恒科

您当前所在的位置:主页 > 常见问题 > 造纸印刷包装影响因素 > 造纸印刷包装影响因素

纸张内结合强度的影响因素

时间:2013-10-26 10:15  来源:www.schkyq.com  作者:纸箱抗压仪  点击:
        纸张检测仪器印刷纸张使用、包装用纸加工和许多纸张产品的应用都会使纸页或纸板的内部或层间受到压力、冲击力等外力的作用,这些都将引起诸如表面起毛、起泡或层间分层的结构失效。
  这些结构失效的共同点是:1)高速的压力负载,2)受作用力的时间较短。很多情况下是微秒的百分之一。有以上共同点的纸张结构失效可以用内结合强度值的大小来表达.这些测试的结果与在印刷或纸张加工过程中遇到的内部结构失效有密切关系,同时它还反映单根纤维的强度特征和纤维之间的结合程度。但是它不能有效的区分这两者对内结合强度贡献值的大小。纸页是由许多纤维彼此相互交织、相互结合而成。纤维与纤维之间相互结合的力称之为纤维的结合力。纤维间的结合力有很多种。有机械的相互扭结、物理的相互作用.但主要还是氢键的结合力。
  评估纤维间结合力的指标为键合潜能。纤维不同的结构性质和化学性质对键合潜能有很大的影响。纸页的强度是由纤维网络结构的内聚力决定的,此内聚力指的是相邻纤维的抗摩擦滑动的力和纤维与纤维间的结合力。另外,纸页强度也受浆料纤维性质的影响.即纤维本身的强度和键合能力(柔软性、纤维长度)的影响。20世纪50年代.Vanden akker就得出高打浆度纸页的抗张强度约为纤维本身强度的1/10的结论。这表明。尽管纸页损伤首先发生在网络结构或纤维本身的薄弱环节.但是纤维的键合能力是纸页重要的性质.纤维的键合能力包括键合强度和键合面积。
 内结合强度的评价方法       
测量纤维键合能力的方法常用的有两种
 (1)零距键合指数(BI):通过测定干、湿纸条的零距抗张而得,将键合中有效抗张强度提高的百分数定义为键合指数。
 (2)通过测定Z向强度(如Scott键合)计算求得,在Scott键合中撕裂纸的能量通过摆角的减小来确定。当手抄纸的纤维在xv平面内排列时.所消耗的能量主要用于纤维间的结合,纤维长度和纤维本身强度对Scott键合值无影响。采用测定z向强度(Scott键合)的方法来评估键合能力.在试样制备过程中将用相对高的压力将双面胶压在纸样的两面,所以这种方法对低基重、高空隙率、低密度的纸样不太适合,因为可能会使相当量的胶带胶粘剂渗入到纸页内部,造成潜在的胶带之间的结合力.或者是当在压力周期内造成纸页结构损坏。内结合强度仪的测定原理是通过机械设备测量分开纸页所需要的能量来反映内结合强度的大小,内结合强度的测定是为了表达将单层或多层间纤维分开需要克服的抗拒力,它经常用来探讨纸页或纸板的分层问题。(纸板内结合强度应用仪器:纸板内结合强度试验机、纸张内结合强度试验机)
内结合强度的影响因素 
1 原料化学成分的影响
        木素的溶出有利于提高键合强度.因为改性木素惰性较大,是很差的键合物质,并且不利于吸水润胀。碳水化合物的结构(结晶度和聚合度)和不同碳水化合物的比例对键合强度的影响比木素重要。键合强度随半纤维素含量的降低而降低,含三个羟基的聚Z 糖残基比含两个羟基的聚木糖残基更易键合,因为羟基多。反应活性大.有利于提高键合的可能性。据报道,漂白浆比未漂浆的键合强度要低,因为纤维表面低分子量的半纤维素的溶出会降低键合强度。
2 打浆对内结合强度的影响    
       随着打浆度的提高,内结合强度有所提高。打浆使长纤维受到打浆设备的剪切力和纤维之间相互摩擦造成纤维的横向断裂。增加了纤维之间的结合力,使内结合强度增大。纤维切断后,在断口处留下许多锯齿形的末端,有利于纤维的分丝帚化和细纤维化.这些都对提高内结合强度有利。细小组分和外部细纤维化都能提高键合面积。外部细纤维化和细小组分以两种方式影响键合面积:
        1)增加总表面积。通过增大表面张力来促进纤维间键的形成。细小组分增大表面张力,更多的纤维间的结合键形成
        2)打浆通过增加纤维的柔软性.形成的细小组分和外部细纤维化而增大键合面积,进而提高了内结合强度。
3 填料对内结合强度的影响  
        随着灰分含量的提高,内结合强度呈下降趋势,原因可能是,由于填料分散于纤维之间,使纸的结构疏松多孑L.减少了纤维之间的相互连接和氢键结合,使纸页的内结合强度下降。填料粒径的减小也会使内结合强度会降低,原因可能是。在加填相同含量填料的情况下,粒径小的填料必然个数多,更多的吸附在纤维表面.影响了纤维之间的键合。导致内结合强度降低。
4 淀粉用量及取代度对内结合强度的影响  
       随着添加量的提高.内结合强度均出现提高。说明干强剂的作用主要是改善纤维间化学结合力和接触面积.淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子氢键的形成.所以淀粉增加了内部纤维的结合力,在两束纤维的自然结合层面上增加了氢键的数量,并且对纸页成形的过程有改进作用,提供了更加均匀的纤维间结合,增加了细小纤维的留着和纸页脱水,改善了纸页的匀度.提高了内结合强度。在相同添加量的情况下。取代度高的淀粉可以使纸张获得更高的内结合强度。当阳离子淀粉的取代度过低.其吸附性能跟原淀粉接近,淀粉与纤维间的结合力小。淀粉的留着率低,导致纸张内结合强度低。在用量合适时.阳离子淀粉很容易吸附在纤维表面上,作用力强,当超过了一定量(大于8kg/t)后,浆料中的电荷会发生逆转,会造成过阳离子体系,使纸机操作困难,效果反而降低,从而阻止了阳离子淀粉在浆料表面的进一步吸附与留着。在实际生产中。浆料的性质以及环境的温度、pH值、阴离子垃圾含量等都对内结合强度有直接影响。为了解决在印刷过程中的纸张分层问题,提高印刷效率,降低对印版的损害,必须严格控制生产工艺.对原料、打浆、填料及淀粉的添加进行认真评价.提高纸张的内结合强度。