CN104250943B - 纱管纸生产工艺及相应的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纱管纸生产工艺，它包括制浆、网部脱水成型、压榨、烘干、压光、卷纸步骤，其中制浆步骤中的浆液是由纱管纸废浆渣制得的成浆x与废纸板制得的成浆y以重量比18‑40:82‑60混合而成，成浆x的制备包括除杂工序、升温工序、磨浆工序。本发明还公开了一种基于该生产工艺设置的纱管纸生产系统。本发明由废浆渣处理后的成浆与废纸板制得的成浆按比例混合制得纱管纸原浆，不仅将废浆渣变废为宝，降低了纱管纸生产成本，而且制备的纱管纸强度高，层间结合力大，环向压力可达20N·m/g。本发明适用于生产纱管纸。

Description

纱管纸生产工艺及相应的生产系统

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及一种纱管纸生产工艺，以及基于该工艺设置的纱管纸生产系统。

背景技术

纱管纸是纺织行业中化纤器材厂使用的工业技术用纸，可以用来制作长丝高速纺丝筒芯。它不仅要求具有较高的干强度、湿强度、平滑度、耐磨性，还必须具备抗油、抗水的特点，并且要求卷制成管后在涤纶纺丝过程中不起毛、不变形、不爆裂。基于上述特征，要求纱管纸具有一定的物理强度，并要求具有很高的定量。

纤维比表面积、纤维的平均长度是影响纱管纸性能的主要参数。纤维比表面积越大，纤维的平均长度越集中，纤维之间的结合力越强，纸张的抗张强度、耐折度等性能越好。

目前，纱管纸的生产多是以全废纸为原料，由废纸经碎浆、除杂、筛分、磨浆等步骤完成打浆，再进一步制纸，这种工艺生产成本较高，不经济。在打浆过程中，废纸在盘磨过程产生含量较高的细小纤维，细小纤维因其尺寸小，在打浆和抄造过程中容易流失成为废浆渣，废浆渣常因无法回收利用而被扔掉或焚烧。但是，废浆渣中的纤维含量远远超过废纸浆中的纤维含量，如果将废浆渣回收利用，用以生产纱管纸原浆，不仅可以变废为宝，而且还可以降低纱管纸的生产成本。

中国发明专利（公告号CN101435171B）公开了一种“利用废渣生产再生纱管原纸的生产方法及其产品”，其生产方法是将经过处理的废浆渣与处理后的废纸成浆按比例混合制造纱管纸，其中废浆渣的处理是经过除杂、浓缩、筛分后直接进入盘磨进行磨浆。由于废浆渣纤维平均长度较短，磨浆时，主要是使细小的纤维帚化，增大其比表面积；纤维与纤维交织时，不仅纤维枝干进行交织，纤维帚化的部位也可与之交织，增强交织的结合力，而帚化度与比表面积直接影响纤维与纤维之间的结合力。另外，该发明中废浆渣在常温下打浆，由于纤维温度较低，纤维无法完全润胀，盘磨后，细小纤维无法较好帚化，导致纤维之间的交织力小；还有，废纸打浆后，纤维的平均长度较长，它与废浆渣打浆后纤维的平均长度相差较大，纤维之间的结合力降低，影响纱管纸成品的质量。

发明内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本发明提供了一种纱管纸生产工艺，由废浆渣处理后的成浆与废纸板制得的成浆按比例混合制得纱管纸原浆，不仅将废浆渣变废为宝，降低了纱管纸生产成本，而且制备的纱管纸强度高，层间结合力大，环向压力可达20N·m/g；

本发明的另一个目的，是提供一种基于上述纱管纸生产工艺设置的纱管纸生产系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种纱管纸生产工艺，它包括以下步骤：

A.制浆

由纱管纸废浆渣制得的成浆x，与废纸板制得的成浆y，以重量比18-40:82-60混合而成，制得浆液a；其中，成浆x的制备包括除杂工序、升温工序、磨浆工序；

B.网部脱水成型

a由泵送进入流浆箱上网，上网脱水后，形成纸页b；

C.压榨

b由流浆箱的网部及压榨毛布输送进入压榨装置，压榨装置的压榨上辊与压榨下辊对b进行压合使之进一步脱水，得到纸页c；

D.烘干

c由干网输送进入烘干装置，依次通过烘干装置的每一个烘缸，得纸板d；

E.压光；

d进入压光机，经压光后得纸板e；

F.卷纸

e进入卷纸机，经卷纸机卷成筒状，再经过复卷机后，得目标产品，即纱管纸。

作为对本发明的限定，所述步骤A中成浆x的制备按照如下步骤顺序进行：

G．除杂

将废浆渣通过杂质分离机除去泡沫、塑料等轻质的杂质组分，得g；

将g送入筛缝缝宽为0.22mm的粗筛中，除去杂质后送入除砂器中，除去砂子后，浆液进入浆池，得h；

H．升温

向浆池中通入蒸汽，将h升温至80-90℃，保温4-6min，得i；

I．磨浆

i送入磨浆机打浆，打浆后得成浆x。

作为对上述方式的限定，所述步骤I中打浆度为35-40°SR，湿重为3-5%。

作为进一步的限定，所述步骤I中磨浆机的磨盘转速为600-750rpm，磨片的材质为高铬合金钢，进浆浓度为3.0-5.0%。

作为对本发明的另一种限定，所述A中成浆y的制备按照如下步骤顺序进行：

J.碎浆

废纸板经过水力碎浆机碎浆后，得j；

K.除杂

j依次经过高浓除渣器、中浓除渣器除去浆液中的浆渣，得k；

L.纤维分离

k送入单效纤维分离机中，进行纤维分离，分离出有效浆液l；

M.第一次筛分

l进入筛缝缝宽为0.18mm的第一分级筛中，通过筛缝的浆液为短纤浆m；未通过的浆液进行以下的第二次筛分；

N.第二次筛分

浆液进入筛缝缝宽为0.2mm的第二分级筛中，通过筛缝的浆液为中纤浆n，未通过的浆液为长纤浆o；

O.浆液深度处理

短纤浆m、中纤浆n、长纤浆o分别依次经过低浓除渣器除渣、磨浆机打浆后分别制得芯浆、面浆、底浆；其中，短纤浆m、中纤浆n、长纤浆o分别进入磨浆机打浆前的进浆浓度均控制为3.4-4.0%；

P.混合

将芯浆、面浆、底浆混合后，得成浆y。

作为对上述方式的限定，所述步骤P中芯浆、面浆、底浆的重量比为20-30：30-40：30-50。

本发明同时提供了一种纱管纸生产系统，它包括制浆模块及抄造模块，该生产系统基于上述的纱管纸生产工艺而设置；

所述制浆模块包括用于制造成浆x的制浆设备、用于制造成浆y的制浆设备；

所述成浆x的制浆设备包括依次连接的杂质分离机、粗筛机、除砂器、浆池、磨浆机；

所述成浆y的制浆设备包括依次连接的水利碎浆机、高浓除渣器、中浓除渣器、单效纤维分离机、短纤浆分离装置、中纤浆分离装置、长纤浆分离装置；所述单效纤维分离机的输出端还与排渣分离器相连；

所述抄造模块包括依次连接的流浆箱、压榨装置、烘干装置、压光机、卷纸机、复卷机；抄造模块由PLC控制。

作为对上述方式的限定，所述短纤浆分离装置包括依次连接的第一分级筛、短纤浆池、低浓除渣器、磨浆机；

所述中纤浆分离装置包括依次连接的第二分级筛、中纤浆池、低浓除渣器、磨浆机；

所述长纤浆分离装置包括依次连接的长纤浆池、磨浆机、低浓除渣器、精筛机、磨浆机；

所述第一分级筛、第二分级筛、长纤浆池依次连接；

所述精筛机的输出端经管路与长纤浆池的输入端连接。

作为进一步的限定：

所述压榨装置包括水平向一字排列的一级压榨辊组件、二级压榨辊组件；所述每级压榨辊组件包括压榨机架、两个分别固定在压榨机架上且竖向排列的压榨上辊、压榨下辊；每级压榨上辊、压榨下辊之间设有毛布；

所述每级压榨上辊、压榨下辊的直径均为1100mm；一级压榨上辊的内部、一级压榨下辊的内部、二级压榨下辊的内部为真空，二级压榨上辊为盲孔辊；所述每级压榨上辊、压榨下辊的外周面均包覆有橡胶层。

所述烘干装置包括烘干机架、两排固定于烘干机架上且上下交错排列的烘缸，每排烘缸于水平方向设有多个，上排烘缸、下排烘缸上分别固定有一层干网。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

①本发明使用由纱管纸废浆渣制得的成浆与废纸板制得的成浆以重量比18-40:82-60混合成纱管纸原浆，不仅将废浆渣变废为宝，降低了纱管纸生产成本，而且制备的纱管纸强度高，层间结合力可达600J/m²，环向压力可达20N·m/g；

②废浆渣在磨浆前经过升温工序，有利于废浆渣中纤维在磨浆时帚化，提高废浆渣中纤维的比表面积，有利于增强纤维之间的结合力；

③废纸浆通过分级处理分别制成芯浆、面浆、底浆，再将三者按比例混合为成浆，废纸浆分级处理有利于纤维长度平均化，有利于纤维与纤维之间的交织，增大纤维之间的结合力；

④本发明的生产工艺简单，其中网部脱水成型、压榨、烘干、压光、卷纸步骤为现有技术，工艺成熟，易于控制；

⑤本发明的生产系统的各个装置均为现有设备，设备运行稳定可靠，生产的纱管纸品质高，层间结合力可达600J/m²，环向压力可达20N·m/g。

本发明适用于生产纱管纸。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。

图1为本发明实施例9的制备成浆x的制浆设备流程图；

图2为本发明实施例9的制备成浆y的制浆设备流程图；

图3为本发明实施例9的抄造模块的流程图。

具体实施方式

实施例1 纱管纸生产工艺

一种纱管纸生产工艺，包括以下步骤：A1.制浆；B1.网部脱水成型；C1.压榨；D1.烘干；E1.压光；F1.卷纸。

步骤A1的浆液a1是由纱管纸废浆渣制得的成浆x1，与废纸板制得的成浆y1，以重量比2:8混合而成。其中:成浆x1的制备包括以下步骤：

G1.除杂

将废浆渣通过杂质分离机除去泡沫、塑料等轻质的杂质组分，得g1；

将g1送入筛缝缝宽为0.22mm的粗筛中，除去杂质后送入除砂器中，除去砂子后，浆液进入浆池，得h1；

H1.升温

向浆池中通入蒸汽，将h1升温至80℃，保温5min，得i1；

I1.磨浆

i1送入磨浆机打浆，磨浆机的磨盘转速为600rpm，磨片的材质为高铬合金钢，进浆浓度为3.0%，其中，打浆度为35°SR，湿重为4%，打浆后得成浆x1。

成浆y1的制备包括以下步骤：

J1.碎浆

废纸板经过水力碎浆机碎浆后，得j1；

K1.除杂

j1依次经过高浓除渣器、中浓除渣器除去浆液中的浆渣，得k1；

L1.纤维分离

k1送入单效纤维分离机中，进行纤维分离，分离出有效浆液l1，k1进入纤维分离机后，纤维通过刀片碎解和叶轮疏解，再在一定的压力作用下通过筛板的浆液成为有效浆液；单效分离机排出的废浆液进入排渣分离机中，废渣排除后，剩余浆液送入单效分离机中进行下一循环；

M1.第一次筛分

l1进入筛缝缝宽为0.18mm的第一分级筛中，第一分级筛为棒筛，通过筛缝的浆液为短纤浆m1，进入短纤浆池；未通过的浆液进行以下的第二次筛分；

N1.第二次筛分

未通过的浆液进入筛缝缝宽为0.2mm的第二分级筛中，第二分级筛为棒筛，通过筛缝的浆液为中纤浆n1，进入中纤浆池，未通过的浆液为长纤浆o1，进入长纤浆池；

O1.浆液深度处理

短纤浆m1、中纤浆n1分别依次经过低浓除渣器除渣、磨浆机磨浆后分别制得芯浆、面浆；其中，短纤浆m1、中纤浆n1分别进入磨浆机前的进浆浓度均控制为3.6%；

长纤浆o1依次分别经过磨浆机进行预磨浆、低浓除渣器除渣、精筛进行浆液筛分，未通过0.2mm筛缝缝宽的浆液送入长纤浆池中,通过的浆液进入磨浆机中打浆,打浆后制得底浆；其中,长纤浆o1在进入磨浆机进行打浆前的进浆浓度控制为4%;

P1.混合

将芯浆、面浆、底浆按照重量比为2：3：5混合，得成浆y1。

B1.网部脱水成型

步骤A1完成后，浆液a1的浓度为4.5%，a1由泵送至抄造车间，再由白水池调浆，压力筛匀浆后输送进入流浆箱上网，上网脱水后，形成纸页b1，此时b1中的浆的浓度为19%。

C1.压榨

b1由流浆箱的网部及压榨毛布输送进入压榨装置，压榨装置的压榨上辊与压榨下辊对b进行压合使之进一步脱水，得到纸页c1，此时c1中的浆的浓度为43%。

D1.烘干

c1由干网送入烘干装置，依次通过烘干装置的每一个烘缸，得纸板d1，此时d1中的浆的浓度为92%以上。

E1.压光

d1进入压光机，经压光后得纸板e1。

F1.卷纸

e1进入卷纸机，经卷纸机卷成筒状，再经过复卷机后，得目标产品，即纱管纸，其环压指数达20N·m/g，层间结合力达603J/m²。

实施例2-6 纱管纸生产工艺

实施例2-6分别提供了一种纱管纸生产工艺，它们的步骤与实施例1相同，不同之处仅在于：相应的技术参数不同，具体的参数见下表。

废浆渣在磨浆前经过升温工序，有利于废浆渣中纤维在磨浆时帚化，提高废浆渣中纤维的比表面积，有利于增强纤维之间的结合力，废纸浆分级处理有利于纤维长度平均化。本实施例所提供的纱管纸原浆中纤维与纤维间的平均长度相差较小，纤维的帚化度高，纤维与纤维之间的结合力高。

实施例7 废浆渣处理过程中温度对废浆渣中纤维性能的影响

纸浆是影响纱管纸成品质量的重要因素之一，废纸中纤维质量较好，在打浆过程中纤维两端容易帚化起毛，制备的浆液质量高；然而，废渣浆为打浆过程中产生的尾渣，该浆渣中木素含量高，而木素充填在细胞之间以及细胞壁内微细纤维之间，使植物体具有刚性，因而，废浆渣中木素含量越高，制浆越困难。

温度是影响废浆渣中纤维性能的重要因素之一，在一定的温度范围内，废浆渣中的木素含量能显著下降，本实施例对废浆渣处理过程中温度对纤维性能的影响进行了探究，其中，废浆渣处理制备成浆步骤与实施例1中废浆渣处理制备成浆x1步骤相同，不同之处仅在于：温度参数不同，将不同温度下废浆渣处理制备成浆与实施例1中废纸板制备的成浆x1按照2:8混合成为纱管纸原浆，并将该原浆应用于该纱管纸生产工艺，对制备的纱管纸性能进行了表征，具体结果见下表。

由上表可知，废浆渣处理过程中温度纤维性能有重要的影响，当温度在80-90℃时，废浆渣中木素的含量得到极大降低，纤维能充分润涨，打浆时纤维帚化性能好，润涨性好，脆度适中，制备的纱管纸环向压力达600.03 J/m²以上，层间结合力达20.01 N·m/g以上；当温度低于80℃时，废浆渣中木素的含量虽得到一定程度的降低，但是还含有一定量的木素，纤维的润涨性差，打浆时帚化性能差，浆液中纤维交织力小，导致纱管纸的环向压力和层间结合力较差；当温度高于90℃时，虽然降低了废浆渣中的木素含量，但是温度较高时，纤维受损，纤维会过度软化，脆度增加，帚化性能较差，导致纱管纸的强度下降。

实施例8 废浆渣处理过程中打浆度对纱管纸性能的影响

打浆度又称之为叩解度，它综合反映了纤维的切断、润涨、细纤维化的程度，它直接影响了纤维之间的结合力，对纱管纸的层间结合力和环向压力有重要的影响，本实施例对废浆渣处理过程中打浆度对纱管纸性能的影响进行了探究，其中，废浆渣处理制备成浆步骤与实施例1中废浆渣处理制备成浆y1步骤相同，不同之处仅在于：打浆度不同，将不同打浆度下废浆渣处理制备成浆与实施例1中废纸板制备的成浆y1按照2:8混合形成纱管纸原浆，并应用于该纱管纸生产工艺中制备纱管纸，对制备的纱管纸性能进行了表征，具体结果见下表。

由上表可知，打浆度在35-40°SR时，纱管纸的环向压力和层间结合力高；当打浆度低于35°SR，或高于40°SR时，纱管纸的环向压力和层间结合力偏低。

实施例9 纱管纸生产系统

一种纱管纸生产系统，该生产系统基于实施例1-6的纱管纸生产工艺而设置，它包括制浆模块及抄造模块。

一、制浆模块包括用于制造成浆x的制浆设备，如图1所示，以及用于制造成浆y的制浆设备，如图2所示。

①成浆x的制浆设备包括依次连接的杂质分离机、粗筛机、除砂器、浆池、磨浆机；

②成浆y的制浆设备包括依次连接的水利碎浆机、高浓除渣器、中浓除渣器、单效纤维分离机、短纤浆分离装置、中纤浆分离装置、长纤浆分离装置，单效纤维分离机的输出端还与排渣分离器相连。

短纤浆分离装置包括依次连接的第一分级筛、短纤浆池、低浓除渣器、磨浆机。中纤浆分离装置包括依次连接的第二分级筛、中纤浆池、低浓除渣器、磨浆机。长纤浆分离装置包括依次连接的长纤浆池、磨浆机、低浓除渣器、精筛机、磨浆机。精筛机的输出端经管路与长纤浆池的输入端连接。第一分级筛、第二分级筛、长纤浆池依次连接。

二、抄造模块包括依次连接的流浆箱、压榨装置、烘干装置、压光机、卷纸机、复卷机，抄造模块由PLC控制，其工艺流程参见图3。

①流浆箱设有4个。

②压榨装置包括水平向一字排列的一级压榨辊组件、二级压榨辊组件；每级压榨辊组件包括压榨机架、两个分别固定在压榨机架上且竖向排列的压榨上辊、压榨下辊，每级压榨上辊、压榨下辊之间设有毛布。每级压榨上辊、压榨下辊的直径均为1100mm；一级压榨上辊、一级压榨下辊和二级压榨下辊为真空辊，二级压榨上辊为盲孔辊，每级压榨上辊、压榨下辊的的外周面均包覆有橡胶层。

③烘干装置包括烘干机架、两排固定于烘干机架上且上下交错排列的烘缸，每排烘缸于水平方向设有多个，上排烘缸、下排烘缸上分别固定有一层干网。

Claims (7)

1.一种纱管纸生产工艺，其特征在于它包括以下步骤：

A.制浆

由纱管纸废浆渣制得的成浆x，与废纸板制得的成浆y，以重量比18-40:82-60混合而成，制得浆液a；其中，成浆x的制备包括除杂工序、升温工序、磨浆工序；

B.网部脱水成型

浆液a由泵送进入流浆箱上网，上网脱水后，形成纸页b；

C.压榨

纸页b由流浆箱的网部及压榨毛布输送进入压榨装置，压榨装置的压榨上辊与压榨下辊对纸页b进行压合使之进一步脱水，得到纸页c；

D.烘干

纸页c进入烘干装置，依次通过烘干装置的每一个烘缸，得纸板d；

E.压光；

纸板d进入压光机，经压光后得纸板e；

F.卷纸

纸板e进入卷纸机，经卷纸机卷成筒状，再经过复卷机后，得目标产品，即纱管纸；

所述步骤A中成浆x的制备按照如下步骤顺序进行：

G．除杂

将废浆渣通过杂质分离机除去轻质的杂质组分泡沫塑料，得浆液g；

将浆液g送入筛缝缝宽为0.22mm的粗筛中，除去杂质后送入除砂器中，除去砂子后，浆液进入浆池，得浆液h；

H．升温

向浆池中通入蒸汽，将浆液h升温至80-90℃，保温4-6min，得热浆液i；

I．磨浆

热浆液i送入磨浆机打浆，打浆后得成浆x；

所述步骤A中成浆y的制备按照如下步骤顺序进行：

①碎浆

废纸板经过水力碎浆机碎浆后，得浆渣j；

②除杂

浆渣j依次经过高浓除渣器、中浓除渣器除去浆液中的浆渣，得浆液k；

③纤维分离

浆液k送入单效纤维分离机中，进行纤维分离，分离出有效浆液l；

④第一次筛分

有效浆液l进入筛缝缝宽为0.18mm的第一分级筛中，通过筛缝的浆液为短纤浆m；未通过的浆液进行以下的第二次筛分；

⑤第二次筛分

浆液进入筛缝缝宽为0.2mm的第二分级筛中，通过筛缝的浆液为中纤浆n，未通过的浆液为长纤浆o；

⑥浆液深度处理

短纤浆m、中纤浆n、长纤浆o分别依次经过低浓除渣器除渣、磨浆机打浆后分别制得芯浆、面浆、底浆；其中，短纤浆m、中纤浆n、长纤浆o分别进入磨浆机打浆前的进浆浓度均控制为3.4-4.0%；

⑦混合

将芯浆、面浆、底浆混合后，得成浆y。

2.根据权利要求1所述的纱管纸生产工艺，其特征在于：所述步骤I中打浆度为35-40°SR，湿重为3-5%。

3.根据权利要求1所述的纱管纸生产工艺，其特征在于：所述步骤I中磨浆机的磨盘转速为600-750rpm，磨片的材质为高铬合金钢，进浆浓度为3.0-5.0%。

4.根据权利要求1所述的纱管纸生产工艺，其特征在于：所述步骤P中芯浆、面浆、底浆的重量比为20-30：30-40：30-50。

5.一种纱管纸生产系统，它包括制浆模块及抄造模块，其特征在于：

所述制浆模块包括用于制造成浆x的制浆设备、用于制造成浆y的制浆设备；

所述成浆x的制浆设备包括依次连接的杂质分离机、粗筛机、除砂器、浆池、磨浆机；

所述成浆y的制浆设备包括依次连接的水利碎浆机、高浓除渣器、中浓除渣器、单效纤维分离机、短纤浆分离装置、中纤浆分离装置、长纤浆分离装置；所述单效纤维分离机的输出端还与排渣分离器相连；

所述抄造模块包括依次连接的流浆箱、压榨装置、烘干装置、压光机、卷纸机、复卷机；抄造模块由PLC控制；

所述短纤浆分离装置包括依次连接的第一分级筛、短纤浆池、低浓除渣器、磨浆机；

所述中纤浆分离装置包括依次连接的第二分级筛、中纤浆池、低浓除渣器、磨浆机；

所述长纤浆分离装置包括依次连接的长纤浆池、磨浆机、低浓除渣器、精筛机、磨浆机；

所述第一分级筛、第二分级筛、长纤浆池依次连接；

所述精筛机的输出端经管路与长纤浆池的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的纱管纸生产系统，其特征在于：所述压榨装置包括水平向一字排列的一级压榨辊组件、二级压榨辊组件；每级压榨辊组件包括压榨机架、两个分别固定在压榨机架上且竖向排列的压榨上辊、压榨下辊；每级压榨上辊、压榨下辊之间设有毛布；

每级压榨上辊、压榨下辊的直径均为1100mm；一级压榨上辊的内部、一级压榨下辊的内部、二级压榨下辊的内部为真空，二级压榨上辊为盲孔辊；每级压榨上辊、压榨下辊的外周面均包覆有橡胶层。

7.根据权利要求5所述的纱管纸生产系统，其特征在于：所述烘干装置包括烘干机架、两排固定于烘干机架上且上下交错排列的烘缸，每排烘缸于水平方向设有多个，上排烘缸、下排烘缸上分别固定有一层干网。