改善單面藍色工程紙噴墨打印質量的探討

⊙ 湯志久 任懷燕 楊振永 趙艷玲

(濰坊恒聯特種紙有限公司,山東濰坊 261100)

A research on improvement of ink-jet printing quality for single-side blue engineering paper

⊙ TANG Zhi-jiu, REN Huai-yan, YANG Zhen-yong, ZHAO Yan-ling

(Weifang Henglian Specialty Paper Co., Ltd., Weifang 261100, Shandong, China)

摘 要：介紹了單面藍色工程紙的用途，通過試驗工藝配方改進改善了噴墨打印質量，提高了油墨吸收性，減小了油墨擴散現象，滿足了客戶使用要求。

關鍵詞：工程紙;噴墨打印;工藝配方改進

Abstract: I n t h is paper was i nt roduced t he application of single-side blue engineering paper.Ink-jet printing quality was improved through process formula experiment, which also improve ink absorption, reduce ink diffusion and satisfies customer’s requirements.

Key words: engineering paper; ink-jet printing; improvement in process formula

曬圖紙作為一種工程用紙,市場需求量不斷減少。下滑的原因之一是曬圖紙中使用的重氮鹽和顯影液對人體有害，市場逐漸被現代印刷和高新打印技術所取代，如噴墨打印技術和激光打印技術等。目前，用于計算機等配套的終端輸出設備所需的紙張產品擴大到經過加工的特種紙，如高檔的噴墨打印紙、激光打印紙以及其他各種記錄紙。本文對經過涂布適于噴墨打印的單面藍色工程紙生產技術進行了探索。

1 工程紙簡介

1.1 工程紙分類

工程紙用途同曬圖紙，用于復印大批量工程技術圖紙資料，并能供工程噴墨打印和激光打印。因紙張在打印后要折疊使用，因此要求紙張耐折度好，水分適宜，高溫下不折裂，另外紙卷打印時要求不起折、不翹曲、無泡泡紗。目前市場上有雙面藍色工程紙、單面藍色工程紙、白色工程紙之分，如圖1。國產的產品雙面藍色工程紙、白色工程紙的技術水平相對高一些，但是單面藍色工程紙的生產廠家僅有浙江、江蘇等少量幾家小廠生產，技術水平相對較低。

圖1 工程紙分類

1.2 單面藍色工程紙的特點

單面藍色工程紙在滿足以上工程紙要求的同時，生產工藝上與雙面藍色工程紙和白色工程紙有較大區別，需要進行特殊的涂布處理，紙張反面呈白色，紙張正面呈客戶所要求的藍色，同時要滿足噴墨打印和激光打印的要求。

2 單面藍色工程紙涂布工藝研究

我們在進行單面藍色工程紙生產時，涂布工藝制定后進行了試產，試產的樣品耐折度等各項指標均可滿足客戶使用要求，客戶激光打印使用情況也較好，但經過噴墨打印后發現油墨擴散嚴重，紙張對油墨的吸收有問題，如圖2。

圖2 噴墨打印后油墨擴散照片(×200)

為解決噴墨打印后油墨擴散現象，我們對客戶使用的油墨進行了了解。客戶使用的兩種油墨中，水性油墨易出現擴散現象，首先我們準備了噴墨打印機和油墨，有針對性地對涂布工藝配方進行研究，對水性油墨和涂料配方進行了配伍試驗，對每次小試的紙樣進行噴墨打印觀察，最終確定了涂布配方工藝，解決了油墨擴散現象，并通過生產實踐進行了驗證。

涂料配方中的膠乳用量、顏料種類、顏料配比等是影響噴墨打印質量的關鍵因素。

2.1 不同膠乳用量對單面藍色工程紙噴墨打印質量的影響

試驗中其他化工材料使用工藝配方不變，改變配方中膠乳用量，涂布后進行噴墨打印觀察油墨擴散現象，表1是記錄的不同膠乳用量油墨擴散程度及其對單面藍色工程紙油墨吸收性的影響。圖3是拍攝的不同膠乳用量的涂布配方涂料進行涂布后的單面藍色工程紙進行噴墨打印后的放大照片(放大倍數200)。

圖3 不同膠乳用量產品噴墨打印效果對比(×200)

表1 不同膠乳用量油墨擴散程度及其對油墨吸收性的影響

從圖3可以看出，油墨擴散程度隨著膠乳用量的增加而增大;從表1可以看出，隨著膠乳用量的提高，紙張油墨吸收性變差。結合油墨擴散圖片，我們可以看出，涂布配方中隨著膠乳用量的增加，紙面封閉性會越來越好，在噴墨打印過程中油墨會長時間停留在紙張的表面，油墨干燥速度慢，導致油墨向周圍擴散。試驗范圍內，膠乳用量在6%時噴墨打印效果最好，考慮到膠乳用量不能太低，否則打印會出現掉粉現象，因此選擇膠乳用量為6%。

2.2 顏料種類對單面藍色工程紙噴墨打印質量的影響

固定膠乳用量6%，研究不同顏料涂布后油墨擴散程度的影響。通過資料查詢、分析，輕鈣的使用會提高油墨吸收性，提高噴墨打印效果，因此我們選擇了不同廠家的輕鈣進行涂料配方調整、試驗，使用日本進口輕鈣T P121、T P123和國產輕鈣D65等對比分析對成紙油墨擴散和油墨吸收性的影響，結果如表2和圖4。

表2 不同顏料對單面藍色工程紙油墨吸收性的影響

圖4 不同顏料涂布單面藍色工程紙噴墨打印效果對比(×200)

從油墨吸收性和噴墨打印擴散程度來看，不同顏料對油墨吸收和噴墨打印質量影響很大，進口輕鈣T P123、T P121油墨吸收性好，噴墨印后油墨擴散也少，是較好的顏料。T P123結晶構造為霰石，粒子形狀柱狀，基本粒子徑0.2μm×1.5μm，它與紡錘狀的方解石T P121相比，油墨吸收性相當，但噴墨打印質量T P 1 2 3為佳。國產輕鈣 D 6 5對比口輕鈣，油墨吸收性略低，噴墨打印后放大照片有 輕微 擴散。自制重鈣G C C 6 8對比進口輕鈣，油墨吸收性低，噴墨打印后放大照片有輕微 擴散。進口輕鈣配比自制研磨 G C C 9 5后，噴墨打印效果變差，由此可見，涂料配方中不能使用G CC95。從質量方面考慮選用進口輕鈣T P123;從成本方面考慮可選用部分自制GCC68型重鈣。

2.3 不同顏料配比對單面藍色工程紙噴墨打印質量的影響

因單獨使用進口輕鈣的成本很高，我們對比了不同顏料配伍使用對油墨吸收性和噴墨打印質量的影響。

本試驗固定膠乳用量6%，使用進口輕鈣T P123配合其他顏料進行涂料制備。如表3。

表3 不同顏料配比對油墨擴散程度和油墨吸收性的影響

從油墨擴散程度來看，使用G C C68 100%和配用T P123均能達到噴墨打印質量的要求;從油墨吸收性來看，單獨使用GCC68的油墨吸收性差，噴墨打印后油墨干燥速度慢，連續打印會出現黏連現象，即噴墨打印后油墨會黏附在后打印紙張的反面上;從成本和打印質量兩方面考慮，選擇顏料配比為GCC68 80%與T P123 20%。

2.4 輔助膠黏劑對單面藍色工程紙噴墨打印質量的影響

顏料涂布過程中，羧甲基纖維素鈉的使用起到輔助膠黏和保水作用。在單面藍色工程紙涂布過程中，我們仍選擇羧甲基纖維素鈉作為輔助助劑，通過小試對比，適宜的用量為1.5%，在保證膠黏和保水作用的同時，生產的紙張噴墨打印不擴散。

3 單面藍色工程紙生產技術

3.1 性能要求

(1)適宜激光打印和噴墨打印，常溫紙張耐折度好，高溫下不折裂。

(2)水分適宜，紙卷打印不起折、不翹曲、無泡泡紗。

(3)涂布紙面色相均一，不涂花。

(4)噴墨打印吸墨性好，能快速吸收墨水，且墨水不擴散。

3.2 原紙生產

原紙的性能對涂布紙的質量有很大影響。原紙的定量、耐折度、水分、吸水值等均影響涂布后產品質量，通過試驗研究、中試確定原紙生產質量要求。

(1)市場上使用的單面藍色工程紙 定量在 8 0～100g/m2，其中80g/m2用量居多，因此我們從80g/m2產品入手進行試驗，通過小試確定原紙定量為70g/m2，正面涂布量7～8g/m2，反面涂布量為2～3g/m2。

(2)原紙的耐折度很大程度上決定了涂布后的耐折度，原紙耐折度要求縱橫向均大于25次，高溫下耐折度分別大于5次。

(3)原紙的水分既影響原紙耐折度，也影響涂布時顏料液的吸收，一般涂布原紙水分控制在4.0%。

(4)原紙的吸水值同樣影響涂布顏料液的吸收。吸水值大，涂布吸收量大，易造成斷紙;吸水值小，造成生產浪費。

(5)另外，應市場要求，控制好紙張的白度和色相。單 面 藍 色 工 程 紙 原 紙 技 術 指 標 要 求 ：定 量70g/m2，白度92%～94%，耐折度35/30次，C o b b值26.5/24.8g/m2，水分4.1%。

3.3 涂布生產

3.3.1 涂料性質

選擇氣刀涂布，保證紙面涂料的均勻性。因氣刀涂料要求固含量低，流動性好，由小試和中試確定涂料濃度為40%，黏度控制在40～60mPa.s。

3.3.2 涂布量控制

單面藍色工程紙涂布經2次涂布，總涂布量10g/m2。 正面涂布量控制在7～8g/m2，既能保證涂布紙面均勻，不露白，又能保證紙張的厚度指標，挺度好。反面涂布量2～3g/m2，涂布反面的目的是防止紙張翹曲，打印走紙不暢造成卡紙。

4 結論

(1)試驗探討了涂布過程膠乳用量、顏料種類、顏料配比、輔助膠黏劑的使用對單面藍色工程紙噴墨打印油墨擴散現象的影響，得出了最佳的膠乳用量為6%，顏料使用T P123∶自制G C C68為80%∶20%，輔助膠黏劑用量為1.5%。

(2)因單面藍色工程紙為涂布紙，原紙生產須滿足原紙質量要求，保證耐折度大于35/30次，并保證C o b b值和水分滿足工藝要求。

(3)目前，國內單面藍色工程紙生產企業較少，產品質量還存在一定的不穩定性，噴墨打印質量、挺度、紙面均勻性等均有待進一步提高，隨著工程紙市場的蓬勃發展，吸引著大量國內商家投資中國市場。隨著單面藍色工程紙生產技術的不斷發展以及人們對該產品的認可和依賴，單面藍色工程紙的市場需求量不斷增加，解決單面藍色工程紙的技術瓶頸問題，提高產品質量已是目前首要任務，研究開發高質量的單面藍色工程紙勢在必行。

                                                                                                                                                     來源：中華紙業