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磨將機械處理法 磨漿對紙張品質的影響 磨漿的步驟 Stages of Refining

w 改善纖維型態及性質 1. 脫水阻力, 水的移去阻力增加 w Removal of primary fiber wall

- 增加纖維表面上可供結合的位置 2. 提升抗張強度, 抗張挺度, 破裂強度, 內部鏈結 w Delaminattion and swelling of fibers

- 增加纖維可繞度 斷裂強度 Fracture Toughness 等物性 ( internal fibrillation )

- 可使纖維被壓潰效果 3. 撕力強度在磨漿初期會改善, 但是增加磨漿 w External Fibrillation

w 增加紙張強度, 不透明度變差 4. 強度後又會急遽的下降 w Shortening of fiber ( cutting )

w 會降低漿料游離度 - 濾水變差 5. 紙張的透氣度, 嵩度, 吸收性, 不透明度, w Creation of fines

w 處理過當會傷害纖維⻑度及強度 及光散射度降低. w Decomposition of hemicellulose

6. 白度稍微降低

磨漿對纖維特性的影響

1. 纖維的切斷及纖維的短化, 引響紙力. 但纖維太⻑易發⽣纏繞現象. 6. 磨損纖維分子的水平表面產⽣凝膠的表面

⼀般⽽⾔將⻑纖維切短不如直接添加短纖維, 亦較經濟. 隨著磨漿作業, 可吸附水分增高 Water retension Value

因⽽⼀般磨漿作業皆抑制纖維的切斷. 7. 逐漸提高更膨潤纖維, 濾水變慢, ⽽紙漿在觸覺上有油滑感

2. 纖維在磨漿移除初⽣壁時, 可能產⽣微纖維 8. 溶解或濾出膠體物質進入外部水溶液

3. 纖維經機械作用在纖維表面產⽣帚化現象 9. 從纖維的內部至外部半纖維素 Hemicelluloses 含量重新分配

纖維縱向分裂 Splitting , or External Fibrillation

又稱 Brushing 及層撥 Foliation 使纖維在水中成膠狀

4. 使纖維細胞壁內部的結構產⽣撥離分層 Delamination 磨漿的目的 Beating and Refining

或疏鬆分裂成纖維毛, 此作用稱為內部帚化 Internal Fibrillation w 利用機械力磨漿 以改變漿料纖維的特性

5. 使捲曲纖維或伸直纖維. 將纖維中或細胞壁中產⽣ Nodes w 以確保紙張物理強度, 外觀性質, 等物性

扭結 Kinks, 滑動的平面 Slip planes, 微擠壓 Micro-compression. 等刷平或從細胞壁移去.

蘇裕昌 博士 2013/11/4磨漿對纖維特性的影響

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Target of Refining 低強度磨漿 Low Intensity Refining

w The target of Refining is to develop fibers to obtain desired properties for paper. 近年來研討

w Physical development of fibers so that they form strong and smooth paper sheets 以何種打漿的方式

with good printing properties. 何種打漿程度

w Refining is based on mechanical treatment with metallic bars with presence of water 才能製造出

> 纖維⻑不會變短

Refining Processes > 游離度不會太低的紙料

w In refining the fibers pass between the bars of the filling of the stator and rotor of a refiner

w The operating parameters influencing the result in low consistency refining are w 保持纖維⻑度, 減少切斷, 增加帚化

- Geometry and material of the filling w 僅變化纖維型態提升紙張力學的年狀打漿

- Net refining energy w 又稱之帚化磨漿或是低強度打漿

- Specific edge load

磨漿的能量消費可劃分為

刀盤圖樣(Disk Pattern)基本設計原理 LBKP : 2.0 ~ 3.5 mm 溝幅 1. 轉動刀盤所消費之動力

1. 刀棒幅、溝幅、溝深(刀棒高度)、刀棒間隔 NBKP : 3.0 ~ 5.0 mm 溝幅 2. 轉動刀盤所產⽣之送漿作用所消費之動力

2. 刀棒幅與溝幅的關係 3. 纖維磨漿或打漿所消費之動力

3. 溝深刀棒高度 無效動力佔總消耗動力約 35%

4. 刀棒⻑度 1. 無負荷運轉動力

5. 轉動刀盤刀棒與固定刀盤刀棒的相叉角度 (10~20度) 2. 發熱消耗動力

3. 送漿作用動力

蘇裕昌 博士 磨漿作業 2013/11/4

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低濃度磨漿作業 方案

增加切斷端⻑度直, 使 Inch-cut愈⼤ 減少磨漿強度(Refining Intensity) 減少每個纖維經過磨漿時的衝擊力 ( Impact )

w 提高迴轉數 w 增加刀棒作用點 (交叉點)

w 增高刀棒數 w 提高磨漿機內的原料濃度(密度)

w 增加刀棒⻑度 w 使多數原料纖維容易登上刀棒面等

提高磨漿機內的原料濃度 使多數原料纖維容易登上刀棒面等

w 提高磨漿濃度(密度)也有單純的將原料處理濃度提高的方法, w 為了使多數的原料容易登上刀棒的方法, 就是單純的將

但是容易阻塞篩或送漿能力也有其極限 刀棒間的溝幅變窄, 但是可能導致阻塞及流量限制

w ⼀般濃度越高越趨近於黏狀打漿, 濃度越低越趨近於截斷磨漿 w 計算磨漿強度的公式中尚未包含原料濃度, 但實際操作

有其檢討的必要性

蘇裕昌 博士 低濃度磨漿作業 2013/11/4