Erikoispaperien toiminnallisten käsittelyjen analyysi
Erikoispapereiden valmistuksessa käytetään erilaisia prosesseja -sekä tiettyjen kemiallisten lisäaineiden lisääminen- niiden erillisten toiminnallisten vaatimusten täyttämiseksi. Näiden erikoispapereiden toiminnot ovat monipuoliset, ja ne kattavat muun muassa öljynkestävyyden, vedenkestävyyden, palonesto- ja lämmönkestävyyden. Seuraavissa osioissa perehdymme näiden toimintojen toteuttamisen taustalla oleviin periaatteisiin ja menetelmiin.
▲ Öljynkestävä{0}}käsittely
Ensimmäinen on öljynkestävä-käsittely. Avain tähän prosessiin on fluoria-sisältävien öljyä hylkivien aineiden käyttö. Näiden karkotteiden pääaineosat ovat fluorialkyyliyhdisteitä -kuten perfluorialkyyli-substituoidut amiinit, kvaternaariset ammoniumsuolat ja akrylaatit. Nämä kationiset dispersiot viedään paperirakenteeseen "märkäpään" lisäysprosessin kautta paperinvalmistuksen aikana. Kun paperi on muodostettu ja sen jälkeen kuivattu lämmössä, nämä lisäaineet asettuvat paperikuitujen päälle muodostaen yksimolekyylisen kerroksen, jossa perfluorialkyyliketjut ovat suunnattu ulospäin, mikä estää tehokkaasti öljyjen ja rasvojen tunkeutumisen. Lisäksi anionisia dispersioita voidaan levittää paperille pintakyllästys- tai pintaliimaustekniikoilla; Nämä menetelmät luovat samalla tavalla monomolekyylisen kerroksen kuitujen pinnoille, jolloin saavutetaan haluttu öljynkestävä vaikutus.
▲ Vedenkestävä-käsittely
Seuraavana on vedenkestävä{0}}käsittely. Parafiinivahaemulsio on varhaisen-vaiheen ja suhteellisen edullinen-vettä-hylkivä aine, joka levitetään tyypillisesti paperille pintakyllästämällä. Lisäksi kationisia vettä hylkiviä aineita voidaan käyttää lisäämällä{6}} märkäpää paperinvalmistusprosessin aikana. Silikoni{8}}pohjaiset aineet ovat kuitenkin yleisimmin käytettyjä vettä hylkiviä aineita. Niiden vesipitoiset emulsiotuotteet formuloidaan lisäämällä emulgointiaineita polysiloksaaniemulsioiden luomiseksi, joihin sitten lisätään nano-mittakaavan piidioksidia. Tämä koostumus saa aikaan "lootuslehtivaikutuksen" paperin pinnalle, jolloin vesipisarat rullaavat helposti ja saavuttavat näin tehokkaan vedenkestävyyden.
▲ Paloa-hidastava hoito
Tarkastellaanpa nyt palonestokäsittelyä-. Palonestoaineiden lisäämiseksi paperiin on kaksi ensisijaista menetelmää: toinen sisältää veteen -liukenemattomien kiinteiden palonestoaineiden-lisäämisen massaan täyteaineiksi paperinvalmistuksen aikana; toinen sisältää vesiliukoisten palonestoaineiden lisäämisen paperirakenteeseen kyllästysprosessin avulla. Näitä palonestoaineita ovat typpi-- ja boori-pohjaiset yhdisteet sekä veteen-liukenemattomat kiinteät jauheet, kuten alumiinihydroksidi ja magnesiumhydroksidi.
▲ Lämmönkestävä-käsittely ja tarttumisenesto--/irrotusominaisuudet
Lopuksi käsittelemme lämpöä-kestäviä hoitoja ja tarttumista estäviä/irrotuvia ominaisuuksia. Kuitujen suojaamiseksi ja paperin lämmönkestävyyden parantamiseksi paperille levitetään kemiallisesti muunneltuja luonnonpolymeerejä-kuten glukomannaania ja typpeä- sisältäviä yhdisteitä- päällystämällä, kyllästämällä tai ruiskuttamalla. Lisäksi synteettisiä polymeerihartseja -kuten silikonihartseja ja korkeampi-hiili-ketjuisia polyolefiineja{10}} käytetään parantamaan entisestään paperin lämmönkestävyyttä. Lämpöä hajottavia kemikaaleja, kuten kidevettä sisältäviä metallihydroksideja, käytetään ensisijaisesti suojaamaan paperikuituja korkeilta lämpötiloilta. Erityisesti silikonihartsit erottuvat ylivoimaisista korkeissa lämpötiloissa suojaavina aineina niiden Si–O-sidosten suuren sidosenergian, stabiilisuuden ja lämmönkestävyyden sekä niiden luontaisten tarttumattomien ja sulkuominaisuuksien ansiosta.
Tarttumattomien ja sulkukäsittelyjen käyttäminen paperiin on kriittinen prosessi, joka vaikuttaa tuotantoon useilla aloilla, mukaan lukien itseliimautuvat-tarrat ja paine{2}}liimautuvat paperit. Tässä prosessissa käytetyt kemikaalit -jota kutsutaan irrokeaineiksi (kutsutaan myös kuorinta-aineiksi, tarttumisenestoaineiksi tai muotinirrotusaineiksi)-on suunniteltu muodostamaan tiheä kerros paperin pinnalle. Tämä kerros toimii esteenä estäen tarttuvien polymeerihartsien tunkeutumisen ja helpottaen siten helppoa irrottamista. Irrotusaineita on monenlaisissa muodoissa; Niiden joukossa silikoni-pohjaiset irrokeaineet ovat tällä hetkellä yleisimmin käytettyjä niiden alhaisen myrkyllisyyden, erinomaisen pintaenergian ja erinomaisen paperisubstraattien kostuvuuden vuoksi. Saatavana liuotin--, emulsio-- ja liuotinvapaina-formulaatioina, ja nämä aineet käyvät läpi ristisilloitusreaktiot, jotka luokitellaan additio--kovettumis-, kondensaatio--kovettumis- tai säteily{17}}kovettumistyypeiksi. Lisäkovettuvat irrotusaineet osoittavat erityisen erinomaista suorituskykyä kovettumisen täydellisyyden, irrotusominaisuuksien, kiinnittymisenesto-
▲ Kyllästyspinnoitteen käsittely
Lisäksi kyllästyspäällystys on elintärkeä tekniikka, jolla paperille saadaan erityisiä ominaisuuksia, kuten vedenkestävyys ja palonkestävyys. Tähän tarkoitukseen käytetään laajaa valikoimaa kyllästysaineita-mukaan lukien synteettiset hartsit ja synteettiset lateksit-, ja kyllästyspäällystykseen käytettävät pohjapaperityypit vaihtelevat huomattavasti. Käytettävästä paperityypistä riippumatta sen on kuitenkin täytettävä tietyt suorituskykyvaatimukset:
① Pohjapaperin tulee olla riittävän märkälujuutta repeytymisen tai repeämisen estämiseksi kyllästysprosessin aikana; Tästä syystä tähän sovellukseen valitaan tyypillisesti pitkä{0}}kuitupuumassa.
② Pohjapaperilla on myös oltava erinomainen imukyky, joka helpottaa kyllästysaineen tehokasta tunkeutumista. Samanaikaisesti pohjapaperin luontaisten ominaisuuksien säilyttämiseksi liimauskäsittely jätetään tyypillisesti pois; lisäksi massa-, puristus- ja kalanterointiasteet pidetään kaikki suhteellisen alhaisina.
Seuraavaksi tarkastellaan yksityiskohtaisesti erityyppisiä kyllästysaineita ja niiden sovelluksia. Ensinnäkin ovat hartsi-pohjaiset kyllästysaineet-mukaan lukien fenolihartsit ja melamiini-formaldehydihartsit-, jotka antavat kyllästetylle paperille monia ominaisuuksia, kuten vedenkestävyyden, öljynkestävyyden, kulutuskestävyyden ja sähköeristyksen. Näitä käytetään laajalti sellaisilla aloilla kuin koristepaperit ja laminoidut komposiitit. Toiseksi ovat lateksi-pohjaiset kyllästysaineet-kuten styreeni-butadieenilateksi ja neopreenilateksi-, jotka parantavat paperiarkin sisäistä lujuutta ja kulutuskestävyyttä tehden niistä sopivia erikoissovelluksiin, kuten turvapapereihin ja puuviilutaustapapereihin. Lisäksi on olemassa öljy{11}}- ja parafiini{12}}pohjaisia kyllästysaineita-kuten kuivausöljyjä ja parafiinivahaa-, jotka antavat paperille erinomaisen vedenkestävyyden, kosteudenkestävyyden, korkean vetolujuuden ja läpinäkyvyyden. Näitä käytetään usein pakkauspapereissa, jotka on suunniteltu öljyn---, veden--ja kosteudenkestäviksi{17}}.
Itse kyllästysprosessissa käytetään tyypillisesti matalaa-alustalla olevaa upotussäiliötä, jossa sekä upotustela että säiliö on valmistettu ruostumattomasta teräksestä korroosion estämiseksi. Nippirullat koostuvat kumirullasta ja kromi-pinnoitetusta telasta, joissa on säädettävät paineasetukset; lisäksi kumitela käy läpi irrotuskäsittelyn lateksin kiinnittymisen estämiseksi sen pintaan. Ennen kuivausosastolle tuloa kyllästetty paperi esilämmitetään käyttämällä kauko-infrapunasäteilyä, jotta se ei tarttuisi kuivaussylintereihin. Samanaikaisesti kuivausosan ensimmäinen sylinteri altistetaan myös irrotuskäsittelylle, jotta varmistetaan paperin tasainen kuoriminen pois.
