造紙毛毯的透通性主要包括透氣性、透水性,它是評價造紙毛毯品質好壞的重要物理性能指標,直接影響造紙廠的產品質量、生產效率和生產成本。通過測試有助於防止意外停機、確定毛毯的工作狀況、對壓榨部的趨勢進行分析和優化、分析問題的來源並迅速獲得回報,對毛毯的運行性能有著較大的影響。隨著造紙行業的迅猛發展,對測試的精確要求和人身安全也在不斷地提高,使用造紙毛毯的綜合檢測係統和在線自動檢測係統將是必然的趨勢,也將成為優化壓榨部運行的強有力的工具。為了了解和掌握造紙毛毯性能的變化趨勢,在其使用周期內進行有效的調節,使其保持最佳工況,有必要對造紙毛毯的透通性等性能指標進行測試。
一、測定透通性的意義
毛毯含水量和透水性的測試提供了關於壓榨部工作狀況的重要信息。就本質而言,含水量分布突出壓區和吸水箱問題,而透水性分布則說明運行過程中毛毯的狀況。通過對這兩種性能進行測試,可以提前做出決定,而不是等到出現紙機運行性問題後才決定。
那些從含水量分布和透水性測試中獲得最大收益的紙廠是生產高級文化用紙和利用回收纖維造紙的紙廠,因為回用纖維中的雜質會阻塞毛毯的孔隙。測試對於新型高速紙機同樣重要,特別是超高速薄頁紙機。測試的結果對毛毯同樣很重要,它不僅了檢測了毛毯的脫水過程,而且也直接決定了壓榨部出最後一道壓榨的濕紙幅是否帶有濕條痕。
二、造紙毛毯透通性測試的原理和方法
1.造紙毛毯透氣性測試
造紙毛毯的透氣性用透氣量(度)來表示,它是在穩流情況下,在試樣兩邊保持一定壓力差時,單位時間內通過單位麵積試樣的空氣流量。透氣性的單位是mL/(cm2·s),即在1s時間裏,1cm2麵積樣品透過空氣1mL,稱一個透氣度單位,也有可采用單位cm/s表示。
由此可見,透氣量(度)越大,造紙毛毯的透氣性越強。常用的透氣儀為Y561型織物透氣儀。
針刺無緯造紙毛毯透氣性測試結果。
造紙毛毯透氣性測試是十分必要的,因其透氣性與濾水性相關,但並不相等。因透氣性測試不接觸水,毛毯不會變濕。造紙毛毯的透氣量(度)取決於織物中空隙的大小和多少,而這些又將取決於纖維的形狀、生產方法、厚度及後整理方法等因素。
造紙毛毯所用的纖維越細,則空氣透過的阻力越大,透氣量(度)越小。大多數異型纖維製成的毛毯透氣性比圓形纖維好,壓縮彈性好的纖維製成的毛毯,其透氣性也較好。吸濕性強的纖維,吸濕後纖維直徑顯著膨脹,空隙減小,透氣性下降。
不同加工方法製成的毛毯,其透氣性有很大的差異。一般來說,相同品種、相同定量的毛毯越厚,其透氣性越大。經過後整理的毛毯,其透氣性一般都會下降。
2.造紙毛毯透水性的測試
液態水從造紙毛毯一麵滲透到另一麵的性能,稱為造紙毛毯的透水性。兜水試驗可用以測定造紙毛毯的透水性。測試時,在試樣一麵維持一定水壓的條件下,以單位時間通過單位麵積試樣的水量\[mL/(cm2·h)\]表示造紙毛毯的透水性(筆者注:也有可采用單位mL/s或mL/min表示)。
造紙毛毯的透水過程包括3種途徑:一是因纖維吸收水分子,使水分子通過纖維內部滲透到造紙毛毯的另一麵;二是毛細管作用,造紙毛毯內的纖維濕潤,使水滲透到另一麵;三是在水壓作用下,水通過造紙毛毯內孔隙流向毛毯另一麵。實際上是3種途徑同時起作用,有時會產生某種途徑的作用強,而另一種途徑作用弱而已。
L&W Scanpro毛毯透水性測試儀是一種便攜式儀器,用於測定壓榨毛毯運行期間的透水性。通過檢測毛毯的透水性,很容易檢測毛毯是否磨損、壓實和阻塞,可用於快速排除故障,同時提高了優化壓榨部重要功能的可能性。
L&W Scanpro毛毯透水性測試儀采用的測試原理,最初是由加拿大造紙研究所提出了測試的方法並獲得專利,現在此基礎上又得到了進一步發展。其原理是:水通過專門設計的噴嘴噴到毛毯上,噴嘴還使毛毯壓縮,以模擬將水從紙張吸入到毛毯中的方式。水填滿毛毯中的孔隙,因此,單位時間內吸入的水量就是透水性的測試值。也可沿毛毯橫向和縱向進行測試。實際上,測試結果不受車速和含水量變化的影響。
L&W Scanpro毛毯透水性測試儀測試單位時間內的水容量,單位是mL/s。測試原理在TAPPI:TIP 0404—43中介紹。
①測試原理:水流過除砂過濾器、流量計和壓力控製器之後,通過噴嘴到達毛毯。
②根據Darcy公司,毛毯透水性定義如下
③毛毯透水性測試儀的基本參數
④安裝要求
測試時是將測試儀壓在運行的毛毯上,即可進行測試,測試結果立即以橫向和縱向分布曲線的形式顯示在內置顯示屏上,這樣,紙機操作人員就可以快速發現可能存在的問題(如毛毯缺陷),以免導致停機。