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智桥科技2019-06-28 10:38:55

文/智桥科技

打浆

一、什么叫打浆:凡浆料中的纤维受到机械剪切力的作用均称为打浆。

二、打浆的目的

利用物理的方法,对水中悬浮的纸浆进行机械式流体处理时纤维受到剪切力,改变纤维形态,是纸浆获得某些特性(如机械强度、物理性能和一些胶性质),以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。通过打浆控制纸料上网的滤水性,以改善纸页的匀度和强度。

打浆是物理变化,打浆作用对指将所产生的纤维结构和胶体性质的变化,都属于物理变化,不引起纤维的化学变化或产生新的物质。

三、打浆的作用

1. 细胞壁的位移和变形。

2. 初生壁和次生壁外层的破除。

3. 切断或变形。

4. 细纤维化。

四、打浆与纸张性质的关系

(一)术语

1. 打浆度(°SR或叩解度):反应浆料脱水的难易程度。

2. 湿重(g):测定打浆度时纤维挂在框架上的重量,它间接的表示纤维长度。

3. 纤维长度:用显微镜在显微测微尺下测量纤维的长度。

4. 水化度:浆料煮沸前后测得的打浆度之差,表示经打浆后的纤维吸水润胀的程度。

(二)、打浆对纸张各种性质的关系

1. 纤维结合力

随着打浆度的增加,纤维润胀和细纤维化增加,纤维的比表面积增大,游离出更多的羟基,促进纤维间的氢键结合,使纤维的结合力不断上升。

2. 裂断长

影响裂断长的因素很多,主要是纤维结合力和纤维平均长度,同时纤维的交织排列和纤维自身的强度等也有关。在打浆初期裂断长上升很快,以后逐渐缓慢,到一定数值之后,产生转折和下降的现象。因为打浆初期纤维结合力上升,裂断长随之提高,到了后期,纤维平均长度开始下降,裂断长随之下降。

转折现象产生的早晚与打浆方式有关,如果用重刀打浆,纤维长度下将快,裂断长提早出现转折,反之,轻刀打浆,纤维的切断少,有利于提高裂断长的提高,出现转折的时间也晚。

3. 耐破度

与裂断长相似,影响耐破度的主要因素也是纤维结合力和纤维平均长度,以及纤维本身强度和纤维交织情况等。

由于纸张在破裂时,不仅受到拉力,同时也受到撕力作用的影响,在打浆度比较高时,随着纤维平均长度的降低,施耐破度曲线比裂断长曲线下降更快一些。

4. 耐折度

影响因素是纤维平均长度、纤维结合力、与裂断长曲线相似。但由于纤维的平均长度对耐折度影响较大,所以耐折度曲线的转折点壁裂断长出现要早。

5. 撕裂度

主要影响因素是纤维的平均长度,其次是纤维结合力,纤维排列方向,纤维强度和纤维交织情况等。

打浆初期,由于纤维结合力提高,纤维长度下降不多,故撕裂度显著上升。随后由于纤维长度的下降,造成撕裂度逐渐下降。

6. 紧度

影响紧度的因素很多,主要是纸料的打浆度、种类、纤维素含量、压榨、压光等。 一般来说,纸浆的打浆度越高,半纤维素含量越多,加压越大,成纸的紧度越大。

7. 不透明度

影响因素主要是纤维结合力,打浆度高,纤维结合紧密,纤维间空隙少,使光线的散射光减少,通过的光线较多,纸张的透明性增加,不透明度降低。

8. 伸长率和伸缩性

主要影响因素有打浆方式,纸浆的种类,半纤维素的含量,纤维本身的强度和弹性,纤维长度和纸页干燥时所受的张力大小等。

纸张的伸长率和伸缩性都是随着打浆度的提高而上升。

9. 吸收性和透气度

主要影响因素是打浆度、纤维的化学组成、半纤维素的含量等。

随着打浆度的提高,增加了氢键结合和纤维结合力,减少了纸页中气孔的大小和数量,使纸页的吸收性和透气性下降。

五、打浆方式

1. 术语

1)游离打浆:是以降低纤维长度为主的一种打浆方式。

2)粘状打浆:是以纤维吸水润胀,细纤维化为主的打浆方式。

2. 打浆方式

1)长纤维游离打浆

以疏解为主,适当的切断,尽量保留纤维的长度,不要求过多的细纤维化,这种浆料脱水性好,成纸的特性是吸收性好,透气度大,细纤维长,成纸的匀度欠佳,纸面不甚平滑,不透明度高,有较好的撕裂强度和耐破度,纸张的尺寸稳定性好,变形较小,这种纸料多用于生产有较高机械强度的纸张。如牛皮包装纸、电缆纸、工业滤纸等。

2)长纤维粘状打浆

要求纤维高度细纤维化,良好的润胀水化,使纤维柔软可塑,有滑腻性并尽可能避免纤维切断,使纤维保持一定长度,这种浆料因打浆度高,脱水困难,纤维长上网时容易絮聚,影响成纸的匀度,需采用低浓上网,成纸的强度大,吸收性小,可用来生产高级薄型纸,如仿羊皮纸、字典纸、电话纸和防油纸、描图纸等。

3. 短纤维游离打浆

要求纤维有较多的切断,避免纸浆润胀和细纤维化,这种纸料脱水容易,纸的组织均匀,纸质较松软,强度不大,吸收性强,这种浆适于抄造如滤纸、吸墨纸、钢纸原纸、浸渍绝缘纸等,吸收性强、组织匀度要求高的纸种。

4. 短纤维粘状打浆

要求纤维高度细纤维化,润胀水化,并进行适当的切断,使纤维素柔软可塑有滑腻感,这种纸料上网脱水困难,成纸匀度好,吸收性小,有较大的强度,适合于抄造卷烟纸,电容器纸和证券纸等。

抄纸的基本术语

1. 抄造方式、方法和设备分类

按纸的抄造方法分为湿法和干法两种,前者是将纤维分散在水中,称为悬液,而后者是用空气为介质使之成为悬浮体进行抄造,如无纺布纸,湿法抄纸设备按网部的不同结构,分为网纸机、圆网纸机和夹网纸机三大种。

长网造纸机生产能力高,成纸的质量也高,圆网造纸机的生产能力低,成纸性能在很多方面不如长网机。但它的结构简单,占地面积小,投资少,上马快,操作和维修也方便,所以我国小型纸厂普遍应用。

夹网造纸机是现代发展起来的新型纸机,纸料由流箱喷出后,马上被两床网子夹入成形辊,在成形辊的挤压及网的离心力的作用下进行脱水。适于高速抄造(700~1000米/分甚至更高),由于两网夹着脱水,不易受纤维原料的种类及滤水度影响,适应性强。

2. 造纸机的速度

1)抄纸车速:简称抄速,指造纸卷纸机上卷纸的线速度,m/min。

2)工作车速:造纸机在生产不同纸种时生产操作速度的范围。

3)抄纸最高车速:工作车速的基础上可提高大约20%潜力的车速。

4)设计车速:从机械设计和零构件强度角度来考虑造纸机能走到的最大工作车速。一般的讲,它比最高车速还可提高20~40%。

5)爬行车速:为了满足抄纸生产操作和维护检修的需要,要求造纸机和完成整理机械都要有一个速度特别低的运行车速。一般造纸机的爬行车速只有12~25m/min。

3. 抄纸宽度:

简称抄宽,又叫纸幅毛宽,指纸机上实际生产出来的纸的宽度,净纸宽度即生产出来的成品纸的宽度(mm)。

抄宽=净纸宽度+纸卷两边切去的宽度

=净纸宽度+(2×20-25mm)

4. 抄造率

指卷纸机生产出来的纸卷总重量与纸卷

重量和损纸的总重量之比,以百分率表示。

纸机抄造量:即抄造率(%)=纸机抄造量+抄造损纸量

5. 成品率:合格品产量与抄造量之比,以百分率表示。

6. 轨距:造纸机的一个主要结构参数,安装造纸机械主机机架底轨或底板的中心距离。

7. 纸机传动方位:纸机按它传动位置的方位可分左手机和右手机两类纸机,按照在纸机之后,面向湿部望去,如果的传动装置在观察者的右边称为右手机(Y型纸机),反之则称为左手机(Z型纸机)。

抄纸前纸料的处理

1. 纸料的稀释

一般,成浆池中的纸料浓度为2.5~3.5%,如此高的浓度,既不能使纤维均匀分散,也难以除掉其中的杂质,因此需要用水稀释,是纸料在低浓度状态下形成良好的分散液,同时有利于净化和筛选。

稀释的方法有两种,即调浆箱内稀释法和调浆箱外稀释法。

2. 纸料的筛选和净化

净化:是为了除掉纸料中比重大的杂质,如金属、煤渣、沙粒等。

净化操作设备的原理,都是利用重度差来选分杂质的。

筛选:是为了除掉纸料中比重小而体积大的杂质,如浆团、纤维束、草屑等。

筛选操作设备的原理,都是利用几何尺寸及形状的差异来选分杂质的。

3. 纸料的除气

纸料并不是单纯由纤维和填料等固体物质悬浮在水中所形成的悬浮系,而且纸料中还含有空气,由于纸料中的空气对纸机的操作及成纸质量都有危害,所以以生产和质量管理的角度书写需要对纸料进行除气。 除气的方法:一是消除已混入纸料内的空气,一般采用物理或化学法,一是预防和避免空器向纸了中混入。用除气装备除气。

纸料的流送和上网

一、纸料的流动状态

随着浓度的增加和流速不同,纸料的流动可分为塞流,混流和湍流三种流动状态。

二、流浆箱:是造纸设备的主要部件。

(一)作用和基本要求:

1. 沿纸机横向均匀的分布纸料。

2. 能有效地分散纤维。

3. 喷浆稳定。

4. 刚性好,不易变形,便于清洗、操作和维修。不生锈,流道平滑、没有死角,不产生挂浆等现象。

(二)流浆箱的形式

1. 敞开式。2.封闭式。3.敛流式。4.敛流气垫结合式。

三、长网部(以长网纸机为例)

(一)网部的作用

主要作用是使湿纸页成形。而为了形成组织均匀的纸页,在净化筛选之前将纸料用大量的水进行稀释,以使其在低浓下,保持均匀的分散状态,因此在成形的过程中,就要脱掉这些水。

(二)纸料的上网

纸料上网后,最好还保持流浆箱中达到的均匀分散,各部分等速度前进的状态,也就是说上网时不存在大的扰动,是自有表面在总体上是平稳的,而在内部可存在微湍动。在这种状态下,最好是缓慢而均匀的脱水,待纸料在网面上形成一定的滤层后,再均匀的加速脱水,形成组织均匀的纸页,否则若上网即大量脱水,此时网孔张开,大量纤维将随白水一道滤到网下,使成纸的两面差加大。

(三)纸页的成形和脱水

纸料冲流浆箱堰口喷出,从着网点形成脱水和成型。网部脱水主要靠脱水元件,和整饰辊及摇振装置等,成形靠纸料着网点的调节和控制。为了控制上网段的脱水量和防止过多的脱水,在胸辊和第一个案辊之间常常设置成形板或成形箱。其作用是控制脱水量,改善纸页的脱水和成型。

压榨部

一、压榨部的作用

1. 主要是在网部脱水的基础上,借助于机械压力尽可能多的脱掉是纸页中的水分,以便在干燥只是尽可能少的消耗蒸汽。

2. 将网部揭下来的湿纸页,传送到烘缸部去干燥。

3. 在压榨脱水的同时,增加纸中纤维的结合力,提高纸的紧度和强度,减少纸机的断头损失。

4. 消除纸的网痕,提高纸面的平滑度和减少纸的两面性。

二、湿纸页的传递

将湿纸从伏辊处造纸网上揭下来传递到压榨部有两类方式:开放引纸和闭式引纸(包括粘纸引纸和真空引纸)

干燥部

一、干燥部的作用

主要是继压榨部后脱除湿纸的水分,另外也同时起到下列三种作用:提高纸的强度,增加纸的平滑度和完成纸的施胶。

二、干燥时纸页质量的影响

(一)纸页的收缩

进入干燥部的湿纸页中有三种不同形式的水分,即游离毛细管水和结合水,干燥时,首先去掉的是纤维间的游离子,其次是纤维微孔中的毛细管水,最后才是纤维细胞壁中部分的结合水。

干燥时,纸的柔性,塑性强度发生变化,并且产生收缩。

(二)干燥时纸页的收缩对成纸性质的影响

由于干燥时纸的纵向拉长,成纸的可伸长性减小,耐破度下降,耐折度开始增加,但是随着纸的水分减少,纤维塑性的下降,所以升到最高点以后转为下降。

干燥不仅影响纸的机械强度,还会影响纸的紧度,吸收性,透气度,平滑度和施胶度等其他性质。

快速升温的高温强化干燥,将会增加纸的松软性,气孔率,吸收性和透气度,减少纸的紧度,透明度和机械强度。反之,缓慢升温的低温干燥,结果恰恰相反。

压光及卷取

一、压光的目的

是使纸页经过压光后提高纸张的光泽度、平滑度及紧度,得到厚度均匀的纸张。

二、卷取

卷纸机是抄纸联动机,是造纸系统的最后一个设备。卷纸的质量好坏是影响以后生产过程正常操作的重要因素。生产中卷纸要求卷筒松紧均匀,应当避免两端松紧不一和卷芯起皱等缺点。

纸的完成与整理

纸的完成与整理包括超级压光、复卷、切纸、选纸、数纸、打包和贮存等过程

一、超级压光

为了进一步提高纸的平滑度和光泽度,同时增加纸的紧度和改善厚度均匀性的一项工艺过程。

一般对要求平滑度和紧度较高的印刷纸、书写纸则需要经超级压光机压光。

二、卷筒纸的整理

(一)复卷

抄纸经普通压光后,卷成圆筒状的纸卷。由于两侧边缘不整齐或纸幅过宽或纸内有纸病。断头等为了适应纸张的进一步加工或印刷的需要,必须纵切重卷而成纸筒。如果需要级压光,则待超级压光后再行复卷。

(二)整理

1、切纸

一书写纸、印刷纸和纸板等,需要切成平板纸。

2、造纸和数纸

经平板切纸机切成平板后,需要进行选纸和数纸。选纸主要用于剔除不合质量要求的纸张。

数纸:一般选定纸后按500张为一定进行数纸。

3.包装和打件


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