做和精浆成形压榨诸过程对高级纸质量的影响

精浆、成形、压榨诸过程对高级纸质量的影响

The Effect of Refining,Forming,and Pressing on Fine Paperquality

在纸机的压榨压区内，纤维在受压过程中，由于纤维素被压平并永久性变形，导致纸幅厚度减小。受压纸张在通过压区后膨胀，但不会完全恢复至原来的松厚度。因此干纸的松厚度与湿压榨的强度有关。

湿压榨过程中纸幅的紧密状态，提高了纤维的结合面积并加强了干成品的强度性质。降低纸的松厚度对有些产品是适合的，但是高级纸却并不希望如此，对这种纸规定了最小松厚度。如果通过修改操作条件，仍不能达到所要求的纸张松厚度，就有必要大幅度的增加纸张定量以符合要求。

纸张的密度取决于纸浆的性质和几个操作参数。广泛研究了精浆和压光对高级纸的松厚度和其它性质的影响。湿压榨对松厚度的降低作用，化学浆比机械浆表现的更明显。纸厂的实际经验和试验纸机的研究表明，在相同的线压区负荷下，由硬压区产生的较短但较强的最大压力，要比由软压区或靴形压榨产生的较长但强度较低的压力脉冲能更大幅度地降低松厚度。然而，对不同压榨位置上压区负荷对纸张松厚度的影响尚未系统地研究过。本研究的目的在于，确定施加于第一和最后压榨压区的压力脉冲的振幅会如何影响高级纸的水分脱除和干松厚度，以及这些影响如何与精浆程度相结合。

湿纸幅在压榨压区可能被压花，离开单毛毯压榨的纸张的正面要比辊面更粗糙。由软化学浆制成的高级纸比由硬机械浆制成的纸更易压花。本研究的另一个目的，是确定高级纸在压榨过程中所产生的粗糙度的两面性。

以前报道过，在第一无毛毯压榨区，面向毛毯的纸面要比辊面有更好的印刷质量，虽然对导致这种改善的原因还不清楚。这种更好的印刷质量可能是纸张正面增浓作用更大的结果。这种层叠作用更明显地展现在高定量的纸板而不是低定量的印刷纸上。纸张正面纤维和细小纤维的位移同样可以提高纸张表面的印刷特性。已报道过在真空压榨的压榨过程中细小纤维材料的位移，但是还没有人证实，在压榨过程中细小纤维和填料的Z－方向重新分布。在本研究中，找到了在强压榨条件下细小纤维和填料的Z方向运动的证据。

湿压榨对纸张两面性的影响是与成形过程中所形成的纸幅特性相配合的。长和双成形对纸张特性的影响已经是众所周知的。但是，据我们所知，还没有研究过成形和压榨条件的依次变化对纸张特性的综合影响。本研究中，我们采用一系列相同的压榨条件，分别对长纸机和上喷浆成形器抄造的高级纸进行了研究。 1以防损伤耐压爆破实验机的增压泵的密封件和单向阀等配件 试验部分

高级纸是由含80％杨木和20％黑云杉的漂白硫酸盐浆制成的。两种浆均出产于加拿大的东部；阔叶木浆以未经干燥的湿浆板的形式运送，而针叶木浆为全干的形式。针叶木浆精磨至加拿大标准游离度550mlCSF。阔叶木浆精磨至两种不同的游离度：350mlCSF和250mlCSF。在碱性条件下，以700m/min的速度抄造成纸张定量范围为60～70g/m2含沉淀碳酸钙的纸。

在这些实验中，Beloit公司的研究和发展中心的第三号实验纸机配置了一台概念Ⅲ流浆箱和一台成形器，首先应用于长纸机上，然后即刻换至BelForm上喷浆成形器。流浆箱的浓度在上喷浆成形器上时为055％，在长纸机上时为0.50％。对于精浆程度低的配料，两台成形器上的留着率均为84％，对于精浆程度高的配料，上喷浆成形器的留着率为85％，长纸机为77％。

压榨部包括一个四辊压榨，其后为第四压榨(图1)。用一套特殊的封闭式牵引系统，包括一个真空引纸辊和一张引纸，将纸张从四辊压榨引向第四压榨毛毯。分别在长纸机和上喷浆成形器上将两种精磨浆制成高级纸。四组试验中，每组都采用了该公司还宣布推出 VisiJet CR-BK八个不同的压榨条件，共32个不同的试验条件。 图1试验纸机的压榨部，包括一个四辊压榨和紧随其后的第四压榨。压区负荷为零时，打开第一双毛毯压区，纸张进入压榨部后，首先在单毛毯的第二压区被压榨

试验中所用的压榨压区负荷列于表1。纸张首先在双毛毯压区被压榨，除非在绕过第一压榨压区时，纸张首先在单毛毯第二压榨内进行压榨(见图1)。 表1 试验条件总览成形器 纸浆游离度ml CSF

压榨压区负荷，kN/m 压区脉冲总和，kPa,s 第一 第二 第三 第四 成形纸机 阔叶木，350针叶木，550 0 70 88 105 22.5 35 70 88 105 25.5 53 70 88 105 27.1 70 70 88 105 28.5 105 70 88 105 31.5 上方喷浆成形器 阔叶木，250针叶木，550 53 70 88 9 18.9 53 70 88 53 22.6 53 70 88 175 33.1

中试纸机没有烘干部，受压榨的纸在未被烘干的情况下卷起。将每种条件的湿纸卷收集，在一台独立的14缸烘干机上烘干。干纸在Paprican实验室压光机的一个单压区中被压光，压光机的运行速度为50m/min，压区负荷10kN/m，辊的温度为50℃。

采用标准程序测定纸张，结果见下。压光前及压光后立即测量纸张的粗糙度。负荷为1000kPa(S10)时，用带软纸坯的ParkerPrint-Surf(PPS)仪器测量。用实验室IGT印刷机上的实地版测定印刷质量，并按文献所述的程序确定墨色浓度。 2 结果与讨论 2．1纸幅的固形物含量

压榨压区负荷对上喷浆成形器纸幅固形物含量的影响见表2和图2。第一压榨的负荷从0或35kN/m增加到105kN/m时，由精浆度低的配料制成的纸幅的固形物含量增加1％以上，而由精浆度高的配料制成的纸幅的固形物含量只提高了极少的百分率。将第四压榨的压区负荷从9或53kN/m提高到175kN/m，那么精浆程度低的配料制成的纸幅的固形物含量增加了1％，而精浆程度高的配料制成的纸幅的固形物含量增加了2％。表2 第一和第四压榨负荷对上喷浆成形器制成的纸幅的影响第一压榨压区负荷,kN/m 0(0) 35(200) 53(300) 70(400) 105(600) 固形物含量，%（阔叶木，350mlCSF） 40.2 NA* NA NA 41.5 固形物含量，%（阔叶木，250mlCSF） NA 37.5 37.2 37.4 38.0 第四压榨压区负荷， 9 53 105 175 kN/m (50) (300) (600) (1000) 固形物含量，%（阔叶木，350mlCSF） 40.5 NA NA 41.7 固形物含量，%（阔叶木，250mlCSF） NA 36.5 37.2 38.4

*无效图2纸幅的固形物含量为所有压榨的总压区脉冲的函数。黑格表示Bel-Form纸张；白格表示长纸机纸张。阔叶木硫酸盐浆的游离度是250mlCSF

图2表明，由精浆至250mlCSF的阔叶木浆成形的纸页经压榨后，其固形物含量是所有压榨的综合压区脉冲的函数(见表1)。该图表明，增加第四压榨的负荷比增加第一压榨的负荷更能改进脱水。很可能是因为当第四压榨的压区负荷低于第三压榨的压区负荷时，第四压榨会使纸页再湿润。这些结果表明，为了提高纸张的松厚度而减轻最后压榨负荷，将增加烘干的负担。

精浆对脱水有重要的影响。通过提高精浆程度将阔叶木浆的游离度从350降至250mlCSF，不论在任何压榨条件下，压榨后纸页中的固形物含量均可降低2％左右。 2．2未压光和压光纸张的松厚度

精浆程度对未压光纸张的松厚度影响极小(表3)。在相同条件下压榨具有两种精浆度的10组纸页中松厚度的差别是微不足道的。细小纤维和填料分布的数据(见以下的细小纤维和填料分布图)说明精浆只轻微地改变了纸张的结构。但是，由精浆度低的浆制成的纸页，包含了更多的填料，这可以提高纸张密度。我们的测但用电的方式可能全然不同试是在试验纸机上进行的，其速度与工业纸机类似。在这些条件下，精浆度高的纸张，压榨后其水分高于精浆度低的纸张，水分大有助于保持纸张的松厚度。在游离度低于350mlCSF时，精浆对松厚度的影响不大，所以降低精浆度不会大幅度增加松厚度。 表3 不同压区负荷压榨后未压光纸的松厚度*成形器 阔叶木精浆mlCSF 用调整后的压区负荷进行压榨 在下列压区负荷下的松厚度 cm3/g 0 53 105 175 (0) (300) (600) (1000) 上喷浆成形器 350 第四 - 1.64 1.65 1.61 250 第四 - 1.64 1.65 1.62 350 第一 1.70 - 1.63 - 250 第一 1.70 - 1.65 - 长 350 第四 - 1.71 1.70 1.37 250 第四 - 1.70 1.68 1.67 350 第一 1.76 - 1.66 - 250 第一 1.77 - 1.66 -

图3表明，未压光纸的松厚度可作为所有压榨的总压区脉冲的函数。该图表明，松厚度仅适度受到压榨压区负荷的影响。例如，菱形标志代表了从53升至175kN/m(300至1000lb/in)的第四压榨负荷所处的压榨条件。在最后压榨压区负荷的如此巨大变化，仅对纸张的松厚度产生了极微小的降低作用。因此，减轻最后压榨压区的负荷，并不是有效提高纸页松厚度的方法。令人惊讶的是，减轻第一压榨的负荷却有效的多。(见表3和表4)。将第一压榨的负荷从0升至53kN/m(0至400lb/in)，在两种精浆度下，松厚度降低0.1m3/g，或6％。因此，在有四个压榨的纸机上，取消第一压区要比减轻最后压榨的负荷更能增加纸张的松厚度。表4 不同的压区负荷压后榨持压光纸的松厚度*成形器 阔叶木精浆ml CSF 用调整后的压区负荷进行压榨 在下列压区负荷下的松厚度 cm3/g 0 53 105 175 (0) (300) (600) (1000) 上喷浆成形器 350 第四 - 1.47 1.43 1.42 第一 1.47 - 1.39 - 长纸机 350 第四 - 1.55 1.50 1.46 第一 1.54 - 1.46 - 图3未压光纸的松厚度可作为面对世界的深入复杂变化所有压榨的总压区脉冲的函数。黑格表示Bel-Form，白格表示长纸机纸张。阔叶木硫酸盐浆精浆至(a)250mlCSF和(b)350mlCSF

通过总压榨脉冲值接近22.5kPa·s时所获得的试验数据，可以更好地了解压榨压区负荷对纸张松厚度的影响。图3中，菱形标志表示压榨负荷为53、70、88和53kN/m，而方形标志表示压榨负荷为0、70、88、105kN/m(见表1)。方形所代表的样品的松厚度高于菱形所代表的样品的松厚度，虽然这些样品所经过的最高的压区负荷要大些(105:88kN/m)。对这一发现有两种解释：或者是双毛毯第一压区比单毛毯第一压区能更大地降低松厚度，或者当相同的压榨脉冲被分布在更多的压榨压区时，松厚度下降的更多。

在图4中，试图找出未压光纸的松厚度与压榨纸幅的固形物含量之间的关系。对于精浆程度低的纸浆制成的纸张，压榨后，纸幅固形物含量高时松厚度低，但是由精浆程度高的配料制成的纸张却不具备这种关系。即使压榨压区采用了高压区负荷，精浆度高的纸幅，被压榨后的固形物含量仍