紙張柔軟度測試儀是一種模擬手感柔軟程度的測試儀器，其適用于衛(wèi)生紙、煙草薄片、纖維織品等材料的柔紙張柔軟度測定儀軟度的測定。儀器測控系統(tǒng)采用以單片計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)字電路技術(shù)，具有技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，操作簡單方便等優(yōu)點(diǎn)，是造紙、科研單位和商檢部門理想的檢測儀器。 紙張柔軟度儀在一定的測試縫隙寬度下，由一上下運(yùn)動的板狀測頭以一恒定的速度將試樣壓入縫隙一定的深度，測量出試樣本身的抗彎曲力和試樣與縫隙處摩擦力的矢量和該值表示為柔軟度，單位以mN表示。此值越小，說明試樣越柔軟。紙張柔軟度儀主要用于衛(wèi)生紙、煙草薄片、纖維織品等柔軟度的測量。目前執(zhí)行T498SU、GB/T8942、YC/T16標(biāo)準(zhǔn)。 一、主要技術(shù)參數(shù)
測量范圍：(10 ~1000)mN
分辨力：1mN
準(zhǔn)確度：±1%
測頭行進(jìn)速度：1.2±0.24mm/s
測頭壓入深度：8mm
試樣臺狹縫寬度：5mm、6.35mm、10mm、20mm
試樣臺狹縫兩邊平行度誤差：≤0.05mm
電源：AC220V，50Hz
外形尺寸(長×寬×高)：323×281×302mm
質(zhì)量：約28Kg 二、紙張柔軟度儀是如何操作
1 .操作者應(yīng)熟讀使用說明書，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和使用注意事項(xiàng)。非專責(zé)人員不應(yīng)隨便操作或調(diào)修儀器
2 .經(jīng)常保持儀器內(nèi)部清潔，防止灰塵、水汽侵入機(jī)內(nèi)
3. 儀器不用時應(yīng)蓋好上蓋，如長時間不使用，機(jī)內(nèi)應(yīng)放置防潮劑，以防止電子元器件受潮損壞，每隔一段時間應(yīng)通電預(yù)熱驅(qū)潮
4. 儀器出現(xiàn)故障應(yīng)請維修技術(shù)人員檢查處理，切勿帶病運(yùn)轉(zhuǎn)
5. 主軸軸承應(yīng)進(jìn)行間斷性加油潤滑，但應(yīng)注意不可過量，一般只需每次加入一滴鐘表油 三、紙張柔軟度儀維修：
1.開機(jī)顯示窗口液晶屏不亮
2.開機(jī)后有蜂鳴報(bào)警聲
3.開機(jī)后測量頭上下不動作
4.試驗(yàn)結(jié)束后不打印
5.打印結(jié)果與顯示結(jié)果不一致
6.用手碰觸測量頭導(dǎo)致傳感器過載
7.力值需要標(biāo)定時
8.配件損壞時 該生產(chǎn)線試產(chǎn)初期，磨漿電耗高，紙張拉力和柔軟度不理想。為了進(jìn)一步降低打漿能耗，提高生活用紙品質(zhì)，四川蜀邦與南通華嚴(yán)磨片研究中心協(xié)作優(yōu)化打漿方式和磨漿機(jī)磨片，作了有益的研究和生產(chǎn)實(shí)踐探索，本文僅對竹漿打漿磨片優(yōu)化情況和成果作簡明介紹。
1 優(yōu)化前的打漿狀況
1.1 使用原料
西南地區(qū)所產(chǎn)竹漿（20%～50%），其余為進(jìn)口漂白硫酸鹽針葉木漿（N B K P）和進(jìn)口漂白硫酸鹽闊葉木漿（LBKP）。
1.2 打漿設(shè)備
因產(chǎn)能較大，且考慮有助于峰谷電的價差政策利用，選用的兩種打漿設(shè)備均是較先進(jìn)的，且動力配置均較高。
1#磨：川佳NBR01（JC01）錐形磨漿機(jī)（Conflo），額 定功率 2 5 0 k W；2 #磨：晨鐘 D D 6 6 0雙盤 磨 漿機(jī)（DDR），額定功率315kW。
1.2.1 NBR01（JC01）錐形磨漿機(jī)（見圖1）
1.2.2 DD660雙盤磨漿機(jī)（見圖2）
1.3 優(yōu)化前的問題
1.3.1 紙張強(qiáng)度、松厚度和柔軟度不理想
鑒于竹漿紙抗菌抑菌健康功能日益受到消費(fèi)者的認(rèn)同，竹漿紙市場需求較大。該生產(chǎn)線試產(chǎn)13.5～18g/m2生活用紙初期，采用竹漿纖維替代部分針葉漿與闊葉漿。但由于兩種打漿設(shè)備配置的磨片切斷力較強(qiáng)，影響了紙頁的強(qiáng)度、松厚度和柔軟度，且動力消耗很高，磨片磨損非常劇烈。期望通過改變錐形磨片和雙盤磨的磨片齒形來降低打漿電耗成本，改善打漿質(zhì)量，提高紙頁的物性指標(biāo)與質(zhì)感。
1.3.2 磨片磨損不均勻
原用磨片齒片容易出現(xiàn)波浪形磨損，導(dǎo)致磨片齒條有效磨漿面積降低，需要提高打漿功率以達(dá)到既定打漿指標(biāo)，繼而打漿強(qiáng)度提高導(dǎo)致紙張的物理強(qiáng)度及松厚度下降。
1.3.3 打漿電耗高
由于原磨片提高打漿度較慢，需要輸入更高的打漿功率，噸漿電耗高達(dá)105kW.h。
2 優(yōu)化打漿方式和磨片的過程
2.1 竹漿特性研究
楊仁黨和陳克復(fù)的研究表明：竹子原料的纖維形態(tài)在各種屬間差距不大。從化學(xué)上看，竹子的主要成分有：纖維素、半纖維素、木素、果膠、淀粉，并含有少量的蠟質(zhì)。纖維細(xì)胞占細(xì)胞橫截面積60%～70%，低于木材，高于一般草類。纖維長度介于闊葉木和針葉木之間，比草類纖維長，長度范圍為1.5～4.4m m，纖維平均長度1.5～2.0mm；纖維寬度波動在7～27μm，多在12～16μm，平均小于15μm；長寬比在100～200之間。細(xì)胞壁厚而胞腔小，使得竹子纖維挺硬[1]。
張美云、吳乾斌、夏新興、趙琳等針對竹漿難打漿的特點(diǎn)，利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了漂白硫酸鹽竹漿打漿性能，并與闊葉木漿打漿性能進(jìn)行對比。研究發(fā)現(xiàn)，相同打漿度下，竹漿成紙撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)和耐折度均高于闊葉木漿；竹漿長纖維成紙的抗張指數(shù)、撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)和耐折度均高于闊葉木漿長纖維。這些都說明利用竹漿能夠抄造出質(zhì)量較高的紙張[2]。
2.2 生活用紙打漿研究
抗張強(qiáng)度、柔軟度、吸收性以及濕抗張強(qiáng)度均是生活用紙的重要性質(zhì)。打漿過程中，既定漿種采用合適的打漿方式使紙頁達(dá)到所需的柔軟度，并保持較高的強(qiáng)度。生活用紙的性質(zhì)受原料及生產(chǎn)工藝的影響，打漿工藝、烘缸及噴涂、壓榨、起皺刮刀等方面的差異均具有不同的影響力，打漿方式、磨片材質(zhì)和齒型對竹漿打漿、成紙抗張指數(shù)等方面的影響尤為明顯。
生活用紙強(qiáng)度主要取決于纖維的結(jié)合力，磨漿是提高纖維結(jié)合力的zui有效方法。纖維的長度愈長，纖維的強(qiáng)度就愈大；纖維的長寬比愈大，成紙時單位面積中纖維之間相互交織的次數(shù)多；纖維分布細(xì)密，則成紙強(qiáng)度愈高。
2.3 磨片優(yōu)化
竹漿打漿系統(tǒng)使用的NBR01(JC01)錐形磨漿機(jī)，優(yōu)選Br o om fi n掃帚鰭N BR01(JC01)-L F+型雙金屬不銹鋼磨片；D D660雙盤磨漿機(jī)優(yōu)選B r o o m f i n掃帚鰭D D660-L3型粗粒多元合金磨片，降低打漿強(qiáng)度，以達(dá)到減少對纖維的橫向切斷，促進(jìn)纖維帚化，改善紙張的手感、柔軟度和拉力。
2.3.1 NBR01（JC01）錐形磨漿機(jī)新磨片
在選擇錐形磨片齒型時，充分考慮到S E L（比刀緣負(fù)荷，Specific Edge Load）和SSL（比表面負(fù)荷，Speci fic Sur face Load）理論的科學(xué)性和片面性，融入了“流變效應(yīng)”和擋壩理論，在齒寬、溝寬、溝深三者之外，更多地關(guān)注到磨片齒傾角度與擋壩形式對絮聚纖維打漿的影響因素。本次錐形磨片優(yōu)選Broom fin掃帚鰭NBR01(JC01)-LF+型雙金屬不銹鋼磨片（見圖
3），帶擋壩的磨片溝槽使竹漿不容易直接甩出而漏打，受到打漿和摩擦的幾率增加。
2.3.2 DD660雙盤磨漿機(jī)新磨片
B r o o m f i n掃帚鰭D D6 60-L3型粗粒多元合金磨片（見圖4），是一款經(jīng)典的適宜于偏黏狀打漿磨片的改型磨片，設(shè)有漿擋的彎折齒，可以較快地提高打漿度。結(jié)合“流變效應(yīng)”觀點(diǎn)，磨片齒紋延外徑線速度zui高區(qū)域增強(qiáng)“湍流”作用，避免了“生漿”直接甩出，使纖維在流體作用力和離心作用力條件下得到更充分的磨解，交匯角增大有助于降低對纖維的橫向切斷，而分絲帚化的作用得以加強(qiáng)。表面帶粗粒的多元合金磨片，打漿過程中的摩擦力促進(jìn)了纖維的分絲起毛和結(jié)合力[3]。近似玄武巖孔隙的“微小磨齒”作用，促進(jìn)了纖維的分絲起毛和吸水潤脹，在打漿度提高過程中較好保持纖維濕重，磨齒粗粒表面促進(jìn)纖維潤脹水化，有助于提高纖維強(qiáng)度，并且降低打漿電耗[4]。Br o om fi n新型粗粒多元合金磨片，有助于改善纖維結(jié)合強(qiáng)度，相同打漿指標(biāo)條件下可降低打漿電耗，在采用高強(qiáng)度打漿方式時則切斷力加劇。本次優(yōu)化實(shí)踐中，為保持纖維長度使用低強(qiáng)度打漿，粗粒多元合金磨片使用的全周期內(nèi)未出現(xiàn)波浪形、鋸齒形磨損和嚙合狀磨損，打漿電流穩(wěn)定，磨片磨損平整、均勻。
3 優(yōu)化前后紙張物性和電耗對比
生產(chǎn)線調(diào)試初期，磨漿機(jī)只開一臺川佳錐磨，竹漿用量20%，如果增加竹漿用量則紙頁手感、柔軟度等會變差。后增開了晨鐘D D660磨，竹漿用量上調(diào)至50%，但紙頁手感柔軟度、拉力仍不能達(dá)到既定目標(biāo)。經(jīng)過此次對兩臺磨漿機(jī)的磨片進(jìn)行優(yōu)化及工藝調(diào)整，在相同紙張定量條件下，改善了成紙的松厚度、柔軟度及強(qiáng)度，提升了紙張品質(zhì)（見表1）。使用B r o om f i n磨片后，噸漿耗電82kW.h，比優(yōu)化前下降23kW.h/t（見表2），年節(jié)電可達(dá)200M W.h以上，此處還未計(jì)入蒸汽消耗降低所帶來的節(jié)電量。
4 結(jié)束語
業(yè)界對于竹漿打漿難易程度的觀點(diǎn)不太一致，筆者認(rèn)為竹漿纖維與其他植物纖維不同，細(xì)胞壁為多層結(jié)構(gòu)，采用低強(qiáng)度打漿就可提高打漿度。竹纖維橫切面由多個橢圓縫隙組成，呈中空狀態(tài)，打漿可促進(jìn)內(nèi)部帚化及壁層分離。但是，竹纖維細(xì)胞壁厚、硬挺，打漿過程中纖維容易被橫向切斷，濕重下降快。
竹漿生活用紙打漿優(yōu)化案例表明，竹漿打漿使用Broom fin磨片，采用低強(qiáng)度的擠壓、揉搓、疏解、帚化為主的打漿方式，盡量促進(jìn)內(nèi)帚化，并保留其纖維長度和強(qiáng)度，改善了成紙的松厚度、柔軟度及強(qiáng)度，并降低了原料成本和電耗成本。 |
李先生