为何说:三分抄纸,七分打浆

文摘   2024-09-13 00:18   广东  

造纸业界人士常说“七分打浆,三分抄纸”。也有说:三分造纸,七分打浆,意思其实是一样的,都是强调打浆的重要性。

“七分打浆,三分抄纸”这句话体现了在造纸过程中打浆步骤的重要性。打浆是造纸过程中的关键环节,其主要目的是通过机械处理改变纸浆中纤维的形态,使其具有更好的柔韧性和结合力,从而满足抄纸的要求。

具体来说,打浆过程中,磨片(磨浆机的核心元件)对纸浆纤维产生剪切、压溃、拉伸、摩擦等作用力,使纤维疏解、适度切断和分丝帚化。更重要的是,纤维在打浆时会吸水润胀,从而具有较高的弹性和塑性。这些处理使得最终生产的纸张能达到预期的质量指标,例如紧度、强度和耐破度等。

打浆的效果直接影响到纸张的质量。如果打浆不足,纸浆中的纤维缺乏必要的柔韧性,纤维间的结合力也不够理想,导致抄出的纸张疏松多孔、表面粗糙、强度低,无法满足使用要求。因此,打浆被视为造纸过程中最为关键的步骤之一,其重要性甚至超过了抄纸本身。

总的来说,“七分打浆,三分抄纸”这句俗语强调了造纸过程中打浆环节的重要性,以及它对最终纸张质量的决定性影响。

打浆在造纸生产流程中是一个”既简单,而又非常关键”的步骤。因其”简单”,常导致管理与技术方面的忽略,使得磨浆设备实际利用率低,磨片齿型搭配不合理,动力消耗大,浪费多。因为打浆方式与磨浆机型号、磨片齿型的适应性等,对打浆指标和纸机抄造,起着非常关键的影响,也常常左右成纸的各项既定指标。


打浆的作用和意义

一、打浆的作用和意义在传统的制浆造纸中,经过洗选、漂白和净化后,未经打浆的浆料中含有很多纤维束。由于纤维太粗太长,表面光滑挺硬而富有弹性,纤维的比表面积小又缺乏结合性能。如将未打浆的纸浆直接用来抄造,在网上很难获得均匀的分布,成纸疏松多孔,表面粗糙容易起毛,结合强度甚低,纸页性能差,故不能满足使用要求。打浆主要有两大任务:(1)利用物理方法,对水中悬浮的纸浆进行机械或流体处理,使纤维受到剪切力,改变纤维的形态,使纸浆获得某些特征(如机械强度、物理性能和一些胶体性质),以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。(2)通过打浆控制纸料在网上滤水性,以适应造纸机生产的需要,使纸页能获得良好的成形,以改善纸页的匀度和强度。打浆的作用主要表现在以下五个方面:(1)细胞壁的位移和变形打浆的机械作用是次生壁中层的细纤维同心层发生位移和变形,使细纤维之间的间隙增大,水分子更容易渗入,为纤维的润胀创造了有利条件,使纤维变得柔软,对初生壁和次生壁外层的破除起到了重要的促进作用。(2)初生壁和次生壁外层的破除由于初生壁和初生壁外层木素含量较多,能透水而不能润胀,并紧紧地束缚在次生壁中层,使次生壁中层的细纤维得不得松散和润胀。需要通过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦将初生壁和次生壁外层破除,才能使次生壁中层充分的润胀和细纤维化。 (3)切断和变形 切断是指纤维横向发生断裂的现象。主要是纤维受到打浆设备的剪切力和纤维之间相互摩擦造成纤维横向断裂的结果。 纤维的切断与润胀有一定的关系。纤维吸水润胀后具有良好的柔韧性,纤维就不容易被切断。反正纤维润胀不良而挺硬时,则容易被切断。纤维切断后,断口增加,有利于水分的渗入,又能促进纤维的润胀作用。 纤维切断后在断口处留下许多锯齿形的末端,有利于纤维的分丝帚化和细纤维化。 长纤维经适当切断后,可以提高纸张的匀度和平滑度,但多度切短会降低纸张的强度,特别是撕裂度。所以应根据纸种的要求和原料的特性,严格控制纤维切断的程度。 (4)吸水润胀 “润胀”是指高分子化合物在吸收液体的过程中,伴随着体积膨胀的物理现象。纤维也能吸水润胀。在造纸工业中以往常称为纤维的“水化”或“润胀水化”。打浆的“水化”是纤维与水分子的物理连接作用。纤维润胀是打浆过程中一个重要问题,纤维润胀以后,其内聚力下降,纤维内部的组织结构变得更为松弛,使纤维的比容和表面积 增加,纤维变得柔软可塑,甚至产生油腻的感觉,纤维润胀后其直径可以膨胀增大2~3倍,有利于纤维的细纤维化,能有效的增加纤维间的接触面积,提高成纸的强度,使透气度下降。 (5)细纤维化 纤维的细纤维化是在细胞壁初生壁和次生壁外层被破除时开始的,并在纤维吸水润胀以后大量产生。细纤维化包括纤维的外部细纤维化和内部细纤维化。外部细纤维化是指:纤维纵向产生分裂两端帚化,纤维表面分丝起毛,像绒毛附在纤维的表面,这种表面的纤维化,使细纤维松脱出来,分离出大量的细纤维、微纤维、微细纤维。从而大大地增加了纤维的外比表面积促进了氢链结合。纤维的内部细纤维化是指:在纤维发生润胀以后,在次生壁同心层之间彼此产生滑动,使纤维的刚性下降弹性削弱,塑性增加,纤维变得柔软而有可塑性。 纤维的外部细纤维化和内部细纤维化均有利于纤维的结合,提高成纸的强度、紧度和匀度等性能,对纸页的性质影响极大,是打浆的重要作用之一。 打浆与纸张性质的关系 打浆对纸张的性质有重要的影响。随着打浆的进行,发生两个基本变化及纤维结合力的不断增加和平均长度的不断下降。造成了纸张的一系列性质随之发生改变。其变化规律可以分为三大类:第一类曲线逐步上升如结合力、紧度和收缩率等曲线;第二类曲线逐步下降如纤维平均长度、透气度和吸收性等曲线;第三类曲线是打浆前期曲线上升并逐渐缓慢,然后出现转折和下降,如各种强度曲线。                                                       总的说来,打浆就是通过物理的作用改变纤维的形态改变浆料的性质,通过控制浆料的性质进而控制成纸的各种性质。“三分造纸,七分打浆”根据成纸性质要求选择正确的浆料配比并通过适当的打浆工艺打浆是制造出理想成纸的必要条件。

有朋友总结了打浆常见的32个问题,也附录在这里给朋友们参考:

想抄好纸?智桥科技总结的打浆13条也送给您


造纸过程打浆问题核心13条
1.什么叫打浆?
打浆——利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维,使其具有适应纸机生产上要求的特性,并使所生产纸张能达到预期的质量。
2.打浆的目的和任务是什么?打浆前后浆料性质有什么变化?
打浆的主要任务:
(一)改变纤维的形态,使纸浆获得某些特性(如机械强度、物理性能和胶体性质),以保证纸页的抄造质量。
(二)通过打浆调节和控制纸料在网上的滤水性能,以适应造纸机生产的需要,使纸页获得良好的成形,改善纸页的匀度和强度指标。
打浆作用的性质:打浆是物理变化,打浆作用对纸浆产生的纤维结构和胶体性质的变化,都属于物理变化,并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。
注:打浆作用会使纤维表面暴露一些新的基团,但这是纤维本身原有的,与化学变化无关。
3.打浆对纤维的作用原理是什么?
六种主要作用:
(一)细胞壁的位移和变形;
(二)初生壁和次生壁外层的破除;
(三)吸水润胀;
(四)细纤维化;
(五)横向切断或变形;
(六)产生碎纤维片
4.纤维结合力有哪几种?试用氢键理论解释纸页的强度是如何获得的?
纸的强度取决于
① 成纸中纤维间的结合力
② 纤维本身的强度
③ 纸中纤维的分布和排列方向,而最终决定纸页强度的,是成纸中纤维间的结合力。
纤维的结合力有四种:氢键结合力;化学主价键力;极性键吸引力;表面交织力。
其中,氢键的结合力最重要,与打浆的关系最密切。打浆的主要目的之一就是增加氢键结合力,从而提高成纸的强度。
氢键理论认为,打浆过程的机械作用增大了纤维的外表面,游离出大量极性羟基
(-OH+),水与羟基极易形成氢键结合,形成极性水分子的胶体膜,当水分子蒸发时,相邻纤维间的羟基通过相面结合,从而将纤维结合在一起。这就是纸张强度增加的主要原因。
氢键形成的条件:
① 有游离羟基的存在;两羟基之间的距离在2.8Å以内。
② 纤维的吸水润胀和细纤维化,都会使纤维的游离羟基增加,促进纤维间的氢键结合,从而提高纸页的物理强度。
5. 草类浆纤维打浆过程中的特性是什么?为什么说草类浆打浆比较困难?原因是什么?
(1)特性:
① 草浆打浆分丝帚化困难,即草浆不易实现外部细纤维化。
② 草浆的非纤维细胞含量高,在打浆过程中,由于其易破碎而使打浆度上升很快,大大增加草浆的滤水困难。
③ 草浆打浆的目的是使纤维疏解分散,表面稍稍起毛活化,使纸页有足够的允度和强度。草浆打浆应以“充分疏解,轻度打浆”较为合理。
(2)草浆打浆难以细纤维化的原因:
① 草浆纤维的胞腔小,S1层较厚,不易破除。且S1层与S2层之间黏结紧密,S1层的细纤维呈交叉螺旋形沿纤维横向排列,象一个套筒把S2层紧紧包住,限制了S2层的润胀。
② 草浆纤维的细胞壁是多层结构的微纤维薄层,各层微纤维的排列方向往往不一致。横向排列多层的微纤维层限制了轴向排列的微纤维层的分丝和润胀。
③ 草浆纤维的微纤维缠绕角过大。
④ 微纤维的异向性。
6.纤维在打浆过程中的作用机理是什么?
(一)纤维润胀的原因是由于纤维素和半纤维素分子结构中所含极性羟基与水分子产生极性吸引,使水分子进入纤维素的无定形区,使纤维素分子链之间距离增大,引起纤维变形。
(二)纤维润胀的意义:
(1)纤维润胀后,其内聚力下降,纤维内部组织结构变得更为松弛。纤维比容和比表面积增加, 纤维直径可以膨胀增大2~3倍。
(2)有利于纤维的细纤维化,增加纤维间的接触面积,提高成纸强度,降低透气度。
(三)纤维润胀的影响因素:
(1)原料的组成----木素是疏水性物质,因此木素含量高的原料纸浆,不易润胀。
(2)半纤维素含量----草类纤维的半纤维素含量高,含有较多的游离羟基,比纤维素有更大的亲水性,容易吸水润胀。
(3)制浆方法----不同的制浆方法使纸浆的木素、纤维素和半纤维素的含量不同,因此也影响到纤维的润胀程度。
7.目前打浆设备分为哪几种类型?
间歇式主要是槽式打浆机;连续式主要有锥形磨浆机、圆柱磨浆机、圆盘磨浆机
8.打浆有哪几方式?各种打浆方式的浆料有什么特征?木浆和草类浆的打浆有什么不同的特性?
根据纤维在打浆中受到不同的切断、润胀、及细纤维化的作用,将打浆方式分为四种类型:长纤维游离状打浆、短纤维游离状打浆、长纤维粘状打浆、短纤维粘状打浆。
(1)长纤维游离状打浆特性:浆料脱水性好,成纸吸收性好,透气度大,不透明度高,撕裂度和耐破度较好,尺寸稳定性好,变形性小,但匀度欠佳,平滑度差。
(2)长纤维粘状打浆特性:浆料脱水困难,纤维长上网时容易絮聚,但成纸强度大,吸收性小。
(3)短纤维游离状打浆特性:浆料脱水容易,纸的组织均匀,纸质较松软,强度不大,吸收性强。
(4)短纤维粘状打浆特性:浆料脱水困难,成纸匀度好,吸收性小,有较大的强度。
9.什么叫打浆浓度?如何区分低浓、中浓和高浓打浆?低浓打浆和高浓磨浆的原理是什么?它们对打浆质量、能耗有什么不同的影响?
(一)打浆浓度分为低浓(10%以下)、中浓(10~20%)和高浓(20~30%或更高)。
低浓打浆:主要靠刀片直接对纤维进行冲击、剪切、压溃和摩擦。
高浓打浆原理:与低浓打浆相比,高浓打浆作用不是靠磨盘直接作用于纤维,而是依靠磨盘间高浓浆料间的相互摩擦、挤压、揉搓和扭曲等作用使纤维受到磨浆,同时产生大量的摩擦热,使浆料软化,有利于浆料的解离。
(二)高浓打浆的浆料特性
a. 更多的保留了纤维的长度和强度,很少增加细小纤维的组分,成浆的撕裂度很高。
b. 纤维多是扭曲和卷曲状,纤维具有很高的收缩能力,能大大提高纸张的收缩率和韧性,纸张强、韧、耐破度高。(对于水泥袋纸、卷烟纸、高速轮印刷纸非常重要)
c. 不足:设备复杂,动耗大,(成纸紧度大,不透明度大)尺寸的稳定性、纸的刚性和挺度均较差。
10.影响打浆的主要因素有哪些?
(一)打浆比压;
(二)打浆浓度;
(三)浆料通过量和打浆效率;
(四)打浆温度;
(五)设备特性;
(六)纸料种类和组成的影响;
(七)pH 值及添加物对打浆的影响。
11.什么叫打浆度?如何测定?有哪几种表示方法?
(一)打浆度,反映浆料脱水的难易程度,综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等打浆作用的效果。
(二)常用检测仪器有肖氏打浆度仪,加拿大游离度仪等
12. 如何测定纤维的长度和保水值?如何测定浆料浓度?
纤维长度的测定:
(1)显微镜法:将纤维染色稀释后制片,用显微镜在显微测微尺下测量纤维的长度。 
   ——Kajaani纤维分析仪、FQA纤维质量分析仪 、Paptech纤维分析仪;
(2)湿重法:它是利用纤维越长,在框架上挂住的纤维越多,称重越大的原理,以质量间接的表示纤维的长度,单位用克(g)表示。 
保水值的测定:保水值=(湿浆质量-干浆质量)×100/干浆质量 
 (3) 浆料浓度的测定:烘箱干燥法、红外线干燥法、离心分离法、手拧干法。浆料浓度是每100mL(或g)液体浆料所含有绝干浆的克数,通常用百分数表示。
13.打浆对纸张性质有什么影响?为什么强度(裂断长,撕裂度,耐折度,耐破度)曲线随着打浆度升高出现转折现象?
(1)打浆对纸页性质
a)打浆性能曲线逐步上升(如纤维的结合力、紧度和收缩率);
b)与结合力成正比的强度指标,都是先升后降(各种强度曲线);
c)与纸页致密程度有关的指标,均随打浆程度加深而下降(如纤维平均长度、透气度和吸收性)。
(2)打浆存在一组基本矛盾:就是纤维的结合力和纤维的平均长度。随着打浆度的提高,纤维的结合力不断上升,并有利于提高纸页的各种强度。
但另一方面,随着打浆度的继续提高,纤维的长度不断减短,使纸页的各种指标下降。
(3)打浆与纤维结合力的关系:
随着打浆度的增加,纤维润胀和细纤维化增加,纤维的比表面积增大,游离出更多的羟基,促进纤维间的氢键结合,使纤维结合力不断上升。
曲线特征: 初期上升很快,逐渐缓慢达到最高点。


“三分抄纸,七分打浆”这个原则是否适用于纸浆模塑行业?

“三分抄纸,七分打浆”这个原则同样适用于纸浆模塑行业。纸浆模塑是一种立体造纸技术,主要用于生产各种形状的模塑制品,如缓冲包装材料、一次性餐具等,近年来,伴随纸浆模塑技术发展,在容器类包装,产品展示包装,文创,医疗等等领域,纸浆模塑制品的进展也非常快。

在整个纸浆模塑生产工艺中,打浆一直被忽视,伴随产品要求越来越高,打浆的重要性越来越被关注,对最终产品的质量和性能的影响的被认可和理解。

“三分抄纸,七分打浆”这句俗语在造纸行业中非常流行,它强调了打浆过程在造纸中的重要性。这句话的意思是,虽然造纸是一个复杂的过程,但打浆环节对最终产品的质量有着决定性的影响。

打浆过程主要是利用机械方法处理纸浆中的纤维。这个过程中,纤维会经过疏解、适度的切断和分丝帚化处理。更为重要的是,纤维在打浆时会吸水润胀,从而获得较高的弹性和塑性。这些处理使得纤维在成纸时排列更加无序,显著提高了纸张的耐破强度等物理性能指标。

简而言之,打浆不仅影响了纸张的物理强度,如耐破度和环压强度,而且还影响了纸张的紧度、施胶度、水分等特性,这些因素共同决定了纸张的质量。因此,虽然造纸的其他环节也很重要,但打浆环节的作用尤为关键,这就是为什么会有“三分抄纸,七分打浆”的说法。


在纸浆模塑的生产过程中,原料通常为浆板、板纸、废纸箱纸等植物纤维原料。这浆板些在打浆池中通过碎纸机打碎,纸浆中的纤维在水力破碎的机械作用下被打浆机处理,使其疏解、适度切断和分丝帚化。这个过程不仅使纤维吸水润胀,提高其弹性和塑性,而且还影响着产品的成品率和质量。例如,生产蛋托时,打浆过程的细节尤其重要,需要掌握好一定的时间,而不是仅仅依靠粉碎浓度来判断纸浆的标准。

纸浆模塑行业的生产技术还包括真空吸滤、预压成形等先进技术,这些技术有助于提高产品的成品率和质量。整个生产过程注重环保,例如,使用的水和浆料都采用无排放闭式循环过程,减少污染和资源浪费。

因此,可以看出,“三分造纸,七分打浆”的原则在纸浆模塑行业中同样适用,强调了制浆过程,特别是打浆步骤的重要性 。

打浆对纸浆模塑成品率的具体影响主要体现在以下几个方面:

1. 纤维的润胀和分丝帚化:打浆过程中,纤维吸水润胀,增加了纤维的弹性和塑性,这有助于提高纸模的强度和韧性。适度的打浆能使纤维更好地交织,提高成品率。

2. 纸浆的滤水性能:打浆可以改善纸浆的滤水性能,使纸浆在成型时更容易脱水和定型,这直接影响生产效率和成品率。

3. 纸模的结构均匀性:良好的打浆可以使纸浆中的纤维分布更加均匀,减少成型后的纸模出现厚薄不均或局部缺陷的问题,从而提高成品的合格率。

4. 减少原材料浪费:适当的打浆可以最大化纤维的利用率,减少原材料浪费,从而提高整体的生产效率和成品率。

5. 影响产品的尺寸稳定性:打浆过程中纤维的处理方式会影响到产品的尺寸稳定性,良好的打浆可以减少产品在后续干燥过程中的收缩和变形,提高成品率。

6. 提高产品的表面质量:打浆过程还能影响产品的表面光滑度和印刷适应性,良好的打浆可以使产品表面更加光滑,减少瑕疵,提高成品率。

总之,打浆是纸浆模塑过程中的一个关键步骤,它通过影响纸浆的物理和化学性质,进而影响产品的成型、强度、均匀性和整体质量,最终对成品率产生重要影响。



       

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