CN101443517A - 纸/纸板的表面处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纸/纸板的表面处理方法和装置。该方法包括：利用实现干燥收缩的化学品处理纤维幅材，使得该化学品基本上渗透贯穿所述纤维幅材的厚度，随后将所述纤维幅材设定为行进到位于两个已加热的金属表面(12，15)之间的处理区域(N)，致使纤维幅材中的水分迁移到中间部分内，从而所述中间部分由于湿度增大而膨胀，并且当所述表面部分的收缩被阻止时，所述表面部分承受大的干燥应力。当纤维幅材离开所述处理区域时，蒸发的水经由表面孔隙迅速散逸而基本上不会在表面层中冷凝，由此，使表面弹性模量增加，并同时使所述中间部分具有低密度。

Description

纸/纸板的表面处理方法和装置
技术领域
本发明涉及一种纸/纸板的表面处理方法和装置。
背景技术
为确保充分的可运行性和可印刷性，期望印刷纸品和纸板具有高的弯曲强度。弯曲强度可通过例如表面施胶(surface sizing)以及通过多种梯度结构(多重结构以及梯度压光)增加。为了以更少量的纸浆获得恒定的厚度而期望高胀量(high bulk)。
表面施胶的目的在于改善纸或纸板的强度特性，例如内部结合强度(层间剥离强度)或表面强度(拾取(picking))。在表面施胶中所用的化学品是水溶性聚合物，包括由于价格优势而作为首选的淀粉。淀粉的原料包括植物，例如玉米、小麦、大麦、土豆、木薯等，其块茎、种籽等为淀粉的来源。淀粉(C6H10O5)包含直链淀粉和具有分支的支链淀粉。用于表面施胶的其他化学品例如是各种纤维素衍生物(CMC)以及聚乙烯醇(PVA)。
在压光过程中，由于幅材的压缩导致厚度变薄并且胀量减小，使幅材的弯曲强度降低。根据下列公式，计算出的弯曲强度与的厚度的三次方成比例地增加：
S 1 S 2 = E 1 h 1 3 E 2 h 2 3
E 1 E 2 = h 2 h 1
h 2 h 1 3 h 1 h 2 3 = h 1 2 h 2 2
其中
S1和S2分别表示压光的和未压光的纸的弯曲强度，
h1和h2分别表示压光的和未压光的纸的厚度，以及
E1和E2分别表示压光的和未压光的纸的弹性模量。
以下概括描述纸和纸板种类，以及多种用于纸和纸板的制造中的压光及涂布工艺。
纸和纸板种类
现有的纸和纸板种类繁多，并且可以基重(basis weight)为基础分为两大类别：单层、且基重为25-300g/m2的纸；以及可利用多层技术制成的、基重为150-600g/m2的纸板。要注意，在纸与纸板之间的分界线是变动的，基重最低的纸板要比最重的纸轻。通常，纸用于印刷而纸板用于包装。
以下描述的是纤维幅材当前使用的参数的实例，以及可能出现的、与给参数的实质偏差。以下描述主要源于出版物《造纸科学和造纸技术(Papermaking Science and Technology)》，造纸第3部分，整饰，由Jokio，M.编辑，由Fapet Oy，Jyv
Figure A200780016815D0005142559QIETU
skyl
Figure A200780016815D0005142559QIETU
于1999年出版，361页；以及《造纸学和造纸技术(Papermaking Science and Technology)》，纸和纸板种类，由PaulapuroH.编辑，由Fapet Oy，Jyv
Figure A200780016815D0005142559QIETU
skyl
Figure A200780016815D0005142559QIETU
于2000年出版，134页。
由机械纸浆(即带有木材成分的纸浆)制成的印刷纸包括新闻纸、非涂布杂志纸和涂布的杂志纸。
新闻纸可全部由机械纸浆组成，或者可包括一些经漂白的软木纸浆(0-15％)、及/或一些机械纸浆可由再生纤维浆代替。新闻纸的参数可被认为大致如下：基重40-48.8g/m2，灰分含量(SCAN-P 5：63)0-20％，PPS s10粗糙度(SCAN-P 76-95)3.0-4.5μm，本特生(Bendtsen)粗糙度(SCAN-P 21：67)100-200ml/min，密度600-750kg/m3，亮度(ISO 2470：1999)57-63％，以及不透明度(ISO 2470：1998)90-96％。
非涂布杂志纸(SC即超级压光)通常包含50-70％的机械纸浆、10-25％的漂白软木纸浆、以及15-30％的填料(filler)。用于压光的SC纸(包括例如SC-C、SC-B和SC-A/A+)的典型参数为：基重40-60g/m2，灰分含量(SCAN-P 5：63)0-35％，亨特(Hunter)光泽度(ISO/DIS 8254/1)<20-50％，PPS s10粗糙度(SCAN-P 76：95)1.0-2.5μm，密度700-1250kg/m3，亮度(ISO 2470：1999)62-70％，以及不透明度(ISO 2470：1998)90-95％。
表1示出了含机械纸浆的可涂布纸的典型参数。(MFC即机械整饰涂布，FCO即薄膜涂布胶印(film coated offset)，LWC即轻定量涂布，MWC即中定量涂布，HWC即重定量涂布)
表1
 
MFC FCO LWC MWC HWC
基重，(g/m2) 50-70 40-70 40-70 70-90 100-135
Hunter光泽度(ISO/DIS8254/1)，(％) 25-40 45-55 50-65 65-70
PPS-s10粗糙度，(μm)(SCAN-P 76/95) 2.2-2.8 1.5-2.0 0.8-1.5(胶印)0.6-1.0(凹版) 0.6-1.0
密度，(kg/m3) 900-950 1000-1050 1100-1250 1150-1250
亮度(ISO 2470：1999)，(％) 70-75 70-75 70-75 70-75
不透明度(ISO 2470：1998)，(％) 91-95 91-95 89-94 89-94
涂布杂志纸(LWC，即轻定量涂布)包含40-60％的机械纸浆、25-40％的漂白软木纸浆、以及20-35％的填料和涂层。HWC(重定量涂布)甚至能够被涂布两次以上。
由化学纸浆制成的无木(Woodfree)印刷纸，即精细纸品，包括基于化学纸浆的非涂布和涂布印刷纸，其中机械纸浆的比例少于10％。
基于化学纸浆的非涂布印刷纸(WFU)具有55-80％的漂白桦木纸浆、0-30％的漂白软木纸浆、以及10-30％的填料。在WFU中，参数值变化幅度很大：基重50-90g/m2(直至240g/m2)，Bendtsen光泽度250-400ml/min，亮度86-92％，以及不透明度83-98％。
在基于化学纸浆的涂布印刷纸(WFC)中，涂布量根据需要和预计的涂覆而具有较大变化。以下为基于化学纸浆的一次涂布或二次涂布印刷纸的典型参数：一次涂布，基重90g/m2、Hunter光泽度65-80％、PPS s10粗糙度0.75-2.2μm、亮度80-88％、以及不透明度91-94％；对于二次涂布，基重130g/m2、Hunter光泽度70-80％、PPS s10粗糙度0.65-0.95μm、亮度83-90％、以及不透明度95-97％。
离型纸(release paper)的基重在25-150g/m2的范围内变化。
制造纸板包括使用化学纸浆、机械纸浆及/或再生纸浆。纸板可根据预期的应用而分成例如以下的主要类型。
具有衬里(liner)和凹槽的瓦楞纸板(corrugated board)。
纸盒纸板用于制造容器、纸盒。纸盒纸板包括例如液体包装纸板(FBB即折叠纸盒纸板、LPB即液体包装纸板、WLC即白浆衬里的粗纸板、SBS即固体漂白硫酸盐(solid bleached sulfite)、SUS即固体非漂白硫酸盐(solidunbleached sulfite))。
图形纸板用于制造例如卡片、文件、文件夹、壳、盖等。
壁纸原纸(Wallpaper base)。
压光
通过压光处理多种纸和纸板的表面特性及厚度剖面，以满足印刷方法和进一步处理的需要。涂布纸品通常在涂布处理之前被预压光，并在涂布处理之后经历最终压光。
压光机分为纸机压光机(machine calender)、软压光机以及多辊压光机。纸机压光机通常具有1-2个压区并且各压区成形辊均为硬辊。软压光机通常具有1-4个压区并且至少一个压区成形辊覆盖有软面(soft cover)。多辊压光机通常具有5-11个压区。多辊压光机的辊组件包括多个热辊和多个软面辊(soft cover roll)。
专用的压光机包括例如湿法压光机(wet stack calender)、半干压光机(breaker stack)和长压区压光机。
湿法压光机或多或少与多辊纸机压光机有些相同，但其压光过程完全不同。湿法压光机能够有效使用湿度梯度(moisture gradient)，到达压光机的幅材的湿度仅为大约1-2％。湿法压光机设置有水箱，用以在压区上游在幅材表面上形成水膜，在压区内所述水膜被压到幅材表面。因此，幅材仅在表面部分变湿，因此其表面比过干的内部承受更大程度的压光。湿法压光机用于几个纸板种类的预压光。
半干压光机是设置在造纸机的干燥部中的纸机压光机。
长压区压光机包括：靴式压光机(shoe calender)，所述靴式压光机具有围绕靴辊的软带，并且其中压区长度通常为50-400mm；以及带式压光机。传统的带式压光机包括软压光机的热辊、环形带、以及位于环形带内部的承压辊(backing roll)，该承压辊为硬辊或软辊。所述带在承压辊和导辊/张紧辊上运行。带式压光机的一个具体实施例为金属带式压光机，其中压光带包括金属带，该金属带围绕导辊运行并且连同对位构件(counter element)(通常为辊)一起构成具有甚至超过5000mm的长度的长压区。在环形带内部还可以设置压榨构件，例如偏差补偿辊(deflection-compensated roll)，其可用于在长压区区域横向的中部形成较高压缩负载的压区位置。
涂布技术
由于各种涂布纸和涂布方法变得越来越普及，涂布工艺和设备面临着不断增长的需求。在涂布过程中，更具体地是在颜料涂布过程中，纸的表面在涂布头(head)处形成涂料色(coating color)层，随后排出由涂料色组分带来的水。涂料色层的形成可分为：将涂料色施加到纸表面上，即涂覆；以及调节最终的涂布量。最重要的颜料涂布方法是所谓的刮刀涂布(bladecoating)，在刮刀涂布中，通过所谓的刮浆刀调节涂布量。最常用的刮刀涂布头包括设有涂覆辊(applicator roll)的刮刀涂布机(blade coater)、以及设有喷射涂覆(jet application)的刮刀涂布机。涂布过程另外包括使用所谓的膜转移涂布机(film transfer coater)，膜转移涂布机的应用近来变得越来越普遍。另一种用于高速印刷纸造纸机的新技术包括使用帘式涂布机(curtaincoater)。
从现实的立场来看，各种涂布装置之间最本质的区别与涂覆过程相关，尤其是与发生在涂布过程中的渗透，即涂料色对纸的渗透相关。
在高等级涂布印刷纸的生产中，近来人们越来越多地关注高质量和产量。对于大批量生产类型的轻量涂布纸，质量同样成为更加重要的方面。几乎所有的涂布机都面临着提高质量、产量和运行速度的压力。
在属于刮刀涂布的涂覆辊涂覆中，涂覆的实施通过使用在涂布盘(coating pan)中旋转的辊，用以将涂布色拾取到由承压辊承载的纸的底面上。涂覆量通常为200-250g/m2。在涂覆辊涂覆中，涂布色有效地渗入原纸中。此外，原纸的纤维在刮浆(doctoring)之前具有膨胀(swell)的时间，因此增加了纸的粗糙度。
在喷射涂覆中，涂布色是利用喷嘴直接涂覆在幅材表面上。相对于涂覆辊涂覆的一个优点在于不需要旋转辊，从而改善为适当高的运行速度。另一个优点是涂覆压力的作用波动(pulse)更小，从而改善了可运行性。在喷射涂覆中，幅材加湿过程处于涂覆辊与短时延涂覆机(short dwell)之间。在喷射涂覆中，涂覆量通常为130-220g/m2。
在短时延涂覆中，涂布色被传送到直接设置在刮浆刀之后的涂覆室(application chamber)中，所述涂覆室的一个侧壁由被承压辊支承的、移动的纸幅材构成。移动的纸幅在涂覆室中产生旋涡并且涂布色在纸幅表面上的流速与纸幅的速度相同。在短时延时涂覆中，由于涂覆区承受的压力较低，并且有效范围短，因此纸轻微变湿。纸纤维的膨胀仅局部地发生在刮浆刀的下游，这使由刮刀加工平滑的表面***糙。因此，通过短时延涂布机可得到的涂布平滑度低于利用涂覆辊和喷射涂布机得到的平滑度。
保留在纸表面上的涂布量受多种参变量的影响。当原纸的这些参变量(例如粗糙度、多孔性和吸水性)增大时，涂布量也增加。同样地，当涂布色的干物质含量和粘性增大时，涂布量也增加。另一方面，涂布色的水保持能力的增大使涂布量减小。当刮刀的压力、工作角度和刀刃厚度增大时，涂布量将减少。至于其他因素，运行速度的增大以及涂覆压力的增大会导致涂布量增大。
除了上述刮刀涂布机之外，也可以使用其他的装置进行涂布和表面处理。以下描述几个最常使用的可选装置。施胶压榨单元包括两个旋转辊。在这一变型中，将待涂覆在幅材表面上的涂布颜料涂覆在位于幅材与辊之间的池(pond)中。除了表面施胶之外，施胶压榨也可以用于颜料涂布。涂布量大约为1.0-2.0g/m2/侧。在标准的施胶压榨中的一个问题在于高的运行速度下涂覆池的不稳定性。
已经通过设计薄膜施胶压榨来尝试消除这一问题，其中，首先将一层期望涂布到纸幅表面上的涂料或施胶剂(sizing agent)涂覆在压榨辊的表面上，所述层从压榨辊表面传递到位于辊之间的压区中的纸上。所使用的涂覆装置包括类似短时延涂布机的单元。利用这种装置可获得的优点包括即使在很高的运行速度下也可控制涂覆以及可进行颜料涂布(2-6g/m2/侧)。此外，相对于标准的施胶压榨，可以提高涂布颜色的干物质含量。薄膜涂布颜色的涂布可以在单侧或双侧的方式下实施。相对于刮刀涂布，膜转移涂布过程的可运行性通常很好。与刮刀涂布相比，通过膜转移涂布得到的涂布层通常与轮廓更符合，并且在这种意义上具有更大的覆盖度(coverage)。然而，不可能通过膜转移涂布得到高的涂布量(超过10...12g/m2)。
在气刷涂布(air brush coating)中，涂布颜色的涂覆是通过单辊或多辊刮刀涂覆装置、或者利用喷嘴来完成。对涂布量以及表面平滑度的调整则是通过空气喷射依次完成的。因为气刷涂布由此提供了良好的覆盖度，因而几乎是唯一地应用在纸板涂布中。其不利的方面(Downsides)包括：该方法的运行速度有限，以及涂布颜色的干物质含量很低。利用气刷形成的涂布层具有与纸张表面轮廓相符的、一致的厚度。
因此，目前关于纸幅涂布的基本方案是由短时延及涂覆辊式涂布机、基于喷射涂覆的装置以及薄膜施胶压榨装置提供。全用途的涂布机仍然有待设计。
各种形式的刮刀涂布在将来似乎仍然是最常用的涂布方法。随着运行速度的增加以及实施涂布的面积的扩展，涂覆辊可能会近乎完全地被基于喷射涂覆的方案替代。
目前的一种新技术是所谓的帘式涂布技术。帘式涂布机可以分为槽式进料(slot-fed)或滑动式进料(slide-fed)涂布机。在滑动式进料涂布机中，涂料设定为沿着倾斜平面流动，并且当涂料在该平面的边缘上滴淌时形成幕帘。在槽式进料涂覆束(application beam)中，涂料经由分配室被泵送到狭窄的竖直槽，幕帘沿着该槽的唇缘形成并向下滴淌到幅材。涂料能够被涂覆到一个或多个层中。
与刮刀涂布相比，帘式涂布施加在幅材上的力小得多，从而减少了因纸幅中的破坏而造成的破裂，这提高了可运行性。帘式涂布不能提供与由刮刀涂布所能达到的平滑度相同的平滑度，但由此得到的覆盖度优于由刮刀涂布达到的覆盖度。理论上的观点是，帘式涂布机最终将取代气刷。
专利文献FI 115732公开了一种方法和装置，其中能够利用真空装置改善表面施胶剂向纤维幅材内的渗透。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进一步改善相对于由标准表面施胶和其后的压光而得到的参数的、表面施胶的纸/纸板的弯曲强度和胀量的方案。为实现这一目的，本发明的方法的特征在于，所述方法包括：利用实现干燥收缩的化学品处理纤维幅材，使得化学品基本上渗透贯穿所述纤维幅材的厚度，并且随后所述纤维幅材被设定为行进到位于两个已加热的金属表面之间的处理区域，导致纤维幅材中的水分迁移到中间部分，从而所述中间部分由于湿度增大而膨胀，并且当所述表面部分的收缩被阻止时，所述表面部分承受大的干燥应力，并且当所述纤维幅材离开所述处理区域时，蒸发的水经由表面孔隙(pore)迅速散逸而基本上不会在表面层中冷凝，由此，使表面弹性模量增加，并同时使所述中间部分具有低密度。
另一方面，根据本发明的装置的特征在于，所述装置包括：涂覆单元，通过该涂覆单元，能够将实现干燥收缩的化学品涂覆在纤维幅材上，使得化学品基本上渗透贯穿所述纤维幅材的厚度，并且所述纤维幅材适合于行进穿过位于两个已加热的金属表面之间的处理区域，导致纤维幅材中的水分迁移到中间部分，从而所述中间部分由于湿度增大而膨胀，并且当所述表面部分的收缩被阻止时，所述表面部分承受大的干燥张力，当所述纤维幅材离开所述处理区域时，蒸发的水经由表面孔隙迅速散逸而基本上不会在表面层中冷凝，由此，使表面弹性模量增加，并同时使所述中间部分具有低密度。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了本发明的一个示范性的装置构造的原理的示意图；以及
图2示出了用于增强表面处理的装置构造。
具体实施方式
参照图1，该示范性装置包括例如专利文献FI115732中所述的真空操作的表面施胶单元以及金属带式压光机10。表面施胶单元1包括第一涂覆装置1a，所述第一涂覆装置1a用于将淀粉溶液涂覆到第一幅材面W1；以及第一真空装置3a，所述第一真空装置3a中存在的真空用于产生在幅材W厚度上的压力差，并且用于使得淀粉溶液移动并渗入幅材W的内部直至期望的深度。该示范性装置还包括：第二涂覆装置1b，该第二涂覆装置1b设置为面对第二幅材面W2；以及第二真空装置3b，该第二真空装置3b设置为面对第一幅材面W1。这种设置能够对幅材W的两侧进行表面处理，其中在第一真空装置3a的下游通过引纸及导引辊8将幅材W传送到第二涂覆装置1b。在对第一幅材面W1进行表面处理之后，在对第二幅材面W2进行表面处理之前至少将幅材W干燥到一定程度是可取的。图示中这一过程是由附图标记9表示的非接触式干燥机来完成，所述非接触干燥机9例如是红外干燥机。此外，图1示出了由附图标记4a和5a表示的偏转导引辊(deflection and guideroll)，其用于根据需要使幅材W的行进方向偏转。
金属带式压光机10包括由金属制成的压光带12，该压光带12围绕导引辊13。压光带12绕着设置在其外侧的辊15行进，在压光带12与辊15之间形成压光区。待压光的原料幅材W穿过压光区N行进，承受期望的随着时间变化的压力脉冲以及加热效应。在图1中，示出的点划线19表示当在压光带12内侧设置有用作压榨构件的压辊14时的一种压力效应，该压辊14使压光带抵靠辊15，以在压光区内形成更高压力的压区。另一方面，虚线18用于表示，随着压辊14脱离与带12的压榨接触(或在带12内侧根本未安装压辊14时)，作用在压光区内的接触压力仅由带12的张紧来产生时的一种压力效应。
根据本发明，已发现表面施胶的纸/纸板的弯曲强度及/或胀量能够通过借由真空操作的涂覆装置实施表面施胶、并继之以用于抑制或限制干燥收缩的处理过程来提高，由此提高干燥应力。这种现象是基于淀粉的干燥收缩促进效应，由此，在加入淀粉后，对干燥收缩的抑制导致干燥应力增大。通过在表面施胶之后的处理过程中使用金属带式压光，可以在由金属带和辊形成的闭合的压区内、在被支承的条件下实现幅材的干燥，从而允许在受控制的条件下产生干燥应力。位于金属带式压光机的各热表面之间的纤维幅材的表面经历干燥处理并且水分迁移到中间部分，由此，所述纤维幅材中间部分由于湿度增大而膨胀，并从而增大了胀量，其使厚度增大。同时，幅材的表面产生干燥应力，由此增加了表面部分的弹性模量。当纤维幅材离开处理区域时，存在于中间部分的蒸发的水经由表面层散逸而不会冷凝(水分冷凝会导致之前刚刚获得的高弹性模量松弛化)，由此，在金属带式压光中形成的结构实质上保持不变，从而使纤维幅材的弯曲强度得以提高。由此显著地节约了原料并提高了质量。
图2示出了增强表面处理的另一种方式。通过将膜转移涂布机和金属带式压光机结合来实现图2的处理方案30。通过涂覆装置32在涂覆辊31的顶部涂覆表面处理剂，例如淀粉基(starch-based)表面粘合剂。在膜转移压区(film transfer nip)内，表面处理剂被从涂覆辊的顶部递送到纤维幅材W的表面上。在涂覆辊31与对位辊(counter-roll)34之间形成膜转移压区。穿过该压区还延伸有金属带33，用以在单一压区内实施纤维幅材的涂布及金属带式压光。金属带压区允许使用高的温度。当幅材离开压区时是表面干燥的，以形成接触干燥(contact drying)，并依据幅材的运行速度和温度而能够得到足够高的干物含量，以消除单独干燥的需求。这种混合式方案显著地节约了投资及操作成本，并且能够通过抑制纤维幅材在金属带压区中的干燥收缩来提高纤维幅材的弯曲强度。
前述方案中使用的表面处理剂优选为CHO聚合物。CHO聚合物是仅包含碳(C)、氢(H)或氧(O)的聚合物。在金属带式压光的上游的纸或纸板的表面上可以涂覆有CHO聚合物，或涂覆包含有CHO聚合物的混合物。最常见的CHO聚合物如下：
聚(甲二醇)、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚(四亚甲基醚二醇)、聚(乙烯甲醚)、聚(乙烯***)、聚(乙烯基异丁基醚)、聚(乙烯醇)、聚(乙烯基甲基酮)、聚(乙烯基乙基酮)、聚(甲基异丙烯基酮)、聚(醋酸乙烯酯)、聚(丙酸乙烯酯)、聚(月桂酸乙烯酯)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸正丁酯)、聚(甲基丙烯酸叔丁酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯)、聚(乙酰乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯)、聚(乙交酯)、聚(d，l-交酯)、聚(3-羟基丁酸酯)、聚(己二酸乙二酯)、聚(己内酯)、聚(新戊内酯)、聚(乙烯-co-马来酸酐)、聚(苯乙烯-co-马来酸酐)、聚(癸二酸酐)、聚(碳酸烷基酯)、基于1，6-己二醇的聚(原酸酯)、基于trans-环己烷二甲醇的聚(原酸酯)、纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、三醋酸纤维素、聚(4-羟基苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯)、聚(2，6-二甲基-1，4-苯醚)、聚(醚醚酮)、聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚(邻苯二甲酸二烯丙酯)、聚(间苯二酸二烯丙酯)、聚(双酚A碳酸酯)、羧甲基纤维素。
聚合物的涂覆能够通过例如喷嘴来实施，但也可应用其他涂覆方法。在金属带式压光机中，纸幅材或纸板幅材得到有效地干燥，因此并不是绝对需要单独的干燥机。还可视其情况而在在金属带式压光之前干燥纸幅材或纸板幅材。此过程尤其优选为用于非涂布纸品的整饰加工。可以在金属带式压光之后对非涂布纸品进行单独压光。对于涂布纸品，该过程优选地适合用作涂布之前的预处理。也可以在涂布过程之后或者在涂布单元之间实施聚合物处理和金属带式压光。金属带式压光机还可以设置在干燥部中。
印刷纸的表面可以用特制的化学品进行处理，以便通过使用极少量(<0.5g/m2)的化学品来改善印刷表面。所述化学品例如是聚合物，其疏水性(hydrophobic property)很大程度地取决于聚合物分子积留(settle)在该表面上的方式。通过在纸纤维表面上展开(opening)聚合物分子胶团(或分子簇)，分子的疏水基团会转向远离该表面。因此，分子胶团的展开能够用于使疏水效应(或对作为结果的印刷质量的影响)最大化。可以通过在化学涂覆之后进行热处理，例如通过在长时延(long-dwell)(几十微秒或更久)压光带区域中的处理来协助胶团在纤维表面上展开。具体地，此过程可利用金属带式压光机来执行。可选地，这种处理可以包括在干燥过程中使用的各种热处理，例如吹送热空气。然而，压光和热处理同时进行是有益的，因为印刷纸在化学品处理后无论如何必须被压光，因此胶团处理可以与压光过程整合。
可以利用任意现有的涂覆方法涂覆化学品，例如喷射、膜转移、刮刀或帘式涂布。在多重帘式涂布的情况下，优选为在涂层的顶层包含所述聚合物。
因此，由于通过在纸表面上实施的热处理来调整聚合物分子的结构，以使其达到理想的结果，因此可以预见在纸的表面上存在化学制剂的最终顺序。
本方案具有以下的引人注目的优点：
可以使对化学品处理的需求最小化并仍能获得显著的益处，由于通过热处理增强了聚合物的疏水效应，使化学品的效果最大化；
能够进一步整合涂布、化学处理以及压光过程。

Claims (6)

1.一种纸/纸板的表面处理方法，其特征在于，该表面处理方法包括：利用实现干燥收缩的化学品处理纤维幅材，使得该化学品基本上渗透贯穿所述纤维幅材的厚度，随后所述纤维幅材被设定为行进到位于两个已加热的金属表面(12，15)之间的处理区域(N)，致使所述纤维幅材中的水分迁移到中间部分，从而所述中间部分由于湿度增大而膨胀，并且当所述表面部分的收缩被阻止时，所述表面部分承受大的干燥应力，且当所述纤维幅材离开所述处理区域时，蒸发的水经由表面孔隙迅速散逸而基本上不会在表面层中冷凝，由此，使表面弹性模量增加，并同时使所述中间部分具有低密度。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述表面处理方法包括：使用配备有金属带的处理单元(10)，该处理单元(10)在所述已加热的金属表面(12，13)之间形成所述处理区域。
3.如权利要求1或2所述的表面处理方法，其特征在于，用于处理的化学品包括淀粉。
4.一种纸/纸板的表面处理装置，其特征在于，所述表面处理装置包括：涂覆单元(1)，通过所述涂覆单元(1)能够将实现干燥收缩的化学品涂覆于纤维幅材上，使得该化学品基本上渗透贯穿所述纤维幅材的厚度，并且所述纤维幅材适合于行进穿过位于两个已加热的金属表面(12，15)之间的处理区域(N)，致使所述纤维幅材中的水分迁移到中间部分，从而所述中间部分由于湿度增大而膨胀，并且当所述表面部分的收缩被阻止时，所述表面部分承受大的干燥张力，从而当所述纤维幅材离开所述处理区域时，蒸发的水经由表面孔隙迅速散逸而基本上不会在表面层中冷凝，由此，使表面弹性模量增大，并同时使所述中间部分具有低密度。
5.如权利要求4所述的表面处理装置，其特征在于，所述表面处理装置包括处理单元(10)，该处理单元(10)包括位于已加热的金属表面(12，15)之间的所述处理区域(N)。
6.如权利要求4或5所述的表面处理装置，其特征在于，该涂覆单元(1)包括：化学品涂覆装置(1a，1b)，其设置在纤维幅材的一侧，用以将化学品涂覆到经处理的纤维幅材的表面(W1，W2)上；以及真空装置(3a，3b)，其设置在该纤维幅材的另一侧，该真空装置用于在纤维幅材(W)的厚度上产生压力差，致使该化学品由面对该涂覆装置的一侧朝向相对侧迁移。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088187A (zh) * 2016-12-09 2019-08-02 新加坡国立大学 多糖气凝胶
CN110100058A (zh) * 2016-12-19 2019-08-06 维美德股份公司 制造卫生纸的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064761A1 (en) * 2002-01-29 2003-08-07 Metso Paper, Inc. Processing device and method of operating the device for processing a coated or uncoated fibrous web
PL3314058T3 (pl) * 2015-06-29 2020-04-30 Stora Enso Oyj Sposób hydrofobizacji podłoża celulozowego

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1319105A1 (en) * 2000-09-20 2003-06-18 Akzo Nobel N.V. A process for the production of paper
US20060060322A1 (en) * 2002-01-29 2006-03-23 Mika Viljanmaa Processing device for processing a coated or uncoated fibrous web
FI115732B (fi) * 2003-06-05 2005-06-30 Metso Paper Inc Menetelmä ja laitteisto paperi- tai kartonkirainan pintaliimauksessa
FI20045321A (fi) * 2004-09-02 2006-03-03 Metso Paper Inc Metallihihnakierrolla varustettu kuiturainan käsittelylaite
DE102004048430A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-13 Voith Paper Patent Gmbh Maschine und Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn
FI20045464A (fi) * 2004-11-30 2006-05-31 Metso Paper Inc Menetelmä pintaliimatun paperin/kartongin valmistamiseksi

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110088187A (zh) * 2016-12-09 2019-08-02 新加坡国立大学 多糖气凝胶
CN110100058A (zh) * 2016-12-19 2019-08-06 维美德股份公司 制造卫生纸的方法

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