在實驗室進行造紙實驗時,常常期望獲得均勻成型的紙頁,然而實際操作中卻可能遭遇紙頁成型不均勻的問題。這一問題的出現(xiàn)涉及多個層面的因素,了解這些因素對于優(yōu)化造紙工藝、提升紙張質量至關重要。
1.原料方面
纖維原料質量差異
纖維長度和粗細不均:如果使用的纖維原料本身質量不佳,存在纖維長度和粗細差異過大的情況,在紙頁成型過程中,長纖維和粗纖維容易聚集,短纖維和細纖維則容易分散在其他區(qū)域,導致紙頁結構不均勻。例如,在回收纖維造紙時,不同來源的纖維混合在一起,可能包含各種長度和粗細的纖維,就很容易出現(xiàn)這種問題。
雜質含量高:纖維原料中的雜質,如樹皮、塵埃、未蒸煮完全的木質素等,會干擾纖維的均勻分布。雜質可能會阻礙纖維之間的正常交織,使紙頁在含有雜質的區(qū)域結構疏松,而其他區(qū)域相對緊密,造成不均勻。
添加劑問題
添加劑分布不均:在添加助留劑、助濾劑、增強劑或施膠劑等添加劑時,如果沒有充分攪拌均勻,會導致局部添加劑濃度過高或過低。例如,助留劑分布不均,可能會使部分纖維在成型過程中留著率過高,形成纖維團,而其他的區(qū)域纖維留著不足,造成紙頁成型不均勻。
添加劑用量不當:添加劑用量過多或過少也會影響紙頁成型。用量過多可能會引起纖維過度絮凝,而用量過少則無法達到預期的效果,如助濾劑用量不足會導致排水不均勻,進而影響紙頁的均勻性。
2.成型工藝方面
纖維懸浮液的問題
濃度過高或過低:纖維懸浮液濃度不合適是導致紙頁不均勻的常見原因。濃度過高時,纖維容易相互纏繞和絮聚,在成型網(wǎng)上沉積時就會出現(xiàn)局部纖維堆積的情況。相反,濃度過低會使纖維過于分散,在排水過程中容易被水流帶走,導致紙頁某些區(qū)域纖維含量不足。
懸浮液不均勻:如果在制備纖維懸浮液時沒有充分攪拌,纖維會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。即使在成型初期纖維被分散開,但在上傳人:豆包日期:2023 年 7 月 1 日成型過程中,由于水流等因素的影響,團聚的纖維可能會再次聚集,使得紙頁局部纖維分布不均勻。
成型方式和參數(shù)的影響
網(wǎng)速和漿速不匹配:在長網(wǎng)或夾網(wǎng)成型中,網(wǎng)速(成型網(wǎng)的運行速度)和漿速(纖維懸浮液噴射到網(wǎng)上的速度)的匹配至關到重要。如果漿速大于網(wǎng)速,纖維會在網(wǎng)上產(chǎn)生前涌現(xiàn)象,導致纖維在紙頁的縱向分布不均勻;反之,若網(wǎng)速大于漿速,纖維會被拉伸,也會使紙頁結構出現(xiàn)差異。
成型網(wǎng)的問題:成型網(wǎng)的目數(shù)、平整度和材質等因素會影響紙頁成型。目數(shù)不合適會導致排水速度不均勻,目數(shù)過高可能使排水過慢,纖維在網(wǎng)上停留時間過長,容易產(chǎn)生位移;目數(shù)過低則可能無法有效保留細小纖維。成型網(wǎng)不平整會造成紙頁厚度不均勻,而材質不好可能會影響排水性能和纖維的附著情況。
真空度控制不當:在紙頁成型過程中,通過在成型網(wǎng)下方施加真空來加速排水。如果真空度不均勻或過高、過低,都會導致排水不均勻,進而影響纖維的沉積和分布。過高的真空度可能會使纖維快速被吸向網(wǎng)面,造成局部纖維堆積;過低則排水過慢,影響成型效率和紙頁的均勻性。
3.環(huán)境因素方面
溫度和濕度變化
溫度影響:在紙頁成型過程中,溫度的變化會影響纖維懸浮液的流動性和添加劑的性能。例如,溫度較低時,纖維懸浮液的粘度可能會增加,使纖維的分散和流動變得困難,容易導致纖維絮聚。同時,一些添加劑在不同溫度下的作用效果也不同,如施膠劑在較低溫度下可能反應不完全,影響紙頁的吸水性和均勻性。
濕度影響:環(huán)境濕度過高會使紙張干燥緩慢,在成型過程中,濕度過高可能會導致水分在紙頁上分布不均勻,進而影響纖維的沉積和分布。而且,高濕度環(huán)境容易滋生霉菌等微生物,對紙張質量產(chǎn)生不良影響。
綜上所述,實驗室造紙紙頁成型不均勻是由原料、成型工藝和環(huán)境等多方面因素共同作用的結果。在實際操作中,需要對各個環(huán)節(jié)進行精細把控,從精選優(yōu)質纖維原料、合理調配添加劑、優(yōu)化成型工藝參數(shù)到穩(wěn)定環(huán)境條件等,全方位保障紙頁能夠均勻成型,從而提高實驗室造紙的質量與效率。