紙の両面性は、シートの厚み全体にわたる繊維、微細繊維、填料の分布、およびウェットウェブの形成、脱水、乾燥、仕上げの方法を含む、複雑な品質問題です。
両面性はウェットフォーミングと密接に関連しているため、効果的な改善プログラムは、シートがプレスセクションまたはカレンダーセクションに到達する前に開始する必要があります。
元の資料では、いくつかの重要なアプローチが特定されています。ウェットエンドの歩留まりの改善、リファイニングと繊維原料の最適化、多層ヘッドボックス技術の使用、填料のより精密な管理、脱水のバランス調整、マシン速度と乾燥プロファイルの調整です。
ウェットエンドの化学処理は、紙シートの構造的均一性を改善するための重要な機会を提供します。
目的は、微細繊維と填料の歩留まりを増加させると同時に、これらの成分のより均一な分布を促進することです。Z方向、つまりシートの厚み方向です。
化学的な歩留まり助剤は、フォーミングファブリックを通して失われる微細繊維と填料の量を減らすことができます。
歩留まりの改善は、以下に貢献できます。
元の資料では、特にデュアルコンポーネントマイクロパーティクル歩留まりシステムが、この目的においては単一ポリマー歩留まりシステムよりも効果的であると特定されています。
元の資料で参照されている条件下では、填料の歩留まりをほぼ20%増加させることができ、同時に填料分布がより均一になります。
繊維の状態もシートの均一性に影響します。
適切なリファイニングは繊維のフィブリル化を促進し、繊維間の利用可能な結合面積を増加させます。
より良いフィブリル化は、以下に貢献できます。
したがって、紙の両面性を改善しようとする際には、リファイニングは繊維原料とともに考慮されるべきです。
多層ヘッドボックスは、紙シートの構造を制御するためのもう1つのアプローチを提供します。シートを1つの均一な繊維層として扱うのではなく、ヘッドボックスは、異なる繊維特性が異なる層に割り当てられる多層構造を確立できます。
例えば、選択された表面層の原料には、より多くの微細繊維を含めることができます。
個々の層の繊維組成を最適化することにより、シート構造自体を通じて両表面間の特性の差を補償できます。
これにより、多層ヘッドボックス技術は、下流での修正に完全に依存するのではなく、両面性を低減するための構造的アプローチとなります。
4. 填料管理の改善
元の資料によると、
填料の種類と粒子径も制御する必要があります。この文書では、
小粒子、紡錘形の沈降炭酸カルシウム（PCC）を例として挙げています。適切な填料の形態と粒子径は、紙シート内でのより均一な分布を促進できます。
填料分布の改善は、結果として両表面間の差を減らすのに役立ちます。
5. 紙マシン速度と乾燥曲線のバランス調整
したがって、マシン速度と乾燥能力は適切に一致させる必要があります。
乾燥シリンダーの温度プロファイルは、過度の乾燥速度差を避けるために最適化する必要があります。
シートの両表面または異なる部分が実質的に異なる乾燥条件を経験する場合、既存の構造的差がより顕著になる可能性があります。
したがって、以下の関係の制御
マシン速度 + 乾燥能力 + 乾燥機温度プロファイル
は、安定した紙品質を維持するための重要な部分です。
6. 紙の両面性を低減するための主要技術
6.1 ギャップフォーマー
フォーミングセクションダンディロールは、形成中のウェットウェブに機械的な作用を加えてシート形成に影響を与えます。
その原理は、主に片側からの脱水によって作成される構造的差を減らし、両面性の問題をその発生源に近いところで対処することです。
主な目的:
形成の改善
6.2 トップワイヤーフォーマー
フォーミングセクションダンディロールは、形成中のウェットウェブに機械的な作用を加えてシート形成に影響を与えます。
これにより、ウェットウェブは、元のフォーミングファブリックを通る下向きの排水に主に依存するのではなく、両面排水を経験できます。
主な目的:
形成の改善
6.3 ホットロールカレンダリングとスチームボックス
フォーミングセクションホットロールカレンダリングと蒸気処理は、生産プロセスの後半で行われます。
それらの役割は、両表面間の応力差を調整し、表面特性のバランスを改善することです。
主な目的:
形成の改善
6.4 デュアルコンポーネントマイクロパーティクル歩留まりシステム
フォーミングセクションこの歩留まり戦略は、シートの厚み全体にわたる填料と微細繊維の分布を改善することに焦点を当てています。
より良いZ方向の均一性は、両表面間の組成差を減らすのに役立ちます。
主な目的:
形成の改善
フォーミングセクション多層ヘッドボックスは、異なる繊維層を確立し、各層の繊維原料を個別に最適化することを可能にします。
これにより、構造設計を通じて特性の差を補償することが可能になります。
主な目的:
形成の改善
6.6 ダンディロール
フォーミングセクションダンディロールは、形成中のウェットウェブに機械的な作用を加えてシート形成に影響を与えます。
その適用は、繊維と填料のより均一な分布を促進できます。
主な目的:
形成の改善
このため、推奨される戦略は次のとおりです。
まずシート形成時に差を予防し、その後、下流の対策でさらに修正する。
長期的な設備投資の観点からは、バランスの取れた両面脱水を提供できるフォーミング技術、特に
ギャップフォーマーとトップワイヤーフォーマーは、問題の発生源に近いところで対処できます。ただし、設備改造だけでは完全な解決策にはなりません。
8. 機械的および化学的ソリューションの組み合わせ
実用的な最適化ルートは次のように表すことができます。
繊維原料 → リファイニング → ウェットエンド歩留まり → ヘッドボックス → 形成 → 両面脱水 → 乾燥 → カレンダリング
元の資料では、以下の組み合わせが推奨されています。
化学的歩留まり
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