Техническое руководство · Технические материалы
Производство бумаги с волокном ПВА: связующее или удаляемая поддержка?
Сначала решите, должно ли волокно ПВА остаться в листе как связующее или армирующий компонент либо позднее удаляться как жертвенный шаблон. Испытание и критерии приемки зависят от его роли.
Сначала определите назначение волокна
В производстве бумаги сначала решите, должна ли нить ПВА остаться в листе как связующее или армирующее волокно либо служить временным шаблоном для последующего удаления. Для этих функций нужны разные испытания и критерии приемки. Связующее волокно может набухать и скреплять волокна, частично оставаясь в листе; контакт с водой не означает, что оно должно растворяться. Указывайте удаление только для специально выбранного водорастворимого волокна, способного выдержать формование и сушку до запланированного этапа последующего удаления.
Одного обозначения «ПВА» недостаточно для выбора. На результат влияют форма волокна, состав, условия контакта с водой, композиция бумажной массы и сушка. Также различайте резаное связующее волокно, порошок и водный клей на основе поливинилового спирта: все они могут связывать волокна, но вводятся в процесс по-разному и не являются взаимозаменяемыми.
Сначала укажите на листе испытания предполагаемое назначение и итоговое условие приемки. На сайте компании представлен обзор применения в бумажном производстве который поможет сформировать обсуждение процесса, а страница о коротком волокне ПВА указывает подходящую форму волокна для обсуждения образца.
Отделите сохраняемое связующее от удаляемой поддержки
| Предполагаемая роль | Что должно происходить в бумажном листе | Что оценивать | Не следует предполагать |
|---|---|---|---|
| Сохраняемое связующее волокно | Распределяется и скрепляет волокна при выбранном режиме сушки | Формирование, обезвоживание, прочность в сухом состоянии, поверхность и переработка | Его нужно вымыть |
| Сохраняемое функциональное волокно | Остается в готовом листе или полотне | Распределение, обращение и требуемое свойство конечного применения | Все типы ПВА одинаково реагируют на воду |
| Жертвенная поддержка | Выдерживает формование, затем удаляется на запланированном этапе | Удержание, выборочное удаление, возникающие поры или каналы, целостность листа | Вода процесса удалит его на нужном этапе |
| Раствор ПВА или порошковый клей | Добавляется в растворенном или дисперсном виде для связывания бумажной массы | Введение, удержание, распределение, отложения и конечное связывание | Ведет себя как резаное связующее волокно |
Выбирайте путь связующего волокна, если листу необходимо прочное связывание волокно-волокно. Если удаление должно создать пору или канал, определите этот жертвенный путь отдельно. Не считайте связующее волокно удаляемым только потому, что оно состоит из ПВА, и не планируйте вымывать волокно, предназначенное для армирования листа.
Почему связующее волокно может набухать, не исчезая
Связующее волокно должно диспергироваться в мокрой бумажной массе и способствовать контакту между волокнами при сушке полотна. Полезная реакция при определенном режиме сушки может заключаться в набухании, размягчении или активации поверхности, а не в полном растворении. Избыток полимера в оборотной воде может повлиять на обезвоживание или повторно осесть на листе, поэтому оценивайте обезвоживание, удержание и образование связей вместе, а не полагайтесь на маркировку «водорастворимый».
В патенте на связующие волокна ПВА для бумаги и нетканых полотен описаны набухание с последующим связыванием при помощи тепла, а также конструкция с низким растворением. Это помогает отличать набухание от удаления, однако материал и условия сушилки относятся к конкретному патенту и не являются спецификацией продукта для данного испытания. См. патент на связующие волокна ПВА.
В одном старом исследовании листов ручного отлива применялся клей ПВА с синтетическими волокнами и вискозным волокном. Оно показывает важность формы клея и состава бумажной массы, но ручной метод не предсказывает поведение современной бумагоделательной машины или конкретного короткого волокна. Прочитайте исследование J-STAGE о клее ПВА в производстве бумаги из синтетических волокон с учетом этого ограничения.
Рассматривайте жертвенное волокно как отдельный проект процесса
Для удаляемого шаблона действуют другие критерии приемки: он должен выдержать подготовку массы, формование и сушку, а затем реагировать на запланированные условия удаления без повреждения листа. «Водорастворимый» — это не описание процесса. Укажите, когда вводится среда для удаления, как тепло или химическая обработка влияет на реакцию, достигает ли она волокна внутри полотна, что удаляется вместе с ним и сохраняет ли оставшаяся структура форму.
В одном патенте ПВА описан среди растворимых волокон, используемых как жертвенные шаблоны в процессе пропитки прозрачной бумаги: волокна выдерживают формирование основного листа, а затем растворяются, образуя каналы. Это иллюстрирует последовательность операций, а не общую рецептуру или гарантию для любого волокна ПВА. См. патент на жертвенные каналы в прозрачной бумаге.
Планируйте поэтапную оценку на фабрике или на листе ручного отлива
Ограничьте первый сравнительный этап. Запишите идентификацию и форму волокна, состав бумажной массы, точку введения, порядок смешивания и разбавления, состояние воды, способ формования и историю сушки. Сохраняйте основную массу и условия одинаковыми для контроля и кандидата. Если переменную необходимо изменить, зафиксируйте ее как отдельное условие. Последовательность ниже — предлагаемый план; фабрика или лаборатория определяет собственные методы и критерии приемки.
| Контрольный пункт | Данные для записи по каждому условию | Вопрос для принятия решения |
|---|---|---|
| Роль и идентификация | Предполагаемое назначение, форма волокна и идентификация поставщика | Соответствует ли образец поставленной задаче? |
| Подготовка бумажной массы | Порядок введения, разбавление, смешивание, комки и видимое распределение | Можно ли готовить массу стабильно? |
| Мокрое формование | Формирование листа, обезвоживание, унос и видимые отложения | Нарушает ли это формование или работу мокрой части? |
| Сушка и связывание | Режим сушки, обращение, связывание, поверхность и проверки переработки | Соответствует ли связующее согласованным критериям? |
| Удаление, если предусмотрено | Этап удаления, высвобожденный материал, остатки, целостность листа и характеристика | Удаляется ли компонент при сохранении целостности листа? |
Оценивайте связующее с учетом применения готовой бумаги: переработки, обращения, поверхности, а также требований команды продукта к прочности во влажном или сухом состоянии. Жертвенное волокно проверяйте до и после удаления. Видимого исчезновения недостаточно, если полотно рвется, нужный канал закрывается, остаются остатки или меняется геометрия. Установите критерии до запуска; записывайте наблюдения, а не заимствуйте значения из несвязанных источников.
Подготовьте запрос образца с учетом процесса
При обсуждении образца укажите сорт бумаги и должно ли ПВА связывать волокна, оставаться в виде волокна или удаляться выборочно. Включите состав бумажной массы, режим листа ручного отлива или машинного испытания, последовательность введения и сушки, свойства для приемки и релевантные условия воды, температуры, химической и последующей обработки.
Используйте форму запроса образца чтобы описать назначение и маршрут испытания, отделив запрос на сохраняемое связующее от запроса на жертвенный шаблон.
Часто задаваемые вопросы
Растворяется ли любое волокно ПВА в воде бумажного производства?
Нет. Типы отличаются составом и поведением в воде. Некоторые набухают и связывают волокна, оставаясь в листе; отдельные типы могут быть предназначены для последующего удаления. Проверяйте конкретное волокно и условия процесса, а не делайте вывод по названию полимера.
Следует ли вымывать связующее волокно ПВА после формирования листа?
Только если удаление предусмотрено конструкцией. Связующее оценивается по его вкладу в сохраняемый лист; автоматическое вымывание может противоречить этой роли. Оценивайте мокрую обработку с учетом применения продукта и заданной реакции волокна.
Эквивалентен ли порошковый клей ПВА связующему волокну ПВА?
Нет. Они различаются формой, способом введения, распределением и взаимодействием с бумажной массой. В исследовании листов ручного отлива изучался клей ПВА, но его результаты напрямую не устанавливают поведение современной марки волокна или машинного процесса.
Что нужно согласовать до испытания?
Согласуйте назначение, контроль, последовательность, записи и критерии приемки. Для удаляемой поддержки определите состояние до удаления и структуру, которая должна остаться. Для связующего укажите важные свойства листа и должно ли оно оставаться.