很多人将造纸视为一门经验性学科,甚至是玄学,因为同样的问题这一次能够解决,可下一次再使用相同方法很可能就无效了。于是大家养成了习惯,出现一种纸病的时候7、8种方法同时用(为了快速解决问题,恢复正常生产),问题虽然解决了,但究竟为什么不再有人过问,这就造成了问题日复一日的重复出现。抽丝剥茧找寻问题的本质才是做好造纸的最高境界。
对于纸张纤维在成型过程中,纤维的方向性问题在之前关于TSO的文章中我们有过粗略的介绍,今天我们再来系统性的介绍一下,希望能够帮助大家真正了解到问题的本质。
纤维在出唇口后的成型过程中,是存在一个三维方向上的矢量变化的,我们将其模型简化为Z向(纵向)以及MD/CD平面两个纬度进行分别分析。
纤维Z向维度:
浆料在上唇板和下唇板的限制条件下,实际出浆速度将沿着水平略向下的方向喷出。而成型网则严格按照水平方向运行,当纤维落在着网点的时候开始受到网子外力的影响,因此将形成如下图所示的最终矢量速度V。
这个速度的方向性与其他因素,共同决定了纤维与网子接触的实际变化。当合成速度V越沿着水平方向运行,成型的预脱水相对缓和,细小纤维及填料的流失减少,两面差减少,纤维更容易形成稳定的浆层,初始跳浆概率降低,纤维向成型网中扎入的概率下降,减少了各层转移复合后的表面纤维凸起情况等,反之亦然。
纤维MD/CD平面维度:
浆料在运行平面的情况则要复杂得多。通常来讲流体自带压受约束空间向自由空间释放的过程中会出现扩散的情况,因此浆料从流浆箱中流出的过程并非完全平行,TS和DS两侧的浆料是向外部分散的,而网子的速度则可以理解为完全沿着MD方向运动,于是在边部必然存在纤维方向的矢量变化如下图:
这就合理的解释了为什么纸张两侧与中间位置在外观、强度、印刷适性等方面存在较大的差异,很多下游客户在生产特殊产品的时候(例如高尺寸稳定性、严格套印需求、更小的独立包装成盒产品、表面复金卡、银卡类镜面处理效果等),不愿意采购纸机两边的原纸产品。当然成型只是影响因素的一部分,干燥部的边部自由收缩问题也加剧了纸边的问题。
现实当中很难向模型一样标准,用TS侧举例说明:在V浆>网网的情况下,如浆料压头过大、变流设定过高、边挡板安装靠内、边挡板处增加较高压力喷边水等发生,都会将改变理论浆速方向,甚至成为相反的方向。当这种情况发生时,会加重尺寸稳定性、套印、小盒偏斜等问题的发生。
对于纤维的最终方向还受到网部摇震、跳浆、湿端(包含压部)速差、切边宽度等问题的影响,正确理解纤维方向性的基本原理,才能够帮助我们准确的分析问题产生的原因,更快更好的解决问题。 |