Chengdu Qingya Paper beschäftigt sich mit Bambus- und Bagasse-Zellstoffrohstoffen zur Herstellung von Bambus-Jumbo-Rollen, Bambus-Toilettenpapier usw Kontrolle mit außergewöhnlicher Effizienz.
Warum führt eine geringfügige Änderung des Faseranteils zu erheblichen Schwankungen der Papierfestigkeit?
Bei Papierherstellungsprozessen sind viele Ingenieure auf folgendes Szenario gestoßen:
• Plötzlicher Abfall der Zugfestigkeit des Papiers
• Instabilität der Reißfestigkeit
• Die Papierseiten werden spröde
• Sogar die Papierbruchrate stieg an.
Die erste Reaktion vieler Menschen ist:
Hat sich der Grad der Zellstoffaufbereitung verändert?
Bei der großtechnischen Produktion zeigte sich jedoch, dass einer der Schlüsselfaktoren, der die Schwankungen der Papierfestigkeit tatsächlich beeinflusst, folgender ist:
Das Verhältnis von langen zu kurzen Fasern.
Manchmal kann bereits eine Anpassung des Faseranteils um 5 bis 10 % zu erheblichen Veränderungen der Papierfestigkeit führen.
Hier ist also die Frage:
Warum hat das Faserverhältnis einen so bedeutenden Einfluss auf die Papierfestigkeit?
Heute werden wir dieses Problem aus der Perspektive der Mikrostruktur von Papierblättern beleuchten.
I. Lange Fasern: Das „Skelett“ des Papiers
In der Papierstruktur fungieren lange Fasern wie das Stahlskelett im Bauwesen.
Es hat seinen Ursprung hauptsächlich in Folgendem:
• Nadelholzzellstoff
• Langfaser-Chemiezellstoff
Typische Faserlänge:
2,5 mm – 4,0 mm
Aufgrund ihrer größeren Faserlänge und höheren Festigkeit verhaken sich die langen Fasern im Papierbogen und bilden eine Stützstruktur. Zu ihren Hauptfunktionen gehören:
• Verbesserung der Reißfestigkeit von Papier
• Verbesserung der Reißfestigkeit von Papier
• Erhöhte Reißfestigkeit des Papierbogens
• Bereitstellung der gesamten strukturellen Unterstützung
Daher werden in Fällen, die hochfeste Papiersorten erfordern, wie zum Beispiel:
• Kraft
• Wellpappe als Basispapier
• Packpapier
Üblicherweise wird ein höherer Anteil an langfaserigem Zellstoff verwendet.
Ein übermäßig hoher Anteil an langen Fasern kann jedoch auch zu bestimmten Problemen führen, wie zum Beispiel:
• Schlechte Papierbogenbildung
• Verringerte Gleichmäßigkeit
• Oberflächenrauigkeiten
Der Grund ist einfach:
Die Fasern sind zu lang und lassen sich nur schwer gleichmäßig verteilen.
II. Kurze Fasern: Die „Füllstruktur“ des Papiers
Wenn lange Fasern als Gerüst dienen,
Kurzfasern sind im Bauwesen mit Zement und Mörtel vergleichbar.
Die kurzen Fasern werden hauptsächlich aus folgenden Materialien gewonnen:
Hartholzzellstoff
Typische Faserlänge:
0,8 mm – 1,5 mm
Obwohl die individuelle Festigkeit kurzer Fasern geringer ist als die langer Fasern, besitzen sie einen entscheidenden Vorteil: große Menge und gleichmäßige Verteilung.
Daher können kurze Fasern Folgendes bewirken:
• Auffüllen der Lücken zwischen langen Fasern
• Vergrößern Sie die Kontaktfläche zwischen den Fasern
• Verbesserung der Faserbindungsstärke
In der Produktion führt eine Erhöhung des Anteils an Kurzfasern typischerweise zu Folgendem:
• Gleichmäßigere Papierbogenbildung
• Glattere Oberfläche
• Erhöhte Zugfestigkeit
Ist der Anteil kurzer Fasern jedoch übermäßig hoch, können auch erhebliche Probleme auftreten:
• Verminderte Reißfestigkeit
• Knackige Papierstruktur
• Reduzierte Papierblattfestigkeit
Der Grund ist:
Papierblättern fehlt eine ausreichende strukturelle Stütze.
III. Optimale Papierstruktur: Synergistische Effekte von langen und kurzen Fasern
Eine Papierstruktur mit hoher Festigkeit und stabiler Leistungsfähigkeit basiert nicht allein auf einem einzigen Fasertyp. Sie umfasst vielmehr Folgendes:
Synergistische Struktur aus langen und kurzen Fasern.
In dieser Struktur:
Lange Fasern sind für den Aufbau des Skeletts verantwortlich.
Kurze Fasern sind für das Füllen von Hohlräumen verantwortlich, während:
Kurze Fasern können auch die Bindungspunkte zwischen den Fasern erhöhen.
Dies führt letztendlich zur Bildung eines/einer:
Die Papierbahn zeichnet sich sowohl durch Festigkeit als auch durch eine dichte Struktur aus.
Dies ist auch die Kernlogik der Zellstoffentwicklung für die Papierherstellung.
IV. Typische Faseranteile verschiedener Papiersorten
In der tatsächlichen Produktion stellen verschiedene Papiersorten deutlich unterschiedliche Anforderungen an das Verhältnis von langen zu kurzen Fasern.
1 Verpackungspapier / Kraftpapier
Betonen Sie die hohe Intensität:
Langfaseranteil: 70 % - 90 % Kurzfaseranteil:
10 % - 30 %
2 Kulturpapier / Druckpapier
Formgebungs- und Druckanpassungsfähigkeit hervorheben:
Langfaseranteil: 30 % - 50 % Kurzfaseranteil:
50 % - 70 %
3 Haushaltspapier
Weichheit und Wasseraufnahmefähigkeit hervorheben:
Langfaseranteil:
40 % - 60 % Kurzfaseranteil:
40 % - 60 %
V. Ein realer Produktionsfall
Bei einer bestimmten Verpackungspapiermaschine trat einmal folgendes Problem auf:
• Verminderte Reißfestigkeit
• Schwankungen der Zugfestigkeit
Nach eingehender Untersuchung wurde Folgendes festgestellt:
Der Anteil an Zellstoff aus Laubholz stieg von 25 % auf 35 %, was lediglich einer Steigerung von 10 % entspricht.
Ergebnisse:
Die Reißfestigkeit des Papiers verringerte sich um etwa 15%.
Dies ist die typische Auswirkung von Änderungen im Faseranteil.
VI. Ein grundlegendes Prinzip für Papieringenieure
In der Papierstruktur:
Lange Fasern bilden das Gerüst, kurze Fasern die Bindung. Die ideale Struktur ist:
Lange Fasern bieten Halt, während kurze Fasern die Zwischenräume ausfüllen; dies ist das Kernprinzip der Papierfestigkeitsbildung.
Epilog
Viele Menschen glauben, dass die Papierherstellung ein einfacher Industriezweig ist.
Aber in Wirklichkeit:
Papier ist ein komplexes Faserwerkstoff.
Die Festigkeit jedes einzelnen Blattes Papier beträgt im Wesentlichen:
Das Ergebnis unzähliger, miteinander verwobener und verbundener Fasern. Einer der wichtigsten Faktoren dabei ist:
Das Verhältnis von langen zu kurzen Fasern.
