纖維分離的方法大致分為機(jī)械法、化學(xué)機(jī)械法、爆破法和熱磨法四大類別。
機(jī)械法將纖維原料預(yù)先用水浸泡或不經(jīng)浸泡,依靠機(jī)械力的作用使之分離成 單體纖維或纖維束'這種方法又稱純機(jī)械法。根據(jù)原料形態(tài)不同,機(jī)械法又可分為木段磨漿 法和削片磨漿法。密度板工業(yè)常用的是削片磨漿法,又稱高速磨漿法。原料以削片形態(tài)直接 或預(yù)先經(jīng)熱水浸泡或用飽和蒸汽軟化處理,而后送到磨漿機(jī)進(jìn)行纖維分離。該法常見的設(shè)備 有盤式磨漿機(jī)(即圓盤磨漿機(jī)),圓盤磨漿機(jī)有單圓盤磨漿機(jī)(由固定磨盤和旋轉(zhuǎn)磨盤組成 和雙圓盤磨漿機(jī)(兩個(gè)磨盤同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn),又稱高速磨漿機(jī)’。削片磨漿法適應(yīng)于各種原料 削片的磨漿,分離的纖維漿料色澤較淡而均勻,纖維的分離度高’損傷的纖維量相對(duì)木段磨 漿機(jī)要少。至于木段磨漿法以及荷蘭式打漿機(jī)、錘式打漿機(jī)等磨漿形式,雖然這幾種方法有 磨漿得率高的特點(diǎn),但其生產(chǎn)效率低而且動(dòng)力消耗較大,隨著制漿技術(shù)的發(fā)展和新型磨漿方 法的涌現(xiàn),這幾種磨漿方法已被淘汰。
化學(xué)機(jī)械法
該法是將原料預(yù)先經(jīng)過化學(xué)藥劑處理,使其內(nèi)部結(jié)構(gòu),特別是木質(zhì)素和半纖維素受到一定程度的軟化溶解和破壞,從而削弱了纖維間的固有連接,然后再通過機(jī)械力作用使其纖維分離。該法對(duì)于處理硬質(zhì)闊葉材和禾本科植物纖維類原料磨漿較為理想?;瘜W(xué)處理常用的化學(xué)藥劑有亞硫酸鈉、碳酸鈉、苛性鈉及石灰等。處理方法有藥劑浸漬法、藥劑液相蒸煮法和汽相蒸煮法等。化學(xué)藥劑可以單獨(dú)使用,也可混合使用,其用量根據(jù)被處理原料及制漿工藝要求而異,可為百分之幾到百分之十幾。
化學(xué)機(jī)械法分離纖維,不僅要消耗大量的化學(xué)藥劑,而且會(huì)產(chǎn)生大量的廢液、廢氣,污染水質(zhì)和產(chǎn)生惡臭氣體而造成對(duì)環(huán)境的危害。該法對(duì)木質(zhì)素和半纖維素的溶解和破壞也較為嚴(yán)重,因而影響了纖維得率。另外,利用該法所得纖維具有酸、堿性,這不僅增加纖維處理工藝的復(fù)雜性,還要考慮所用設(shè)備的防腐蝕性問題。設(shè)備的防腐辦法,一般將設(shè)備內(nèi)襯涂防腐涂料或用不銹鋼制作,也可在原料中加入適量的堿性化學(xué)藥劑,以中和由于原料水解所產(chǎn)生的有機(jī)酸。由于化學(xué)機(jī)械法制漿存在以上問題,故在密度板工業(yè)中不采用此種方法。
爆破法
該纖維分離法是將原料削片放入一個(gè)高壓容器內(nèi),在高溫高壓水蒸氣瞬間處理后,快速排放于大氣中,依靠蒸汽的快速釋放膨脹,使原料削片離解成棉絮狀纖維的方法。此方法是由美國人馬森(w.H. Mason)于1924年,在里曼(Lyman)1858年專利基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的纖維分離方法,故將爆破法又稱馬森奈特法(Masnite)。
該法是將原料削片放入高壓容器中,預(yù)先在1.0~4.0MPa蒸汽壓力下處理15—40s,再升壓到7.0MPa的蒸汽壓力處理4~5s,使木質(zhì)素軟化和碳水化合物部分水解,然后迅速打開閥門放料,使削片爆破成棉絮狀的單體纖維和纖維束。這種分離纖維的方法可使原料中的可溶成分,尤其是半纖維素大部分溶解,木質(zhì)素的可塑性也會(huì)顯著增加。此法所分離的纖維漿料呈褐色,纖維的得率一般在70%~80%。由于該法可促使纖維的可塑性增大,有利于提高密度板產(chǎn)品的耐水性及尺寸穩(wěn)定性。
因?yàn)楸品ㄊ窃诟邷馗邏籂顟B(tài)下工作,對(duì)設(shè)備的安全和維護(hù)保養(yǎng)以及設(shè)備的使用操作技術(shù)要求均十分嚴(yán)格,這也是影響該法推廣使用受到一定限制的原因,
熱磨法
熱磨法又稱熱力機(jī)械磨漿法。該法是將原料的削片先用熱水或飽和蒸汽在特定溫度和壓力下進(jìn)行軟化處理,緊接著將軟化的削片研磨成纖維。此法所采用的設(shè)備即稱熱磨機(jī)。該機(jī)是1 931年由瑞典人阿斯普倫德(A. Asplund) 發(fā)明。首先將削片在蒸汽預(yù)熱缸內(nèi)用壓力為0. 6~0.8Mpa(約150--180℃)的飽和蒸汽處理2~5min,使木質(zhì)原料胞間層的木質(zhì)素軟化,再通過螺旋進(jìn)料裝置將軟化了的削片送入磨漿機(jī)磨室體內(nèi)進(jìn)行機(jī)械分離。這種方法的特點(diǎn)是:使胞間層及細(xì)胞壁的木質(zhì)素軟化或部分溶解,不僅軟化時(shí)間短,而且處理效果也較理想;動(dòng)力消耗比純機(jī)械磨漿法要??;所分離的纖維具有柔韌性,纖維的損傷也少,纖維得率一般可達(dá) 95%左右。故用此法生產(chǎn)的密度板產(chǎn)品,其物理力學(xué)性能均較理想。熱磨法是目前世界密度板制造業(yè)應(yīng)用較為廣泛,如瑞典桑斯公司(Sunds Pefibrator)的PSDR型熱磨機(jī)及新型M系列熱磨機(jī),美國的巴烏爾型 (Sprout-Bauer)熱磨機(jī),德國生產(chǎn)的帕爾曼型(Pallman)熱磨機(jī),以及我國普遍采用的國產(chǎn)熱磨機(jī)如BW116 ~119等,均屬熱力機(jī)械磨漿設(shè)備系列。
纖維分離的方法大致分為機(jī)械法、化學(xué)機(jī)械法、爆破法和熱磨法四大類別。
機(jī)械法將纖維原料預(yù)先用水浸泡或不經(jīng)浸泡,依靠機(jī)械力的作用使之分離成 單體纖維或纖維束'這種方法又稱純機(jī)械法。根據(jù)原料形態(tài)不同,機(jī)械法又可分為木段磨漿 法和削片磨漿法。密度板工業(yè)常用的是削片磨漿法,又稱高速磨漿法。原料以削片形態(tài)直接 或預(yù)先經(jīng)熱水浸泡或用飽和蒸汽軟化處理,而后送到磨漿機(jī)進(jìn)行纖維分離。該法常見的設(shè)備 有盤式磨漿機(jī)(即圓盤磨漿機(jī)),圓盤磨漿機(jī)有單圓盤磨漿機(jī)(由固定磨盤和旋轉(zhuǎn)磨盤組成 和雙圓盤磨漿機(jī)(兩個(gè)磨盤同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn),又稱高速磨漿機(jī)’。削片磨漿法適應(yīng)于各種原料 削片的磨漿,分離的纖維漿料色澤較淡而均勻,纖維的分離度高’損傷的纖維量相對(duì)木段磨 漿機(jī)要少。至于木段磨漿法以及荷蘭式打漿機(jī)、錘式打漿機(jī)等磨漿形式,雖然這幾種方法有 磨漿得率高的特點(diǎn),但其生產(chǎn)效率低而且動(dòng)力消耗較大,隨著制漿技術(shù)的發(fā)展和新型磨漿方 法的涌現(xiàn),這幾種磨漿方法已被淘汰。
化學(xué)機(jī)械法
該法是將原料預(yù)先經(jīng)過化學(xué)藥劑處理,使其內(nèi)部結(jié)構(gòu),特別是木質(zhì)素和半纖維素受到一定程度的軟化溶解和破壞,從而削弱了纖維間的固有連接,然后再通過機(jī)械力作用使其纖維分離。該法對(duì)于處理硬質(zhì)闊葉材和禾本科植物纖維類原料磨漿較為理想?;瘜W(xué)處理常用的化學(xué)藥劑有亞硫酸鈉、碳酸鈉、苛性鈉及石灰等。處理方法有藥劑浸漬法、藥劑液相蒸煮法和汽相蒸煮法等。化學(xué)藥劑可以單獨(dú)使用,也可混合使用,其用量根據(jù)被處理原料及制漿工藝要求而異,可為百分之幾到百分之十幾。
化學(xué)機(jī)械法分離纖維,不僅要消耗大量的化學(xué)藥劑,而且會(huì)產(chǎn)生大量的廢液、廢氣,污染水質(zhì)和產(chǎn)生惡臭氣體而造成對(duì)環(huán)境的危害。該法對(duì)木質(zhì)素和半纖維素的溶解和破壞也較為嚴(yán)重,因而影響了纖維得率。另外,利用該法所得纖維具有酸、堿性,這不僅增加纖維處理工藝的復(fù)雜性,還要考慮所用設(shè)備的防腐蝕性問題。設(shè)備的防腐辦法,一般將設(shè)備內(nèi)襯涂防腐涂料或用不銹鋼制作,也可在原料中加入適量的堿性化學(xué)藥劑,以中和由于原料水解所產(chǎn)生的有機(jī)酸。由于化學(xué)機(jī)械法制漿存在以上問題,故在密度板工業(yè)中不采用此種方法。
爆破法
該纖維分離法是將原料削片放入一個(gè)高壓容器內(nèi),在高溫高壓水蒸氣瞬間處理后,快速排放于大氣中,依靠蒸汽的快速釋放膨脹,使原料削片離解成棉絮狀纖維的方法。此方法是由美國人馬森(w.H. Mason)于1924年,在里曼(Lyman)1858年專利基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的纖維分離方法,故將爆破法又稱馬森奈特法(Masnite)。
該法是將原料削片放入高壓容器中,預(yù)先在1.0~4.0MPa蒸汽壓力下處理15—40s,再升壓到7.0MPa的蒸汽壓力處理4~5s,使木質(zhì)素軟化和碳水化合物部分水解,然后迅速打開閥門放料,使削片爆破成棉絮狀的單體纖維和纖維束。這種分離纖維的方法可使原料中的可溶成分,尤其是半纖維素大部分溶解,木質(zhì)素的可塑性也會(huì)顯著增加。此法所分離的纖維漿料呈褐色,纖維的得率一般在70%~80%。由于該法可促使纖維的可塑性增大,有利于提高密度板產(chǎn)品的耐水性及尺寸穩(wěn)定性。
因?yàn)楸品ㄊ窃诟邷馗邏籂顟B(tài)下工作,對(duì)設(shè)備的安全和維護(hù)保養(yǎng)以及設(shè)備的使用操作技術(shù)要求均十分嚴(yán)格,這也是影響該法推廣使用受到一定限制的原因,
熱磨法
熱磨法又稱熱力機(jī)械磨漿法。該法是將原料的削片先用熱水或飽和蒸汽在特定溫度和壓力下進(jìn)行軟化處理,緊接著將軟化的削片研磨成纖維。此法所采用的設(shè)備即稱熱磨機(jī)。該機(jī)是1 931年由瑞典人阿斯普倫德(A. Asplund) 發(fā)明。首先將削片在蒸汽預(yù)熱缸內(nèi)用壓力為0. 6~0.8Mpa(約150--180℃)的飽和蒸汽處理2~5min,使木質(zhì)原料胞間層的木質(zhì)素軟化,再通過螺旋進(jìn)料裝置將軟化了的削片送入磨漿機(jī)磨室體內(nèi)進(jìn)行機(jī)械分離。這種方法的特點(diǎn)是:使胞間層及細(xì)胞壁的木質(zhì)素軟化或部分溶解,不僅軟化時(shí)間短,而且處理效果也較理想;動(dòng)力消耗比純機(jī)械磨漿法要??;所分離的纖維具有柔韌性,纖維的損傷也少,纖維得率一般可達(dá) 95%左右。故用此法生產(chǎn)的密度板產(chǎn)品,其物理力學(xué)性能均較理想。熱磨法是目前世界密度板制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛,如瑞典桑斯公司(Sunds Pefibrator)的PSDR型熱磨機(jī)及新型M系列熱磨機(jī),美國的巴烏爾型 (Sprout-Bauer)熱磨機(jī),德國生產(chǎn)的帕爾曼型(Pallman)熱磨機(jī),以及我國普遍采用的國產(chǎn)熱磨機(jī)如BW116 ~119等,均屬熱力機(jī)械磨漿設(shè)備系列。