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    產(chǎn)品使用知識(shí)
    拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯及使用效果 發(fā)布者: 工業(yè)用呢 來(lái)源: 本站 發(fā)布時(shí)間: 2009-07-11 已訪問(wèn): 5884 次

    韓邦春  (徐州金冠工業(yè)用呢有限公司,江蘇徐州,221009)
    摘要:闡述拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯的生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)造紙毛毯的拒污耐磨和自潔性能進(jìn)行了研究,得出了經(jīng)過(guò)拒污耐磨化學(xué)處理的造紙毛毯其性能得到很大的提高。
    關(guān)鍵詞:造紙毛毯,化學(xué)處理,拒污耐磨,自潔性能,性能提高。
     
         隨著造紙工業(yè)的迅猛發(fā)展,一些寬幅、高速、高線壓造紙機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,我國(guó)造紙企業(yè)不僅在生產(chǎn)規(guī)模上增長(zhǎng)很快,而且在技術(shù)裝備水平也得到不斷更新?lián)Q代,新建造紙生產(chǎn)線大多采用國(guó)際上最先進(jìn)的技術(shù)裝備。據(jù)2003年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)造紙機(jī)幅寬超過(guò)5M以上、車速超過(guò)1000m/min以上的約有16臺(tái)左右,生產(chǎn)的紙種有銅版紙、高檔掛面箱板紙、生活用紙、新聞紙、涂布白板紙、瓦楞紙等,采用大輥徑高沖量壓榨、靴式壓榨等先進(jìn)的新概念壓榨形式,一般線壓力在300KN/M左右,最高線壓力可達(dá)1000KN/M。
         從紙及紙板生產(chǎn)能力方面統(tǒng)計(jì)資料如下:
    生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸/年以上的制漿造紙企業(yè)已達(dá)到89家;生產(chǎn)能力20萬(wàn)噸/年以上的制漿造紙企業(yè)已達(dá)到33家;生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸/年以上的制漿造紙企業(yè)已達(dá)到20家;生產(chǎn)能力50萬(wàn)噸/年以上的制漿造紙企業(yè)已達(dá)到8家。
         然而,這類寬幅、高速、高線壓造紙機(jī)對(duì)與之相配套的脫水器材,特別是造紙毛毯卻提出了更高的要求,它不僅要求造紙毛毯有很好的濾水性能、尺寸穩(wěn)定性能、耐磨性能,還要求其具有良好的抗高線壓力性能、彈性恢復(fù)性能、鋪層均一平整性能、拒污性能和自潔性能。目前,與這類造紙機(jī)相配套的造紙毛毯基本上完全依賴進(jìn)口。據(jù)中國(guó)海關(guān)總署有關(guān)資料顯示:每年進(jìn)口造紙網(wǎng)毯數(shù)量逐年大幅上升。2003年進(jìn)口造紙用網(wǎng)毯外匯額已經(jīng)是1998年的7.6倍。1998~2003六年合計(jì)進(jìn)口造紙網(wǎng)毯用外匯高達(dá)1.642億美元。而這一事實(shí)無(wú)疑給國(guó)內(nèi)造紙網(wǎng)毯制造商敲響一個(gè)警鐘。
         我國(guó)大多數(shù)造紙毛毯企業(yè)起步較晚,技術(shù)水平相對(duì)滯后,創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力薄弱,新產(chǎn)品升級(jí)換代緩慢。近年來(lái),為了能滿足造紙行業(yè)對(duì)造紙毛毯更高的需求,一些造紙毛毯生產(chǎn)商已經(jīng)意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性,相繼投入大批資金,引進(jìn)大批國(guó)際先進(jìn)的造紙毛毯生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),直接采購(gòu)國(guó)際上品質(zhì)一流的造紙毛毯專用原料,加大了對(duì)設(shè)備技術(shù)改造的力度,并在某些產(chǎn)品和設(shè)備上獲得了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。在提高造紙毛毯的抗高線壓性能、濾水性能、尺寸穩(wěn)定性能等基礎(chǔ)性能方面確實(shí)取得了一些效果。個(gè)別在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面走在前列的造紙毛毯廠商相繼開(kāi)發(fā)出了一大批新型技術(shù)含量高的造紙毛毯,如:1+1復(fù)合雙層BOM造紙毛毯、1+2(2+1)復(fù)合三層BOM造紙毛毯、大輥徑壓榨專用造紙毛毯、靴式壓榨專用造紙毛毯等等。但是,與國(guó)際先進(jìn)的造紙毛毯相比,我們的產(chǎn)品在使用壽命、抗沾污自潔性能、彈性恢復(fù)性能等方面差距還很大。還不能滿足高速、寬幅造紙機(jī)的需求。國(guó)外造紙毛毯生產(chǎn)商為了生產(chǎn)出適應(yīng)高車速的造紙機(jī)的造紙毛毯,早在上個(gè)世紀(jì)末不僅對(duì)產(chǎn)品基礎(chǔ)性能研究很深,而且在造紙毛毯的后序化學(xué)處理方面已經(jīng)做了大量的工作,并相繼開(kāi)發(fā)出一些性能優(yōu)越,技術(shù)含量高的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。實(shí)踐證明,經(jīng)過(guò)不同的化學(xué)處理后,這類造紙毛毯的性能與未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯相比,不僅在拒污耐磨、抗起毛等性能方面得到很大提高,而且在表面軟化、硬化、平整細(xì)膩、初期適應(yīng)性等方面性能也得到大大的提高。這種性能的完善更有助于造紙毛毯適應(yīng)高速、寬幅造紙機(jī)的需求。
         我國(guó)對(duì)化學(xué)處理造紙毛毯的研究處于剛剛起步階段。相關(guān)對(duì)此研究的文章偶見(jiàn)報(bào)端,但實(shí)際生產(chǎn)出的產(chǎn)品卻不多見(jiàn)。
         為了趕上國(guó)際造紙毛毯行業(yè)前進(jìn)的步伐,滿足中高速造紙機(jī)對(duì)造紙毛毯性能的需求。我們研制開(kāi)發(fā)了一種新型化學(xué)處理造紙毛毯――拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯。本文僅從拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯的生產(chǎn)過(guò)程、拒污耐磨性能的試驗(yàn)等方面出發(fā),結(jié)合該產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中的使用效果,來(lái)對(duì)提高造紙毛毯的使用性能、延長(zhǎng)造紙毛毯的使用壽命進(jìn)行探討。
    1 拒污耐磨原理
    1.1拒污耐磨概況:
         拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯是采用含氟化合物表面活性劑或含硅環(huán)氧樹(shù)脂涂料,對(duì)造紙毛毯進(jìn)行化學(xué)處理,這種化學(xué)物質(zhì)與毛毯的聚酯或尼龍纖維產(chǎn)生鍵合,使?jié)窦堩?yè)在脫水過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)小纖維、填料等污物不易與聚酯纖維結(jié)合,從而達(dá)到提高造紙毛毯的抗沾污、抗磨損性能。經(jīng)抗沾污化學(xué)處理后的造紙毛毯能達(dá)到兩方面的抗污性能:一方面造紙毛毯的纖維具有良好的防沾污性能,即漿料中的填料、細(xì)小纖維、膠料等污物不容易吸附在纖維表面;另外一方面,吸附在毛毯中污物很容易被清水或洗滌劑清洗掉,從而保持毛毯良好的濾水通道和彈性恢復(fù)性能。同時(shí)可以提高毛毯纖維間的結(jié)合力,有效調(diào)整毛毯表面的密度,使其在初期使用時(shí)毛毯的含水量及濾水性更適合造紙機(jī)抄造紙張的要求,并能有效提高造紙毛毯的剪切穩(wěn)定性及強(qiáng)力,能適合更高線壓力和車速的造紙機(jī)使用。
    1.2拒污耐磨原理分析 :
         污物是否易沾污纖維或很容易從纖維表面脫離,除了洗滌條件等相關(guān)因素外,主要與纖維表面的臨界張力,也就是說(shuō)與纖維表面的能量情況有關(guān)。若設(shè)纖維上所包圍的油的界面能為E1,則:
    E1=Afγfo+Asγow
    式中:Af――油/纖維之間的界面面積;As――停留在纖維上的油和水之間的界面面積;γfo――油/纖維的界面張力;γow――油/水的界面張力。
         當(dāng)油污從纖維上去處后,其界面能E2為:
    E2= Afγfw+Aoγow
    式中:Ao――水中微小油滴的面積;γfw――水/纖維的界面張力。
         在去污過(guò)程中,當(dāng)去污的作用為自發(fā)進(jìn)行時(shí),去污后的能量必定要低于去污前的能量,即去污前后能量的變化ΔE=E2-E1<0,將上面兩公式代入得:
    ΔE=E2-E1=Af (γfw-γfo)+γow(Ao-As)
         假設(shè)從纖維上去除的污物是球形的,則Ao 小于As,若γfw、γow減少,γfo增大,使γfw-γfo<0就可以滿足上式的要求。
         γow的大小決定于水以及所使用洗滌劑的品種和濃度,一般情況下其值是小的。對(duì)于極性纖維而言,由于它與水有強(qiáng)烈的相互作用,γfw的值也小,而γfo值較大,滿足上述分析中污物與纖維分離的要求。而對(duì)于非極性合成纖維而言,其與水的相互作用僅有色散力,故γfo值低,而γfw值高。因此要想使異物易于沖洗掉,纖維表面必須具有低的γfw值和高的γfo值。也就是說(shuō)非極性纖維表面引進(jìn)新的親水團(tuán)基因或親水性聚合物進(jìn)行表面處理,可以減少污物與纖維之間的結(jié)合力,提高纖維的去污物能力,這就是對(duì)造紙毛毯進(jìn)行拒污耐磨化學(xué)處理所要達(dá)到的目的。
    2 拒污耐磨化學(xué)處理造紙毛毯的生產(chǎn)

    2.1生產(chǎn)工藝流程:
     2.2生產(chǎn)工藝參數(shù)(以1300g/m2的1+1復(fù)合雙層BOM造紙毛毯為例):
    混合開(kāi)松工藝、織造工藝、針刺工藝等在此不作贅述,重點(diǎn)分析化學(xué)處理工藝情況。
    2.2.1化學(xué)處理工藝:
    2.2.1.1工藝要求:
    此工序要求化學(xué)溶液浸涂在造紙毛毯上要均勻一致、并能使化學(xué)成分充分與纖維之間產(chǎn)生鍵合。
    2.2.1.2化學(xué)處理系統(tǒng)配置:
         由化學(xué)品儲(chǔ)存槽、輸液泵、高位儲(chǔ)液箱、涂布輥、真空箱、回流管、熱油滾筒、預(yù)加壓等組成?;瘜W(xué)品由生產(chǎn)商提供,真空箱真空度在0.03~0.04MPa。涂布化學(xué)品總量受運(yùn)轉(zhuǎn)速度、化學(xué)品濃度、造紙毛毯的克重和涂布輥涂液量等因素的影響,一般要求毛毯必須被化學(xué)溶液均勻浸透。運(yùn)轉(zhuǎn)速度:500轉(zhuǎn)/分。熱有滾筒烘培溫度:180~200℃,定型溫度:210℃~220℃。預(yù)壓輥壓力:20KN/M左右。
    2.2.1.3化學(xué)處理系統(tǒng)配置圖:化學(xué)處理系統(tǒng)配置圖如下:

     2.2.2定型工藝:
         此工序主要是使化學(xué)成分與PA纖維及PA綜絲之間在一定的溫度、一定時(shí)間的條件下,更好的產(chǎn)生鍵合;使造紙毛毯的PA纖維之間在高溫狀態(tài)下更好的熔融結(jié)合,使造紙毛毯表面更加平整;同時(shí)、使造紙毛毯的水份含量達(dá)到10%左右,以便運(yùn)輸及儲(chǔ)存。此工序工藝要求定型溫度要均勻穩(wěn)定,毛毯運(yùn)轉(zhuǎn)速度要穩(wěn)定,成品定型下機(jī)前水份控制要準(zhǔn)確。溫度:210℃~220℃;運(yùn)轉(zhuǎn)速度:500轉(zhuǎn)/分;預(yù)加壓壓力:20KN/M;成品水份:10%±1。
    3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1試驗(yàn)材料:
    模擬污液(自制)。
    造紙毛毯:1300GSM、10cmx10cm大小、(1+1)復(fù)合雙層BOM造紙毛毯,經(jīng)拒污耐磨化學(xué)處理和未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯各一塊。
    3.2自潔能力(便于洗滌)試驗(yàn) :
    3.2.1模擬污液配制:
    取炭黑5g、棉籽油60g、石蠟40g、四氯乙烯5L。
    3.2.2沾污方法:
    用一滴污液(0.02ml)加與兩塊樣品上(一塊已化學(xué)處理、一塊未化學(xué)處理),而后覆蓋一層玻璃紙,加上1.6kg的重錘,30秒后取出洗滌。
    3.2.3洗滌方式:
    用皂粉6g,按1:50,溫度60℃,將兩塊試樣同時(shí)放入洗滌液中,用玻璃棒不停攪拌10分鐘。
    3.2.4評(píng)級(jí):
    對(duì)兩塊試樣的污色狀態(tài),根據(jù)GB251-1995《評(píng)定沾色用灰色樣卡》進(jìn)行(1-5級(jí))評(píng)級(jí)。其結(jié)果是:未化學(xué)處理的小樣達(dá)2級(jí),經(jīng)化學(xué)處理的小樣達(dá)4級(jí)。
    3.3拒污(油)試驗(yàn) :
    3.3.1試驗(yàn)材料:
    機(jī)油。
    造紙毛毯:1300GSM、20cmx20cm大小、(1+1)復(fù)合雙層BOM造紙毛毯,經(jīng)拒污耐磨化學(xué)處理和未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯各一塊。
    3.3.2沾油方法:
    將兩塊試樣(一塊經(jīng)化學(xué)處理、一塊未經(jīng)化學(xué)處理)分別稱重量(W1),然后注入機(jī)油0.5L,放置5分鐘后,用餐巾紙擦去表面油跡后,用三層餐巾紙加壓1.6kg,吸油30秒,而后取出分別稱重(W2)。依此得出吸油量(W吸油量):

     3.3.3對(duì)比:經(jīng)稱重得出:未經(jīng)化學(xué)處理的試樣吸油0.34g,已經(jīng)化學(xué)處理的試樣吸油為0.1g。3.4抗脫毛耐磨試驗(yàn)[i]:    采用耐磨試驗(yàn)儀器,試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)按試驗(yàn)規(guī)范,以自動(dòng)計(jì)數(shù)器讀出耐磨次數(shù),取出三次算術(shù)平均值,為本次試驗(yàn)結(jié)果.3.4.1試驗(yàn)儀器:耐磨性試驗(yàn)儀;運(yùn)動(dòng)頻率:180次/min;壓力:10~20kPa;磨料:金剛砂220#;規(guī)格:140mm× 220mm;載荷:10N。3.4.2試驗(yàn)材料:造紙毛毯:1300GSM、?120mm大小、(1+1)復(fù)合雙層BOM造紙毛毯,經(jīng)拒污耐磨化學(xué)處理和未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯各四塊。3.4.3試驗(yàn)操作:

    3.4.4對(duì)比:經(jīng)化學(xué)處理的試樣摩擦次數(shù)比未經(jīng)化學(xué)處理的試樣高23.9%。

    4   實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

    4.1自潔能力(便于洗滌)效果分析:由上述自潔能力實(shí)驗(yàn)得出:通過(guò)合理的化學(xué)處理,造紙毛毯的污物更便于洗滌,說(shuō)明經(jīng)過(guò)拒污耐磨化學(xué)處理以后,污物與纖維間的結(jié)合力確實(shí)減小了,在同等洗滌情況下,經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的造紙毛毯自潔能力得到很大的提高,更便于洗滌了。

    4.2拒污效果分析:由上述拒污試驗(yàn)得出:經(jīng)過(guò)拒污化學(xué)處理的造紙毛毯對(duì)油的吸附量明顯低于未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯的量。說(shuō)明經(jīng)化學(xué)處理后的造紙毛毯,其與污物的吸附能力明顯降低,拒污能力明顯提高。

    4.3抗脫毛耐磨效果分析:    上述試驗(yàn)表明:經(jīng)化學(xué)處理的毛毯的摩擦次數(shù)比未經(jīng)化學(xué)處理的試樣高23.9%。說(shuō)明經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的造紙毛毯,纖維間結(jié)合狀況得到明顯改善,其抗起毛性能、耐磨性能得到明顯提高。

    5 化學(xué)處理造紙毛毯在造紙機(jī)上的使用效果

    5.1造紙機(jī):跟蹤使用在山東某廠的3200/500疊網(wǎng)造紙機(jī)上進(jìn)行。該造紙機(jī)車速:450m/min;生產(chǎn)200g/m2白卡紙;壓榨形式:兩道Φ1500mm大輥徑壓榨;線壓力:220KN/M。

    5.2使用結(jié)果:

    5.3使用結(jié)果分析:

    從以上使用結(jié)果可以看出,經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯的使用壽命明顯大于未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯;上下機(jī)厚度:因經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的造紙毛毯使用周期長(zhǎng)于未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯,所以兩者在對(duì)應(yīng)的厚度上無(wú)多大差異,不能充分說(shuō)明兩者間的彈性恢復(fù)差異;從兩者對(duì)應(yīng)的上下機(jī)克重變化上看,變化也不大。但對(duì)下機(jī)后所采集的舊毛毯小樣進(jìn)行分析得出:經(jīng)化學(xué)處理后的造紙毛毯里面堵塞的污物明顯少于未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯,后者的表面磨損、起毛狀態(tài)明顯重于前者。由此基本上能得出:經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后的造紙毛毯具有拒污和自潔方面的良好性能,其耐磨性能的提高也能得到充分的應(yīng)證。

    6  結(jié)論通過(guò)上述分析,我們可以得出以下結(jié)論:

    1)   防沾污化學(xué)處理造紙毛毯是對(duì)造紙毛毯進(jìn)行進(jìn)一步加工和處理過(guò)程,是使造紙毛毯的性能更加完善的一種方法。

    2)   經(jīng)過(guò)防沾污化學(xué)處理的造紙毛毯具有抗沾污性能。

    3)   經(jīng)過(guò)防沾污化學(xué)處理的造紙毛毯具有良好的自潔能力,在同等洗滌條件下,更能便于洗滌。

    4)   經(jīng)過(guò)防沾污化學(xué)處理的造紙毛毯具有良好的耐磨和抗起毛性能。

    5)   盡管在抗高線壓力、彈性恢復(fù)、適應(yīng)高車速等性能方面沒(méi)有得出直接的結(jié)論,但從使用壽命的差別上已經(jīng)能夠在一定程度上說(shuō)明:經(jīng)過(guò)拒污耐磨化學(xué)處理的造紙毛毯在這幾方面的性能上,要高于未經(jīng)化學(xué)處理的造紙毛毯。今后,還需在這方面多加強(qiáng)試驗(yàn),以期得出更有據(jù)、更可靠的結(jié)論。
    參考文獻(xiàn):[1] 劉建勇  造紙毛毯的抗沾污整理研究  產(chǎn)業(yè)用紡織品  2004.(10)[1] FZ/T01066---1999    涂層織物耐沾污性測(cè)定方法