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EST12表面施胶及特性分析仪

使用革新的测量系统,在制造加工阶段,通过测试纸张和纸板的表面参数来确定其胶粘特性、印刷特性和涂布特性,以达到节约成本和材料的目的。纸张和纸板都是为特定用户的进一步加工而生产,诸如涂布、印刷、生产瓦楞纸板、折叠纸盒、胶粘等等。纸张、纸板需要通过一种或多种方法来修整或进一步加工,以确保产品所需的最终质量。例如,在涂布机中、印刷机中或瓦楞纸/包装材料的整个生产过程。

Emtec动态渗透分析概述:

使用革新的测量系统,在制造加工阶段,通过测试纸张和纸板的表面参数来确定其胶粘特性、印刷特性和涂布特性,以达到节约成本和材料的目的。纸张和纸板都是为特定用户的进一步加工而生产,诸如涂布、印刷、生产瓦楞纸板、折叠纸盒、胶粘等等。纸张、纸板需要通过一种或多种方法来修整或进一步加工,以确保产品所需的最终质量。例如,在涂布机中、印刷机中或瓦楞纸/包装材料的整个生产过程。

在修整和进一步加工期间需要纸张、纸板的某些品质参数符合特定要求,以期获得优化的运行性能。通常,这些品质参数通过标准测试方法获得,例如COBB测试,本特森透气度,贝克平滑度等等。

一般情况下所有这些规格数据都是符合的。然而,经常会在加工过程中有问题发生,没有人知道是什么原因。频繁发生问题是因为标准的测量仪器不能真实的反映制造、加工过程中纸张的某些相关的关键特征参数。要解决这一问题,首先要知道怎样去测量能够可靠的预测加工过程中所会出现的问题。基于此,必须要对这个过程进行分析和明了。 

在主要的加工制造阶段到底发生了什么? 

 

EST12工作原理

借助双面胶带将绝干物体样品固定在样品支架上。借助测量装置将样品架浸入装有试验液的测试容器里。在测试容器里,在接受器的对面安装了一个超声波发射器。当试样接触试验液时,发射器立刻发射穿过试样的超声波信号。在液体渗透的过程中,信号被反射,散射及吸收。最终的信号变化记录在接受器里,且集成处理器计算试样的吸收性能。

 

EST12结果表述

表面抗水性特征值“Max.”: 参数“Max.”描述表面施胶度且随液体在纸页停留时间的增加而增加。此参数的影响因素有:施加剂、淀粉浓度及表面的施涂量。润湿性特征参数“Max.“是指以毫秒表示的纸样被完全润湿且信号强度达到最高之后的时间。

表面孔隙率特征值T95:用10-20%IPA水溶液作为测试液体,其吸收性不再依赖于表面抗水性的影响,而直接取决于其表面的开放程度,故此时的数据和曲线就反映了其孔隙开发程度大小。

特征曲线,通过特征曲线可以直观地反映液体渗透的过程快慢。

 

仪器基本参数

尺寸:140(宽)X230(高)X190(长)mm

重量:约4.2kg

电源:220VAC/50Hz

 

深入阐述

为什么标准的空隙度测试仪测试(本特森孔隙度测试仪ISO 5636-3,水银式空隙度测试仪)经常提供不够充足的信息来预测纸张/纸板在加工阶段的性能,有时甚至提供完全错误的信息?

下面列出的图示例子会展示其中的原因: 

本特森孔隙度测试

本特森测试数据(BS背面)= 本特森测试数据(TS顶面)

从而得出微孔结构BS背面和TS正面相同这错误的结论 !

 

图 4: 原理图展示了纸张样品在Z向(横截面)的微孔结构分布,在本特森空隙度测试仪上使用空气进行测试,分别测试了顶面和背面两个面。  

空气从纸张Z向流过,主要受到纸张表面微孔直径总和的制约。 

然而: 由于纸张的两面性和不均一性,在纸张的一面微孔的结构/尺寸可能会完全不同于纸张的另一面,或者其在表面的内部结构不同!标准的测试方法并不能展示这些问题。  

使用PDA.C 02通过水+异丙醇为介质进行测量可以提供关于纸张/纸板表面的 真实微孔结构的信息: 

 

 EST12测试 

 

t95 (BS背面) ≠ t95 (TS顶面)

这一测试能清晰地反映纸张表面结构的不同,从而得出正确的结论!

图. 5 原理图中展示了通过使用PDA.C 02测试所得到的表面微孔特征,使用水+异丙醇混合液作为测试介质液体。 

为什么通过COBB测试 (ISO 535:1991(E)) 常常不能得到足够的信息来预测纸张/纸板在加工阶段的性能,有时甚至提供完全错误的信息? 

下面列出的图示例子会展示其中的原因: 

1.在Z向的施胶分布: 样品 1 和 样品 2  

 

2.两个不同样品对水的吸收速度(随时间变化的渗透深度)  

 

3. Cobb测试(水的渗透深度=所有时间所吸收的体积)  

 

4.PDA 测试数据(时间点MAX为表现表面抗水性/表面施胶的特征点) 

 

应用举例(以粘合过程为例) 

图 1: 原理图 展示了粘合过程/涂抹粘合剂到纸张/纸板表面 

阶段 I: 压力冲击控制胶水渗透进入纸张/纸板表面,会受到纸表面的孔隙度和胶水的流变特性的影响。 

阶段 II: 覆盖在表面的胶水膜被脱水,这受制于表面施胶/抗水性,而胶水粘性增大

阶段 III:通过更进一步的渗透/蒸发/萃取作用干燥/固定胶水层类似于粘合过程,在涂布和印刷阶段都具有相同或类似的需求,如下面的两个图示。

分析

• 在阶段 I , 某种液体(胶黏剂,涂料,印刷油墨/润版液)被施加于纸张/纸板表面。在这一阶段,部分施加的液体在很短暂的时间(几毫秒或甚至百万分之几秒)里或多或少被脉冲压力挤压进入纸张表面。渗透深度完全取决于压力脉冲的值(涂布单元的构造,机器的车速),纸张/纸板表面的孔隙度以及施加液体的流变特性参数。 

• 在阶段 II,水(或胶版印刷过程乳剂中油/润版液)从施加层转移到纸张/纸板表面更深的层面(在数毫秒或数秒的时间内)。液体涂层的粘度会增加。粘度的增加可以确保在离开粘合机之后,与另一张纸迅速粘合并且粘合部位不会松脱(在纸页胶版印刷工程中避免“油墨粘脏”)。如果施加的液体是水性的,这一过程仅仅取决于纸的表面施胶/疏水性。 

• 在阶段 III(分钟或小时,涂布过程秒),液体干燥或者被氧化后固化(胶版印刷)。在粘合过程中这意味着粘合部分最终固着。 

这意味着: 通过这一个详细过程的说明实际上只有表面参数对于制造加工是非常重要的(粘合、印刷、涂布)。尤其是表面孔隙度和表面抗水性/施胶好坏。 Cobb测试所得到的是表面施胶加上内部施胶的一个平均特征。不能单独提供表面孔隙度或/和表面施胶的特征信息。(与此相同或更加错误的是使用HST试验机测试,因为用了酸性测试油墨以及需要较长的测试时间)。 

 

德国Emtec

 

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