紙張表面強度逐漸引起重視

表面強度近來越來越引起重視，很多紙病及一些紙張性能與表面強度關(guān)系密切，這篇小文有助于您對紙張表面強度的了解。

由于紙板各層之間、掛面紙板結(jié)構(gòu)內(nèi)部以及印刷紙的面漿與主體漿之間的結(jié)合不良所造成的困難是眾所周知的。紙頁結(jié)構(gòu)內(nèi)各層之間的強度稱為“內(nèi)結(jié)合強度”，而表面或靠近表面的強度則稱為“表面強度”。

印刷上常見的麻煩是在印刷作業(yè)時，由于表面有一小部分被粘起而造成紙張的掉粉掉毛。它可在印刷區(qū)留下印刷空白點，而紙和涂料粒子則粘附到印刷輥上并(或)污染油墨。

常用于描述與這些問題有關(guān)的紙張?zhí)匦缘男g(shù)語有：

抗拉毛性能(Pick resistance)— 防止纖維、小纖維束、涂料粒子從紙頁表面脫離的性能；

抗裂性能(Rupture resistance)— 防止面層整體脫開或紙頁結(jié)構(gòu)內(nèi)層剝裂的性能；

掉毛和掉粉(Liniting and dusting)— 與紙頁強度無關(guān)，是指在印刷過程中紙頁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積聚在印刷版(或膠版)上，影響了印刷的質(zhì)量。

通常是通過將一個力垂直地作用到紙頁表面，以測量所需的強度性能。

根據(jù)所使用的測試程序，可判斷出成品破壞狀況：即拉毛、鼓泡(Blister)和開裂。鼓泡是紙頁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的小面積剝離，常以紙頁表面小塊凸出形式出現(xiàn)，其程度介于拉毛和開裂之間。

有些測試方法只要測定出一類破壞狀況所需的作用力，就可估計出所有三類破壞狀況。通常開裂類的作用力比較準確。而拉毛有鼓泡一般出現(xiàn)在紙頁的個別地區(qū)，隨著作用力的增加而逐漸連成一片。因此紙張的抗拉毛和(或)抗鼓泡強度的測定就不那么準確，而且其測定過程往往還跟主觀判斷有關(guān)。

拉毛強度通常用石蠟拉毛測試儀或IGT(Instituut Voor Grafische Techniek)儀測定。后者也可測定抗鼓泡和抗裂強度。

測定抗裂強度最通用的儀器是ZDT或Scott層間結(jié)合強度測試儀。

在石蠟拉毛測試儀中，使用一系列硬樹脂蠟。這些樹脂臘按其對紙張表面粘附度逐漸遞增的狀況而配方。蠟棒端部在小火下軟化到熔點，并立刻粘附到紙頁表面，待蠟冷卻后將蠟從紙頁拉開。在用一系列樹脂蠟作試驗時，肉眼看不見紙頁表面破壞征兆的最高蠟值，稱之為臨界蠟值。

但這個方法已遇到不少問題。

首先是判斷終點帶有主觀隨意性。經(jīng)驗表明，不同操作者之間的差別可多達3個蠟值。

其次，已發(fā)現(xiàn)經(jīng)過充分表面施膠，粘蠟測試已合格的紙張，在深加工時都仍然遇到問題。

第三，在某些涂布配方中使用熱塑性樹脂，會增加蠟棒與涂布層之間的粘合力。因而，雖然涂布強度增加了，臨界蠟值卻出現(xiàn)下降。

IGT測試儀是在一個輪子的周邊涂上一層一定厚度的粘性薄膜。然后輪子以逐漸加快的速度碾過紙張表面，使輪子與紙面之間粘膜裂開的剪切力隨速度而增加，因此施加于紙張表面的作用力逐漸增加。如果薄膜粘度和輪速選擇適當，試樣就被撕離開來。試驗結(jié)果以粘度與速度的乘積(V×P)表示。

常用的測式薄膜為粘性油墨和聚丁烯，選用后者是由于其牛頓特性(Newtonion properties)。往往用一個測試儀就可測定所有三類破壞狀況(拉毛、鼓泡和開裂)，每類破壞狀況在不同的速度下發(fā)生。這類測試儀也存在著因操作者對終點看法的不同而產(chǎn)生差異的問題，特別是在測定拉毛狀況時。

液體吸收性能。幾乎所有紙產(chǎn)品都在一定程度上與液體相接觸。例如，許多包裝材料必須保護被包裝的物品，并因而具有高度的抗液體滲透的能力。印刷紙希望在印刷時快速吸收油墨。生活用紙如薄紙和紙巾應(yīng)該很容易地吸收液體。

所有這些情況都需在制造過程中采取措施，給紙張以所希望的吸收或阻抗液體的性能。薄紙和紙巾紙使用輕精磨紙漿以保持其高吸收能力。其他大多數(shù)紙張都是通過在內(nèi)部或表面用“低表面能量”的施膠材料進行處理以增加其阻抗液體滲透的能力。對某些紙張也可用表面涂布和(或)涂膜的辦法以使液體不能直接與纖維材料相接觸。

吸收能力的測試方法很多，其中一個共性是所用的測試液(水、油、油脂、油墨)直接與紙頁相接觸。許多液體滲析測試儀，或測定紙張吸收一定容積的液體的時間和一定時間周期內(nèi)吸收液體的容積，或測定液體滲入紙表面的速率。

責(zé)任編輯：鄭勝芳