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打浆比压是指单位打浆面积上所受的力。打浆比压是决定打浆方式的首要因素。也就是说,打浆究竟是属于游离状打浆或粘状打浆的范畴,先决条件在于打浆比压。正确地决定比压,也是能否缩短打浆时间,提高纸料质量和节约电耗的关键。
纤 维 原 料 种 类 | 纸 张 种 类 | 打浆比压(公斤/厘米) |
未漂亚硫酸盐木浆 | 2号及3号书写印刷纸 中等紧度的薄型文化用纸 80~100克/米的打孔卡片纸、书皮纸 | 3~5 1~3 5~7 |
漂白亚硫酸盐木浆 | 复写纸类薄纸 1号及2号书写纸、印刷纸 绘图纸、地图纸、图画纸、吸水纸 | 0.5~1.0 2~4 5~16 |
未漂硫酸盐木浆 | 电气绝缘纸 牛皮纸、纸袋纸 | 4~8 10~12 |
破布浆 | 吸水纸 | 3~8 |
漂白亚硫酸盐苇浆 | 印刷纸 | 2~7 |
漂白碱法草浆 | 有光纸、印刷纸 | 2~5 |
除了比压大小之外,达到指定打浆比压的时间快慢也很重要。一般说来,如果采用的是逐步增加打浆比压的办法,其结果是纤维吸水润胀程度大,切断作用小。这种打浆方法适用于要求强度较高,而伸缩性不占重要地位的纸类。如果延长打浆时间,这种打浆办法适于生产薄页纸。相反,如果采用迅速增加打浆比压的办法,结果是纤维润胀分裂作用小,切断作用大,这种办法适用于一般书写纸和印刷纸的打浆。如果打浆一开始,就急速增加比压,打浆作用以切断纤维占绝对优势,这种打浆办法只能应用在滤纸、吸墨纸等一类要求吸收性能较好的纸类。
一般来说,打浆磨片间隙较大,刀片之间的纤维层较厚,每根纤维所受作用力较小,即打浆比压较小。
HY Cut fin切割鳍
---适宜偏游离状打浆,具有较高的打浆比压,较低动力消耗状态下快速降低长纤维湿重,利于提高匀度。
HY Broom fin 扫帚鳍
---适宜于偏粘状打浆,对纤维分丝帚化作用较强,利于打浆度的提升。
HY Soft fin软鳍
---适宜于短纤维浆种,切断作用较弱,保持纤维长度,利于减少湿重流失。
HY Ease fin 疏解鳍
---适宜于多浆种,疏解与泵送能力强,降低电耗,利于提高出率。
在纤维润胀以前迅速进刀,亦即采用较高的打浆比压和较小的刀距,在较低浓度下将纤维切短,这就是游离状打浆;反之,粘状打浆是在相对较高浓度、较低打浆比压的情况下进行的。在粘状打浆过程中,纤维获得较充分的润胀,具有一定弹性,因此大部分纤维只受到揉搓和压挤,仅有小部分被切断。
在一般情况,减小打浆比压可以避免过多切断纤维,但是降低比压的结果,又会延长打浆时间,所以一般打浆都是在尽可能不影响纸料性质的条件下,适当增加比压,因此提高打浆效率和节省动力消耗。打浆所用的比压大小,决定于纸浆种类和纤维性质。以不同纤维原料种类生产不同纸张时,所要求的打浆比压范围大体概括如下表所示。
轴压比指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值(进一步理解为:柱(墙)的轴心压力设计值与柱(墙)的轴心抗压力设计值之比值)。它反映了柱(墙)的受压情况,《建筑...
轴压比的定义为柱的轴向压力设计值抗压强度和截面面积的乘积的比值。公式是N/(fc*A)。N为柱的轴压力,fc为砼抗压强度设计值,A为柱的截面面积。柱轴压比一般在0.6至0.95之间。建筑抗震设计规范(...
根据百科定义,剪应力V/BH0与混凝土轴心抗压强度设计值的比值:梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响,当剪压比大于0.15的时候,梁的强度和刚度有明显的退化现象,...
造纸打浆用工程塑料磨盘
近年的研究成果表明,造纸打浆的磨盘应用工程塑料制作,不仅能更好地满足草浆打浆的工艺要求,有效地提高成纸的质量和产量,还具有省电显著、噪音小、耐磨性能好等优点。用工程塑料磨盘打浆对利用草类原料生产较高级的纸种,扩大草类原料的用途都具有重要的意义。一.工程塑料磨盘打浆的理论依据工程塑料磨盘打浆应用的是软质材料打浆理论,在低浓打浆时,打浆的作用主要靠磨盘或刀片对纤维进行冲击、摩擦、压溃和切断,即靠刀片直接与纤维接
非木材纤维中浓打浆效果及机理分析
非木材纤维中浓打浆效果及机理分析 作者: 雷利荣, 黄智文, 李友明, 黄放辉, 余吕宏, LEI Li-rong , HUANG Zhi-wen, LI You-ming, HUANG Fang-hui, YU Lv-hong 作者单位: 雷利荣,李友明,黄放辉,LEI Li-rong,LI You-ming,HUANG Fang-hui( 华南理工大学制浆造纸 工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广 东广州,510640) , 黄智文,余吕宏,HUANG Zhi-wen,YU Lv-hong(华南理工大学制浆造纸工程 国家重点实验室,广东广州,510640) 刊名: 中国造纸 英文刊名: CHINA PULP & PAPER 年,卷(期): 2010,29(1) 被引用次数: 1次 参考文献(7条) 1. Ahmed Aziz
打浆的影响因素很多,例如打浆比压、打浆时间、纸料浓度、纸料性质、刀间距离、刀的特性、打浆温度、纸料PH值以及打浆时添加物料等都足以影响打浆。为了正确考虑打浆的内在联系,合理地制订打浆工艺规程,打出合乎纸张质量要求的纸料,因此有必要对上述因素加以讨论。
打浆比压单位打浆面积上所受的力称为打浆比压。打浆比压是决定打浆方式的首要因素。也就是说,打浆究竟是属于游离状打浆或粘状打浆的范畴,先决条件在于打浆比压。正确地决定比压,也是能否缩短打浆时间,提高纸料质量和节约电耗的关键。
在纤维润胀以前迅速落下刀辊,亦即采用较高的打浆比压和较小的刀距,在较低浓度下将纤维切短,这就是游离的浆;反之,粘状打浆是在较高浓度、较低打浆比压的情况下进行的。在粘状打浆过程中,纤维获得较充分的润胀,具有一定弹性,因此大部分纤维只受到揉搓和压挤,仅有小部分被切断。
在一般情况,减小打浆比压可以避免过多切断纤维,但是降低比压的结果,又会延长打浆时间,所以一般打浆都是在尽可能不影响纸料性质的条件下,适当增加比压,因此提高打浆效率和节省动力消耗。打浆所用的比压大小,决定于纸浆种类和纤维性质。以不同纤维原料种类生产不同纸张时,所要求的打浆比压范围大体概括如下表。
打浆 比 压 与 纸 张 种 类 的 关 系
纤 维 原 料 种 类 | 纸 张 种 类 | 打浆比压(公斤/平方厘米) |
未漂亚硫酸盐木浆 | 2号及3号书写印刷纸 |
中等紧度的薄型文化用纸
80~100克/米的打孔卡片纸、书皮纸
3~5 |
1~3
5~7
漂白亚硫酸盐木浆 | 复写纸类薄纸 |
1号及2号书写纸、印刷纸
绘图纸、地图纸、图画纸、吸水纸
0.5~1.0 |
2~4
5~16
未漂硫酸盐木浆 | 电气绝缘纸 |
牛皮纸、纸袋纸
4~8 |
10~12
破布浆 | 吸水纸 | 3~8 |
漂白亚硫酸盐苇浆 | 印刷纸 | 2~7 |
漂白碱法草浆 | 有光纸、印刷纸 | 2~5 |
除了比压大小之外,达到指定打浆比压的时间快慢也很重要。一般说来,如果采用的是逐步增加打浆比压的办法,其结果是纤维吸水润胀程度大,切断作用小。这种打浆方法适用于要求强度较高,而伸缩性不占重要地位的纸类。如果延长打浆时间,这种打浆办法适于生产薄页纸。相反,如果采用迅速增加打浆比压的办法,结果是纤维润胀分裂作用小,切断作用大,这种办法适用于一般书写纸和印刷纸的打浆。如果打浆一开始,就急速增加比压,打浆作用以切断纤维占绝对优势,这种打浆办法只能应用在滤纸、吸墨纸等一类要求吸收性能较好的纸类。
一般来说,飞刀与底刀之间比离较大,刀片之间的纤维层较厚,每根纤维所受作用力较小,即打浆比压较小。所以粘状打浆时,刀间距离不能小于0.08毫米,否则刀片会受到过多的磨损。打浆浓度纸料的浓度对打浆的质量有很大的影响。根据近年来打浆工艺的发展,打浆浓度可分为低浓、中浓、高浓三种,有人认为10%以下的浓度称为低浓打浆,10~20%的浓度称为中浓打浆,而高浓打浆的浓度在20~30%甚至更高。
在低浓打浆的范畴内,打浆浓度较高,则进入飞刀与底刀之间的浆层较厚,纤维数量增多,有利于促进纤维间的挤压和揉搓作用,有助于纤维分散、润胀和细纤维化。同时,单根纤维所分担承受的压力也相应减小,从而减少了纤维的切断作用。由此可见,打浆浓度较高,适合于粘状打浆的要求。例如,某厂生产水泥袋纸在用锥形精浆机进行打浆,将打浆浓度由原来的3~4%提高到5~6%,在同样成浆打浆度情况下,纸的耐破度和撕裂度均有显著提高。游离状打浆则要求切断纤维,而不希望纤维过多吸水润胀,打浆浓度可控制低一些。
总之,在低浓打浆的范畴内,纸料浓度的大小,应根据打浆方式、纸料性质和打浆设备构造等而决定。对于打浆机来说,在打粘状浆或一般纸料时,浓度也应大一些,但也要考虑到设备结构的限制,例如旧式打浆机纸料的浓度可达5~6%,新型打浆机的浓度还可高一些。而一般连续打浆设备,则多受浆泵和进料操作的限制,不易提高打浆浓度。不应该指出,提高打浆浓度,既可以提高单位时间的产浆量,降低单位产量的电耗,从而降低生产的成本,在经济上的合理性是不应忽视的。为此,不论是间歇或连续打浆,在设备条件允许下,根据生产纸种的质量要求,应尽量保持最大可能的打浆浓度。
中浓打浆(浓度10~20%)虽能有助于提高纸张强度,但效果既不甚显著,且动力消耗又高,因此未能在工业生产中获得应用。
早在二十多年前,在实验室进行的高浓打浆(20~30%)的研究,就已指出,高浓打浆能腻予纸张以较高的撕裂度、伸长率和耐破度等。到了六十年代,随着连续打浆设备结构的不断发展,高浓打浆设备也渐趋成熟,促进了高浓打浆在工业生产中的实现。
高浓打浆目前是采用附有强制喂料装置的盘式磨浆机,以解决浆料浓度大,流动性差等问题。一般可采用螺旋推进器作为喂料装置,将纸料推进高浓盘磨机中进行打浆。
如前述在打浆过程中,纤维受到刀片的冲击、压溃和纤维彼此之间的摩擦作用,其初生壁和次生壁外层得到破坏,从而促进纤维的吸水润胀和细纤维化。在低浓打浆时,由于大量的水在纤维间起着润滑作用,因此纤维间的摩擦力很小,对纤维的结构形态不易产生影响。低浓打浆主要靠底盘刀片的作用,因此要求磨盘刀片之间的缝隙必需保持在单根纤维厚度左右,务使纤维受到剧烈的摩擦作用。但是由于打浆设备在使用过程中会发生不均匀磨损,致使整个磨盘刀片间隙不可能完全一致。间隙太小处,纤维受到过度的压溃和切断;间隙过大处,纤维又得不到必要处理。因此,低浓打浆不易取得均匀的打浆效果。高浓打浆的情况则与此迥然不同。高浓打浆主要依靠磨盘间纸料的相互摩擦,而不是靠磨盘本身的作用,因此磨盘间的间隙可以加大,从而避免了纤维的过度压溃和切断。从纤维筛分组成和纤维形态的观察,可以明显地看出经过高浓打浆和低浓打浆的纸料存在着显著的差别。测定结果表明,高浓打浆时纤维长度变化不大,而低浓打浆时,长纤维比例大大降低,短纤维和细小纤维比例显著增加,因而打浆度上升较快,其滤水性能也较差。在纤维形态方面,经过高浓打浆的纤维细纤维化程度要比低浓打浆的大得多。另外,经过高浓打浓的纤维多呈扭曲状,而低浓打浆的纤维则呈宽带状。
由于高浓打浆能够更多地保持纤维的长度和强度,因此纸浆的撕裂度要比低浓打浆的高得多。同时,由于经高浓打浆后纤维多呈扭曲状,纤维具有很高的收缩能力,因此纸张的收缩率得到大大改善,这种情况对水泥袋纸、高速轮转印刷纸等纸种具有重要的意义。基于上述原因,在造纸机上对纸袋进行干燥时,纸张的收缩率有较大幅度的增加,其结果是纸张韧性和耐破度得到一定程度的提高,而抗张强度则可能有降低,如下表所示。综上所述,由于抗张强度变化不大,而伸长率有着较大幅度的增加,最终表现在纸韧性上在为提高,这点对纸袋的使用性能是极为重要的。
高 低 浓 度不 同 打 浆 方 式 的 比 较
纸张性质 | 低浓打浆 | 高浓打浆 | 高浓+低浓打浆 |
横向撕裂度(克/张) |
横向伸长率(%)
横向抗张力(克/厘米)
横向韧性(公斤.米/平方米)
耐破度(公斤/平方厘米)
150 |
6.1
288
12.7
12.8
250 |
8.6
288
18.7
13.2
200 |
9.5
270
20.9
13.5
对长纤维浆来说单纯采取高浓打浆的处理方式,纤维没有能够得到足够的适当切断作用,不易保证成纸的匀度,因此,可以考虑采用两段打浆的方法,即在高浓打浆之后,再经过低浓打浆处理。两段打浆既能体现高浓打浆的优点,又能达到低浓均整和节约用电的目的。只要高浓和低浓两个阶段取得良好的配合而使纤维受到最小损伤,纸张的强度和质量都会比单独用高浓打浆或低浓打浆要高得多,此点可由表2-1-6看出。
目前用于高浓打浆的几种型式的盘磨机,均要求较高的制造精密度,并且磨盘材料必须选用优质的,这类盘磨机生产能力较大,电耗也高。
总的来看,高浓打浆是个技术方向,特别适用于处理厚壁纤维的马尾松和落叶松等浆料,而对阔叶木浆和草类纸浆等短纤维,更能发挥其效果,为利用短纤维浆生产高强度纸张开辟了新途径。
但高浓打浆也存有一些问题,例如动力消耗较大,纸张的紧度大,不透明度,尺寸的稳定性和挺度均较差,这些情况是值得注意的。打浆温度打浆时,由于纤维与刀片表面以及纤维彼此之间的摩擦作用,产生摩擦热,这些热量积聚在纸料中,造成浆温上升。打浆时间较长,浆温可能升高较多。温度升高的大小随打浆情况不同而有差异。游离状打浆处理一般纸料由于打浆时间较短,因此纸料中积聚热不大,温度上升不大显著。粘浆时间较长,往往易于出现升温较多的现象,例如,电容器纸用浆的打浆时间长达24小时左右,纸料中积聚热较大,温度上可能上升至60℃以上。
通过量在间歇式打浆操作中,每次处理浆量恒定不变,打浆效果主要取决于打浆比压、打浆浓度和打浆时间,如前述,打浆时间的长短又决定于打浆方法(比压和浓度),以及对打浆质量的要求。采取连续打浆操作时,打浆效应则主要决定于打浆比压、打浆浓度、连续打浆设备的台数以及单位时间纸料的通过量。在其他条件相同的情况下,增加通过量,相应地会缩短纤维受到打浆处理的时间。如果采取提高浆浓的同时,以增加纸料通过量,那又是另一个问题。
刀质和刀厚游离状打浆宜于采用薄刀;反之,粘状打浆,则以采用厚刀较为适宜。厚刀比较不易切断纤维,而较易对纤维进行分丝细纤维化。如欲制造高粘状的纸料,则以石刀为最适宜,一般石刀的厚度比钢刀的大。
由于纸料和生产纸种的不同,打浆设备的刀片应根据实际情况选用不同的材料。钢刀切断纤维作用大,而石刀最适于粘状打浆。选用钢刀或石刀,这也要根据产品质量要求来决定。
纸料种类和化学组成的影响各种不同纤维原料,经过不同方式的制浆手段,也会制得化学组成各不相同的纸浆。这种纤维结构和化学组成的区别,往往导致纸浆的打浆性能的差异。在第二节“打浆理论”中,已就纸浆的化学组成对打浆的影响,有所阐述。在这里,还应该着重指出,当纸浆中α-纤维素含量较多,半纤维素含量较少时,纤维不易取得润胀和细纤维化作用,纸张物理强度难以得到发展,但纸张的松度、多孔性和吸水性能则有较大增长。另外,如果木素含量较多,则又表明纤维细胞壁(特别是初生壁和次生壁外层),没有获得足够的破坏,直接影响到纤维的润胀和细纤维化。这些情况都是值得注意的。至于纤维结构对打浆的影响,则拟在阐述各种纸浆的打浆特性时,一并讨论。
此外,关于PH值对打浆的影响,各说不一,有人认为PH值在5~6或8.5~9.0的两个范围内,纤维润胀最大,容易打浆;但也有人认为PH值的大小对纸料的润胀关系不大。
打浆的影响因素很多,例如打浆比压、打浆时间、纸料浓度、纸料性质、刀间距离、刀的特性、打浆温度、纸料PH值以及打浆时添加物料等都足以影响打浆。为了正确考虑打浆的内在联系,合理地制订打浆工艺规程,打出合乎纸张质量要求的纸料,因此有必要对上述因素加以讨论。
打浆比压
单位打浆面积上所受的力称为打浆比压。打浆比压是决定打浆方式的首要因素。也就是说,打浆究竟是属于游离状打浆或粘状打浆的范畴,先决条件在于打浆比压。正确地决定比压,也是能否缩短打浆时间,提高纸料质量和节约电耗的关键。
在纤维润胀以前迅速落下刀辊,亦即采用较高的打浆比压和较小的刀距,在较低浓度下将纤维切短,这就是游离的浆;反之,粘状打浆是在较高浓度、较低打浆比压的情况下进行的。在粘状打浆过程中,纤维获得较充分的润胀,具有一定弹性,因此大部分纤维只受到揉搓和压挤,仅有小部分被切断。
在一般情况,减小打浆比压可以避免过多切断纤维,但是降低比压的结果,又会延长打浆时间,所以一般打浆都是在尽可能不影响纸料性质的条件下,适当增加比压,因此提高打浆效率和节省动力消耗。打浆所用的比压大小,决定于纸浆种类和纤维性质。以不同纤维原料种类生产不同纸张时,所要求的打浆比压范围大体概括如下表。
打浆 比 压 与 纸 张 种 类 的 关 系
纤 维 原 料 种 类 |
纸 张 种 类 |
打浆比压(公斤/平方厘米) |
未漂亚硫酸盐木浆 |
2号及3号书写印刷纸 中等紧度的薄型文化用纸 80~100克/米的打孔卡片纸、书皮纸 |
3~5 1~3 5~7 |
漂白亚硫酸盐木浆 |
复写纸类薄纸 1号及2号书写纸、印刷纸 绘图纸、地图纸、图画纸、吸水纸 |
0.5~1.0 2~4 5~16 |
未漂硫酸盐木浆 |
电气绝缘纸 牛皮纸、纸袋纸 |
4~8 10~12 |
破布浆 |
吸水纸 |
3~8 |
漂白亚硫酸盐苇浆 |
印刷纸 |
2~7 |
漂白碱法草浆 |
有光纸、印刷纸 |
2~5 |
除了比压大小之外,达到指定打浆比压的时间快慢也很重要。一般说来,如果采用的是逐步增加打浆比压的办法,其结果是纤维吸水润胀程度大,切断作用小。这种打浆方法适用于要求强度较高,而伸缩性不占重要地位的纸类。如果延长打浆时间,这种打浆办法适于生产薄页纸。相反,如果采用迅速增加打浆比压的办法,结果是纤维润胀分裂作用小,切断作用大,这种办法适用于一般书写纸和印刷纸的打浆。如果打浆一开始,就急速增加比压,打浆作用以切断纤维占绝对优势,这种打浆办法只能应用在滤纸、吸墨纸等一类要求吸收性能较好的纸类。
一般来说,飞刀与底刀之间比离较大,刀片之间的纤维层较厚,每根纤维所受作用力较小,即打浆比压较小。所以粘状打浆时,刀间距离不能小于0.08毫米,否则刀片会受到过多的磨损。
打浆浓度
纸料的浓度对打浆的质量有很大的影响。根据近年来打浆工艺的发展,打浆浓度可分为低浓、中浓、高浓三种,有人认为10%以下的浓度称为低浓打浆,10~20%的浓度称为中浓打浆,而高浓打浆的浓度在20~30%甚至更高。
在低浓打浆的范畴内,打浆浓度较高,则进入飞刀与底刀之间的浆层较厚,纤维数量增多,有利于促进纤维间的挤压和揉搓作用,有助于纤维分散、润胀和细纤维化。同时,单根纤维所分担承受的压力也相应减小,从而减少了纤维的切断作用。由此可见,打浆浓度较高,适合于粘状打浆的要求。例如,某厂生产水泥袋纸在用锥形精浆机进行打浆,将打浆浓度由原来的3~4%提高到5~6%,在同样成浆打浆度情况下,纸的耐破度和撕裂度均有显著提高。游离状打浆则要求切断纤维,而不希望纤维过多吸水润胀,打浆浓度可控制低一些。
总之,在低浓打浆的范畴内,纸料浓度的大小,应根据打浆方式、纸料性质和打浆设备构造等而决定。对于打浆机来说,在打粘状浆或一般纸料时,浓度也应大一些,但也要考虑到设备结构的限制,例如旧式打浆机纸料的浓度可达5~6%,新型打浆机的浓度还可高一些。而一般连续打浆设备,则多受浆泵和进料操作的限制,不易提高打浆浓度。不应该指出,提高打浆浓度,既可以提高单位时间的产浆量,降低单位产量的电耗,从而降低生产的成本,在经济上的合理性是不应忽视的。为此,不论是间歇或连续打浆,在设备条件允许下,根据生产纸种的质量要求,应尽量保持最大可能的打浆浓度。
中浓打浆(浓度10~20%)虽能有助于提高纸张强度,但效果既不甚显著,且动力消耗又高,因此未能在工业生产中获得应用。
早在二十多年前,在实验室进行的高浓打浆(20~30%)的研究,就已指出,高浓打浆能腻予纸张以较高的撕裂度、伸长率和耐破度等。到了六十年代,随着连续打浆设备结构的不断发展,高浓打浆设备也渐趋成熟,促进了高浓打浆在工业生产中的实现。
高浓打浆目前是采用附有强制喂料装置的盘式磨浆机,以解决浆料浓度大,流动性差等问题。一般可采用螺旋推进器作为喂料装置,将纸料推进高浓盘磨机中进行打浆。
如前述在打浆过程中,纤维受到刀片的冲击、压溃和纤维彼此之间的摩擦作用,其初生壁和次生壁外层得到破坏,从而促进纤维的吸水润胀和细纤维化。在低浓打浆时,由于大量的水在纤维间起着润滑作用,因此纤维间的摩擦力很小,对纤维的结构形态不易产生影响。低浓打浆主要靠底盘刀片的作用,因此要求磨盘刀片之间的缝隙必需保持在单根纤维厚度左右,务使纤维受到剧烈的摩擦作用。但是由于打浆设备在使用过程中会发生不均匀磨损,致使整个磨盘刀片间隙不可能完全一致。间隙太小处,纤维受到过度的压溃和切断;间隙过大处,纤维又得不到必要处理。因此,低浓打浆不易取得均匀的打浆效果。高浓打浆的情况则与此迥然不同。高浓打浆主要依靠磨盘间纸料的相互摩擦,而不是靠磨盘本身的作用,因此磨盘间的间隙可以加大,从而避免了纤维的过度压溃和切断。从纤维筛分组成和纤维形态的观察,可以明显地看出经过高浓打浆和低浓打浆的纸料存在着显著的差别。测定结果表明,高浓打浆时纤维长度变化不大,而低浓打浆时,长纤维比例大大降低,短纤维和细小纤维比例显著增加,因而打浆度上升较快,其滤水性能也较差。在纤维形态方面,经过高浓打浆的纤维细纤维化程度要比低浓打浆的大得多。另外,经过高浓打浓的纤维多呈扭曲状,而低浓打浆的纤维则呈宽带状。
由于高浓打浆能够更多地保持纤维的长度和强度,因此纸浆的撕裂度要比低浓打浆的高得多。同时,由于经高浓打浆后纤维多呈扭曲状,纤维具有很高的收缩能力,因此纸张的收缩率得到大大改善,这种情况对水泥袋纸、高速轮转印刷纸等纸种具有重要的意义。基于上述原因,在造纸机上对纸袋进行干燥时,纸张的收缩率有较大幅度的增加,其结果是纸张韧性和耐破度得到一定程度的提高,而抗张强度则可能有降低,如下表所示。综上所述,由于抗张强度变化不大,而伸长率有着较大幅度的增加,最终表现在纸韧性上在为提高,这点对纸袋的使用性能是极为重要的。
高 低 浓 度不 同 打 浆 方 式 的 比 较
纸张性质 |
低浓打浆 |
高浓打浆 |
高浓 低浓打浆 |
横向撕裂度(克/张) 横向伸长率(%) 横向抗张力(克/厘米) 横向韧性(公斤.米/平方米) 耐破度(公斤/平方厘米) |
150 6.1 288 12.7 12.8 |
250 8.6 288 18.7 13.2 |
200 9.5 270 20.9 13.5 |
对长纤维浆来说单纯采取高浓打浆的处理方式,纤维没有能够得到足够的适当切断作用,不易保证成纸的匀度,因此,可以考虑采用两段打浆的方法,即在高浓打浆之后,再经过低浓打浆处理。两段打浆既能体现高浓打浆的优点,又能达到低浓均整和节约用电的目的。只要高浓和低浓两个阶段取得良好的配合而使纤维受到最小损伤,纸张的强度和质量都会比单独用高浓打浆或低浓打浆要高得多,此点可由表2-1-6看出。
目前用于高浓打浆的几种型式的盘磨机,均要求较高的制造精密度,并且磨盘材料必须选用优质的,这类盘磨机生产能力较大,电耗也高。
总的来看,高浓打浆是个技术方向,特别适用于处理厚壁纤维的马尾松和落叶松等浆料,而对阔叶木浆和草类纸浆等短纤维,更能发挥其效果,为利用短纤维浆生产高强度纸张开辟了新途径。
但高浓打浆也存有一些问题,例如动力消耗较大,纸张的紧度大,不透明度,尺寸的稳定性和挺度均较差,这些情况是值得注意的。
打浆温度
打浆时,由于纤维与刀片表面以及纤维彼此之间的摩擦作用,产生摩擦热,这些热量积聚在纸料中,造成浆温上升。打浆时间较长,浆温可能升高较多。温度升高的大小随打浆情况不同而有差异。游离状打浆处理一般纸料由于打浆时间较短,因此纸料中积聚热不大,温度上升不大显著。粘浆时间较长,往往易于出现升温较多的现象,例如,电容器纸用浆的打浆时间长达24小时左右,纸料中积聚热较大,温度上可能上升至60℃以上。
通过量
在间歇式打浆操作中,每次处理浆量恒定不变,打浆效果主要取决于打浆比压、打浆浓度和打浆时间,如前述,打浆时间的长短又决定于打浆方法(比压和浓度),以及对打浆质量的要求。采取连续打浆操作时,打浆效应则主要决定于打浆比压、打浆浓度、连续打浆设备的台数以及单位时间纸料的通过量。在其他条件相同的情况下,增加通过量,相应地会缩短纤维受到打浆处理的时间。如果采取提高浆浓的同时,以增加纸料通过量,那又是另一个问题。
刀质和刀厚
游离状打浆宜于采用薄刀;反之,粘状打浆,则以采用厚刀较为适宜。厚刀比较不易切断纤维,而较易对纤维进行分丝细纤维化。如欲制造高粘状的纸料,则以石刀为最适宜,一般石刀的厚度比钢刀的大。
由于纸料和生产纸种的不同,打浆设备的刀片应根据实际情况选用不同的材料。钢刀切断纤维作用大,而石刀最适于粘状打浆。选用钢刀或石刀,这也要根据产品质量要求来决定。
纸料种类和化学组成的影响
各种不同纤维原料,经过不同方式的制浆手段,也会制得化学组成各不相同的纸浆。这种纤维结构和化学组成的区别,往往导致纸浆的打浆性能的差异。在第二节“打浆理论”中,已就纸浆的化学组成对打浆的影响,有所阐述。在这里,还应该着重指出,当纸浆中α-纤维素含量较多,半纤维素含量较少时,纤维不易取得润胀和细纤维化作用,纸张物理强度难以得到发展,但纸张的松度、多孔性和吸水性能则有较大增长。另外,如果木素含量较多,则又表明纤维细胞壁(特别是初生壁和次生壁外层),没有获得足够的破坏,直接影响到纤维的润胀和细纤维化。这些情况都是值得注意的。至于纤维结构对打浆的影响,则拟在阐述各种纸浆的打浆特性时,一并讨论。
此外,关于PH值对打浆的影响,各说不一,有人认为PH值在5~6或8.5~9.0的两个范围内,纤维润胀最大,容易打浆;但也有人认为PH值的大小对纸料的润胀关系不大。