納爾科起皺分析工具NCAT的應用

張海峰 納爾科（中國）環保技術服務有限公司

納爾科起皺分析工具NCAT的應用

NCAT’s Application

張海峰 納爾科（中國）環保技術服務有限公司

編者按：本文是納爾科公司的張海峰先生在2014年5月成都生活用紙年會國際研討會上的演講稿，本刊根據現場錄音整理，供讀者參考。

納爾科皺紋分析工具（NCAT），是分析紙張表面質量以及質量差異的工具，這套工具或這項技術用于揚克缸涂料的監測、控制及調整，可以在現場進行測量，支持烘缸涂層試驗、涂層方案的優化以及新產品的開發。

這項技術由硬件和軟件兩個部分組成，圖1中左邊電腦中裝有分析軟件，右邊是一個攝像裝置，拍攝到的皺紋圖像通過USB線傳輸到電腦，軟件對皺紋結構進行分析。

圖1　NCAT技術的軟硬件

圖2是皺紋放大的圖像，從中可以看到：皺褶條紋、斷裂皺紋和游離的纖維端頭。

圖2　NCAT技術拍攝的起皺圖像

過去業界曾經開發過多項分析技術，試圖研究和建立紙張表面柔軟度與皺紋結構之間的關系。但是，這些分析技術只能在實驗室使用，不適合于生產現場檢測。

現在通常使用便攜式顯微鏡對皺紋結構的數碼圖像進行現場研究、分析和評價。但是這些方法最多只能進行定性的分析。事實證明，它的分析結果并不可靠，而且重復性也不好。

眾所周知，生活用紙的皺紋結構對紙張表面柔軟度非常重要，但一直沒有一種方法可以定量測定這些特性。NCAT可以解決這個問題或者說可以滿足業界的需求。

NCAT是一種由軟件/硬件構成的定量分析系統，專門在生產現場用于分析評價紙張的皺紋結構。

用皺紋分析工具，可以自動生成一個起皺分析報告（見圖3），報告由3個部分組成的，左圖中，上面的皺紋粗，下面的皺紋細，右圖是不同皺紋的分布頻率，更重要的是右下角的數據，顯示出每一英寸里的皺紋數，皺紋數越多表示越柔軟。樣品A的皺紋數是81，樣品B的皺紋數是105，說明B比A細膩柔軟。還有各種皺紋所占的百分比，百分比越高細膩程度越好，樣品B是59.7％，樣品A是41.6％。

圖3　NCAT 技術的起皺分析報告

皺紋是指紙頁從揚克烘缸表面剝離時起皺形成的或粗或細的皺褶。

皺紋結構是指紙頁起皺后出現的所有表面特征，包括皺褶條紋、斷裂皺紋和游離的纖維端頭。

這項技術的主要用途如下：

揚克缸涂層試驗：涂層粘缸劑的影響；

紙頁兩面差異性比較：皺紋與皺紋結構的比較；

生活用紙種類：產品等級；

起皺刮刀運行時間對皺紋結構的影響：工藝控制；

產品開發：紙張柔軟度和兩面差異性。

應用案例

案例一 分析涂層對起皺頻率的影響

圖4所示為在同一把起皺刮刀下，皺紋結構隨運行時間的變化趨勢。

圖4　皺紋結構的變化

隨著刮刀使用時間的延長，皺紋會越來越粗，皺紋數會下降，引入TULIPTM（編者注：TULIPTM是納爾科公司的一種揚克缸涂層化學品）方案后，皺紋數不降反升，到一定皺紋數后才開始下降，而下降的幅度較平緩。

案例二 紙頁在毛毯側和烘缸側的起皺對比

圖5所示，貼缸側的皺紋數為97，毯側的皺紋數為93，說明貼缸側比較細膩。

圖5　紙頁兩面起皺對比

案例三 分析不同等級生活用紙的起皺情況

圖6是對某紙廠不同產品進行跟蹤的情況，可以看出，貼缸面的皺紋數大于毯面的皺紋數，一般來說，高檔產品的皺紋數至少達到100以上，這樣柔軟度較好，中低檔產品在75以下，可以用皺紋數來量化紙的等級。

案例四 分析使用新刮刀和舊刮刀的起皺情況

使用新刮刀的皺紋數可以接近105，而舊刮刀的皺紋數為80～83，這樣紙廠就可以用量化的數字來確定刮刀的使用時間。

圖6　不同等級生活用紙起皺情況

案例五 NCAT在產品開發中的應用

圖7所示為在一項提高柔軟度的試驗中不同方案的起皺情況。左圖是空白試驗、方案1和方案2試驗的烘缸面和毯面的皺紋數，方案1和方案2是對烘缸涂層的調整。右圖是3個試驗條件下的細膩皺紋，中等皺紋、相對粗皺紋和粗皺紋所占的百分比。

圖7　不同方案的起皺情況

總結

NCAT是一種紙頁柔軟度定量的研究方法；紙頁的兩面差異性、起皺刮刀運行時間對表面柔軟度的影響等這些以前只能定性研究的特性，現在可以在生產現場進行定量分析。關于NCAT技術的應用，正在進行進一步的研究和完善，以充分挖掘這項行業技術創新的應用潛力。

（林茹整理）