高强瓦楞原纸环压强度的影响因素
第28卷第3期2010年6月
轻工机械
V01.28No.3Jun.20lO
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[新设备・新材料・新方法]
DOI:lO.3969/j.i8sn.1005-2895.20lO.03.026
寓强互橱愿缀邵压曩度的影响圈泰
王三平
(轻工业杭州机电设计研究院,浙江杭州310004)
摘要:影响高强瓦楞原纸环压强度的因素主要有纤维原料、打浆度和pH值、纸页成形、压榨及干燥、化学品添加以及环境气候等。选择适宜的浆料配比。把好原料质量关,提高打浆浓度,控制纸页成形质量。保证浆速稍大于网速。采用大辊径和宽压区压榨.控制纸板紧度在0.70一0.77g/cm3之间。合理使用化学助剂.增加表面施胶,是提高高强瓦楞原纸环压强度的关键措施。袁3参9
关键词:造纸工业;高强瓦楞原纸;环压强度;原料;打浆度;纸页成形中图分类号:’IS758
文献标志码:A
文章编号:1005-2895(2010)03国096JD4
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0引言
高强瓦楞原纸是一种高档包装材料,而环压强度是高强瓦楞原纸的最主要质量指标之一,环压强度的大小直接影响制成纸箱的抗压性能。本文系统分析讨
瓦楞原纸,在选用原料时应选用木材纤维多、纤维较长的废纸为主,如美国OCC等,适量搭配部分其他废纸。废纸采购时,应严格控制杂质、水分和废纸中的OcC与杂纸的比例。购买回来的废纸应妥善储存,打包堆放和防雨通风,避免雨水侵蚀导致发霉变质、发热炭化。只有高质量的原材料,才可能生产出高质量的纸张,对于以废纸为原料的瓦楞原纸的生产厂家,在对原料碎解前必须对原料中的杂质进行分拣,去除原料中的较大杂质和对成品质量有影响的杂质。
废纸中的杂质主要有以下种类:1)热熔物石蜡、沥青、油墨;2)纤维类草绳、麻绳、棉织品;
论了高强瓦楞原纸环压强度的影响因素,如纤维原料
的影响、打浆度和pH值的影响、纸页成形的影响、压榨及干燥的影响、化学品添加的影响以及环境气候的影响等,以期对高强瓦楞原纸的生产提供理论指导。
1
原料
原料的质量直接关系到成品质量,废纸是目前我
国生产高强瓦楞原纸的主要原料。废纸的等级直接影响瓦楞原纸的环压强度。要用废纸生产高质量的高强
收稿日期:2009-12-31;修回日期:2010一ol旬8
作者简介:王三平(1967),男,浙江武义人,高级工程师,轻工业杭州机电设计研究院制浆造纸工艺所副所长,主要研究方向为
制浆造纸工艺及工程设计。E.mail:139571584铝@139.湖
[新设备・新材料・新方法]王三平高强瓦楞原纸环压强度的影响因素
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3)塑料类合层;
塑料带、塑料袋、塑料薄膜、纸塑复
均有所提高,例如环压强度和裂断长大约提高3%。打浆度的高低可以反映浆料在网部的脱水性能,影响纸页的成纸匀度和纸页的强度。此外,适当的打浆度还可以减少松香的用量和网部负荷,并且有利于提高
4)胶粘物胶带、标签、纸箱粘合剂;5)金属物铁钉、铁条、铁丝、纸箱接口钉;6)其他化学助剂、高分子涂布层、泥土、玻璃、砖石、木质物。
这些杂质有些是必须除去的,而且越早除去越好。只有把好原料质量关,才可以从根本上提高成品的环压强度。2打浆度和pH值
在知道原材料性质的前提下,打浆度在一定程度上可以反映浆料的性质,并根据浆料的性质制定相应的生产工艺。根据有关资料表明,在一定的打浆度范围内,适当提高打浆度对成纸的各项指标(除挺度外)
表l
Tablel
化学品的作用效果。一般来说,控制纤维的打浆度在
29—34之间。
对于废纸原料来说,纤维长度较短、强度较差,并且在压榨、干燥及不断回用过程中会出现纤维角质化现象,使废纸纤维难以分丝帚化,所以最佳的打浆方式就是在尽可能保留纤维长度的基础上对纤维进行分丝帚化,以求达到最佳的打浆效果。对于废纸来说,建议采用中浓打浆工艺,使打浆浓度由3%~5%提高到7%一8%…。表1对中浓打浆与低浓打浆的成浆筛分进行了分析对比。
废纸浆中、低浓打浆筛分分析对比表
wastepaperpulp,t11elow
concen曲tion
beatingscreemnganalysisandcompa矗sontable
从表l可见,对于废纸浆来说,中浓打浆较好地保留了长纤维,中、低浓打浆最直接的区别即是中浓打浆成浆纤维表面分丝帚化现象显著,纤维发生纵向扭曲、皱折,这使纤维变得柔软可塑,从而有利于网部的成形结合。
Wastepaper
表2为某厂采用中浓打浆前后的瓦楞原纸性能比较表。从表2可见,瓦楞原纸的主要指标,中浓磨浆均比低浓磨浆明显提高。紧度、横向环压指数、裂断长分
别提高18.2%,25%,53.8%。
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Table2
表2废纸浆中、低浓打浆抄造瓦楞原纸性能之比较
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浆料pH值的主要作用在于反映化学品的使用效果,因为不同的化学品有不同的最佳使用PH值,目前
压强度得到提高拉脚。
3.1
上网和成形脱水区
浆料从流浆箱喷出后,从着网点开始脱水和成形,
很多生产高强瓦楞原纸的厂家使用阴离子分散松香胶
或阳离子分散松香胶进行施胶,因此,一般要求控制pH值在6.0左右。3纸页的成形性质
造纸工艺参数的控制对瓦楞原纸的环压强度有很大的影响,这是因为造纸机湿部条件的不同会使成形的原纸中纤维的排列有所不同,有资料表明.纤维在纸页的平面内的不同取向是影响环压强度的主要原因。而z向排列的纤维愈多纸页的松厚度就愈大,会使环
为了保证纸页成形良好,要做到“5稳2一致”,“5稳”即浆料的配比稳,车速稳,堰池的水位稳.送浆泵白水泵的压头稳,进出伏辊湿纸的水分稳。“2一致”是指
①全幅纸料上网一致;②湿纸水线的长短一致。
当浆料进入成形区后,网部在纸页成型前进行扰动对纤维的分散与絮聚有很重要的关系,并直接影响纸页的成纸质量和脱水量。因此,浆料上网后在成形前要进行适当的扰动以防止浆料再絮聚而影响纸页的
・98・
成形质量,但是这种扰动不能太大或太小,太大会产生涡流,使纸料表面出现条纹状的浆流,造成纸页厚薄不匀,匀度不良,甚至破坏纸页的成形;若扰动太小,所产生的剪切力不能足以使絮聚的纤维分开,达不到扰动的目的。因此,在网部进行适当的扰动,所产生的剪切力能使纤维分散,防止絮聚,提高纸页的匀度和强度,并能恰当的控制脱水量。3.2浆网速比
浆网速比对纸页的成形、脱水和成纸的质量均有密切的关系。瓦楞原纸最主要的指标是横向环压强度,因此在抄造中应注意增加纤维的横向排列,在长网机上抄造时为了增加纤维沿横向排列,要注意使浆速稍大于网速,而绝不能低于网速,因为浆速低于网速时,浆流从堰板口上网时会产生一种对纤维的梳理作用,造成纤维更多的顺着纵向排列,会降低瓦楞原纸的横向环压强度。一般认为。浆料流速达到1.5一1.8In/s一1、浆速与网速之比为l:O.98【4o时,会使纸板具有较佳的环压强度。原纸的环压强度受到厚度的影响,在一定的条件下。增加原纸的密度就减少了原纸的厚度,从而降低纸板的环压强度,但是,压榨提高了纤维之间的结合力。如果结合力的提高超过了厚度减小的影响,环压强度就提高;反之结合力的提高弥补不了厚度减小对环压强度的损失时,环压强度就会降低。对于废纸浆来说,为了兼顾以上的情况,原纸的紧度应该保持在适当的范围内,一般保持在O.70一O.77g/cm3,各项指标可以兼顾,紧度小于此范围时,增加紧度会提高瓦楞原纸的环压强度,但紧度大于O.77g/cm3,增加紧度则不利于瓦楞原纸的环压强度。利用低浓打浆抄造瓦楞原纸时,紧度约为O.55g/cm3,这表明双盘磨对废纸纤维分丝帚化作用较差,成纸结合力弱而导致产品的环压强度不佳,此外,双盘磨对纤维的剧烈切断及纤维结合力弱也造成瓦楞原纸裂断长很低。而采用中浓打浆后。打浆浓度的增加及纤维间摩擦增强使纤维得到良好的
分丝帚化,纤维离解出较多的游离羟基,从而使成纸的
紧度、横向环压、裂断长等强度指标皆有大幅的提高。大为改观,这从另一方面说明中浓打浆对纤维良好的均整及分丝帚化作用。因此压榨部的压力应该保持在压榨.由于压区宽度的增加,在增大线压力的情况下,比压可有效降低㈣。从目前纸厂运行结果表明,采用
2010年第3期
宽压区压榨,可提高15%的干度峥J,纸页出压榨部干
度可达到5l%一54%。采用大辊径压榨,纸页出压榨部干度可达到45%~48%。5纸机的干燥和水分
’
原纸的最终强度是在干燥部形成的,因此干燥部
的操作对原纸的环压强度影响很大。另外,干燥部还控制着原纸的水分,而瓦楞原纸的水分是一项十分重要的指标。因为水分的高低不但影响环压强度,并且
影响瓦楞纸板加工过程中的粘合性能。纸板的水分高,会使环压强度降低,纸板的水分应控制在lO%以
下【7J。现代瓦楞纸板成型机的速度日益提高,粘合必须在很短的时间内完成,因此,瓦楞原纸就必须有适当的吸水速度,吸水速度过快,则粘合剂糊化所需的水分被瓦楞原纸吸收;过慢则浆糊不能足够地吸人瓦楞原纸,两者都能使挂面纸板与瓦楞结合不牢。
干燥部不仅控制成纸的水分,而且对于成纸的环压强度也有很大的影响。干燥过程中影响环压强度的机理是纸页的收缩或伸长。如果干燥过程中纸页收缩大,它的伸长率就会提高,而弹性模量和环压强度就会
降低;反之,则弹性模量和环压强度都会提高。横向收
缩情况可通过干毯的张紧来控制,纵向收缩情况可通过干燥烘缸间的牵引和使用干毯来控制。从压榨部过来的纸页干度较低,为此在干燥部前期的烘缸温度要低一些,一般在90—100℃左右,然后逐步升温,这样可以避免纸幅横向的过大收缩。在纸板抄造过程中添加增强性的化学助剂,可提高纸板的环压强度。常用的化学助剂主要有变性淀粉、阳离子高分子聚合物、聚酰胺聚多胺环氧氯丙烷树脂、三聚氰胺甲醛树脂、脲醛树脂等。化学助剂的使用方法主要有浆内添加法、层间喷淋法和表面施胶法3种。2J敛。
表面施胶对于提高瓦楞原纸的环压强度和抗水性能,是一种非常有效的方法。经试验,在氧化淀粉中添加10%SAE,对瓦楞原纸进行表面施胶,能显著增加瓦楞原纸的环压强度和抗水性能。当两面的总施胶量为g/m2瓦楞原纸的环压指数可以达到8N・In/g。表3给出了不同表面施胶量对环压强度及抗水性的影响[s】。表面施胶影响瓦楞原纸的环压强度机理是大量的施胶剂进入纤维之间,使纤维之间形成了更多的氢键结合,大幅度提高了原纸的结合强度,从而使其环压强度有了大幅度提高。
4压榨
6化学助剂
9.0∥m2时,用100%OCC生产的112从匀度来看,中浓打浆抄造的瓦楞原纸较之低浓打浆使成纸的紧度合适的范围。采用大辊径压榨和宽压区
[新设备・新材料・新方法】王三平高强瓦楞原纸环压强度的影响因素
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表3不同表面施胶量对环压强度及抗水性的影响
Table3
以纤维原料性能、打浆度、纸页成形质量、表面施胶以及成纸干度为关键,生产过程中要根据具体情况具体分析。
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7环境气候
环境气候的影响也是不能忽视的,成纸入库后,会吸水返湿,这在多雨的南方表现更明显。潮湿的空气会使成纸水分变大,从而降低了成纸环压强度。8结语
影响高强瓦楞原纸环压强度的因素很多一】,其中
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下结论:
1)不考虑端部效应时,温度场的变化幅度较大,尤其在熔覆层的始端和末端,这种局部高温可能会使熔覆层产生过烧,以致损坏工件。
2)采用预留方案来解决端部效应的问题。当考虑端部效应时,各道熔覆层的温度变化相对缓和的多,这样将能形成相对较稳定的熔池,最后得到的熔覆层的质量也相对较高。因而,采用这种预留方案可以很好地控制端部效应所带来的不良影响。参考文献(References):
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[信囊・酱谓】
滴+耩:帮“麟罐装’郴’夏!瑟瑟焉篡:篡::::兰≥:l:::未三溺
一种无滴漏常压灌装机由储液筒、行程阀等组成,在储液简的上方设置一集液盘体,集液盘体上与行程阀数量匹配设置有接
口,接口与行程阀排气口相连;集液盘体、集液盘盖和副压罩组成一密封的副压腔,副压罩上设置有副压接头与副压装置相连;工作时,行程阀进入有瓶工位,行程阀打开向瓶内灌液体,行程阀排气口向常压腔排气,当行程阀进入无瓶工位时,排气口与副压腔相连,将行程阀口的残液吸入副压腔,从而彻底杜绝灌装过程中滴漏现象。(申请号:00221532.2)
高强瓦楞原纸环压强度的影响因素
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
王三平, WANG San-ping
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qgjx201003026.aspx