紙張表面強(qiáng)度逐漸引起重視

表面強(qiáng)度近來(lái)越來(lái)越引起重視，很多紙病及一些紙張性能與表面強(qiáng)度關(guān)系密切，這篇小文有助于您對(duì)紙張表面強(qiáng)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(yè)結(jié)構(gòu)內(nèi)各層之間的強(qiáng)度稱為“內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度”，而表面或靠近表面的強(qiáng)度則稱為“表面強(qiáng)度”。

印刷上常見(jiàn)的麻煩是在印刷作業(yè)時(shí)，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(diǎn)，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(wèn)題有關(guān)的紙張?zhí)匦缘男g(shù)語(yǔ)有：

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

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

掉毛和掉粉(Liniting and dusting)— 與紙頁(yè)強(qiáng)度無(wú)關(guān)，是指在印刷過(guò)程中紙頁(yè)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(guò)將一個(gè)力垂直地作用到紙頁(yè)表面，以測(cè)量所需的強(qiáng)度性能。

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

有些測(cè)試方法只要測(cè)定出一類破壞狀況所需的作用力，就可估計(jì)出所有三類破壞狀況。通常開(kāi)裂類的作用力比較準(zhǔn)確。而拉毛有鼓泡一般出現(xiàn)在紙頁(yè)的個(gè)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(qiáng)度的測(cè)定就不那么準(zhǔn)確，而且其測(cè)定過(guò)程往往還跟主觀判斷有關(guān)。

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

測(cè)定抗裂強(qiáng)度最通用的儀器是ZDT或Scott層間結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試儀。

在石蠟拉毛測(cè)試儀中，使用一系列硬樹(shù)脂蠟。這些樹(shù)脂臘按其對(duì)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(diǎn)，并立刻粘附到紙頁(yè)表面，待蠟冷卻后將蠟從紙頁(yè)拉開(kāi)。在用一系列樹(shù)脂蠟作試驗(yàn)時(shí)，肉眼看不見(jiàn)紙頁(yè)表面破壞征兆的最高蠟值，稱之為臨界蠟值。

但這個(gè)方法已遇到不少問(wèn)題。

首先是判斷終點(diǎn)帶有主觀隨意性。經(jīng)驗(yàn)表明，不同操作者之間的差別可多達(dá)3個(gè)蠟值。

其次，已發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)充分表面施膠，粘蠟測(cè)試已合格的紙張，在深加工時(shí)都仍然遇到問(wèn)題。

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

IGT測(cè)試儀是在一個(gè)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(guò)紙張表面，使輪子與紙面之間粘膜裂開(kāi)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(dāng)，試樣就被撕離開(kāi)來(lái)。試驗(yàn)結(jié)果以粘度與速度的乘積(V×P)表示。

常用的測(cè)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(gè)測(cè)試儀就可測(cè)定所有三類破壞狀況(拉毛、鼓泡和開(kāi)裂)，每類破壞狀況在不同的速度下發(fā)生。這類測(cè)試儀也存在著因操作者對(duì)終點(diǎn)看法的不同而產(chǎn)生差異的問(wèn)題，特別是在測(cè)定拉毛狀況時(shí)。

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(hù)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(shí)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(guò)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(guò)在內(nèi)部或表面用“低表面能量”的施膠材料進(jìn)行處理以增加其阻抗液體滲透的能力。對(duì)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(cè)試方法很多，其中一個(gè)共性是所用的測(cè)試液(水、油、油脂、油墨)直接與紙頁(yè)相接觸。許多液體滲析測(cè)試儀，或測(cè)定紙張吸收一定容積的液體的時(shí)間和一定時(shí)間周期內(nèi)吸收液體的容積，或測(cè)定液體滲入紙表面的速率。

責(zé)任編輯：鄭勝芳