一种连续钢纸的生产方法与流程

本发明涉及造纸的
技术领域：
，具体公开了一种连续钢纸的生产方法。
背景技术：
：钢纸，一种硬度很高的加工纸，具有优良的弹性、耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、机械强度、绝缘性和机械加工成型性能。目前，钢纸的生产方法通常是将原纸用处理剂(浓氯化锌溶液或者铜铵溶液)浸渍处理，使得纤维素润胀胶化，然后在胶化机上层层黏合，再经老化成熟、水浸脱盐、干燥整形而制成钢纸。由此可知，目前的钢纸是由多层原纸复合而成，在生产结束后，钢纸内部可能会存在层间黏合不足的问题，导致钢纸在脱盐后期出现分层、起泡、断纸等严重的生产质量事故，造成生产成本的增加。另外，在使用原纸生产钢纸的过程中，还会涉及到原纸的配纸，包括原纸宽幅的选择、多层原纸总定量的预判，在实际生产过程中，原纸的横向及厚度方向的收缩具有不确定性，导致成品钢纸在宽幅和厚度方面达不到预期的效果。技术实现要素：本发明意在提供一种连续钢纸的生产方法，以解决钢纸内部因层间黏合不足导致分层的问题。为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种连续钢纸的生产方法，包括以下步骤：步骤1)：通过粉碎机将植物纤维成品浆粉碎、疏解，使得植物纤维浆疏松；步骤2)：将疏松的植物纤维浆风送至氯化锌溶液喷淋装置内，进行氯化锌溶液喷淋，并进行固、液搅拌20～40min，进行胶化处理；步骤3)：胶化处理后的植物纤维通过布浆成型器布浆、压榨，形成连续不断的钢纸坯，经导纸辊输送至下一工序；步骤4)：对钢纸坯进行老化处理；步骤5)：对老化后的钢纸坯进行脱盐处理；步骤6)：对脱盐后的钢纸坯进行清洗、烘干和卷曲，形成钢纸成品。本基础方案的工作原理及有益效果在于：步骤1)中，通过粉碎机将植物纤维成品浆粉碎、疏解，使得植物纤维浆疏松，且体积减小，为植物纤维能够充分与氯化锌溶液接触做好准备工作。步骤2)中，采用风送方式将疏松的植物纤维浆送至氯化锌溶液喷淋装置内，植物纤维浆在风力的作用下分散、飘起、翻转，充分地与氯化锌溶液接触，随后植物纤维浆沾附氯化锌溶液后变重而掉落，在氯化锌溶液喷淋装置内进行固、液搅拌(固体指植物纤维浆，液体指一定浓度的氯化锌溶液)，以确保每根植物纤维的表面均有氯化锌溶液包裹、浸渍。步骤3)中，使用布浆成型器将胶化处理后的植物纤维布浆并压榨成型，植物纤维之间交叉，形成钢纸坯。步骤4)中，对步骤3)中形成的钢纸坯进行老化处理，步骤5)中，对老化后的钢纸坯进行脱盐处理，脱除氯化锌。步骤6)中，对脱盐后的钢纸坯进行清洗、烘干和卷曲，将钢纸坯表面附着的杂质除去，再将钢纸坯烘干，卷曲后形成钢纸成品。可选地，所述步骤1)中采用的粉碎机的内部设有同向转动的两个粉碎辊，粉碎辊两端的圆周壁上均设有耳板，耳板转动连接有转轴，转轴上连接有粉碎刀，转轴与耳板之间设有扭簧，扭簧的一端与转轴连接，扭簧的另一端与耳板连接。植物纤维成品浆在粉碎时，若是采用刚性粉碎则容易将植物纤维成品浆粉碎得很细小，从而使得植物纤维变得很短，因此，本方案中，特设计一种适用于粉碎植物纤维成品浆的粉碎机，在粉碎时，粉碎辊上转轴在粉碎刀接触植物纤维成品浆时，能够发生转动，避免粉碎刀对植物纤维成品浆施加较大的粉碎剪切力，从而避免植物纤维变得很短，提高植物纤维在布浆、压榨成型时交叉的程度。可选地，所述转轴贯穿耳板，转轴的端部连接有挡板，挡板与粉碎刀平行；所述粉碎辊旁设有弧形板，弧形板的凹面朝向粉碎辊，弧形板的凹面上设有若干限位凸起，限位凸起沿弧形板的凹面竖向分布，所述挡板转动过程中与限位凸起相撞。在粉碎刀粉碎植物纤维成品浆的过程中，粉碎刀上容易挂住植物纤维。因此，本方案中，转轴跟随粉碎辊转动的过程中，转轴上的挡板与弧形板凹面上的限位凸起相接触，此时转轴受到作用力不再转动，直至挡板与限位凸起分离，转轴在扭簧的作用下转动，转轴上的挡板与下一个限位凸起相撞，这时产生的冲击力将会使得粉碎刀上挂住的植物纤维振动并脱离粉碎刀，从而避免粉碎刀上挂住的植物纤维越来越多，同时也使得植物纤维的损失。可选地，所述步骤2)中采用的氯化锌溶液喷淋装置包括壳体、喷头、搅拌轴、进料口和出料口，所述喷头安装于壳体的顶部，进料口位于壳体的中部，且进料口与水平面的夹角为40°～50°，出料口位于壳体的底部，搅拌轴贯穿壳体的侧壁，搅拌轴同轴连接有搅拌叶片。采用风送的方式将疏松的植物纤维浆送至壳体内，由于进料口与水平面的夹角为40°～50°，因此，植物纤维浆进入壳体内时，在竖直向上和水平方向的分力作用下，植物纤维浆在壳体上半部内分散、飘起、翻转，从壳体顶部的喷头喷出的氯化锌溶液能够充分与植物纤维浆接触，植物纤维浆沾附氯化锌溶液后变重掉落在壳体的底部，再加上部分氯化锌溶液直接掉落在壳体的底部，因此，在壳体的底部形成固、液混合物，驱动搅拌轴转动，搅拌叶片搅拌固、液混合物，使得植物纤维浆充分与氯化锌溶液接触，从而确保每根植物纤维的表面均有氯化锌溶液包裹、浸渍，确保胶化处理效果。可选地，所述步骤4)中，老化处理具体包括：钢纸坯在导纸辊的运输下，进入老化室，并在老化室内恒速前行，老化室温度为30～50℃，老化时间至少2h。钢纸坯在老化室一边前行，一边老化，提高生产效率。另外，老化室能够为钢纸坯中纤维素进一步变性提供高温条件，使钢纸坯内部纤维素反应更均匀。可选地，所述步骤5)中，脱盐处理具体包括：配制至少十种不同浓度的氯化锌溶液，将不同浓度的氯化锌溶液盛放在生产线上依次排列的脱盐池内，保证一个方向上脱盐池内的氯化锌溶液的浓度由高到低，将钢纸坯顺次浸入氯化锌浓度由高到低的脱盐池中，最后将钢纸坯浸入至少十道盛有清水的脱盐池中，每道脱盐池的浸泡时间至少30min，完成脱盐处理。将老化后的钢纸坯顺次浸入氯化锌溶液浓度由高到低的脱盐池中，将钢纸坯中的氯化锌浸析出来，从而除去钢纸坯中的氯化锌。可选地，所述步骤6)中，使用清水反复冲洗，并使用软毛刷将钢纸坯表面附着的杂质刷除。用软毛刷清理钢纸坯的表面，避免损伤钢纸坯的表面。可选地，所述步骤6)中，经过清洗后的钢纸坯在导纸辊的输送下，进入预干室，经过热风处理表面后，进入干燥工序，经过多个烘缸组的干燥后，钢纸坯含水量的质量分数为6～8％。烘干后的钢纸坯的含水量的质量分数为6～8％，避免钢纸坯的含水量过低，影响成品的韧性。可选地，所述步骤5)中，将钢纸坯浸入盛有清水的脱盐池前，使用两个挤压辊挤压钢纸坯，两个挤压辊的圆周面设有吸水巾，两个挤压辊之间的间隙等于钢纸坯的厚度。利用两个挤压辊上的吸水巾将钢纸坯上沾附的液体吸干，避免将上一道脱盐池中的水带入下一道脱盐池中。可选地，两个挤压辊的位置可调。两个挤压辊的位置可调，即两个挤压辊之间的间隙大小可调，以便能够对不同厚度的钢纸坯的表面进行吸水处理。附图说明图1为本发明一种连续钢纸的生产方法的流程示意图；图2为本发明实施例二中粉碎时采用的粉碎机内粉碎辊正视示意图；图3为本发明实施例二中粉碎辊的立体结构图；图4为本发明实施例二中氯化锌溶液喷淋装置的结构示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：粉碎辊1、耳板2、转轴3、粉碎刀4、扭簧5、挡板6、弧形板7、限位凸起8、壳体9、喷头10、搅拌轴11、进料口12、出料口13、搅拌叶片14。实施例一实施例基本如图1所示：一种连续钢纸的生产方法，包括以下步骤：步骤1)：通过粉碎机将植物纤维成品浆粉碎、疏解，使得植物纤维浆疏松。步骤2)：将疏松的植物纤维浆风送至氯化锌溶液喷淋装置内，进行氯化锌溶液喷淋，并进行固、液搅拌20～40min，进行胶化处理。本实施例中，搅拌时间选择30min。另外，氯化锌溶液选用比重为1.91～1.98的浓氯化锌溶液，本实施例选择比重为1.95的浓氯化锌溶液。步骤3)：胶化处理后的植物纤维通过布浆成型器布浆、压榨，形成连续不断的钢纸坯，经导纸辊输送至下一工序。具体地，本步骤中，根据钢纸坯与钢纸成品厚度的比例进行布浆、压榨，产出厚度合格的钢纸坯。步骤4)：对钢纸坯进行老化处理。具体地，钢纸坯在导纸辊的运输下，进入老化室，并在老化室内恒速前行，老化室温度为30～50℃，老化时间至少2h。本实施例中，老化温度为50℃，老化时间为2h。步骤5)：对老化后的钢纸坯进行脱盐处理。具体地，配制至少十种不同浓度的氯化锌溶液，将不同浓度的氯化锌溶液倾倒入不同的脱盐池中，保证一个方向上脱盐池内的氯化锌溶液的浓度由高到低，将钢纸坯顺次浸入氯化锌浓度由高到低的脱盐池中，最后将钢纸坯浸入至少十道盛有清水的脱盐池中，每个脱盐池的浸泡时间至少30min，完成脱盐处理。本实施例中，配制十种浓度不同的氯化锌溶液，具体浓度见表1，另外，盛有清水的脱盐池的数量为十五道，共二十五道脱盐池，每道脱盐池的浸泡时间为40min。并且，在钢纸坯进入盛有清水的脱盐池前，将钢纸坯穿过两个挤压辊，这两个挤压辊的位置可调，两个挤压辊的圆周面贴有吸水巾，在钢纸坯穿过两个挤压辊的过程中，挤压辊上的吸水巾将钢纸坯表面上沾附的溶液吸干，减少前一个脱盐池对后一个脱盐池的污染。表1氯化锌溶液浓度表脱盐池编号氯化锌溶液比重11.5021.4531.4041.3551.3061.2571.2081.1591.10101.05步骤6)：对脱盐后的钢纸坯进行清洗、烘干和卷曲，形成钢纸成品。具体地，使用清水对钢纸坯进行冲洗，并使用软毛刷将钢纸坯表面附着的杂质刷除；经过清洗后的钢纸坯在导纸辊的输送下，进入预干室，热风处理表面，吹除钢纸坯表面的水珠，进入干燥工序，经过30个80～100℃烘缸组的干燥后，钢纸坯含水量的质量分数为6～8％；最后卷曲形成钢纸成品。本实施例中的钢纸生产方法中，直接由植物纤维成品浆生产钢纸，省去原纸的抄造流程，缩短生产工艺。并且，本实施例中的钢纸生产方法避免了多层原纸胶化粘合，从而避免了钢纸因层间粘合不足而出现分层问题，提高钢纸质量。另外，避免了原纸配纸，只需根据钢纸坯与钢纸成品厚度的比例调节钢纸坯的厚度，从而生产厚度不同的钢纸成品，操作更加方便快捷，节省大量人力、物力，降低钢纸生产成本。此外，从表2中可以看出，本实施例中生产钢纸的方法与现有技术中生产钢纸的方法(对比例：原纸配纸、氯化锌溶液胶化处理、胶化机上层层黏合、老化处理、脱盐处理、清洗、烘干、整形和卷曲，其中，整形是指采用热压机压平钢纸坯)所生产的钢纸成品相比，两种生产方式生产的钢纸成品的部分技术指标出现差异，其中较为明显的是平均厚度、横向湿胶合、纵向湿胶合、横向抗张强度和纵向抗张强度，实施例一的检测参数均优于对比例的检测参数。对比例是以钢纸原纸作为钢纸原材料，纤维素在氯化锌反应处理以前，植物纤维已经进行过交织、排列形成网状结构，这对后期氯化锌纸内纤维间渗透、纤维素变性膨润、收缩造成困难；原纸层间纤维素交叉、粘合造成影响，而且会对整个纸板内部粘合力、纵横向抗张强度造成影响，因此，实施例一所生产的钢纸成品的质量比对比例所生产的钢纸成品的质量更为优良。表2实施例一与对比例所生产出的钢纸成品的检测参数表实施例二本实施例与实施例一的不同之处在于：步骤1)中所采用的粉碎机，结合图2和图3所示，其内部设有同向转动的两个粉碎辊1，每个粉碎辊1两端的圆周壁上均设有耳板2，耳板2转动连接有转轴3，转轴3的轴向与粉碎辊1的轴向平行，转轴3上固定连接有粉碎刀4，相邻转轴3上的粉碎刀4交错设置，且两个粉碎辊1上的粉碎刀4相互交错设置。转轴3与耳板2之间设有扭簧5，扭簧5的一端与转轴3焊接，扭簧5的另一端与耳板2焊接。转轴3的两端均贯穿耳板2设置，转轴3的端部焊接有挡板6，挡板6与粉碎刀4平行，具体地，右边的转轴3的前端焊接有挡板6，左边的转轴3的后端焊接有挡板6，右边的挡板6和左边的挡板6均不干扰粉碎辊1工作。粉碎辊1旁设有弧形板7，具体地，右边的弧形板7位于右边的粉碎辊1的前右下方，左边的弧形板7位于左边的粉碎辊1的后左下方。弧形板7的凹面朝向粉碎辊1，弧形板7的凹面上设有若干限位凸起8，限位凸起8沿弧形板7的凹面竖向分布，挡板6转动过程中与限位凸起8相撞。本实施例中，限位凸起8的数量为七个。结合图4所示，步骤2)中采用的氯化锌溶液喷淋装置包括壳体9、喷头10、搅拌轴11、进料口12和出料口13，喷头10安装于壳体9的顶部，进料口12位于壳体9的中部，且进料口12与水平面的夹角为40°～50°，出料口13位于壳体9的底部，搅拌轴11贯穿壳体9的侧壁，搅拌轴11同轴连接有若干搅拌叶片14。本实施例中，进料口12与水平面的夹角为45°。具体实施时，步骤1)中，将植物纤维成品浆放入两个粉碎辊1之间，由于两个粉碎辊1同向转动，因此，当植物纤维成品浆放在两个粉碎辊1之间时，植物纤维成品浆受到向上、向下的剪切力，对植物纤维成品浆进行粉碎。由于本方案中，转轴3转动连接在耳板2上，因此，当粉碎刀4受到阻力时(粉碎刀4与植物纤维成品浆接触时)，且当阻力大于扭簧5的扭力时，转轴3发生转动，以此对植物纤维成品浆进行“柔性粉碎”，避免将植物纤维成品浆粉碎得过细。另外，在粉碎植物纤维成品浆的过程中，植物纤维容易挂在粉碎刀4上。因此，本方案中，在粉碎辊1转动过程中，当转轴3上的挡板6与弧形板7上的限位凸起8相接触时，挡板6远离转轴3的一端运动受阻，该端不再跟随粉碎辊1转动，转轴3与耳板2发生相对转动，直至挡板6与限位凸起8分离，转轴3不再受限，转轴3在扭簧5的作用下转动复位，于是，转轴3上的挡板6与下一个限位凸起8相撞，撞击所产生的冲击力使得粉碎刀4上挂住的植物纤维振动并从粉碎刀4上脱离，避免粉碎刀4上挂的植物纤维越来越多，影响植物纤维成品浆的粉碎，同时也减少植物纤维的浪费。步骤2)中，采用风送的方式将疏松的植物纤维浆送至壳体9内，由于进料口12与水平面的夹角为40°～50°，因此，植物纤维浆进入壳体9内时，在竖直向上和水平方向的分力作用下，植物纤维浆在壳体9上半部内分散、飘起、翻转，从壳体9顶部的喷头10喷出的氯化锌溶液能够充分与植物纤维浆接触，植物纤维浆沾附氯化锌溶液后变重掉落在壳体9的底部，再加上部分氯化锌溶液直接掉落在壳体9的底部，因此，在壳体9的底部形成固、液混合物，驱动搅拌轴11转动，搅拌叶片14搅拌固、液混合物，使得植物纤维浆充分与氯化锌溶液接触，从而确保每根植物纤维的表面均有氯化锌溶液包裹、浸渍，确保胶化处理效果。以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。当前第1页12