一種高檔彩色字典紙的生產(chǎn)方法

張巖強(qiáng)，王云豐，王洪偉

（牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司，黑龍江 牡丹江 157013）

字典紙是一種高級的薄型書刊用紙，紙薄而強(qiáng)韌耐折，紙面細(xì)致，質(zhì)地緊密平滑，稍微透明，有一定的抗水性能，主要供印刷字典、詞典、經(jīng)典書籍等一類頁碼較多、使用率較高、便于攜帶的書籍。高檔彩色字典紙相比普通字典紙具有高PPI[1英寸（25.4 mm）厚度能容納印刷品的頁數(shù)]、超薄、高不透明度、色澤艷麗等特點(diǎn)。高檔彩色字典紙能更有效降低印刷及運(yùn)輸成本，擴(kuò)大信息量，且色彩艷麗清晰、不刺眼，能夠大幅度緩解讀者視覺疲勞。

我公司通過近年來的努力，攻克了高檔彩色字典紙的技術(shù)難題，產(chǎn)品定量可達(dá)到25 g/m2，PPI達(dá)到1 750左右，不透明度可控制在82%以上，成紙色彩方面可根據(jù)客戶需求生產(chǎn)，目前市場上主要以藍(lán)白、米黃、哈德利白、紅色等為主。本文將介紹我公司在高檔彩色字典紙生產(chǎn)過程中遇到的技術(shù)難題及解決途徑，為當(dāng)前市場上高檔彩色字典紙的生產(chǎn)提供了一種方案。

1 技術(shù)難題

（1）抗張強(qiáng)度：由于高檔彩色字典紙相比普通字典紙的最大區(qū)別之一就是定量低，紙頁超薄，具有較高的PPI，因此要保證不出現(xiàn)斷紙現(xiàn)象，就要使紙頁具有較高的抗張強(qiáng)度。

（2）紙面勻度：高檔彩色字典紙紙張厚度小，紙頁薄，如何保證紙面勻度是一大難題。

（3）不透明度：高檔彩色字典紙紙頁超薄，為了不出現(xiàn)透印現(xiàn)象，所以要保證足夠的不透明度。

（4）色彩艷麗：高檔彩色字典紙色系可根據(jù)客戶要求調(diào)整，但是要保證色彩艷麗、清晰、色差小且穩(wěn)定。

2 設(shè)計(jì)方案

（1）要保證紙張抗張強(qiáng)度，將長纖維配比適當(dāng)提高，填料加入量適當(dāng)減少，加入提高纖維結(jié)合強(qiáng)度的功能性助劑，同時(shí)合理控制紙機(jī)各部參數(shù)。

（2）要保證紙面勻度，將適當(dāng)提高針葉木漿和闊葉木漿的打漿度，在不出現(xiàn)粘料等紙病的前提下，水印輥入網(wǎng)深度盡量大，各部速差合理控制，由于要保證抗張強(qiáng)度，所以針葉木漿和闊葉木漿的配比不進(jìn)行針對性調(diào)整。

（3）要保證紙張不透明度，由于抗張強(qiáng)度的關(guān)系，填料加入量是不能提高的，主要采用漿內(nèi)添加功能性填料的方式進(jìn)行調(diào)整。

（4）要保證色彩艷麗、清晰、色差小，要選擇優(yōu)質(zhì)的染料，加入位置及方式進(jìn)行合理選擇，并通過專用儀器對色差進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3 生產(chǎn)實(shí)踐

3.1 打漿工藝

原料使用進(jìn)口漂白木漿，針葉木成漿和闊葉木成漿打漿系統(tǒng)各自均采用連續(xù)打漿的方式，針葉木成漿打漿系統(tǒng)采用多循環(huán)倉進(jìn)行2次循環(huán)打漿，為保證成紙勻度，針葉木成漿打漿系統(tǒng)的打漿傾向于分絲帚化，故而使用1臺切斷磨片和3臺帚化磨片。成紙定量設(shè)計(jì)為25 g/m2，要保證成紙具有較好的抗張強(qiáng)度，針葉木配比為質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%～70%，同時(shí)灰分不宜過高，控制在質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%以下，填料選擇紡錘形液體填料，加入方式為混合倉和沖漿池同時(shí)添加，既保證了填料與漿料的完全混合，又能保證灰分控制的穩(wěn)定性和及時(shí)性。

表1、表2和圖1分別為漿料主要參數(shù)、漿料分析數(shù)據(jù)和纖維勻整度附圖（表和圖中的分析項(xiàng)目均按相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測）。

3.2 表涂工藝

為使產(chǎn)品具有良好的適印性，需表涂功能性助劑進(jìn)行表面施膠，表面施膠要保證橫幅均一性和良好的料膜狀態(tài)，如狀態(tài)不理想要及時(shí)對表膠設(shè)備、參數(shù)或表涂助劑進(jìn)行合理調(diào)整。圖2為表涂系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備。

表1 漿料主要參數(shù)

表2 漿料分析數(shù)據(jù)

圖1 纖維勻整度附圖

圖2 表涂系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備

3.3 抄造工藝

字典紙是一種兩面印刷產(chǎn)品，因要保證兩面印刷效果基本無差異，所以使用長網(wǎng)多缸紙機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，并使用壓光機(jī)進(jìn)行整飾，且壓光機(jī)鋼輥面與紙張網(wǎng)面接觸，盡量減小兩面平滑度差。

（1）由于成紙定量較低，為保證產(chǎn)品不出現(xiàn)斷紙情況，必須要保證成紙具有較高的抗張強(qiáng)度，為保證抗張強(qiáng)度指標(biāo)，除提高針葉木配比、適當(dāng)降低成紙灰分外，紙機(jī)各部速差要適當(dāng)提高，保證抄造過程中具有足夠的張力，另外干燥曲線要合理優(yōu)化，干燥過程盡量平緩，不能出現(xiàn)強(qiáng)干燥的情況。

同時(shí)使用一種功能性助劑作為系統(tǒng)增強(qiáng)劑，添加量為常規(guī)添加量的2倍，最大程度提高紙頁抗張強(qiáng)度，在高檔字典紙開發(fā)過程中抗張強(qiáng)度指標(biāo)是一切的基礎(chǔ)，干燥曲線趨勢圖見圖3，增強(qiáng)劑添加量對紙頁抗張強(qiáng)度的影響見圖4。

圖3 干燥曲線趨勢圖

圖4 增強(qiáng)劑添加量對紙頁抗張強(qiáng)度的影響

（2）為保證紙面勻度，除了漿料打漿度較高外，使用4組真空箱和6塊刮水板共同完成脫水過程，采用進(jìn)口聚酯三層網(wǎng)承載紙頁，網(wǎng)案總長度達(dá)18 m，紙頁從上網(wǎng)至進(jìn)壓榨部之前距離為8 m左右，可保證紙頁足夠的脫水能力。真空脫水不宜過快或過慢，水線位置控制在第3、第4組真空箱之間，真空度盡量小，避免出現(xiàn)真空過大造成的紙面針孔眼；刮水板角度不宜過大，控制在1.5°左右，原則上刮水板角度盡量小，如脫水能力弱，可以選擇繼續(xù)增加刮水板數(shù)量保證脫水能力，但不能通過調(diào)大刮水板角度強(qiáng)制脫水。同時(shí)控制紙面清潔度，采用四段除渣的方式對漿料進(jìn)行過濾，對末端尾渣每30 min排放1次。

（3）使產(chǎn)品具有較高的不透明度指標(biāo)，是產(chǎn)品開發(fā)的一大難點(diǎn)，也是高檔字典紙相比普通字典紙的最大特點(diǎn)之一，因?yàn)椴煌该鞫扰c抗張強(qiáng)度在成紙的抄造過程中相互制約，為保證抗張強(qiáng)度，灰分不能控制過高，紙機(jī)各部速差不能過小，這與不透明度指標(biāo)控制相沖突。所以控制不透明度指標(biāo)不能在紙頁抄造過程中進(jìn)行，我們選擇在漿內(nèi)添加一種主要成分為二氧化鈦的功能性助劑來實(shí)現(xiàn)，此助劑具有極好的不透明性，且易于溶解，利用率高，效果明顯。加入方式為溶解后與填料進(jìn)行混合，加入混合倉內(nèi)，根據(jù)不透明度指標(biāo)的要求來調(diào)整加入量，同時(shí)產(chǎn)品水分不宜過高，控制在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%以下，功能性助劑不同添加量對不透明度指標(biāo)的影響見圖5。

圖5 功能性助劑不同添加量對不透明度指標(biāo)的影響

為保證生產(chǎn)過程的有序進(jìn)行，避免多種問題同時(shí)出現(xiàn)，造成操作人員的疲于應(yīng)對，染料先不進(jìn)行添加，待其他指標(biāo)合格后再進(jìn)行著色。

表3是紙機(jī)各部的工藝參數(shù)。

4 產(chǎn)品著色

高檔彩色字典紙顏色的艷麗程度和色差的穩(wěn)定性是區(qū)別于普通字典紙最大的特點(diǎn)之一。我們主要通過優(yōu)選了一種進(jìn)口染料、使用原輔料的方式實(shí)現(xiàn)。染料結(jié)構(gòu)為線性和平面分子，含有大量羥基和氨基，與纖維素結(jié)合力強(qiáng)，著色穩(wěn)定，效率高，且耐光性優(yōu)良，色彩艷麗，不受水質(zhì)影響。色差的穩(wěn)定性主要是通過生產(chǎn)過程控制來實(shí)現(xiàn)的，待成紙指標(biāo)穩(wěn)定后開始加入染料，染料選用一種液體直接染料，本文以藍(lán)白產(chǎn)品為例。為使產(chǎn)品著色穩(wěn)定，染料采用連續(xù)加入的方式，通過流量的調(diào)整來控制顏色的深淺；染料進(jìn)入系統(tǒng)之前要使用300目的過濾網(wǎng)進(jìn)行過濾，為提高染料著色的效率和穩(wěn)定性，將染料加入到濃漿中（機(jī)前漿池），機(jī)前漿池液位保持不變。由于生產(chǎn)過程中會有損紙的產(chǎn)生，需要回抄處理，為保證顏色的穩(wěn)定性，損紙配入量始終相同。檢測成紙顏色穩(wěn)定性，如顏色與標(biāo)樣偏差較大，則通過控制 L、a、b 值進(jìn)行控制，L、a、b 值是國際照明委員會規(guī)定的一種顏色標(biāo)定模式，其中：L值代表亮度，范圍為0～100，0為最暗，100為最亮；a值代表紅綠，范圍為-128～+128，負(fù)值偏綠，正值偏紅，絕對值越大顏色越深；b值代表黃藍(lán)，范圍為-128～+128，負(fù)值偏藍(lán)，正值偏黃，絕對值越大顏色越深。色差△E的計(jì)算公式為△E2=△L2+△a2+△b2，△L=L標(biāo)-L測，△a=a標(biāo)-a測，△b=b標(biāo)-b測。

表3 紙機(jī)各部的工藝參數(shù)

本次生產(chǎn)是藍(lán)白產(chǎn)品，所以調(diào)整染料的添加量主要會影響產(chǎn)品的b值，所以只要使產(chǎn)品的b值與標(biāo)樣接近，色差△E就能合格。

檢測儀器：分光密度儀

檢測方法：取橫幅10個(gè)位置進(jìn)行檢測，檢測點(diǎn)之間距離相同，且保證整幅紙張均在檢測范圍內(nèi)。依據(jù)10個(gè)點(diǎn)的L、a、b值計(jì)算出平均值，以平均值作為標(biāo)樣，然后分別檢測各點(diǎn)的色差ΔE，色差ΔE≤0.8為合格，高于0.8則認(rèn)為顏色均一性不合格，色差不穩(wěn)定。色差檢測結(jié)果和成紙物理性能指標(biāo)分別見表4和表5（表中的分析項(xiàng)目均按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)檢測）。

表4 色差檢測結(jié)果

表5 成紙物理性能指標(biāo)

5 結(jié)論

我公司生產(chǎn)的高檔彩色字典紙產(chǎn)品定量可達(dá)到25 g/m2，PPI達(dá)到1 750左右，不透明度指標(biāo)可控制在82%以上，處于當(dāng)前市場領(lǐng)先地位。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）產(chǎn)品具有較低的定量、紙頁超薄、高PPI，可以大幅節(jié)約生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本，使用便利；（2）產(chǎn)品在定量較低的情況下具有很高的不透明度，使產(chǎn)品具有高阻隔性，避免印刷過程中出現(xiàn)透印現(xiàn)象；（3）在保證產(chǎn)品色彩艷麗的同時(shí)，產(chǎn)品色差控制穩(wěn)定，肉眼無法看出顏色差異。產(chǎn)品顏色多樣化，可分為藍(lán)白、米黃、哈德利白等等，可根據(jù)客戶要求生產(chǎn)。