楊樹忠

(天津造紙廠有限公司,天津,300350)

·安全線防偽紙·

紙機(jī)濕部配置對(duì)安全線防偽紙質(zhì)量的影響

楊樹忠

(天津造紙廠有限公司,天津,300350)

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)紙機(jī)(紙機(jī)A)與生產(chǎn)紙機(jī)(紙機(jī)B)不同濕部設(shè)備配置與生產(chǎn)比較,分析了影響鏤空開天窗安全線防偽紙質(zhì)量的各種因素及控制要點(diǎn)。實(shí)踐表明,要想生產(chǎn)出一張合格的鏤空開天窗安全線防偽紙,壓在安全線上的凸起埋線漿塊能順利地成形、定形、壓榨是生產(chǎn)的關(guān)鍵；在這三個(gè)工序中的設(shè)備配置上“處處都要有真空”是一個(gè)保證生產(chǎn)高質(zhì)量鏤空開天窗防偽紙的重要條件。

紙機(jī)；安全線；防偽紙

(E-mail: yangshuzhong123@163.com)

防偽是一種特殊的應(yīng)用技術(shù),伴隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、彩色復(fù)印、高精度掃描、高分辨率打印、數(shù)字化印刷技術(shù)的迅速發(fā)展,使原有的防偽措施很容易失密,研究和開發(fā)各種新型、高效的防偽技術(shù)已成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要。由于紙張用途廣泛、使用方便、符合環(huán)保,而且具有技術(shù)、材料雙重防偽特性,因此,防偽紙張及其防偽技術(shù)一直受到人們的青睞和重視。目前,鏤空開天窗安全線防偽紙及其防偽技術(shù)是多學(xué)科交叉技術(shù)的產(chǎn)物,是未來防偽材料的主流產(chǎn)品。鏤空開天窗安全線防偽紙主要用于各種證件、證券、證書、票據(jù)、商標(biāo)、產(chǎn)品說明、外觀包裝等，其涉及的領(lǐng)域越來越廣[1]。

鏤空開天窗安全線防偽紙是在紙張生產(chǎn)中埋入安全線的一種制造技術(shù),生產(chǎn)工藝復(fù)雜控制水平要求高且需要專門的裝置,同時(shí)安全線本身的制造過程也具有較高的技術(shù)含量,一般造假者不容易模仿制造。生產(chǎn)中為了達(dá)到不同的防偽要求,安全線的種類有多種可供選用,包括：字母微縮安全線、磁性安全線、金屬安全線、全息激光圖案安全線、熒光安全線、局部鍍金屬安全線、加網(wǎng)孔安全線,其形狀以直線形居多,也有波浪形和鋸齒形安全線等形狀。目前世界上多數(shù)國家的鈔票都使用鏤空開天窗安全線防偽紙來防偽[2]。

安全線防偽紙分為單面鏤空開天窗安全線防偽紙、雙面鏤空開天窗安全線防偽紙和只把安全線夾在紙中間的安全線防偽紙共3種。本文要討論的安全線防偽紙?zhí)刂竼蚊骁U空開天窗安全線防偽紙,以下簡(jiǎn)稱安全線防偽紙。

安全線防偽紙屬于小批量、產(chǎn)品圖案變化多的紙種。一臺(tái)紙機(jī)要按照不同用戶的需要生產(chǎn)多種不同類型的防偽紙,除加有安全線以外，有的用戶還要求紙面上帶有不同圖案的水印。本研究通過變動(dòng)實(shí)驗(yàn)紙機(jī)(紙機(jī)A)的濕部設(shè)備配置并與生產(chǎn)紙機(jī)(紙機(jī)B)進(jìn)行比較,分析影響安全線防偽紙質(zhì)量的各種因素及控制要點(diǎn)。

1 紙機(jī)的主要配置與工藝

1.1 紙機(jī) A

紙機(jī)A是一臺(tái)抄寬800 mm的圓網(wǎng)與斜網(wǎng)復(fù)合中試實(shí)驗(yàn)紙機(jī),可通過改變?cè)O(shè)備配置及運(yùn)行方式生產(chǎn)不同要求的各種特種紙。實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)安全線防偽紙的紙機(jī)A只選用其圓網(wǎng)部分,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1 ?；九渲脼椋盒』顒?dòng)弧形板圓網(wǎng)槽、網(wǎng)籠直徑800 mm、普通伏輥配轉(zhuǎn)移揭紙毛毯、揭紙毛毯的濕紙幅脫水段配有兩組真空吸水箱、普通壓榨、3個(gè)直徑1 m的烘缸和1個(gè)卷紙輥。配有機(jī)外三輥軟壓光機(jī)。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行工藝條件如下：

(1)漿種：針葉木漿、闊葉木漿。

(2)漿料配比：針葉木漿∶闊葉木漿=30∶70。

(3)混合打漿：打漿度控制在35°SR。

(4)打漿濕重：2～2.5 g。

(5)紙張灰分：5%～7%。

(6)AKD施膠度：1.5 mm(劃線法)。

(7)填料：滑石粉。

(8)紙張定量：80 g/m2。

(9)車速：15 m/min。

(10)烘缸通汽壓力：0.15 MPa。

圖1 紙機(jī)A結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1.2 紙機(jī)B

紙機(jī)B是一臺(tái)抄寬1760 mm、網(wǎng)籠直徑1250 mm的單圓網(wǎng)多缸造紙機(jī),用于生產(chǎn)安全線防偽紙和水印防偽紙。

紙機(jī)的主要設(shè)備配置為：階梯擴(kuò)散器上漿,順流網(wǎng)槽,網(wǎng)籠由三層網(wǎng)組成,內(nèi)層16～18目,中層40目,外層60～70目。采用真空伏輥,伏輥軸的兩端與網(wǎng)槽兩側(cè)設(shè)有彈簧支撐用于調(diào)節(jié)伏輥與網(wǎng)籠之間的線壓,防止壓壞銅網(wǎng)上面的凹槽。上漿空氣部分設(shè)有一個(gè)擠水輥。揭紙采用聚酯網(wǎng),真空引紙,K型三輥二壓區(qū)壓榨,22個(gè)烘缸, 第18個(gè)烘缸后,加表面施膠并配有干燥道,配機(jī)內(nèi)軟輥壓光。這臺(tái)圓網(wǎng)機(jī)一般用于生產(chǎn)定量80 g/m2以上的安全線防偽紙。

生產(chǎn)中的主要工藝條件如下：

(1)生產(chǎn)高檔防偽紙時(shí)用100%棉漿，打漿度65°SR。

(2)一般商標(biāo)用防偽紙用針葉木漿和闊葉木漿生產(chǎn)。漿料配比：針葉木漿∶闊葉木漿=30∶70 。分別打漿。針葉木漿打漿度60°SR,濕重4～6 g，纖維長度1.2～1.5 mm。

(3)3臺(tái)大錐度精漿機(jī)串聯(lián)(中間無泵和漿槽),循環(huán)打漿。

(4)紙張灰分：5%～7% 。填料為滑石粉或碳酸鈣。AKD施膠。

(5)紙張縱橫裂斷長大于10 km，縱橫裂斷長之差控制在200 m以內(nèi)。

(6)車速：60 m/min。

(7)紙張定量：80 g/m2。

(8)成紙率：60%～70%。

(9)有漿內(nèi)施膠,也有表面施膠。

1.3 銅網(wǎng)凹槽的制作與銅網(wǎng)焊接

(1)銅網(wǎng)規(guī)格

銅網(wǎng)規(guī)格：70目,方孔。

(2)壓槽要求

壓制的銅網(wǎng)凹槽周邊不能有斷銅絲,壓槽深度根據(jù)生產(chǎn)紙張定量要求一般控制在1.0～2.0 mm之間,如生產(chǎn)80 g/m2的紙，壓槽深度為1.35 mm。銅網(wǎng)凹槽壓制要整齊,凹的底部尺寸偏小,上邊開口部位尺寸要偏大；壓制的長方體凹槽各邊部的拐角處要圓形過渡、不要有死角,這樣不易掛漿。銅網(wǎng)凹槽壓制示意圖見圖2。壓制銅網(wǎng)凹槽時(shí)一定要控制好模具的下壓速度和沖力,不要把銅絲壓斷,如有個(gè)別銅絲被壓斷,要仔細(xì)修整,以免掛漿。生產(chǎn)安全線防偽紙的非開天窗鏤空部分,也就是壓住安全線上的漿塊被掛漿后在它的邊部就不整齊,同時(shí)也影響開天窗鏤空部分周圍的整齊性,生產(chǎn)上如果在成形部就不整齊,經(jīng)過后續(xù)的工序就加重了安全線部位的缺陷。

圖2 銅網(wǎng)凹槽壓制示意圖

(3)銅網(wǎng)凹槽與網(wǎng)籠的匹配

在設(shè)計(jì)制作銅網(wǎng)凹槽的分布時(shí),一定要與網(wǎng)籠的制作相匹配。銅網(wǎng)上的規(guī)則且沿著圓周方向排列的凹槽平鋪在網(wǎng)籠后,銅網(wǎng)凹槽下面的網(wǎng)籠要避開網(wǎng)籠的支撐筋,以免運(yùn)轉(zhuǎn)到伏輥處時(shí)支撐筋硌壞銅網(wǎng)凹槽。

(4)銅網(wǎng)的焊接

安全線防偽紙生產(chǎn)用的銅網(wǎng)是方形孔,使用的銅網(wǎng)在長寬方向上，銅絲成45°角方向交叉編織而成,壓好凹槽的銅網(wǎng),銅網(wǎng)圓周方向的對(duì)接邊要順著銅網(wǎng)絲的方向裁成45°角并進(jìn)行銀焊(見圖3),焊接成圓筒狀的銅網(wǎng)直徑略大于網(wǎng)籠即可,以能順利地套入網(wǎng)籠為標(biāo)準(zhǔn),但也不要過大,如直徑800 mm的網(wǎng)籠套上銅網(wǎng)后拉向一側(cè)可有1.5 cm的間距則正好。

圖3 銅網(wǎng)的展開與(焊成)筒狀圖

圖4為銅網(wǎng)的安裝焊接示意圖。壓制好凹槽并焊接成圓筒狀的銅網(wǎng)與網(wǎng)籠焊接時(shí),首先要把網(wǎng)籠從紙機(jī)上取下來放在車間的平地上,再把銅網(wǎng)套在網(wǎng)籠上。焊接銅網(wǎng)時(shí)備有4個(gè)加固鐵環(huán),2個(gè)一組放在網(wǎng)籠的兩邊,加固鐵環(huán)上設(shè)有8個(gè)頂絲和8個(gè)加固螺絲,見圖4(a)。套好銅網(wǎng)的網(wǎng)籠,抬起網(wǎng)籠的中心軸讓中心軸的兩邊架在支架上,用于下一步的焊接操作。加固鐵環(huán)2和加固鐵環(huán)3夾住環(huán)狀銅網(wǎng)的邊部,擰緊加固螺絲4把套在網(wǎng)籠上的銅網(wǎng)邊部夾緊,用加固頂絲5頂住網(wǎng)籠的外緣邊,旋轉(zhuǎn)加固頂絲5,帶動(dòng)緊夾住銅網(wǎng)邊部的加固鐵環(huán)2和加固鐵環(huán)3把銅網(wǎng)向外拉動(dòng),銅網(wǎng)受到沿著軸心方向的拉力后就緊貼在網(wǎng)籠上。緊接著就用錫焊在網(wǎng)籠邊部的焊接帶6處把銅網(wǎng)和網(wǎng)籠焊住,參見圖4(b)。焊接好的銅網(wǎng)用切刀把網(wǎng)籠兩側(cè)的加固鐵環(huán)2沿著網(wǎng)籠的焊接帶6與加固鐵環(huán)2之間沿著邊部裁下來,銅網(wǎng)就固定好了,焊好后的銅網(wǎng)見圖4(b)。每個(gè)銅網(wǎng)只能配一個(gè)網(wǎng)籠,銅網(wǎng)不能重復(fù)使用、而網(wǎng)籠是反復(fù)使用的。焊接好的銅網(wǎng)要仔細(xì)檢查銅網(wǎng)上的凹槽,對(duì)于安裝銅網(wǎng)時(shí)變形過大的凹槽要進(jìn)行修復(fù)。

圖4 銅網(wǎng)的安裝焊接示意圖

銅網(wǎng)與網(wǎng)籠的焊接是在紙機(jī)車間進(jìn)行的,為便于更換銅網(wǎng),一般用錫焊焊接。所用的焊接工具是在氣焊的噴嘴前用鐵挾子固定上一個(gè)銅焊頭,見圖5。這樣的工具使用方便也易于現(xiàn)場(chǎng)操作。

圖5 焊槍結(jié)構(gòu)示意圖

2 安全線防偽紙中凸起埋線漿塊的成形、定形與壓榨

安全線防偽紙的生產(chǎn)原理簡(jiǎn)圖如圖6所示。本文以下將由銅網(wǎng)凹槽中抄出的漿塊稱為：凸起埋線漿塊。凸起埋線漿塊的成形、定形與壓榨過程如下：

(1)安全線防偽紙是在圓網(wǎng)紙機(jī)圓網(wǎng)部的漿槽內(nèi)成形的,運(yùn)轉(zhuǎn)中的銅網(wǎng)形成濕紙幅、漿料充滿銅網(wǎng)凹槽。操作人員把安全線送入網(wǎng)槽并貼附在網(wǎng)籠的銅網(wǎng)凹槽上,與網(wǎng)籠上的銅網(wǎng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。圓網(wǎng)機(jī)上網(wǎng)的漿料以0.2%～0.5%的濃度進(jìn)入網(wǎng)槽,在網(wǎng)槽內(nèi)與轉(zhuǎn)動(dòng)的銅網(wǎng)和安全線接觸,在銅網(wǎng)內(nèi)外水位差的作用下漿料流向銅網(wǎng)并充滿銅網(wǎng)凹槽，同時(shí)產(chǎn)生過濾脫水作用,纖維便在網(wǎng)面上覆上一層濕漿。銅網(wǎng)部實(shí)質(zhì)上是一個(gè)過濾裝置,漿料過濾到銅網(wǎng)內(nèi)的白水自網(wǎng)槽側(cè)面的開孔連續(xù)地排出,轉(zhuǎn)動(dòng)的銅網(wǎng)上就不斷地形成濕紙幅。由于網(wǎng)籠上銅網(wǎng)的凹槽是斷續(xù)且均布在銅網(wǎng)的圓周上，而安全線是連續(xù)的沿著圓網(wǎng)的周長覆蓋在銅網(wǎng)和間斷的凹槽上,這樣緊貼在銅網(wǎng)面上的安全線就被置在了銅網(wǎng)和濕紙幅之間,即安全線在濕紙幅的表面形成安全線的鏤空開天窗部分,形成的結(jié)構(gòu)是：銅網(wǎng)-安全線(成紙后鏤空開天窗部分)-濕紙幅。網(wǎng)籠銅網(wǎng)凹槽上的安全線下面有凹空的間隙不與凹槽底側(cè)的銅網(wǎng)接觸,此時(shí)凹槽中已充滿了漿料,這樣就把安全線夾在了凹槽內(nèi)的濕漿與安全線外側(cè)的濕紙幅之間,形成的結(jié)構(gòu)是：凹槽底側(cè)的銅網(wǎng)-凹槽中的漿-安全線-濕紙幅。凸起埋線漿塊經(jīng)壓榨干燥后在紙張上是一個(gè)暗影,如果生產(chǎn)的紙張定量大時(shí)則這個(gè)暗影很淺,見圖7。安全線防偽紙用于商標(biāo)防偽印刷時(shí),如果設(shè)計(jì)成與暗影相匹配的圖案,就有可能看不清楚這個(gè)暗影,因?yàn)檫@個(gè)暗影與商標(biāo)圖案已被設(shè)計(jì)成一體化的圖飾。

圖6 安全線防偽紙生產(chǎn)原理簡(jiǎn)圖

圖7 凸起埋線漿塊與暗影

(2)網(wǎng)籠上的濕紙幅旋轉(zhuǎn)離開漿槽的漿料后,濕紙幅與空氣接觸,濕紙幅進(jìn)行自然脫水濃縮,從外部向濕紙幅方向看,只能看見一層濕紙幅而看不到安全線,這時(shí)的安全線已被濕紙幅覆蓋在網(wǎng)籠的銅網(wǎng)上。

(3)帶有安全線的濕紙幅經(jīng)自然脫水濃縮后,網(wǎng)籠上的濕紙幅旋轉(zhuǎn)到伏輥處,濕紙幅被伏輥擠壓進(jìn)一步脫水，同時(shí)濕紙幅被轉(zhuǎn)移到伏輥的毛毯上,這時(shí)的濕紙幅含水量還很大,如果紙機(jī)配置的不是真空伏輥、且車速稍大的情況下，壓在安全線上的凸起埋線漿塊就會(huì)下滑，而安全線處形成的鏤空開天窗部分就會(huì)出現(xiàn)毛邊,鏤空安全線處的漿則很不整齊,現(xiàn)場(chǎng)的操作人員形容此時(shí)的鏤空安全線就像“爛眼邊”,生產(chǎn)出來的紙張其安全線周圍看上去很不美觀。

(4)揭紙毛毯下方裝有真空吸水箱,如果生產(chǎn)定量大的紙，在引紙前還可以在毛毯的上下各安裝一個(gè)真空脫水壓輥用以強(qiáng)化脫水能力。運(yùn)行在毛毯上的濕紙幅經(jīng)脫水濃縮后,壓在安全線上的凸起濕漿塊被定形。在成形階段，如果網(wǎng)籠銅網(wǎng)上壓在安全線上的凸起埋線漿塊能順利地轉(zhuǎn)移到毛毯上而沒有變形,則經(jīng)過毛毯的吸水箱后，會(huì)呈現(xiàn)出一排排壓在安全線上整齊的比網(wǎng)籠上銅網(wǎng)凹槽形狀尺寸略小一點(diǎn)的凸起的長方形漿塊。

(5)濕紙幅進(jìn)入壓榨之前,從紙機(jī)旁觀看毛毯上的濕紙幅會(huì)看到,順著毛毯運(yùn)行的方向安全線整齊地平鋪在濕紙幅上,沿著濕紙幅的安全線上有一排排整齊的凸起的長方形漿塊,在凸起的長方形漿塊之間是鏤空的安全線。此時(shí),凸起的長方形漿塊含水量比其下面的濕紙幅要大,在進(jìn)壓榨后如何使之不變形而平壓在安全線的上方是配置壓榨設(shè)備和工藝操作的一個(gè)關(guān)鍵,若配置不當(dāng)則凸起埋線漿塊就會(huì)被壓花,而且出來的鏤空的安全線其邊部的漿也不整齊(“爛眼邊”現(xiàn)象)。所以，由于這些因素的存在,在生產(chǎn)操作中制約了運(yùn)行車速以及產(chǎn)品質(zhì)量。

(6)出壓榨部進(jìn)入干燥部時(shí),防止安全線部位出現(xiàn)褶皺和安全線脫離是要特別注意的一個(gè)問題。對(duì)于趨向于黏狀打漿的漿料,在烘缸干燥曲線的控制上，要求濕紙端的烘缸溫度越低越好,而且整個(gè)干燥過程的溫度提高也要緩慢。當(dāng)然對(duì)于趨向于游離狀打漿的漿料,在干燥過程中，烘缸的升溫速度控制上要寬松的多。

3 影響紙張質(zhì)量的因素與控制要點(diǎn)

3.1 銅網(wǎng)凹槽深度的影響

銅網(wǎng)凹槽的深度直接影響凸起埋線漿塊的定量。凸起埋線漿塊定量大,則銅網(wǎng)凹槽的深度就大,反之則小。

安全線防偽紙?jiān)诰W(wǎng)槽內(nèi)成形,由于安全線的存在阻擋了圓網(wǎng)紙機(jī)成形時(shí)的過濾作用,因而安全線上的漿料定量勢(shì)必要小于其周邊的濕紙幅定量,安全線越寬而且抄紙定量越低，對(duì)紙張成形時(shí)的阻擋作用越明顯,這樣就造成了安全線部位紙張的強(qiáng)度要小于其周邊以外的強(qiáng)度。銅網(wǎng)凹槽形成的凸起埋線漿塊除了固定安全線之外,實(shí)際上也對(duì)安全線部位紙張的低強(qiáng)度起到了加強(qiáng)筋作用。即銅網(wǎng)凹槽壓制的深,形成的凸起埋線漿塊就厚、挺度大。如果凸起埋線漿塊定量小就起不到加強(qiáng)筋的作用,生產(chǎn)出來的紙張,安全線部位的挺度比其周邊的紙的挺度小,現(xiàn)場(chǎng)取一小紙樣用手一折，在安全線的位置就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)死彎折。

銅網(wǎng)凹槽壓制時(shí),凹槽深度的控制要與生產(chǎn)紙張的定量相匹配,深度的大小要以紙張整幅挺度保持一致為原則。對(duì)于單圓網(wǎng)紙機(jī)、生產(chǎn)定量70～90 g/m2的紙而言,在同一臺(tái)紙機(jī)上，實(shí)際上定量偏高和安全線偏寬的防偽紙，壓制的凹槽深度要比定量小和安全線窄的防偽紙凹槽相對(duì)深一些。銅網(wǎng)凹槽深度對(duì)安全線防偽紙挺度的影響見圖8。

從運(yùn)行上看,偏深的銅網(wǎng)凹槽操作余地大,但在壓制凹槽時(shí)越深越容易斷銅絲,制作深的銅網(wǎng)凹槽要比淺的銅網(wǎng)凹槽難度大,要求也高。

圖8 銅網(wǎng)凹槽深度對(duì)安全線防偽紙挺度的影響

3.2 安全線寬度和厚度的影響

在紙機(jī)A上,用0.2 mm和1.5 mm寬度的安全線分別抄紙,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.2 mm寬度的安全線其鏤空開天窗部位明顯比1.5 mm寬度的安全線鏤空開天窗部位整齊美觀。安全線越窄其鏤空開天窗部位就越整齊,分析其原因有以下幾點(diǎn)：

(1)銅網(wǎng)在網(wǎng)槽中形成濕紙幅時(shí),搭在銅網(wǎng)凹槽上的安全線越寬,阻擋漿料流入銅網(wǎng)凹槽內(nèi)的阻力就越大,形成的凸起埋線漿塊在安全線周圍就不飽滿、且含水量高。

(2)銅網(wǎng)上的濕紙幅旋轉(zhuǎn)到伏輥處并向毛毯轉(zhuǎn)移時(shí)由于凸起埋線漿塊下面是安全線,揭紙時(shí)安全線越寬則凸起的漿塊變形就越嚴(yán)重,當(dāng)凸起埋線漿塊運(yùn)轉(zhuǎn)到與地面成90°角的位置時(shí)，較寬的安全線則凸起埋線漿塊在離心力作用下更容易變形。

(3)在毛毯經(jīng)過真空吸水箱后,由于安全線較寬形成對(duì)水的阻力大，而造成安全線上的凸起埋線漿塊比周圍含水量高,進(jìn)壓榨后易壓花。

(4)較寬的安全線和較厚的安全線,如果材質(zhì)的柔軟性、收縮性與紙張不相同時(shí),在進(jìn)入干燥部時(shí)與紙的變形不一致,紙張會(huì)不平整,嚴(yán)重時(shí)紙張會(huì)出現(xiàn)皺褶。

3.3 網(wǎng)籠上漿方式的影響

仔細(xì)觀察對(duì)比經(jīng)過伏輥轉(zhuǎn)移到毛毯上的濕紙幅,兩臺(tái)紙機(jī)是不同的。紙機(jī)B是由順流式網(wǎng)槽銅網(wǎng)凹槽形成的凸起埋線漿塊要比紙機(jī)A由小活動(dòng)弧形板形成的凸起埋線漿塊形狀要挺硬且飽滿。在生產(chǎn)上發(fā)現(xiàn)，銅網(wǎng)凹槽形成的凸起埋線漿塊含水量大是造成脫離銅網(wǎng)凹槽后凸起埋線漿塊變形的一個(gè)原因。從紙機(jī)B與紙機(jī)A運(yùn)行效果上看,成形段越長,凸起埋線漿塊成形的質(zhì)量越好；網(wǎng)籠直徑越大,越有利于凸起埋線漿塊成形。紙機(jī)B網(wǎng)籠上的濕紙幅離開網(wǎng)槽的漿液面后,在自然脫水的空氣段還加有一個(gè)擠水輥,這個(gè)擠水輥有兩個(gè)作用,一是增加脫水有利于漿塊定形,二是在輥上還可以雕刻各種圖案用以增加更多的防偽信息。

3.4 伏輥的影響

紙機(jī)B凸起埋線漿塊比紙機(jī)A凸起埋線漿塊的形狀挺硬且變形小,除了上漿方式的影響外,紙機(jī)B使用真空伏輥也是一個(gè)重要的因素。真空伏輥對(duì)壓在安全線上的凸起埋線漿塊有定型作用。定型越好,生產(chǎn)出來的紙的安全線鏤空處越整齊美觀。

3.5 壓榨的影響

安全線防偽紙的鏤空開天窗部分,如果毛邊不整齊,凸起埋線漿塊漿薄壓不上線,如果成形與定形部分沒有問題,原因是在壓榨部位安全線下面的漿或凸起埋線漿塊被壓花了。帶有安全線的紙?jiān)诎踩€上的凸起埋線漿塊壓榨脫水時(shí),使其不發(fā)生橫向脫水是運(yùn)行的關(guān)鍵。若壓榨時(shí)有橫向脫水,就有壓花的可能性,橫向脫水越大，壓花的可能性就越大[3],尤其對(duì)于生產(chǎn)鏤空安全線防偽紙而言更是如此。如果使用較寬的安全線生產(chǎn)質(zhì)量好、要求高的防偽紙,其壓榨部的配置設(shè)計(jì)成真空和雙毛毯壓榨、垂直雙向脫水是必要的。

Wahlstromd等人[4-5]把壓區(qū)脫水過程分為壓力控制型和流動(dòng)控制型兩類。壓力控制型脫水主要由壓榨壓力大小決定,而流動(dòng)控制型主要取決于流體流動(dòng)阻力。安全線防偽紙壓榨時(shí)在安全線及凸起埋線漿塊的周圍按流動(dòng)控制型壓榨配置設(shè)備及操作更有利于防止壓花現(xiàn)象的出現(xiàn)。雙毯正反脫水、大直徑壓輥、較軟的膠層和壓縮性大的毛毯配置及逐漸加壓的運(yùn)行方式對(duì)流動(dòng)控制型壓榨有利,當(dāng)然對(duì)非安全線及凸起埋線漿塊以外的大面積濕紙幅，這樣的設(shè)備配置和運(yùn)行只是略顯復(fù)雜和高配,但對(duì)整體濕紙幅的壓榨脫水有益。

3.6 安全線輸送張力的影響

安全線輸送張力的大小主要影響干燥部紙張的平整度。送線張力松緊適度的調(diào)控,要求以紙張?jiān)诟稍飼r(shí)安全線不崩線也不脫線，且安全線的周圍不起皺褶為原則。在實(shí)際生產(chǎn)中，如果場(chǎng)地?fù)頂D沒有安裝自動(dòng)控制的送線裝置,對(duì)于產(chǎn)品種類變化多的紙機(jī)，當(dāng)生產(chǎn)量不大時(shí),國內(nèi)有的生產(chǎn)廠家往往把安全線的放線軸懸掛在紙機(jī)前面一個(gè)簡(jiǎn)單的鐵軸上自由放線,在安全線與紙機(jī)網(wǎng)籠之間往懸著的線上掛幾個(gè)小鐵片通過增減小鐵片的數(shù)量就可以調(diào)節(jié)放線的松緊程度。

3.7 揭紙毛毯或聚酯網(wǎng)對(duì)凸起埋線漿塊的影響

紙機(jī)A是普通伏輥，揭紙只能用毛毯,因?yàn)橹挥杏帽砻婕?xì)膩平滑的毛毯，濕紙幅才能順利地被毛毯帶上并隨毛毯一起運(yùn)行,為了更好地給凸起埋線漿塊脫水定形，就要增加毛毯的真空吸水箱數(shù)量。紙機(jī)B是真空伏輥揭紙用聚酯網(wǎng),聚酯網(wǎng)比毛毯濾水性好,在真空箱的作用下，它更有利于凸起埋線漿塊的脫水與定形。

3.8 車速的影響

限制車速提高的原因是壓榨部影響最大，特別是生產(chǎn)較寬安全線的防偽紙時(shí)更是如此。如果壓榨部脫水不利,車速一高就會(huì)把安全線周圍的漿壓花尤其是凸起埋線漿塊的部位。壓榨部設(shè)計(jì)成真空條件下的雙毛毯脫水,采用流動(dòng)控制壓榨操作,車速可以提高很多。紙機(jī)A車速只有15 m/min,如果使用普通壓榨,凸起埋線漿塊極易出現(xiàn)壓花現(xiàn)象,在正式生產(chǎn)上，如果設(shè)計(jì)為紙機(jī)A的形式，采用普通壓榨不能滿足生產(chǎn)的運(yùn)行車速及質(zhì)量要求。

車速不是影響操作的獨(dú)立因素,只是濕部脫水狀況的間接反應(yīng),特別是當(dāng)設(shè)備真空系統(tǒng)配置不足時(shí),車速稍有提高，質(zhì)量就會(huì)下降甚至無法運(yùn)行。

流動(dòng)控制壓榨操作,紙機(jī)的濕部車速取決于漿料的脫水速度,在提高成形、定形和壓榨脫水速度的有效方法就是在設(shè)備的配置上加用真空系統(tǒng)。

凸起埋線漿塊從漿料充滿銅網(wǎng)凹槽開始成形、并把安全線夾在濕紙幅的中間、經(jīng)過伏輥揭紙并附著在毛毯上定形、再到壓榨,其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)脫水過程。這個(gè)脫水過程受安全線及凸起埋線漿塊的干擾,在相同的設(shè)備及運(yùn)行條件下要比周邊的濕紙幅脫水慢,整幅紙幅脫水不均勻,想要達(dá)到整幅濕紙幅脫水均勻就要使用真空進(jìn)行強(qiáng)制脫水。

從紙機(jī)A和紙機(jī)B的配置上看,紙機(jī)A在毛毯下只加有兩個(gè)真空吸水箱、普通伏輥及簡(jiǎn)單的壓榨,這樣的設(shè)備配置在生產(chǎn)安全線防偽紙上是無法與紙機(jī)B相比的。

3.9 打漿的影響

紙機(jī)B偏于黏狀打漿,打漿度65°SR,濕重4～6 g,抄出的紙張勻度好、強(qiáng)度也好,紙張表面細(xì)膩,但容易在干燥時(shí)產(chǎn)生褶皺；纖維長度通常控制在1.2～1.5 mm之間,太長的纖維會(huì)架在安全線上,生產(chǎn)出的紙張鏤空部分不整齊。紙機(jī)A由于脫水能力的限制適用于游離狀打漿,打漿度控制在35°SR,濕重2～2.5 g,抄出的紙張勻度好，但強(qiáng)度差,表面細(xì)膩程度不如紙機(jī)B抄出的紙張,但干燥時(shí)不易起褶皺。

4 結(jié) 語

鏤空開天窗防偽紙,由于引入了安全線作為一種防偽信息的載體,它載入的信息量大以及良好的防偽效果而得到廣泛的應(yīng)用。鏤空開天窗防偽紙?jiān)谏a(chǎn)中要經(jīng)過一系列的工序：首先要有一個(gè)良好的成形,其次是順利地轉(zhuǎn)移到毛毯上進(jìn)行定形,通過真空引紙進(jìn)入壓榨，實(shí)行雙毛毯正反垂直并控制成流動(dòng)控制型脫水，防止?jié)窦埛霈F(xiàn)壓花,在干燥階段還要合理地控制干燥曲線以防止出現(xiàn)皺褶,只有順利地通過這些工序后才能生產(chǎn)出合格的防偽紙。在這些工序中由銅網(wǎng)凹槽形成的凸起埋線漿塊(成紙的暗影部位)其成形、定形、壓榨是關(guān)鍵。在這三個(gè)工序的設(shè)備配置上 “處處都要有真空”是一個(gè)保證高質(zhì)量防偽紙的重要條件。

[1] CHEN Gang, XIE Guo-hui, WU Shu-bin.Anti-Counterfeiting Papers and Their Anti-Counterfeiting Techniques[J].China Pulp & Paper, 2001, 20(4): 52.陳 港, 謝國輝, 武書彬.防偽紙張及其防偽技術(shù)[J].中國造紙, 2001, 20(4): 52.

[2] LIU Bei-ping, WANG Hai-yi, XIANG Xiao-ming.The Development Prospect of Anti-Counterfeiting Paper[J].China Pulp & Paper, 2007, 26(6): 49.劉北平, 王海毅, 相小明.防偽紙張及其發(fā)展前景[J].中國造紙, 2007, 26(6): 49.

[3] CASEY J P.Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology[M].Third Edition, VolumeⅡ Awoley-interscience Publication, 1980.凱 西.制漿造紙化學(xué)工藝學(xué)[M].第二卷.3版.董芝元, 等, 譯.北京： 中國輕工業(yè)出版社, 1988.

[4] Thorp B A.Paper Machine Operation[M].Joint Textbook Committee of the Paper Industry Press, 1997.紹帕B A.最新紙機(jī)抄造工藝[M].曹邦威, 譯.北京： 中國輕工業(yè)出版社, 2009.

(責(zé)任編輯：常 青)

Influence of Wet End Configuration of Paper Machine on Quality of Safety Line Anti Fake Paper

YANG Shu-zhong

(TianjinPaperMillCo.,Ltd.,Tianjin, 300350)

Based on the various wet end equipment configurations and production test of paper machine A and paper machine B, various factors affecting the hollow blank safety line anti-counterfeiting paper quality and control key points were analyzed.The production practice showed that in order to produce a qualified hollow blank safety line anti-counterfeit paper, smoothly forming, settling and pressing of the raised clumps of pulp on the surface of the safety line was critical for production.All of the equipments for those three steps were working under vacuum, it was a important condition to ensure quality open skylight anti-counterfeit paper production.

paper machine; safety line; anti fake paper

楊樹忠先生，教授級(jí)高級(jí)工程師；主要從事制漿造紙工藝及造紙化學(xué)品新技術(shù)的開發(fā)與研究工作。

2016-12- 02(修改稿)

TS761

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2017.05.008