摘要:本文對裝飾原紙的透氣度和吸液性能作了簡要的分析,并對其在生產(chǎn)中的控制作了簡述。關(guān)鍵詞:裝飾原紙 透氣度 吸液性能 空隙率 孔徑 纖維 填料 裝飾原紙是指浸膠(三聚氰胺樹脂為主)后用于刨花板和纖維板等人造板的面層用紙(裝飾面紙)和底層用紙(平衡紙)。在人造板行業(yè)經(jīng)浸膠后的裝飾原紙稱為浸漬膠膜紙簡稱膠膜紙。由于經(jīng)膠膜紙飾面的人造板花色品種多、素面美觀,可直接用于家具制造、地面鋪裝、車船內(nèi)部墻面裝飾等,不需要進(jìn)行二次涂刷,使用方便已越來越被人們所接受。正因為其強勁的發(fā)展勢頭再加上有一定的利潤空間近幾年來國內(nèi)原紙生產(chǎn)廠數(shù)量倍增,目前已處于低價競爭的狀態(tài)。在裝飾板產(chǎn)品的價值鏈中原紙生產(chǎn)廠的利潤僅占5%左右。要“玩轉(zhuǎn)”這點利潤是一個艱苦的工作。這就要求生產(chǎn)廠降低消耗、提高質(zhì)量、減少退貨。其中穩(wěn)定浸膠(吸液)性能即為重要內(nèi)容之一。因為這直接影響到用戶的產(chǎn)量(車速)、成本(吸膠量)、質(zhì)量(因吸膠量不均一而造成“干花”)等。下面就裝飾原紙的透氣度和吸液性能談些看法。 一、對透氣度和吸液性能的簡要分析 眾所周知,紙是具有多孔性結(jié)構(gòu)的,再加上它的親水性就有了吸液性能。國外是通過透氣度來控制之。如意大利卡蒂的產(chǎn)品(CARTEDRCORATIVE)它的技術(shù)指標(biāo)是20±3秒100毫升,德國明斯克的產(chǎn)品規(guī)定為不小于22秒/100毫升。而國內(nèi)以前是較為直觀的吸液高度來表示[GB461.1紙和紙板毛細(xì)吸液高度的測定法(克列姆法)],一般在24~35mm/10min。近年來也有部分用戶提了要用透氣度指標(biāo)的要求。這樣在表示吸液性能上就有二個指標(biāo)。其實這二個指標(biāo)都與紙頁中的空隙率、孔徑有關(guān)。 紙的多孔性的特征可以用毛細(xì)現(xiàn)象來描述。 卡爾生(carson)用了一個修正poiseuille等式來描述空氣透過的速率(v/t),當(dāng)壓力P通過紙頁產(chǎn)生的壓力降為△P,有n根平行且相同其半徑為r長度為L的毛細(xì)管: 式中: P——為通過紙頁的壓力 △P——通過紙頁的壓力降 F——毛細(xì)管半徑 L——毛細(xì)管長度 n——相互平行的毛細(xì)管數(shù) η——空氣黏度 V——通過空氣的體積 t——通過空氣的時間 S——特性系數(shù) 從上式中可以看出空氣透過速率與微孔半徑的4次方成正比(透氣度為通過100ml空氣所需的時間s/100ml,其值越小表明透氣速率越大)。那么當(dāng)紙頁結(jié)構(gòu)較松緊度較低即微孔半徑較大空隙率較高時其透氣度也較大(透氣度的值則較小,以下同。)。此外,上式中還得注意n這個值即透氣度與孔的數(shù)量成正比,如孔徑不變而孔的數(shù)量增加則透氣度也增加,這表明較細(xì)的纖維較松的結(jié)構(gòu)組成的紙頁透氣度相應(yīng)要好些。當(dāng)然,n值的變化對透氣度的影響要比孔徑變化小。所以,可以看到透氣度與空隙率有關(guān),而空隙率是一個體現(xiàn)紙頁的微孔數(shù)量和微孔大小的平均值,故透氣度其實也是一個與微孔大小數(shù)量有關(guān)的一個指標(biāo)。 國內(nèi)所用的吸水性指標(biāo),它是用毛細(xì)吸液高度來表示的(GB461—1紙和紙板毛細(xì)吸液高度的測定法)。在10分鐘內(nèi)水沿紙條上升的高度,這是毛細(xì)上升的速率。由經(jīng)典的表面張力公式: 式中 γ——液體表面張力 r——毛細(xì)管半徑 P——液體密度 g——重力加速度 h——液體在毛細(xì)管中上升高度 可見,液體在毛細(xì)管中上升高度與毛細(xì)管的半徑平方成反比。毛細(xì)管越細(xì)液體上升的高度越高。 而液體的毛細(xì)上升高度(擴(kuò)散)速度受其黏度門等的影響,見公式(3) 式中A和B是僅與孔徑分布有關(guān)的系數(shù),因此對固定的紙樣而言是不變的。 γ——液體表面張力 θ——液體接觸角 p——液體密度 g——重力加速度 h——液體在毛細(xì)管中上升高度 t——上升時間 毛細(xì)上升高度是為時間的函數(shù)??蓪憺椋?nbsp; 式中: tw——濕潤時間 t——上升時間 △z——是在t時間內(nèi)紙頁增加的厚度 K——是常數(shù) 從上式中可以看出孔徑越大液體在紙頁中升高的速度越大。許多研究表明,紙中的孔徑呈正態(tài)分布故從公式(2)、(3)、(4)來看實際測定的單位時間內(nèi)的吸液高度是一個平均速度。 綜上所述,透氣度與吸液高度都與紙頁的孔的特性有關(guān)。透氣度的高低與空隙率有密切的關(guān)系。而吸液性能似乎更復(fù)雜些。因為紙的吸收性能是纖維間和纖維內(nèi)的滲透。纖維間的滲透速度如前所述,服從毛細(xì)物理定律,它與孔徑的大小有關(guān)。纖維內(nèi)的擴(kuò)散速度正比于纖維間結(jié)合力的大小。纖維間滲入到紙頁中的水分是隨打漿度的升高而減少但纖維內(nèi)滲入的水份卻是增加的,兩者相比后者的影響是很小的。 就用該兩指標(biāo)來表示裝飾原紙的吸液性能而言,筆者認(rèn)為透氣度尚欠缺的是不能體現(xiàn)裝飾的親水性能。施膠紙或抗水紙同樣可以有較高的空隙率透氣度,這對裝飾原紙來講是不行的。而吸液高度雖然體現(xiàn)了紙頁的親水性,但它對紙頁的毛細(xì)特性更密切些。可以做這樣一個試驗,如對測定吸液高度的試樣用針尖刺一小孔,此時透氣度增加但吸液高度卻無變化,便是一例。此外,用戶在使用中浸膠量在100~130%左右,浸膠的時間僅幾秒鐘(國外的浸膠機(jī)速度一般為40米/分,國內(nèi)一般為30米/分左右),膠料對紙頁的滲透主要是Z向進(jìn)行的。這樣紙頁的吸液性能以透氣度來表示就更合理些。在實際生產(chǎn)中有時會碰到這樣的情況,兩張試樣測得的吸水性都一樣如為33毫米/10分,一張的透氣度為16.3秒/100毫升而另一張為10.7秒/100毫升,究其原因前者經(jīng)加壓平滑度為80秒后者未加壓平滑度為23秒。由此可見一斑。 另外在此一提的是以往有種看法認(rèn)為透氣度指標(biāo)是為了適應(yīng)膠膜紙在壓板時放氣所需。其實不然,裝飾原紙經(jīng)浸膠成膠膜紙后已全部不透氣。由于膠膜紙揮發(fā)成分高,在壓貼過程中揮發(fā)成分不能及時揮發(fā)造成“濕花”的原因是由浸膠工藝造成的。 (待續(xù))
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