【研究】芯层对涂布白纸板质量影响

涂布白纸板通常由面、衬、芯、底四层组成，四层湿纸幅通过喷淋淀粉复合和面层涂布之后加工成定量在200～450g/m²之间的复合纸板。复合纸板的性能受到各层浆料来源、纤维质量和配比、复合工艺等因素的影响，其中各层浆料的纤维质量和配比尤为重要。通常情况下，涂布白纸板各层浆料的纤维来源、比例以及各层纤维的功能如表1所示。

表1 涂布白板纸常见的原料配比及各层主要功能 

本文针对涂布白纸板各层浆料的纤维特征进行分析对比，重点研究不同定量的芯层各项性能指标与涂布白纸板对应性能的相关性。

1 实验方法

1.1 取样及样品处理

浆料取样：面、衬、芯、底四层浆料分别取自各层上网前的成浆池，测定浆料浓度后备用；浆料来自浙江某涂布白纸板生产企业。

纸板取样：从浙江某涂布白纸板企业取纸样A（250g/m²）、纸样B（300g/m²）、纸样C（350g/m²）等原纸若干。取其中一部分置于水中浸泡48h以上，取出后用吸水纸吸干多余水分，然后用镊子按照面、衬、芯、底各层分离。分离过程应沿同一方向缓慢用力，以保证各层纤维尽可能完全分离而不相互粘连。将分离后的各层纸样烘干后与完整纸样一同放入恒温恒湿实验室[（23±1）℃，（50±2）%]24h以上备用。

1.2 各层浆料纤维筛分

分别取绝干重为20g、已知浓度的面、衬、芯、底等四层浆料，以清水稀释至10L后，使用纤维筛分仪筛分浆料，20min后用滤网收集不同组分的纤维，并脱除多余游离水后烘干至恒重，计算各层浆料中30目以下、30～50目、50～100目、100～200目以及流失纤维的重量百分含量。

1.3 各层浆料打浆度测定

分别取绝干重为2g，已知浓度的面、衬、芯、底等四层浆料，以清水稀释至1L后，倒入肖伯氏打浆度仪的滤水筒中，测定各层浆料的打浆度。

1.4 各层浆料纤维质量分析

分别取绝干重为5g，已知浓度的面、衬、芯、底等四层浆料，以清水稀释至5L，充分摇匀后用吸液管每次取50ml，倒入带有孔板活塞的分散量筒并稀释至200ml左右，在FS300纤维分析仪系统中输入样品中含有的实际纤维质量后，测试样品纤维长度和粗度。每个样品至少重复测试3次，测量过程保证测量腔中纤维通过速率为80～90根/s。

2 各层浆料纤维特征对比

如表2所示。

表2 涂布白板纸各层浆料纤维筛分质量和比例分布

从筛分结果可以看出，芯层的纤维长度分布比其他各层更加均匀，有利于芯层纤维在纸页形成过程长纤和短纤纤维性能的相互补充和纸张强度的形成。

3 纸张分离结果和性能检测

三种定量的涂布白纸板样品的定量和白度性能，见表3所示。

 表3 不同定量涂布白纸板浸泡分层后定量和白度性能

由此可见，各层纤维浆料的特征不仅直接影响单层纸页的性能，也间接影响复合后纸板的性能和各层纸页之间的结合。

涂布白纸板芯层在松厚度、抗张强度、横向撕裂度、横向环压强度以及挺度性能上均与涂布白纸板的性能存在较强的相关性，通过线性回归方程计算得出各自的相关系数R，均达到0.95以上。但从芯层各项指标占涂布白纸板原纸的各项指标比例来看，芯层在抗张强度和横向撕裂度上对涂布白纸板的影响要高于松厚度、横向环压强度和挺度。如表4所示。

表4 涂布白板纸及其芯层强相关性物理性能指标分析对照表

4 结论

（1）涂布白纸板芯层浆料纤维长度分布比较均匀、纤维粗度高，有利于提高涂布白纸板松厚度以及其他强度性能。

（2）芯层在松厚度、抗张强度、横向撕裂度、横向环压强度以及挺度性能上均与涂布白纸板的物理性能存在较强的相关性，通过线性回归方程计算得出相关系数R，均达到0.95以上。

（3）芯层在抗张强度和横向撕裂度上对涂布白纸板的影响要高于松厚度、横向环压强度和挺度。