涂布白纸板的品质管理

涂布白纸板的品质管理

王 盛 德

摘要：介绍涂布白纸板的部分品质要求，以及各项指标之间的互相影响，如何调整的基本原理，和外观纸病的分析。 一、物理测试项目 1、光泽度

它反映纸和纸板表面的光亮程度，经过涂布以后，再经过软压光（光泽缸）的高温压烫，使涂料中的颜料粒子的折光性能得到充分的发挥，再加之涂料中胶乳，润滑剂的作用，使得纸板的光泽度获得提高，一般可以提高5 ~ 10%，这里要指出的是在原纸匀度一定的条件下，影响到纸板光泽的主要因素是瓷土，其次是胶乳，润滑剂。面涂的瓷土、胶乳比预涂的显得更重要。各个影响因素的比例大致如下：

原纸的浆料、网上成形 20% 抄纸的各段线压 35% 涂料中瓷土结构 35% 涂料中胶乳、润滑剂 10%

抄纸的各段线压主要体现在干部的压光机，涂布后的软压光，这些设备的工况、操作压力大小、温度控制高低。虽然，提高压光线压可以提高光泽度，改善PPS，但考虑到厚度（Bulky）不宜过多提高压光线压。（纸板品质中厚度是一项重要指标）

原纸的浆料主要是分析其滤水度和各层浆料配比（NBKP、LBKP、BCTMP、RP、损纸和它们的搭配）。网上成形反映其纤维在抄纸网上成形交织、帚化的程度，良好的成形会给予原纸良好匀度，以致基础光泽度。 2、印刷光泽度

该指标反映出涂布后纸板经过了实验室专用的油墨印刷后的光泽度，一般地说光泽度高的涂布纸板印刷光泽度也较高。但是，这两者不是呈线性关系。有些涂布纸板光泽度并不高，但是，它们的印刷光泽度却很高。目前，欧美流行的就是这类白卡纸。从涂料角度看影响印刷光泽度的主要因素是瓷土，瓷土的好

坏与否对印刷光泽度的影响可达5度之差，其次是胶乳的品位和用量。对同一牌号

的胶乳用量过高反而影响光泽度，也不利于印刷光泽度。当然，胶乳用量不足会影响粘结力，引起掉粉，也会使纸板失去光泽。一般高固含量的涂料配方Latex用量在13~ 15%，总Binder量13~16%。

面层涂料配方中使用部分高光泽瓷土，是改善印刷光泽度的途径之一。为了统筹兼顾涂料配方，往往是将各种瓷土的优缺点互补。因此，在一个涂料配方中不提倡使用单一瓷土。这里需要指出的是过多的使用煅烧瓷土将会影响纸板的光泽度和印刷光泽度。但有利于油墨吸收性。（有关油墨吸收性问题在以下叙述） 3、粗糙度

文化用纸一般地说讲究平滑度，而厚纸（纸板）就重视粗糙度的指标。涂布纸板的粗糙度主要是反映纸板的平整性和细腻度。而影响到涂布纸板的粗糙度关键问题是原纸的粗糙度，一般说来在原纸的粗糙度≤5(测试压力为1kg)，可见原纸的匀度是降低PPS的首要条件。再经过良好的涂料后，可以使涂布后纸版的PPS≤1.2，因为一个好的涂布层经过干燥、压光后获得较好的表面平整性。从涂料影响因素看，主要是Pigment，即颜料的粒径、晶体结构。粒径越小，晶体结构呈片状，比表面积就越大，遮盖率就越高，就有利于降低PPS。若是适当地添加2~3% TiO2或3~5% Calcined Clay都将有利于PPS的降低，但是过量的添加会产生其它方面的负效应。因为，这类Pigment粘度高，不易分散，流变性差，容易产生条痕。若要降低PPS，从涂布量考虑可适当提高面涂的量。（一般面涂量10 ~ 13g/m2，预涂量9 ~ 11g/m2）。这里要强调的是纸机的各段线压，涂布机的形式，刮刀的角度和刮刀的刚度都会影响到PPS的高低。新刮刀有利于PPS下降；刮刀的角度相对大一些也有利于PPS下降（但易产生条痕）；调整好上料辊与背辊之间的间隙会影响到涂布量和PPS。不同基重的纸板，其厚度不同，则上料辊与背辊之间的间隙理应不同。适度地提高纸板进入软压光前的水份有利于PPS的降低，但是要根据不同纸种克重来确定水份控制的中心值。 4、平滑度

平滑度是反映纸张和纸板的相对的光滑性能指标。一般地说，平整度好的纸张和纸板，其平滑度就比较高，但是，并不绝对如此，它们之间并没有什么呈线性关系。过高的平滑度不利于复卷、平板切纸、印刷等后道工序的操作。当然，太低的平滑度就不能满足高速印刷机的要求。一般涂布白纸板的平滑度在200~500sec为宜，有要求复膜的纸板，其平滑度相对要高。影响涂布白纸板

平滑度的主要因素是原纸的成形，浆料的配比和品种，其次是涂料的配方。从涂料角度考虑影响到平滑度的主要因素是颜料的晶体结构，同样晶体结构的颜料以比表面积大，片状的，粒径小的有利于提高平滑度。刮刀涂布比气刀涂、棒涂有利于平滑度的提高。在刮刀涂布的涂料配方中适当添加润滑剂也有助于平滑度的提高，但是过量的加入会产生其它负效应。值得一提的是面层浆内加入5~10%的填料（Talc CaCO3 Clay）会有助于平滑度的提高。 5、油墨吸收性

该指标反映了涂布纸板在专用的油墨印刷测试后的数据，即称之K&N值。由于采用不同的印刷设备，不同的印刷油墨、颜色、粘度，所要求的K&N值有差异。而印刷厂需要涂布纸板具有适度的油墨吸收性。油墨吸收性与平滑度略有关，平滑度越高，油墨转移越充分，吸墨性就差。但可以通过减轻印刷压力来调节。作为涂布纸板来说，一般在国内各印刷厂可接受的K&N值是15 ~ 23（中粘度油墨）。涂料制备涉及到油墨吸收性的主要因素是胶乳的强度和用量；其次是颜料的粒径和物性。胶乳的强度越高，那么涂布纸板的油墨吸收性越差；胶乳的用量越高，同样涂布纸板的油墨吸收性也越差；颜料的粒径越细小，那么涂布纸板的油墨吸收性也越差。颜料本身的晶体形态，密度对油墨吸收性有一定的影响，比如，煅烧土和碳酸钙都是属于吸墨性强的颜料。值得一提的是涂布纸板中油墨吸收性与原纸（未涂布纸板）受压后的密度有一定的关系；与原纸的施胶度有一定的关系。密度过紧的纸板，涂料吸收少，油墨吸收性差；原纸抗水性强，COBB值低，相对油墨吸收性差。其次，表面施胶也会多少影响到涂布纸板的油墨吸收性。 6、胶印性能

该指标反映了涂布纸和纸板的表面在专用的印刷油墨下，转轮手工印刷数次后，其表面涂布层的强度。一般地说，胶印性能（RI印刷机，相当于offset胶印机）5次以上无掉粉即可满足印刷之需求。从涂料制备考虑影响到胶印性能（RI）的因素是胶乳强度和用量，预涂的胶乳着重于干拉毛强度（Dry picking）；表面施胶（Sizing press）的固含量越高，粘度越高，其表层涂布后RI的频次越高。对胶乳来说，其用量越高，强度越大，就越有利于RI的频次提高。当然，过高的胶乳用量会引起油墨吸收不良，K&N值偏低；Sizing press的固含量过高，会引起预涂吸收量减少，当生产汉威白卡G级时，希望预涂、面涂都有较高的吸收量，而设法减少表面施胶的吸收量。若表面施胶的量太高、涂布量太高都会产生干燥不良，容易产生粘辊、斑点、压伤、Mottling等纸病。我们所期望的是Sizing press的固含量11% ~ 13%，而粘度并不太高（30~50mpa.s，1#转）。湿拉毛强度也略会影响到胶印性能，从涂料角度考虑，影响湿拉毛强度的主要因素是湿强剂的性能和用量。在刮刀涂布的全胶乳配方中一般都适当添加一些湿强剂。纸机抄造的干燥控制对RI指标起了重要作用。

7、施胶度

纸张和纸板的吸水性的高低用施胶度来表示，也通常称之COBB值指标。吸水量越大，COBB值越高；吸水量越小，COBB值越低。而影响涂布纸板的施胶度因素有很多，从生产流程上分析，首先是纤维在成型网上的排列疏散程度，即滤水度的高低，纤维越短，滤水度越低，纤维的排列紧密，原纸的吸水性差；反之，滤水度越高，原纸的吸水性好。其次，浆内的施胶量，施胶剂的形态，浆内填料的加入量。各种纸张和纸板在适当的施胶量下，可获得良好的施胶度，但是无论酸性施胶，中性施胶，还是碱性施胶，过量的加入，不会再提高施胶度，反而会带来其它不良的负作用。如，粘辊、压伤、吸墨不良等等。传统的酸性施胶（乳化松香胶）熟化时间长，不稳定，不利于后道工序涂布；AKD碱性施胶药效短，熟化时间较长，但不会产生粘缸；ASA中性施胶熟化时间短，有利于减少涂料中胶粘剂的迁移，对于稳定涂料在一定固含量下的粘度值有好处，但ASA中性施胶易产生粘缸，污染网毯。 8、起泡速度（拉毛强度）

该指标主要反映涂布纸板面层与衬层之间的结合力，但是如果涂布层与面浆层的粘结力不强，也会影响到起泡速度，涂布纸板的起泡速度>1.2m/sec能满足一般印刷机，高速度的印刷机起泡速度要求>2.0m/sec。影响到起泡速度的主要因素是面浆层与衬浆层之间结合力，面浆与衬浆的滤水度越接近越有利于提高层间结合力。有时，纸板的面浆与衬浆的滤水度差异较大，这就需要依靠层间淀粉喷淋来弥补层间的结合强度。通常在面浆与衬浆成形结合时，采用淀粉喷淋，因此影响到拉毛强度（IGT）有喷淋淀粉的粘度，固含量，适当的提高淀粉的固含量有利于的提高拉毛强度，（一般浓度4 ~ 5%）其次，还有喷淋的角度，喷淋的压力，淀粉在干燥部的糊化温度等都会影响到起泡速度（IGT）指标。从涂料制备的影响考虑主要是胶乳的粘结强度，表面施胶的固含量，淀粉的转化度。胶乳的粘结强度越高；表面施胶的固含量越高，（一般在11 ~ 15%）其表面施胶量越大。这些都略能提高拉毛强度。

层间强度（PLY BONDING）反映了衬/芯、芯/底的结合力。 9．挺度和厚度

对于纸板来说，挺度和厚度是两项重要的指标，涉及到这两项指标的影响因素主要是纤维原料的结构，而不是涂料。但是，过高的涂布量会使厚度损失、挺度下降。若要提高纸板的厚度，尽可能衬、芯浆多使用BCTMP浆，而有些纸板基本是不加入BCTMP的，如：生产白芯白卡纸板。若要纸板挺度上升，纸板中尽可能多搭配使用化学长纤维浆（NBKP），这对提高挺度、耐折、抗爆裂均有好处，但易造成匀度问题。在灰底白纸板中，芯浆可多搭配OCC浆，也会提高