Die funktionale Realisierung von Spezialpapieren während der Produktion ist auf spezifische Prozesse und chemische Zusätze angewiesen. Beispielsweise werden bei Öl-abstoßenden Behandlungen fluor-haltige Wirkstoffe-wie Perfluoralkyl-substituierte Amine, quartäre Ammoniumsalze und Acrylate-in das Papier eingearbeitet, entweder durch interne Zugabe zum Zellstoff während der Papierherstellung oder durch Oberflächenimprägnierungs- und Leimungstechniken. Beim anschließenden Erhitzen und Trocknen bilden diese Additive auf den Papierfasern eine monomolekulare Schicht mit nach außen gerichteten Perfluoralkylgruppen und verhindern so wirksam das Eindringen von Öl in das Papier.
Was wasserabweisende Behandlungen betrifft, so ist Paraffinemulsion ein frühes- und relativ kostengünstiges wasserabweisendes Mittel-, das typischerweise durch Oberflächenimprägnierung auf das Papier aufgetragen wird. Silikone stellen jedoch die am weitesten verbreitete Klasse wasserabweisender Mittel dar; Ihre wässrigen Emulsionsformulierungen-verbessert durch die Zugabe von Emulgatoren und nanoskaliger Kieselsäure-induzieren einen „Lotusblatteffekt“ auf der Papieroberfläche, sodass Wassertropfen problemlos vom Papier abperlen.
Die flammhemmende Behandlung ist ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Herstellung von Spezialpapier. Flammschutzmittel können als wasser{2}unlösliche feste Pulver eingebracht werden, die bei der Papierherstellung direkt dem Zellstoff zugesetzt werden, oder als wasser{3}}lösliche Wirkstoffe, die durch Imprägnierungsverfahren in das Papier eingearbeitet werden. Sobald das Papier getrocknet und bearbeitet ist, verleihen diese Flammschutzmittel dem Material feuerhemmende Eigenschaften.
Bei den hitzebeständigen Behandlungen wird die Leistung des Papiers in Umgebungen mit hohen Temperaturen-durch die Verwendung chemisch modifizierter natürlicher Polymere-wie Mischungen aus Glucomannan und stickstoffhaltigen Verbindungen-sowie synthetischer Polymerharze, einschließlich Silikonharzen und Polyolefinen, verbessert. Unter diesen weisen Silikonharze eine außergewöhnliche Leistung auf; Die hohe Bindungsenergie ihrer Si-O-Bindungen macht das Harz äußerst stabil und widerstandsfähig gegen Abbau und verleiht dem Material dadurch eine hervorragende Hitzebeständigkeit.
Funktionelle Umsetzung von Spezialpapieren
Öl-Abweisende Behandlung
Die funktionale Umsetzung von Spezialpapieren ist bei der Herstellung auf spezifische Prozesse und chemische Zusätze angewiesen. Beispielsweise werden bei Öl-abstoßenden Behandlungen fluor-haltige Wirkstoffe-wie Perfluoralkyl-substituierte Amine, quartäre Ammoniumsalze und Acrylate-in das Papier eingearbeitet, entweder durch interne Zugabe zum Zellstoff während der Papierherstellung oder durch Oberflächenimprägnierungs- und Leimungstechniken. Beim anschließenden Erhitzen und Trocknen bilden diese Additive auf den Papierfasern eine monomolekulare Schicht mit nach außen gerichteten Perfluoralkylgruppen und verhindern so wirksam das Eindringen von Öl in das Papier.
Imprägnierbehandlung
Ebenso umfasst die Imprägnierungsbehandlung verschiedene Prozesse und chemische Mittel. Paraffinemulsion ist ein kostengünstiges Imprägniermittel im Anfangsstadium -, das durch Oberflächenimprägnierung auf Papier aufgetragen wird. Silikone hingegen sind die am häufigsten verwendeten Imprägniermittel; Ihre wässrigen Emulsionsprodukte-formuliert mit Emulgatoren und nanoskaliger Kieselsäure-erzeugen einen „Lotusblatteffekt“ auf der Papieroberfläche, sodass Wassertropfen problemlos abperlen können.
Flammhemmende Behandlung
Die flammhemmende Behandlung ist ein entscheidender Schritt bei der Herstellung von Spezialpapieren. Flammschutzmittel können als wasser{1}unlösliche feste Pulver eingebracht werden, die dem Papierbrei während des Papierherstellungsprozesses zugesetzt werden, oder als wasser{2}lösliche Mittel, die über einen Imprägnierungsprozess auf das Papier aufgebracht werden. Sobald das Papier getrocknet ist, verleihen diese Flammschutzmittel dem Material flammhemmende Eigenschaften.
Hitzebeständigkeitsbehandlung
Um die Leistung des Papiers in Umgebungen mit hohen{0}Temperaturen zu verbessern, werden Chemikalien auf Basis natürlicher und synthetischer Polymere-verwendet, um die Hitzebeständigkeit zu erhöhen. Hierbei handelt es sich um chemisch modifizierte natürliche Polymere-wie Mischungen aus Glucomannan und stickstoffhaltigen Verbindungen-sowie um synthetische Polymerharze wie Silikonharze und Polyolefine. Unter diesen zeichnen sich Silikonharze durch ihre außergewöhnliche Hitzebeständigkeit und Antihafteigenschaften aus, die auf die inhärente Stabilität ihrer Si-O-Bindungen zurückzuführen sind.
Hitzebeständigkeit und Anti-Haft-/Ablöseeigenschaften des Papiers
Hitzebeständigkeitsmittel
Silikonharze eignen sich hervorragend als hitzebeständige Schutzmittel für Papierfasern. Die hohe Bindungsenergie ihrer Si-O-Bindungen macht das Harz äußerst stabil und widerstandsfähig gegen Abbau und verleiht dem Material dadurch eine hervorragende Hitzebeständigkeit. Darüber hinaus verfügen Silikonharze über ausgezeichnete Antihaft- und Trenneigenschaften-, eine Eigenschaft, die bei Anwendungen in der Papierverarbeitung besonders wichtig ist.
Nicht-Stick/Release-Agents
Antihaft- und Trennbehandlungen sind ein zentraler Prozess bei der Papierherstellung. Diese Behandlungen werden hauptsächlich bei der Herstellung von selbst{2}}klebenden Etikettenpapieren, druckempfindlichen-Klebepapieren, zusammengesetzten Trennpapieren für Dekorationsmaterialien, Trennpapieren für Kunstleder und Trennpapieren für medizinische Diagnosegeräte und anderen verwendet. Durch diese Behandlungen erhält das Papier die notwendigen Antihaft- und Trenneigenschaften, um den unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden. Insbesondere Trennmittel auf Silikonbasis werden aufgrund ihrer inhärenten chemischen Stabilität häufig für Antihaftbeschichtungen eingesetzt.
Imprägnier- und Beschichtungsprozess
Anforderungen an Basispapier
Beim Imprägnierungs- und Beschichtungsprozess muss das Rohpapier über eine ausreichende Nassfestigkeit verfügen, um ein Brechen oder Reißen während der Imprägnierungsphase zu verhindern; Daher wird typischerweise Holzzellstoff mit langen -Fasern ausgewählt. Um eine gründliche Aufnahme des Imprägniermittels zu gewährleisten, sollte das Rohpapier eine hervorragende Saugfähigkeit aufweisen; Darüber hinaus wird es nicht geleimt und der Grad des Aufschlusses, Pressens und Kalandrierens wird relativ niedrig gehalten.
Arten und Anwendungen von Imprägniermitteln
Imprägniermittel gibt es in einer Vielzahl, darunter Harze, Latices, Öle und Paraffinwachse. Verschiedene Wirkstoffe verleihen spezifische Eigenschaften und eignen sich daher für verschiedene Papieranwendungen. Beispielsweise verleihen Imprägniermittel auf Harzbasis-wie Phenolharze und Melamin-Formaldehydharze-Papier Eigenschaften wie Wasserbeständigkeit, Ölbeständigkeit, Abriebfestigkeit und elektrische Isolierung, wodurch sie sich ideal für Dekorpapiere und laminierte Verbundpapiere eignen. Latex-basierte Imprägniermittel-wie Styrol-Butadienlatex und Neoprenlatex-verbessern die innere Festigkeit und Abriebfestigkeit des Papierbogens und finden Anwendung in speziellen Sicherheitspapieren und Holzfurnier-Trägerpapieren. Auf Öl- und Paraffin- basierende Imprägniermittel bieten dagegen eine hervorragende Wasserbeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Transparenz, wodurch sie sich für öl-beständige, wasser-beständige und feuchtigkeitsbeständige-Verpackungspapiere eignen.
Prozessausrüstung
Zu den wichtigsten Ausrüstungskomponenten im Imprägnier- und Beschichtungsprozess gehören der Imprägniertank, die Trockenzylindersektion und die Quetschwalzen. Sowohl die Imprägnierwalzen als auch der Tank sind aus Edelstahl gefertigt, um Rostbeständigkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten. Die Quetschwalzenbaugruppe besteht aus einer Gummiwalze und einer verchromten Walze; Der Druck zwischen ihnen ist einstellbar und die Gummiwalze erfordert eine Trennbehandlung, um zu verhindern, dass der Latex an ihrer Oberfläche haftet. Gängige Geräte, die im Imprägnierprozess verwendet werden-wie flache-Pfannenimprägniertanks und Trockenzylinder-müssen im Hinblick auf Haltbarkeit und Antihafteigenschaften-konstruiert werden, um eine längere Lebensdauer zu gewährleisten.