常见涂布加工纸纸病及解决方法

常见涂布加工纸纸病及解决方法
袁瑞红 赵传山
((山东轻工业学院制浆造纸工程省部共建重点学科,山东济南市,250353))
摘 要 本文主要就涂布加工纸常见的纸病如涂布不均、涂布翘曲、皱纹、刮痕、两面差、胡须等进行了详细的叙述,并且针对这些纸病提出了具体的解决办法。

关键词 涂布加工纸 涂布不均 涂布翘曲 皱纹 刮痕 两面差
近年来,造纸工业作为我国为数不多的尚供不应求的产业之一进入了一个快速发展的时期。

其中,尤为引人注目的是高技术含量、高附加值产品的飞速发展。

在这方面,纸张和纸板的整饰加工技术和装备之一的涂布方法和技术装备的先进性和适用性,起着推波助澜的作用。

对纸张进行涂布处理,可以提高纸张的质量和附加值。

涂布加工纸属于高技术含量的产品,在生产中存在很多质量问题,在不同的地方不同的原因产生的纸病也不尽相同,所以应在搞清涂布加工纸产生纸病的原因的基础之上,如何针对这些问题采取具体的措施是造纸工作者需要解决的问题,只有解决这些问题,才能提高纸的质量,使自己的产品立于不败之地。

下面就涂布加工纸常见的纸病及具体的解决办法进行详细的介绍。

1 涂布不均
涂布不均匀是指纸张在涂布过程中,由于受到某种因素的影响[1],造成纸页涂布面局部涂料稀少,严重的接近漏涂(所谓漏涂是指纸页涂布由于受到非正常因素的影响没有涂覆涂料),而且这种纸病在日光下或普通灯光下难以看到,必须要借助紫外灯才可以看到,这又增加了查找涂布不均匀的难度;涂布不均会造成成纸定量和厚度的变化,从而对最终的使用效果产生影响。

尤其是高质量的涂布加工纸,如无碳复写纸如果有部分没有涂覆涂料,就会使这部分无碳复写纸丧失复写功能,几乎不能显色或显色很淡,从而使无碳复写纸丧失或基木丧失复写功能,这是一种严重的纸病,尤其是比较重要的文件使用存在上述纸病的无碳复写纸会造成严重的后果。

还有传真纸,如果涂布不均造成显像不成会造成巨大的损失。

1 1 涂布不均的原因分析
涂布不均匀这种纸病,诱发因素多,有的可能是若干个因素在起作用,则解决难度大。

其主要原因有以下几个方面[2]:
(1)原纸的均一性。

原纸均一性指的是纵横向上的定量、厚度、水分、纤维组织等的均一程度。

原纸均一性的好坏将直接纸张的涂布加工过程以及产品的质量,均一性差的原纸,会造成涂布后涂布量不均,干燥不均,变形不一致,最终影响产品的使用。

所以一定要使原纸的均一性良好[3]。

(2)从涂料角度分析,涂料中含有杂质会影响涂料在施涂辊上的成膜均匀性;如果涂料中含有较多气泡,这些气泡会随着涂料流动、转移而涂覆到纸面上,形成涂布不均匀;如果涂料成膜性不佳,导致涂料在施涂辊上形成的料膜易破、易裂而引起涂布不均匀现象,进而影响纸张质量[4]。

(3)空气冷却器的影响。

如果排水管路堵塞,冷凝水无法排出,气水不能分离,则冷凝水随压缩空气一起吹到涂布纸面上,也会造成涂
14
布不均匀。

(4)从涂布设备角度分析,涂布头工艺参数设置不当或者涂布头包角辊选用不当也会引起涂布不均匀的现象。

1 2 涂布不均的解决方法
(1)选择均一性良好的原纸。

(2)对于涂料的选择,一定不能含有杂质,并在涂布过程中加入消泡剂防止气泡的产生。

(3)选择具有优良亲水性的施涂辊,这样成膜性会大大提高。

(4)选择橡胶辊。

橡胶辊足以吸收纸幅振动的能量、缓冲纸幅在施涂辊上包角的不平稳,使用效果明显优于钢辊。

(5)定期检查空气冷却器疏水阀、疏通冷凝水排放管路,防止压缩空气中的冷凝水喷到纸面形成纸病。

(6)选择合理的涂布头工艺参数。

一般包括间隙、速度比、擦拭比。

通过调节辊筒间隙、速度比,可以改变涂料在施涂辊上的湿膜层的厚度及均匀性;调节擦试比,可以改变施涂辊上的湿膜层转移到纸幅上的厚度及均匀性[5]。

2 涂布翘曲
在干燥过程中,经涂布后的湿纸页进入烘箱干燥时,由于湿纸页两面水份含量的差异以及纸页两面不同的干燥条件参数引起纸页两表面张力产生差异而造成涂布纸的卷曲。

翘曲对于单面涂布加工纸来说是严重的纸病,能够导致印刷机走纸困难、降低印刷速度,造成套印不准,翘曲严重时还会造成纸页在印刷机上起折子,损坏印刷版。

2 1 涂布翘曲的原因分析
(1)在两面涂布中,卷曲现象产生的主要原因是因为纸张两面涂布层存在结构上的差异,干燥时引起两面层的不同变形(包括纵、横向),严重的横向变形差异则表现为卷曲。

就结构组织而言,涂布纸的涂料层结构组织较为均匀,呈各向同性;纤维层的结构组织为交织结构,组织不均,呈各向异性,加之两层原料本身结构差异较大,两层的物理性质差异也就很大,对周围的敏感程度也不一样,因而在一定条件下两个面层间也会产生不同应力而变形弯曲。

(2)在单面涂布中,由于纤维层较涂料层吸湿性强、变形大,加之涂料层中胶粘剂干燥后收缩,涂料和纸页的不同收缩率,使纸幅朝向涂料层弯曲。

(3)涂布纸横幅涂布量不均匀也会引起纸张卷曲。

横幅涂布量不均匀的纸张意味着纸幅横向水份含量的不均匀,涂布干燥时引起各部分收缩不一致而卷曲。

(4)涂布干燥的烘箱温度,即前、中、后各段的曲线控制不当以及涂布封边过宽也会使纸张产生卷曲。

如进口(前段)温度过高,湿纸干燥过快,不但会引起卷曲,而且会使纸张失去韧性、发脆;涂布封边过宽,造成纸幅涂料粘湿的部分润胀,无涂料的干燥边缘难以伸长而卷曲,有时还会产生严重的纵向死折而影响生产。

2 2 涂布翘曲的解决方法
(1)选择合理的纤维原料配比。

选择纤维挺度好,尺寸稳定性较好的浆料,用这些浆料抄造纸页在烘干、表面施胶、涂布过程中纤维收缩变形小,这样成纸就不容易产生翘曲。

而国内涂布原纸有的主要是由草浆抄造,草浆纤维比较细小,尺寸稳定性差,因此成纸容易产生翘曲。

(2)由于纤维越长,在干燥过程中越容易收缩,成纸产生翘曲越严重,因此在打浆时应对纤维适当的切断。

对于混合浆来说,要尽量使各种浆的打浆度相近,以避免翘曲的发生。

(3)纸页成型时纤维要排列均匀。

翘曲大部分是沿着纸的纵向产生的。

造成这种现象的原因之一就是纵向排列纤维比横向排列纤维多,由于在干燥和施涂过程中纤维横向的收缩和润胀远远大于纵向,因而易产生纵向翘曲。

因此在生产过程中应适当提高浆速与网速比,提高纤维横向排列的比例,避免产生翘曲,同时也有利于提高纸张的尺寸稳定性。

15
(4)控制烘干曲线。

造纸机干燥部是调整纸页翘曲的重要部位。

干燥部前面的烘缸温度不宜太高。

调节上、下排烘缸之间温差是解决翘曲的最有效手段之一。

在烘干过程中,当纸页达到一定干度时纤维之间形成了较强的结合力,而纸页首先向形成纤维结合力的一面翘曲。

当上、下排烘缸温度不同时,纸页两面的温度也不同,从而引起了纸页两面水分的差别。

当纸页水分低的一面纤维之间形成结合力时,纸页就向这一面翘曲。

随着烘干的进行,纸页的另一面纤维之间也形成结合力,但是原先产生的翘曲不能被消除。

这是烘干过程中纸页产生翘曲的主要原因。

当成纸存在翘曲时可以采取调节上、下排烘缸温度的办法消除翘曲。

一般来讲,纸页向正面翘曲时,提高与背面接触烘缸的温度,反之亦然,上、下排烘缸的温差应控制在10 以内[6]。

(5)对于单面涂布的纸张,产生卷曲的主要原因为纸张与涂料的收缩率不一致造成;因此,可对非涂布面进行表面处理,使用的方法是在非涂布面涂布润湿或喷汽增湿,以使湿纸页两面的水分含量基本达到平衡。

这是解决纸张卷曲的关键所在,同时,还应尽可能控制横向纸幅涂层均匀,适当提高水性涂料浓度和保证走纸稳定及封边适度,以及控制好温度曲线等[7]。

3 涂布纸皱纹
3 1 涂布纸皱纹产生原因分析
在涂布过程中,由于纸面涂布量增加,当单面涂布量超过6g/m2时,在卷纸时产生滑动面从而产生皱纹。

在涂布量低于6g/m2以下,造成纸页在干燥圆筒上产生应变力,从而在纸页进入压光机时起皱。

再就是原纸本身有扭皱,折子等不平整纸病,横向定量差别很大也会造成纸张的皱纹。

有一种是龟裂皱纹是由于给料辊橡胶面剥皮,胶面和铁芯之间渗透水蒸汽破坏橡胶与铁芯的连接产生分裂剥皮,从而造成纸面起皱;再者是由于辊面磨损,涂布不均匀,造成门辊涂布机入口纸页起皱。

3 2 涂布纸皱纹的解决方法
(1)调节纸页的张力,增加卷纸和卷鼓之间的压区压力。

(2)控制涂料量。

每次的涂布量要控制在一定的范围内,不能随意调节涂布量。

(3)严格控制原纸的质量,选用平整、无褶皱、无折子的原纸进行涂布,在涂布时适当调节纸辊的张力。

(4)对于龟裂皱纹,可以通过提高冷却水温,改进胶面延性来避免。

(5)要定期更换辊筒。

4 涂布刮痕
4 1 涂布刮痕产生的原因分析
刮痕是在刮刀涂布过程中由于涂料的固含量较高,且涂布的速度较快而在纸面产生的的刮刀痕迹。

并且涂料所用的颜料与粘合剂如果不适应涂布加工,涂布纸所用的缎白和合成的胶粘剂产生的刮痕比较多,其醋酸系的粘合剂影响缎白的成分,从而造成涂料流动性变差,涂料流平性变差,在刮刀涂布过程中就易产生刮痕。

刮痕是一种很明显的纸病,影响纸页的外观,从而影响纸张的销售,给生产厂家带来损失。

但避免刮痕的产生并不是个很难解决的问题。

4 2 涂布刮痕的解决方法
(1)在涂布过程中,不要一味的追求涂布车速,车速需要根据涂料的的性质来定。

如果出现刮痕,就采取适当降低涂布速度来控制,并且要时刻检查涂料的固含量是否变化了,如果发生变化要及时调整。

(2)选用合适的粘合剂,现在大部分厂家都采用PVA、淀粉和丁苯胶乳等作为粘合剂,在实际应用中针对不同的颜料可选用合适的粘合剂来减少刮痕。

5 涂布纸两面差
5 1 涂布纸两面差产生原因分析
16
在涂布过程中,由于涂料吸收不均匀,原纸本身反面粗糙,涂布后正反面对涂料的吸收量不同,造成正反面平滑度差过大,所以原纸是影响涂布纸两面差的主要原因。

原浆组成是影响纤维两面差的主要因素。

用纤维长度均匀的纸浆比纤维长度差别大的纸浆所造的纸两面差要小。

对于加无机填料的纸,在成形时网面填料也就优先脱去,因此形成的纸页两面的颜色、白度和整饰度有显著的差别。

湿纸浆中的细小纤维和填料等,在成形网上随着水分脱除,靠网面的一面随水排出较多,造成纸页两面的性能明显不一致,从而导致纸页两面对印刷油墨吸收能力不一致的缺陷。

成形网的经线与纬线交织处,与网眼处脱水速度不同,加上机械加压所产生的压痕,使纸靠网的一面有较重的网纹痕迹,造成纸页两面平滑度不一致[8]。

5 2 减少涂布纸两面差的措施
(1)减少原纸的两面差。

应用立式夹网成形,可以明显减少两面差。

在压榨部用热水清洗毛毯,以减少细小纤维污染程度。

采取提高线压增加纸页紧度的办法,把普通压榨改造为复合压榨,可以使平滑度提高,两面差减少。

在干燥部不可以强干燥,纸页水分要控制在标准上限。

要张紧烘缸上的帆布,使纸页反面贴紧烘缸表面,可以使反面平滑度提高,两面差减少。

在压光机前增设几根蒸汽喷管,可以增加纸页水分,提高纸页平滑度从而减少两面差。

(2)控制好两面的涂布量尽量相同。

使用涂布量在线控制系统进行监控。

6 涂布纸的胡须!
6 1 涂布纸的胡须!产生的原因分析
在刮刀涂布过程中,一方面由于涂料固体含量高,纸机运行速度快,再加上纸页平滑度高,在刀尖刮过之后会在纸面产生胡须。

另一方面所用的混合涂布颜料的流动性差也会造成涂布刮刀胡须。

6 2 涂布纸的胡须!的解决方法
(1)减少粘合剂固含量。

所用的粘合剂的固体含量不超过64%。

(2)使用保水值高的粘合剂,改进涂料的流动性。

另外,还有一些不太常见的纸病,如(1)湿条:纸页横向(CD)边缘出现湿条是由给料辊边缘产生的。

由给料辊的筋肋向纵向(M D)产生涂料薄膜的湿条,似橙皮色式样。

(2)透帘:是指纸页上纤维层较薄但尚未完全穿透,其透光度较纸页其它部分为大的点子。

这些点子小者叫透光点,大者叫做透帘。

对于纸定量涂布纸容易产生透帘,低定量涂布纸背辊涂布颜料受到碰击,产生透帘现象。

(3)波边纹:涂布纸卷纸水分含量低于4%时就容易产生波边纹。

(4)橡胶乳污点:当橡胶乳粘合剂量增加时,橡胶黏附给料辊,有时还会脱落进入管线到涂料中从而造成橡胶辊污点[9]。

所有这些纸病都对纸张造成一定的影响,因此,即使不太常见也不能忽视。

一定要引起足够重视来预防或减少这些纸病的发生,提高涂布纸的质量。

参考文献
1 熊杰.无碳复写纸的涂布不均匀纸病及其防治[J].造纸科
学与技术,2004,23(1):66~67
2 张美云,陈均杰..纸加工原理与技术[M].中国轻工业出
版社.北京,1998
3 刘映尧.原纸对无碳复写纸质量的影响[J].造纸科学与技
术,2004(3):53~55
4 刘映尧,陈港,唐爱民,谢国辉.涂料性能对无碳复写纸质
量的影响[J].造纸科学与技术,2004,23(5):42~44
5 锁亚强,高和平,俞新荣等.影响涂布均匀性的因素及改进
方法[J].磁记录材料,1997,(4):24~28
6 闫秋成,衣华乐,赵广锡.单面涂布白板纸翘曲产生的原因
及解决办法[J].中华纸业,2000,21(9):34~35
7 蔡之云,赵涛勇.无碳复写纸涂布卷曲原因的分析[J].浙
江造纸,1999,(2):19~20
8 隆言泉.制浆造纸工艺学(下册)[M].轻工业出版社,北
京,1980
9 肖大锋.涂布加工纸产生纸病的原因和解决办法[J].纸和
造纸,1996,(2):25
17。