BOM压榨毛毯的技术研究及其选用原则

［摘 要］介绍了压榨部压榨形式及压榨毛毯的特性、压榨毛毯的结构、生产流程、性能、使用效果及其维护等。 0 前言 近年来，随着大型造纸项目的不断建立，造纸新设备、新技术、新工艺的广泛应用，国内整体造纸技术水平有了飞跃发展。就压榨毛毯而言，纸机幅宽增加、速度提高、填料增加、压榨形式和几何形状、纸张定量降低等对压榨毛毯的性能、质量提出了挑战性的要求。特别是压榨线压力，传统的压榨线压力在100KN／m以内，新型纸板机采用大直径压辊高脉冲压榨，线压力可达540KN／m，而靴形压榨线压力更高达1000～1500KN／m，压榨毛毯的生产必须从结构设计、原材料选择、加工工艺等方面进行改革和创新，以适应这一要求，BOM压榨毛毯在此形势下应运而生。 1 榨形式及压榨脱水机理 1.1 压榨形式 对压榨的基本研究已表明，压榨设计中最主要的要求是，提供从压区脱水的最短路径。最短的距离等于压榨毛毯的厚度（通常称为“垂直”方向）。因此，主水流应与压榨毛毯垂直，而且侧向流动应该最少。主要是垂直流动的压榨称为横向压榨和垂直压榨。 压榨的种类很多，每组压榨按压轧辊的数目，可分为双辊压榨和多辊复合压榨。双辊压榨按其用途分为普通压榨、反压榨、光泽压榨、传递压榨、挤水压榨等；如一结构来分：又可分为平辊压榨、真空压榨、沟纹压榨、盲孔压榨、衬网压榨、套网压榨、大辊宽区压榨等。多辊复合压榨有三辊两压区压榨和四辊三区压榨。复合压榨包括复式压榨或多压区压榨。 1.2 压榨脱水机理 纸浆在抄纸网部脱去大量的游离水，形成湿纸页，在网部末端的伏辊上湿纸页被揭下，由造纸毛毯托载者进入压榨部位，在压榨辊的挤压下进一步脱去湿纸页中残留的游离水和纸纤维分子间的张力结合水。整个压榨过程可分为连续的四个压区，而其压力分布曲线可从图1中明显看出。 第一区域是在压区入口，从一定压力开始直到纸页饱和为止。在整个第一阶段，压榨毛毯显示出不饱和状态。在这个阶段不产生水压力差。 第二区域是从纸页饱和点伸展到压区中心，或更确切地说，伸展到压区总压力曲线的顶点。在这个阶段压榨毛毯也达到了饱和点。 第三区域是从压区总压力曲线顶点伸展到纸页最大干度点。该点相应于最高纸页压缩点，而纸页中的水压力接近零。在压区的这个部分发生膨胀作用，压榨毛毯经过零点水压而再次变为不饱和状态。 第四区域是湿纸和压榨毛毯承受得的压力继续减轻，直至各自离开压区。在此区域内，当湿纸的压力减轻至压力等于零时，体积也随之扩张，而其所含水分呈不饱和状态，但由于湿纸纤维间的毛细管要比毛毯的微细，其毛细管效应要比毛毯的作用更大，因此有可能从毛毯中吸回水分，这种现象，称为“回湿”反而增加了湿纸水分。为了防止这种现象，一般当湿纸和毛毯一离开压区时，就应立刻将湿纸与毛毯分开。 从整个压榨过程中可看出有以下几个特点：压榨辊的挤压力越大，从湿纸页中排出的水分就越多，托载湿纸页的毛毯，在进入压榨区时，自身含水越少孔隙量越大，吸收纸页中排出的水分就越多，如果毛毯的孔隙被堵塞，会造成脱水量的减少，湿纸页中被挤出水份无法及时脱离，积存在湿纸页与毛毯之间，它反而会冲击湿纸页，造成纸页“压花”纸页与毛毯从压榨区离去的瞬间，纸页越早离开托载它的毛毯，回湿纸页就越轻。理想的压区压力分布曲线，要求纸页通过压区时平稳地增加压力，而在压区末端则要迅速降低压力。该理论以两压辊间压榨为依据，其特性曲线如图2。 2 BOM压榨毛毯的作用及特性 2.1 BOM压榨毛毯的作用 对于压榨部，压榨毛毯是影响压榨部脱水和改善纸页性能的重要因素，BOM压榨毛毯不仅仅具有脱水、承载和输送等作用，已经赋予了更多的内涵，综合起来主要有以下几种作用： 2.1.1 吸收从压区湿纸中压榨出来的水分，帮助脱水。 2.1.2 在压区中支撑着湿纸页以防压花。 2.1.3 在压区中，毛毯能将压力均匀分布在全幅湿纸页上。 2.1.4 赋予纸页以所希望的表面性质。 2.1.5 在沟纹压辊、真空压辊和盲孔压辊中，辊面上有实心部分和眼孔（或沟缝）部分之别，毛毯能均衡实心部分面积和眼孔（或沟缝）部分面积上的压力，从而可以消除或减轻纸上出现的“影痕”。 2.1.6 把湿纸页从上一道压榨传送到下一道压榨，起到传递湿纸页的作用。 2.1.7 压榨毛毯起到动力传送带的作用，由它带动压榨部所有从动辊转动。 2.2 BOM压榨毛毯的特性 2.2.1 强度 BOM压榨毛毯应当具有一定的强度。运转过程中周期性的应力和疲劳作用，造成毛毯的伸长、压缩和水平上的一些应变。毛毯使用的时间过长，上述应变就降低了毛毯本身应当具备的各项功用，就会缩短毛毯的使用寿命。恰如其分地施加张力使之伸长，是稳定毛毯纵、横向尺寸的重要条件。 2.2.2 空隙容积 BOM压榨毛毯应具有一定的空隙容积去吸收从压区湿纸页中压榨出来的水分。在这里引进了一个新的概念——孔隙分数ε，所谓孔隙分数指一种材料的内部孔隙容积与其总容积之比。即压榨毛毯的孔隙分数为： ε=1-毛毯密度／纤维密度 2.2.3 透过性 透过性表示水或空气在一定压力下或真空度作用下能够透过毛毯的难易程度。BOM压榨毛毯必须具有良好的透过性，否则压区中产生的流体压力足以加大到造成湿纸“压花”。因此毛毯一定要保持清洁，尽量避免填料、胶料、细小纤维以及其它外界杂质填塞到毛毯的孔隙中，而减小了毛毯的空隙分数和透过性。为了能够充分发挥毛毯的作用，毛毯必须随纸机运行的同时或定期加以清洗，保持它的组织畅通、透水和有足够大的空隙容积。 2.2.4 可压缩性 BOM压榨毛毯必须保持一定的可压缩性，毛毯的可压缩性必须与生产的纸种相适应。随着毛毯使用时间的延长，毛毯的空隙溶积逐渐减小，毛毯中的毛细管管径也渐渐变小，这就一方面增加了毛细管的吸力和吸收能力，另一方面却又减少了流体流动的通道，也就降低了毛毯的透过性和增加了压区中的流体压力。 2.2.5 耐磨性 由于毛毯起到传送动力、带动压榨部的各个从动辊和擦过一些固定的脱水元件表面（例如真空吸水箱等），以及高、低压水的长期冲刷，所以它须有相当的耐磨性。 3 压榨毛毯生产技术及选型 3.1 工艺设计原则 BOM压榨毛毯的产品设计包括底网层结构设计、纤维层结构设计、针刺工艺设计、后整理工艺设计四大方面。根据经典的LARSSON及NILSSON的压榨模型理论的要求，BOM压榨毛毯的设计主要遵循以下原则： 3.1.1 采用单丝形成不可压缩的底网层，增加底网层的比例（底网／纤维层比），如底网二层叠、三层叠等，以提高毛毯厚度方向的滤水梯度。 3.1.2 在基网层中减小经纬线的直径与增加同一平面的纬线密度，以增加基布的交织点，以便压力分布均匀，提高对湿纸页的压力，提高脱水效率。 3.1.3 降低毛毯与纸页接触面的纤维细度，增加针刺密度，以提高毛毯的表面平整度，增加毛毯表面与纸页的接触面积，来提高纸张的表面平滑度，减少纸页回湿机率。 3.1.4 增加毛毯底层的纤维细度与长度，提高毛层厚度与针刺牢度，以提高造纸毛毯的耐磨性。 3.1.5 提高耐磨性，防止脱毛新方法 造纸毛毯在造纸机上的磨损不仅有单纯的机械磨损（与高压喷淋、真空箱的材质与形状、导辊材质的表面性能等有关）的原因，还有因粘物、残氯、过氧化物对纤维的化学腐蚀使纤维的强力迅速降低及脆化的原因，以及因碳酸钙、中性填料等使纤维表面的摩擦系数增加而加速磨损的原因等。为解决这些问题，应注意： a纤维耐磨性 b刺针的选择 c针刺深度与针刺密度 d易清洗性能 除此以外，一种新的方法可以明显提高BOM压榨毛毯的耐磨性能，采用热熔纤维热粘合的方法提高毛毯的缠结牢度，而不降低毛毯的松厚度，其原理与热风非织造布很相似。用于造纸毛毯的热熔纤维的物理指标为： 熔点：120～140℃ 分子量：7000～8000 细度：3～5dtex 长度：51～64mm 主要品种为热熔聚丙纤维。其基本使用工艺为： 热熔纤维在纤维层中的含量为5～8％，粘结点可以达到80～120个／cm3 主要用于毛毯正反表层纤维层 定型温度：油热辊定型辊195℃+罩240℃。使用热风定型效果更好，热风+油热定型，空气温度 180℃+辊185℃十罩240℃。 3.2 BOM压榨毛毯的生产流程 3.3 BOM压榨毛毯产品设计 BOM压榨毛毯主要由底网层和纤维层两部分构成。根据多种因素，包括辊子压力、纸幅水分含量、车速、压榨形式和几何形状，因此，对压榨毛毯的要求是不一样的。BOM压榨毛毯根据用途，要单独设计，以便适应于各种需求。底网层和纤维层合理搭配可使压榨毛毯在使用周期内自始白终保持良好的脱水能力以提高生产效率，具有抗压缩、抗化学腐蚀、抗污染、耐磨损的显著特点。 3.3.1 底网结构的选择及应用 底网层采用不同粗细度的锦纶或涤纶综丝加捻合股纱作经纬线，运用不同织造技术制作成单层、双层、三层、叠层（1+1，1+2，1+1+1，2+2……）等具有合理组织结构的无端织物，织造成的底网具有网面平整、密实、不易形成打折，保证BOM压榨毛毯必需的强力和弹性，也满足了毛毯所具有很好地透气、滤水的效果。 3.3.1.1 单层底网BOM压榨毛毯主要用于国内造纸机生产纸板，因为毛毯直接通过平压和反向压榨。 3.3.1.2 双层底网BOM压榨毛毯采用接触辊面那层经纱用较粗的捻合单丝，而接触纸面的那层则由多股捻合细股纱组成，这就保证了接触辊面的那<