进烘缸纸页水分和烘缸温度对晒图纸质量影响的研究

文/胡江涛 许国强（安徽华邦古楼新材料有限公司）

一、研究背景及目的

晒图纸是一种工业用特种纸，俗称“蓝图纸”，是一种化学涂料加工纸，专供各种工程设计、机械制造晒图之用。其原理是利用感光剂（重氮化合物）遇光分解、或在高pH 值条件下与一些酚类或胺类偶联剂发生偶联反应而发色的特性，达到晒图、显影、复制的目的[1]。

晒图纸的生产是利用涂布设备将重氮盐感光液涂在原纸表面，再经过处理而成，其质量好坏取决于原纸和感光涂料。晒图原纸是生产晒图纸的基材，其质量好坏影响成品的使用效能。原纸的强度、抗水度、平滑度等指标影响晒图纸的质量。晒图纸要求表面细腻、平整、匀度好[2]，处理不好会出现麻点、蓝点和发花等发色问题，影响晒图质量，甚至造成设计、施工质量事故。本实验研究的目的是在保证感光液不变前提下，探讨晒图原纸生产过程中进烘缸纸页水分大小和烘缸温度高低对晒图纸发色的影响。

二、实验

1.实验原料

浆料：进口漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔叶木浆。

化工料：感光液，杭州东仪纸业有限公司生产；淀粉，江西宏大化工有限公司生产；松香胶，卡米拉化工有限公司上海分公司生产；滑石粉，山东省栖霞华盛精细化工有限公司生产；剥离剂，杭州杭化哈利玛化工有限公司生产。

2.实验设备

生产设备：1880 长网多缸造纸机。

检测设备：JA-2603B 电子天平，上海天美天平仪器有限公司生产；JX-X 纸张表面吸收重量侧定仪，杭州高新自动化仪器仪表公司生产；BST 平滑度测定仪，杭州轻通博科自动化技术有限公司生产；烘箱，上海跃进医疗器械有限公司生产；TX-SB1012B 曝光机，杭州涛兴印刷设备有限公司生产。

3.实验方法

浆料的碎解和打浆：按针叶木浆与阔叶木浆质量比为1∶5 的比例，将绝干量为2000kg 的浆板在高浓水力碎浆机中加水碎解，然后在浆池中稀释至浓度4.0%，利用双盘磨浆机制成叩解度为32～360SR 的浆料备用。

配料：将打好的绝干量为2000kg 的浆料，通过自动配浆系统配成浓度为3.6%浆料并泵入配料池中。将浓度为3.0%、吨浆用量为15kg 的阳离子淀粉，吨纸用量40～50kg 的液体硫酸铝，吨纸用量为1kg 的剥离剂加入配料池浆料中，搅拌均匀备用。

上网成型：将配制好的浆料通过网前供浆系统稀释成浓度1.0%浆料，并加入吨纸用量150kg 的滑石粉和吨纸用量7kg 的松香胶（绝干量），进行净化和筛选，通过网前箱在1880 纸机网部脱水成型，网部车速230m/min。

压榨脱水：湿纸页通过吸移压榨，再经过主压进行脱水，然后进入烘缸部。在其他条件不变情况下，通过调整压榨压力控制进烘缸部纸页水分。

烘干、表面施胶、干燥、卷取：进入烘缸部纸页在前烘干部烘干脱水，完成施胶，然后经过浸渍式施胶机进行表面施胶（施胶淀粉液浓度8%～10%），再经过烘干、压光、卷取制成晒图原纸。通过调节烘缸部各段蒸汽压力及进汽阀门开度来控制各烘缸温度。

三、测试

纸页水分、平滑度、吸水性按国家标准方法测定。烘缸温度测定采用上海自动化仪表三厂的WRE-890M 凸型表面热电偶温度计测烘缸表面温度。

纸页表面发色实验：在成品纸卷上取全幅纸样，切成宽度20cm 的纸条，分成平均三段。每段用杭州东仪纸业有限公司的感光液和玻棒进行拉涂，电吹风吹干纸样，放入浓度25%氨水瓶桶中熏至完全显色取出，查看是否有蓝点。

感光实验：取宽度10cm、长度25cm 的试样2 张，用杭州东仪纸业有限公司的感光液和玻棒进行拉涂，吹干。开启曝光机，用照亮计测量并调整光源照度为（2500±100）LX。将试样置于遮光板上，将压纸架置于试样上，保证试样不随遮光板移动。启动秒表，每隔5s 将遮光板向外移动15mm 左右。把试样放入浓度25%氨水瓶桶中，待试样完全显影后确定感光速度，并查看曝光是否干净和麻点情况。

图1 实验1 发色（左）、感光效果（右）图

图2 实验2、3 发色（左）、感光效果（右）图

图3 实验4 发色（左）、感光效果（右）图

图4 实验5（左）、7（右）发色图

图5 实验6 发色（左）、感光效果（右）图

四、结果与讨论

1.实验结果

进烘缸水分大小对发色和曝光的影响。在打浆、上网成型工序条件不变及生产品种克重（79g/m2）不变情况下，调整压榨压力，检测出压榨水分，并检测成纸吸水性、平滑度，结果见表1。通过涂感光液进行发色和感光实验，结果见图1—图3。

烘缸温度对成纸指标、发色和感光效果的影响。烘缸温度是通过蒸汽压力进行控制的，其他条件不变的情况下，当烘缸温度变化时，成纸吸水性和平滑度指标见表2，发色、感光效果见图4、图5。

2.讨论与分析

晒图原纸国家标准[4]要求原纸表面平滑度30～50S，吸水性15～20g/m2。原纸表面平整、光滑，才能使涂料和药液均匀地涂在纸面上；原纸质地均匀，表面吸收性能均一，才能均匀吸收药液，发色和感光效果才好。如抗水性能不好，在涂布过程中药液会渗透到纤维中去，使感光和显影速度变慢，影响发色效果；如果表面遭到破坏，吸收性能不一致，药液渗透到纤维里面，曝光不完全，轻微就会产生麻点，严重的就会产生蓝点。

罗文选[5]、李均华[2]对抄造晒图原纸生产中压榨压力、烘缸温度对成纸指标、发色和感光效果的影响进行了研究。结果表明，压榨各道压力要适中，控制好烘缸温度曲线，特别是纸页刚进入烘缸温度太高会造成粘缸、破坏纸面；温度太低会造成烘缸“出汗”，不利于纸页干燥。

表1 中实验1，在其他条件不变情况下，压榨压力偏低，进烘缸水分为58%，造成纸页烘不干，出现粘缸、纸灰多，纸面凹坑，平滑度低至27S，吸水性高达26.5g/m2。从图1 可以看出涂布感光后发麻，出现蓝点。

表1 实验2、3，各压榨压力合适，进烘缸水分为47%和53%，成纸平滑度为50S 和43S，吸水性为18.8g/m2和19.5g/m2，纸面细腻、光滑、吸收性能适中。从图2 可以看出涂布感光后细腻、均匀、色密度好。

表1 实验4，压榨压力增加到一定值时纸面出现孔印，细小纤维和化工辅料流失较多，虽然进烘缸纸页水分降低到42%，但在表面施胶处吸收淀粉量增加，吸水性也会升高（23.6g/m2）。从图3 可以看出，涂布感光后有真空辊孔印，同样影响发色和曝光效果。另外，压榨压力大小还取决于设备本身和安全因素。

表1 不同压榨压力下进烘缸水分与成纸吸水性、平滑度的检测值

表2 不同蒸汽压力、烘缸温度下成纸吸水性、平滑度的检测值

从表2 可以看出，在其他条件不变下，随烘缸部各段蒸汽压力变化，烘缸表面温度也随之变化，成纸吸水性、平滑度（纸面状况）也发生变化。

实验5 胶前烘缸蒸汽压力在0.3～1.6kg，烘缸温度在100℃以内时，胶前三段烘缸表面“出汗”[2]，破坏纸面；因烘缸温度偏低，成纸水分高，紧度大，平滑度达83S；且松香胶没有足够温度使其成膜，吸水性高达30.5g/m2。从图4 实验5（左）可以看出涂布感光后发麻。

实验7 胶前烘缸蒸汽压力在1.0～2.8kg，烘缸温度70～130℃，温度偏高，强干燥造成纸面拉毛，纸灰多，纸面遭到破坏产生凹坑；纸面出现泡泡纱，造成纸面不平，影响感光液吸收；松香胶转移，影响施胶效果，造成假施胶，吸水性增大。从图4 实验7（右）可以看出泡泡纱纸面涂布感光后颜色深浅不一和纸面不平整。

实验6 胶前烘缸蒸汽压力在0.6～2.0kg，烘缸温度60～120℃，平滑度48S,吸水性19.2g/m2，纸面细腻、光滑，吸收性能适中。从图5 实验6 可以看出涂布感光后细腻、色密度好。

五、结论

晒图原纸生产过程中，当压榨压力增加，纸页进烘缸部水分降低，成纸吸水性也随着降低，当达到一定值后出现反弹；纸面平滑度随进烘缸水分降低逐渐升高，当达到一定值后出现下降，但幅度不大。随着烘缸温度变化，纸面状况及纸面吸收性也随之变化，烘缸温度偏低或偏高，都会造成纸面状况变化。综上所述，晒图纸发色及感光效果与原纸质量密不可分，原纸影响发色主要与纸面状况、吸收性等有关。而进烘缸水分高、低，以及烘缸温度高、低都会造成纸面性能变化，影响对感光液的吸收，从而影响晒图纸发色、感光效果。