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造紙壓光機理介紹
造紙壓光機理介紹
以往人們對于壓光的機理,曾理解為機械的壓縮和輥間速度差產生的摩擦作用造成的。

當人們發現輥間的速度差是極小的,對摩擦作用提出疑問時,又有人提出壓光是由于紙頁的變形性,當紙面受輥間的剪切作用而發生變形時引起的。

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最近有人借助電子顯微鏡,清楚地看到經壓光的紙頁表面留有清晰的壓光輥輥面的印痕,從而弄清了紙頁的壓光,主要是以轉印的形式,把輥面的平滑性轉印到紙面上造成的。

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顯然,紙頁表面越柔軟可塑,輥子壓力越高,紙頁受壓時間越長,越有利于獲得較高的壓光效果。

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而摩擦作用及紙面的剪切變形,都不起主要作用。
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以往人們對于壓光的機理,曾理解為機械的壓縮和輥間速度差產生的摩擦作用造成的。

當人們發現輥間的速度差是極小的,對摩擦作用提出疑問時,又有人提出壓光是由于紙頁的變形性,當紙面受輥間的剪切作用而發生變形時引起的。

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最近有人借助電子顯微鏡,清楚地看到經壓光的紙頁表面留有清晰的壓光輥輥面的印痕,從而弄清了紙頁的壓光,主要是以轉印的形式,把輥面的平滑性轉印到紙面上造成的。

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顯然,紙頁表面越柔軟可塑,輥子壓力越高,紙頁受壓時間越長,越有利于獲得較高的壓光效果。

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而摩擦作用及紙面的剪切變形,都不起主要作用。
造紙機壓光七大訣竅
造紙機壓光七大訣竅
1)通過的壓區數

通過的壓區數越多,紙頁受壓光作用的次數越多,自然壓光效果就越高。但根據壓光機的結構看,這似乎是由于壓區多,即輥數多,所以線壓力高所造成的結果。

有人在線壓力相同的情況下,使紙頁通過壓區數不同,所得結果證明,壓區數多,效果好。實際上是延長了壓光時間所取得的效果。

2)線壓力

線壓力越大,在壓區所產生的壓縮作用越強,轉印效果越好。

但必須指出其效果的提高是有限的,當超過一定限度后,壓光效果提高不大,而紙頁的機械強度會大大降低。

3)車速

一般車速增高,壓光效果將降低。這是因為,紙頁也具有和瀝青那樣的所謂粘彈性物質相似的性質,即在力的作用下,作用的時間越長,顯得越軟而易變形,作用的時間越短,顯得越硬,而有彈性。

當車速高時,紙頁瞬間經過壓區,因此較硬而有彈性,壓光效果就降低了。因此車速提高,往往要求線壓力也應增高,輥數也相應增加,有的高速紙機,甚至設置兩臺壓光機,以延長壓光時間。

4)水分

紙頁含水量增高時,塑性增強,有利于壓光,但水分太大時,會壓縮得過于緊密,使透明性大大增加,紙頁看起來發暗,即出現壓黑現象。因此含水量一般都控制在6~8%。

生產中經常發現由于紙頁過干燥而使壓光效果不好的現象。而且如果機臺的干燥部負荷不夠,因采取強干燥而出現過干燥時,調節干燥的汽壓往往引起較大的波動,此時可以在壓光機上設蒸氣噴管,使紙頁適當回潤,可提高壓光效果。

5)溫度

壓區的溫度越高,越有利于紙頁的塑性變形,因此有利于提高壓光效果。

實踐證明,在較高的溫度下,可在較低的線壓力和較少的壓區通過次數下,獲得較好的壓光效果,這樣可以大大減輕機械壓榨造成的紙頁強度降低等副作用。

最近發展了高溫壓光技術,通過各種型式的熱壓光輥(蒸氣加熱、電磁加熱和熱水加熱)最高可使輥溫升至200℃,此時紙頁內部保持較低的溫度,而紙頁內部不產生較大的壓縮變形,所以紙頁強度損失很少。

這種高溫壓光技術,要求輥子對紙頁的作用必須均勻,否則在低壓下難于使厚度壓得均勻,從而嚴重影響紙頁壓光的均勻性,因此輥子的加工和中高的設計,要求十分嚴格,而且紙頁本身要求勻度要非常好,這就限制了它在一般紙機上的應用。

這種壓光技術可以和可控中高輥,以及采用帶階梯擴散器和飄片的集流式流漿箱的夾網紙機配套使用。

6)壓光輥的類型

普通紙機壓光機的壓光輥是較硬的冷鑄鐵輥,對于表面不平滑的紙頁,輥面將只接觸表面的凸起部分,而低處接觸不到。

接觸的部分緊度增高,加強壓則形成光點,使表面特性不均勻。軟壓光技術,利用彈性輥的變性吸收紙面的不平處,從而使紙面完全和鐵輥面接觸,壓光后紙頁的緊度平緩而連續地變化,紙頁表面特性無效;另外壓區寬,壓光時間長而比壓相對降低,可使厚度降低較少(強度損失小),而平滑度提高。

7)紙頁的性質

一般來說,紙頁比較松軟而有塑性,就容易在壓區產生良好的轉印效果,從而有利于提高壓光效果。

比如新聞紙,雖然纖維比較挺硬,但由于松軟多孔,加上微細組分多,易于互相移動變形,因此其壓光效果優于較為脆硬的草漿;

適度打漿的紙料,由于其塑性增強,且成紙勻度較好,因此壓光效果優于未打漿的紙料。

軟漿的塑性優于硬漿,從而壓光效果也較優,但打漿度高和較軟的漿,更易出現壓黑現象;加填的紙頁,塑性增強了,所以壓光效果改善了。
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1)通過的壓區數

通過的壓區數越多,紙頁受壓光作用的次數越多,自然壓光效果就越高。但根據壓光機的結構看,這似乎是由于壓區多,即輥數多,所以線壓力高所造成的結果。

有人在線壓力相同的情況下,使紙頁通過壓區數不同,所得結果證明,壓區數多,效果好。實際上是延長了壓光時間所取得的效果。

2)線壓力

線壓力越大,在壓區所產生的壓縮作用越強,轉印效果越好。

但必須指出其效果的提高是有限的,當超過一定限度后,壓光效果提高不大,而紙頁的機械強度會大大降低。

3)車速

一般車速增高,壓光效果將降低。這是因為,紙頁也具有和瀝青那樣的所謂粘彈性物質相似的性質,即在力的作用下,作用的時間越長,顯得越軟而易變形,作用的時間越短,顯得越硬,而有彈性。

當車速高時,紙頁瞬間經過壓區,因此較硬而有彈性,壓光效果就降低了。因此車速提高,往往要求線壓力也應增高,輥數也相應增加,有的高速紙機,甚至設置兩臺壓光機,以延長壓光時間。

4)水分

紙頁含水量增高時,塑性增強,有利于壓光,但水分太大時,會壓縮得過于緊密,使透明性大大增加,紙頁看起來發暗,即出現壓黑現象。因此含水量一般都控制在6~8%。

生產中經常發現由于紙頁過干燥而使壓光效果不好的現象。而且如果機臺的干燥部負荷不夠,因采取強干燥而出現過干燥時,調節干燥的汽壓往往引起較大的波動,此時可以在壓光機上設蒸氣噴管,使紙頁適當回潤,可提高壓光效果。

5)溫度

壓區的溫度越高,越有利于紙頁的塑性變形,因此有利于提高壓光效果。

實踐證明,在較高的溫度下,可在較低的線壓力和較少的壓區通過次數下,獲得較好的壓光效果,這樣可以大大減輕機械壓榨造成的紙頁強度降低等副作用。

最近發展了高溫壓光技術,通過各種型式的熱壓光輥(蒸氣加熱、電磁加熱和熱水加熱)最高可使輥溫升至200℃,此時紙頁內部保持較低的溫度,而紙頁內部不產生較大的壓縮變形,所以紙頁強度損失很少。

這種高溫壓光技術,要求輥子對紙頁的作用必須均勻,否則在低壓下難于使厚度壓得均勻,從而嚴重影響紙頁壓光的均勻性,因此輥子的加工和中高的設計,要求十分嚴格,而且紙頁本身要求勻度要非常好,這就限制了它在一般紙機上的應用。

這種壓光技術可以和可控中高輥,以及采用帶階梯擴散器和飄片的集流式流漿箱的夾網紙機配套使用。

6)壓光輥的類型

普通紙機壓光機的壓光輥是較硬的冷鑄鐵輥,對于表面不平滑的紙頁,輥面將只接觸表面的凸起部分,而低處接觸不到。

接觸的部分緊度增高,加強壓則形成光點,使表面特性不均勻。軟壓光技術,利用彈性輥的變性吸收紙面的不平處,從而使紙面完全和鐵輥面接觸,壓光后紙頁的緊度平緩而連續地變化,紙頁表面特性無效;另外壓區寬,壓光時間長而比壓相對降低,可使厚度降低較少(強度損失小),而平滑度提高。

7)紙頁的性質

一般來說,紙頁比較松軟而有塑性,就容易在壓區產生良好的轉印效果,從而有利于提高壓光效果。

比如新聞紙,雖然纖維比較挺硬,但由于松軟多孔,加上微細組分多,易于互相移動變形,因此其壓光效果優于較為脆硬的草漿;

適度打漿的紙料,由于其塑性增強,且成紙勻度較好,因此壓光效果優于未打漿的紙料。

軟漿的塑性優于硬漿,從而壓光效果也較優,但打漿度高和較軟的漿,更易出現壓黑現象;加填的紙頁,塑性增強了,所以壓光效果改善了。
紙張的壓光效果,要做些什么
紙張的壓光效果,要做些什么
當紙張通過壓光機時,在線壓力的作用下,聚氨酯輥和紙張產生變形,形成一個變形面積。壓力即分布在該面積上。

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變形面積的寬度決定聚氨酯輥的變形量和紙張厚度的減少量。(線壓力與變形面積的寬度比稱為比壓力,單位為kPa/m2)。

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與在壓榨部使用聚氨酯輥相同,在壓光機上使用聚氨酯輥能形成較寬的變形面積。

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在這種情況下,雖然線壓力很大,但比壓力較小,所以不會把紙張壓潰,并且能延長紙張在輥問壓區中的受壓時間。

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比壓力是決定紙張緊度、平滑度和光澤度的主要因素。

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在壓光機上,紙張緊度隨比壓力的增加而提高,而紙張的物理性能和它在壓光機上所獲得的緊度有關。

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紙張的平滑度和光澤度是由于紙張在輥間產生滑動,并在壓力作用下表面產生塑性變形的結果。

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由于輥間壓區中紙張表面不平,而使紙張與輥筒僅僅局部接觸而不是全部寬度上接觸。

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當壓力提高時,接觸面積增加,因而紙張的光澤度和平滑度提高。

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當壓力增加超過某一極限范圍(250~300kN/m),壓力再繼續增加對紙張平滑度的影響不大。

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聚氨酯輥的彈性模數越小則其徑向變形越大,輥間的滑動亦越大,因此對于平滑度及光澤度要求高的紙種,如書寫紙類、印刷紙類及涂布紙的壓光需要采用彈性好的聚氨酯輥。

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根據生產不同紙種的產品,包覆的聚氨酯輥肖氏硬度一般為880~950。

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車速和輥數

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當線壓力相同時,在一定范圍內增加輥數,可以提高紙張光澤度和平滑度,并且稍微增加紙張緊度。

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隨著輥數的增加,紙張伸長率也增加,而聚氨酯輥的硬度越小,紙張伸長率也就越高。

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當壓光機車速提高時,由于紙幅在輥間壓區中受壓時間減少,使紙張平滑度提高量顯著減少。

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當車速增加時,線壓力不變,則紙張平滑度下降;但提高車速時,所得紙張的光澤度和平滑度降低不大。

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紙張水分和紙筒溫度

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紙張的水分越大,可塑性就越大,壓光就越容易。

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因此紙張在通過壓光之前要經過潤濕處理。

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對書寫紙和印刷紙而言,在壓光機前的水分不應低于8%~9%,但很少達到10%。

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這兩種紙張的潤濕是在造紙機后卷紙機前進行,最適宜的方法是將濕潤過的紙張在恒溫、恒濕環境擱置2~3天,使紙張內水分均勻分布。

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但當造紙機的生產能力很大時,則需很大的堆放面積,并使整飾車間內紙張的運輸工作復雜化,因此目前只有在生產高級紙時才采用此法。

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工業用紙(如電容器紙、仿羊皮紙等)在超級壓光前需要水分15%~30%,潤濕是在特制潤濕機上進行,以保證沿紙張的全寬潤濕均勻。

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當紙張濕度不夠時,可在超級壓光機的頂部前面或中間輥處,用蒸汽補充潤濕紙張。

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紙張通過超級壓光機或普通壓光機時,輥筒的溫度決定紙張水分的變化,而水分的變化對壓光過程又有重大影響。

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因為超級壓光機和普通壓光機對過干紙的作用不大,因此需要調節蒸汽和水的供給量,使紙張在經過上部各輥筒時,干度不會達到最終干度。

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為了獲得質量良好的紙張,輥面應經常磨光。輥面磨光要定期進行,兩次磨光的時間間隔決定于壓光機的車速、線壓力、紙張中砂粒的含量和刮刀的使用狀況。

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當車速超過300m/min時,頂輥和中間輥每4~6個月要磨光1次;底輥12~18個月磨光1次;當車速低于300m/min時,頂輥和中間輥每8~12個月要磨光1次;底輥18~24個月磨光1次。由于壓光輥表面都經加工,當車速不超過500m/min時,一般不需要校平衡。
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當紙張通過壓光機時,在線壓力的作用下,聚氨酯輥和紙張產生變形,形成一個變形面積。壓力即分布在該面積上。

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變形面積的寬度決定聚氨酯輥的變形量和紙張厚度的減少量。(線壓力與變形面積的寬度比稱為比壓力,單位為kPa/m2)。

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與在壓榨部使用聚氨酯輥相同,在壓光機上使用聚氨酯輥能形成較寬的變形面積。

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在這種情況下,雖然線壓力很大,但比壓力較小,所以不會把紙張壓潰,并且能延長紙張在輥問壓區中的受壓時間。

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比壓力是決定紙張緊度、平滑度和光澤度的主要因素。

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在壓光機上,紙張緊度隨比壓力的增加而提高,而紙張的物理性能和它在壓光機上所獲得的緊度有關。

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紙張的平滑度和光澤度是由于紙張在輥間產生滑動,并在壓力作用下表面產生塑性變形的結果。

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由于輥間壓區中紙張表面不平,而使紙張與輥筒僅僅局部接觸而不是全部寬度上接觸。

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當壓力提高時,接觸面積增加,因而紙張的光澤度和平滑度提高。

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當壓力增加超過某一極限范圍(250~300kN/m),壓力再繼續增加對紙張平滑度的影響不大。

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聚氨酯輥的彈性模數越小則其徑向變形越大,輥間的滑動亦越大,因此對于平滑度及光澤度要求高的紙種,如書寫紙類、印刷紙類及涂布紙的壓光需要采用彈性好的聚氨酯輥。

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根據生產不同紙種的產品,包覆的聚氨酯輥肖氏硬度一般為880~950。

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車速和輥數

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當線壓力相同時,在一定范圍內增加輥數,可以提高紙張光澤度和平滑度,并且稍微增加紙張緊度。

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隨著輥數的增加,紙張伸長率也增加,而聚氨酯輥的硬度越小,紙張伸長率也就越高。

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當壓光機車速提高時,由于紙幅在輥間壓區中受壓時間減少,使紙張平滑度提高量顯著減少。

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當車速增加時,線壓力不變,則紙張平滑度下降;但提高車速時,所得紙張的光澤度和平滑度降低不大。

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紙張水分和紙筒溫度

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紙張的水分越大,可塑性就越大,壓光就越容易。

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因此紙張在通過壓光之前要經過潤濕處理。

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對書寫紙和印刷紙而言,在壓光機前的水分不應低于8%~9%,但很少達到10%。

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這兩種紙張的潤濕是在造紙機后卷紙機前進行,最適宜的方法是將濕潤過的紙張在恒溫、恒濕環境擱置2~3天,使紙張內水分均勻分布。

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但當造紙機的生產能力很大時,則需很大的堆放面積,并使整飾車間內紙張的運輸工作復雜化,因此目前只有在生產高級紙時才采用此法。

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工業用紙(如電容器紙、仿羊皮紙等)在超級壓光前需要水分15%~30%,潤濕是在特制潤濕機上進行,以保證沿紙張的全寬潤濕均勻。

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當紙張濕度不夠時,可在超級壓光機的頂部前面或中間輥處,用蒸汽補充潤濕紙張。

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紙張通過超級壓光機或普通壓光機時,輥筒的溫度決定紙張水分的變化,而水分的變化對壓光過程又有重大影響。

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因為超級壓光機和普通壓光機對過干紙的作用不大,因此需要調節蒸汽和水的供給量,使紙張在經過上部各輥筒時,干度不會達到最終干度。

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為了獲得質量良好的紙張,輥面應經常磨光。輥面磨光要定期進行,兩次磨光的時間間隔決定于壓光機的車速、線壓力、紙張中砂粒的含量和刮刀的使用狀況。

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當車速超過300m/min時,頂輥和中間輥每4~6個月要磨光1次;底輥12~18個月磨光1次;當車速低于300m/min時,頂輥和中間輥每8~12個月要磨光1次;底輥18~24個月磨光1次。由于壓光輥表面都經加工,當車速不超過500m/min時,一般不需要校平衡。
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