干燥对纸张性质的影响分析

进入干燥部的湿纸中含有3种不同形式的水分，即游离水、毛细管水和结合水。干燥时，首先去掉的是纤维间的游离水，其次是纤维微孔中的毛细管水，最后才是纤维细胞壁中部分结合水。

干燥时，纸的弹性、塑性和机械强度均发生变化，并且产生变形，如收缩、伸长等。干燥初期主要脱除游离水分。干燥初期纤维彼此间可以自由滑动，脱水时由于水的表面张力作用使纤维拉拢接近。纸的干度小于40%时，纤维结合不明显。干度达到某一临界数值，纸中纤维接近，开始产生氢键结合。当纸的干度达到了55%时，随着水分含量的减少，氢键数量迅速增加，纸的强度迅速增长，如图6-43所示。

图6-43 纸的干度与抗张力的关系

图6-44 干燥时伸长率对裂断长、耐破度的影响

1—裂断长（游离度225mL）2—耐破度（游离度225mL）3—裂断长（游离度670mL）4—耐破度（游离度670mL）

湿纸在烘缸上干燥时，纸被干布或干网压在烘缸表面，横向收缩受到阻碍。但纸的纵向受着牵引力的作用，不仅无法自由收缩，相反受到拉伸。这种加在纸上的牵引力使纸的内部产生应力，增加了纸的刚性和作用力方向的抗张强度。增加纸的刚性对于书写纸和目录纸来说是有利的，但对于纸袋纸和新闻纸却不利，因为后两种纸要求有韧性。

干燥时纸的纵向伸长，成纸的可伸长率减小，耐破度下降，如图6-44所示。而耐折度则随着纵向伸长先是增加，随着纸的水分减小，纤维塑性下降，升到最高点以后转为下降。研究发现当纸的干度提高到75%左右时，撕裂度随伸长率的增加而大大降低。干燥时纸幅上的牵引力还会改变纸的尺寸稳定性。纸机抄造的纸页，其纵向伸长率不大，湿变形性也小于手抄片。

干燥时纸幅的收缩对透明度也有显著的影响。纸的收缩小，透明度下降。所以生产透明纸时应当让纸在干燥时尽量收缩。干燥不仅影响纸的机械强度，还影响纸的紧度、吸收性、透气度、平滑度和施胶度等。快速升温的高温强化干燥，能够增加纸的松软性、气孔率、吸收性和透气度；减少纸的紧度、透明度和机械强度。而缓慢升温的低温干燥，结果恰恰相反。真空干燥的纸，比较疏松，紧度小，透明度、施胶度和机械强度都比较低。

纸在干燥时的收缩状况取决于纤维种类、化学组成、半纤维素和木素含量、浆料的打浆度和纸机抄造情况。后者尤指纸机湿部和干燥部的牵引力大小和干毯的松紧状况。纸机干燥的纸在厚度方向上的收缩可达50%以上。横向和纵向的收缩则因纸机牵引力和干布压纸的关系，远不如厚度的变化大，同时纸的纵向收缩又不如横向收缩大。(www.xing528.com)

纸在纸机上收缩越大，则成纸的伸长率愈高，吸湿变形性也愈大。纸的收缩与浆种有密切关系。破布浆和机木浆含量高的纸，收缩性最小，化学浆次之，高黏状打浆的硫酸盐浆收缩最大。纸机宽窄对纸的收缩也有影响。当其他条件相同时，宽纸机干燥的纸，横向收缩大于窄纸机生产的纸。纸机中，纸的横向收缩以干部最大，占总收缩量的80%左右。

纸的横向收缩在整个纸机宽度上也不一致，一般是两边收缩大，中间部分收缩较小。原因是润胀和细纤维化的纸浆抄成的纸，具有典型的凝胶性质，干燥时外部收缩大而中央收缩小。可以在第一组烘缸上使用展纸辊，减少湿纸的横向收缩。

干燥时纸的收缩主要依靠改变牵引力大小和干布或干网的松紧程度来控制。纸的收缩主要发生在干燥后期，所以生产中应特别注意调整各组烘缸之间的速度差和干布或干网的松紧。纸机干燥部的牵引力、干布或干网的松紧和整个干燥部的干燥曲线均可能影响成纸的裂断长、耐破度、伸长率、紧度、吸收性、透气度、吸湿变形和透明度等。各纸种的横向收缩率见表6-3。

表6-3 纸的横向收缩分类

纸在干燥时厚度收缩最大，纵横向收缩较小。因为受到压光机和卷纸机的牵引力作用，纸产生纵向伸长，伸长率一般为0.5%～1.0%。纸的横向收缩与纸浆种类、纸料打浆度有密切关系。

干燥时，干布或干网张得越紧，纸的横向收缩越小。为了提高纸的强度如裂断长、耐破度等，应保证每个烘缸的圆周速度与干燥收缩相适应。为此有两个办法，一种是逐步减小最后几个烘缸的直径。另一种就是将烘缸部采取分组传动的方式，依次降低后面烘缸的转速。

理论上来讲，每个烘缸都应当单独传动，各自配备一床干布或干网。但这势必会使纸机传动过分复杂，大大增加设备投资，所以仅在生产超薄型纸如电容器纸等采用。目前绝大多数纸机都采用烘缸分组传动。每条干布或干网包覆的烘缸数目，即所谓的每组烘缸个数，取决于纸的收缩率。

纸页在干燥过程会发生收缩现象，而收缩又将改变纸页内在的物理性质，甚至造成断头。为了使不同纸张获得应有的物理性质，在烘缸运转速度上应加以控制，使其圆周速度能够与纸的干燥收缩相适应。严格的做法是每一烘缸单独传动并各自备有一床干毯，这种方法使得造纸机传动过于复杂，设备造价也增多，所以只有在生产超薄型纸（如电容器纸）时才使用。目前采用的供缸分组传动，每条干毯包覆的烘缸数目（即每组烘缸数目），对于不同纸种要求也不相同。如用高打浆度的浆抄造时为1～3个，用中等打浆度的浆抄造时为4～6个，用低打浆度的浆抄造时为6～12个，而抄造纸板或浆板时则为12～18个或多于18个。