9-涂布干燥及整饰

颜料涂布纸的干燥 一 干燥的基本原理 涂布纸干燥时 涂层和原纸同时发生能量和质量的转移 原纸从涂层中吸收水分和胶粘剂等介质 而使涂层的结构由于介质的损失而不断地变化 干燥开始时 蒸发作用发生在涂层的表面上 随着干燥过程的进行 蒸发区就逐渐向涂层和原纸内部扩展 与此同时 热量通过边界层向涂层和原纸内部传递 整个过程一直进行到没有更多的游离蒸汽从涂层和原纸内部上升到表面 并蒸发到空气中为止 在这个过程中 因水分的扩散是在内部进行的 故被称为 内部干燥 图4 18 涂布干燥的三个阶段 影响干燥速率的因素 原纸的性质涂料的性质涂层厚度干燥温度等 三 干燥器 干燥器不仅需要具有除去水分的能力 而且要求不损伤产品的品质 如印刷性等 能够全幅均一干燥 而且干燥的程度能充分的控制 也就是说纸页在干燥时不应该产生卷曲 皱褶 永久变形 张力瞬变等现象 干燥器所用的加热方法有 饱和蒸汽和过热蒸汽加热煤气直接加热或间接加热燃烧油类间接加热电加热和红外线加热等 这些方法均是以空气为载热体 加热后再用以干燥涂布纸 我国现用的涂布纸专用干燥器有 垂帘式干燥器桥式干燥器气罩式干燥器气垫式干燥器红外线干燥器烘缸干燥器其中桥式干燥器是目前使用较多的一种干燥器 强风干燥 烘箱 在干燥区涂料中水份被蒸发 比如水份从15 20 降到3 6 水份移去180l min 干燥中 纤维收缩 水相和涂料成分流动 水蒸发和冷凝 空气流动湿度高 强风干燥 一面空气干燥 高效 高干燥率 高强度空气干燥取代红外线 最大纸幅宽度10 5m 最大温度450 C 最大风速60m s 一面干燥 适合所有车速 适合所有纸种 适合新机器和改造机器 强风干燥喷嘴 比浮动喷嘴高25 的热传递 表面热传递高 更好的喷嘴配置 直接吹风产生动荡 热传递更好 运行性能好 强风干燥应用 应用于所有纸种涂布站之后 取代红外线干燥 干燥质量优于红外线干燥 单面和双面干燥 蒸汽 瓦斯加热 控制参数 风速和温度 蒸汽加热温度160 170 C 瓦斯加热300 400 C 风速40 60m s 干燥能力10 30 150 kg h m2 图4 19 气浮干燥器流程图 图4 20 Impingement干燥装置 图4 24双面气浮干燥器剖面图 图4 25气相红外干燥示意图 图4 26烘缸干燥 颜料涂布纸的整饰及性能颜料涂布纸的整饰方法 包括超级压光 软辊压光 抛光 磨光等 其中绝大多数印刷涂布纸 主要是经过超级压光处理 一 超级压光 从涂布机上 已经干燥好的 出来的纸张 它的表面多是粗糙不平整的 造成这种表面粗糙不平整的原因主要是由于涂布原纸表面凹凸不平 既使涂上涂料后 虽在某种程度上会起弥补作用 但毕竟不能完全消除不平整现象 另一方面 涂料层虽经涂布设备的涂平和均整 但也只是初步的 从整个纸幅来看 仍然是不平滑和没光泽的 涂层也是不够紧密的 而这些特性却恰恰是涂布纸所必须要具备的 为了制得光滑 紧密而表面平整的涂布纸 进行超级压光是很有必要的 影响涂布纸超级压光效果的因素纸的定量和纸的湿含量 压光机的辊子数目和温度 辊间的线压力 纸粕辊填充物的机械物理性质 涂布纸涂层的塑性 颜料和胶粘剂的品种 胶粘剂对颜料的比率等 第二节软辊压光 经软辊压光整饰的纸 不仅光泽平整 其紧度也是均匀的 因而在印刷时 油墨在全幅得到均匀的渗透 不会产生深浅不同的斑点 经软辊压光整饰的纸 光滑平整 紧度均匀 印刷时油墨在全幅得到均匀的渗透 不会产生深浅不同的斑点 经刚性压光后的纸 厚度一致 原来纸面凸出的部分被压平 局部紧度较高 经软辊压光后 纸张凹凸部分被展平 厚度虽仍有差异 但紧度却是一致的 刚性压区 线压高 纤维被压溃 破坏了纤维间的结合 纸页强度下降 而软辊压区 其压力相对柔和 在剪切力作用下 同时又受高温辊面的熨烫塑化 提高了光泽度和平滑度 实践证明 剪切力的作用 对提高光泽效果大于提高平滑度 经软辊压光 纸页被压实 纤维之间结合得更好 成纸强度也较好 一般情况下 抗张指数较刚性压光可增加15 从而有可能减少长纤维配比 并保持原有强度 显然这是降低成本的潜在力 软辊压光原理软辊压光的作用原理如下 一根冷硬加热铸铁辊和一根可控中高弹性辊组成一个压区 在加压时 因接触处弱性辊面变形而形成面接触 故单位表面压力较低 纸张表面受到温和的处理 所以纸张整饰均匀 松厚度损失少 按辊径大小 辊面包复材料硬度以及所施辊压力的不同 软辊压光的接触面宽可达5 10mm 为机械压光的10倍 其单位压力一般为20 40N mm2 即使软辊压光的线压较高 其单位压力也不过是机械压光的1 3 1 4 校正前横幅厚度分布 校正后横幅厚度分布 横幅分区控制加载 软辊压光有以下优点 1 压出的纸紧度均匀 2 即使纸张匀度不好 其不透明度可得到改善 并消除色斑 3 印刷时油墨吸收性良好 4 有可能使成品有较高的水分 5 改善了纸张松厚度 并保持挺度的稳定性 6 在单台机生产不同品种时 对各种纸的质量有不同要求时 有可作不同整饰的灵活性 7 因纤维不受强烈挤压 纸页强度好 提高了设备运转率 8 消除了两面差 9 可在机压光 不需要第二次机外超压 第三节颜料涂布纸的性能 颜料涂布纸的最重要的性能是白度 不透明度 平滑度 整饰性 油墨接受性 油墨保持和拉毛强度 一 涂布纸的亮度 影响亮度的因素 主要是涂料组成 如颜料 胶粘剂和化学助剂 以及涂料配方中各种用料的相对比例 粒子细小 高亮度的高岭土 碳酸钙 二氧化钛等可赋予纸以高亮度 合成胶粘剂比天然胶粘剂有更好的色泽 胶粘剂用量低有利于增加纸的亮度 二 涂布纸的不透明度 影响不透明度的主要因素是颜料 胶粘剂 颜料和胶粘剂的相对比例 原纸 原纸覆盖率及整饰度 适于提高不透明度的白色颜料的最佳粒径为0 2 0 35 m 它们均匀排列与涂面平行 大多数其它的常用涂布颜料 在不透明度方面彼此不相上下 所以增加它们的遮盖能力的仅有办法是通过粒径的最优选择 增加涂布量 如提高涂料固含量 使用分层高岭土 进行两次涂布等方法皆有利于不透明度的提高 如前压光项中所述 过大的压力或地高的整饰能导致涂层的透明和不透明度相应降低 三 涂布纸的平滑度 平滑度和压光的关系最密切 平滑度取决于可压缩性 首先是原纸的可压缩性 其次才是涂层的可压缩性 涂料配方中颜料种类以及胶粘剂的种类和用量是直接影响压光后涂层塑性形变的重要因素 恰到好处的涂层覆盖 适宜的涂布量以及通过压光 易于压成均一厚度的 可压缩性是提高平滑度的先决条件 四 涂布纸的整饰性 影响颜料涂布纸光泽的因素是颜料的直径 粒子的形状 粒子的定向性 胶粘剂的种类和用量 涂布量及原纸的覆盖程度 高形态比的细粒颜料易于定向和紧密地充填一起 因此能产生有高光泽可能的微观平滑表面 反之 大粒子颜料易于突出表面而降低光泽度 高的天然胶粘剂用量通常对光泽不利 而多数胶乳能增加光泽 涂布纸覆盖的完美性与光泽有非常重要的关系 五 涂布纸的油墨接受性 油墨接受性和油墨吸收性是颜料涂布印刷两项非常重要的性能 许多因素影响涂层表面的油墨接受性和油墨吸收性 但最重要的是涂料中胶粘剂的百分比 胶粘剂对颜料的比愈小 油墨接受性和油墨吸收性愈高 颜料和种类是影响油墨接受性的另一重要因素 具有高颜料容积的 充填较低的 颜料 如沉淀碳酸钙 热加工的高岭土 煅