磨漿機(jī)磨片齒形對(duì)成紙質(zhì)量的影響

陳紅軍

(河南銀鴿實(shí)業(yè)投資股份有限公司，河南漯河，462000)

松厚度、不透明度、表面強(qiáng)度和耐折度是輕型紙最重要的性能指標(biāo)，只有這些性能指標(biāo)良好的輕型紙才具有很好的印刷適性，可適應(yīng)現(xiàn)代商業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷。而這些性能指標(biāo)的好壞取決于生產(chǎn)過程中的打漿工藝。打漿工藝直接決定了纖維質(zhì)量和成紙質(zhì)量，而雙盤磨是打漿過程中最重要的設(shè)備，磨片是雙盤磨對(duì)漿料纖維進(jìn)行處理的核心元件，因此磨片的齒形和打漿工藝對(duì)漿料的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中選擇合適的磨片、采用合適的打漿工藝才能得到優(yōu)良的纖維，并降低打漿能耗和提高成紙性能。筆者在生產(chǎn)實(shí)踐中通過改進(jìn)磨片齒形和打漿工藝，改善了漿料的纖維品質(zhì)，提高了成紙物理性能［1］，同時(shí)降低了打漿能耗［2］。本文就優(yōu)化組合磨片齒形以生產(chǎn)60 g/m2輕型紙為例做簡(jiǎn)要介紹，以供同行參考。

1 生產(chǎn)情況簡(jiǎn)介

1.1 漿料種類

針葉木漿:太平洋牌，產(chǎn)自智利;機(jī)械漿:昆河牌，產(chǎn)自加拿大;化機(jī)漿:瑞豐牌，產(chǎn)自我國(guó)。

1.2 打漿設(shè)備

針葉木漿:4臺(tái) (1號(hào)～4號(hào))AWN38型雙圓盤磨漿機(jī)與2臺(tái) (1號(hào)、2號(hào))ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)串聯(lián)打漿。

機(jī)械漿:4臺(tái) (1號(hào)～4號(hào))ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)串聯(lián)打漿。

化機(jī)漿:4臺(tái) (1號(hào)～4號(hào))ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)串聯(lián)打漿。

所用磨片:3815型和3816型磨片為丹東鴨綠江磨片有限公司制造;齒形圖見圖1和圖2。4#磨片(HY Cut fin切斷鰭齒形)和3#磨片 (HY Broom fin掃帚鰭齒形)為南通華嚴(yán)鑄造有限公司制造;齒形圖見圖3和圖4。

1.3 分析與檢測(cè)設(shè)備

ZDJ-100肖伯爾氏打漿度測(cè)定儀;MIT式紙張耐折度儀;ZH-4型厚度測(cè)定儀;ZPD-10B電子式無汞平滑度測(cè)定儀;J-IGT350型印刷適應(yīng)性測(cè)定儀;FQA纖維質(zhì)量分析儀;Motic-DMB5型多媒體電子顯微鏡。

2 磨片齒形對(duì)漿料性能及打漿能耗的影響［1］

根據(jù)產(chǎn)品性能要求，所用的針葉木漿不僅要充分分絲帚化而且要適當(dāng)?shù)那袛啵欣诶w維兩端起毛帚化，而且能降低打漿能耗。因此在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)根據(jù)不同的漿料和抄造要求，通過研究磨漿機(jī)的打漿原理，結(jié)合“比刀緣負(fù)荷”和“比表面負(fù)荷”兩種理論來選擇適合不同漿料纖維的打漿磨片。

通過對(duì)磨片齒形的優(yōu)化組合，4臺(tái)AWN-38型雙圓盤磨漿機(jī)，優(yōu)化前均用3816型磨片，優(yōu)化后其中的兩臺(tái)磨漿機(jī)改為3815型磨片，另兩臺(tái)磨漿機(jī)磨片為3816型磨片保持不變;ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)優(yōu)化組合前為兩臺(tái)磨漿機(jī)磨片均為4#磨片，優(yōu)化組合后均為3#磨片。優(yōu)化組合后的生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果表明，不僅纖維分絲帚化更好［3］(見圖5和圖6)，提高了打漿度，同時(shí)也保持了未優(yōu)化組合磨片前的纖維濕重水平，提高了成紙的耐折度 (見表1)，打漿能耗也大大降低［4］(見表2)。

表1 磨片優(yōu)化組合前后打漿指標(biāo)與成紙性能對(duì)比

表2 兩臺(tái)ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)磨片優(yōu)化組合前后打漿能耗對(duì)比

從圖5和圖6的對(duì)比中可以看出，對(duì)磨片齒形優(yōu)化組合后，針葉木漿纖維分絲帚化更好。從表1數(shù)據(jù)看出，在其他條件不變的情況下，將兩臺(tái) ZDP11 Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)的磨片由4#磨片換成3#磨片后，打漿度和打漿后成漿的濕重基本沒發(fā)生大的變化，但成紙的耐折度卻明顯提高。主要是因?yàn)?#磨片切斷作用較強(qiáng)，而3#磨片以分絲帚化為主兼有切斷的作用，在對(duì)纖維進(jìn)行適當(dāng)切斷后更有利于分絲帚化，這樣就使?jié){料產(chǎn)生更多的細(xì)小纖維，而細(xì)小纖維的比表面積比長(zhǎng)纖維大很多，且細(xì)小纖維能夠游離出大量的羥基促進(jìn)了纖維間的結(jié)合，而且在紙幅干燥的過程中，細(xì)小纖維間能形成橋聯(lián)來改善纖維間的結(jié)合，這樣就提高了成紙的強(qiáng)度，從而使得成紙縱橫向耐折度明顯提高。

從表2數(shù)據(jù)看出，在其他條件不變的情況下，將兩臺(tái)ZDP111Φ450型雙圓盤磨漿機(jī)的磨片由4#磨片換成3#磨片后，得到相同打漿度和濕重漿料時(shí)，打漿能耗大大降低，主要是因?yàn)?#磨片以分絲帚化為主兼有切斷的作用，在對(duì)纖維進(jìn)行適當(dāng)切斷后更有利于分絲帚化。

3 打漿工藝的優(yōu)化對(duì)成紙性能的影響［5］

在輕型紙生產(chǎn)過程中，打漿是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，打漿不僅要根據(jù)漿料選擇合適齒形的磨片，為達(dá)到抄造的穩(wěn)定性，提高纖維間結(jié)合強(qiáng)度和保證成紙性能指標(biāo)及節(jié)能降耗的目的，打漿工藝的選擇尤為重要。工藝改進(jìn)前，機(jī)械漿和化機(jī)漿打漿采用的4臺(tái)磨漿機(jī)均是:1號(hào)磨、2號(hào)磨采用4#磨片，3號(hào)磨、4號(hào)磨為3#磨片，改進(jìn)后機(jī)械漿的1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)磨的磨片均為4#磨片，4號(hào)磨為3#磨片;化機(jī)漿的1號(hào)、3號(hào)磨為4#磨片，2號(hào)、4號(hào)磨為3#磨片，這樣加強(qiáng)了對(duì)機(jī)械漿的切斷作用，減弱了對(duì)化機(jī)漿的切斷作用，加強(qiáng)了對(duì)化機(jī)漿的分絲帚化作用。

通過對(duì)機(jī)械漿和化機(jī)漿打漿過程中切斷和分絲帚化程度的改進(jìn)，改善了原來纖維間的結(jié)合程度，提高了成紙的松厚度和不透明度，提高了纖維間的結(jié)合強(qiáng)度，從而提高了成紙的表面強(qiáng)度和平滑度。

表3為打漿工藝優(yōu)化前后成紙的性能對(duì)比。從表3數(shù)據(jù)看出，對(duì)打漿工藝優(yōu)化后，不僅提高了成紙的松厚度和不透明度，且成紙的表面強(qiáng)度、平滑度也有較大幅度提高。主要是因?yàn)楦倪M(jìn)工藝后機(jī)械漿中細(xì)小纖維增多，提高了纖維間的結(jié)合強(qiáng)度，從而提高了成紙的表面強(qiáng)度、不透明度及平滑度。

表3 打漿工藝優(yōu)化前后成紙性能對(duì)比

4 結(jié)論

4.1 對(duì)針葉木漿使用的雙盤磨磨片齒形改進(jìn)后，對(duì)打漿后的針葉木漿進(jìn)行形態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，大量纖維經(jīng)過適當(dāng)切斷后更易發(fā)生分絲帚化，處理后細(xì)小纖維明顯增多，改善了成紙纖維間的結(jié)合強(qiáng)度，成紙耐折度明顯提高。

4.2 重新調(diào)整不同磨片間的組合，重新分配打漿能量曲線，將4#(HY Cut fin切斷鰭齒形)和3#(HY Broom fin掃帚鰭齒形)磨片重新組合使用，不僅能使化機(jī)漿得到了較高的打漿度和保持了一定的濕重，改善了纖維間的結(jié)合，提高了成紙的表面強(qiáng)度、不透明度及平滑度，而且這種低強(qiáng)度的打漿方式降低了打漿能耗。

［1］Wang Qi-feng，Huang Suo-xin，Jiang Xiao-jun.Refining LBKP Fibrillation by Optimizing the Plate of Refiner［J］.Transactions of China Pulp and Paper，2009，24(supplement):169.

王奇峰，黃所新，蔣小軍.優(yōu)化打漿磨片改善闊葉木纖維品質(zhì)［J］.中國(guó)造紙學(xué)報(bào)，2009，24(增刊):169.

［2］YUAN Lin，JIANG Xiao-Jun.Upgrading the Physical Strength of Metal Interleaving Paper by Optimizing Plate Material and Pattern of the Refiner［J］.China Pulp ＆ Paper，2011，30(3):71.

袁 麟，蔣小軍.打漿磨片材質(zhì)的優(yōu)化與齒型的優(yōu)化［J］.中國(guó)造紙，2011，30(3):71.

［3］LIU Kai，HE Bei-hai.Morphological Analysis of the Fibers in CTMP Pulp and Its White Water［J］.China Pulp ＆ Paper，2009，28(12):14.

劉 凱，何北海.利用新型纖維形態(tài)分析儀分析杉木CTMP漿纖維形態(tài)［J］.中國(guó)造紙，2009，28(12):14.

［4］Yang Jin-song，Zhang Bai-yuan，Chen Hui，et al.Refining Energy Saving by Optimizing the Plate of Refiner［J］.China Pulp ＆ Paper Industry，2010，29(4):75.

楊勁松，張伯元，陳 輝，等.優(yōu)化打漿磨片改善成紙質(zhì)量［J］.中華紙業(yè)，2010，29(4):75.

［5］Dong He-bin，Zhang Mei-yun，Wang Jian.Effects of Hing Consistency Refininf on the Fibre Morphology of Poplar AMPM Pulp and Its Paper Properties［J］.Paper and Paper Making，2010，29(10):18.

董和濱，張美云，王 建.高濃磨漿對(duì)楊木APMP纖維形態(tài)及成紙性能的影響［J］.紙和造紙，2010，29(10):18. CPP