輕量涂布紙簡介

涂布紙張的品質(zhì)良好與否，除了原紙品質(zhì)有很大的影響外，涂料的成分也是一個很重要的因素，當(dāng)涂料中添加不同類型的有機顏料來取代最常使用的白色顏料-白土?xí)r，所制造的涂布紙張在白度、白紙光澤度、印刷光澤度、不透明度、平滑度，等方面都是與有機顏料的添加量成正比，這表示有機顏料可以提高涂布后紙張的性質(zhì)。

當(dāng)涂料中添加不同類型的有機顏料來取代高價格高白度及高折射系數(shù)之二氧化鈦時，所制造的涂布紙張在白紙光澤度、印刷光澤度和平滑度方面，是與有機顏料的添加量成正比，但是在白度、不透明度方面，是與有機顏料的添加量成反比，這表示在某些特殊用途方面，雖然有機顏料不能完全取代二氧化鈦，但仍可以使得涂布紙張的性質(zhì)維持一定的水準(zhǔn)而不會相差太多。

當(dāng)涂料中添加不同類型的有機顏料來取代價格便宜、常使用的白色顏料-碳酸鈣時，所制造的涂布紙張在白度、白紙光澤度、印刷光澤度、不透明度、平滑度，等方面都是與有機顏料的添加量成正比，這表示若要進一步提升涂布紙張的性質(zhì)，有機顏料的使用是必然的趨勢。

在涂布量與涂布紙張品質(zhì)的關(guān)系上，當(dāng)涂料中有添加有機顏料時，涂布紙張的性質(zhì)都優(yōu)于沒有添加有機顏料的，而且當(dāng)涂布出來的紙張性質(zhì)接近時，有添加有機顏料的涂布紙張可以降低涂布量。當(dāng)有機顏料是密實型的，涂布量可以降低約30%，而接著型的有機顏料，涂布量可以降低約40%，若有機顏料是中空型的，涂布量甚至可以降低約45%，這表示在紙張輕量化的趨勢中，有機顏料能帶來相當(dāng)大的幫助。

印刷品的好壞，和被印材有很大的關(guān)系，而被印材的好壞，和原紙、涂料及表面處理上都息息相關(guān)，因此，選擇一個好的紙張作為被印材，才是一個節(jié)省成本、提高印刷品質(zhì)的不二法門。

涂料配制是制造涂布紙最基本的技術(shù)，對產(chǎn)品用途具有關(guān)鍵性的影響，所以涂料須滿足涂布作業(yè)的操作性及印刷適性等，并按這些條件進行設(shè)計制造;即涂料的設(shè)計與生產(chǎn)何種涂布紙有關(guān)。以數(shù)量來看，仍以普通涂布紙為主，但以技術(shù)層次而言，則希望擁有銅版紙類的技術(shù)。不同產(chǎn)品應(yīng)使用其相對應(yīng)的涂料、涂布方法和涂布機。雖然各種類必須達到規(guī)定的品質(zhì)指針，但是最重要的是獲得客戶的肯定。

紙張涂布用的涂料種類很多，而其中較為普遍應(yīng)用的是水基性涂料。水基性(Water base)涂料的組成大致上可分成四類:顏料、接著劑、添加助劑及水。這四類成份的組合與涂布后紙張的品質(zhì)息息相關(guān)。利用下表一，列出涂料的成份對品質(zhì)的影響。

顏料有白土(白色黏土)、碳酸鈣、沙丁白、氫氧化鋁、二氧化鈦和塑料顏料等。

1.白土

白土從成份上分類有:高嶺土類、葉石類(pyrophyllite)、云母類(cericite)等。高嶺土又進一步細分為:高嶺土、多水高嶺土等，這些白土都已經(jīng)被商品化生產(chǎn) 但是，現(xiàn)在涂布紙用白土中，基本上把高嶺石類都稱為高嶺土，也就成為涂布用白土的代名詞。

高嶺土顆粒呈六角板狀，粒徑為0.3-3微米。這些微粒的縱橫比、粒徑直接影響涂布紙類顏料的品質(zhì)，目前涂布紙顏料多用高嶺土，因為它能賦予涂布紙較高的白紙光澤性，所需的接著劑適量，黏性和分散性較好，使涂料能提高固形份。

2.碳酸鈣

在涂布紙中被廣泛應(yīng)用，其使用量僅次于白土。尤其在臺灣擁有豐富的碳酸鈣，近年來甚至逐漸取代價格較貴的白土，并依涂布紙的用途和生產(chǎn)方法開發(fā)出許多品種，所以如何適度的使用碳酸鈣可以說是涂布紙涂料之重點。由于碳酸鈣顏料具有高白度與多孔性，所以油墨吸收性非常好，如此可改善印刷適性，即使是無光處理之涂布紙也非常實用。

3.沙丁白

沙丁白是從硝石灰和硫酸鋇合成的白色顏料，從很早就被用做銅版紙的顏料。其具有很好的白度、光澤度、油墨吸收性、而且表面平滑。與這些相對應(yīng)、也有涂料黏度高，膨脹性強等優(yōu)點，但也導(dǎo)致涂布操作性差、接著劑需要量大等缺點。沙丁白過去多用做氣刀式涂布機用涂料，若用在高濃度的刮刀式涂布機時會遇到一些問題，所以一般多限定使用在銅版類的涂布紙上。

4.氫氧化鋁

具有良好的白度、不透明度及油墨吸收性。

5.二氧化鈦

二氧化鈦具有很高的不透明度，所以多用做微涂紙的涂料。但是由于價格高、磨耗性大，所以限制了它的使用。其型態(tài)有:金紅石型和銳鈦礦型，雖然銳鈦礦型的不透明性稍差，但是，相對來說價格比較低廉且白度高，所以被廣泛使用。

6.塑料顏料

目前發(fā)展出來的塑料顏料一般可分為:接著型(binder type)、密實型(solid type)與中空型(hollow type)等三種，以后面二者較為常用。在合成的過程中，可利用不同的單體比例、起始劑濃度、攪拌速率和反應(yīng)時的溫度作為變因，來控制粒徑的大小、均一程度、穩(wěn)定性和反應(yīng)速率。

無論顏料為何，均希望其有以下之特性:

粒徑要合適。一般情況下，粒徑愈小愈有利于改善紙張之白度、不透明度和光澤度。但粒徑太小會使其表面積增大，導(dǎo)致顏料涂布黏度增大、流動性降低，按著劑需要量也隨之增加。

顏料顆粒型態(tài)也要合適。針狀顏料顆粒流動性不好，六角和球形顏料粒子流動性較佳，并可形成多孔涂布層而提高紙張之吸墨性。

有很高的白度與不透明度(較強的遮蔽能力)。

容易分散于水中，且有較好的穩(wěn)定性及流動性。

有較佳之化學(xué)穩(wěn)定性，接著劑用量盡可能減少。

較低的耐磨性(減少涂布機和印刷版的磨損)。

接著劑分天然物及合成物，天然物有淀粉、奶酪素、大豆蛋白等。

合成物則有各種合成乳膠、聚乙烯醇等。現(xiàn)在使用最廣泛的是淀粉一合成乳膠的混合物。而合成乳膠的使用比例在不斷增加，最近全乳膠系的接著劑也被開發(fā)出來，這和涂料的高濃度化發(fā)展是一致的。對任何接著劑均有下列要求:

對顏料有較強的黏結(jié)力。

對顏料有較好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，但不與顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

有合適的黏度及成膜性。

有合適的流動性，以利涂布作業(yè)并提高涂布均勻性。

顏色應(yīng)淺，不含雜質(zhì)異物，有良好的涂料操作性。

由于一般的接著劑，不論是天然的或是合成者，仍有些性質(zhì)無法改善，因此近年來有所謂的輔助接著劑(co-Binder)之出現(xiàn)，以補接著劑保水度與流動性之不足，其用量約只有總接著劑量的10-30%，現(xiàn)在也有工廠試圖用此來達到降低總接著劑量之需求，由于用量很少，有時也可將其視為添加劑。目前常用的輔助接著劑有大豆蛋白(protein)、流變調(diào)整劑(rheoloe mdifier)。

有分散劑、潤滑劑、防腐劑、熒光劑、耐水化劑、以及染料、油墨吸收性及改良劑等，其主要作用在補顏料與接著劑所不足者，并減少操作上之困擾。在使用時應(yīng)選擇好品種和使用量，由于相反性的東西比較多，需進行事前的研究，以配制最適合之涂料。