成浆精磨,原纸成形、压榨和干燥

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《涂布加工纸技术手册》第175页(7759字)

原纸成浆的精磨过程,选好适当的装备时,它有能大大增强涂布原纸的效果,这时用相对低的能源消耗量于纤维,其效果将数倍于此,此时纤维趋向帚化、分丝,变成弯而柔顺而不会过度地被切断。如果这些处理不很恰当,纤维被过度切断,结果是纤维长度变短。人们倾向于初期精磨处理纤维时,加大磨浆能源的影响(即提高打浆或精磨压力),这当然是指陶格拉斯冷杉或南方松之类具厚壁细胞纤维的木种。用深度精磨的硬木浆或桉木浆生产小松厚度及均匀度好的原纸往往是既经济而又能产出较好质量的最终成品的。涂布者、原纸成浆制备者、纸浆工厂以及采购员之间的各部分的协作和联合,严格的交流制度和质量计划居重要地位。

精磨过的纸浆悬浮液和填料,通过净化器去除残余的沾染物然后进入流浆箱流向纸机网上。15年前流浆箱已进步到纸机横幅定量的一致性对一般的原纸质量有很大的改善,这种流浆箱附设的构件对纠正纸机流程参数变动及其反馈和反应是适时的;正确而精密的电子结合加上电脑或人脑的相互作用,在此领域内原纸质量能得到很大的质量改善。

聚酯成形网的选择对原纸具有良好的外观来说显然是重要的,这种成形网有细织的、粗织的、多层织法的,各自适应其目的。细股多层织的成形网倾向能生产平滑网面好的原纸,而且在成形过程中易于脱水,与此相反用粗的成形网会过快地脱水。粗的成形网,加以脱水板和真空箱的作用允许原纸机有较高的车速,但促使成浆中的微细纤维及填料被拉离已形成的原纸湿纸面,从而产生点点有空眼或针眼的原纸,倘这类原纸成品属低定量涂布用时,面上产生涂料堵眼,不均匀性的产品或者有其它类似劣化成品质量的反面影响。车速与脱水之间的平衡甚为重要,这里要提出用夹网成形器是理想的,使用夹网两者的平衡,这样湿的纸幅从双面脱水而且能产出质量好两面平滑一致和紧密度高的原纸来。

湿压抽吸是脱水的基本函数,但是湿压的设计要注意到防止产生平滑度两面性和纸张厚度问题。加上高效脱水的压榨之后,湿纸幅在烘缸上进行高压蒸汽加热的接触式干燥,结果纤维在纸幅上被举起、拉、沾粘在烘缸表面,这种现象称为烘缸拉毛。如果用红外干燥器预干燥或将为首的几只蒸汽烘缸涂上剥离剂,那么有助于将烘缸的拉毛问题限制到最小的限度。这种拉下的“纤维毛”,当纸幅继续经过烘缸段时,松散的纤维会重新沾积,当纸幅进入施胶辊时,这些纤维进入施胶液中,这样就重新粘在纸幅上,其它纤维留在胶料过滤筛或继续进入流程。即使用200目的筛板也拦不住微米级的微粒的通过,即使好的施胶压榨的胶液筛是100~150目,对除去沾染物也是不起效果的,这样就使得这些沾染物(纤维等)存留在原纸表面,上述章节中已提及这种纤维的正常直径是20~65μm,故许多大于此长度的纤维将留在筛板上。

原纸纸面上杂质的形成不单来自纤维和积垢类,有时还包括来自施胶液的沉淀的链淀粉与其它沾染物,这影响到刮刀涂布机的涂布站的涂料质量。在刮刀上纤维和其它沾染物从纸幅拖下来变为涂料的一小部分,再者,有些被涂料筛除去,同时有若干再沾积在纸幅上,还有若干沾染物则寄居在刮刀下造成产品条痕、擦痕的格局,这些沾染物的下一个停留站是印刷机,其结果无可非议地要引起印刷上的操作困难和生产障碍的。不少纸机生产原纸时经常干燥到低于1%含水时进入施胶压榨,这种水分水平促进了施胶液的均匀吸入纸幅。假使纸的成形呈均匀定量状,则纸的厚度和含水量也能呈均匀态的。施胶压榨常常是原纸制造工艺中的重要部分,而另一方面有的原纸机却没有施胶压榨,这属于原纸生产装备不够完善。还有一点要记住和思考的是,当原纸每次再湿而后烘干时,结果是增加原纸面的粗糙度,这是因为原纸纤维经历膨胀及解键的原因。

一般而言,施胶压榨并不使原纸产生多少平滑度,只有施胶液配比含有颜料的情况下,通过超级压光的涂布产品才能适合某些印刷的应用。近代具有薄膜计量型(film metering type)的施胶压榨,往往是这样的工艺来发挥新型施胶压榨的作用的。这时接下去用非接触的红外干燥,既能提高纸的横幅水分均一水平又能使这个方位的烘缸面上沾有“掉毛”缩小到最小限度,涂布成品在胶版印刷使用时,因施胶液可以用淀粉液等组成,并渗入原纸幅内,这将大大改善原纸及其成品使用时的印刷掉毛、掉粉现象。另外施胶压榨的有用功能是可以通过使用不贵的施胶液的施胶作用来减少昂贵涂布液的渗入原纸内层,而使这种涂布液保持在原纸表面层,像这类如何优化施胶压榨给予原纸质量的性能的发挥,需要涂布手和施胶技术控制者的密切联系和配合。

图3-10 在刮刀涂布机上将原纸用水预处理前及预处理后的电子扫瞄显微照片,这说明当纤维丛垫(fibermat)解键结果引起粗糙表面

机械压光系统能增加纸的平滑度,但即使压光硬辊是属于含“可控中高系统”的,其被压纸的厚度降低和松厚度的变紧往往是超过人们所期望的。原纸的这种松厚度的丧失,对照相凹版轮转印刷需要的好性能“可压缩性”(Compres-sibility)就有违背趋势。纤维组织均匀和干燥均一的原纸通过软辊压光机的整饰会产出适于多种应用的优质原纸,同时这种原纸的厚度也是非常均一的。原纸制造流程转入卷取,需要有一套良好结构的卷纸设备,希望卷纸轴上的纸没有波动、隆脊和皱纹。

原纸生产过程的最后一个阶段包括有效孔眼探测装置,探明可以立刻打补钉的孔眼或需要去除的孔眼。孔眼探测器的初步价值是提醒操作手直接采取行动,能在生产过程中即时消除原纸生产的孔眼来源,原纸生产线还需要装有在线水分、定量、厚度和某些操作的监控,这些纵向及横向的品性都包括在电子闭环控制内,这样配备说明生产的意向是质量意识和稳定生产,每天由培训有素的有关人员监视这些装备是最新质量改善的要素。分配控制系统(DCS)能产生及处理无穷的参数来指导繁杂的生产过程并达到过程控制优越的局面。

对于复卷机、卷纸机操作以及几乎所有的机外涂布机来说,正确的纸幅张力控制是得到无皱纹、无波纹原纸及其涂布纸成品的重要因素,原纸上的一个机械缺陷或损伤,一旦遗忘就可能在机外涂布机或紧接的加工机上惹起“爆裂”(“Burst”),这种现象有时也由于复卷中卷纸器的压区内拖带入空气而引起的。

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