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纸张表面强度逐渐引起重视

纸张表面强度逐渐引起重视

表面强度近来越来越引起重视,很多纸病及一些纸张性能与表面强度关系密切,这篇小文有助于您对纸张表面强度的了解。

    由于纸板各层之间、挂面纸板结构内部以及印刷纸的面浆与主体浆之间的结合不良所造成的困难是众所周知的。纸页结构内各层之间的强度称为“内结合强度”,而表面或靠近表面的强度则称为“表面强度”。

    印刷上常见的麻烦是在印刷作业时,由于表面有一小部分被粘起而造成纸张的掉粉掉毛。它可在印刷区留下印刷空白点,而纸和涂料粒子则粘附到印刷辊上并(或)污染油墨。

    常用于描述与这些问题有关的纸张特性的术语有:

    抗拉毛性能(Pick resistance)— 防止纤维、小纤维束、涂料粒子从纸页表面脱离的性能;

    抗裂性能(Rupture resistance)— 防止面层整体脱开或纸页结构内层剥裂的性能;

    掉毛和掉粉(Liniting and dusting)— 与纸页强度无关,是指在印刷过程中纸页表面疏松碎末的掉落;

    糊版(piling)— 是指拉毛、掉毛和掉粉落下的物料积聚在印刷版(或胶版)上,影响了印刷的质量。

    通常是通过将一个力垂直地作用到纸页表面,以测量所需的强度性能。

    根据所使用的测试程序,可判断出成品破坏状况:即拉毛、鼓泡(Blister)和开裂。鼓泡是纸页结构内部的小面积剥离,常以纸页表面小块凸出形式出现,其程度介于拉毛和开裂之间。

    有些测试方法只要测定出一类破坏状况所需的作用力,就可估计出所有三类破坏状况。通常开裂类的作用力比较准确。而拉毛有鼓泡一般出现在纸页的个别地区,随着作用力的增加而逐渐连成一片。因此纸张的抗拉毛和(或)抗鼓泡强度的测定就不那么准确,而且其测定过程往往还跟主观判断有关。

    拉毛强度通常用石蜡拉毛测试仪或IGT(Instituut Voor Grafische Techniek)仪测定。后者也可测定抗鼓泡和抗裂强度。

    测定抗裂强度最通用的仪器是ZDT或Scott层间结合强度测试仪。

    在石蜡拉毛测试仪中,使用一系列硬树脂蜡。这些树脂腊按其对纸张表面粘附度逐渐递增的状况而配方。蜡棒端部在小火下软化到熔点,并立刻粘附到纸页表面,待蜡冷却后将蜡从纸页拉开。在用一系列树脂蜡作试验时,肉眼看不见纸页表面破坏征兆的最高蜡值,称之为临界蜡值。

    但这个方法已遇到不少问题。

    首先是判断终点带有主观随意性。经验表明,不同操作者之间的差别可多达3个蜡值。

    其次,已发现经过充分表面施胶,粘蜡测试已合格的纸张,在深加工时都仍然遇到问题。

    第三,在某些涂布配方中使用热塑性树脂,会增加蜡棒与涂布层之间的粘合力。因而,虽然涂布强度增加了,临界蜡值却出现下降。

    IGT测试仪是在一个轮子的周边涂上一层一定厚度的粘性薄膜。然后轮子以逐渐加快的速度碾过纸张表面,使轮子与纸面之间粘膜裂开的剪切力随速度而增加,因此施加于纸张表面的作用力逐渐增加。如果薄膜粘度和轮速选择适当,试样就被撕离开来。试验结果以粘度与速度的乘积(V×P)表示。

    常用的测式薄膜为粘性油墨和聚丁烯,选用后者是由于其牛顿特性(Newtonion properties)。往往用一个测试仪就可测定所有三类破坏状况(拉毛、鼓泡和开裂),每类破坏状况在不同的速度下发生。这类测试仪也存在着因操作者对终点看法的不同而产生差异的问题,特别是在测定拉毛状况时。

    液体吸收性能。几乎所有纸产品都在一定程度上与液体相接触。例如,许多包装材料必须保护被包装的物品,并因而具有高度的抗液体渗透的能力。印刷纸希望在印刷时快速吸收油墨。生活用纸如薄纸和纸巾应该很容易地吸收液体。

    所有这些情况都需在制造过程中采取措施,给纸张以所希望的吸收或阻抗液体的性能。薄纸和纸巾纸使用轻精磨纸浆以保持其高吸收能力。其他大多数纸张都是通过在内部或表面用“低表面能量”的施胶材料进行处理以增加其阻抗液体渗透的能力。对某些纸张也可用表面涂布和(或)涂膜的办法以使液体不能直接与纤维材料相接触。

    吸收能力的测试方法很多,其中一个共性是所用的测试液(水、油、油脂、油墨)直接与纸页相接触。许多液体渗析测试仪,或测定纸张吸收一定容积的液体的时间和一定时间周期内吸收液体的容积,或测定液体渗入纸表面的速率。
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