Nassmahlen von Strohbrei
Unter Nassmahlen von Strohzellstoff versteht man das Mahlverfahren für Strohzellstoff bei der Herstellung von Dünnpapier, das einen hohen Mahlgrad und eine hohe Papierfestigkeit erfordert. Die Herstellung von dünnem Papier aus Strohzellstoff ist aufgrund seiner kurzen Fasern und der dicken S1-Schicht, die schwer zu zerkleinern ist, relativ schwierig, was das Quellen und Fibrillieren der S2-Schicht zu einer Herausforderung macht. Obwohl Strohzellstoff schwer zu mahlen ist, bedeutet dies nicht, dass seine S-Schicht nicht delaminiert werden kann oder seine S2-Schicht nicht in Längsrichtung gespalten und fibrilliert werden kann. Der Grundsatz der ausreichenden Entstippung mit mildem Mahlen gilt für Strohzellstoff für Kulturpapier, ist jedoch nicht die einzige Mahlmethode. Die Produktionspraxis hat bestätigt, dass aus Strohzellstoff verschiedene dünne Papiere mit hervorragender Faserfibrillierung und hohem Mahlgrad hergestellt werden können, beispielsweise Seidenpapier, Schreibmaschinenpapier, dünnes Kopierpapier und Pauspapier. Der deutsche Forscher E. Rohress nutzte ein spezielles Mahlverfahren für Strohzellstoff, um eine hervorragende Faserfibrillierung zu erzielen und so Papier mit extrem hoher Festigkeit-Reißlängen von über 8.000 m herzustellen. Beispielsweise stellte eine inländische Mühle Kopierpapier aus Weizenstrohzellstoff bei einem Mahlgrad von etwa 90 Grad SR her, wobei die Faserlänge bei 0,8–1,0 mm (ursprüngliche Zellstofffaserlänge: 1,32 mm) bei guter Fibrillierung beibehalten wurde. Eine andere Fabrik stellte Schreibmaschinenpapier aus 100 % Schilfzellstoff her: Der ursprüngliche Mahlgrad des Zellstoffs betrug 28 Grad SR, und der fertige Zellstoff erreichte 88 Grad SR (eine Steigerung von 60 Grad SR), während die durchschnittliche Faserlänge nur um 0,44 mm abnahm. Solche Schlagergebnisse sind mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu erreichen. Um feuchten Strohbrei herzustellen, müssen entsprechend den Eigenschaften der Strohfasern geeignete Maßnahmen ergriffen werden: Erstens sollte aufgrund der kurzen Faserlänge von Strohbrei die Faserlänge beim Mahlen so weit wie möglich erhalten bleiben. Da Strohfasern schwer zu fibrillieren sind, müssen andere Mahlmethoden als bei Holzzellstoff angewendet werden. Entsprechend den Anforderungen verschiedener Papiersorten sollten die Fasern eine ordnungsgemäße und ausreichende Quellung und Fibrillierung erreichen. Um bei der Produktion sicherzustellen, dass sich speziell behandelter Strohzellstoff gut auf der Papiermaschine formt und die erwarteten physikalischen Eigenschaften erfüllt, wird Polyester-Formgewebe aufgrund seiner hervorragenden Entwässerungseffizienz und stabilen Formationsqualität häufig für die Herstellung solch hochfester dünner Papiere ausgewählt. Derzeit gibt es keine einheitlichen Meinungen zum Nassmahlen von Strohbrei mit langen Fasern, was auf einen Mangel an eingehender systematischer Forschung hinweist. Bemerkenswert sind folgende praktische Erfahrungen und Standpunkte:
1. Ausreichende Entstippung im Anfangsstadium Strohbrei muss zu Beginn vollständig entstippt werden, um Faserbündel und Verunreinigungszellen zu trennen und die Fasern durch Quellung zu erweichen und zu plastifizieren. Dies verbessert die Faserzähigkeit, verbessert die Bindung zwischen den Fasern, reduziert das Schneiden der Fasern und schafft günstige Bedingungen für die Fibrillierung.
2. Erhöhung der Schlagkonsistenz. Das Schlagen mit mittlerer-Konsistenz und hoher-Konsistenz erhöht die Reibung zwischen den Fasern, vermeidet übermäßiges Schneiden und erhält die Faserlänge bei gleichzeitiger Verbesserung der Fibrillierung. Studien haben gezeigt, dass mit 16 % mittlerer Konsistenz gemahlener Weizenstrohbrei hervorragende Ergebnisse erzielt.
3. Auswahl der Materialien für die Mahlausrüstung. Rührgeräte oder Scheibenrefiner, die weiche technische Kunststoffe oder poröse, großflächige Steinmaterialien verwenden, üben eine geringere Schneidwirkung auf das Strohbrei aus, haben aber eine stärkere Mahl-, Zerkleinerungs- und Knetwirkung. Untersuchungen zeigen, dass Klingen aus Stein oder Kunststoff eine längere Faserlänge, eine bessere Gleichmäßigkeit und eine höhere Papierfestigkeit ergeben als Klingen aus Metall, was einen wichtigen Ansatz zur Verbesserung des Mahlens von Strohbrei darstellt.
4. Mahlkurve für nassen Strohbrei wird zuerst leicht gemahlen, um eine ausreichende Entstippung zu gewährleisten, gefolgt von kräftigem Mahlen mit hoher Geschwindigkeit. Das leichte, feine Mahlverfahren ist nicht geeignet. Aufgrund der dicken S-Schicht aus Strohfasern verhindert leichtes Feinmahlen die äußere Fibrillierung; Durch längeres Schleifen werden Fasern abgeschnitten und die Länge bleibt nicht erhalten. Die Entstippung ist von entscheidender Bedeutung: Sie trennt Bündel und lässt die Fasern aufquellen, wodurch sie unter Druck und Reibung bruchsicher werden. Es ist ein starkes Schlagen erforderlich, da dadurch trotz der stärkeren Schneidwirkung eine größere Zerkleinerungskraft erzielt wird. Strohfasern sind kurz, fein und haben eine robuste S1-Schicht, deren Bruch nur mit hoher Kraft möglich ist. Nur durch starkes Schlagen können Fasern zerkleinert, abgerieben und gespalten werden, um eine zufriedenstellende Fibrillierung zu erreichen. Allerdings muss die Dauer des starken Schlagens kontrolliert werden, um ein übermäßiges Schneiden der Fasern zu vermeiden. Um in der tatsächlichen Produktion Strohbrei mit einem hohen Mahlgrad und einer hohen Wasserretention zu erreichen, muss das in der Nasspartie verwendete Polyester-Formgewebe hervorragende Entwässerungs- und Verstopfungsschutzeigenschaften bieten, um Blattbildung und Produktionseffizienz sicherzustellen.
5. Ultraschallmahlen (vorgeschlagene Methode) Angesichts der Schwierigkeit, eine externe Fibrillierung in Strohbrei zu erreichen, wurde das Ultraschallmahlen vorgeschlagen. Es ermöglicht eine ausreichende innere Quellung und innere Fibrillierung, während die primären und sekundären Außenschichten erhalten bleiben und der Faserschnitt und der Feinanteil reduziert werden. Der resultierende Zellstoff besteht aus weichen Kunststofffasern mit ausgezeichnetem Kontakt und Bindung zwischen den Fasern, guter Entwässerung und effektiv verbesserter Papierfestigkeit. Dieser technologische Weg verdient Aufmerksamkeit und weitere Forschung. Unabhängig von bahnbrechenden Innovationen ist die Faserbildung auf der Papiermaschine auf die Unterstützung und Zusammenarbeit von Polyesterformgeweben angewiesen. Die Stoffauswahl wirkt sich direkt auf die Faserretention und die Gleichmäßigkeit der Bahnen aus. Mit steigenden Anforderungen an Maschinengeschwindigkeit und betriebliche Effizienz spielen hochwertige Polyester-Formgewebe eine immer wichtigere Rolle bei der Gewährleistung einer stabilen Produktion dünner Papiere aus Strohzellstoff.
