進烘缸紙頁水分和烘缸溫度對曬圖紙質量影響的研究

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

曬圖紙是一種工業用特種紙，俗稱“藍圖紙”，是一種化學涂料加工紙，專供各種工程設計、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劑發生偶聯反應而發色的特性，達到曬圖、顯影、復制的目的[1]。

曬圖紙的生產是利用涂布設備將重氮鹽感光液涂在原紙表面，再經過處理而成，其質量好壞取決于原紙和感光涂料。曬圖原紙是生產曬圖紙的基材，其質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量。曬圖紙要求表面細膩、平整、勻度好[2]，處理不好會出現麻點、藍點和發花等發色問題，影響曬圖質量，甚至造成設計、施工質量事故。本實驗研究的目的是在保證感光液不變前提下，探討曬圖原紙生產過程中進烘缸紙頁水分大小和烘缸溫度高低對曬圖紙發色的影響。

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

2.實驗設備

生產設備：1880 長網多缸造紙機。

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

3.實驗方法

漿料的碎解和打漿：按針葉木漿與闊葉木漿質量比為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。

上網成型：將配制好的漿料通過網前供漿系統稀釋成濃度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，通過網前箱在1880 紙機網部脫水成型，網部車速230m/min。

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

烘干、表面施膠、干燥、卷取：進入烘缸部紙頁在前烘干部烘干脫水，完成施膠，然后經過浸漬式施膠機進行表面施膠（施膠淀粉液濃度8%～10%），再經過烘干、壓光、卷取制成曬圖原紙。通過調節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 發色（左）、感光效果（右）圖

圖2 實驗2、3 發色（左）、感光效果（右）圖

圖3 實驗4 發色（左）、感光效果（右）圖

圖4 實驗5（左）、7（右）發色圖

圖5 實驗6 發色（左）、感光效果（右）圖

四、結果與討論

1.實驗結果

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

烘缸溫度對成紙指標、發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；原紙質地均勻，表面吸收性能均一，才能均勻吸收藥液，發色和感光效果才好。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，輕微就會產生麻點，嚴重的就會產生藍點。

羅文選[5]、李均華[2]對抄造曬圖原紙生產中壓榨壓力、烘缸溫度對成紙指標、發色和感光效果的影響進行了研究。結果表明，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麻，出現藍點。

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，同樣影響發色和曝光效果。另外，壓榨壓力大小還取決于設備本身和安全因素。

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，紙面遭到破壞產生凹坑；紙面出現泡泡紗，造成紙面不平，影響感光液吸收；松香膠轉移，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、結論

曬圖原紙生產過程中，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，曬圖紙發色及感光效果與原紙質量密不可分，原紙影響發色主要與紙面狀況、吸收性等有關。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，從而影響曬圖紙發色、感光效果。