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选用适宜的纸张性能测试方法,满足不同行业需求
中国纸业网造纸厂设备:2018-10-11 1:02:49 造纸机械|卫生纸机|铜版纸|瓦楞纸|造纸技术
  由于不同行业对纸张吸液或憎液性能要求不同,通过施胶方式、施胶剂用量、浆料选择和打浆方式等方面的调整,从吸液高度、施胶度(墨水划线法和液体渗透法)、吸水性(可勃法)或者边湿水等测试方法中选择适宜的方法,较准确地反映并控制不同纸张要求的吸液或憎液性能。

 

纸张根据用途的不同,要求有一定的亲液性或憎液性能。比如:印染行业以纸张为载体的离型类、转移类纸,要求其原纸具有适当的吸液性能;浸渍加工纸要求原纸具有良好的吸液性能;印刷行业美术、艺术类产品既要求纸张吸墨速度快,又要求吸墨后快速干燥,并且不同的印刷品要求对原纸的憎液性能控制各不相同;食品行业的纸袋、纸杯、方便面纸碗、牛奶新鲜杯等,对纸张憎液性能要求较高,尤其对盛装液体饮料用途的纸张,要求在加工过程中、保质期内必须具有防渗漏的功能。所以针对不同行业对纸张吸液或憎液性能要求的不同,纸张生产工艺需要通过施胶方式、施胶剂用量、浆料选择和打浆方式等方面的调整,选择相应的吸液或憎液性能测试方法来较准确地反映纸张吸液或憎液性能的强弱。

 

1  吸液性能好的纸张测试

加工行业离型类、转移类等用途的纸张,主要用于转移陶瓷印花、人造革类、丝绸类、甚至棉布类等织物的色彩图案,该类纸张表面涂一层特殊涂料,故要求原纸有一定的吸液性能,但又不能吸收太多的涂料,其原纸生产时基本上在浆内不添加施胶剂。浸渍染色类原纸,要求瞬间浸渍染色的色相均匀一致,其纸张生产工艺也只能轻微的施胶。此时用施胶度的测定(墨水划线法和液体渗透法)GB/T 460-2008纸和纸板吸水性的测定(可勃法)GB/T 1540-2002两种方法均不可行,只能采用纸和纸板毛细吸液高度的测定GB/T 461.1-2002方法、纸和纸板表面吸收速度的测定GB/T 461.2-2002方法。吸液高度法通常采用的测试时间为10min,也有要求测试时间为2min的;吸收速度法是采用一定量的水或其他溶液滴到试样表面后,被试样吸收所需时间,以吸收速度快慢来衡量。

纸张吸液性能的调节主要采用浆料选择、打浆方式、打浆游离度控制、纸张表面进行轻微处理等措施。

 

2  憎液性能好的纸张测试

印刷行业由于美术、艺术类印刷产品不断增加,客户对不同印刷品的着墨深浅、层次感均有严格的要求,还有UV油墨、珠光粉的应用,对原纸的憎液性能需求各不相同。传统的方式认为用于印刷的纸张施胶度越高越好,即憎液性能越强越好,已不适应现代社会印刷品的要求,而必须针对不同要求的印刷品,抄纸时通过采取施胶工艺等的调整,用一种或者几种测试施胶性能的方法来准确反映纸张的憎液性能,才能稳定每批生产纸张的施胶性能,从而满足客户不同印刷品的质量稳定。

2.1  印刷纸张憎液性能测试方法选择

1)定量低于40g/m2薄型纸的施胶度一般采用墨水划线法测定。

2)定量40120g/m2纸张的施胶度一般采用液体渗透法与可勃法吸水性相结合的测定方法。

3)定量高于120g/m2纸张的施胶度一般采用可勃法吸水性的测定,但是对于高定量纸的憎液性能,要控制其厚度方向的吸液快慢,需要与液体渗透法相结合。

2.2  印刷纸张施胶工艺调节

通过长期生产实践,绘制了140g/m2双胶纸随AKD用量变化,其可勃法吸水性和渗透法施胶度的测试数据,详见图1



 

1  AKD用量与吸水性和施胶度的关系

从图1可知,对于既要求纸张吸墨速度快,又要求吸墨后快速干燥的美术、艺术类印刷产品,其可勃法吸水性值要求高,测定时间60s时吸水性在3070g/m2,但墨水划线法还是达2.0mm标准,不扩散。此类纸一般采用浆内微施胶或者直接采用表面施胶,但必须注意施胶的均一性问题。采用浆内施胶的施胶剂用量低,一般在0.06%以下,容易产生施胶不稳定的现象,用量稍微波动就会产生纸张无施胶现象,较适宜采用表面施胶方式,且用量比浆内施胶节省23倍。

对于可勃法测定时间60s、吸水性在2030g/m2纸张,一般采用浆内施胶,但要注意施胶剂用量问题,因为处于此憎液性能用途的纸AKD类施胶剂用量一般在0.08%0.15%,其用量的变化对可勃法吸水性值的改变不明显,当AKD用量偏高时,用量大于0.14%,可勃法吸水性的变化只有13g/m 2,容易造成施胶剂用量的过剩,影响纸机系统电位不正常,甚至造成纸张不易上墨、产生印刷发花。此时辅以液体渗透法施胶度,可直观地看出纸张憎液性能的变化,AKD用量偏高时液体渗透法施胶度明显上升。用于印刷类纸张采用可勃法吸水性和液体渗透法施胶度二者结合的方式更能反映纸张憎液性能的要求,便于生产调节,并能准确控制生产工艺。

 

3  憎液性能较强的纸张测试

包装行业用纸要求有较强的憎液性能,以保证被包装物不致受潮气的侵蚀;食品行业用的纸杯、纸碗,用于盛装茶水、果汁饮料、牛奶等热的、冷的液体食品时要求不渗漏,甚至需要承受在4243℃下发酵24.5h的酸奶加工过程和承受1028d的保质期存放过程,故对纸张憎液性能要求较高,要求在加工过程、保质期、使用过程中均要具有防渗漏的功能。采用可勃法吸水性的测定已不能准确代表纸张的憎液性能,现较普及的只有纸和纸板吸水性的测定(浸水法)GB/T 461.3-2005、纸透油度的测定GB/T 5406-2002两种方法,但对要求强憎液性的纸张,憎液性能发生变化后,此两种方法的测试数据变化很小,所以必须探索新的测试方法。

3.1  边湿水(边渗透)的测定方法

裁取85mm×40mm的试样,测定厚度(µm),计算平均厚度D。然后用防水胶带将一张试样两面贴紧,试样和胶带间不应留有皱褶和气泡。将粘贴了胶带的样品切成75mm×25mm的试样5个,用测定表面吸水性的质量为(10±0.5kg金属压辊往返压一次,分别称取每个试样的质量m1,然后将试样放入规定温度、规定浓度的溶液中浸泡规定时间后,取出试样平铺在吸水纸上,吸水纸应符合GB/T 1540-2002之5.3的要求,将另一张吸水纸直接放在试样上,用手轻压吸水纸,将试样的胶带表面多余的液体吸干,快速称取每个试样的质量重m2,按下式分别计算每个试样的边湿水,计算结果取两位有效数字。其中若有一个试样不合格,则判该项不合格。


3.2  边湿水的控制条件

根据纸张憎液性能的不同要求,可裁切不同尺寸的试样,用不同的液体、不同的温度和不同的时间等进行型式测定。比如:用于盛装热水的加工纸杯的纸张,试样可裁切大些,并将取好的试样放入(90±1)℃的蒸馏水中浸泡15min测定。

3.3  边湿水的调节手段

从客户需求出发,或者分析客户提供的样品的憎液性能,然后,拟定相应的施胶方式,并且确定相应的施胶剂用量,生产出相应要求的产品。当然工艺中的纤维种类、填料种类及用量也会影响施胶效果,但是,通过测定相应条件下的边湿水值,可及时调整工艺并稳定生产工艺,将边湿水值控制在合理范围内就能准确满足不同憎液性能的纸张需求。

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