打漿

打漿（beating）又稱叩解。是利用機械作用處理懸浮於水中的紙漿纖維，使其具有適應在造紙機上生產所要求的特性，並使所生產的紙張能達到預期質量的操作過程。

利用物理方法，對水中紙漿纖維進行機械或流體處理，使纖維受到剪下力，改變纖維的形態，使紙漿獲得某些特性，以保證抄成的紙達到預期的質量要求，這一過程就稱之為“打漿”。

打漿過程中纖維除了受機件的剪下、揉搓和梳理等作用外，同時纖維的細胞壁還發生位移、變形與破裂等現象而吸水潤脹，產生細纖維化，使紙漿具有柔軟性、可塑性，也使纖維素分子鏈中的羥基增加與氫鏈結合機會，提高了纖維間的結合力。按打漿作用，可分為黏狀打漿和游離打漿。按生產方式，可分為間歇打漿和連續打漿。

基本介紹

• 中文名：打漿
• 外文名：beating
• 又稱：叩解
• 主要分為：游離打漿和黏狀打漿

打漿原因

由於紙漿纖維挺而有彈性，如不加任何處理就用來抄紙，則在網上成形時難以分布均勻，抄出的紙張硬度很低。另外，未經打漿的紙漿，尚含有未分離的纖維束，這些纖維束挺硬，有的太長，有的太粗，缺乏必要的切短和分離，如用其抄紙，則所得產品疏鬆、多孔，表面粗糙、強度很低，不能滿足使用要求。經過打漿處理的紙漿生產的紙，則組織緊密均勻，強度較大。

打漿方法

主要分為游離打漿和黏狀打漿。

游離打漿是以切斷作用為主，紙漿的濃度較低。此方法的打漿機的刀刃較銳利，刀刃的齒距較密，在打漿時纖維容易被切斷，使所抄造出的紙張會出現密度小而膨鬆、不透明、伸縮性小，油墨容易附著等特性。不過，此方法所抄造出來的紙張，其表面平滑度較低，並容易起毛。

黏狀式打漿方法是用破裂磨潰等原理。其所用的紙漿濃度較高，而打漿機的刀刃較鈍，刀刃齒距較稀疏，切斷纖維時容易產生長短不一的現象，使所抄造出來的紙張擁有的物理特性較強，紙質緊密，紙張表面平滑度佳，透明度較高且不易起撓等特性。但紙張的伸縮性較大，對油墨吸收效果較差。

打漿歷史

中國古代，人們使用棍棒、石臼等工具來舂搗桑皮和竹麻等原料，來獲得所需要的紙漿。

古代埃及人用木棍捶打莎草和蘆葦，使纖維表面產生天然半纖維素膠粘劑，來強化纖維結合力和物理強度。

纖維變化過程

打漿對纖維的作用和纖維的變化除壓潰、揉搓、疏解以外，主要分為以下五部分：細胞壁的位移和變形，初生壁和次生壁外層的破除，吸水潤脹，細纖維化和橫向切斷等。但這幾種作用不是截然分開，而是互相交錯進行的，現分述如下：

位移和變形

用偏光顯微鏡可以觀察到纖維上的亮點，即微纖維的位移。未打漿的纖維有位移，而開始打漿後出現了新的位移點，隨著打漿過程的進行，位移點逐步擴大並變得更清晰。

產生位移的原因是由於纖維在打漿過程中受到機械作用力，使次生壁中層一定位置上的微纖維產生彎曲變形，微纖維之間空隙有所增加，這就為纖維吸收更多的水創造了條件。開始這個變形是很小的，以後逐步變大。雖然由於初生壁和次生壁外層還沒有去除，對次生壁中層的位移和進一步潤脹受到限制，但吸水變形可使纖維變得柔軟，對去除初生壁和次生壁外層具有重要作用。

破除

初生壁在蒸煮和漂白的過程中去掉一部分，但仍存有相當數量。未去掉初生壁的纖維，顯得光滑、挺硬，不易吸水潤脹。這是由於初生壁中含有較多木素，並呈網狀的結構，它雖然能吸水，但潤脹程度很低。初生壁的外層很薄，它緊緊地包圍著能夠很好潤脹的初生壁中層，因此，也必須在打漿中將其除去，使次生壁中層的細纖維分離出來，才能達到纖維的充分潤脹和細纖維化作用。

初生壁和次生壁外層的破除，是利用打漿設備的機械作用力和纖維之間的相互摩擦，呈膜狀或碎片的形式除掉的。當然，打漿過程中不可能將每根纖維的初生壁和次生壁外層徹底去除，根據打漿程度的不同，去除的多少也不同。不同種類的纖維初生壁及次生壁外層的除去難易程度也不相同，如草漿比木漿去除要困難，硫酸鹽木漿比亞硫酸鹽木漿的去除要困難，因而造成打漿時細纖維化的難易程度不同。

纖維吸水潤脹

在初生壁未打破之前，纖維的吸水潤脹程度較慢。隨著打漿的進行，初生壁及次生壁外層不斷被打破，纖維的吸水潤脹加快，纖維直徑可迅速潤脹到原來直徑的兩倍。吸水潤脹後的纖維變得柔軟可塑，外表面積增大，內部組織結構鬆弛，分子間內聚力下降，有利於細纖維化的進行。

纖維在打漿過程中所以能發生吸水潤脹，是由於纖維素和半纖維素分子結構中存在有無定形區和大量羥基，與水分子發生極性吸引，水分子進入無定形區，使纖維素分子鏈間距離增大、纖維外表面積增大，從而引起吸水潤脹。一般半纖維素含量多的纖維易吸水潤脹，木素含量高的纖維不易吸水潤脹，因此，漂白後的紙漿纖維較未漂漿吸水潤脹好。

細纖維化

纖維在打漿的過程中受到打漿設備的機械作用而產生纖維的縱向分裂，表面分離出細小纖維，纖維兩端帚化起毛的現象，稱為細纖維化。

一般認為，纖維的細纖維化是在纖維吸水潤脹以後開始的。由於吸水潤脹，致使內聚力減小，次生壁的層與層之間產生滑動，使纖維變得柔軟可塑，稱為內部細纖維化。而纖維表面的分絲帚化，分離出大量細小纖維，增加了纖維的外表面積，稱為外部細纖維化。

纖維的細纖維化，主要是次生壁中層產生，因為細纖維在它上面的排列多是近似平行的，易於潤脹和分裂帚化。但必須是在次生壁外層完全除掉或部分除掉的情況下，才能產生較好的細纖維化。纖維的細纖維化和纖維的吸水潤脹是相互促進的。吸水潤脹為纖維的細纖維化創造了有利條件；反之，纖維的細纖維化又能促進纖維更進一步的吸水潤脹。

橫向切斷

打漿過程中，由於打漿設備的刀片或磨齒間的剪下作用，使纖維受到切斷。同時在打漿壓力較大、濃度較高的情況下，纖維之間相互摩擦，也會造成纖維的橫向切斷。

長纖維經適當地切斷，可以提高紙張的組織均勻性和平滑性。但過分受到切斷，紙的強度就會降低。通常對棉漿、麻漿等長纖維漿料，在打漿時要求有較多的切斷；對針葉木漿（纖維平均長度為2～3毫米）在打漿時，應根據紙張物理性能要求，將纖維切斷到必要的程度，對較短的闊葉木漿和草類漿（纖維平均長度為0.7～1.1毫米），則不希望有過多的切斷。

在同一打漿條件下，吸水潤脹得很好，纖維具有良好的柔軟性和可塑性，就不容易受到切斷，而易於分絲帚化。反之吸水潤脹不好，纖維挺硬，則容易受到切斷。

總結

上述五個方面的作用是指單根纖維而言的，即指一根纖維在打漿過程中可能受到的集中作用。在實際生產中，打漿處理的纖維數量是無法估量的，由於打漿中各種條件的限制，每根纖維受到的作用不可能完全一致。如有一部分纖維在打漿時可能吸水潤脹和細纖維化作用都較好，而另一部分纖維可能受到較嚴重的切斷作用；也可能有一部分纖維在打漿初期初生壁和次生壁外層就破裂，而另一部分纖維直至打漿後期尚未破裂。如果這種現象嚴重，就說明打漿作用不良，必須採取有效措施，力求把漿打得均勻一些。

打漿元件

簡介

經過蒸煮或機械磨解、篩選和漂白以後的紙漿，還不能直接用來抄紙。因為紙漿中的纖維缺乏必要的柔韌性，纖維與纖維間的結合力還不夠理想，如果用它抄紙，紙張會疏鬆多孔、表面粗糙、強度低，不能滿足使用的要求。磨片是磨漿機的“心臟”，直接對紙漿纖維產生剪下、壓潰、拉伸、摩擦等作用力來改變纖維形態，滿足抄造適配性。

工作原理

“三分造紙，七分打漿”，打漿就是利用磨片齒紋機械作用方法處理紙漿中的纖維，使其疏解、適度切斷和分絲帚化；更重要的是纖維在打漿時吸水潤脹，使之具有較高的彈性和塑性，滿足造紙機生產的要求，以使生產的紙張能達到預期的質量指標。

磨片設計一直沿襲比刀緣負荷(SEL)理論，我國南通華嚴磨片研究中心和奧地利安德里茲等機構的研究實踐案例表明要充分考慮比表面負荷及流變效應等因素。比刀緣負荷理論是以磨漿機轉刀齒與定刀齒齒緣交會單位長度上衝擊剪下絮聚纖維的有效負荷來描述和表征打漿特性。具體是由磨漿機的有效功率(淨功率)N、轉速 n以及磨片每轉切斷長L三個方面決定的。

甘蔗渣打漿

甘蔗渣屬於纖維長度較短的一種草類原料，在我國廣西、廣東、雲南等地產量豐富，它是在甘蔗經榨糖後以化學方法處理的漿種，叩解度一般在18~22°SR，濕重指標在2.4~2.7之間，特別適於生活用紙的抄造，要求上網叩解度在28~32°SR之間，濕重在2.0~2.5之間最佳。因此甘蔗渣漿打漿必須使用粘狀打漿，打漿濃度在10~20%之間，使用高濃磨漿機設備，配以合適的無空磨磨片，則成漿質量高，並且勻度好，節電效果明顯。

磨片分類

錐形磨片、圓盤磨片、熱磨機磨片、疏解機磨片、熱分散磨片等。

每個規格的磨片分別有數種到數十種齒型。

造紙磨片現有HYCut fin 、Broom fin 、Soft fin 、Ease fin 四大類別。

最佳化磨片作用

我國南通華嚴磨片研究中心對打漿工段進行磨片最佳化實踐，在數百例實踐生產中，不同的漿料、不同的紙種，不同的工藝和不同的指標，選用不同的磨片齒型。最佳化後的磨片齒形更能適應具體工藝需要，有利於提高纖維品質、成紙品質及降低打漿電耗。

磨片材質

磨片設計選用合適的齒型以達到既定的打漿參數，還必須具有良好的耐磨性能和抗衝擊韌性。縱觀100多年來，全球範圍的磨片製造和使用的發展中，石材、灰口鐵、鎳硬白口鐵、高鉻鑄鐵、鎳鉻合金、多元合金、不鏽鋼、碳化鎢、高分子聚乙烯、改性尼龍、陶瓷、金剛砂等材料都得到過採用，鑒於耐磨性和經濟性考慮，目前多元合金磨片和高鉻鑄鐵磨片因良好的耐磨性能處於主導地位。具有表面粗粒的多元合金磨片傾向於對纖維更好的分絲帚化作用；特鋼磨片傾向於纖維更劇烈的切斷作用。

磨片選型

南通華嚴多元合金磨片四大系列
HY Cut fin; 切割鰭系列	適宜偏游離狀打漿，較低動力消耗狀態下快速降低長纖維濕重，利於提高勻度。
HY Soft fin; 軟鰭系列	適宜於短纖維漿種，切斷作用較弱，保持纖維長度，利於減少濕重流失。
HY Ease fin; 疏解鰭系列	適宜於多漿種，疏解與泵送能力強，降低電耗，利於提高出率 。
HY Broom fin; 掃帚鰭系列	適宜於偏粘狀打漿，對纖維分絲帚化作用較強，利於打漿度的提升。

正大輕科無空磨磨片特別針對目前國內特色原料漿種對叩解度和濕重的要求，滿足高叩解度同時不降低濕重指標具有特別明顯的效果，在甘蔗渣打漿、楊木打漿、桉木打漿、竹漿打漿等領域適用性強，還具有大幅降低噸漿耗電量的優勢，據套用統計分析，該磨片套用在上述領域較傳統磨片節電40~60%。