解決紙張翹曲變形的技巧

　　紙引未來網訊 紙張翹曲是指紙頁在運行中兩個表面受力不均衡和本身收縮不均一而造成的不平整，主要由于操作條件不妥當或裝備配置以及生產工藝不合理等因素，會出現在生產過程中的各個環節。紙張翹曲在涂布過程中也容易產生，不論是機外涂布還是機內涂布，原紙經過涂布(施膠)干燥后，主要是由于不同的紙種兩面涂布要求及干燥工藝不同，紙張正反兩面差或單面干燥而產生濕含量變化，纖維會潤脹、解鍵，每經一濕一干的循環過程，平滑度降低，同時發生變形、翹曲等問題，這些也是涂布工藝和設備中需要解決的難點。
 

　　涂布過程中消除紙張翹曲的方法

　　(1)在生產過程中，首先應掌握紙張的干燥溫度和干燥曲線，控制紙幅最終濕含量，不使其過干燥。紙幅兩面濕含量不同時，使用溫差干燥操作來控制兩面的干燥速率。溫差干燥操作即是在烘干過程中，降低某排烘缸溫度來減小紙幅兩面濕含量的差異。此操作易于實行但難于掌握，雖然效果有限，但使用較多。在操作中還應控制紙幅張力使之保持恒定，消除兩面受力不均衡所產生的翹曲。如周圍空氣中正常相對濕度為60%～70%，則成紙紙幅水分含量應控制在6%～7%與之相平衡，若空氣相對濕度發生變化，則紙幅會吸收或放出水分而使紙張濕含量發生變化。
 

　　紙頁在平整的烘缸表面干燥，降低了紙幅的應力折皺和翹曲，提高了平滑度。必須合理控制烘缸溫度，溫度過高會造成黏缸，溫度一般控制在80℃。
 

　　(2)涂布過程中，由于紙幅兩面結構不同或變化時，消除翹曲最好的方法是采取表面防護來減小其對周圍環境條件變化的敏感性。
 

　　表面防護有表面施膠和涂布兩種方式。表面施膠是在紙面涂一層憎水或緩濕性膜，不但能改善表面質量，還能減少在周圍空氣相對濕度變化時，由于紙幅吸收或失去水分而引起的紙張翹曲。
 

　　表面施膠一般設置在紙機干燥段末端，即紙幅濕含量為8%～9%的位置上，可獲得最大施膠效果。表面施膠有傳統的施膠壓榨、門輥式薄膜轉移施涂器、繞線輥式薄膜轉移施涂器和刮棒式薄膜轉移施涂器等。傳統的施膠壓榨使用的膠液濃度低、壓區較長、流體動壓大，膠液以毛細滲透形式滲入紙幅內部，車速較高時料池內膠液會湍流飛濺，膠層從紙面剝離;由于料池的存在制約了固含量和黏度的提高，膠液在壓區中的撓動形成飛濺使車速難以提高。膠膜與輥面的剝離在高車速、高黏度下問題更突出，致使傳統的施膠壓榨處理后的紙幅表面平滑度難以達到理想的要求。傳統的施膠壓榨由于固含量和黏度的制約使施膠量難以提高，通常只能保證單面施膠量在0.5～1.5g/m2的范圍，并且低的固含量還需配備相應強的干燥能力，生產消耗也相應較高。
 

　　在車速較高的紙機上，薄膜轉移施涂器已取代輥式施膠。薄膜轉移施涂器相對于傳統的施膠壓榨，它是一種嚴格意義的表面施膠方式，施膠量高于傳統的施膠壓榨。其應用于施膠時，單面施膠量可達到1.5～2g/m2的范圍，特殊要求情況下，單面施膠量可達到2～2.5g/m2的范圍。且可使膠料固含量提高，通常傳統施膠壓榨的膠料固含量在4%～10%的范圍，薄膜轉移的方式可使膠料固含量提高到8%～25%的范圍，減少了后續的干燥能力要求，干燥負荷是傳統施膠壓榨的1/2～1/3。薄膜轉移施涂器施膠后紙幅的表面強度、印刷性能，平滑度、兩面差等性能均優于傳統的施膠壓榨，而且可適應于紙幅兩面不同功能的表面處理。
 

　　涂布也是一種表面防護處理，根據涂布工藝可考慮背面涂布以改善紙張的兩面差。涂布以刮刀和刮棒為多。
 

　　刮刀能刮平涂層，所得的涂層質量平整光滑，并且能承受涂料高剪切力，故能使用固含量高(60%～65%)、黏度大(達3000mPa·s)的涂料，干燥負荷低，涂布車速高;刮刀對背輥有一定的線壓力(約3N/cm)，但壓區較窄，比壓較高，會產生壓力滲透，其量不多;刮刀涂布對紙面和涂料質量很敏感，涂層易發生刮刀條痕。刮棒涂布多用于紙板涂布，使用的涂料的固含量、黏度和涂布車速均遜于刮刀涂布;由于刮棒自身的轉速快慢對涂布量控制不敏感，故需改善涂料流變性來調節;刮棒涂布對紙面和涂料質量不很敏感，不會在紙面上產生條痕。
 

　　(3)紙幅單面涂布時，需對其兩面作濕潤或修飾處理，不然在后續生產過程中，一旦遇到周圍環境條件發生變化，就會產生濕含量變化所引起的翹曲。表面增濕即在紙幅單面涂布時，向其背面施水，使兩面濕含量接近或相同，當周圍環境條件變化時，紙幅兩面有相同的變形，常采用以下裝置消除翹曲：
 

　　蒸汽再濕裝置：主要是用高溫蒸汽向紙幅的雙面噴霧，它可在橫幅上分段控制蒸汽再濕蒸汽量的大小，以滿足水分的不同需要，使橫幅水分均勻一致，防止翹曲。其作用一是梳理紙面，給紙頁一定水分，起增濕作用;二是通過調節紙頁兩面蒸汽壓力調整紙頁兩面的水分差，以控制翹曲。實踐證明，蒸汽壓力控制在0.3MPa左右，紙頁的水分將提高4g/m2，要合理控制該區的水分，以防止黏缸現象。
 

　　噴灑增濕裝置中，常用噴汽箱和噴霧嘴，在實際運用中發現，紙幅吸收需要的水量不易控制，原因是運行中的紙面有空氣附面層，妨礙水滴的吸收，其散布不均，雖然在裝置前后設置冷輥，加強冷凝水膜產生，但由于不易控制計量，效果不理想。
 

　　一般情況下，干燥后的單面涂布紙幅，兩面的濕含量可相差2%～3%，因此在干燥過程中向背面施水，以均衡兩面濕含量來消除紙張翹曲。一般定量的單面涂布紙的增濕量為1～3g/m2，高定量紙板可多達10～12g/m2。
 

　　背涂裝置：主要是為了精確控制紙張背面施水量。背涂裝置結構為三輥上料，上料輥表面包膠，計量輥為表面光亮陶瓷輥，壓輥表面包膠，另外還由弧形輥、涂料限止器、涂料槽等部件構成。
 

　　采用三輥計量式上料，主要是考慮到施水量盡量少，并且涂層厚度在橫向上保持均勻一致。上料輥和計量輥壓區計量水膜厚度，施水量由計量輥轉速控制，調節壓區線壓和兩輥線速度，使壓區流體保持一定動壓，不致使空氣進入，從而在計量輥輥面上形成一連續水膜。
 

　　冷缸增濕：冷缸的作用：一是降低紙張溫度，使成紙冷卻到40～50℃。從烘缸出來的紙張，溫度一般在60～70℃，與環境溫度相差很大，如果直接卷取，受環境溫度、濕度影響，伸縮率大，變形嚴重，必須降低紙張溫度。二是提高成紙水分，利用周圍空氣中的水蒸氣在冷缸表面凝結，可使紙頁濕度增加1%～2%。紙頁獲得柔軟性和彈性后，有利于壓光，并可與大氣中的水分平衡，起到減少使用中紙幅變形、翹曲的作用。