原紙對涂布性能的影響

原紙在勻度、吸收性、厚度、水分和粗糙度方面的變化對涂層特性及其變化有很大影響。涂布量的不均一分布是影響印刷圖像不勻與色斑的重要因素。

1.粗糙度與勻度

在研究配比、勻度和網(wǎng)痕對涂層定量分布的影響中，發(fā)現(xiàn)含短纖維硬木漿的配料比含長纖維軟木漿的配料在涂布量上有更大的變化。

勻度對大規(guī)模涂布量變化有很大影響。由定量、密度和粗糙度變化所造成的原紙網(wǎng)痕可引起涂布量的少量變化。

如涂布量較低(8g/㎡)，當(dāng)原紙較粗糙時，涂布紙的粗糙度增加，光澤度下降。小規(guī)模涂布量(波長0.5～1mm)的偏差增加了。大規(guī)模(5-10mm)涂布量的偏差相應(yīng)降低，這可解釋為在不同刮刀壓力下原紙的變形所致。

如果在勻度較差的原紙上施加大量涂料，涂布量波動增加(較低的刮刀壓力)，而當(dāng)施加少量涂料時(較高的刮刀壓力)，勻度較差的原紙對涂布波動并沒有顯著影響。高刮刀壓力擠壓得紙頁和涂層更為勻稱;這也進(jìn)一步證實(shí)了涂布時原紙可壓縮性能的重要性。

原紙的微孔結(jié)構(gòu)取決于所用原料、配比以及打漿程度。網(wǎng)部的紙頁成形情況決定纖

的Z向分布。在壓榨部，纖維分布就很難改變了。

濕壓榨對Z向密度分布和微孔分布有很大影響。如果紙頁在壓區(qū)中是一個或兩個方

向脫水(即為一個或兩個毛毯結(jié)構(gòu))時，其分布狀況是不同的，對著毛毯的紙頁，表面更多地被壓縮。如果在同一方向兩次脫水，則紙張的微孔結(jié)構(gòu)很可能有明顯的兩面差。

微孔結(jié)構(gòu)對涂料的毛細(xì)管滲透有很大影響。紙頁的疏水性內(nèi)施膠有時可起控制作用。

原紙的粗糙性與原料、濾水強(qiáng)度(網(wǎng)痕)和濕壓榨有關(guān)。在濕壓榨中，在毛毯側(cè)的機(jī)械壓力要適應(yīng)沿毛毯表面結(jié)構(gòu)的紙幅。雖然毛毯結(jié)構(gòu)很平滑，但其結(jié)構(gòu)與紙結(jié)構(gòu)比較起來仍很粗糙，影響是顯而易見的。

對規(guī)定涂布量的適宜粗糙度容量，受紙機(jī)壓光機(jī)或半濕壓光機(jī)的控制。壓光輥的局部加熱或冷卻，控制全幅粗糙度。網(wǎng)部與壓榨部的全幅分布應(yīng)該很好，以使壓光機(jī)只需有很小的調(diào)正就可以了。

2.吸收性與纖維變粗

在涂布時水或涂料中的水分可能以兩種途徑(吸收或擴(kuò)散)滲入原紙中。吸收形式有兩種，即毛細(xì)管吸收或壓力吸收。在系統(tǒng)中沒有外來壓力時，毛細(xì)管吸收是主要的。

吸收速度取決于原紙的微孔結(jié)構(gòu)、涂料液相的表面張力與黏度，以及原紙的表面化學(xué)特性。

在施加涂料與控制涂布量時，系統(tǒng)中有外來壓力，滲透水量就取決于液相黏度。微孔尺寸增大，吸收明顯增加。原紙的表面化學(xué)特性作用并不大。

在一項研究中，原紙吸收性隨濕壓榨與打漿程度(增加紙頁密度和減小微孔尺寸和容積)而下降，光澤度增加了，但粗糙度沒有改變。

吸收性也隨疏水性施膠而降低，如果原紙是疏松多孔的，對涂布紙的粗糙度或光澤度沒有影響，但密實(shí)的原紙則使粗糙度惡化。

涂料的保水性決定水滲入原紙的速度。水與原紙接觸時間越長，原紙的纖維粗糙化傾向越大。如果涂料保水性高而涂料量多，纖維更為粗糙化。而且如果滲水速度很快，如涂料量低，纖維變粗(纖維變粗是指纖維膨潤變粗而使紙粗糙化的一種現(xiàn)象)可能很嚴(yán)重，但高涂料量則纖維變粗就不那么嚴(yán)重。

這解釋為涂料的快速滲透，降低了流動性，使原紙上的底層涂料密實(shí)且降低了纖維變粗現(xiàn)象。施加涂料、刮刀計量和干燥開始點(diǎn)之間的時間滯后也很重要。

纖維變粗是一種不可逆轉(zhuǎn)的粗糙度增加，它是因水被吸收到紙內(nèi)而造成。當(dāng)紙張干燥時，纖維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)就改變了。

纖維變粗的一些原因如下:

(1)因水引起的纖維潤脹;

(2)纖維網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)部應(yīng)力的釋放

(3)纖維結(jié)合鍵的斷開;

(4)被壓平的纖維細(xì)胞壁恢復(fù)到未壓平前的管狀形式。

  在原紙涂布中，涂布覆蓋率與涂布效果上的纖維變粗效應(yīng)，達(dá)不到預(yù)期效果。

在纖維變粗時，水分首先滲入纖維間的空隙，然后進(jìn)入纖維壁的微孔。纖維發(fā)生潤脹、紙頁的厚度增加。在紙頁干燥時，如果厚度的改變不可逆轉(zhuǎn)，纖維就變粗了。紙頁中內(nèi)應(yīng)力的釋放取決于水的滲入纖維與纖維網(wǎng)絡(luò)、與水的接觸時間，以及纖維重新鍵接的可能性。如果吸收的水分較多，應(yīng)力釋放也較多。

  機(jī)械木漿纖維被認(rèn)為是在纖維變粗中重要的因素。特別重要的因素是其長纖維與纖維束的數(shù)量。不同機(jī)械木漿纖維之間的差別很小。

如果使用更多的化學(xué)木漿，纖維變粗現(xiàn)象就較少。化學(xué)漿纖維的結(jié)合比較牢固，牢固的結(jié)構(gòu)可阻止纖維網(wǎng)絡(luò)的變化而又沒有更多的表面粗糙化。如果有較多的細(xì)小纖維在紙內(nèi)，纖維變粗較輕。細(xì)小纖維增加了結(jié)合力并充填纖維之間的空隙。填料含量的增加由于削弱了纖維的鍵接，加劇了纖維的變粗。

  如果打漿的目的在于機(jī)械木漿的粗大組分，由于纖維束減少和印刷表面的粗糙度，這是有好處的。化學(xué)木漿纖維對纖維變粗的影響還不為大家所知。雖然化學(xué)木漿是疏水性的且結(jié)合力很牢固，但在紙漿中還有粗大的厚壁纖維，顯然化學(xué)木漿同樣也可影響纖維的變粗。