涂布白板紙生產(chǎn)中的常見紙病分析及對策

吳　瓊　劉澤華

（天津科技大學(xué)，天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300457）

生產(chǎn)實(shí)踐

涂布白板紙生產(chǎn)中的常見紙病分析及對策

吳瓊劉澤華

（天津科技大學(xué)，天津市制漿造紙重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300457）

涂布白板紙紙病原因及對策

引言

涂布紙是在紙張表面涂布覆蓋一層對油墨有良好吸收性的涂料，以便得到具有良好的均勻性和平滑度的紙面，同時提高紙張的白度、光澤度，改善紙張油墨吸收性和不透明度，從而改善紙張的適印性，提高印刷效果、彌補(bǔ)原紙本身的缺陷。涂料多以高嶺土、碳酸鈣、硫酸鋇和二氧化鈦等白色顏料為主體，加上各種膠黏劑以及根據(jù)需要配入各種化學(xué)輔助劑而調(diào)制成，按一定量均勻地涂布覆蓋在紙或紙板表面上，再經(jīng)整飾加工形成滿足多種需求的涂布紙［1,2］。

凡在紙上殘存有不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的部位、不利于使用者統(tǒng)稱為紙病。無論是紙頁本身的外觀質(zhì)量還是成件紙的外觀質(zhì)量，都在不同程度上影響著紙的使用。外觀質(zhì)量差不但會降低紙張的使用價值和印刷成品率，嚴(yán)重時還會使紙張成為廢品。另外，紙張中個別嚴(yán)重的外觀紙病如硬質(zhì)塊（夾異物、涂料渣等），在印刷時還會軋壞印版和膠輥，造成對印刷設(shè)備的損壞。在紙機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、紙張生產(chǎn)的過程中每一個環(huán)節(jié)的不正常運(yùn)行都會對成紙產(chǎn)生影響，從而產(chǎn)生不同的紙病。紙病的產(chǎn)生不但使成品紙降低等級，還會降低紙廠經(jīng)濟(jì)效益，同時也給后續(xù)印刷廠印刷帶來不便，重者還會造成較大經(jīng)濟(jì)損失［3-5］。了解紙病，對生產(chǎn)者來說，可以改進(jìn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量；對使用者來說，可以降低成本，增強(qiáng)工作效率，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益之目的。紙病的產(chǎn)生，大體可分為“內(nèi)因紙病”和“外因紙病”。內(nèi)因紙病涉及范圍廣，主要是在紙的生產(chǎn)中引發(fā)的，可能有以下原因：①工藝條件不穩(wěn)定；②設(shè)備維護(hù)不當(dāng)；③紙機(jī)部件（如網(wǎng)部、毛布等）有問題未被發(fā)現(xiàn)；④生產(chǎn)管理不善；⑤現(xiàn)場操作出錯等。相對而言，外因紙病的發(fā)生原因就簡單得多，主要是環(huán)境條件的變化、崗位不慎失誤造成的［6］。

以國內(nèi)某公司PM34號機(jī)為例。該機(jī)年產(chǎn)量60萬噸，目前生產(chǎn)產(chǎn)品單面涂布灰底白板紙、雙面涂布白板紙、牛底白等?？缮a(chǎn)克重200～400 g/m2的產(chǎn)品，抄寬6660 mm，凈寬6600 mm，設(shè)計(jì)車速900 m/min，工作車速：800 m/min。主體設(shè)備VOITH，輔助設(shè)備ANDRITZ、GAW等。投產(chǎn)時間2012年6月28日。該公司涂布白紙板底面顏色為灰色、白色或按客戶合同要求，可分為平板紙和卷筒紙。本文針對客訴量較多的幾種涂布紙常見紙病，通過分析紙病產(chǎn)生原因而達(dá)到避免或減少紙病的再次產(chǎn)生的目的。

1　折子

折子的客訴量占近期所有客訴總量的近20%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的8%，是最為常見紙病之一。有折子的紙張不能用來印刷，因?yàn)閹в姓圩拥挠∷⑵?，只能視為廢品或次品。死折子使印出的文圖歪斜，嚴(yán)重時有可能頂壞印版或橡皮布?；钫圩尤缭谟∷⑶安粍?、印刷后展開，則會發(fā)生字跡分開，或者出現(xiàn)重影等不良后果?？傊?，折子這種紙病不但增加了印刷操作的難度，而且對成品質(zhì)量有很大影響。

紙頁在干或濕的狀態(tài)下，自行發(fā)生折疊或重疊而出現(xiàn)的折痕，被稱為折子（褶子）?？煞譃閮煞N：在張力作用下能夠伸展開的折子叫活折子；而不能伸展開的折子叫死折子。產(chǎn)生折子的原因是由于紙頁在抄造過程中所受到外部的張力不均勻或者纖維本身收縮不一致，經(jīng)過擠壓而形成的。死折子一般是在壓光部之前（如壓榨、烘干時）已經(jīng)形成，此時折子處的強(qiáng)度較??；活折子則是在壓光部之后（卷紙、分切）形成，折子處的強(qiáng)度變化不大。

在生產(chǎn)低克重紙種時（如200 g/m2），施膠機(jī)或涂布機(jī)處出現(xiàn)打折，主要是因?yàn)橥坎紮C(jī)和施膠機(jī)在生產(chǎn)低克重紙種時張力調(diào)節(jié)未達(dá)到理想狀態(tài)；也有下機(jī)時產(chǎn)生的折子，這與紙頁全幅厚度的調(diào)節(jié)和涂布量的調(diào)節(jié)有一定影響；印刷過程中產(chǎn)生的折子，可能與印刷廠工人操作方式及所使用印刷機(jī)及設(shè)備有關(guān)；也有因翹曲或紙面不平產(chǎn)生的折子，要求對全幅定量、厚度、水份及涂布量加以控制，并控制好上下缸的汽壓差，正表、背表施膠量等。

2　條痕

條痕的客訴量約占客訴總量的17%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的11%左右，也是最為常見紙病之一（見圖1）。在光線照射下，能夠見到的與紙面光澤或顏色有明顯差別的“線條”（或“道子”）。有時必須采取對紙面以一定的傾斜角度方能發(fā)現(xiàn)這種紙病。生產(chǎn)過程中將刮刀條痕這類有溝槽的條痕統(tǒng)稱為明條痕。紙張表面有明顯條痕但無溝槽，這種統(tǒng)稱為暗條痕。紙張表面有明顯的寬條痕，有亮度但無溝槽，統(tǒng)稱為皮帶條痕。

圖1　條痕紙病

條痕的產(chǎn)生與原紙中帶入的膠黏物有很大關(guān)系，可主要從制漿方面進(jìn)行解決，如加強(qiáng)揀選、篩選、浮選等；涂料中的顆粒物易造成的明條痕，若出現(xiàn)應(yīng)及時檢查篩網(wǎng)，清理系統(tǒng)，還要對涂料的流變性、保水性能、涂料顆粒粒徑大小等方面加以控制；刮刀角度、間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)，系統(tǒng)內(nèi)部不清潔等因素也會產(chǎn)生暗條痕；網(wǎng)部噴淋淀粉噴頭堵塞會導(dǎo)致淀粉條痕，需要經(jīng)常清理加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部清洗清潔程度；皮帶條痕基本在紙張分切時產(chǎn)生，切紙機(jī)皮帶壓力過大會造成紙張表面有條痕，紙廠或印刷廠都有可能產(chǎn)生，要看是卷筒還是平板。

3　夾異物（針對平張紙）

夾異物紙病約占客訴量的8%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的10%。此類客訴的產(chǎn)生主要來自人為因素，多在平板分切機(jī)處產(chǎn)生。存在有夾雜多余的令條紙、碎紙片、膠帶、鐵釘?shù)痊F(xiàn)象。如果有碎紙片等夾在紙張中，在印刷時就會造成漏印故障，給印刷帶來很大的麻煩和較大的經(jīng)濟(jì)損失。

避免此類問題主要需加強(qiáng)工作人員認(rèn)真及責(zé)任心，分切成品紙時對熱縮包裝前紙品進(jìn)行嚴(yán)格檢查。還可以減少令條紙的使用次數(shù)，不再使用鐵釘改用膠帶等措施減少此類問題發(fā)生。

4　涂布不良

涂布不良約占客訴量的7%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的約6%。

對涂布紙來說，直接吸收油墨的部位是涂料層，但當(dāng)原紙的勻度差時，就會造成涂料中的膠黏劑向原紙層滲透的不均勻現(xiàn)象，從而導(dǎo)致涂料層的不均勻性。所以原紙的不均勻性往往造成涂料層吸收油墨的不均勻性。面、襯層掛量低、勻度差是涂布不良產(chǎn)生的原因之一，可以通過提高面、襯漿的掛量來改善此問題，同時調(diào)整勻度、水線、上網(wǎng)濃度等也可以改善涂布效果。涂布不良的另一個主要成因是面漿白度不未達(dá)標(biāo)造成的，針對此問題，可以提高面漿白度來實(shí)現(xiàn)對涂布質(zhì)量的控制。另外，防止涂料黏度過低，合理控制涂布量等也可以改善涂布效果。

5　涂料渣（涂料斑）

涂料渣的客訴量約占客訴總量的5%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的5%。涂布印刷紙有時表面可發(fā)現(xiàn)顏色與其他部分接近，但稍微凸出紙面的斑點(diǎn)，這些斑點(diǎn)有的大體為圓形，有的為近于半圓的彎月形，這就是涂料斑。涂料斑是由于配制好的涂料未及時使用，在其表面發(fā)生“結(jié)膜”現(xiàn)象，這些結(jié)膜經(jīng)攪拌后被打成小塊，涂在紙面上而產(chǎn)生涂料斑。紙張表面的涂料渣對印刷的影響見圖2。

圖2　涂料渣對印后紙的影響

涂料渣的出現(xiàn)多與涂布前原紙出現(xiàn)破洞有關(guān)。漿料本身因素有：漿內(nèi)出現(xiàn)腐爛漿塊、纖維團(tuán)、雜質(zhì)及膠黏物等；未完全溶解的淀粉等化工輔料也會造成成紙的破洞。避免破洞要加強(qiáng)漿料循環(huán)，定期清洗漿池和漿塔，要仔細(xì)檢查邊角各處，正常使用殺菌劑防止腐漿產(chǎn)生。設(shè)備因素有：成型網(wǎng)、毛毯、烘缸及各輥?zhàn)釉斐傻钠贫?，這類破洞產(chǎn)生有明顯的規(guī)律性，發(fā)現(xiàn)此類成紙破洞要及時檢修或更換相應(yīng)設(shè)備。例如由于烘缸粘著的膠黏物造成的破洞，此時要及時清理刮刀。

卡料或涂布量過大，多余的涂料會出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，也是產(chǎn)生涂料渣的重要原因。紙幅通過干燥部時涂料未完全烘干也會形成涂料渣，因此要求控制好涂布量，防止涂料烘不干粘干網(wǎng)、缸面。膠黏物或異物粘在硬壓光機(jī)、涂布機(jī)背輥、軟壓光上未及時處理也會使成紙產(chǎn)生涂料渣，生產(chǎn)過程中要及時清理各種輥?zhàn)哟_保烘缸刮刀的正常使用。

6　爆線

爆線的客訴量約占客訴總量的4%，在投訴賠償金額上占總賠償金額的18%。成盒后的爆線現(xiàn)象如圖3。

圖3　成盒后出現(xiàn)的爆線紙病

爆線的產(chǎn)生與成紙的耐折度偏低有直接關(guān)系，與季節(jié)因素也有很大關(guān)系。冬、春季節(jié)特別是冬季成紙水份較其它季節(jié)偏低，會大大降低耐折次數(shù)，較易產(chǎn)生成箱后爆線。針對此類現(xiàn)象要在不同季節(jié)適當(dāng)調(diào)節(jié)對成紙水份的控制，冬天水份可控制稍高些。另外也可調(diào)整原料配比，多用長纖來提高成紙耐折。

涂料層過厚會造成涂層龜裂，在制作箱盒時經(jīng)不住壓線壓力而造成涂層脫裂，因此可以合理控制涂布量以減少因涂布過多而產(chǎn)生的爆線。

成紙?jiān)谶M(jìn)入印刷廠印刷時也會因不同的印刷條件而使成箱后爆線，比如印刷條件較差對溫濕度控制不良均會產(chǎn)生爆線。對此，此類印刷廠要適當(dāng)改善印刷條件，或針對不同季節(jié)的紙張使用方式方法多加注意，制盒壓線一般要與紙張的纖維方向平行，否則會易產(chǎn)生爆線龜裂，分切完對紙張用纏繞膜包裝好儲存就能預(yù)防此現(xiàn)象的發(fā)生。

7　黃斑

黃斑的投訴賠償金額占總賠償金額的10%左右，主要為纖維原料中產(chǎn)生，來去無規(guī)律，且成品紙出廠檢驗(yàn)較難發(fā)現(xiàn)，多為幾天后才會出現(xiàn)的一種紙病（如圖4）?，F(xiàn)階段只能通過調(diào)節(jié)原料配比，多用外廢并確保熱分散正常使用來加以控制，其產(chǎn)生原因還需進(jìn)一步查明。

圖4　黃斑紙病

8　翹曲

翹曲的投訴賠償金額約占總賠償金額的8%。翹曲指紙張兩邊或四角翹起、中間凹下的狀態(tài)（如圖5）。生產(chǎn)中主要表現(xiàn)為低克重上翹、高克重下翹，使成紙印后變形不平、套印不準(zhǔn)等。翹曲嚴(yán)重的紙甚至發(fā)展為卷邊，這既嚴(yán)重影響印刷又會使印后的紙張發(fā)生翹角。尤其平板紙印刷時出現(xiàn)的紙張邊部翹曲，會使給紙裝置不能把紙一張一張地送入印刷機(jī)，即使能給紙也不利于套色裝置正常工作，使印刷質(zhì)量明顯下降。

紙張兩面水份不均是造成成紙翹曲的主要原因，可通過合理控制烘缸溫差，調(diào)節(jié)好紙張兩面水分來防止翹曲的產(chǎn)生。一般會往水份大的一面翹，同時也會向紙張施膠量大的一面翹曲，橫幅涂布、施膠不均均會使成紙發(fā)生不同程度的翹曲。因而要對涂布量、施膠量、纖維漿網(wǎng)速比等進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。

成紙吸水過高、紙張強(qiáng)度較差也是產(chǎn)生翹曲的原因，要通過合理控制紙張吸水值，并同時控制好橫幅涂布量、成漿勻度、原紙定量、水份等來進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以使用強(qiáng)度相對較高的纖維原料。

另外，在分切機(jī)處也可對翹曲棒進(jìn)行調(diào)節(jié)。印刷廠的儲存不得當(dāng)，容易吸潮變形，單色印刷后包裝不好，因受潮導(dǎo)致再次套印不準(zhǔn)，這要求印刷廠合理的控制好生產(chǎn)過程中的儲存。

圖5　翹曲紙病

9　掉毛掉粉

紙張表面強(qiáng)度低，暴露在原紙表面的細(xì)小纖維和填料與主體纖維結(jié)合不牢，經(jīng)涂布后未被涂料覆蓋住，或者雖被涂料覆蓋但與原紙結(jié)合不夠牢固，因此在外力摩擦或印刷時會從紙面掉落。涂布紙表面涂有涂料，被剝落的纖維往往黏結(jié)有部分涂料，使掉毛的影響有所增大，見圖6。

掉毛掉粉的主要原因是涂料中的膠黏劑選擇不當(dāng)或用量不足所致。當(dāng)然，涂布的方法、干燥的條件和壓光處理對涂布紙是否發(fā)生掉粉也有一定的影響。加強(qiáng)紙張表面強(qiáng)度，從漿料質(zhì)量和涂料質(zhì)量等多方面控制，淀粉、膠乳的添加量控制適中可有效地提高紙頁強(qiáng)度，有效防止掉毛掉粉現(xiàn)象的發(fā)生。

紙張中與紙面結(jié)合較弱的粉狀物質(zhì) （一般為填料和顏料），在印刷中受到油墨的膠黏作用，也會從紙面上被剝落下來。紙張?jiān)谟∷r發(fā)生的掉毛、掉粉現(xiàn)象除了涂料組成及涂布工藝造成的原因外，還與印刷條件比如所用油墨的黏度、印刷時的壓力、印刷速度等有關(guān)。

圖6　掉落在印板上的紙毛

結(jié)束語

造紙工藝是一個變數(shù)極大的過程，不同于其他行業(yè)明確的規(guī)定性，而是隨生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)、操作技巧還與紙機(jī)設(shè)備因素、使用的化工輔料、有時也與季節(jié)有關(guān)。面對成品紙出現(xiàn)的各類紙病等問題，采取不同的處理方法和途徑可以有效改善成紙質(zhì)量。造紙工藝過程也是有一定規(guī)律可去遵循的，只要在實(shí)際生產(chǎn)工作中多總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合造紙科學(xué)理論知識，便會總結(jié)出實(shí)際可行的有針對性的問題處理方法，使生產(chǎn)過程中常見的紙病得到更好的處理。

［1］張美云.加工紙與特種紙（第三版）［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2013.

［2］Esa Lehtinen著，曹邦威 譯.紙張顏料涂布與表面施膠［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2005.

［3］王尚義，蔣航通，陳均志.實(shí)用紙張技術(shù)指南［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2006.

［4］唐云華.單面涂布白板紙常見紙病探討 ［J］.廣東造紙，1998，（6），38～39.

［5］李全明，趙傳山.涂布白紙板常見紙病及生產(chǎn)工藝控制［J］.湖南造紙，2009，（1），7～9.

［6］劉仁慶.印刷、包裝用紙手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

2014－11－21

以國內(nèi)某公司涂布白板紙實(shí)際生產(chǎn)為例，介紹了涂布白板紙生產(chǎn)過程中常見的紙病和產(chǎn)生原因，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對各種紙病提出了相應(yīng)的對策和建議，從而預(yù)防或減少紙病的產(chǎn)生。