添加水溶PVA纤维纸粘烘缸问题的影响研究

刘群华　刘　文　陈雪峰

（1.中国制浆造纸研究院，　北京　100102； 2.制浆造纸国家工程实验室，　北京　100102）

添加水溶PVA纤维纸粘烘缸问题的影响研究

刘群华1,2刘文1,2陈雪峰1,2

（1.中国制浆造纸研究院，北京100102； 2.制浆造纸国家工程实验室，北京100102）

研究了特种纸中配抄水溶PVA纤维时常见的粘烘缸问题，通过进烘缸前湿纸页的水分、干燥温度等方面对粘烘缸及纸页强度的影响研究，得出在达到水溶纤维的熔化点后，控制好进烘缸前湿纸页的水分是解决粘烘缸的关键。

水溶PVA纤维进烘缸前水分干燥温度粘烘缸纸张强度

0　前　言

在无尘擦拭纸、电池隔膜纸等特种纸中，由于添加较多的化学纤维或合成纤维，成纸的强度较低，为了满足强度要求，往往在配浆中添加水溶PVA纤维（水溶维尼纶纤维）起到纤维胶黏剂的作用。水溶PVA纤维3～4mm长，与一般的植物纤维长度接近，在湿部成型中能良好地留着，克服了水溶性胶黏剂或胶乳在湿部的留着率低的问题；一般60～70 ℃热水溶，因此在干燥过程中部分熔融，在纤维之间起到胶黏剂的作用。

但添加水溶PVA纤维有一个较突出的问题就是干燥过程中有粘烘缸现象，从而导致纸张断纸或纸张表面起毛的情况，降低成纸的强度。现以无尘擦拭纸的研究为例，来研究添加水溶PVA纤维纸的粘烘缸问题的影响因素。

1　试　验

1.1原材料

漂白针叶木硫酸盐浆（好声牌）、合成纤维（1.6 D×6 mm，D是纤维粗度单位，指标准状态下9 000 m纤维克重数）、水溶PVA纤维（3 mm）、PAE、Graffc染色剂。

1.2试验设备

Vally打浆机（P40130，奥地利PTI公司）、标准疏解器（03，L&W公司）、纸页成型器（中国制浆造纸研究院自制）、压榨机（P40140-200，奥地利PTI公司）、鼓式干燥器（E-100，美国AMC公司）、电子天平（03型，L&W公司）、纸张厚度仪（DCP-HDY04，四川长江造纸仪器有限公司）、电脑纸张拉力仪（DCP-HDY04，四川长江造纸仪器有限公司）、电热鼓风干燥箱、显微镜。

1.3试验方法

漂白针叶木浆打浆至一定的打浆度，将合成纤维和水溶PVA纤维加水用标准疏解器疏解开，加入浆料中，搅拌均匀，加入湿强剂，充分搅拌均匀后稀释，再抄纸、压榨、干燥。

1.4检测方法

纸浆打浆度的测定方法按照GB/T 3332—2004来执行，纸和纸板定量的测定方法按照标准GB/T 451.2—2002 来执行，纸和纸板厚度的测定方法按照标准GB/T 451.3—2002来执行，纸和纸板抗张强度的测定方法按照GB/T 12914—2008来执行，纸张干燥时粘烘缸的情况主观判断。

2　结果与讨论

2.1水溶PVA纤维及其在纸张中的形态

将水溶PVA纤维、配有水溶PVA纤维的纸张溶于热水，去除水溶PVA纤维胶黏剂后的纤维形态分别进行显微镜观察，依此成图1、图2、图3。图1显示水溶PVA纤维稍有润涨，颜色为深蓝色；图2显示水溶PVA纤维在特种纸中起胶黏剂的作用，颜色仍为深蓝色；图3是将图2的特种纸于70～80 ℃热水中溶解掉水溶PVA纤维后的纤维图片，植物纤维和合成纤维之间已无胶黏物。从图3可见，水溶PVA纤维胶黏剂在热水中溶解去除较彻底，可根据这一特性，通过称取溶解前后纸张纤维的量来估算纸张中加入的水溶PVA纤维量。

图1　水溶PVA纤维开始润涨的显微镜图

图2　水溶PVA纤维溶熔后在纤维间起胶黏剂作用的形态

图3　用热水溶解去除水溶PVA纤维后的其他纤

2.2解决纸张的粘烘缸问题的研究

2.2.1水溶PVA纤维在干态下的热熔情况

为了解决纸张加入较多水溶PVA纤维后的粘烘缸问题，首先从该纤维的热熔性入手，研究其在不同的温度下的热熔情况。在不同的温度下将干态的水溶PVA纤维于电热干燥箱中烘5 min，再在显微镜下观察其形态，结果见表1、图4、图5。

（2）拥挤踩踏事故处置预案。志愿者应负责好划分区域内的人员流动与安全防范，禁止出现由于游客量增加而发生推挤、踩伤等状况。一旦出现，进行现场疏导，并求助组织方进行现场协调。

表1　干态的水溶PVA纤维在不同加热温度下的熔融状态

图4　室温下的水溶PVA原纤维图

图5　80 ℃水溶PVA纤维的干态熔融图

由表1、图4、图5可见，此PVA纤维要在80 ℃以上才能熔融较充分，起到胶黏剂的作用。故烘缸温度要超过这个温度。而且温度在110～120 ℃干态的PVA纤维还能保持细长条的纤维状，并没有熔融成膜，也达不到进口纸中的卷曲的宽飘带似的熔融状态，应该还有水分的影响因素。

2.2.2水分对水溶PVA纤维粘烘缸的影响研究

在几次试验中发现，相同的工艺方案下，先抄的纸不粘烘缸，而后抄的纸粘烘缸。分析其中的原因发现，工艺条件不变，只是用于压榨的毛毯从干态变成了湿态，毛毯的水分发生了变化。

接着研究了粘烘缸与进烘缸前的湿纸页水分的关系，试验方案为添加20%水溶PVA纤维，试验结果见表2（采用不同的压榨力来控制湿纸页的水分，干燥温度90 ℃）。

表2　湿纸页的水分与粘烘缸的关系

由表2可知:即使水溶PVA纤维用量在20%，只要控制好进烘缸前湿纸页的水分，也不会粘烘缸，抄造能顺利进行。要保证纸张不粘烘缸、纸张强度合适，湿纸页水分控制在70%左右合适，否则水溶PVA纤维在有水的情况下会部分或全部溶解而填在纸页与烘缸面的间隙中，从而产生粘缸故障。一般采用调整压榨力和维持压榨毛毯的水分稳定来控制湿纸页的水分合适并维持稳定。

2.2.3干燥温度对水溶PVA纤维纸粘烘缸的影响研究

从表3可见，虽然湿纸页水分只有67%，但是烘缸温度从室温开始升温到90 ℃，水溶PVA在较多水分的情况下缓慢熔化、平铺，所以有点粘缸。故对于添加水溶PVA纤维的纸的干燥适合较高温度快速干燥。

表3　干燥温度对水溶PVA纤维纸粘烘缸的影响

由表4可见，控制合适的水分，在较低的温度下干燥有点粘烘缸；干燥温度在70 ℃下，刚达到此水溶PVA纤维的溶解温度，纤维还未充分熔融起胶黏作用，导致纸张强度较低；温度达到90 ℃时，水溶纤维充分熔融，纸张强度较高。故从粘烘缸情况及成纸的强度考虑，添加水溶PVA纤维的纸适合较高温快速干燥。

表4　干燥温度对强度的影响

3　结束语

通过以上试验可得出如下结论:

（1）纸张中的水溶PVA纤维在Graffc染色剂下用显微镜观察呈深蓝色，在70～80 ℃热水能溶解掉，故在分析纸样时可以通过形态和热水溶解性能判纸张中胶黏物的种类及添加量。

（2）水溶PVA纤维由于在冷水中不溶解，可与其他纤维一起配抄，起到胶黏剂的作用，而且留着率高，对于某些添加较大量合成纤维的特种纸如光学镜头擦拭纸或碱性电池隔膜纸等这类要求吸液好和强度高的特种纸尤为重要。

（3）通过调节压榨力控制好进烘缸前的湿纸页的水分是保证配抄较多水溶PVA纤维抄纸不粘烘缸，使抄造顺利进行的关键。进烘缸时的湿纸页的水分不宜过大，过大粘烘缸；也不宜过小，过小水溶PVA纤维水化熔融不充分，成纸强度较低；水分控制在70%左右比较合适。

（4）在控制较合适的湿纸页水分的情况下，烘干温度必须超过水溶PVA纤维的熔点，才可使水溶PVA纤维熔融充分，成纸强度较高，降低粘烘缸的问题。