影响纸张掉毛掉粉的因素

影响纸张掉毛掉粉的因素 综 述 影 响纸张掉毛掉粉的 因素 李甘霖, 张栋基 郭勇为 邹学军 格林纸集团， ,,,;, 加拿大制浆造纸研究院，加拿大蒙特利尔，, ,, ) 湖南岳阳， ,,, ( , , , 摘 要:从纸浆质量 、湿部化学 、面施胶与涂 布、生产工艺等方面 ，分析 了影 响纸 张掉毛掉粉的 原因，提 出了相应的改进 办法 。 关键词:掉 毛掉粉 ;表面强度 ;印刷 研, ,, ( , 中圈分类号 :, ;,, , , 文献标识码 ;, 文章编号 : ,, ,, ,, ), , , , ,( , ( , ,, ,, , , , , 随着 印刷速度 的提高 ， 方面:?浆料质量 ，包括磨浆方式、木材品种、射线 印刷压区油墨膜拉丝分离力 细胞 、导管 、化学处理、纤维 回用等;?湿部化学; 增大 ，从而增加了印刷过程 ? 表 面施 胶与涂布 ;? 生产工艺 ，包 括纸机配置、 作者 简介 :李甘 霖 先 生，高级 师;主要从事制 中纸 张掉 毛掉粉的可能性 。 压榨和干燥等。浆造 纸 、涂布 等生产技术 因此 ，对纸张的表面强度提 ( ,, 浆料质量 的应用及开发工作。 出了更高的要求。为此 ， 为浆料中易引起掉毛掉粉物质的显微形态。 浆造纸技术人员也一直制 图, 在努 力寻求提高纸张表面强度的方法。本文分析 了影响纸 张掉毛掉粉的因素 ，并提出了相应的改进办法。, 掉毛掉粉及检测方法 掉毛掉粉是指在印刷过程 中纸张上的细小物质沉 堆聚到印刷版或包胶印刷辊上。此类沉积物大都疏 积、 多为粗(松多孔 ， 纤 也包括一些 或长) 维和木射线细胞 ， , , 料。 图 , 浆料中易引起掉毛掉粉的物质的显微形态 检测纤维掉,, 无机填 毛掉粉趋势 的方法有很多。根据纤维 (( ,,, 机械浆质量 的比表面积，可用微小水力旋风除尘器分离纤维来预 化学机械浆掉毛掉粉的原因有:?化学品加入量 测纤维的掉毛趋 势 ( ,，。比表 纤维 掉毛潜 在指数 , ,)面积低 的浆料 ，纤维之间结合强度不好 ，因此 ，更易 不合适;?纤维比表面积不够 (或比能耗输入不够) ; ?供应的木片不均匀 。由于不能较好地控制不同品种 掉毛。另外 ，浊度仪是一种结构紧凑简单而不昂贵的 设备 ，也可表征纤维 的掉毛趋势 。在恒定 的浓度下 ， 的木片按合适 比例喂入磨浆系统 中，因此难 以输入合 ,浊度随纤维和细小组分 比表面积的增加而增大, ， , 可 适的比能耗 ;?制浆工艺不稳定 ，对浆料关键的特性 据此推测低 比表面积的射线细胞等的含量 。因为浊度 指标缺乏控制 ，如游离度、粗度、平均纤维长度;? 测量对其他细小物质如填料、纸机 白水中的胶体物质 筛选、洗涤 、渣浆磨浆不充分等。等较敏感, , ,，因此 ，最好在高得率浆磨浆后 ，立即测 , 要尽量减少掉毛 ，关键是要将细小纤维留着在纸 量浊度 。只要通过适当的校正 ，测量流浆箱中浆料的 表面。随着纸表面细小纤维的增多，纸张的表面强度 浊度也仍可有效预测纤维的掉毛趋势。用近年来新开 ,, 增加〔 ，掉毛掉粉减少 ，但对长网纸机可能产生一些 发的 ( 来测量纤维的特性 ，如粗 纤维质量分析仪) 副作用 ，如增加纸张两面差，这主要是正面细小纤维 度 、长度等也是一种评估掉毛的有效方法。 的量增加 ， 但反面细小纤维的量很难增加。 ,〕 湿部浆料测试发现〔 ，纸张掉毛与流浆箱浆料及 , 影响纸张掉毛掉粉的因素 影响纸张掉毛掉粉的因素很多 ，主要包括以下几 稿日 ,,,, ,,, , 收 期:, 一,( ) ( , ( , ,, , , ,, , , , , , , , , , , , , , ( ,， , , ,, ,? ,， , , 综 述 成形部 白水浆料的比表面积密切相关 。高的比表面积 (( ,,, 导管分子 所将使纤维之间具有较好的结合力 ， 以掉毛较少。测 对于未涂布纸来说 ，阔叶木导管分子的黏出可能 试还发现掉毛与长纤维含量密切相关 ，但高的长纤维 引起较多的掉毛。阔叶木导管大且硬 ，而且 比表面积 含量也不能保证掉毛掉粉的程度会降低 。制浆时保持 低 ，在纸表面键合不强 ，特别容易黏出。导管在单张 稳定的工艺条件有利于维持长纤维的含量 ，也能减轻 印刷上的黏出是可见的。但如果导管黏附在包胶印刷 掉毛 。 或环 辊上 ，则在几百张印刷品上可看到一个 黏污点 ( , 树种和制浆工艺条件对纸张掉毛有影响【 。在低 〕 ) 状白斑或卷饼 ，见 图 , 。这种 印刷 毛病也可能发生 于木素玻璃转化温度 ( ) 下磨浆，能减轻掉毛现象。 在轻量涂布纸上，因为导管分子不仅在原纸上键合不 因此 ，磨浆温度越高 ，纤维越易通过中间层分离 ，从 好 ，还会造成涂层的不完全覆盖 。而抑制纤 维 比表面积的扩大 ，增大 了纸 张掉毛 的趋 势。 ? 随着磨 浆 比能耗 的增加 ，, 会 降低 。但 一定 程度之后再精磨也 ，而没有降不会继续增加纤维的比表面积 ，只 切断作用 )是降低纤维长度 (低纤维 的粗 度 ，因此不会有效减轻掉毛。 ,， 要得到相 同的 , ,，锥形离 心除渣器 的渣浆要 比压力筛的渣浆输入更多的比能耗 ，因此锥形除渣器 ,,渣浆的纤维有较粗的特性, ，因为锥形除渣器按粗度 分离纤维 ，而压力筛按长度分离纤维。 图 , 导管分子黏 出引起的印刷环状 白斑 ((,,, 磺 机械作用可以破坏导管, ，但过度的机械作用会 ,， 磺化全部化处理 ,, 木片对 , , 的变化没有作用，但 磺化 降低阔叶木浆的滤水性 。高浓磨浆可提高纸张中导管 ,， 〕纤维在降低 ,, 方面非常有效 。 由于引入 了磺化 ,。 , 的黏结力 ，降低导管分子的黏附量【,基团 ，磺化纤维更加柔软 ，极性基 团增加 ，因此有更 也有人认为长网纸机生产的纸 ，在纸张网面的导 好的氢键结合 ， 减轻了掉毛趋势。 纤维、纤维( 管分子较多九 。因为加填降低了导管( 纤 ((,,, 脱墨浆 维之间的结合力 ，因此高加填的纸张对导管黏出更敏 一 ,, 的纤维强度较差 ，因此有 般认为脱墨浆( ，) , ,。 感〔〕更显著的掉毛趋势。但实际上 ，由于脱墨过程中机械 , , , ，仅做实验 对全化学浆导管黏出的评 估表明, 和化学处理的作用，且脱墨浆中一般含有一定的化学 室的印刷表面强度测试难 以准确出纸张掉毛掉粉 浆，因此 ，脱墨浆 比普通机 械浆 纤维的结合强度更 有 , 的趋势( , ,的误差)，有必要做一些商业纸 张印 好 ，因此掉 毛有 可能较轻。也 可以用气相臭氧处理 刷。对于一定的混合木片 ，树龄大的木片导管较多。 ,, ，来改善表面强度〔 ，这可能是 因为纤维表面氧化 纸机中试四 发现 ，改善压榨部湿纸幅的整饰 ，导管 和可能的脱木素改善了纤维间的相互键合作用 ，因此 , 黏出可 以降低 , ,，这取 决于 压区 比压 负荷范 围。有可能减轻掉毛。 , 从 , ,降 磨浆可降低导管黏出量 ，当磨浆后 , , ,,, ((,,, 射线细胞 , ,时，导管黏出量可降低 , ,。如泰格林纸 到 ,,, , 对于最高等级含机械浆的纸 ，第一段磨浆的渣浆 集团生产的纸 ，当阔叶木高得率浆 的游离度较低时， 率可能要多于 , ,，这可能是减轻掉毛 的一个关键 , 纸张表面强度明显提高 ，这可能是因为纤维 比表面积 因素，因为这降低了结合不好 的纤 维的含量(即较高 增加 ，导致导管黏出量降低。 。渣浆率将有更多的能量输入 渣浆 中) ( ,, 酶处理也可降低 导管分子黏 出量。 日本 的 , , 较好 的表面整饰 ，包括压榨 、软压光 ，可以降低 〔〕 ,, , 啪, ,通过实验发现，纤维素酶处理可 以降低 , ,由射线细胞引起的掉毛 。即使机械处理射线细胞效果 也提到 ，将纤维素 的导管分 子黏出量。美 国专利 , ,,不好，用碱性 ,, 处理纸浆也可 以降低约 ,,的掉 , , 酶和木聚糖酶混合 处理纸浆，可 以降低 , ,的导管 黏出量 ，因为混合酶可以软化导管 ，使导管分子更容 毛趋势 ，这可能是因为射线细胞被氧化而产生了较好 易发 生机械破 裂 。 , ,的氢键结合, 。 《 ,,年第 , 中国造纸》,, , ,卷第 , 期 综 述 (,, 湿部添加剂 时，还可减少 因润版液润湿造成的纸张断头 ;中试发 填料分布不好更有可能引起掉粉 ，因为结合不好 现， , , ,,,抄造的新 闻纸的湿强 添加 , ,后 ，用 ,, ，的填料更倾 向于留在纸张表面 ，比纤维更易于从纸面 度和印刷表面强度均得到增强。 ( , 上剥离, 。因此 ，提高填料的留着率和使其 较好地 总之 ，不论使用何种化学 纸张掉粉 的一个关键 问 品，其减轻掉毛掉粉的 结合在纸张纤维上 ，是减轻 基本原 理 为:改 善 细小 纤 维 和填 料 的 留着 ;提 高 。湿部添加剂有助于改善细小组分和填料的留着与 湿强度 ;降低水渗透力 。 干, 分布，因此 ，可以减轻掉毛。 添加到纸机湿部的化学 品，能很好地留着在纸页 ((,,, 助 留剂 中很重要。通常将添加剂改为阳离子型或在系统中加 造纸原料 来达到这一 阳离子中含有很多细小的阴离子物质 ，如细小 入阳离子助剂( 淀粉或合成聚合物)纤维 、填料、溶解物质和胶黏物 ，无法吸附到呈阴电 目的。添加前后系统的电荷平衡非常关键。阴离子垃 荷的纤维表面。所以通常要在浆料 中添加一些絮凝剂 圾或者高导电性物质可能会影响添加剂吸附到纤维和 ( 和助 固着剂) 留剂 ，以提高细小物质的留着率 ，使其 高 细小纤维上 。如果抗掉毛剂 留着在细小纤维上( 比 ,〔 认为 , ,一 埔更好地分布在纸张的 向。,, 〕 , 增强剂 ， 表面积物质) 细小纤维流失后 ，抗掉毛剂也随之流 系统 ，可用于减少胶 印机上 的掉 毛掉粉及胶 黏物沉 失。应该强调的是浆的质量 、配比和纸机操作对纸张 积 。掉毛掉粉也与纤维在纸页内部的分布有关 ，纸页 掉毛的影响比化学品添加剂更大。成形越好 ， 掉毛掉粉越少。 ( ,, 表面施胶与涂布 ((,,, 增 强剂 (( ,, , 表面施 胶 在浆 料 中加入干 、湿强剂.