涂布纸类之性质与印刷适性之关系(上)

    在彩色复制系统中，印刷品的品质受到许多因素的影响，而大部分印刷品效果的表现，决定于印墨与被印材之间的关系，而此被印材-纸张，则分为涂布纸类及非涂布纸类两种。

    所谓涂布纸(coatedpaper)是在原纸上涂上一层涂料(coatingcolor)，使纸张具有良好的光学性质及印刷性能等。其主要用途有：印刷杂志、书籍等出版用纸和商标、包装、商品目录等印刷用纸，两者的比例约为1:3。

    涂布纸大至可分为:铜版纸、涂布纸、轻量涂布纸，除此之外还有烙光涂布纸等特殊涂布纸。对这类涂布纸，世界各国的分类也有若干差别。原纸则一般多用道林纸，也有使用含磨木浆或脱墨浆原纸的涂布纸，除特殊用途外，大多用于广告海报与杂志内页，因此，就算在同一复制条件下，所呈现的色彩也会有很大的差异，所以，要提升印刷品质，必要先掌握纸张对彩复的影响，进而在照相分色或印机上作适当的调整，使印刷品质能合乎需求。

    壹、原纸与涂料

    一.原纸（Basepaper）

    涂布纸的制造，简单的说是指在原纸之上涂上涂料，经过干燥后再用压光机使得它的表面平滑化，因此原纸与涂料是左右涂布纸品质的重要因素。

    以一个涂布量为20g/m2的涂布层为例，假设涂料的干比重为1.5，则涂布层之厚度仅约0.0013公分，在如此薄的厚度下，原纸的品质确实占有重要的地位。

    假使涂布的速度慢时，因为吸水后的原纸纸匹，到达干燥部门不能失去强度，所以必须适度的上胶与保持湿纸的强度。反过来说涂布速度快时，则纸张必须具备一定的强度来抵抗高速涂布所带来的机械力，同时均一的吸水性也是非常的重要。

    除此之外，涂布用原纸还必须具备下列的性质：

    (一)尺寸安定性好，不会因水分变化而有太大变化。

    (二)对涂料的吸附性强。

    (三)原纸必须不会弯曲，否则会引起涂料条痕而导致纸张断裂。

    (四)不可有皱纹、破洞等瑕疵。

    (五)涂布加工时，纸卷必须卷紧，以免发生断纸。

    原纸性质中会影响涂布主要有：均一性、平滑度、表面吸收性、表面强度、表面情形、化学适性、两面性及纸面光学性等，因此，一张纸的好坏，在于原纸的状况好坏与否。

    二.涂料（Coatingcolor）

    涂料配制是制造涂布纸最基本的技术，对产品用途具有关键性的影响，所以涂料须满足涂布作业的操作性及印刷适性等，并按这些条件进行设计制造;即涂料的设计与生产何种涂布纸有关。以数量来看，仍以普通涂布纸为主，但以技术层次而言，则希望拥有铜版纸类的技术。不同产品应使用其相对应的涂料、涂布方法和涂布机。虽然各种类必须达到规定的品质指针，但是最重要的是获得客户的肯定。

    纸张涂布用的涂料种类很多，而其中较为普遍应用的是水基性涂料。水基性（Waterbase）涂料的组成大致上可分成四类：颜料、接着剂、添加助剂及水。这四类成份的组合与涂布后纸张的品质息息相关。利用下表一，列出涂料的成份对品质的影响。

    (一)颜料

    颜料有白土(白色黏土)、碳酸钙、沙丁白、氢氧化铝、二氧化钛和塑料颜料等。

    1.白土

    白土从成份上分类有:高岭土类、叶石类(pyrophyllite)、云母类(cericite)等。高岭土又进一步细分为：高岭土、多水高岭土等，这些白土都已经被商品化生产但是，现在涂布纸用白土中，基本上把高岭石类都称为高岭土，也就成为涂布用白土的代名词。

    高岭土颗粒呈六角板状，粒径为0.3-3微米。这些微粒的纵横比、粒径直接影响涂布纸类颜料的品质，目前涂布纸颜料多用高岭土，因为它能赋予涂布纸较高的白纸光泽性，所需的接着剂适量，黏性和分散性较好，使涂料能提高固形份。

    2.碳酸钙

    在涂布纸中被广泛应用，其使用量仅次于白土。尤其在台湾拥有丰富的碳酸钙，近年来甚至逐渐取代价格较贵的白土，并依涂布纸的用途和生产方法开发出许多品种，所以如何适度的使用碳酸钙可以说是涂布纸涂料之重点。由于碳酸钙颜料具有高白度与多孔性，所以油墨吸收性非常好，如此可改善印刷适性，即使是无光处理之涂布纸也非常实用。

    3.沙丁白

    沙丁白是从硝石灰和硫酸钡合成的白色颜料，从很早就被用做铜版纸的颜料。其具有很好的白度、光泽度、油墨吸收性、而且表面平滑。与这些相对应、也有涂料黏度高，膨胀性强等优点，但也导致涂布操作性差、接着剂需要量大等缺点。沙丁白过去多用做气刀式涂布机用涂料，若用在高浓度的刮刀式涂布机时会遇到一些问题，所以一般多限定使用在铜版类的涂布纸上。

    4.氢氧化铝

    具有良好的白度、不透明度及油墨吸收性。

    5.二氧化钛

    二氧化钛具有很高的不透明度，所以多用做微涂纸的涂料。但是由于价格高、磨耗性大，所以限制了它的使用。其型态有:金红石型和锐钛矿型，虽然锐钛矿型的不透明性稍差，但是，相对来说价格比较低廉且白度高，所以被广泛使用。

    6.塑料颜料

    目前发展出来的塑料颜料一般可分为:接着型(bindertype)、密实型(solidtype)与中空型(hollowtype)等三种，以后面二者较为常用。在合成的过程中，可利用不同的单体比例、起始剂浓度、搅拌速率和反应时的温度作为变因，来控制粒径的大小、均一程度、稳定性和反应速率。

    无论颜料为何，均希望其有以下之特性:

    1.粒径要合适。一般情况下，粒径愈小愈有利于改善纸张之白度、不透明度和光泽度。但粒径太小会使其表面积增大，导致颜料涂布黏度增大、流动性降低，按着剂需要量也随之增加。

    2.颜料颗粒型态也要合适。针状颜料颗粒流动性不好，六角和球形颜料粒子流动性较佳，并可形成多孔涂布层而提高纸张之吸墨性。

    3.有很高的白度与不透明度(较强的遮蔽能力)。

    4.容易分散于水中，且有较好的稳定性及流动性。

    5.有较佳之化学稳定性，接着剂用量尽可能减少。

    6.较低的耐磨性(减少涂布机和印刷版的磨损)。

    三、接着剂

    接着剂分天然物及合成物，天然物有淀粉、奶酪素、大豆蛋白等。

    合成物则有各种合成乳胶、聚乙烯醇等。现在使用最广泛的是淀粉一合成乳胶的混合物。而合成乳胶的使用比例在不断增加，最近全乳胶系的接着剂也被开发出来，这和涂料的高浓度化发展是一致的。对任何接着剂均有下列要求:

    (一)对颜料有较强的黏结力。

    (二)对颜料有较好的适应性和稳定性，但不与颜料发生化学反应。

    (三)有合适的黏度及成膜性。

    (四)有合适的流动性，以利涂布作业并提高涂布均匀性。

    (五)颜色应浅，不含杂质异物，有良好的涂料操作性。

    由于一般的接着剂，不论是天然的或是合成者，仍有些性质无法改善，因此近年来有所谓的辅助接着剂(co-Binder)之出现，以补接着剂保水度与流动性之不足，其用量约只有总接着剂量的10-30%，现在也有工厂试图用此来达到降低总接着剂量之需求，由于用量很少，有时也可将其视为添加剂。目前常用的辅助接着剂有大豆蛋白(protein)、流变调整剂(rheoloemdifier)。

    四、添加剂

    有分散剂、润滑剂、防腐剂、荧光剂、耐水化剂、以及染料、油墨吸收性及改良剂等，其主要作用在补颜料与接着剂所不足者，并减少操作上之困扰。在使用时应选择好品种和使用量，由于相反性的东西比较多，需进行事前的研究，以配制最适合之涂料。