Analýza funkčných ošetrení pre špeciálne papiere
Pri výrobe špeciálnych papierov sa používajú rôzne procesy-spolu so zapracovaním špecifických chemických prísad-, aby sa splnili ich odlišné funkčné požiadavky. Funkcie týchto špeciálnych papierov sú rôznorodé a zahŕňajú vlastnosti, ako je odolnosť voči oleju, vode, nehorľavosť a tepelná odolnosť. V nasledujúcich častiach sa ponoríme do základných princípov a metodológií, ktoré stoja za realizáciou týchto funkcií.
▲ Ošetrenie-odolné voči olejom
Prvým je úprava-odolná voči olejom. Kľúčom k tomuto procesu je použitie olejových odpudzovačov-obsahujúcich fluór. Primárnymi zložkami týchto repelentov sú fluóralkylové zlúčeniny-, ako sú perfluóralkyl-substituované amíny, kvartérne amóniové soli a akryláty. Tieto katiónové disperzie sa zavádzajú do štruktúry papiera prostredníctvom procesu pridávania „mokrého- konca“ počas výroby papiera. Po vytvorení papiera a následnom vysušení za tepla sa tieto prísady usporiadajú na vláknach papiera tak, aby vytvorili monomolekulárnu vrstvu s perfluóralkylovými reťazcami orientovanými smerom von, čím účinne zabraňujú prenikaniu olejov a tukov. Okrem toho je možné na papier aplikovať aniónové disperzie prostredníctvom povrchovej impregnácie alebo techník povrchového glejenia; tieto metódy podobne vytvárajú monomolekulárnu vrstvu na povrchoch vlákien, čím sa dosahuje požadovaný-odolný účinok voči olejom.
▲ Vode-odolná úprava
Nasleduje úprava-odolná voči vode. Emulzia parafínového vosku je skoré-štádium a relatívne lacný-vodu-odpudzujúci prostriedok, ktorý sa zvyčajne nanáša na papier prostredníctvom povrchovej impregnácie. Okrem toho je možné počas procesu výroby papiera použiť katiónové vodoodpudivé látky pridávaním mokrej časti-. Najpoužívanejšími odpudzovačmi vody sú však prostriedky na báze silikónu-. Ich vodné emulzné produkty sú formulované začlenením emulgátorov na vytvorenie polysiloxánových emulzií, ku ktorým sa potom pridá nano{10}}oxid kremičitý. Táto formulácia vyvoláva na povrchu papiera "efekt lotosových listov", čo umožňuje ľahké stekanie kvapiek vody a tým dosiahnutie účinnej odolnosti voči vode.
▲-Ošetrenie spomaľujúce horenie
Pozrime sa teraz na spomaľovače horenia-. Existujú dva hlavné spôsoby začlenenia retardérov horenia do papiera: jeden zahŕňa pridávanie vo vode-nerozpustných pevných práškov{3}}spomalovačov horenia do buničiny ako plniva počas výroby papiera; druhý zahŕňa zavedenie vo vode-rozpustných spomaľovačov horenia do štruktúry papiera prostredníctvom procesu impregnácie. Tieto spomaľovače horenia zahŕňajú zlúčeniny na báze dusíka-a bóru-, ako aj vo vode-nerozpustné pevné prášky, ako je hydroxid hlinitý a hydroxid horečnatý.
▲ Tepelne-ošetrenie a vlastnosti proti{1}}priľnutiu a uvoľneniu
Nakoniec sa zaoberáme tepelne -odolnými úpravami a anti-priľnavými/uvoľňovacími vlastnosťami. Na ochranu vlákien a zvýšenie tepelnej odolnosti papiera sa na papier nanášajú chemicky modifikované prírodné polyméry-, ako sú zmesi glukomanánu a -zlúčenín obsahujúcich dusík-, a to natieraním, impregnáciou alebo striekaním. Okrem toho sa na ďalšie zlepšenie tepelnej odolnosti papiera používajú syntetické polymérové živice,-ako sú silikónové živice a polyolefíny s vyšším-uhlíkovým{9}}reťazcom{10}}. Chemikálie rozptyľujúce teplo, ako sú hydroxidy kovov obsahujúce kryštálovú vodu, sa primárne používajú na ochranu papierových vlákien pred vysokými teplotami. Najmä silikónové živice vynikajú ako vynikajúce -ochranné činidlá pri vysokých teplotách vďaka vysokej väzobnej energii, stabilite a tepelnej odolnosti ich Si–O väzieb, ako aj ich prirodzenej nepriľnavosti a bariérovým vlastnostiam.
Proces aplikácie nepriľnavých a bariérových úprav na papier je kritický a ovplyvňuje výrobu v rôznych odvetviach vrátane -samolepiacich etikiet a samolepiacich papierov-citlivých na tlak. Chemikálie používané v tomto procese-známe ako separačné činidlá (tiež označované ako odlupovacie činidlá, anti{5}}činidlá alebo činidlá na odlepovanie plesní)-sú navrhnuté tak, aby vytvorili hustú vrstvu na povrchu papiera. Táto vrstva pôsobí ako bariéra, ktorá zabraňuje prenikaniu adhezívnych polymérnych živíc a tým uľahčuje ich ľahké oddelenie. Uvoľňovacie činidlá prichádzajú v širokej škále foriem; spomedzi nich sú v súčasnosti najpoužívanejšie separačné činidlá na báze silikónu- kvôli ich nízkej toxicite, vynikajúcej povrchovej energii a vynikajúcej zmáčavosti s papierovými substrátmi. Tieto činidlá, ktoré sú dostupné vo formuláciách na báze rozpúšťadiel,{11}}na emulziách{12}a{13}}bez rozpúšťadiel, prechádzajú krížovými{14}}reakciami, ktoré sú klasifikované ako adičné-vytvrdzovanie, kondenzačné{16}}vytvrdzovanie alebo vytvrdzovanie ožiarením{17}}. Prídavné-vytvrdzovacie separačné činidlá vykazujú mimoriadne vynikajúci výkon, pokiaľ ide o úplnosť vytvrdzovania, uvoľňovacie vlastnosti, antiadhézne schopnosti a flexibilitu poskytovanú pri navrhovaní formulácie náteru.
▲ Spracovanie impregnačného náteru
Okrem toho je impregnačný náter životne dôležitou technikou na dodanie papiera špeciálnymi vlastnosťami, ako je odolnosť voči vode a ohňovzdornosť. Na tento účel sa používa široká škála impregnačných činidiel-vrátane syntetických živíc a syntetických latexov-a typy základného papiera používaného na impregnáciu sa výrazne líšia. Bez ohľadu na konkrétny typ použitého papiera však musí spĺňať súbor špecifických výkonnostných kritérií:
① Základný papier musí mať dostatočnú pevnosť za mokra, aby sa zabránilo roztrhnutiu alebo roztrhnutiu počas procesu impregnácie; v dôsledku toho sa pre túto aplikáciu zvyčajne vyberá drevná buničina s dlhými{0}vláknami.
② Základný papier musí tiež vykazovať vynikajúcu nasiakavosť, aby sa uľahčila účinná penetrácia impregnačného prostriedku. Súčasne, aby sa zachovali inherentné vlastnosti základného papiera, úprava gleja sa zvyčajne vynecháva; okrem toho sa stupne rozvlákňovania, lisovania a kalandrovania udržiavajú na relatívne nízkych úrovniach.
Ďalej podrobne preskúmame rôzne typy impregnačných prostriedkov a ich príslušné aplikácie. Prvými sú impregnačné činidlá na báze živice--vrátane fenolových živíc a melamínových-formaldehydových živíc-, ktoré dodávajú impregnovanému papieru množstvo vlastností, ako je odolnosť voči vode, oleju, oderu a elektrická izolácia; tieto sú široko používané v oblastiach, ako sú dekoratívne papiere a laminované kompozity. Druhým sú impregnačné činidlá na báze-latexu-ako je styrén-butadiénový latex a neoprénový latex-, ktoré zvyšujú vnútornú pevnosť a odolnosť hárku papiera proti oderu, vďaka čomu sú vhodné na špeciálne aplikácie, ako sú bezpečnostné papiere a podkladové papiere z drevenej dyhy. Okrem toho existujú impregnačné činidlá na báze oleja- a parafínu-,{13}}ako sú sušiace oleje a parafínový vosk-, ktoré papieru dodávajú vynikajúcu odolnosť voči vode, vlhkosti, vysokú pevnosť v ťahu a priehľadnosť. tieto sa často používajú v baliacich papieroch navrhnutých tak, aby boli odolné voči oleju-, vode-a vlhkosti-.
Pokiaľ ide o samotný proces impregnácie, zvyčajne sa používa plytká -zásobníková ponorná nádrž, pričom ponorný valec aj nádrž sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, aby sa zabránilo korózii. Prítlačné valčeky pozostávajú z gumeného valčeka a chrómovaného -valčeka s nastaviteľným nastavením tlaku; naviac je gumený valec podrobený uvoľňovacej úprave, aby sa zabránilo priľnutiu latexu k jeho povrchu. Pred vstupom do sušiacej časti sa impregnovaný papier predhreje pomocou vzdialeného-infračerveného žiarenia, aby sa zabránilo jeho prilepeniu na sušiace valce. Súčasne je prvý valec v sušiacej sekcii tiež podrobený uvoľňovacej úprave, aby sa zabezpečilo, že papier sa dá hladko odlúpnuť.
