【文章內(nèi)容簡介】 料,以降低漿耗,尤其是表面施膠加填,可以明顯增加表面強度,并且大大降低油墨吸收性,使紙頁表面細膩,印后油墨光澤好,圖面清晰,立體感強,同時成本還略有下降,白度得以提高, 紙頁伸縮率減小,使紙上印刷機不打折,提高了產(chǎn)品附加值,因此不失是一種先進的施膠工藝。 干強劑的選擇不同種類的淀粉已被用于提高紙的強度。最初是天然淀粉，由于它們與纖維的親合力低，因此增加排放廢水中的 BOD 負荷。陽離子淀粉的問世使這方面發(fā)生了巨大變化，它們的加入還可以改善一次留著率。因此，陽離子淀粉被普遍和大量采用。然而在工廠應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)代造紙技術(shù)較高程度的封閉循環(huán)和大量使用再生纖維所引起的惰性電解質(zhì)、細料及溶解的和膠體物質(zhì)的濃度增高，導(dǎo)致陽離子淀粉效率下降。 填料吸附淀粉可以提高填料和淀粉的留著率，但較高的填料用量會降低紙的強度。如果目的是保持相同的干強度，含填料的紙比不含填料的紙需要較高的淀粉用量。 隨著 pH 值的升高，纖維的負電荷增加（羧基的電離增加），這使陽離子淀粉更緊密地結(jié)合到纖維上。因此隨著 pH 值轉(zhuǎn)向中性和堿性范圍，陽離子淀粉的留著率增加。 助留劑、助濾劑的選擇在生產(chǎn)中采用雙組分助留系統(tǒng)即 CPAM（聚丙烯酰胺）和陽離子淀粉作為助留劑，其中，陽離子淀粉是季銨型，要求有較高的陽離子取代度，淀粉糊液具有較高的粘度和良好的穩(wěn)定性；CPAM 要求有較高的分子質(zhì)量和較低的電荷密度。為減輕 AKD 水解程度，避免造成水解和破乳，AKD 常加在濃漿稀釋以后及加填料之前，因為填料對幾乎是 100%吸收，而纖維只能吸收大約 10%的AKD，硫酸鋁加在配漿池和白水系統(tǒng)中，陽離子淀粉在流送系統(tǒng)濃漿區(qū)連續(xù)加入，CPAM 加在靠近流漿箱較好，以不受任何剪切力。 從表21的結(jié)果可知，隨陽離子淀粉或CPAM 用量增加，紙頁中的灰份含量也不斷增加，即對填料的留著作用增強。同一用量下，添加陽離子淀粉后紙頁灰份含量高于添加陽離子PAM的，因此，陽離子淀粉對填料的留著好于陽離子PAM；從定量的變化來看，同一用量下添加PAM的紙頁定量較添加陽離子淀粉的高，這說明陽離子PAM對填料及細小纖維的總留著作用要強于陽離子淀粉，尤其對細小纖維的留著作用更好。從表中打漿度的變化可知，陽離子PAM和陽離子淀粉均有助濾作用，但陽離子PAM的助濾作用要比陽離子淀粉好，且隨PAM用量的增加，其助濾作用逐漸增強。這主要是因為陽離子PAM 一方面中和纖維負電荷而使?jié){料系統(tǒng)的Zeta電位絕對值趨向于零，同時 PAM的分子鏈特性使得細小纖維和填料粒子相互吸附而有效絮聚，從而在有利于助濾的同時，防止了纖維之間濾水通道堵塞力。故綜上所述，陽離子PAM和陽離子淀粉均有助留、助濾作用，兩者相比較，陽離子淀粉對填料的留著作用好于PAM，而PAM對細小纖維的留著作用優(yōu)于陽離子淀粉?？傮w而言,陽離子PAM的助留作用(留著填料和細小纖維) 較陽離子淀粉好，且具有較好的助濾作用 [3]。表21 　陽離子淀粉和陽離子PAM 助留、助濾作用比較 內(nèi)容 1 2 3 4 5 6 7助劑用量（%） 0 定量（g/m 2） 112. 4 119. 6 120. 4 122. 7 116. 0 117. 4 灰份（% ） 10. 98 11. 33 11. 53 11. 9 11. 46 11. 58 灰份變化 — + + + + + +打漿度（176。SR） 29. 0 26. 0 24. 0 23. 0 29. 0 28. 5 28. 0（注:編號 2 、3 、 4 為陽離子 PAM ，編號 5 、6 、7 為陽離子淀粉） 填料的選擇填料最好使用碳酸鈣，因為碳酸鈣可以充當緩沖劑，紙機能夠很容易地在pH ~ 的 pH 值范圍內(nèi)運行。但隨著碳酸鈣用量的增大，AKD 在紙漿纖維上的有效吸附量越來越少，會造成施膠性能的下降。 輔料的使用及加入方式①陽離子淀粉：糊化后配成 %的濃度,過篩加入調(diào)成池中,用量 %。②AKD 膠：AKD 常加在濃漿稀釋以后及加填料之前,用量 %。③助留劑：CPAM 溶解后配成 %的濃度,在流漿箱前計量連續(xù)加入,用量150～250mg/l。④填料：碳酸鈣配成 20%濃度后,過篩計量連續(xù)加入高位箱中,留著率 60%。⑤調(diào)色劑：熒光增白劑用量 %，湖藍用量 %。⑥表面施膠劑： M（PVA）∶M（氧化淀粉）為 1∶2；施膠工藝為先將熬好的氧化淀粉及 PVA 膠中混合, 調(diào)節(jié)到 15%～18%的濃度,溫度控制在 60℃,施涂液位盡可能高且穩(wěn)定,控制適當?shù)幕亓髁俊?纖維原料的選擇與配比要造出質(zhì)量好的書寫紙，首先要做好纖維原料的選擇與配比。原料的種類可以影響紙張的伸縮性,半纖維素含量少、木素含量多、細胞壁較厚的長纖維所抄紙張尺寸穩(wěn)定性好,伸縮率較低。短纖維所抄紙張伸縮率較大。紙張在干燥過程中纖維在紙張平面或厚度方向收縮,較長的纖維在成形過程中纖維間撓合較多,干燥時纖維收縮產(chǎn)生移動,但平面內(nèi)位移較小,而短纖維收縮時,在紙平面產(chǎn)生的位移較大,所以長纖維抄造的紙伸長率小,再吸水時變形小,短纖維所抄紙變形較大。在相同打漿度下,對不同長度纖維,抄紙樣測試證明,纖維長短是影響紙張伸長率的主要因素。半纖維素含量多的纖維抄造的紙張易變形度高,干燥時在表面張力和毛細作用下易于收縮。草漿半纖維素含量較闊葉木漿高,闊葉木漿半纖維素含量又高于針葉木漿。在生產(chǎn)中用全漂白進口針葉木漿生產(chǎn)書寫紙,其橫向伸縮率為 %。用全漂闊葉木漿,成紙橫向伸縮率為 %。采用燒堿蒽醌法制得的漂白麥草漿,其成紙橫向伸縮率為 %。這說明除纖維長度的影響,半纖維素含量,也在一定程度上影響成紙的伸縮率。木素在漂白漿中含量較少,不足以影響紙張的伸縮率。據(jù)文獻介紹,木素的含量影響紙張的挺度、不透明度和伸縮率,木素含量多的紙張挺度大,不透明度高,伸縮率較小。從上面的分析可看出,采用合適的原料配比,既可保證所抄書寫紙有較低的收縮率,又可降低生產(chǎn)成本。另外，當長短纖維的配比在較合適的范圍內(nèi)，可提高紙張的表面強度，減少掉毛、掉粉的現(xiàn)象。考慮到以上因素，本設(shè)計中采用 15%針葉木漿，85%的漂白麥草漿配抄書寫紙。 供漿系統(tǒng)經(jīng)過打漿和調(diào)料的紙料，一般還不能直接用來抄紙。要抄出勻度良好的紙頁，一般都需要把紙料稀釋成很稀的纖維懸浮液，以保證充分良好的分散，經(jīng)網(wǎng)部濾水后才能形成均勻的紙頁。同時，紙料中還含有一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對成紙的質(zhì)量、銅網(wǎng)及設(shè)備的保養(yǎng)，以及紙機的操作都有影響。因此要求紙料在上網(wǎng)以前必須做相應(yīng)處理 [5]。紙料在混合池后，貯存于成漿池內(nèi)，經(jīng)過沖漿泵稀釋進入除渣器。本設(shè)計采用三段段除渣，均為 606 除渣器，利用白水稀釋漿渣，進行二段除渣，取得更大程度的回收利用，從一段除渣器出來的良漿進入壓力篩篩選。壓力篩選用的是單鼓外流立式壓力篩，這種壓力篩是一種直立封閉式圓篩，操作時篩內(nèi)充滿紙料并有一定壓力。紙料用泵從進料管進圓篩內(nèi)部，由內(nèi)向外經(jīng)過篩鼓篩選之后，好的紙料從出口流出，再輸送到流漿箱構(gòu)成一個封閉的管道系統(tǒng)。至于粗漿、漿團等從排渣口連續(xù)地或間歇地排除篩外。良漿直接進入流漿箱，漿渣進入高頻振框篩進一步篩選，經(jīng)過篩選后的漿回流到?jīng)_漿池，漿渣排放 [5]。 漿料混合漿料的混合在配漿箱中進行。由于生產(chǎn)原料是麥草漿和針葉漿，還包含一部分損紙漿組成的，因此在通過流送系統(tǒng)把已制備好的漿料送往造紙機前，必須按正確的比例做好不同紙漿的配漿和混合。本設(shè)計采用 80%的廢紙漿和 20%麥草漿配抄書寫紙。 漿料貯存長網(wǎng)紙機的正常生產(chǎn)，要求連續(xù)不斷地供應(yīng)質(zhì)量穩(wěn)定的漿料。由于是采用兩種紙漿混合抄造紙，在紙機抄造過程中，為了使由配料設(shè)備間斷或連續(xù)供應(yīng)的漿料能滿足紙機連續(xù)生產(chǎn)的要求，避免配料設(shè)備暫時停機而影響紙機生產(chǎn)，就需要有一定數(shù)量的貯存漿料的設(shè)備，即貯漿池或成漿池。其中裝有攪拌器對漿料進行攪拌。其作用如下：①使配料機送來的兩種漿料按照配比，濃度等混合均勻。②防止纖維和填料發(fā)生沉淀，使供給紙機的漿料濃度穩(wěn)定。③貯存一部分漿料，在配料機或造紙機偶然停機時不致影響生產(chǎn)。 貯存池同時起到混合和貯存的作用。配漿后成漿池的大小主要取決于紙機的生產(chǎn)能力和漿料濃度。在漿料濃度為 %時，一般要求其容量能維持紙機連續(xù)生產(chǎn)的時間是：高速紙機為 30～60min，中低速紙機為 2～4h。對于要求較高的紙種，貯存池的容積應(yīng)增大一點，這樣有利于減少各種配漿、濃度和打漿度的波動，以免影響紙機生產(chǎn)和成紙質(zhì)量。 沖漿稀釋調(diào)漿箱是一個裝置在成漿池和除砂設(shè)備之間用來調(diào)節(jié)送往紙機漿量的開口方形箱。其制造材料可采用木板、塑料板及不銹鋼板等。因為紙料的稀釋也在這箱中進行，所以也叫混合箱。它的作用：一是調(diào)節(jié)送往紙機的漿量，使紙張定量穩(wěn)定；二是調(diào)節(jié)紙漿濃度，以利除砂和篩漿機篩選，并使紙料混合均勻，以抄造出均一的紙張。紙料的稀釋一般采用調(diào)漿箱、地下稀釋池和泵內(nèi)稀釋等三種方法。由于所采用的是泵內(nèi)稀釋，故在此加入調(diào)漿箱的主要作用就是調(diào)節(jié)漿量。調(diào)漿箱中的流道要光滑，防止掛漿，箱內(nèi)的角隅要圓滑，以防止淤積和停漿，造成腐漿。箱中的閘板，最好用絲桿手輪調(diào)節(jié)，以保證調(diào)節(jié)靈活，并能做到微調(diào)。調(diào)漿箱中的溢流格板，是為了穩(wěn)定液位，以保證上料量和白水量的穩(wěn)定。但生產(chǎn)中由于泵的密封填料漏氣，或電壓波動導(dǎo)致泵的轉(zhuǎn)動速度變化，或泵的入口液位波動，導(dǎo)致泵的輸送能力波動，這些都會給上料量帶來一定影響，為了減少漿泵流量變化對箱內(nèi)漿位的影響，溢流格板寬度以寬一些為好。出漿口距漿位的高度應(yīng)足夠。這樣在液位略有變動時，出漿的相對變化量可以減少。漿門的開口尺寸應(yīng)根據(jù)造紙機生產(chǎn)能力確定。一般產(chǎn)量低的小型造紙機，開口寬度應(yīng)窄一些，便于精確調(diào)節(jié)紙張定量。漿料或白水進入調(diào)漿箱或混合箱的管路，應(yīng)從箱底部或側(cè)面漿位下進入，盡量少帶入空氣。較高的漿料濃度對紙頁的良好成型不利。由于這種原因，也由于在約 1%左右的低濃下凈化漿料和漿料除氣非常容易，故通常在漿料凈化之前把它稀釋。稀釋漿料的最簡便方法是將濃漿料和稀釋水都送到混合箱的一個隔槽中。漿料通過一些溢流堰和擋板上下流動，進行有效地混合。這種裝置僅適用于漿料流量小、產(chǎn)量比較低的紙機，它具有敞開式混合箱的全部缺點，即濺漿、易污染、難以保持清潔、難以保證沒有腐漿產(chǎn)生。當紙機產(chǎn)量高，特別是當流送系統(tǒng)必須在壓力下把漿料輸送到壓力下運轉(zhuǎn)的篩漿機和凈化設(shè)備中時，漿料的稀釋是通過把漿料和稀釋水同時送到向網(wǎng)前箱供漿的一臺漿泵的入口而達到的，這種漿泵通常稱為沖漿泵。采用沖漿泵稀釋時，調(diào)漿箱到?jīng)_漿泵的管路不應(yīng)水平安裝，應(yīng)有一定的傾斜度，以防止纖維沉淀，調(diào)漿箱的來漿管應(yīng)直接通入沖漿泵的吸入口，其方向應(yīng)在沖漿泵的軸向上?；蛟诒玫奈攵诉^渡管上方與軸向成45o 方向進入，盡量少受其他管道的干擾 [56]。 漿料凈化篩選凈化的目的在于除掉漿料中的相對密度較大的雜質(zhì)，如沙礫、金屬屑、煤渣等。篩選的目的在于除掉漿料中相對密度小而體積大的雜質(zhì)，如漿團、纖維、草屑等。送往造紙間的紙料內(nèi)含有礦物質(zhì)、金屬、漿團、纖維束、橡膠和塑料等。這些雜物的來源是礦物質(zhì)，多是沙子，它是從填料和原料備料不凈夾帶來的。金屬粒，來自打漿設(shè)備刀片磨損以及工藝設(shè)備受腐蝕剝落下來的碎片。漿團，多是從打漿、配料、除渣及輸漿管道等設(shè)備內(nèi)壁上脫落下來的。纖維束，是來自打漿和精磨過程中沒有磨散的纖維束。紙料中各種雜質(zhì)的存在，會使造紙廠以及印刷廠的設(shè)備損壞。含有沙礫的紙張，在壓光后會出現(xiàn)砂眼，同時會損壞壓光機的輥筒。紙料中的漿團和纖維束，會給紙張造成斑點，以及在壓榨部分產(chǎn)生洞眼或斷裂。紙料中的金屬雜質(zhì)會給設(shè)備造成一定的損害。因此，紙料在進入造紙機之前進行精選是非常重要的?，F(xiàn)代造紙中的除雜方法主要有兩種：一是重力沉降，二是離心沉降。由于采用的原料主要是麥草漿和廢紙漿，輔以少量的損紙漿，因而雜質(zhì)較少，故采用錐形除渣器除渣就可以了。生產(chǎn)瓦楞原紙為了達到一定的質(zhì)量指標，采用一級二段除渣即可。另外，相對密度大而體積小的雜質(zhì)大多比較堅硬，對設(shè)備有所磨損，所以把凈化放在篩選前面，以延長篩板壽命。 造紙機的工藝設(shè)計 流漿箱布漿器的作用是將篩選凈化系統(tǒng)送來的漿料均勻地分布到流漿箱的堰池中，以保證紙機橫幅上網(wǎng)漿料的均勻一致。一個高效率的布漿器必須使紙機全寬的漿壓相等，不會使?jié){料產(chǎn)生脈沖，又無死角產(chǎn)生腐漿，內(nèi)壁必須光滑以免掛漿，還要便于清洗，所以采用階梯擴散式。漿料在階梯擴散器內(nèi)分級擴大，靠管壁的漿流按主流方向流動，在每一級之后因斷面突然擴大，出現(xiàn)一個低壓區(qū)，使?jié){流改變流向，產(chǎn)生回流，形成一個封閉的強烈的渦流，從而產(chǎn)生剪切力。到了邊界時，逐步消除界層效應(yīng)，待漿料穩(wěn)定上網(wǎng)。本設(shè)計選用 4400 長網(wǎng)多缸文化用紙機，流漿箱采用封閉式流漿箱，方錐總管進漿，階梯擴散孔板布漿。其結(jié)構(gòu)特點是流漿箱的堰池是封閉的，在恒定的較薄漿位上充滿空氣，并形成一定壓力，按紙機車速的要求，可變更氣墊的氣壓，能精確地、靈活地、大范圍地調(diào)節(jié)上網(wǎng)漿速，以滿足車速變動的需要。這類流漿箱適應(yīng)性強、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)節(jié)方便、適用廣泛 [7]。 網(wǎng)部網(wǎng)部是漿料懸浮液形成紙頁的部分，成紙質(zhì)量和紙機的正常生產(chǎn)與網(wǎng)部的操作密切有關(guān)。它可以分為上網(wǎng)區(qū)、成行區(qū)、脫水區(qū)、高壓差脫水區(qū)。在剛上網(wǎng)時，細小纖維與填料流失很大，故脫水能力也逐步增大，包括真空吸水箱的真空度也是如此。一般來說在“水線”處漿料的濃度約為 7%，紙頁離開真空伏輥時干度可以在 18%～25%。因此脫水元件一般排列為：案板、案輥、真空吸水箱、真空伏輥。在網(wǎng)部要用高壓水針洗滌網(wǎng)子，保證漿料的順利脫水。本設(shè)計網(wǎng)案選用案板、案輥、真空吸水箱為主要的脫水元件，采用七個真空吸水箱脫水，真空度逐漸升高，