纸浆质量堪称造纸业的核心命脉,其优劣程度直接左右着纸张的各项性能指标与最终品质呈现。在众多影响纸浆质量的关键因素中,打浆工艺无疑扮演着极为关键的角色,宛如一位技艺精湛的工匠,精心雕琢着纸浆的纤维结构,进而掌控着纸浆质量的乾坤,深刻影响着从纸张的物理强度到外观触感等多方面特性。
1.设备类型
荷兰式打浆机:这是一种传统的打浆设备。它的特点是对纤维的切断作用较小,主要是通过飞刀和底刀之间的摩擦和揉搓作用,使纤维分丝帚化。例如,在生产一些对纸张强度要求较高,如包装用纸时,荷兰式打浆机能够较好地保留纤维长度,有利于提高纸张的抗张强度。
锥形磨浆机:这种设备的磨浆区域呈锥形。它可以通过调整转子和定子之间的间隙来控制打浆效果。在处理化学木浆等纤维原料时,能够有效控制纤维的切断和分丝帚化程度。如果想要生产书写纸等对纸张匀度要求高的纸品,通过精确调整间隙,使纤维适度帚化,从而改善纸张的平滑度和匀度。
盘磨机:盘磨机的工作原理是利用两个高速旋转的磨盘对纸浆进行打浆。它的打浆效率高,能快速改变纤维形态。通过改变磨盘的齿形、转速和磨盘之间的间隙,可以得到不同质量要求的纸浆。例如,对于生产卫生纸等短纤维为主的纸品,可采用齿形较锐利的磨盘,适当增加切断作用,使纤维长度较短,从而使纸张手感柔软。
2.设备参数调整
转速:转速的高低直接影响打浆强度。较高的转速会增加纤维之间的摩擦和碰撞频率,使纤维更容易被切断和帚化。例如,在生产新闻纸时,适当提高打浆设备的转速,能够使纤维更快地被处理,得到符合新闻纸要求的纤维形态,使纸张具有较好的吸墨性和印刷适应性。但转速过高可能会过度切断纤维,降低纸张的强度。
打浆浓度:打浆浓度一般在 3% - 6% 之间变化。较低的打浆浓度,纤维之间的相互作用相对较弱,主要是磨片与纤维的作用,这种情况下纤维容易被切断。而较高的打浆浓度,纤维之间相互摩擦、揉搓的机会增多,有利于纤维的分丝帚化。例如,当生产特种纸张,如滤纸等,需要高的纸张强度和良好的过滤性能时,可采用较高的打浆浓度,使纤维充分帚化,形成良好的纤维网络结构。
打浆时间:打浆时间的长短决定了纤维被处理的程度。随着打浆时间的增加,纤维的切断和分丝帚化程度会逐渐加深。例如,对于需要较高强度的工业包装用纸,适当延长打浆时间,使纤维充分帚化和适当切断,能够提高纸张的环压强度和耐破度。但过长的打浆时间可能会导致能源浪费和纸张质量下降,如纸张变脆等。
1.纤维种类
针叶木浆:针叶木纤维较长,一般长度在 2 - 5mm 之间。在打浆时,由于其纤维长且细胞壁较厚,需要相对温和的打浆条件,避免过度切断。例如,在生产高档文化用纸时,针叶木浆经过适度的打浆,使纤维分丝帚化,能够为纸张提供良好的强度和韧性。
阔叶木浆:阔叶木纤维较短,通常长度在 0.8 - 1.5mm 之间。其细胞壁相对较薄,打浆时更容易被切断和帚化。在生产生活用纸等纸品时,阔叶木浆可以通过适当的打浆,快速达到柔软、蓬松的纤维状态,满足纸品对舒适性的要求。
草浆:草浆纤维长度较短,一般在 0.5 - 1.2mm 之间,而且含有较多的杂细胞。打浆时要注意去除杂细胞,并且根据草浆纤维的特点,采用合适的打浆工艺。例如,在生产一般的书写纸时,草浆可以与木浆混合使用,打浆过程中要控制好打浆强度,避免纤维过度破碎,以保证纸张的强度和匀度。
2.原料预处理情况
如果纤维原料经过了蒸煮、漂白等预处理,其纤维结构已经发生了变化。例如,经过深度漂白的纤维可能会变得比较脆弱。在打浆时,需要相应地调整打浆参数,如降低打浆强度,避免过度处理导致纤维强度损失。相反,对于未经充分预处理的纤维原料,可能需要加强打浆作用,以去除杂质并使纤维达到合适的质量要求。
1.质量检测指标
纤维长度分布:通过纤维分析仪等设备检测纤维长度。不同纸品对纤维长度有不同要求。例如,对于包装用纸,较长的纤维有利于提高纸张的强度,纤维长度分布较宽,一般平均长度在 2 - 3mm 左右;而对于卫生纸,纤维长度较短,平均长度在 1 - 1.5mm 左右。根据检测结果调整打浆设备的参数,如磨盘间隙或打浆时间,以控制纤维长度。
纤维分丝帚化程度:可以通过显微镜观察纤维的形态来评估分丝帚化程度。分丝帚化良好的纤维表面有许多细小的纤维丝,能够增强纤维之间的结合力。在生产印刷书写纸时,需要纤维有较高的分丝帚化程度,以保证纸张的平滑度和油墨吸收性。如果检测发现分丝帚化程度不够,可以适当增加打浆浓度或延长打浆时间。
纸张物理性能测试:对打浆后的纸浆制成的纸张进行物理性能测试,如抗张强度、撕裂强度、耐破度、平滑度等。例如,抗张强度不够时,可能需要调整打浆工艺,增加纤维的结合力,如提高打浆浓度或更换更适合的打浆设备来改善纤维的分丝帚化情况。
2.反馈调整机制
根据质量检测的结果,建立反馈调整系统。如果检测指标不符合纸品的质量要求,及时调整打浆设备的参数。例如,当纸张的撕裂强度低于标准值时,可以降低打浆设备的转速,减少纤维的切断,同时适当增加打浆时间,提高纤维的分丝帚化程度,增强纤维之间的结合力,然后再次进行质量检测,直到纸张质量符合要求。
总之,打浆工艺作为造纸工序里的关键枢纽,为纸浆质量的调控提供了丰富多样的手段与可能。从设备抉择到参数设定,从原料适配到质量把控与动态调整,每一个环节都紧密相连、相互作用。唯有深入理解并熟练驾驭打浆工艺的精髓要义,造纸从业者方能根据不同的纸张品类需求,匠心独运地打造出高质量的纸浆,为后续纸张的生产铸就坚实根基,在激烈的市场竞争中,以卓越品质脱颖而出,推动造纸行业迈向更高质量发展的新征程,让纸张这一古老而又现代的产品在人类文明的传承与发展中持续焕发光彩与活力。