特种纸生产的关键技术设备大全-内容详尽

特种纸生产的关键技术设备大全在我国中低档的特种纸产品居多，但想生产高档产品又缺乏创新能力及技术支撑。特种纸与其他纸相比无论在原料与纤维形态及纸的结构上都具有一定的特殊要求，同时要生产特种纸必须需要有特殊的装备。特种纸用途非常广，主要用于国民经济各个领域，如医疗、食品、军工、农业、建材、机械，电子等。虽然特种纸品种繁多，但与普通纸相比，有如下几方面特点：（1）生产特种纸的纤维原料复杂多样，主要包含植物纤维、化学纤维、无机纤维和金属纤维等。其纤维形态一般具有下列特征：长度较长或长径比较大；打浆度较高或较低；有些还要使用混合纤维抄造。（2）与常规纸种的生产过程相比较，特种纸生产过程具有以下特点：部分纤维不易分散，在设备和管道上易挂浆；化学品用量多，易产生气泡并出现在纸面；部分纤维密度与植物纤维差距较大，在流送与成形以及引纸过程中会出现一些操作困难。（3）特种纸一般对纸张结构有一些特殊的要求。其纸张成型匀度普遍要求较高，部分产品在Z向结构上有使用不同原料的要求；部分产品，尤其是使用化纤或无机纤维原料时对施胶要求较高；有些产品还要求高温压榨定型（主要是化纤纸）。由于特种纸的生产基本上采用造纸方法，其装备大部分相差不大，因此国产造纸装备的技术进步也为特种纸的发展提供了基本保障；同时特种纸有独有的特点，这也决定了部分装备是有其特点的，个别设备甚至只有特种纸专用。这里主要介绍一些有特点的和专用的重点装备。分散设备高剪切力水力碎浆机高剪切力水力碎浆机主要用于长径比大的纤维、矿纤维、人造纤维等纤维的充分离解和分散。其转子能够产生高剪切力，转子叶片刃口直接打散纤维团块的同时，在浆料流体内部产生极高的速度差，有效分散纤维。流体流态又不产生局部的旋涡和湍动，使已得到分散的纤维不再重新絮团。行星式浆池搅拌器在浆池顶部装配有多个推进器，安装在旋转的单臂/双臂两端。推进器在绕其自身轴旋转的同时，也围绕臂的中心轴公转。其主要特点如下：浆池与浆接触部分全部为光滑面，能够减少长纤维挂浆的概率；推进器公转与自转的转速可以调节。推进器与公转中心的距离可以调节。推进器可以根据需要增减，灵活；改善抄纸前浆池不同液位高度下的浓度一致性。纸页成形及辅助成形设备斜网成形器复合等。其中侧浪网是对长纤维浆料（比如麻浆）最为有效的成形设备，特点是纸张匀度好、纵横向拉力比小，但生产速度较慢、槽幅定量差较大，不好控制；圆网是特种纸生产使用较多的成型器，型式也比较多，如活动弧形板式、侧流式、抽气式、逆流式等，但共同的缺点是车速慢，匀度不太好，纵横拉力比较大等；长网成型器是另一种用于特种纸的设备，但对于匀度要求较高的或含有长纤维的纸种，不太适应；有些产品也有采用长/圆网结合的形式生产。这种状况一直持续到上世纪90年代初，开始有个别厂家引进斜网纸机生产特种纸，国产斜网成形器的开发始于90年代末，目前已经有了较大规模的应用，如在汽车三滤纸、茶叶袋纸，玻纤纸等领域应用十分广泛。国产斜网纸机的开发成功显著促进了特种纸的质量提高和品种的开发。国产的斜网成形器从最初的单层成形逐渐发展到了三层同时成形（并且具有全部知识产权）和斜圆网复合成型等多种形式。尤其是多层斜网成形的成功开发和应用为许多产品的开发提供了条件，是一个重大的技术进步，具有突出的优点。例如，第一，可以生产出梯度结构的材料；第二，成形过程流态稳定、匀度好；第三，不同原料在不同位置的应用可满足一些高精尖材料的生产，如高精度三滤纸、玻纤纸、茶叶袋滤纸、电池隔膜纸；第四，大大简化机器结构，节省水电汽消耗等。目前，国产斜网纸机正逐渐成为特种纸生产的主要机型之一。国产多层斜网成型器的工作原理：多层斜网成形器在方锥管布浆器内分层上浆，采用独特的整流及分层技术，实现纤维在成形区的分层成形，可以实现两层或三层上浆。国产斜网成型器的主要技术指标：车速10-200m/min；幅宽600-2640mm；定量18-200g/m2；适合原料长纤维木浆、合成纤维、无机纤维等，及其混合物悬浮液等。斜网成型器的主要特点：主要适应打浆度低的、纤维较长的产品；成形过程流态好，成纸匀度好；三种不同原料结合为一张纸，可满足许多高精尖材料的生产，如膜过滤纸、高精度玻纤纸等；结构简单，操作维护方便；可以生产出梯度结构的材料（多层成型时）；水电耗较低。侧流式圆网成形器圆网机的优点是结构简单、占地面积小、投资省、操作维护方便、工艺变化灵活、能适应品种的多变。但普通圆网机存在的最大缺点是成纸的纵横张力比过大，匀度不太好，横幅定量差较大且不易调节，对产品质量影响很大。侧流式圆网可以部分克服纵横向差大的问题，但控制难度较高，不易稳定。侧流式圆网采用近网直接进浆方式，即浆料从网槽一侧靠近圆网笼处直接进入成形区前部，为了使进入网槽中的浆料保持一定的横向流动速度，在对着进浆口的另一侧开有侧流口，使从侧进入的浆料，有一部分从另一侧流出，侧流回流量一般保持在10%-20%。圆网成形器的最大幅宽不超3000mm车速不超过100m/min（在抽气或真空的情况下可达180m/mim）。无后座力高频摇振箱摇振箱的应用在长网纸机上已有几十年的历史，对改善纸页匀度、纵横向拉力比有较好的效果，对长网特种纸机特别有效，但传统的摇振装置存在着摇振频率低、对地基础反作用力大、机械故障频繁等缺点，其根本原因就是产生振动的原理是偏心结构。无后座力高频摇振箱的核心结构由两组4个相同的偏心块组成。偏心块旋转时，将会产生一个惯性力。通过合理的布置，使偏心块垂直分力相互抵消，水平分力相互叠加，在此力的作用下，摇振箱带动胸辊产生一个往复运动。主要优点：改善纸张纤维排列，改善纸张纵横向强度差；改善纸幅的尺寸稳定性；振动频率高，可达到500次/min。振幅大，可达到±12.5mm；带动的摇振质量大；摇振装置无反作用力传递至基础，基础结构和维护简单，对环境影响小。主要参数：最大驱动力250N-m摇振力：60kN；摇振振幅：0-25mm；摇振频率：200-500次/min;摇振质量：2000-4000kg；适应纸机幅宽：1760-3300mm；控制方式：伺服控制系统。目前无后座力高频摇振箱已有多家纸厂使用，国产的摇振箱也已开发成功，并已经应用到生产中，如水松纸、壁纸原纸，装饰纸，转移印花纸等特种纸机的长网部上。目前该机推广的最大问题主要是造价较贵。施胶设备特种纸常常有施胶量较大的要求，最大的甚至要求单面10~15g/m2,普通纸机上使用的表面施胶机或膜转移施胶机很难保证均匀准确的施胶量。在这种要求下，能用的方法就是采用较为原始的浸渍施胶的方式，虽能满足施胶量的要求，但纸页回湿严重,干燥负荷较大，另外，纸幅在浸渍槽经过时易发生断头、起皱等生产故障，且引纸较困难。也有引进辊式膜转移施胶，但在施胶量较大时，转移膜仍然不易均匀，稳定，严重影响施胶均匀性，以及色差（有些纸种），气流计量膜转移施胶机，基本上解决了重施胶时转移膜计量准确性和均匀性问题,使施胶质量大幅度提高了。气流计量膜转移施胶/涂布器主要由一对施涂辊、两个料槽、加压机构、间隙调节机构和真空系统等组成。其工作原理如下：两施涂辊分别设立料槽，由辊面、料池和封板构建一个密闭空间，仅在封板与施涂辊辊面之间留出一条窄缝。在料池液位上方的密闭空间抽真空，由于真空作用而形成气流，调节窄缝和真空度可以控制气流，从而均匀地对粘附在涂布辊的料液进行计量。该型式施胶机已在国内多家特种纸厂成功应用,取得了良好效果。但该型式施胶机暂时还难以在高车速情况下应用。起皱装置起皱装置用以生产各种皱纹纸。其中常用的是刮刀起皱，用于普通皱纹纸。还有一种胶带起皱装置是专用于微起皱的装置，用于皱纹很细、伸长率在7%-12%的伸性装置，是目前纸袋纸的专用设备，该技术已经全部国产化了，是国内几家大型纸袋纸生产厂的主力机械。伸性装置伸性装置主要由胶毯、伸性缸、压棒、涨紧器、校正器、磨毯装置、吊毯装置和硅油系统等组成，是生产伸性纸袋纸的关键设备。它通过胶毯在挤压力作用下的收缩等机械作用使半干纸张产生微皱纹，从而赋予纸张更高的伸长率，更高的破裂功，从而满足纸袋包装用纸的使用性能。加热装置高温高压可控中高压光机高温热辊压光机是国内刚刚开始应用的设备之一，可以提供高温、高线压的压区，用于改善纸幅的某些性能，如强度、紧度等，主要适用于化纤纸（如芳纶纸、聚酰亚胺纤维纸）等。主要结构和工作原理：热媒主要采用导热油，辊面可以是双硬辊，也可以是软/硬辊，硬辊通导热油。硬辊面材料采用冷硬铸铁加强力滚压处理，使其在反复高温和常温下辊面不变形，不起毛，保持表面硬度和平滑性。高温高压热辊压光机目前只有少量使用，主要用于化学纤维纸的生产中的后整饰。穿透式干燥烘缸穿透式干燥烘缸的工作原理是将需要干燥的纸页包覆在一个直径很大的烘缸上,烘缸表面布满了蜂窝状的孔。TAD空气穿透干燥技术有两种形式：一种是强制热空气从这个穿孔的大转鼓向外穿过包覆着转鼓的毛布和纸页,另一种反过来强制热空气穿透到转鼓里面。空气穿透干燥工艺的关键是维持温度和穿过整个横幅纸页的空气透气性一致。穿透式干燥烘缸在国内率先由纺织行业开发成功，在印染、整饰中有成功应用，造纸行业还没有厂家开发，但在造纸行业的应用也不多，主要用于卫生纸和餐巾纸等生活用纸的干燥，在特种纸上主要用于滤纸类、茶叶袋纸等纸种，它可以赋予纸幅更好的透气性、松厚度、吸水性和强度等性能。除了能够提高产品性能外，具有比普通烘缸干燥高得多的干燥效率。从应用结果来看，在烘缸结构，热风系统及控制水平、温度分布和误差水平等方面基本上已完全可以满足生产要求。电磁感应加热缸/辊工作原理与结构特征：感应加热是把电能通过电磁能的相互转换，最终转化成金属内部的热能，达到加热的目的。其安装主要有两种形式，一种是线圈装在缸体或辊体内部，另一种是线圈装在缸体或辊体外部。用电磁烘缸进行纸张的干燥并不是很合适，但它更适于纸张的塑化、复合、定型及其他软材料的复合、定型。缺点是由于应用还不多，造价有点贵，妨碍了大量推广应用。用电磁加热原理可以做成烘缸，也可做成热辊，还可以直接用来加热辊子的表面。电磁加热装置目前在塑料，薄膜复合等领域有较多应用，在造纸行业应用是直接加热烘面温度用于茶叶袋等纸种的定型。在热压光机上的应用目前正处于试运行的阶段，效果暂时还无法评估，但从长远来看，只要解决了造价问题，无疑是一种有前途的加热装置。在特种纸生产上由于原料和添加剂的多样性和复杂性，常常会出现纸张在辊子和烘缸表面粘纸或掉粉掉毛的问题，既影响了生产效率，也影响了产品质量。因此在关键部位使用各种表面处理技术以减少这类问题的发生是非常急迫的任务。目前国内亦可以做包覆或喷涂特氟龙来解决粘辊问题，但寿命较短。喷涂金属复合材料是另一种技术，可提高表面硬度和防黏，但价格较高。国产特种纸装备基本可以满足纸厂的生产要求，但有些技术还不是很完善，规格和品种也不是很多，有一些技术装备有待开发，还有一些问题：如稳定性、操作方便性、性能优化等有待解决。随着产品质量的不断提高和新产品的出现，对装备的要求是越来越高，装备技术的发展永远是与产品相关联的。特种纸装备开发除了要满足性能以外，还要注意节水节能、降低生产成本，这样的产品才是市场需要的好产品。