煙用接裝原紙伸縮率的影響因素及控制

伊財富 楊菊紅 徐 冰

(浙江恒達新材料股份有限公司，浙江衢州，324401)

伸縮率是指紙張浸于水中或在不同濕度下增濕或減濕時尺寸的相對變化，以尺寸的增減對試樣原來尺寸的百分率表示［1］。不同用途的紙張對伸縮率的要求不同。作為印刷用紙的煙用接裝原紙就需要有小的伸縮率，因為其伸縮率直接影響到后續印刷套色的穩定性。紙張的伸縮率過高，印刷過程中紙張的變形大，就會產生套印失準、畫面失真等問題，從而影響印刷效果［2］。因此，了解紙張伸縮率的影響因素和控制好紙張的伸縮率來提高產品質量顯得尤為重要。根據GB/T 459—2002《紙和紙板伸縮性的測定》對煙用接裝原紙伸縮率進行測定，伸縮率皆為橫向伸縮率。本文主要討論了煙用接裝原紙伸縮率的影響因素及控制。

1 煙用接裝原紙伸縮率的影響因素

1.1 漿種對伸縮率的影響

在伸縮率的眾多影響因素中，原料對伸縮率的影響最大。浙江恒達新材料股份有限公司生產的煙用接裝原紙的原料為漂白硫酸鹽針葉木漿和漂白硫酸鹽闊葉木漿。針對同一制漿方法而言，針葉木漿抄造紙張的伸縮率大于闊葉木漿抄造紙張的伸縮率。這是因為針葉木纖維相對較長，干燥更容易使纖維發生卷曲。由法國Techpap公司生產的Morfi Compact纖維形態分析儀是一臺纖維質量專用檢測設備。該設備可以快速、準確地自動測定纖維、纖維束和細小纖維形態的一系列參數，如纖維長度、纖維寬度、纖維粗度、扭結纖維的百分含量、卷曲纖維的百分含量、纖維分絲帚化程度和細小纖維的百分含量等。對不同種類的闊葉木漿纖維形態進行分析，纖維形態分析結果如表1所示。

從表1中可以看出，1#桉木濕漿的扭結纖維百分含量及卷曲纖維百分含量明顯低于3#和4#兩種桉木漿，其原因可能是濕漿纖維未經過干燥。2#混漿則由于漿板薄且干度低，扭結纖維百分含量及卷曲纖維百分含量稍高于濕漿，并且2#混漿因其本身摻有少量針葉木，所以其纖維長度最長且寬度也最大。濕漿未經過干燥，纖維處于潤脹狀態，故其寬度也較大。干漿由于經過抄紙機網部脫水，因此細小纖維流失大，纖維長度較濕漿長。

表1 不同種類闊葉木漿纖維形態分析結果

圖1為4種闊葉木漿的纖維形態圖，測試儀器為日本奧林巴斯公司生產的金相顯微鏡BX53M。奧林巴斯BX53M作為新一代高精度智能化工業顯微鏡，具有更先進的成像系統，改進的LED照明和直觀的控制以及舒適操作等新特征。此外，BX53M還實現了良好的人機交互。在觀察過程中，BX53M可以直接對標本圖像進行管理和存儲。

在針葉木漿、闊葉木漿配比相同的條件下，不同種類的闊葉木漿搭配同一種針葉木漿其成紙抗張強度與伸縮率的情況也不同，其結果見表2。從表2中可以看出，使用1#濕漿替代3#和4#漿后，成紙的伸縮率明顯下降，抗張強度也明顯降低。使用1#濕漿及2#混漿替代3#和4#漿后，成紙的伸縮率也較低但其抗張強度卻顯著升高了。2#混漿與1#濕漿以適宜的配比搭配，彌補了濕漿由于纖維長度短而引起強度偏低的缺點。結合表1和表2的數據得出，選擇扭結纖維百分含量及卷曲纖維百分含量低的漿種進行抄造，生產出的紙張伸縮率顯然低于使用扭結纖維百分含量及卷曲纖維百分含量高的漿種所抄的紙。

表2 不同種類闊葉木漿對成紙抗張強度與伸縮率的影響

1.2 打漿度對伸縮率的影響

打漿會使纖維出現彎曲、扭曲、卷曲、撕裂、壓潰、吸水潤脹和細纖維化等現象［3］。一般情況下，紙張的伸縮率都是隨著打漿度的降低而減小的。在降低打漿度的同時，透氣度則隨之增大，但成紙的勻度變差。由于煙用接裝原紙的伸縮率、透氣度和抗張強度等主要性能指標與漿料打漿度之間的關系互相矛盾、互相制約，圖2所示為打漿度與橫向伸縮率及透氣度的關系。從圖2可以看出，打漿度在64～67°SR左右時，伸縮率非常低，但透氣度大，因此成紙勻度也較差;打漿度在70～73°SR左右時，伸縮率明顯提高，透氣度減小，雖然成紙勻度較好，但由于打漿度高，使抄紙脫水緩慢，所需真空度增大，紙張針孔眼明顯增多，強度也下降;因此控制打漿度在67～70°SR左右，紙張伸縮率和透氣度均適中，成紙強度較好。

圖1 4種闊葉木漿的纖維形態圖

1.3 加填對伸縮率的影響

填料是一種無機物，本身不可壓縮、不可變形。填料的加入可以填補紙張表面的空隙，減少纖維之間的結合力，在干燥時需要較低的溫度，減少了紙張的伸縮率［4］。輕質碳酸鈣 (PCC)是一種成本低，具有一定的不透明度，可以作為煙用接裝原紙的填料，PCC晶體形態多呈菱形或紡錘形。抄造紙張時填料也不宜加入過多，否則會影響紙張的表面強度，易出現掉毛掉粉現象，還會使紙張纖維間的結合不均勻，紙張出現翹曲現象?；曳趾颗c伸縮率的關系如圖3所示。從圖3可以看出，紙張灰分含量越低，伸縮率越高。隨著灰分含量的升高，伸縮率有所降低，但降低的幅度不是很大，因為灰分含量在15%左右時，有輕微掉毛掉粉現象。綜合考慮紙張的各項物理性能指標，選擇灰分含量在13%～14%加填為宜。

圖2 打漿度與橫向伸縮率及透氣度的關系

圖3 灰分含量與伸縮率的關系

1.4 紙機抄造方面對伸縮率的影響

紙張在網部成形時，調整好漿網速比，可以有效減少纖維縱向排列的數量，達到降低紙張伸縮變形的目的。合理控制好紙張在干燥部的張力，不使紙張拉得過緊，也會減少紙張的收縮。在整個紙機上，紙張的橫向收縮以干燥部最大，調整好干燥溫度曲線，不使紙張干燥過快，也對減小伸縮有幫助，但以不影響紙機的抄造條件為前提。

2 結論

討論了影響煙用接裝原紙伸縮率的幾個因素及控制。紙機抄造過程中，漿料的選擇、填料的用量、紙機各部位參數的調節對紙張伸縮率都有比較大的影響。

2.1 漿料的種類對煙用接裝原紙的伸縮率影響較大;不同種類闊葉木漿中，選擇扭結纖維百分含量及卷曲纖維百分含量最小的1#濕漿最佳。

2.2 在打漿環節中，通過對不同打漿度下成紙伸縮率的影響進行研究，伸縮率隨著打漿度的下降而減小，并且趨勢非常明顯。但是打漿度也不能過低，否則與之成反比的透氣度指標又無法達標。結果表明，打漿度控制在67～70°SR最佳。

2.3 填料的加入量也與伸縮率有著不容忽視的影響。紙張灰分增加，伸縮率略有減小;但灰分含量也不能過大，否則會出現掉毛掉粉問題，影響后續的印刷。