油墨与纸张及其它承印物的关系(三)

    （二）、玻璃(再生纤维)纸

    玻璃纸的组成也是天然纤维素，但它是纯度很高的天然纤维素，一般是高纯度的木浆，故透明而有光泽。

    1、类型，特性与应用。

    玻璃纸的外文名称很多，例如；Cellophane，Diophane，Rayophane，Sidac，Transparit，Zellglas，Lactophane，Viscacelle等。

    玻璃纸一般分不耐湿的及耐湿的两类。一般的玻璃纸是不耐湿的，这种类型的通常叫P或PT膜，以直接染料染色的玻璃纸叫PC膜。

    玻璃纸的机械性能取决于软化剂的量与类型。当然，加工过程也会带来一定的影响。增加软化剂则增加柔软及韧性，但吸湿性亦相应增加。

    为了改进抗湿性，玻璃纸经常在一面或两面涂以涂层，以用于热封工艺(如ST膜，QSAT膜)，二面涂硝基纤维耐湿的如MS，MT膜，涂一面的叫DMS膜，或是两者均可(如MST膜，MSAT膜)。涂层包括硝酸纤维，蜡，树脂和增塑剂等等。较新的涂层是以聚偏二氯乙烯(PVDC)为主再加入其它化合物组成的。这种类型的玻璃纸叫K膜(Kfilm)，K膜(亦称MXXT膜)不仅耐湿而且具有良好的耐折性及耐磨性能。

    玻璃纸的规格符号是各国不一的，故上述内容仅供参考。

    玻璃纸的厚度一般可分为三种，见下表：

    透明度是玻璃纸的最重要指标。如果透明度不理想，则这种玻璃纸就黯然逊色了。在这种纸上印刷时，一般是先以白墨或金、银墨打底，否则，它的印刷效果就不会理想。

    玻璃纸的耐撕裂度是比较低的，如果在其边缘上有裂口，则极易顺口撕裂。当然，一般地说，在600米／分的速度下印刷时，其强度还是可以的。

    由于玻璃纸不吸墨，故一般在印刷后要经过热空气等的处理才能使油墨干燥。但需注意，如果热量过高的话，就可能对玻璃纸的质量带来危害。

    相对地说，由于油墨的光泽无论如何也比不上玻璃纸，故玻璃纸印刷大多采用反面印刷(即油墨印在玻璃纸的另一面，而以非印刷面面对视线)。如果用作食品袋包装等时，则由于油墨经不起摩擦，又可能污染食品，故大多采用双层热封(复合)工艺，这样油墨就被夹在两层薄膜之间了。

    由于经常用脲来作为不耐湿玻璃纸的软化剂，而脲在长期存放中有分解而产生氨类的现象，使pH值高达9左右。在这种情况下，油墨的耐碱性是必须要考虑的。

    2、制造方法。

    玻璃纸的制造方法就是将不透明的纤维浆变成光亮的膜。生产上一般有两种方法，即粘胶法和铜铵法，它们的质量基本上是相似的。

    粘胶法与纺织工业的粘胶纤维(人造丝)生产法大同小异。一般是先以17.5—18％的氢氧化钠液处理纸浆(碱浸)，使纤维泡胀，在碱过量的情况下，将纸浆压出，破碎成小块，存放一段时间(调湿)，当原来的长分子链被部分断裂后，再以二硫化碳处理之。得黄原酸纤维素钠，再溶于稀氢氧化钠液中，即得橙黄色粘液，然后通过压滤除去杂质，并真空脱去空气。再存放一段时间以使之“成熟”。

    将这种粘(胶)液从一条狭缝中挤压出来，并使之通过酸浴(由硫酸、硫酸钠、硫酸锌等组成)，就形成薄膜了。纤维膜的生成有两个阶段，即粘胶进入酸中后就发生凝结作用，然后发生所谓再生作用(所谓再生纤维之名由此而来)。黄原酸纤维素钠复合物就发生破裂而得纤维素及一定量的简单化合物。此时生成的膜呈暗黄色不透明体，再将这种膜通过不同的化学品溶液的处理以除去杂质，然后漂白之。此时若将膜干燥，则其性质太脆，不适用于印刷，故还要使之通过含有亲湿物质(如甘油、乙二醇、脲等)的软化或塑化处理，然后再烘干之，使其含湿量在7—10％之间即可。

    （三）、合成(纤维)纸类

    用于造纸的除了天然植物纤维外，尚有非植物性纤维，它们包括无机纤维(如玻璃纤维)、合成纤维(如各种高分子聚合物喷丝而成的纤维)、金属纤维(金属熔融喷丝而得的纤维)等等。这些纤维虽然都可以用来抄纸，但能印刷而接近纸的概念者，唯合成纤维类而已。

    人们在寻找天然纤维的代用品时，随着石油化学工业的发展和高分子合成技术的成就，就出现了合成纤维，合成纸和合成浆。

    1、合成纤维。

    利用合成纤维(如尼龙、睛纶、涤纶等)造纸约始于1953—1954年间。到六十年代则已有了比较大的发展。

    由于合成纤维具有疏水性，打浆时难以分丝帚化，也不能形成“氢键”，所以，抄纸时要采用各种粘合剂、润湿剂、分散剂等，才能形成纸张。

    生产时可以单独或者配以一定数量的植物纤维，并在一般的长网抄纸机上抄造合成纤维纸。由于流浆箱中浆料的浓度低，约为0.025%（浓度太大会出现絮聚)，因此采用斜网上浆方式以加快滤水过程。烘缸的表面应涂以有机硅树脂，防止“粘缸”。为避免干燥时产生收缩而引起合成纤维纸的破裂，烘缸应单个分别控制运转。当纸页抄成后还需进行热压处理，以使合成纤维之间互相粘合，维持稳定的强度。

    可以看出，合成纤维纸在干湿状态下的强度都比较高，且能耐酸、耐碱、耐腐蚀，对氧化作用稳定，不怕微生物侵蚀。由于各种合成纤维的质量都不一样，故每种合成纤维纸均有其独特性能。例如聚酰胺(合成纤维)纸的弹性大、韧性好、强度高。

    合成纤维纸因其用途不同而有很多商业名称。它们可用作书皮纸、招贴纸、壁纸、衬垫纸等。大多数的合成纤维纸需要采用特殊的油墨方可印刷而得到比较满意的效果。目前这类纸一般不作文化方面的应用，大多作为工业技术用纸。

    2、合成纸。

    所谓合成纸，实际上就是一种聚合物膜，我们把它归纳在这一个范畴内，目的是想使之与一般的聚合物膜有所区别，当然，实际上它们的确也是有所区别的。国际市场上所谓的纤维(粘)结合纸(SpunbondedSheets)就属于此范畴。

    我们知道，塑料薄膜的印刷历史已经很长了。但是作为一种纸张代用品，则是在1960年以后的事，1965年，高分子双向拉(延)伸技术研究成功，为生产合成纸打下了良好的工艺基础。当然，它要与传统的纸张竞争，除了质量外，还有价格上的因素，而后者只能在合成原料量大、价廉的情况下才有可能。

    （1）．特性与应用。合成聚合物膜有许多方面与天然纤维纸不同，第一，不挺(硬度不够)；第二，由于它没有疏松性，故不可能像纸张那样吸收油墨。当然，它们也有特点，如耐化学性好、耐折、韧性好、耐连续折叠、以及表面光滑，可以印得比较好的印刷品等。

    对合成纸来说，还要求不透明性、颜色、表面亮光、印刷适性(包括在印刷机上的传送、控制)、吸墨情况、粘附牢度以及耐划情况等。

    不透明性一般是在合成纸中加入钛白粉和填料(如高岭土，碳酸钙等)来得到的。例如Polyart合成纸是一个早期生产的代表性品种，它是含有填料的高密度聚乙烯膜，具有白度好、亮光好、表面光滑不吸收的特点，只要注意控制，它可适用于各种印刷方法。虽然它的吸收性差，吸收的油墨少，但在条件适当的情况下，少量的油墨也可得到良好的效果。这是因为天然的植物纤维纸，会吸收比较多的油墨，且由于纤维的光扩散作用，颜料的效果会有所降低，故增大了印品的灰度，从而使印品的效果下降。

    合成纸要想得到好的印刷适应性，必须注意控制高密度聚乙烯膜的表面性能。一般合成纸以电荷处理后可以得到比较好的油墨粘附牢度。

    这类纸张的缺点是价格比较贵(比一般纸张贵2—3倍)，印刷要求比较严(尤其是在平印中)，而且对油墨的牢度与干性要求也比较高。当然，由于合成纸中掺有大量的填料，所以其表面情况比之聚合物(塑料)薄膜来要优越得多了，故对油墨的牢度及干性要求比之塑料薄膜来是比较低的。

    由于牢度好，耐折，故合成纸的用途目前大多是一些需要使用寿命的范畴，例如地图，标签，书籍封面等方面，而价格对这些范畴方面也不会带来什么问题。当然，它们的应用范畴正在不断扩大。

    可以估计，合成纸是发展趋势。

    （2）．制造方法。合成纸的原料很多，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙二醇酯、聚酰胺，聚碳酸乙酯等。其中以高密度聚乙烯应用比较多，因为它价格最便宜，且成膜后其硬度、弹性亦比较好，断裂时又有很好的延伸作用。

    合成纸的制造原理是：前一部分，与生产塑料薄膜相似，即在一定的高温条件下，把高分子原料熔融、挤压、制膜。再进行加热拉(延)伸。后一部分进行的加热拉(延)伸工艺就是所谓的“纸状化”处理。

    对高分子原料的预处理(即从熔融到制膜)早有成熟的经验。而加热拉(延)伸则是生产合成纸的关键。这就是将塑料(树脂)薄膜加热到“软化点”状态，借外力由纵横两个不同的方向将它拉伸(即双向延伸工艺)，然后再进行急骤冷却处理，使分子“配向”固定。达到拉(延)伸极限的薄膜，尺寸就比较稳定，强度(抗张、抗撕裂)也可提高。一般说，采用双向拉(延)伸工艺生产的合成纸，质量是比较高的。

    实际上，加热拉(延)伸过程是聚合物膜的分子排列过程，即聚合物结晶从熔融状态再结晶而组织成内连的晶块。

    聚合物从溶液状态形成结晶，目前认为它与形态学结构相似，这些体积矩阵结构包括一层层的片状结晶以及形成球状结构。在低于熔点时，膜或纤维的定向作用会由于滑动而使这些片状发生重排而成不同晶面。结晶区则与许多伸长了的纤维发生内连作用。

    出现内晶纤维可大大增加薄膜的机械强度，因为它可防止晶面破裂。

    对于合成纸来说，在膜的平面上其机械性应当尽量对称，故双向拉(廷)伸是个比较好的工艺。通过选择准确的定向温度以及拉伸比，其成品质量肯定比非定向生产的为好。

    双向(即纵，横向)拉伸的装置主要有滚筒式和管状式的两种，操作方法上又分为一段和两段双向拉(延)伸两种。目前生产上以滚筒式比较多，因其设备费用低，各向平衡性好。但它对开始成膜的“精度”要求比较高，拉(延)伸的倍率受到一定限制。

    以这种工艺生产的产品有如下几个优点：(a)机械强度高、挺度好，(b)对混合材料来说，可改进它们的内粘附作用，(c)改进表面亮光，(d)改进撕裂强度，(e)厚度均匀。

    加热拉(延)伸后所得到的薄膜光滑而透明，但不能用来印刷，故还要进行所谓“纸状化"处理，好像把透明玻璃经过磨砂变成了毛玻璃一样，以提高合成纸的不透明性和“吸”墨性。纸状化的加工方法主要有化学起泡、压纹、喷沙、加填(加入钛白粉和其它填料)、涂布等。

    3、合成浆。

    合成浆是两种或两种以上的不相混溶的树脂(如聚乙烯醇、聚乙烯等)配合在一起加热熔融，再经过挤压或抽丝，切成一定长度的纤维。用它作为纸浆的代用品，叫做合成纸浆，简称“合成浆”。它与制造合成纤维稍有不同。

    合成浆可以单独地或配用一定比例的植物纤维，利用现有的湿法造纸设备进行抄造纸张。国际市场上有一种所谓合成木浆(简称SWP)，就是一种以直接法生产的含有大量高密度聚乙烯的水可分散的热塑性纤维。

    合成浆具有较高的白度和光散射率。故在一般纸浆中掺加合成浆而抄制的纸张，具有比较好的白度和不透明性，因此，可以少用或不用增白剂和填料。同时，由于它的吸湿性小，故成品纸对湿度的反应也很小，尺寸是比较稳定的。但是，合成浆与植物纤维的交织力比较差，会影响成纸的机械强度，故抄造时应适当加入些增强剂，例如天然或变性淀粉，三聚氰胺树脂等。

    用合成浆抄制的纸叫做“纤维(型)合成纸”。它可以配以不同数量的一般纸浆而抄造胶版纸、凸版纸和书写纸等，也可制造包装纸和热封袋纸。

    （四）、钙塑纸

    钙塑纸是一种几乎含三分之二无机物的新型纸张，它有“人造木材”，“发泡材料”和“钙塑纸”等多项品种。我国目前把它统称为钙塑材料。

    由于在常温下无机盐是相当稳定的化合物，它难溶于水、耐热，不燃。因此，以它为主体制成的钙塑纸也具备下列特点：化稳定性好，不怕水、不吸湿，抗热，不易燃烧，即使着火也烧得很慢，几乎不出现黑烟，烧后也只剩下一点白灰。钙塑纸还具有比较高的耐破度和撕裂度，对油墨有一定的吸收力，适于印刷，甚至是套色印刷。在外观上，它与普通纸张无明显的差别。

    钙塑纸与合成纸不同，它的主要成分是无机物，而合成纸是由有机高分子所组成的。钙塑纸可以加工制成胶版纸，铜版纸，描图纸等，也可以用来制书卡，证券。还可以制成轻型的瓦楞纸板箱等。

    钙塑纸的成本并不高，但有些性能尚待改进，例如匀度、平滑度，折光度等。

    钙塑纸的生产工艺大致如下：先将原料(国内一般用碳酸钙，也可采用细度达到要求的一些其它无机钙盐，也有采用石灰石焙烧与二氧化硫化合而生成的微晶亚硫酸钙等)和少量聚烯烃树脂(如聚乙烯)以及辅料(如发泡剂—偶氮二甲酰胺，交联剂—过氧化二异丙苯，脱模剂—硬脂酸，稳定剂—三盐基性硫酸铅)等放于搅拌机内混合均匀，再以两辊混练机在160℃的温度下进行强力捏和，依靠机械力的作用使细小(直径约为三微米)的碳酸钙嵌入呈熔融状态的树脂中，最后由混练机轧出来的是半成品——薄片。再以轧延机的滚筒滚轧延伸而成钙塑纸。

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