Salmu ķīmiskā pulēšana
Pulpēšanas ar zāles mīkstumu raksturojums
Zāle{0}}izejvielu un koksnes{1}}izejvielu ķīmiskais sastāvs, šķiedru morfoloģija un struktūra ievērojami atšķiras. Šī atšķirība ir īpaši pamanāma celulozes formēšanas procesā. Galvenā īpašība ir tāda, ka celulozes procesā ir grūti panākt tādu kā šķiedru izsmalcinātību zāles mīkstumā, tas ir, nav viegli panākt zāliena mīkstuma ārējo šķiedru smalku šķiedru veidošanos. Tas tieši ietekmē arī tā saderību ar poliestera veidojošo audumu (poliestera veidojošo tīklu), jo poliestera veidojošajam audumam ir noteiktas prasības attiecībā uz celulozes šķiedru smalkās šķiedras pakāpi, lai nodrošinātu formēšanas procesa stabilitāti.
Kviešu salmu mīkstums tika samalts ar lodīšu dzirnavām. Slīpēšanas procesā šķiedru morfoloģijas izmaiņas bija šādas: Kviešu salmu mīkstuma šķiedru P slānim bija tendence lūzt un nokrist, veidojot plānu, sietam līdzīgu struktūru, piemēram, viegli plīstošu un trauslu vecu marli, kas aptīta ap S slāni. Uzsākot slīpēšanu, šķiedras ātri nobružājās, un plānās primārās sienas sadalījās fragmentos un nokrita, izraisot strauju celulozes konsistences palielināšanos. Pēc primāro sienu pilnīgas noņemšanas šķiedras izrādījās ļoti gludas. Turpināta slīpēšana neizraisīja būtiskas izmaiņas šķiedru morfoloģijā. Palielinoties mīkstuma konsistencei, šķiedras pakāpeniski lūza. Slīpēšanas procesā šķiedras nepārtraukti absorbēja ūdeni un paplašinājās, pakāpeniski kļūstot mīkstākas. Kad celulozes konsistence sasniedza 80-90 grādus SR, bija acīmredzamas gareniskas plaisas un šķiedru šķelšanās, un no tā brīža šķiedras ārēji turpināja kļūt smalkākas. Tomēr šajā brīdī šķiedras tika sagrieztas ļoti īsas, un izturība ievērojami samazinājās, kas novedīs pie sliktas šķiedru saķeres ar poliestera veidojošo audumu un ietekmēja turpmāko formēšanas kvalitāti.
Celulozes šķiedru garums ir 0,79 mm. Ja attīrīšanas pakāpe ir 93 grādi SR, šķiedras garums samazinās tikai līdz 0,44 mm, kas ir gandrīz uz pusi mazāks. Šis eksperiments liecina, ka salmu celulozes šķiedras ir grūti smalki fibrilēt, un šī īpašība novedīs pie nepietiekami vienmērīgas zāles masas veidošanās uzVeidojošs poliestera audums. Salīdzinot ar koksnes masu, kurai ir labāks smalkās fibrilācijas efekts, no tā izgatavotā papīra biezuma novirze ir lielāka. Šim raksturlielumam ir līdzīgi secinājumi, pētot citus zāles mīkstumus, piemēram, niedru zāli, bambusu un niedru. Iemesls, kāpēc zāles šķiedras ir grūti smalki fibrilēt saskaņā ar jaunākajiem pētījumiem, ir:
1. Zāles izejvielu šūnu dobumi ir mazi, S₁ slānis ir salīdzinoši biezs, un S₁ slānis ir cieši saistīts ar S₂ slāni. S₁ slāņa smalkās šķiedras ir sakārtotas krusteniski- spirālveida veidā šķiedru šķērsvirzienā, piemēram, uzmava, kas cieši aptin S₂ slāni, ierobežojot S₂ slāņa pietūkumu. Pulpēšanas laikā S₁ slānis ir grūti nojaukt un uzbriest, tādēļ ir grūti noteikt izmēru gareniski. Rezultātā zāles masas šķiedras nevar pilnībā izplesties, samazinot saskares laukumu ar poliestera veidojošo audumu un tādējādi ietekmējot formēšanas efektivitāti. Šis strukturālais defekts noved pie tā, ka zāles masas šķiedras nespēj pilnībā izvērsties, kā rezultātā samazinās saskares laukums ar poliestera veidojošo audumu un tādējādi tiek ietekmēta formēšanas efektivitāte.
2. Zāles materiālu šūnu sienas sastāv no vairākiem plānu mikro-šķiedru slāņiem. Mikro-šķiedru izvietojuma virzieni katrā slānī bieži ir atšķirīgi. Piemēram, bambusa un niedru mikro{5}šķiedras pārsvarā ir izvietotas šķērsvirzienā, kas ievērojami ierobežo mikro-šķiedru slāņu sadalīšanos un uzbriest ar aksiālu izvietojumu, apgrūtinot šķiedru sadalīšanos gareniski un izmēriem.
3. Mikrošķiedru uztīšanas leņķis ir pārāk liels. Novērojot mikrošķiedras no kokvilnas masas, lina masas un dažādām skujkoku koksnes celulozēm, tika konstatēts, ka ar vienādu kombinācijas pakāpi šķiedrām, kuru tinuma leņķis ir mazāks par 10 grādiem, parasti ir tendence uz garenvirziena plaisāšanu. Šķiedras ar tinuma leņķi no 10 grādiem līdz 30 grādiem (piemēram, kokvilnas{6}}linu mīkstumu) var noberzt, lai radītu garenvirziena plaisāšanu. Šķiedrām ar tinuma leņķi no 30 grādiem līdz 45 grādiem (piemēram, vairumam skujkoku koksnes šķiedru) ir mazāka iespēja tikt noberztam, lai izraisītu garenisku plaisāšanu. Šķiedras, kuru vijuma leņķis ir lielāks par 45 grādiem (piemēram, zāles šķiedras, piemēram, kviešu salmi, niedres un niedru zāle, un dažas platlapju koksnes šķiedras), ir ļoti grūti noberzt, lai izraisītu garenisku plaisāšanu. Tas ir arī viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc zāles masas un poliestera veidojošo audumu saderība nav tik laba kā koksnes masas saderība.
4. Mikrošķiedru anizotropija. Virziens, kādā mikrošķiedras tiek uztītas uz šķiedras sienas, var būt ar kreiso -roku ("S" forma) vai ar labo- ("Z" forma). Šķiedrām ar mainīgiem tinumu modeļiem ir augsta anizotropija. Dažām šķiedrām, piemēram, linu šķiedrām, ir mikrošķiedras, kas pamatā ir izvietotas paralēli vienā virzienā, piemēram, "S" formas izkārtojums, savukārt kaņepju šķiedrām ir "Z" formas izvietojums, un tinuma leņķi attiecībā pret šķiedras asi ir mazāki par 10 grādiem. Tādējādi tie ir pakļauti gareniskajai šķelšanai. Tomēr zāles šķiedrām, piemēram, niedres, tās bieži tiek izkārtotas pārmaiņus "S" un "Z" formā, un pat pēc lielas sišanas mikrošķiedras joprojām savijas un nav viegli pārraujamas gareniski.
Turklāt zāles{0}}izejvielu mikrošķiedras bieži nebeidzas šķiedru galos, bet gan stiepjas ap galiem un turpinās līdz šķiedru aizmugurei. Rezultātā pilnīgas šķiedras ir grūti izķemmējamas, savukārt šķiedras ar pārtraukumiem ir vieglāk izķemmējamas.
