正文 第二節 為封閉紙麵和改進強度的預處理(1 / 2)

一、預處理的紙和紙板

表麵施膠常用於高級紙(諸如膠版紙、複印紙等)的預處理。表麵施膠可黏結紙上的纖維和填料以減少掉粉、掉毛和改進膠版紙、複印紙等的質量。紙張經過表麵施膠,有助於增進其抗張強度、耐破度和內結合強度,挺度也會有所提高,白度、鬆厚度和不透明度則有所降低。表麵施膠也可作為顏料塗布紙的預塗,它不僅增加紙幅的強度和挺度,而且也可改進後麵塗布工序的運行性能。

紙板有時也在塗布前進行表麵施膠。施膠的主要目的:一是改進內結合強度(用IGT測試儀檢測)和挺度,以及改進層間結合強度;二是封閉紙麵以限製塗料滲入紙板內,這幾乎跟第一個目的一樣重要;三是使紙麵疏水和改進濕強度。表麵施膠有時也是改進最終塗布質量的一種顏料預塗過程。進行這種預塗,要求將塗布顏料分散在施膠液中。

二、預處理的塗料

澱粉溶液是最常用的表麵施膠液。許多不同質量和品種的澱粉如玉米、小麥、馬鈴薯、木薯等澱粉均可用作施膠液。澱粉也可改性以提供所需的特殊性能,它可以是陽離子或陰離子澱粉、氧化澱粉、或衍生成酯或醚。

在有些特殊場合,也使用聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纖維素(CMC)、烴乙基纖維素(HEC)。這些材料可提供非常牢固的表麵薄膜。蠟或苯乙烯馬來酸(SMA)則可提供疏水表麵。

表麵施膠還可改進濕強度性能,脲甲醛(UF)、蜜胺甲醛(MF)等樹脂常用於改進加工紙和紙板的濕強度性能。

在某些特殊場合也使用合成膠乳,例如有些高級紙用膠乳來增加紙幅的強度,有些紙則以膠乳改進其表麵濕剪切強度。

三、預處理的主要設備

有各種不同的預處理技術和設備,傳統的設備是機內雙輥施膠壓榨。但隨著紙機速度的迅速提高,施膠壓榨已有必要加以改進。

(一)傳統雙輥施膠壓榨

傳統雙輥施膠壓榨實際是一個極簡單的塗布裝置。基本的施膠壓榨是由夾在運行紙幅之間的兩個輥子組成。輥子通常都是掛膠的,一個輥子常比另一個輥子硬些,較硬輥子的硬度一般為1~5PJ(Pusey&Jones),較軟輥子的硬度為15~25PJ。有時還有以28~30/36~36硬度配對的輥子。施膠壓榨安排在紙機幹燥部的中間。

1.傳統施膠壓榨的結構

紙機上的施膠壓榨可有三種不同形式,即立式、水平式或傾斜式。

在立式結構中,下輥在其下麵料盤中旋轉,將施膠液帶到紙麵上。上輥從一個分配管獲得施膠液,然後將其施加到紙麵上。

立式施膠壓榨最適合於紙幅的單麵施膠。單麵施膠對薄紙很不適宜,且容易斷紙。現在立式施膠壓榨主要用於紙板的單麵施膠。

水平施膠壓榨的紙幅是從上麵進入壓區的,它允許施膠液與紙之間有較長時間的接觸。分配管供給膠液,在紙幅兩側形成一個膠液池。這種結構用作單麵施膠的效果不好,一般用作雙麵施膠。

傾斜式結構是傳統施膠壓榨的最新結構,其施膠液的施加方法與水平式壓榨相類似。傾斜式施膠壓榨比上述兩種壓榨可有更高的紙機速度。

隻有速度較慢的紙機才能使用傳統施膠壓榨,因此這類施膠壓榨現在一般隻在特種紙和紙板機上使用。這種特種紙和紙板機的施膠需要有較多膠料和很好的膠料滲透,而傳統施膠壓榨則有很好的滲透效果。傳統施膠壓榨結構簡單、運行方便,但因為它容易變髒,常常成為限製紙機車速的因素。

2.傳統施膠壓榨的局限性

傳統施膠壓榨技術存在著若幹特有的問題。其實際的最高速度為1000m/min。在速度較高時,噴濺和斷紙現象明顯增加。傳統施膠壓榨最嚴重的問題是在壓榨後的“裂層”問題(其他輥塗裝置也存在這類問題)。當紙幅進入壓區中時,壓力逐漸增加並在壓區中部達到最大值。在此高峰後,壓力開始下降,有時甚至成為負壓,使塗層中的氣穴增加。如果塗料沒有很好地固定在紙上,在塗層與紙之間就產生開裂而導致不均勻的塗層。