磨漿機磨片齒形對成紙質量的影響

陳紅軍

(河南銀鴿實業投資股份有限公司，河南漯河，462000)

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

1 生產情況簡介

1.1 漿料種類

針葉木漿:太平洋牌，產自智利;機械漿:昆河牌，產自加拿大;化機漿:瑞豐牌，產自我國。

1.2 打漿設備

針葉木漿:4臺 (1號～4號)AWN38型雙圓盤磨漿機與2臺 (1號、2號)ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機串聯打漿。

機械漿:4臺 (1號～4號)ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機串聯打漿。

化機漿:4臺 (1號～4號)ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機串聯打漿。

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)為南通華嚴鑄造有限公司制造;齒形圖見圖3和圖4。

1.3 分析與檢測設備

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

2 磨片齒形對漿料性能及打漿能耗的影響［1］

根據產品性能要求，所用的針葉木漿不僅要充分分絲帚化而且要適當的切斷，有利于纖維兩端起毛帚化，而且能降低打漿能耗。因此在生產實踐中應根據不同的漿料和抄造要求，通過研究磨漿機的打漿原理，結合“比刀緣負荷”和“比表面負荷”兩種理論來選擇適合不同漿料纖維的打漿磨片。

通過對磨片齒形的優化組合，4臺AWN-38型雙圓盤磨漿機，優化前均用3816型磨片，優化后其中的兩臺磨漿機改為3815型磨片，另兩臺磨漿機磨片為3816型磨片保持不變;ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機優化組合前為兩臺磨漿機磨片均為4#磨片，優化組合后均為3#磨片。優化組合后的生產實踐結果表明，不僅纖維分絲帚化更好［3］(見圖5和圖6)，提高了打漿度，同時也保持了未優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 磨片優化組合前后打漿指標與成紙性能對比

表2 兩臺ZDP11Φ450型雙圓盤磨漿機磨片優化組合前后打漿能耗對比

從圖5和圖6的對比中可以看出，對磨片齒形優化組合后，針葉木漿纖維分絲帚化更好。從表1數據看出，在其他條件不變的情況下，將兩臺 ZDP11 Φ450型雙圓盤磨漿機的磨片由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生大的變化，但成紙的耐折度卻明顯提高。主要是因為4#磨片切斷作用較強，而3#磨片以分絲帚化為主兼有切斷的作用，在對纖維進行適當切斷后更有利于分絲帚化，這樣就使漿料產生更多的細小纖維，而細小纖維的比表面積比長纖維大很多，且細小纖維能夠游離出大量的羥基促進了纖維間的結合，而且在紙幅干燥的過程中，細小纖維間能形成橋聯來改善纖維間的結合，這樣就提高了成紙的強度，從而使得成紙縱橫向耐折度明顯提高。

從表2數據看出，在其他條件不變的情況下，將兩臺ZDP111Φ450型雙圓盤磨漿機的磨片由4#磨片換成3#磨片后，得到相同打漿度和濕重漿料時，打漿能耗大大降低，主要是因為3#磨片以分絲帚化為主兼有切斷的作用，在對纖維進行適當切斷后更有利于分絲帚化。

3 打漿工藝的優化對成紙性能的影響［5］

在輕型紙生產過程中，打漿是最關鍵的環節，打漿不僅要根據漿料選擇合適齒形的磨片，為達到抄造的穩定性，提高纖維間結合強度和保證成紙性能指標及節能降耗的目的，打漿工藝的選擇尤為重要。工藝改進前，機械漿和化機漿打漿采用的4臺磨漿機均是:1號磨、2號磨采用4#磨片，3號磨、4號磨為3#磨片，改進后機械漿的1號、2號、3號磨的磨片均為4#磨片，4號磨為3#磨片;化機漿的1號、3號磨為4#磨片，2號、4號磨為3#磨片，這樣加強了對機械漿的切斷作用，減弱了對化機漿的切斷作用，加強了對化機漿的分絲帚化作用。

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

表3為打漿工藝優化前后成紙的性能對比。從表3數據看出，對打漿工藝優化后，不僅提高了成紙的松厚度和不透明度，且成紙的表面強度、平滑度也有較大幅度提高。主要是因為改進工藝后機械漿中細小纖維增多，提高了纖維間的結合強度，從而提高了成紙的表面強度、不透明度及平滑度。

表3 打漿工藝優化前后成紙性能對比

4 結論

4.1 對針葉木漿使用的雙盤磨磨片齒形改進后，對打漿后的針葉木漿進行形態分析發現，大量纖維經過適當切斷后更易發生分絲帚化，處理后細小纖維明顯增多，改善了成紙纖維間的結合強度，成紙耐折度明顯提高。

4.2 重新調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，改善了纖維間的結合，提高了成紙的表面強度、不透明度及平滑度，而且這種低強度的打漿方式降低了打漿能耗。

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