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                【SWP纤维】SWP浆在彩烙纸中的应用
                发布时间:2021-09-13    浏览次数:

                文章原创作者:周大仕先生,山东凯丽特种纸


                彩烙纸是一种特殊的艺术用纸,采用漂白化学木□浆和SWP浆混合抄造而成,其色彩丰富、纸质平整、挺阔,并具有热烙后变色的独有特性,其主要使用原理:采用︽经雕蚀的铜或锌制图案版,用烫金机热烙纸的表面,使温度达到SWP浆的熔融温度以上。热烙部分,纸内SWP纤维熔解,颜色随之变深,纸面显现凹或凸的深色图案印和文「字印,即展现印刷及烙刻的效果。烫压后图案层次分明、立体感强,给人以高贵、典雅的感受。这种纸主要用于高档产品的包装,如礼盒包装①、高档酒盒包装、畅销书的封面、贺卡、装饰画等,其热烙后变色的特性主要来自于SWP纤维。


                1 SWP浆的性质和作用机理


                SWP浆是一种聚烯烃类、多分歧状的化学纤维,其经过亲水性处理,具有良好的水中分散性▅,能够与各种合成纤维、植物纤〒维浆料很好地混合,可以在普通长、圆网纸机上进行抄造。SWP浆纤维与针叶木浆纤维的图谱如图1所示。


                SWP纤维.jpeg


                 


                其主要特性如下:


                (1)SWP浆纤维本身的多分歧性,使得SWP浆具有〒很高的比表面积,能够在抄造㊣ 过程中有效捕捉细小纤维,提高浆料留着率。


                (2)纤维本身的聚烯烃性质,使得混合浆料具有较好的脱水干燥性能。


                (3)SWP浆纤维形状和大小分布与精磨后的普通木浆相似,故SWP浆不〗需精磨,精磨或打浆的SWP浆粕只会降低纤维长度,破坏造纸性能。


                (4)SWP浆的ZETA电位表现为极强的负电性,ZETA电位大约为-36mV左右,而木浆的ZETA电位一般为-25mV左右。根据同性电荷相互排斥的原理,SWP浆在抄造过程中,与木浆纤维具有很好的分散性,不容易絮聚,因而可以改善成纸匀度,提高纸张的抄造性能。


                (5)SWP浆纤维熔点较低,一般在100~135℃之间。混抄SWP纤维的纸制品容易压花及深挤加工,与普通的纸制品相比,可以表♀现出更加有立体感的设计。


                鉴于SWP浆的以上特性,可广泛应用于造纸工业中,利用它的低熔点和压花加工适应性,将其应用在彩烙纸中并关注其应用效果。


                2 SWP浆的选择


                SWP浆根据纤维长度、游离度和熔点、水分的不同,可以加工出很多牌号,需根据成纸质量要求选择适合的牌号进行抄造生产。彩烙纸成纸定量为60~100g/m2,要求成纸匀度良好,并具备一定的机械强度来满足压花加工的需要,为此选择A和B两种牌号的合成纤维搭配使用来满足以上质量要求。


                SWP-A纤维长度0.9mm,游离度580ml,绝干水分63%,熔点135℃,赋予纸张良好的均匀度;SWP-B纤维长度1.2mm,游离度340ml,绝干水分64%,熔点135℃,赋予≡纸张良好的纤维间结合力。


                A与B按1∶1搭配【与化学木浆纤维混合抄造,就能生产出匀度良好、机械强度优良的彩烙纸。


                3 SWP浆的使用


                3.1 SWP浆的分散


                SWP浆具有亲水性,其多岐状的纤维结构◤,已经具备了植物纤维分丝○帚化的效果,故不需要经过打浆处理,以防止纤维被切断、扭曲,影响纤维性能并造成浆块。只需将其均匀分散在水中即可,因此,生产中最适■合对SWP浆进行分散的设备是水力碎浆机。


                SWP浆作为化学纤维,虽然做过亲水性处理,但与植物纤维原料相比,其在水中分散会相对困难一些。试验表明,当离解水温在 50~7O℃范围内时,SWP浆易于分散均匀,离解参数和时间因水力碎浆机型号、功率而定。既要使SWP浆充分分散,又不能因过度水↘力剪切√,使纤维分散后重新扭曲缠绕到一起。


                以我厂2m3水力碎浆机为例,离解浓度2%~4%,电机功率为45kW,一般碎浆时间为2~3h。分散终点,取少量浆料,放入盛有1000ml水的量杯中,用玻璃棒搅拌,看有无未分散开的浆块、大纤维束等,如纤维分散均匀,则表示达到分▽散终点,可提入配料罐进行配料。若分散效果不好,则需要继续分散,直至达到要求为准。


                3.2 SWP浆的抄造


                SWP浆的主要成分为聚乙烯,其纤维比重一般为0.97~0.98g/cm3,虽然纤维比重略小于1,但经过良好◎分散的SWP浆料与植物纤维混合后,在水中具有良好的分散性能,既不上浮也不下沉,因此抄造性能良好。SWP浆料虽然具有与磨浆后的植物纤维原料类似的结构【,但由于其滤水速度比同样游离度的植物纤维快,可能影响成纸匀度。为解□决这一问题,在浆料进入流浆箱前,加入了适量的PEO分散剂,来延缓浆料在网部的滤水,成纸匀度得到明显改善。


                3.3 含SWP浆纸幅的干燥


                含SWP浆的纸张,在干燥时,干燥温度应尽量控制在其熔点以下20℃,以防止在干燥过程中,SWP浆纤维熔融,黏在干毯、烘缸表面,造成抄造障碍,影响成纸质量。彩烙纸选择的SWP浆的╳熔点为135℃,故烘缸烘干温度应控制在115℃以下。


                3.4 含SWP浆纸张的热处理温度和效果


                在SWP浆配比一定的情况下,将含SWP浆的成纸烙印温度从135℃提高至180℃,随着烙印温度的提高,熔融的SWP纤维数量增多,热烙部分颜色逐步变深,图案的立体感逐步增强,但当温度提高至180℃时,由于々温度太高,造成图案旁边的SWP纤维在温度的作用下也发生熔融,致使图案边缘模糊不清,图案立体感和图案质量明显下降。因此,含SWP浆的纸张,烙印温度应控制在150~160℃之间,其加工适性和图案立体感均▽达到最佳。不同温度下的烙印效果见图2。

                SWP纤维2.jpeg

                4 SWP浆对成纸性能的影响


                将SWP浆应用在彩烙纸上,主要利用其低温熔融的特性,在温度和压力的作用下,经过压花加工,可以得到立体感※和艺术感非常强的加工效果,为摸索SWP浆不同用量对成纸质量指标和加工性能的影响,分别将不同比例的SWP浆应用在橙色彩烙纸中。


                SWP纤维3.png


                 


                由表1可以看出,随着SWP浆用量的提高,成纸松厚度提高,裂断长降低,施胶性能改善,烫印前后色差增大。体现在压花加工性能上,就是⊙随着用量的提高,成纸可压缩性能提高,压花深度可以增加,压花和非压花处,颜色对比度提高,图案立体感◤增强,更能增加纸张的艺术效果,但SWP浆用量从15%提高至20%后,烫印前后色差提高不明显。从成本和艺术效果综合考虑,生产彩烙纸时,将SWP浆的用量确定为15%。


                按以上浆料配比生产的各种颜色的彩烙纸,投放市场后,得到了广大客户的广泛青睐,由于其独特的加工性能,能产生一种印刷不能替代的烙印效果,是其他艺术纸无法企及的,因此,必将会有非常好的前景和生命周期。


                5 结论


                (1)SWP浆是一种聚烯烃类的※化学纤维☆,其经过亲水化处理,因此在水中具有良好的分散性≡,其多岐状的纤维结构,已经具备了植物纤维分丝帚化的效果,故不需要经过打浆处理,可以直接分散后进行抄造。


                (2)彩烙纸的主要指标为成纸匀度、机械强度和压花加工适应性,SWP-A纤维较短,可改善成纸匀度;SWP-B纤维较长,可提高成纸机械强度,A与B可按1∶1搭配与植物纤维混合抄造来生产彩烙纸。


                (3)SWP浆聚烯烃的性质,决定了其滤水速度比植物纤维要快,抄造过程中,需加入适量PEO分散剂√来延缓脱水,提高纤维交织的均匀程度。


                (4)含有SWP浆的纸张在干燥时,干燥温度一般低于纤维熔点20℃以下,彩烙纸所用SWP浆纤维熔∑ 点为135℃,干燥温度应不高于115℃,防止SWP浆在高温下熔融,粘附在烘缸、干毯等表面,造成抄造障碍,影响产品质量。


                (5)随着SWP浆用量的提高,成纸松厚度增加,裂断长降低,施胶性能改善,烫印前后色差增加,说明成纸压花加工适应性提高,压花图案立体感增强,从经济性和质量要求综合考虑,SWP浆用量确定为15%。


                (6)随着烫印温度的提高,烫印图案立体感增强,但当烫印温度提高至180℃时,由于温度太高,图案边缘的SWP纤维也会在温度的作用下发生熔融,造成图案边缘模糊不清,大大降低了图案的立体感和清晰度,故对熔点为135℃的SWP浆来说,最适宜的烫印温度为150~160℃。


                 

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