تأثير نسبة الألياف على قوة الورق | ورق تشينغيا

لماذا يؤدي تغيير طفيف في نسبة الألياف إلى اختلافات كبيرة في قوة الورق؟

في عمليات تصنيع الورق، واجه العديد من المهندسين السيناريو التالي:

• انخفاض مفاجئ في قوة شد الورق

• عدم استقرار قوة التمزق

• تصبح صفحات الورق هشة

• حتى معدل تمزق الورق ازداد

أول رد فعل لكثير من الناس هو:

هل تغيرت درجة التفتيت؟

ومع ذلك، في حالات الإنتاج على نطاق واسع، وُجد أن أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر فعلاً على تقلبات قوة الورق هو في الواقع:

نسبة الألياف الطويلة إلى الألياف القصيرة.

في بعض الأحيان، يمكن أن يؤدي مجرد تعديل نسبة الألياف بنسبة 5٪ إلى 10٪ إلى تغييرات كبيرة في قوة الورق.

إذن إليكم السؤال:

لماذا تؤثر نسبة الألياف بشكل كبير على قوة الورق؟

اليوم، سنوضح هذه المسألة من منظور البنية المجهرية لأوراق الورق.

أولاً: الألياف الطويلة: "الهيكل العظمي" للورق

في بنية الورق، تعمل الألياف الطويلة مثل الهيكل الفولاذي في البناء.

ينشأ في المقام الأول من:

• لب الخشب الصنوبري

• لب كيميائي من الألياف الطويلة

طول الألياف النموذجي:

2.5 مم - 4.0 مم

بفضل طول أليافها وقوتها العالية، تتشابك الألياف الطويلة داخل ورقة الورق لتشكيل بنية داعمة. وتشمل وظائفها الأساسية ما يلي:

• تحسين قوة تمزق الورق

• تحسين مقاومة الورق للتمزق

• متانة محسّنة لأوراق الورق

• توفير الدعم الهيكلي الشامل

لذلك، في الحالات التي تتطلب أنواعًا من الورق عالية المتانة، مثل:

• كرافت

• ورق مقوى مموج

• أوراق التغليف

عادة ما يتم استخدام نسبة أعلى من لب الألياف الطويلة.

ومع ذلك، فإن النسبة العالية للغاية من الألياف الطويلة قد تؤدي أيضًا إلى بعض المشاكل، مثل:

• سوء تشكيل ورقة الورق

• انخفاض التجانس

• نتوءات السطح

والسبب بسيط:

الألياف طويلة جدًا ويصعب توزيعها بشكل متساوٍ.

ثانيًا: الألياف القصيرة: "بنية الحشو" للورق

إذا كانت الألياف الطويلة بمثابة الهيكل،

تتشابه الألياف القصيرة مع الأسمنت والملاط في البناء.

تُستمد الألياف القصيرة بشكل أساسي من:

لب الخشب الصلب

طول الألياف النموذجي:

0.8 مم - 1.5 مم

على الرغم من أن القوة الفردية للألياف القصيرة أقل من قوة الألياف الطويلة، إلا أنها تتمتع بميزة كبيرة: الكمية الوفيرة والتوزيع المنتظم.

لذلك، يمكن للألياف القصيرة أن:

• ملء الفراغات بين الألياف الطويلة

• زيادة مساحة التلامس بين الألياف

• تحسين قوة ترابط الألياف

في مجال الإنتاج، تؤدي الزيادة في نسبة الألياف القصيرة عادةً إلى:

• تشكيل أكثر تجانسًا لأوراق الورق

• سطح أكثر نعومة

• زيادة قوة الشد

ومع ذلك، إذا كانت نسبة الألياف القصيرة مرتفعة بشكل مفرط، فقد تنشأ مشاكل كبيرة أيضًا:

• انخفاض قوة التمزق

• ملمس ورقي مقرمش

• انخفاض صلابة الورق

والسبب هو:

تفتقر أوراق الورق إلى إطار هيكلي كافٍ.

ثالثًا: بنية الورق المثلى: التأثيرات التآزرية للألياف الطويلة والقصيرة

لا يعتمد هيكل الورق ذو القوة الحقيقية العالية والأداء المستقر على نوع واحد من الألياف فحسب، بل يشمل ما يلي:

بنية تآزرية من الألياف الطويلة + الألياف القصيرة.

في هذا الهيكل:

تُعد الألياف الطويلة مسؤولة عن بناء الهيكل العظمي

تتولى الألياف القصيرة مسؤولية ملء الفراغات بينما:

يمكن للألياف القصيرة أيضاً أن تزيد من نقاط الربط بين الألياف.

ويؤدي هذا في النهاية إلى تشكيل ما يلي:

تتميز شبكة الورق بالقوة والبنية الكثيفة.

وهذا هو أيضاً المنطق الأساسي لتصميم لب الورق.

رابعاً: نسب الألياف النموذجية لأنواع الورق المختلفة

في الإنتاج الفعلي، تختلف متطلبات أنواع الورق المختلفة اختلافًا كبيرًا فيما يتعلق بنسبة الألياف الطويلة إلى القصيرة.

1. ورق التغليف / ورق الكرافت

التركيز على الكثافة العالية:

نسبة الألياف الطويلة: 70% - 90%، نسبة الألياف القصيرة:

10% - 30%

2 ورق ثقافي / ورق طباعة

التركيز على قابلية التشكيل والطباعة للتكيف:

نسبة الألياف الطويلة: 30% - 50%، نسبة الألياف القصيرة:

50% - 70%

3 ورق منزلي

التركيز على النعومة وامتصاص الماء:

نسبة الألياف الطويلة:

نسبة الألياف القصيرة من 40% إلى 60%:

40% - 60%

خامساً: دراسة حالة إنتاجية حقيقية

واجهت إحدى آلات تغليف الورق المشكلة التالية:

• انخفاض قوة التمزق

• تقلبات في قوة الشد

بعد التحقيق، تبين ما يلي:

ارتفعت نسبة لب الخشب ذي الأوراق العريضة من 25% إلى 35%، وهو ما يمثل زيادة بنسبة 10% فقط.

نتائج:

انخفضت قوة تمزق الورق بنسبة 15% تقريبًا.

هذا هو التأثير النموذجي الناتج عن التغيرات في نسبة الألياف.

سادساً: مبدأ أساسي لمهندسي صناعة الورق

في بنية الورقة:

تحدد الألياف الطويلة الهيكل الأساسي، بينما تحدد الألياف القصيرة الترابط. وأفضل بنية هي:

توفر الألياف الطويلة الدعم بينما تملأ الألياف القصيرة الفراغات، وهو ما يشكل المبدأ الأساسي لتكوين قوة الورق.

خاتمة

يعتقد الكثير من الناس أن صناعة الورق صناعة بسيطة.

لكن في الواقع:

الورق مادة هندسية معقدة من الألياف.

تكمن قوة كل ورقة أساساً فيما يلي:

نتيجة لتشابك عدد لا يحصى من الألياف وتداخلها مع بعضها البعض. ومن أهم العوامل التي تؤثر في ذلك:

نسبة الألياف الطويلة إلى الألياف القصيرة.

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --