張海峰 納爾科（中國(guó)）環(huán)保技術(shù)服務(wù)有限公司

納爾科起皺分析工具NCAT的應(yīng)用

NCAT’s Application

張海峰 納爾科（中國(guó)）環(huán)保技術(shù)服務(wù)有限公司

編者按：本文是納爾科公司的張海峰先生在2014年5月成都生活用紙年會(huì)國(guó)際研討會(huì)上的演講稿，本刊根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理，供讀者參考。

納爾科皺紋分析工具（NCAT），是分析紙張表面質(zhì)量以及質(zhì)量差異的工具，這套工具或這項(xiàng)技術(shù)用于揚(yáng)克缸涂料的監(jiān)測(cè)、控制及調(diào)整，可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，支持烘缸涂層試驗(yàn)、涂層方案的優(yōu)化以及新產(chǎn)品的開發(fā)。

這項(xiàng)技術(shù)由硬件和軟件兩個(gè)部分組成，圖1中左邊電腦中裝有分析軟件，右邊是一個(gè)攝像裝置，拍攝到的皺紋圖像通過(guò)USB線傳輸?shù)诫娔X，軟件對(duì)皺紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

圖1　NCAT技術(shù)的軟硬件

圖2是皺紋放大的圖像，從中可以看到：皺褶條紋、斷裂皺紋和游離的纖維端頭。

圖2　NCAT技術(shù)拍攝的起皺圖像

過(guò)去業(yè)界曾經(jīng)開發(fā)過(guò)多項(xiàng)分析技術(shù)，試圖研究和建立紙張表面柔軟度與皺紋結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。但是，這些分析技術(shù)只能在實(shí)驗(yàn)室使用，不適合于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

現(xiàn)在通常使用便攜式顯微鏡對(duì)皺紋結(jié)構(gòu)的數(shù)碼圖像進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)研究、分析和評(píng)價(jià)。但是這些方法最多只能進(jìn)行定性的分析。事實(shí)證明，它的分析結(jié)果并不可靠，而且重復(fù)性也不好。

眾所周知，生活用紙的皺紋結(jié)構(gòu)對(duì)紙張表面柔軟度非常重要，但一直沒(méi)有一種方法可以定量測(cè)定這些特性。NCAT可以解決這個(gè)問(wèn)題或者說(shuō)可以滿足業(yè)界的需求。

NCAT是一種由軟件/硬件構(gòu)成的定量分析系統(tǒng)，專門在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用于分析評(píng)價(jià)紙張的皺紋結(jié)構(gòu)。

用皺紋分析工具，可以自動(dòng)生成一個(gè)起皺分析報(bào)告（見(jiàn)圖3），報(bào)告由3個(gè)部分組成的，左圖中，上面的皺紋粗，下面的皺紋細(xì)，右圖是不同皺紋的分布頻率，更重要的是右下角的數(shù)據(jù)，顯示出每一英寸里的皺紋數(shù)，皺紋數(shù)越多表示越柔軟。樣品A的皺紋數(shù)是81，樣品B的皺紋數(shù)是105，說(shuō)明B比A細(xì)膩柔軟。還有各種皺紋所占的百分比，百分比越高細(xì)膩程度越好，樣品B是59.7％，樣品A是41.6％。

圖3　NCAT 技術(shù)的起皺分析報(bào)告

皺紋是指紙頁(yè)從揚(yáng)克烘缸表面剝離時(shí)起皺形成的或粗或細(xì)的皺褶。

皺紋結(jié)構(gòu)是指紙頁(yè)起皺后出現(xiàn)的所有表面特征，包括皺褶條紋、斷裂皺紋和游離的纖維端頭。

這項(xiàng)技術(shù)的主要用途如下：

揚(yáng)克缸涂層試驗(yàn)：涂層粘缸劑的影響；

紙頁(yè)兩面差異性比較：皺紋與皺紋結(jié)構(gòu)的比較；

生活用紙種類：產(chǎn)品等級(jí)；

起皺刮刀運(yùn)行時(shí)間對(duì)皺紋結(jié)構(gòu)的影響：工藝控制；

產(chǎn)品開發(fā)：紙張柔軟度和兩面差異性。

應(yīng)用案例

案例一 分析涂層對(duì)起皺頻率的影響

圖4所示為在同一把起皺刮刀下，皺紋結(jié)構(gòu)隨運(yùn)行時(shí)間的變化趨勢(shì)。

圖4　皺紋結(jié)構(gòu)的變化

隨著刮刀使用時(shí)間的延長(zhǎng)，皺紋會(huì)越來(lái)越粗，皺紋數(shù)會(huì)下降，引入TULIPTM（編者注：TULIPTM是納爾科公司的一種揚(yáng)克缸涂層化學(xué)品）方案后，皺紋數(shù)不降反升，到一定皺紋數(shù)后才開始下降，而下降的幅度較平緩。

案例二 紙頁(yè)在毛毯側(cè)和烘缸側(cè)的起皺對(duì)比

圖5所示，貼缸側(cè)的皺紋數(shù)為97，毯側(cè)的皺紋數(shù)為93，說(shuō)明貼缸側(cè)比較細(xì)膩。

圖5　紙頁(yè)兩面起皺對(duì)比

案例三 分析不同等級(jí)生活用紙的起皺情況

圖6是對(duì)某紙廠不同產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤的情況，可以看出，貼缸面的皺紋數(shù)大于毯面的皺紋數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，高檔產(chǎn)品的皺紋數(shù)至少達(dá)到100以上，這樣柔軟度較好，中低檔產(chǎn)品在75以下，可以用皺紋數(shù)來(lái)量化紙的等級(jí)。

案例四 分析使用新刮刀和舊刮刀的起皺情況

使用新刮刀的皺紋數(shù)可以接近105，而舊刮刀的皺紋數(shù)為80～83，這樣紙廠就可以用量化的數(shù)字來(lái)確定刮刀的使用時(shí)間。

圖6　不同等級(jí)生活用紙起皺情況

案例五 NCAT在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用

圖7所示為在一項(xiàng)提高柔軟度的試驗(yàn)中不同方案的起皺情況。左圖是空白試驗(yàn)、方案1和方案2試驗(yàn)的烘缸面和毯面的皺紋數(shù)，方案1和方案2是對(duì)烘缸涂層的調(diào)整。右圖是3個(gè)試驗(yàn)條件下的細(xì)膩皺紋，中等皺紋、相對(duì)粗皺紋和粗皺紋所占的百分比。

圖7　不同方案的起皺情況

總結(jié)

NCAT是一種紙頁(yè)柔軟度定量的研究方法；紙頁(yè)的兩面差異性、起皺刮刀運(yùn)行時(shí)間對(duì)表面柔軟度的影響等這些以前只能定性研究的特性，現(xiàn)在可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定量分析。關(guān)于NCAT技術(shù)的應(yīng)用，正在進(jìn)行進(jìn)一步的研究和完善，以充分挖掘這項(xiàng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的應(yīng)用潛力。

（林茹整理）