進烘缸紙頁水分和烘缸溫度對曬圖紙質(zhì)量影響的研究

文/胡江濤 許國強（安徽華邦古樓新材料有限公司）

一、研究背景及目的

曬圖紙是一種工業(yè)用特種紙，俗稱“藍圖紙”，是一種化學(xué)涂料加工紙，專供各種工程設(shè)計、機械制造曬圖之用。其原理是利用感光劑（重氮化合物）遇光分解、或在高pH 值條件下與一些酚類或胺類偶聯(lián)劑發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)而發(fā)色的特性，達到曬圖、顯影、復(fù)制的目的[1]。

曬圖紙的生產(chǎn)是利用涂布設(shè)備將重氮鹽感光液涂在原紙表面，再經(jīng)過處理而成，其質(zhì)量好壞取決于原紙和感光涂料。曬圖原紙是生產(chǎn)曬圖紙的基材，其質(zhì)量好壞影響成品的使用效能。原紙的強度、抗水度、平滑度等指標影響曬圖紙的質(zhì)量。曬圖紙要求表面細膩、平整、勻度好[2]，處理不好會出現(xiàn)麻點、藍點和發(fā)花等發(fā)色問題，影響曬圖質(zhì)量，甚至造成設(shè)計、施工質(zhì)量事故。本實驗研究的目的是在保證感光液不變前提下，探討曬圖原紙生產(chǎn)過程中進烘缸紙頁水分大小和烘缸溫度高低對曬圖紙發(fā)色的影響。

二、實驗

1.實驗原料

漿料：進口漂白硫酸鹽針葉木漿、漂白硫酸鹽闊葉木漿。

化工料：感光液，杭州東儀紙業(yè)有限公司生產(chǎn)；淀粉，江西宏大化工有限公司生產(chǎn)；松香膠，卡米拉化工有限公司上海分公司生產(chǎn)；滑石粉，山東省棲霞華盛精細化工有限公司生產(chǎn)；剝離劑，杭州杭化哈利瑪化工有限公司生產(chǎn)。

2.實驗設(shè)備

生產(chǎn)設(shè)備：1880 長網(wǎng)多缸造紙機。

檢測設(shè)備：JA-2603B 電子天平，上海天美天平儀器有限公司生產(chǎn)；JX-X 紙張表面吸收重量側(cè)定儀，杭州高新自動化儀器儀表公司生產(chǎn)；BST 平滑度測定儀，杭州輕通博科自動化技術(shù)有限公司生產(chǎn)；烘箱，上海躍進醫(yī)療器械有限公司生產(chǎn)；TX-SB1012B 曝光機，杭州濤興印刷設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

3.實驗方法

漿料的碎解和打漿：按針葉木漿與闊葉木漿質(zhì)量比為1∶5 的比例，將絕干量為2000kg 的漿板在高濃水力碎漿機中加水碎解，然后在漿池中稀釋至濃度4.0%，利用雙盤磨漿機制成叩解度為32～360SR 的漿料備用。

配料：將打好的絕干量為2000kg 的漿料，通過自動配漿系統(tǒng)配成濃度為3.6%漿料并泵入配料池中。將濃度為3.0%、噸漿用量為15kg 的陽離子淀粉，噸紙用量40～50kg 的液體硫酸鋁，噸紙用量為1kg 的剝離劑加入配料池漿料中，攪拌均勻備用。

上網(wǎng)成型：將配制好的漿料通過網(wǎng)前供漿系統(tǒng)稀釋成濃度1.0%漿料，并加入噸紙用量150kg 的滑石粉和噸紙用量7kg 的松香膠（絕干量），進行凈化和篩選，通過網(wǎng)前箱在1880 紙機網(wǎng)部脫水成型，網(wǎng)部車速230m/min。

壓榨脫水：濕紙頁通過吸移壓榨，再經(jīng)過主壓進行脫水，然后進入烘缸部。在其他條件不變情況下，通過調(diào)整壓榨壓力控制進烘缸部紙頁水分。

烘干、表面施膠、干燥、卷?。哼M入烘缸部紙頁在前烘干部烘干脫水，完成施膠，然后經(jīng)過浸漬式施膠機進行表面施膠（施膠淀粉液濃度8%～10%），再經(jīng)過烘干、壓光、卷取制成曬圖原紙。通過調(diào)節(jié)烘缸部各段蒸汽壓力及進汽閥門開度來控制各烘缸溫度。

三、測試

紙頁水分、平滑度、吸水性按國家標準方法測定。烘缸溫度測定采用上海自動化儀表三廠的WRE-890M 凸型表面熱電偶溫度計測烘缸表面溫度。

紙頁表面發(fā)色實驗：在成品紙卷上取全幅紙樣，切成寬度20cm 的紙條，分成平均三段。每段用杭州東儀紙業(yè)有限公司的感光液和玻棒進行拉涂，電吹風吹干紙樣，放入濃度25%氨水瓶桶中熏至完全顯色取出，查看是否有藍點。

感光實驗：取寬度10cm、長度25cm 的試樣2 張，用杭州東儀紙業(yè)有限公司的感光液和玻棒進行拉涂，吹干。開啟曝光機，用照亮計測量并調(diào)整光源照度為（2500±100）LX。將試樣置于遮光板上，將壓紙架置于試樣上，保證試樣不隨遮光板移動。啟動秒表，每隔5s 將遮光板向外移動15mm 左右。把試樣放入濃度25%氨水瓶桶中，待試樣完全顯影后確定感光速度，并查看曝光是否干凈和麻點情況。

圖1 實驗1 發(fā)色（左）、感光效果（右）圖

圖2 實驗2、3 發(fā)色（左）、感光效果（右）圖

圖3 實驗4 發(fā)色（左）、感光效果（右）圖

圖4 實驗5（左）、7（右）發(fā)色圖

圖5 實驗6 發(fā)色（左）、感光效果（右）圖

四、結(jié)果與討論

1.實驗結(jié)果

進烘缸水分大小對發(fā)色和曝光的影響。在打漿、上網(wǎng)成型工序條件不變及生產(chǎn)品種克重（79g/m2）不變情況下，調(diào)整壓榨壓力，檢測出壓榨水分，并檢測成紙吸水性、平滑度，結(jié)果見表1。通過涂感光液進行發(fā)色和感光實驗，結(jié)果見圖1—圖3。

烘缸溫度對成紙指標、發(fā)色和感光效果的影響。烘缸溫度是通過蒸汽壓力進行控制的，其他條件不變的情況下，當烘缸溫度變化時，成紙吸水性和平滑度指標見表2，發(fā)色、感光效果見圖4、圖5。

2.討論與分析

曬圖原紙國家標準[4]要求原紙表面平滑度30～50S，吸水性15～20g/m2。原紙表面平整、光滑，才能使涂料和藥液均勻地涂在紙面上；原紙質(zhì)地均勻，表面吸收性能均一，才能均勻吸收藥液，發(fā)色和感光效果才好。如抗水性能不好，在涂布過程中藥液會滲透到纖維中去，使感光和顯影速度變慢，影響發(fā)色效果；如果表面遭到破壞，吸收性能不一致，藥液滲透到纖維里面，曝光不完全，輕微就會產(chǎn)生麻點，嚴重的就會產(chǎn)生藍點。

羅文選[5]、李均華[2]對抄造曬圖原紙生產(chǎn)中壓榨壓力、烘缸溫度對成紙指標、發(fā)色和感光效果的影響進行了研究。結(jié)果表明，壓榨各道壓力要適中，控制好烘缸溫度曲線，特別是紙頁剛進入烘缸溫度太高會造成粘缸、破壞紙面；溫度太低會造成烘缸“出汗”，不利于紙頁干燥。

表1 中實驗1，在其他條件不變情況下，壓榨壓力偏低，進烘缸水分為58%，造成紙頁烘不干，出現(xiàn)粘缸、紙灰多，紙面凹坑，平滑度低至27S，吸水性高達26.5g/m2。從圖1 可以看出涂布感光后發(fā)麻，出現(xiàn)藍點。

表1 實驗2、3，各壓榨壓力合適，進烘缸水分為47%和53%，成紙平滑度為50S 和43S，吸水性為18.8g/m2和19.5g/m2，紙面細膩、光滑、吸收性能適中。從圖2 可以看出涂布感光后細膩、均勻、色密度好。

表1 實驗4，壓榨壓力增加到一定值時紙面出現(xiàn)孔印，細小纖維和化工輔料流失較多，雖然進烘缸紙頁水分降低到42%，但在表面施膠處吸收淀粉量增加，吸水性也會升高（23.6g/m2）。從圖3 可以看出，涂布感光后有真空輥孔印，同樣影響發(fā)色和曝光效果。另外，壓榨壓力大小還取決于設(shè)備本身和安全因素。

表1 不同壓榨壓力下進烘缸水分與成紙吸水性、平滑度的檢測值

表2 不同蒸汽壓力、烘缸溫度下成紙吸水性、平滑度的檢測值

從表2 可以看出，在其他條件不變下，隨烘缸部各段蒸汽壓力變化，烘缸表面溫度也隨之變化，成紙吸水性、平滑度（紙面狀況）也發(fā)生變化。

實驗5 膠前烘缸蒸汽壓力在0.3～1.6kg，烘缸溫度在100℃以內(nèi)時，膠前三段烘缸表面“出汗”[2]，破壞紙面；因烘缸溫度偏低，成紙水分高，緊度大，平滑度達83S；且松香膠沒有足夠溫度使其成膜，吸水性高達30.5g/m2。從圖4 實驗5（左）可以看出涂布感光后發(fā)麻。

實驗7 膠前烘缸蒸汽壓力在1.0～2.8kg，烘缸溫度70～130℃，溫度偏高，強干燥造成紙面拉毛，紙灰多，紙面遭到破壞產(chǎn)生凹坑；紙面出現(xiàn)泡泡紗，造成紙面不平，影響感光液吸收；松香膠轉(zhuǎn)移，影響施膠效果，造成假施膠，吸水性增大。從圖4 實驗7（右）可以看出泡泡紗紙面涂布感光后顏色深淺不一和紙面不平整。

實驗6 膠前烘缸蒸汽壓力在0.6～2.0kg，烘缸溫度60～120℃，平滑度48S,吸水性19.2g/m2，紙面細膩、光滑，吸收性能適中。從圖5 實驗6 可以看出涂布感光后細膩、色密度好。

五、結(jié)論

曬圖原紙生產(chǎn)過程中，當壓榨壓力增加，紙頁進烘缸部水分降低，成紙吸水性也隨著降低，當達到一定值后出現(xiàn)反彈；紙面平滑度隨進烘缸水分降低逐漸升高，當達到一定值后出現(xiàn)下降，但幅度不大。隨著烘缸溫度變化，紙面狀況及紙面吸收性也隨之變化，烘缸溫度偏低或偏高，都會造成紙面狀況變化。綜上所述，曬圖紙發(fā)色及感光效果與原紙質(zhì)量密不可分，原紙影響發(fā)色主要與紙面狀況、吸收性等有關(guān)。而進烘缸水分高、低，以及烘缸溫度高、低都會造成紙面性能變化，影響對感光液的吸收，從而影響曬圖紙發(fā)色、感光效果。