重型底網多層復合漿板毯的開發與應用

韓邦春 王新文 王興飛

(1.徐州金冠工業用呢有限公司，江蘇徐州，221004;2.香港亞馬遜化工有限公司，香港)

我國是造紙大國，同時也是紙漿需求大國。據統計，目前全國紙漿制造企業約有77家，其中木竹漿制造企業約53家，非木竹漿制造企業約24家［1］。近年來我國新上了很多商品漿生產線，且車速越來越高、幅寬越來越寬，如山東太陽紙業股份有限公司30萬t/a商品溶解漿、安徽華泰林漿紙有限公司30萬t/a漂白商品木漿、山東日照森博漿紙有限責任公司100萬t/a漂白商品木漿等制漿項目，均具有規模大、幅寬寬、速度快等特點。

目前，漿板機分為氣墊式漿板機和轉鼓式提取機，多數為氣墊式漿板機。新型氣墊式漿板機主要由高濃流漿箱、雙網脫水成形機、大輥徑壓榨裝置、氣墊干燥器、傳動控制系統等部分組成，主要生產不同品種的干漿板;轉鼓式提取機是僅有網部和壓榨部、沒有干燥部的簡式漿板機，主要生產各種半干半濕漿板。這兩類漿板機均需要配套漿板毯。

目前，國內漿板毯已經經過了三代的發展過程，大致分為:第一代羊毛混紡編織型漿板毯;第二代全化纖針刺基布型漿板毯 (俗稱BOB型漿板毯);第三代全化纖針刺底網型漿板毯 (俗稱BOM型漿板毯)。第一代羊毛混紡編織型漿板毯目前已基本被淘汰;第二代全化纖針刺基布型漿板毯僅能用于低速普通漿板機，且用量已經很少;目前，第三代全化纖針刺底網型漿板毯以其耐高線壓力、濾水速度快、使用壽命長等優勢占據了主導地位，被廣泛應用于各種類型漿板機抄造不同品種的漿板［2］。

從配套漿板機所需的漿板毯來看，粗略估算，我國年需漿板毯量約為800 t，其中約1/2以上需要使用進口漿板毯，國內漿板毯制造廠家大都只能生產為中低速、窄幅漿板機配套的漿板毯，從結構上看只能生產單層底網漿板毯、雙層底網漿板毯和三層底網漿板毯，還不能提供承受足夠高的線壓力和高效脫水的漿板毯。顯而易見，開發和應用取代進口的中高端漿板毯的空間非常大。

筆者從事造紙毛毯的開發和研制工作已有數十年，近年來利用自身的技術特長以及徐州金冠工業用呢有限公司 (以下簡稱徐州金冠)的裝備優勢，開發了一種專用于新型氣墊式漿板機的漿板毯——重型底網多層復合漿板毯，主要用于配套寬幅、高速漿板機以生產不同品種的高定量漿板，效果良好，完全可以取代進口漿板毯，部分性能還優于進口同類產品。該產品已經獲得國家實用新型產品專利授權。

本文就該產品開發、研制與應用方面進行介紹，希望該產品能夠得到更廣泛的應用和完善。

1 重型底網多層復合漿板毯的制作流程

重型底網多層復合漿板毯的制作流程見圖1。

圖1 重型底網多層復合漿板毯的制作工藝流程

2 重型底網多層復合漿板毯分類

根據結構不同，重型底網多層復合漿板毯分為兩種類型:2+2結構和1+3結構，如圖2、圖3所示。

圖2 2+2結構的重型底網多層復合漿板毯

3 重型底網多層復合漿板毯的生產

3.1 底網織造

圖3 1+3結構的重型底網多層復合漿板毯

底網層為漿板毯的核心部分，底網的質量好壞直接決定漿板毯性能的優劣，底網層不僅決定漿板毯承受極高線壓力的能力，同時也決定漿板毯的容水空間大小、脫水效率以及彈性回復等狀態。底網層的組織結構隨著漿板的品種、使用位置及漿板機的技術參數而變化。

織造過程就是底網的形成過程，這個過程控制得好，底網的質量才能得到保證，因此，必須注意以下幾點:

(1)保證整經張力的一致性。不管是分條整經、小經盤整經、還是直接整經，唯一的原則是保證整軸經線張力的一致性。首先筒子架上每只筒子所輸出的經線的張力基本一致，然后通過導紗架的張力輥使之進一步均衡。分條整經與小經盤整經還要注意條與條、經盤與經盤之間的張力均衡一致，特別是中途停車與啟動時對張力的影響。

(2)織造過程中紆子張力的控制。紆子本身卷繞時的松緊程度、使用時開始與結束之間的張力差異對底網平整度影響很大，應嚴格控制。一般可用雙梳箱、大小紆子交叉使用等方法加以調節。

(3)卷取張力也應加以控制，一般宜大不宜小。

底網的織造采用瑞典TEXO進口的15 m寬幅的重型織機織造，織出的底網具有經緯線密度大、無端環形、無插接點、組織均勻厚重、結構穩定等特點。

3.2 毛網梳理預刺

毛網層的均勻程度直接決定漿板毯的質地均勻程度和脫水均勻程度。毛網層采用33～44Dtex全粗纖維，用英國進口梳理機梳理、鋪網、預刺成特定克重的毛卷備用。

纖維短纖在梳理鋪網過程中對其均勻度的控制是非常關鍵的，纖網的均勻程度直接關系到漿板毯的質地均勻程度，同時影響到漿板毯的濾水透氣均一程度和表面平整性能。因此應特別關注以下幾個問題。

(1)纖維原料的松散程度。纖維原料越松散，越便于梳理機梳理鋪網，其所形成的纖網越均勻。

(2)喂毛均勻程度。梳理機喂毛機構無論是毛斗稱重式還是容積式，都存在喂入不均勻的問題。解決喂毛不均勻的問題，可以減少纖網的不勻程度。

(3)梳理機的工藝參數。梳理機的隔距、速比直接影響梳理效能。梳理效果良好，纖網梳理松散均勻，就會厚薄一致、不會出現云斑及破網等問題。

(4)梳理機的針布狀態、車間的溫濕度、油劑的加入狀態等也會影響纖網的不勻，應多加關注。

3.3 針刺植絨鋪毛

針刺植絨鋪毛是將毛網層通過針刺工藝植入底網層的過程，鋪毛采用分多層鋪設。我們采用國內一流的8.0 m寬幅四針區重型針刺機。

針刺植絨工藝是否合理將直接決定漿板毯的緊度(密度)、表面平整細膩程度以及纖維和底網的損傷程度。所以，對刺針的選擇、針板的開孔布針狀況、針刺的深度、針刺的遍數、送布的速度、斷針率的控制、毛網鋪設的狀態等都需要密切關注，嚴加控制。

(1)針刺機針床的水平程度要求盡量一致，針床不平會造成刺針在工作時的針刺深度不均，進而影響到產品質量，同時會導致異常斷針現象。

(2)針板是用來安裝刺針的，針板上必須要有定向溝槽，而刺針的針柄與有鉤刺的棱邊有固定的角度，使有刺鉤的棱邊迎著纖維。針板的強度與布針的密度也將影響針刺的效果。針板有兩個重要的參數，一個是針板的植針密度，另一個是刺針在針板上的排列方式。

(3)針板的植針密度是指在機臺的寬度方向上單位長度的針板上的刺針數，這一參數是衡量一臺針刺機的重要參數，他與針板上針孔的加工精度、針板的強度等因素有關，我們采用的針刺密度為2000枚/m。

(4)刺針的排列方式對漿板毯的表面平整程度非常關鍵，排列不好必然導致毛毯表面出現有規律的、且明顯的針痕 (刺針點)。刺針點的分布狀態與針的排列方式、針板的縱向長度、纖網前進的速度等參素有關。我們采用的刺針排列方式是利用計算機設計的無規則雜亂型排列。

(5)植絨刺針的選擇:植絨刺針雖小，卻是影響針刺質量的關鍵機件。刺針在漿板毯的生產過程中上下往復高速穿刺，頻率較快。特別是在生產重型底網多層復合漿板毯時，刺針不僅要穿過毛毯一定的厚度，還要克服多層底網所形成的阻力，所以要求針體的剛性、韌性、彈性、耐磨性都要好，這樣才能承受巨大的負荷，不易折斷，而且有較長的使用壽命。從針刺工藝的角度要求，刺針還要具有較好的平直度，表面光潔，鉤刺平滑，無毛刺，幾何尺寸精確，針尖形狀一致。針桿的粗細程度會影響換針是否方便及固定性能，同時直接影響毯面效果及斷針程度。刺針工作刃的長短會影響到所要求的針刺深度，進而影響到產品的物理機械性能。工作刃過長易導致針刺深度過大，造成纖維損傷，同時也容易引起斷針等弊病。對于粗而長的工作刃，不僅對基材和纖維造成損傷，而且也容易在產品上留下嚴重針痕;對于短而細的刺針，刺針承受壓力的能力較低，而且對纖維的纏結有一定限制。刺針溝齒凸起的形狀、大小及數量均直接影響鉤帶纖維的量和對纖維、底網材料的損傷程度，因此應結合產品的結構和要求做出恰當的選擇。

(6)針刺頻率:針刺頻率應適中，頻率過低會影響生產效率，但頻率過高會產生較大的機械震動，不但構成對機械的不必要損傷，而且增加了針刺對纖維的牽引力，導致過量斷針或纖維斷裂。我們控制針刺頻率在300次/min。

(7)針區數量:我們采用的是正面兩個針區、反面兩個針區共計四個針區，這在造紙毛毯的針刺設備中位于先進的行列。

(8)送網速度:送網速度必須合理，送網速度過快，會導致刺針受纖網拉力而偏離托板針孔致使斷針，同時對毛毯骨架材料和纖維的損傷也相應加重。

(9)針刺密度:針刺密度是指纖網在單位面積里所受到的總針刺數 (包括重復穿刺在內)。它與針板單位長度上的植針數和纖網在每一個針刺循環中前進的距離有關。

針刺密度的大小直接影響到漿板毯的植絨緊度和透氣性能。漿板機運行中對毛毯的透氣性、濾水性和強力的要求很高，而漿板機上的真空吸水裝置、洗滌裝置 (尤其是高壓沖水管)及運轉不靈活的滾筒等對毛毯的摩擦作用又非常大，因此需要采用適當針刺密度，防止所生產的漿板毯出現纖維過分疏松，耐磨性能不足，使用中纖維容易松脫等現象。

(10)針刺深度:針刺深度是指刺針穿過被刺產品后，突出在產品以外的長度，也就是刺針穿過托網板的長度。針刺深度是針刺工藝中的一個重要參數，造紙毛毯的毛網層與底網 (基布)層結合的過程中，必須得到足夠的針刺深度，方能使纖維間、纖維與底網 (基布)間得到足夠的纏結和獲得有效的抱合力。但針刺深度要適中，針刺太深，會使受刺纖網的斷裂纖維增多，導致毛毯的斷裂強力下降，同時也增加了設備負荷、導致斷針和刺針帶出毯面的纖維量;針刺深度過淺，會使纖網纏結不牢固，強度低，毛毯質地松軟，使用中容易產生掉毛。

針刺深度要根據漿板毯的品種、克重、刺針的刺鉤狀態、原料的狀態及毛網鋪層確定。

重型底網多層復合漿板毯的針刺工藝見表1。

表1 重型底網多層復合漿板毯的針刺工藝

(11)鋪網方法:漿板毯正面和反面性能差異非常大。接觸造紙機導輥的一面為反面，毛層較薄，一般鋪設1～2層毛網，此毛層主要對毛毯底網骨架材料起保護作用;接觸漿板的一面為正面，毛層較厚，一般鋪設3～4層毛網。

3.4 整理定型

整理定型包括漿板毯的水洗、化學處理、加壓熱定型以及標識的噴涂、質量檢驗等內容。漿板毯的水洗和化學處理對提高其初期適應性、去除毛毯表面的浮毛并賦予其抗粘污耐腐蝕等特殊性能等方面有很大的好處。熱定型是使漿板毯的尺寸 (長度伸長、寬度收縮以及厚度變化)更加穩定、透氣度更加適合漿板機的需要、表面更加平整密實，同時還可提高漿板毯的耐磨性能。

定型是將漿板毯在一定的張力和壓力狀態下進行熱處理，使漿板毯獲得結構穩定性能、表面平整性能和耐磨性能。

我們采用的定型設備是10.0 m寬幅熱油滾筒定型機，溫度控制在 (200±1)℃，轉速控制在3 m/min，橫幅溫差在±1℃范圍內，這樣定型出的漿板毯更均勻，毛毯表面更平整［3］。

4 重型底網多層復合漿板毯的應用

4.1 漿板機技術參數

重型底網多層復合漿板毯在山東某廠長期使用，效果良好。

漿板機型號:4200/150氣墊式漿板機;設計車速:150 m/min;工作車速:145 m/min;生產漿種:700～1100 g/m2商品木漿板;產量:650 t/d(風干漿板)。

4.2 漿板機壓榨部運行示意圖

漿板機壓榨部運行示意圖見圖4。

圖4 4200/150氣墊式漿板機壓榨部運行示意圖

4.3 漿板毯的規格尺寸及技術參數表

表2為4200/150氣墊式漿板機配套漿板毯技術參數表。

表2 4200/150氣墊式漿板機配套漿板毯技術參數表

4.4 與進口毛毯的使用壽命比較

表3為重型底網多層復合漿板毯與進口毛毯的使用壽命比較。

表3 重型底網多層復合漿板毯與進口毛毯的使用壽命比較

4.5 漿板毯在使用過程中的透水度測試

透水度測試是將測試儀壓在運行的漿板毯上，漿板毯橫向和縱向的透水度以曲線分布的形式顯示在測試儀的內置顯示屏上，這樣，就可以快速發現可能存在的問題 (如毛毯缺陷)，以免導致停機，并可以將此技術參數與其他同類產品的同機使用效果進行比較。

通過定期比較毛毯透水性，可對毛毯清洗和更換進行預測和安排計劃。比較清洗前后獲得的數據可優化保潔劑的使用。

4.5.1 徐州金冠產漿板毯透水度測試情況

使用位置:第二大輥徑壓榨 (3P)下毛毯;漿板毯上機時間:2012年12月8日;漿板毯平均透水度1084 mL/min。

(1)徐州金冠產漿板毯橫幅透水度測試曲線圖見圖5。

(2)使用過程中不同時期該毛毯透水度的檢測數據見表4。

表4 徐州金冠產漿板毯使用過程中不同時期的透水度數值

圖5 徐州金冠產漿板毯上機140天時的橫幅透水度曲線圖

圖6 徐州金冠產漿板毯透水度趨勢圖

圖7 國外某公司漿板毯上機145天時的橫幅透水度曲線圖

(3)徐州金冠產漿板毯透水度趨勢見圖6。

注:透水度在不同時期出現拐點上揚是因為漿板毯經過毛毯清洗劑(香港亞馬遜化工有限公司)洗滌后，濾水透氣性在一定程度得以提高所致。

從圖6中可以看出，徐州金冠產漿板毯在整個使用過程中，始終保持較高的濾水效率，也表明該漿板毯具有較高的彈性回復性能，具有較強的便于清洗和自潔能力。

4.5.2 國外某公司漿板毯透水度測試情況

使用位置:第二大輥徑壓榨(3P)上毛毯;漿板毯上機時間:2012年11月27日;毛毯平均透水度1064 mL/min。

(1)國外某公司漿板毯橫幅透水度測試曲線見圖7。

(2)使用過程中不同時期該毛毯透水度的檢測數據見表5。

(3)國外某公司漿板毯透水度趨勢見圖8。

圖8 國外某公司漿板毯透水度趨勢圖

表5 國外某公司漿板毯使用過程中不同時期的透水度數值

4.6 應用效果比較

(1)徐州金冠的漿板毯的使用壽命基本與國外進口產品一致，個別位置毛毯使用壽命還稍高于進口同類產品，充分說明徐州金冠的產品在該機臺上可以完全取代進口產品，加之價格較低，其性價比有明顯的優勢。

(2)徐州金冠的漿板毯在整個壽命周期中透水度基本穩定，透水度平均值還稍高于進口同類產品，說明產品設計結構科學、合理，具有很高的實用性和先進性。

5 結論

通過長時間跟蹤重型底網多層復合漿板毯在漿板機上的使用，對實際使用天數、透水度測試等技術參數進行多方面的比較，說明研制的重型底網多層復合漿板毯具有良好的濾水透氣性能、抗高線壓力性能、彈性回復性能、尺寸穩定性能、耐磨耐腐蝕性能以及較高使用壽命;與進口產品相比，該產品具有一定優勢，完全可以取代進口產品滿足高速寬幅漿板機的需求。

［1］ Li Jianhua．The report of‘2012 China Paper Industrial Development and‘2013 trend．Beijing:The national chamber of commerce for paper industry，China light industry information center，2013．李建華．2012年中國紙業發展暨2013年趨勢研究報告［M］．北京:全國工商聯紙業商會、中國輕工業信息中心，2013．

［2］ Liu Yishan，Lv Xiangyang，Han Bangchun．Technology and Application of Papermaking Felt［M］．Beijing:China Light Industry Press，2009．劉一山，呂向陽，韓邦春．造紙毛毯技術與應用［M］．北京:中國輕工業出版社，2009．

［3］ LV Xiang-yang，HAN Bang-chun．Data Transparency and Performance Testing and Its Development Trend of Paper-making Felt［J］．China Pulp ＆ Paper，2007，26(3):52．呂向陽，韓邦春．造紙毛毯透通性等性能的測試及其發展趨勢［J］．中國造紙，2007，26(3):52．