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原纸对涂布性能的影响

发布时间:2020-08-24

原纸对涂布性能的影响

原纸在匀度、吸收性、厚度、水分和粗糙度方面的变化对涂层特性及其变化有很大影响。涂布量的不均一分布是影响印刷图像不匀与色斑的最重要因素。

1.粗糙度与匀度

在研究配比、匀度和网痕对涂层定量分布的影响中,发现含短纤维硬木浆的配料比含长纤维软木浆的配料在涂布量上有更大的变化。

匀度对大规模涂布量变化有很大影响。由定量、密度和粗糙度变化所造成的原纸网痕可引起涂布量的少量变化。

如涂布量较低(8g/㎡),当原纸较粗糙时,涂布纸的粗糙度增加,光泽度下降。小规模涂布量(波长0.5~1mm)的偏差增加了。大规模(5-10mm)涂布量的偏差相应降低,这可解释为在不同刮刀压力下原纸的变形所致。

如果在匀度较差的原纸上施加大量涂料,涂布量波动增加(较低的刮刀压力),而当施加少量涂料时(较高的刮刀压力),匀度较差的原纸对涂布波动并没有显著影响。高刮刀压力挤压得纸页和涂层更为匀称;这也进一步证实了涂布时原纸可压缩性能的重要性。

原纸的微孔结构取决于所用原料、配比以及打浆程度。网部的纸页成形情况决定纤

Z向分布。在压榨部,纤维分布就很难改变了。

湿压榨对Z向密度分布和微孔分布有很大影响。如果纸页在压区中是一个或两个方

向脱水(即为一个或两个毛毯结构)时,其分布状况是不同的,对着毛毯的纸页,表面更多地被压缩。如果在同一方向两次脱水,则纸张的微孔结构很可能有明显的两面差。

微孔结构对涂料的毛细管渗透有很大影响。纸页的疏水性内施胶有时可起控制作用。

原纸的粗糙性与原料、滤水强度(网痕)和湿压榨有关。在湿压榨中,在毛毯侧的机械压力要适应沿毛毯表面结构的纸幅。虽然毛毯结构很平滑,但其结构与纸结构比较起来仍很粗糙,影响是显而易见的。

对规定涂布量的适宜粗糙度容量,受纸机压光机或半湿压光机的控制。压光辊的局部加热或冷却,控制全幅粗糙度。网部与压榨部的全幅分布应该很好,以使压光机只需有很小的调正就可以了。

2.吸收性与纤维变粗

在涂布时水或涂料中的水分可能以两种途径(吸收或扩散)渗入原纸中。吸收形式有两种,即毛细管吸收或压力吸收。在系统中没有外来压力时,毛细管吸收是主要的。

吸收速度取决于原纸的微孔结构、涂料液相的表面张力与黏度,以及原纸的表面化学特性。

在施加涂料与控制涂布量时,系统中有外来压力,滲透水量就取决于液相黏度。微孔尺寸增大,吸收明显增加。原纸的表面化学特性作用并不大。

在一项研究中,原纸吸收性随湿压榨与打浆程度(增加纸页密度和减小微孔尺寸和容积)而下降,光泽度增加了,但粗糙度没有改变。

吸收性也随疏水性施胶而降低,如果原纸是疏松多孔的,对涂布纸的粗糙度或光泽度没有影响,但密实的原纸则使粗糙度恶化。

涂料的保水性决定水渗入原纸的速度。水与原纸接触时间越长,原纸的纤维粗糙化倾向越大。如果涂料保水性高而涂料量多,纤维更为粗糙化。而且如果渗水速度很快,如涂料量低,纤维变粗(纤维变粗是指纤维膨润变粗而使纸粗糙化的一种现象)可能很严重,但高涂料量则纤维变粗就不那么严重。

这解释为涂料的快速渗透,降低了流动性,使原纸上的底层涂料密实且降低了纤维变粗现象。施加涂料、刮刀计量和干燥开始点之间的时间滞后也很重要。

纤维变粗是一种不可逆转的粗糙度增加,它是因水被吸收到纸内而造成。当纸张干燥时,纤维网络的结构就改变了。

 

纤维变粗的一些原因如下:

(1)因水引起的纤维润胀;

(2)纤维网络中内部应力的释放

(3)纤维结合键的断开;

(4)被压平的纤维细胞壁恢复到未压平前的管状形式。

 

  在原纸涂布中,涂布覆盖率与涂布效果上的纤维变粗效应,达不到预期效果。

在纤维变粗时,水分首先渗入纤维间的空隙,然后进入纤维壁的微孔。纤维发生润胀、纸页的厚度增加。在纸页干燥时,如果厚度的改变不可逆转,纤维就变粗了。纸页中内应力的释放取决于水的渗入纤维与纤维网络、与水的接触时间,以及纤维重新键接的可能性。如果吸收的水分较多,应力释放也较多。

  机械木浆纤维被认为是在纤维变粗中最重要的因素。特别重要的因素是其长纤维与纤维束的数量。不同机械木浆纤维之间的差别很小。

如果使用更多的化学木浆,纤维变粗现象就较少。化学浆纤维的结合比较牢固,牢固的结构可阻止纤维网络的变化而又没有更多的表面粗糙化。如果有较多的细小纤维在纸内,纤维变粗较轻。细小纤维增加了结合力并充填纤维之间的空隙。填料含量的增加由于削弱了纤维的键接,加剧了纤维的变粗。

  如果打浆的目的在于机械木浆的粗大组分,由于纤维束减少和印刷表面的粗糙度,这是有好处的。化学木浆纤维对纤维变粗的影响还不为大家所知。虽然化学木浆是疏水性的且结合力很牢固,但在纸浆中还有粗大的厚壁纤维,显然化学木浆同样也可影响纤维的变粗。