磨漿對纖維特性的影響
蘇裕昌 博士 磨將機械處理法 w
磨漿對紙張品質的影響
2013/11/4 磨漿的步驟 Stages of Refining
改善纖維型態及性質
1.
脫水阻力, 水的移去阻力增加
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Removal of primary fiber wall
- 增加纖維表面上可供結合的位置
2.
提升抗張強度, 抗張挺度, 破裂強度, 內部鏈結
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Delaminattion and swelling of fibers
- 增加纖維可繞度
斷裂強度 Fracture Toughness 等物性
( internal fibrillation )
- 可使纖維被壓潰效果
3.
撕力強度在磨漿初期會改善, 但是增加磨漿
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External Fibrillation
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增加紙張強度, 不透明度變差
4.
強度後又會急遽的下降
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Shortening of fiber ( cutting )
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會降低漿料游離度 - 濾水變差
5.
紙張的透氣度, 嵩度, 吸收性, 不透明度,
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Creation of fines
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處理過當會傷害纖維⻑度及強度
及光散射度降低.
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Decomposition of hemicellulose
6.
WL
白度稍微降低
磨漿對纖維特性的影響 1.
纖維的切斷及纖維的短化, 引響紙力. 但纖維太⻑易發⽣纏繞現象.
6.
⼀般⽽⾔將⻑纖維切短不如直接添加短纖維, 亦較經濟. 因⽽⼀般磨漿作業皆抑制纖維的切斷.
磨損纖維分子的水平表面產⽣凝膠的表面 隨著磨漿作業, 可吸附水分增高 Water retension Value
7.
逐漸提高更膨潤纖維, 濾水變慢, ⽽紙漿在觸覺上有油滑感
2.
纖維在磨漿移除初⽣壁時, 可能產⽣微纖維
8.
溶解或濾出膠體物質進入外部水溶液
3.
纖維經機械作用在纖維表面產⽣帚化現象
9.
從纖維的內部至外部半纖維素 Hemicelluloses 含量重新分配
纖維縱向分裂 Splitting , or External Fibrillation 又稱 Brushing 及層撥 Foliation 使纖維在水中成膠狀
4.
使纖維細胞壁內部的結構產⽣撥離分層 Delamination 或疏鬆分裂成纖維毛, 此作用稱為內部帚化 Internal Fibrillation
5.
使捲曲纖維或伸直纖維. 將纖維中或細胞壁中產⽣ Nodes 扭結 Kinks, 滑動的平面 Slip planes, 微擠壓 Micro-compression. 等刷平或從細胞壁移去.
磨漿的目的 Beating and Refining w
利用機械力磨漿 以改變漿料纖維的特性
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以確保紙張物理強度, 外觀性質, 等物性
磨漿作業
蘇裕昌 博士
2013/11/4
Target of Refining
低強度磨漿 Low Intensity Refining
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The target of Refining is to develop fibers to obtain desired properties for paper.
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Physical development of fibers so that they form strong and smooth paper sheets
近年來研討 以何種打漿的方式
with good printing properties. w
WL
何種打漿程度
Refining is based on mechanical treatment with metallic bars with presence of water
才能製造出 > 纖維⻑不會變短
Refining Processes
> 游離度不會太低的紙料
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In refining the fibers pass between the bars of the filling of the stator and rotor of a refiner
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The operating parameters influencing the result in low consistency refining are
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保持纖維⻑度, 減少切斷, 增加帚化
- Geometry and material of the filling
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僅變化纖維型態提升紙張力學的年狀打漿
- Net refining energy
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又稱之帚化磨漿或是低強度打漿
- Specific edge load 磨漿的能量消費可劃分為 刀盤圖樣(Disk Pattern)基本設計原理
LBKP : 2.0 ~ 3.5 mm 溝幅
1.
轉動刀盤所消費之動力
NBKP : 3.0 ~ 5.0 mm 溝幅
2.
轉動刀盤所產⽣之送漿作用所消費之動力
3.
纖維磨漿或打漿所消費之動力
1.
刀棒幅、溝幅、溝深(刀棒高度)、刀棒間隔
2.
刀棒幅與溝幅的關係
3.
溝深刀棒高度
4.
刀棒⻑度
1.
無負荷運轉動力
5.
轉動刀盤刀棒與固定刀盤刀棒的相叉角度 (10~20度)
2.
發熱消耗動力
3.
送漿作用動力
無效動力佔總消耗動力約 35%
蘇裕昌 博士
低濃度磨漿作業
2013/11/4
低濃度磨漿作業 方案 增加切斷端⻑度直, 使 Inch-cut愈⼤
減少磨漿強度(Refining Intensity) 減少每個纖維經過磨漿時的衝擊力 ( Impact )
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提高迴轉數
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增加刀棒作用點 (交叉點)
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增高刀棒數
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提高磨漿機內的原料濃度(密度)
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增加刀棒⻑度
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使多數原料纖維容易登上刀棒面等
提高磨漿機內的原料濃度 w
提高磨漿濃度(密度)也有單純的將原料處理濃度提高的方法,
使多數原料纖維容易登上刀棒面等 w
刀棒間的溝幅變窄, 但是可能導致阻塞及流量限制
但是容易阻塞篩或送漿能力也有其極限 w
⼀般濃度越高越趨近於黏狀打漿, 濃度越低越趨近於截斷磨漿
為了使多數的原料容易登上刀棒的方法, 就是單純的將
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計算磨漿強度的公式中尚未包含原料濃度, 但實際操作 有其檢討的必要性
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