Analyse af funktionelle behandlinger for specialpapirer
Under produktionen af specialpapir anvendes forskellige processer-sammen med inkorporering af specifikke kemiske tilsætningsstoffer-for at opfylde deres særskilte funktionelle krav. Funktionerne af disse specialpapirer er forskellige og omfatter egenskaber som oliebestandighed, vandmodstand, flammehæmmende egenskaber og varmebestandighed. I de følgende afsnit vil vi dykke ned i de underliggende principper og metoder bag realiseringen af disse funktioner.
▲ Olie-resistent behandling
Først er den olie-resistente behandling. Nøglen til denne proces ligger i brugen af fluor-holdige olieafvisende midler. De primære bestanddele af disse afskrækningsmidler er fluoralkylforbindelser-såsom perfluoralkyl-substituerede aminer, kvaternære ammoniumsalte og acrylater. Disse kationiske dispersioner indføres i papirstrukturen via en "våd-ende"-tilsætningsproces under papirfremstilling. Efter at papiret er dannet og efterfølgende tørret under varme, arrangerer disse additiver sig på papirfibrene for at danne et monomolekylært lag med perfluoralkylkæderne orienteret udad, hvorved der effektivt forhindres indtrængning af olier og fedtstoffer. Derudover kan anioniske dispersioner påføres papiret gennem overfladeimprægnering eller overfladelimningsteknikker; disse metoder skaber på samme måde et monomolekylært lag på fiberoverfladerne, hvilket opnår den ønskede olieresistente effekt.
▲ Vandafvisende-behandling
Dernæst er den vand-afvisende behandling. Paraffinvoksemulsion er et tidligt-stadium og relativt billigt-vandafvisende-middel, typisk påført papiret via overfladeimprægnering. Ydermere kan kationiske vandafvisende midler bruges gennem våd-tilsætning under papirfremstillingsprocessen. Silikone-baserede midler er dog de mest udbredte vandafvisende midler. Deres vandige emulsionsprodukter er formuleret ved at inkorporere emulgatorer for at skabe polysiloxanemulsioner, hvortil siliciumdioxid i nano{10}skala derefter tilsættes. Denne formulering inducerer en "lotusbladeffekt" på papirets overflade, hvilket gør det muligt for vanddråber at rulle let af og derved opnå effektiv vandmodstand.
▲ Flammehæmmende-behandling
Lad os nu undersøge den flammehæmmende-behandling. Der er to primære metoder til at inkorporere flammehæmmere i papir: den ene involverer tilsætning af vand-uopløseligt fast flammehæmmende-pulver til papirmassen som fyldstoffer under papirfremstilling; den anden involverer at indføre vand-opløselige flammehæmmere i papirstrukturen gennem en imprægneringsproces. Disse flammehæmmere omfatter nitrogen-baserede og bor-baserede forbindelser samt vandu-uopløselige faste pulvere såsom aluminiumhydroxid og magnesiumhydroxid.
▲ Varme-resistent behandling og anti-egenskaber til klæbning/frigivelse
Til sidst behandler vi varme-resistente behandlinger og anti-klæbende/frigørende egenskaber. For at beskytte fibre og forbedre varmebestandigheden af papir påføres kemisk modificerede naturlige polymerer-såsom blandinger af glucomannan og nitrogen-holdige forbindelser- på papiret via coating-, imprægnerings- eller sprøjtemetoder. Ydermere anvendes syntetiske polymerharpikser-såsom silikoneharpikser og højere-carbon-polyolefiner-til yderligere at forbedre papirets termiske modstand. Varme{12}}kemikalier, såsom metalhydroxider, der indeholder krystalvand, bruges primært til at beskytte papirfibre mod høje temperaturer. Især silikoneharpikser skiller sig ud som overlegne høje-temperaturbeskyttelsesmidler på grund af den høje bindingsenergi, stabilitet og termiske modstand af deres Si-O-bindinger samt deres iboende non-klæbende og barriereegenskaber.
Processen med at anvende non-klæbende og barrierebehandlinger på papir er kritisk og påvirker produktionen på tværs af forskellige sektorer, herunder selvklæbende etiketter og trykfølsomt-klæbende papir. De kemikalier, der bruges i denne proces-kendt som slipmidler (også kaldet skrælningsmidler, anti-klæbemidler eller skimmelslipmidler)-er designet til at danne et tæt lag på papirets overflade. Dette lag fungerer som en barriere, der forhindrer indtrængning af klæbende polymerharpikser og letter derved let løsgørelse. Slipmidler findes i en lang række forskellige former; blandt dem er silikone-baserede slipmidler i øjeblikket de mest udbredte på grund af deres lave toksicitet, fremragende overfladeenergi og overlegne befugtningsevne med papirsubstrater. Tilgængelige i-opløsningsmiddelbaserede, emulsions-baserede og-opløsningsmiddelfri formuleringer gennemgår disse midler krydsbindingsreaktioner klassificeret som additions-hærdning, kondensations-hærdning eller strålings-hærdningstyper. Tilsætnings-hærdende slipmidler udviser særlig enestående ydeevne med hensyn til hærdningsfuldstændighed, frigivelsesegenskaber, anti-adhæsionsegenskaber og den fleksibilitet, der tilbydes i design af belægningsformulering.
▲ Imprægneringsbelægningsbehandling
Ydermere er imprægneringsbelægning en vital teknik til at udstyre papir med specielle egenskaber, såsom vandmodstand og brandmodstand. En bred vifte af imprægneringsmidler-inklusive syntetiske harpikser og syntetiske latexer-anvendes til dette formål, og de typer af basispapir, der bruges til imprægneringsbelægning, varierer betydeligt. Uanset den specifikke type papir, der anvendes, skal det dog opfylde et sæt specifikke præstationskriterier:
① Basispapiret skal have tilstrækkelig vådstyrke til at forhindre rivning eller brud under imprægneringsprocessen; derfor vælges lang-træmasse typisk til denne applikation.
② Basispapiret skal også udvise fremragende absorberingsevne for at lette den effektive indtrængning af imprægneringsmidlet. Samtidig udelades limbehandling typisk for at bevare basispapirets iboende egenskaber; endvidere holdes graderne af pulpdannelse, presning og kalandrering alle på relativt lave niveauer.
Lad os derefter i detaljer undersøge de forskellige typer af imprægneringsmidler og deres respektive anvendelser. Først er harpiks-baserede imprægneringsmidler-inklusive phenolharpikser og melamin-formaldehydharpikser-som giver det imprægnerede papir en lang række egenskaber såsom vandmodstand, oliebestandighed, slidstyrke og elektrisk isolering; disse anvendes i vid udstrækning inden for områder såsom dekorative papirer og laminerede kompositter. For det andet er latex-baserede imprægneringsmidler-såsom styren-butadienlatex og neoprenlatex-som forbedrer papirarkets indre styrke og slidstyrke, hvilket gør dem velegnede til specialiserede anvendelser som sikkerhedspapir og træfinerbagsidepapir. Derudover er der olie- og paraffin-baserede imprægneringsmidler-såsom tørrende olier og paraffinvoks-som giver papiret fremragende vandbestandighed, fugtbestandighed, høj trækstyrke og gennemsigtighed; disse bruges ofte i emballagepapir, der er designet til at være olie-tæt, vand-afvisende og fugttætte-.
Med hensyn til selve imprægneringsprocessen anvendes der typisk en lavvandet-bakke-dyptank, hvor både nedsænkningsvalsen og tanken er konstrueret af rustfrit stål for at forhindre korrosion. Klemvalserne består af en gummirulle og en forkromet-belagt rulle, med justerbare trykindstillinger; desuden gennemgår gummivalsen en slipbehandling for at forhindre latexen i at klæbe til dens overflade. Inden det kommer ind i tørresektionen, forvarmes det imprægnerede papir med fjern-infrarød stråling for at forhindre, at det klæber til tørrecylindrene. Samtidig underkastes den første cylinder i tørresektionen også en slipbehandling for at sikre, at papiret let kan pilles væk.
