涂布与压光的效应的试验研究

        压光机是生产涂不至于涂布纸板的最后一道工序，压光靠提高平均光泽度来改善纸的平滑度。同时，涂布纸表层多孔性和光泽度的分布也都改善了。但这些表面性质的高分布常常不是用来作为纸张表面性质改善的指征。
　　已经完成的中间试验的研究，目的在于探索胶版印刷纸中涂布与后序压光所引起的纸张表面性质与纸张表面出现花斑的机理。单个的实验是用涂布辊与涂布刮刀进行的，湿对湿二次涂布的实验是在计量施胶压榨（MSP)涂布机上进行的。低定量含墨木浆元纸的涂布只是单面涂布。涂布纸用超级压光机进行压光试验。压光实验时，对钢辊的温度和使用的压区数进行了研究。对压光后的纸面进行了分析，并进行了单张胶版印刷试验，对印刷的花斑进行了测定。
　　为了鉴别涂布纸的质量，未压光的纸进行了燃烧试验，以确定在原纸表面上涂层的分布。测定表明，湿对湿的涂布，其涂料分布的等值曲线与重量分布曲线是一致的。另一方面，刮刀单涂试验表明，它具有更多的“填坑”作用。在这种情况下，涂层的物料分布是不均匀的。
　　当进行压光时，涂布表面受到压缩，涂层的多孔性降低了。因为涂层的高峰比低谷受到更多的压缩，从而形成涂层多孔性的分布不均匀性，湿对湿涂不得压光试验表明，其涂层多孔性表现为更突出的不均匀。
       当压光在低温下进行时，涂布纸的光泽度与平滑度不取决于涂布工艺。当压光湿度升高时，涂布纸的表面质量明显的受涂布量分布的影响。不过，压光中增加压区数，这种涂布工艺的区别就不存在了。
试验
1.涂布
　　涂布试验是在CTP中间试验涂布机上进行的，它包括刮刀涂布与计量施脚压榨涂布。刮刀涂布中，涂料是用涂布辊上料的。
双面湿对湿涂布是在计量施胶压榨涂布机上进行的。原纸的运行进行了改进，和使用了回转辊。涂料在计量施胶压榨涂布机的第一个转移辊上料，从它的表面按照常规的办法将涂料转移到纸面上。由于原纸缠绕在另一个转移辊上，此辊对着早已涂上涂料的转移棍子。在此涂料很快的实现短停留（SDTA)时，转移到纸面上。原纸运行在第一次施胶压榨涂布与第二次涂布之间的距离仅仅3.5米。
印刷试验
　　压光的纸是在Roland Favourite RVT型号的单页进纸胶版印刷机上进行的，平板单面印刷，印刷速度为5000张/小时。方格网线为20、50、70和100%。每个印刷单元的纸都用这些方格网线印刷。4种印刷试验油墨都用深蓝色油墨。印刷单元2和4中的100%方格网线印刷的花斑用成像分析装置检定。
2.涂布量分析
　　分析涂层物料的分布用未压光的纸，并借助燃烧灰分的间接法来测定。在这种测定中，涂布纸先进行炭化变黑，涂布层即变成灰色的物质。在用成像分析装置来分析其平均黑度及其变异。测定结果的黑度再转化为单位面积上的物料分布（g/m2)。变异用频率分析，物料分布用波长区间的物料频率来表征。
3.涂层中的多孔性的分布
　　当一张涂布纸经过压光后，其涂层的多孔性变成布均匀分布了，因为纸张表面高凸部分比低凹部分经受更大的压力，Engstrom用如下方法测定涂层中多孔性的分布。对普通白色涂层，光的吸收系数小于光的散射系数，在某一x点的反射因素Rx，对于燃烧试验处理的纸，其值取决于光的散射系数Sx,何在该点的涂布量Wx。根据Kulbeka-Munk关系，在涂层下的原纸，其反射因素为一常数。
　　如果涂层中有相同的多孔性与孔径，在这种假设情况下，涂层由不经过压榨，Sx将为常数，因Sx取决于上述二因素。反射因素的变异可间接地用来测定涂布量的变异。通过这种途径，用燃烧纸的灰度与灰度的变异分布，可以将它转化为物料和物料的分布。
　　在压光时，涂层的多孔性与光的散射系数是同步下降的。多孔性变得不均匀，这就意味着光的散射系数变得不成常数了。对于这样的涂层，反射因素的变异不能用来反射涂布量的变异，但可用来反映光的散射能力的变异，即Sx·Wx的乘积。在假设Sx是常数的条件下，可以用此公式进行涂布量的测定。这种比真正物料分布更有价值的表现物料的分布便可测得。我们可以作这样的假设，涂层物料的分布是不受压光作用的影响。比较压光涂层物料的分布V*(s)/V(s) 的比率来表示，这种比率越大就表示多孔性分布不均匀性越大。
4.光泽度分布
　　光泽度（光泽度和均匀性两者）对涂布纸来说是非常重要的。光泽度的均匀性强烈的影响所有涂布纸的外观质量。但现在光泽度的均匀性并为广泛进行测定。
　　此处光泽度的分布或涂布纸的微光泽度的测定是用成像的计算测定的。微观光泽度的报告值是用指数来表示的，他与波长的区间有关，其值越大，光泽度越不均匀。
结论与讨论
　　涂布纸的表面质量是可以经过压光进行整饰的。当钢辊温度提高和压区数量增加时，其表面平滑度与光泽度可以获得改善。
　　20摄氏度与90摄氏度的压光温度，在湿对湿涂布纸和刮刀涂布纸中对表面的微观性质（光泽度与平滑度）的影响是不大的。当压光温度达140摄氏度时，在2和3个压区时，刮刀涂布纸的光泽度与平滑度明显的高于湿对湿涂布的纸。但是，当压区高达5个和9个时，这两种涂布方法的光泽度和平滑度几乎没有区别。
　　图1和图2还清楚的表明，压光条件（压光压区和温度）对表面质量的影响。纸的厚度是另一个在压光中受到影响的参数。从图3说明光泽度与纸的厚度的关系。所有压光试验的纸都有着极为密切的关系。
涂料在纸面上的分布取决于不同的涂布工艺。涂布量的分布可以通过燃烧未压光纸的试验加以检验。
　　图4表示，在2-4mm波长区间测定不同压光温度下，压光与不压光涂布值燃烧试样的变异。从测定不压光纸的结果看，湿对湿涂布的涂布量分布较刮刀涂布的要均匀，这是不奇怪的，因为湿对湿涂布，第一道涂布时，有限转移到纸上的涂料是纸面突出的部分。在涂表层涂料时，原纸表面凹坑部分已经被第一道涂布所填满，因此涂布量的分布，较之单层的刮刀涂布为好。
　　就一切情况而论，压光辉增加涂布纸的变异。压光温度的增加引起变异的增加，温度的影响在第五压区和第九压区更加明显。因而压光对涂布纸性质产生较大的影响。变异的增大与这样的实际情况密不可分，即涂布表面的光散射强度会越来越不均匀；作用到涂布层整个表面的压力可能是不均匀的。不论湿对湿涂布还是刮刀涂布的纸张都能看到这种现象。
　　然而，压光纸燃烧试验的变异与非压光纸燃烧试验的变异之间的增加比率，湿对湿涂布纸是较大的。即使在最低的压光条件下（2压区），这两种涂布纸之间的差别也是很大的；湿对湿涂布纸为1.31，而刮刀涂布纸为1.06(见图5）。
　　这一结果进一步证实了那种假设，即涂布量分布越均匀，压光后所得到的多孔性分布就越不均匀。涂布层的峰比谷受到更大的压力。对两种涂布方式来讲，涂布纸燃烧试验所测得的变异和比率是永远不一样的，与压光条件无关。刮刀涂布纸的变异总是较大的，而湿对湿涂布纸的变异比率也总是较大的。虽然在两种涂布方式中，我们不能观察到宏观性质上的系统差异，如平滑度和光泽度。例如，压光温度在140摄氏度时，湿对湿涂布纸燃烧试验的变异和比率随压区数而增加，从五压区到九压区均匀增加，而光泽度和平滑度在这一域里保持不变。
　　显微光泽度取决于涂布量的分布，图6是1-2毫米波长的测试报告。湿对湿涂布纸的显微光泽度较高，也就是说，这种涂布纸的光泽度更加不均匀，用非常短的波长测得的光泽度差异更是如此，用眼睛就能看到。对纤维级非常小的破坏方式是看得见的，对宏观等级来讲，他只降低了光泽度的均匀性而不损害表面性质。
　　印刷效果稍稍令人失望，在两种涂布纸之间，只在花斑上看到非常小的差异（如印刷性能不好）。多孔性分布对花斑的影响不太明显。这或许意味着，在直接考虑多孔性分布以前，必须考虑其他参数。印刷的时候，需要作很多工作，才能弄明白所发生的情况。
　　尽管如此，似乎要出现一种现象，湿对湿涂布纸布刮刀涂布只有更多的未着墨花斑量。而另一方面，刮刀涂布纸的备沾墨花斑要多。是否是这样，尚需要大量实验才能证实。
结论
　　这篇文章详细分析说明，在涂布和压光过程中发生的相互作用是复杂的。 

                                                                                                                                     来源：中国印刷物质网