影响施胶效果的因素

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第八分册纸料的准备》第356页（5620字）

1．浆料性质

不同浆种对胶料的吸附能力不同，所以施胶有难易之分。实践证明，草浆比木浆易施胶，未漂浆比漂白浆容易施胶，磨木浆比化学浆容易施胶，而棉浆和精制浆则难于施胶。

制浆的方法也影响到施胶的难易程度，例如硫酸盐浆要比亚硫酸盐浆易于施胶。

纤维素含量越多，施胶越困难，而半纤维素含量越多，则有利于施胶。对半纤维素含量小于4．5%的纸浆，其施胶则显得比较困难。

各种浆料施胶从容易到困难的顺序可排列如下：

以上基本规律对指导施胶操作具有一定的意义。

添加2%松香胶，然后用硫酸铝调节到pH值4．5，即在同样条件下进行施胶比较，各种纸浆的施胶难易程度如表10—2—84所示。

表10—2—84

注：干指示剂法以s(秒)表示，是施胶度的一种测定方法。

2．胶料和副料的影响

(1)松香胶乳液质量要稳定，颗粒要小而均匀。松香胶用量要适当，这主要取决于纸张施胶度要求、配用浆种、熬胶质量、气候因素等。

(2)胶料性质除了胶料种类、游离松香含量等因素有较明显的影响外，如果胶料熬制得不好，乳化不充分而产生胶团、胶块等现象时，则不但严重地影响施胶效果，而且还会造成在抄纸过程中糊网、粘压榨等现象，影响正常抄造。

(3)硫酸铝用量要适当，用量过多会造成纸脆和腐蚀设备等问题，用量不足会造成假施胶现象。

(4)填料对施胶不利，填料用量增加，施胶效果下降。

3．胶料颗粒大小的影响

(1)松香胶颗粒微小，比表面积大，有利于加在纸浆中的松香胶更好地分布在纸面各处；众多粒度微小的松香胶又拥有较大的总表面面积，因而用量小就能取得较好的施胶效果。

(2)白色松香胶粒度要比褐色松香胶的小得多，因此白色胶的施胶效果较好。强化松香胶优于白色胶，除了因为强化松香胶拥有较多羟基基团外，另一主要原因是，在纸面上聚集后的强化胶粒度只有150～300A°，而白色胶粒度则达500～2600A°。

4．pH值的影响

在实际生产中，加硫酸铝后的pH值多在4．5～5．0之间，一般操作又多倾向于控制造纸机上网纸料或网下白水pH值在4．7～5．5之间，以取得最大施胶效果，控制在这一pH值也是符合理论要求的。

当然，pH值的控制还要根据纸料性质、生产用水硬度和白水回用情况予以调正。为此，有对控制pH值比理论值可能稍高或稍低。

为了使长网造纸机的网下白水保持一定的pH值以取得良好的施胶效果，可通过自动调节的系统向白水池内添加硫酸铝溶液，以调节pH值。一种长网造纸机的pH值控制装置如图10—2—32所示。

图10—2—32 长网造纸机的pH值控制示意图

1—长网造纸机网部 2—网前箱 3—调节箱 4、5—白水池 6—泵 7—pH值测定器 8—pH值调节器 9—添加硫酸铝溶液

5．阳离子的影响

某些阳离子(特别是碱土金属)的存在，会对施胶效应有所影响。首先是钙离子，如果纸料系统中带有过多钙离子，施胶效果将会下降。这是由于钙离子能与松香酸构成不可溶性松香酸钙，严重地妨碍松香酸与水合铝离子的结合。

经次氯酸钙漂液处理过的漂白浆，如洗涤不充分，会给施胶操作带来一定的困难。钙离子主要还是来自生产用水。

以碳酸钙作为填料的纸张，可采用石蜡松香胶，以取得预期施胶度。在常用填料中，碳酸钙和高岭土都会影响施胶效果。滑石粉用量较少时，不会影响施胶，用量较多，则会有影响。二氧化钛则对施胶没有影响。

6．阴离子的影响

络合能力大于松香胶或纤维素的阴离子的存在，会妨碍施胶操作。一些阴离子具有与水合铝离子络合的能力，其络合能力弱到强的顺序如表10—2—85所示。

表10—2—85

在抄纸过程中，白水的循环利用会导致硫酸根(SO42)的积累，硫酸根过多，会影响到松香酸同水合铝离子的络合，降低松香胶沉淀物的表面电荷。通常，加用少量氢氧化钠稀溶液，即能改变这种现象。

7．施胶温度的影响

(1)施胶温度以不超过35℃为宜。由于温度较高，会促进松香胶乳颗粒的凝聚和相互粘结(当温度为40℃时胶粒的凝聚比在18℃时增大6倍)，不利于施胶。

(2)夏季水温较高，生产用水易于滋长微生物，其中有机酸含量显着增多。有机酸的阴离子可能优先与水合铝离子发生络合，影响施胶效果。

(3)打浆时间较长，采用白水封闭循环系统，也会使纸料温度上升，导致施胶效果的下降。

(4)施胶温度较高，又有可能在造纸机出现糊网粘辊，严重时还会导致纸幅断头。

(5)水温与松香用量的关系：夏季水温高，施胶效果差，松香用量大，图10—2—33示出松香消耗量与生产用水的温度的关系。

图10—2—33 施胶时松香消耗量与生产用水温度的关系

1—松香胶消耗量 2—生产用水的温度

(6)水温影响施胶剂用量的实例：随着季节的不同，要达到同一施胶度，施胶剂的用量是不相同的。实例：单面胶版印刷纸的配比为漂白木浆45%，漂白草浆55%，在不同季节的施胶剂用量如表10—2—86所示。

表10—2—86

(7)克服夏季施胶困难的措施：夏季施胶困难，首先对松香胶乳液进行试验。如在喷射松香胶时，于乳化槽内加入一定量的冰，使喷射后的乳液温度自38℃降低至36℃。尽管只降低2℃，但对乳液的性质仍有较大影响。根据观察，喷放后温度稍低的乳液颗粒小，呈白色，而温度高的乳液颗粒大，带红色。用颗粒大的乳液去施胶，当然效果差。

根据试验，在松香胶乳液中加入一种乳化剂如羧甲基纤维素(CMC)，可以使乳液稳定和提高松香胶留着率，从而提高了夏季施胶纸张的抗水性。

操作方法是，先将一定量的CMC用水浸泡，浓度约为2%左右，稍许搅拌待基本溶解后，加入至乳化槽内。然后按常规把松香胶喷入乳化槽，再用泵进行循环，以协助CMC的溶解和均匀分布。

添加CMC对提高纸张夏季抗水度的结果如表10—2—87所示。

表10—2—87

注：施胶度是用药液渗透法测定的。

8．施胶用水的影响

施胶用水的硬度对施胶效果有很大影响，由于硬水中的钙盐和镁盐能与松香胶料反应产生沉淀，消耗部分松香胶料而降低施胶效果。

在这种情况下，可在加胶前添加硫酸铝或硫酸，调节pH值至5左右，然后再按正常操作，加胶和加硫酸铝。加硫酸要比加硫酸铝的效果好一些。但过量硫酸会使白水中硫酸根含量增大，也会对施胶产生不良影响。

9．打浆和抄纸过程对施胶的影响

(1)打浆的影响

实践证明，提高打浆度对施胶作用的影响并不显着。

(2)白水再利用的影响

适当回用白水，可以提高胶料在纸中的留着率，但用量不应过多，并且在加松香胶之前，纸料内不能使用过多的白水，因为白水中含有硫酸根离子，当松香胶与其接触时，则会使胶料颗粒变大，影响施胶效果。

(3)脱水的影响

纸机的网部和压榨部操作不当，有可能影响到纸的施胶。例如，长网部的吸水箱的真空度应逐步提高，而且不能过高，以防止在纸幅网面上未被纤维吸收的胶粒受真空吸力过大而随同白水流失，其结果是纸的网面施胶度不如毛毯面，造成施胶的两面性。

压榨辊间全幅压力不均匀，又可能导致纸的全幅施胶度不均匀，纸幅两面受压差别较大，又可能导致施胶的两面性。

(4)干燥的影响

在整个抄纸过程中，干燥过程对纸张取得施胶效应非常重要。

在软水的情况下，松香胶用量为0．75%，硫酸铝用量为1．5%时，干燥温度对施胶效应的影响如图10—2—34所示。

图10—2—34 干燥温度对施胶度的影响

1—褐色松香胶 2—高游离松香胶 3—白色松香胶

从图中的曲线可以看出，干燥温度的提高对褐色松香胶的施胶效应最为有利。

根据施胶理论，在纸张干燥过程中，松香胶沉淀物通过羟联反应，与纤维素紧密地联结在一起。也就是使湿纸页的纤维表面所吸附的细小松香胶沉淀物通过干燥温度的熔比，紧紧地凝结在纸面上，从而使纸张具有抗水性能。

但在纸张干燥过程中，一方面要使松香胶沉淀物在纸面上熔化凝结起来，这必然会阻碍纸内水分的蒸发。另一方面要使纸内水分向外蒸发出来，这又必然导致损坏由于内取向已经形成的憎液纸面薄膜。这一问题可通过逐步提高干燥温度的方法来解决。

所谓逐步升温(多缸纸机)，即是开始的几个烘缸的温度应较低，而后面的烘缸温度要高于松香胶的熔化温度。胶料的溶化温度是随游离松香含量而变化的，对于游离松香含量极低的褐色胶的熔化温度为135～140℃，而含有40%游离松香的白色胶的熔化点为100～105℃。一般多缸纸机多采用白色胶，为此应严格控制干燥部温度曲线，如骤然提高干燥温度，可能会出现纸张的水蒸汽分压超过水分的蒸发速率，以致破坏松香胶在纸面已熔结好的薄膜，严重时，还会使松香胶从纸张紧贴烘缸的一面转移到另一面，造成施胶的两面性。

(5)湿纸水分含量的影响

随着在干燥过程中水分的逐渐减少，纸页的施胶度开始下降，随后逐渐上升。

(6)抄速的影响

抄速高，施胶度下降，这是由于抄速高，相对来说，在网上胶料流失较多。另外，抄速高，即使前面烘缸的表面温度较低，但纸页迅速到达表面温度较高的烘缸，以致纸页内水分迅速向外蒸发出来，导致损坏纸面已熔结好的薄膜。

(7)压光的影响

经过机械压光的纸，施胶度受到一定的影响，这对于定量低的纸经过纸机上的重压压光时更为明显。据认为，纸在压光时所含的水分是另外一个可变因素，通常在压光时水分含量大(7～8%)是要比水分含量小(4～5%)的纸对施胶度更易受到损害。另外，压光时的压力过大，则对施胶度的影响更大。