1 造紙用漿料特性
漂白漿和未漂白漿對藍光的吸收性有很大的差異,漂白后漿料對光的吸收性大大下降。不同類型的未漂白漿光吸收因子差異較大,光吸收因子大小反映了漿料中着色物質的多少。未漂化學漿或高得率漿因殘餘木素或發色基團含量高,表現出較高的光吸收因子。
來源於不同材質的纖維,由於其纖維細胞尺寸與形狀等差異,單位質量纖維的根數不同,比表面積差異也較大。一般來講,速生闊葉木纖維長寬比與針葉木相比小,比表面較大,有較高的光散射係數,從而可獲得良好的不透明度,這對印刷紙張是非常重要的,因而膠版印刷用紙一般配比較多的闊葉木漿。抄造膠版印刷紙常用的三種主要漿料為機械漿,化學機械漿和化學漿。三者中,機械漿因細小纖維含量高,光散射係數 ,不透明度(在相同抗張強度下) ,化學機械漿的不透明度次之,化學漿 。
2.3.2 填料的添加
在造紙漿料中添加不同的填料,對紙張的物理強度和光學特性有很大的影響。不同的填料因其對光的折射率不同,光散射係數存在較大差異,從而使成紙的不透明度因使用填料種類的不同而變化。TiO2折射率 ,在可見光區光吸收 ,漿料中添加少量TiO2可以顯著提高成紙的不透明度。TiO2用量為1%時,對成紙不透明度的改善效果與添加10%-20%CaCO3相當。但TiO2在紫外光區有很強的吸收,漿料中熒光增白劑與TiO2同時使用時,TiO2對成紙光學特性的改善則大為降低。
纖維,瓷土和CaCO3的折射率相近,光在紙頁表面的折射情況取決于紙頁表面纖維的結合情況,空隙率及填料的分布情況等。
紙頁對光的散射率隨填料比表面積的增加而增加,填料的粒徑越小,比表面積越大,對光的散射率越大。但當填料粒徑小於光波長的一半(即0.2Lm)時,光照射到填料顆粒表面時不易被折射,從而導致光散射率下降。造紙工業常用填料均有較高的比表面積,如煅燒瓷土、酚醛樹脂型有機填料、沉澱碳酸鈣等。
2.3.3 色料(染料和熒光增白劑)的添料
在PP合成紙紙的抄造中添加紙張增白劑類熒光染料可以提高紙的白度。熒光類染料可以吸收紫外光波(<370nm),并重新发出可见蓝光,从而产生一种荧光效应,它在日光中显出亮白色,掩盖了漂白浆内在的黄色[23]浆料中吸收紫外光的物质都会降低荧光类染料的效果。木素吸收紫外光,因此,木素含量高的浆料,采用荧光增白剂增白的效果差,钛白粉也会降低这类染料的荧光性,从而降低增白效果。另外,浆料中添加聚丙烯酰胺等助剂也会干扰荧光增白剂的效果。
2.3.4 纸张压光处理
PP合成纸纸张表面处理常用的方法主要有压光和涂布。一般来讲,压光处理可以提高纸的密度,降低纸张孔隙率,压光后纸张表面光散射系数降低,光泽度、紧度和平滑度得以显著提高,然而,不同孔隙率和填料含量的纸张,压光操作对其光散射系数的影响是不同的。例如,对未加填的纸张,压光前纸张平均孔隙率为2-7Lm,压光后纸张平均孔隙率变小,通常减至0.5-3Lm,但并没有引起纸张内部表面结构的变化,此时,压光操作并未造成纸张光散射系数的变化。对高填料含量的纸张(例如填料加入量达30%-40%的超级压光纸),由于其平均孔隙率本身很小,压光时要格外谨慎,以防其孔隙率降至光波长一半以下(此时,孔隙率与光散射无关)。
2.3.5 PP合成纸纸张涂布
PP合成纸纸张涂布的首要目的是改善其印刷适应性,同时可以提高纸页光泽度、白度和不透明度。一般来讲,张不透明度随涂布量的增加而增加。涂布后纸张光学特性首先取决于颜料的种类、特性及胶粘剂的用量[25],涂布纸的光学特性随涂布量的增加而改善。相同涂布量时使用光散射系数高的涂料成纸光学特性好,原纸特性对涂布效果有较大影响。例如,PP合成纸原纸的白度较低,则PP合成纸纸张预涂层应选用光散射系数较高的涂料。在顶涂层一般选用光吸收因子较低而光反射因子较高的涂料,以获得印刷特性和光学特性良好的涂布纸张。如果PP合成纸原纸的白度过低,即使涂上高白度的涂料,经超级压光后,涂布层的白度反而低于涂料的白度,所以,一般要求PP合成纸原纸白度尽量接近或超过涂料的白度。另外,PP合成纸原纸的不透明度对涂布纸的印刷特性也有显著影响,涂布原纸的选择要根据涂布工艺及涂布纸的用途来确定。