涂布紙（coated paper）是在原紙上涂上一層涂料（coating color），使紙張具有良好的光學(xué)性質(zhì)及印刷性能等。其主要用途有：印刷雜志、書籍等出版用紙和商標(biāo)、包裝、商品目錄等印刷用紙，兩者的比例約為1：3。涂布紙大至可分為：銅版紙、涂布紙、輕量涂布紙，除此之外還有烙光涂布紙等特殊涂布紙。

簡(jiǎn)介

對(duì)這類涂布紙，世界各國(guó)的分類也有若干差別。原紙則一般多用道林紙，也有使用含磨木漿或脫墨漿原紙的涂布紙，除特殊用途外，大多用于廣告海報(bào)與雜志內(nèi)頁，因此，就算在同一復(fù)制條件下，所呈現(xiàn)的色彩也會(huì)有很大的差異，所以，要提升印刷品質(zhì)，必要先掌握紙張對(duì)彩復(fù)的影響，進(jìn)而在照相分色或印機(jī)上作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使印刷品質(zhì)能合乎需求。

原紙

涂布紙的制造，簡(jiǎn)單的說是指在原紙之上涂上涂料，經(jīng)過干燥后再用壓光機(jī)使得它的表面平滑化，因此原紙與涂料是左右涂布紙品質(zhì)的重要因素。

以一個(gè)涂布量為20g/m2的涂布層為例，假設(shè)涂料的干比重為1.5，則涂布層之厚度僅約0.0013公分，在如此薄的厚度下，原紙的品質(zhì)確實(shí)占有重要的地位。

假使涂布的速度慢時(shí)，因?yàn)槲蟮脑埣埰ィ竭_(dá)干燥部門不能失去強(qiáng)度，所以必須適度的上膠與保持濕紙的強(qiáng)度。反過來說涂布速度快時(shí)，則紙張必須具備一定的強(qiáng)度來抵抗高速涂布所帶來的機(jī)械力，同時(shí)均一的吸水性也是非常的重要。

除此之外，涂布用原紙還必須具備下列的性質(zhì)：

- 一尺寸安定性好，不會(huì)因水分變化而有太大變化。

- 二對(duì)涂料的吸附性強(qiáng)。

- 三原紙必須不會(huì)彎曲，否則會(huì)引起涂料條痕而導(dǎo)致紙張斷裂。

- 四不可有皺紋、破洞等瑕疵。

- 五涂布加工時(shí)，紙卷必須卷緊，以免發(fā)生斷紙。

原紙性質(zhì)中會(huì)影響涂布主要有：均一性、平滑度、表面吸收性、表面強(qiáng)度、表面情形、化學(xué)適性、兩面性及紙面光學(xué)性等，因此，一張紙的好壞，在于原紙的狀況好壞與否。

概述

涂料配制是制造涂布紙最基本的技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品用途具有關(guān)鍵性的影響，所以涂料須滿足涂布作業(yè)的操作性及印刷適性等，并按這些條件進(jìn)行設(shè)計(jì)制造;即涂料的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)何種涂布紙有關(guān)。以數(shù)量來看，仍以普通涂布紙為主，但以技術(shù)層次而言，則希望擁有銅版紙類的技術(shù)。不同產(chǎn)品應(yīng)使用其相對(duì)應(yīng)的涂料、涂布方法和涂布機(jī)。雖然各種類必須達(dá)到規(guī)定的品質(zhì)指針，但是最重要的是獲得客戶的肯定。

紙張涂布用的涂料種類很多，而其中較為普遍應(yīng)用的是水基性涂料。水基性（Water?base）涂料的組成大致上可分成四類：顏料、接著劑、添加助劑及水。這四類成份的組合與涂布后紙張的品質(zhì)息息相關(guān)。

顏料

顏料有白土 - 白色黏土、碳酸鈣、沙丁白、氫氧化鋁、二氧化鈦和塑料顏料等。

1.白土

白土從成份上分類有:高嶺土類、葉石類 - pyrophyllite、云母類 - cericite等。高嶺土又進(jìn)一步細(xì)分為：高嶺土、多水高嶺土等，這些白土都已經(jīng)被商品化生產(chǎn)但是，現(xiàn)在涂布紙用白土中，基本上把高嶺石類都稱為高嶺土，也就成為涂布用白土的代名詞。

高嶺土顆粒呈六角板狀，粒徑為0.3-3微米。這些微粒的縱橫比、粒徑直接影響涂布紙類顏料的品質(zhì)，目前涂布紙顏料多用高嶺土，因?yàn)樗苜x予涂布紙較高的白紙光澤性，所需的接著劑適量，黏性和分散性較好，使涂料能提高固形份。

2.碳酸鈣

在涂布紙中被廣泛應(yīng)用，其使用量?jī)H次于白土。尤其在臺(tái)灣擁有豐富的碳酸鈣，近年來甚至逐漸取代價(jià)格較貴的白土，并依涂布紙的用途和生產(chǎn)方法開發(fā)出許多品種，所以如何適度的使用碳酸鈣可以說是涂布紙涂料之重點(diǎn)。由于碳酸鈣顏料具有高白度與多孔性，所以油墨吸收性非常好，如此可改善印刷適性，即使是無光處理之涂布紙也非常實(shí)用。

3.沙丁白

沙丁白是從硝石灰和硫酸鋇合成的白色顏料，從很早就被用做銅版紙的顏料。其具有很好的白度、光澤度、油墨吸收性、而且表面平滑。與這些相對(duì)應(yīng)、也有涂料黏度高，膨脹性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也導(dǎo)致涂布操作性差、接著劑需要量大等缺點(diǎn)。沙丁白過去多用做氣刀式涂布機(jī)用涂料，若用在高濃度的刮刀式涂布機(jī)時(shí)會(huì)遇到一些問題，所以一般多限定使用在銅版類的涂布紙上。

4.氫氧化鋁

具有良好的白度、不透明度及油墨吸收性。

5.二氧化鈦

二氧化鈦具有很高的不透明度，所以多用做微涂紙的涂料。但是由于價(jià)格高、磨耗性大，所以限制了它的使用。其型態(tài)有:金紅石型和銳鈦礦型，雖然銳鈦礦型的不透明性稍差，但是，相對(duì)來說價(jià)格比較低廉且白度高，所以被廣泛使用。

6.塑料顏料

目前發(fā)展出來的塑料顏料一般可分為:接著型 - binder?type、密實(shí)型 - solid?type與中空型 - hollow?type等三種，以后面二者較為常用。在合成的過程中，可利用不同的單體比例、起始劑濃度、攪拌速率和反應(yīng)時(shí)的溫度作為變因，來控制粒徑的大小、均一程度、穩(wěn)定性和反應(yīng)速率。

無論顏料為何，均希望其有以下之特性:

粒徑要合適。一般情況下，粒徑愈小愈有利于改善紙張之白度、不透明度和光澤度。但粒徑太小會(huì)使其表面積增大，導(dǎo)致顏料涂布黏度增大、流動(dòng)性降低，按著劑需要量也隨之增加。

顏料顆粒型態(tài)也要合適。針狀顏料顆粒流動(dòng)性不好，六角和球形顏料粒子流動(dòng)性較佳，并可形成多孔涂布層而提高紙張之吸墨性。

有很高的白度與不透明度 - 較強(qiáng)的遮蔽能力。

容易分散于水中，且有較好的穩(wěn)定性及流動(dòng)性。

有較佳之化學(xué)穩(wěn)定性，接著劑用量盡可能減少。

較低的耐磨性 - 減少涂布機(jī)和印刷版的磨損。

接著劑

接著劑分天然物及合成物，天然物有淀粉、奶酪素、大豆蛋白等。合成物則有各種合成乳膠、聚乙烯醇等。現(xiàn)在使用最廣泛的是淀粉一合成乳膠的混合物。而合成乳膠的使用比例在不斷增加，最近全乳膠系的接著劑也被開發(fā)出來，這和涂料的高濃度化發(fā)展是一致的。對(duì)任何接著劑均有下列要求:

- 一對(duì)顏料有較強(qiáng)的黏結(jié)力。

- 二對(duì)顏料有較好的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，但不與顏料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

- 三有合適的黏度及成膜性。

- 四有合適的流動(dòng)性，以利涂布作業(yè)并提高涂布均勻性。

- 五顏色應(yīng)淺，不含雜質(zhì)異物，有良好的涂料操作性。

由于一般的接著劑，不論是天然的或是合成者，仍有些性質(zhì)無法改善，因此近年來有所謂的輔助接著劑 - co-Binder之出現(xiàn)，以補(bǔ)接著劑保水度與流動(dòng)性之不足，其用量約只有總接著劑量的10-30%，現(xiàn)在也有工廠試圖用此來達(dá)到降低總接著劑量之需求，由于用量很少，有時(shí)也可將其視為添加劑。目前常用的輔助接著劑有大豆蛋白 - protein、流變調(diào)整劑 - rheoloemdifier。

添加劑

有分散劑、潤(rùn)滑劑、防腐劑、熒光劑、耐水化劑、以及染料、油墨吸收性及改良劑等，其主要作用在補(bǔ)顏料與接著劑所不足者，并減少操作上之困擾。在使用時(shí)應(yīng)選擇好品種和使用量，由于相反性的東西比較多，需進(jìn)行事前的研究，以配制最適合之涂料。

表面改質(zhì)

壓光

要制得具光澤的涂布紙，利用壓光輪加以光澤化是必要的，以前較常使用的設(shè)備是以棉或毛制的彈性輪與冷鑄壓光（chilledroll所組合的超級(jí)壓光機(jī) - supercalender。最近從歐美開始，日本現(xiàn)在也多使用含有一高分子成品披覆于外之塑料轆的軟質(zhì)壓光機(jī) - softcalender。

與普通紙機(jī)座光機(jī)和超級(jí)壓光機(jī)相比，軟質(zhì)壓光機(jī)擁有的特點(diǎn)是:

1.賦予紙張更高的嵩度、挺度、不透明度及強(qiáng)度，進(jìn)一步改善紙的兩面性。

2.壓光后紙幅緊度一致，印刷適性良好，油墨滲透均勻。

3.可允許稍高的紙頁水份，斷紙少、不易產(chǎn)生黑斑，運(yùn)行性能好。

4.適度減少木漿配比或降低涂布紙與新聞紙的基重而不影響產(chǎn)品印刷品質(zhì)。

5.既可機(jī)上安裝，也可機(jī)后使用還可用作半濕壓光機(jī)。所有的轆均可單獨(dú)傳動(dòng)又能互換位置，適應(yīng)范圍廣。

6.與超級(jí)壓光機(jī)相比還有投資省、占用廠房少、操作維修方便、壓區(qū)少、動(dòng)力消耗低等優(yōu)點(diǎn)。

然而，軟質(zhì)壓光機(jī)之捏縫數(shù)太少，便不能處里高光澤的美術(shù)銅版紙，而超級(jí)壓光機(jī)轉(zhuǎn)速太慢使產(chǎn)量受限，皆有不利之處，因此結(jié)合了超級(jí)壓光機(jī)與軟質(zhì)壓光機(jī)優(yōu)點(diǎn)之JanusConcept壓光機(jī)在1995年應(yīng)運(yùn)而生，其特點(diǎn)是:

1.可根據(jù)需要選擇壓區(qū)數(shù)，8個(gè)捏縫之JanusConcept壓光機(jī)與傳統(tǒng)12個(gè)捏縫之超級(jí)壓光機(jī)壓光效果相當(dāng)。

2.應(yīng)用熱壓光，且能量消耗比一般軟質(zhì)壓光機(jī)更低。

涂布

紙張涂布的方法可分為機(jī)上涂布與機(jī)后涂布兩種，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，概略如下：

機(jī)上涂布（ON-MACHINECOATING

所謂機(jī)上涂布是將抄紙機(jī)與涂布機(jī)連結(jié)在一起，即涂布機(jī) - coater，是抄紙機(jī) - papermachine上的一個(gè)部分單元，由于涂布機(jī)的涂布速度須與抄紙機(jī)的車速相同，適合生產(chǎn)單一種類而需求量大的涂布紙。機(jī)上涂布的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

優(yōu)點(diǎn)：

1.涂布機(jī)與抄紙機(jī)連結(jié)在一起，故無卷筒操作時(shí)之紙頭紙尾的損紙發(fā)生。

2.不需專用的空間來儲(chǔ)放待用的原紙卷。

3.機(jī)器占用的空間較小。

4.不需卷筒、搬運(yùn)即裝卸鐵芯，故可減少人工之需要。

5.不需專用的干燥設(shè)備與原紙架及裁切機(jī)，因此裝貴成本較低。

6.作業(yè)單純，適宜種類少、數(shù)量大之涂布紙大量生產(chǎn)。

7.可提早辨認(rèn)原紙品質(zhì)的問題。

缺點(diǎn)：

l.變化彈性小，不適于生產(chǎn)品種多、數(shù)量少之涂布紙。

2.若涂布機(jī)或抄紙機(jī)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)造成另一機(jī)器的停車。

機(jī)后涂布 - OFF-MACHINECOATING

機(jī)后涂布則是將抄紙機(jī)與涂布機(jī)完全分開，各自獨(dú)立放置于不同的地點(diǎn)，將抄紙機(jī)所抄的原紙卷筒后送至涂布機(jī)的原紙架上，需經(jīng)后段加工時(shí)，再由涂布機(jī)施以涂布的工作。其優(yōu)缺點(diǎn)歸納如下：

優(yōu)點(diǎn)：

1.涂布機(jī)與抄紙機(jī)各自獨(dú)立，因此一臺(tái)涂布機(jī)可以涂布好幾臺(tái)抄紙機(jī)所抄制的各種紙張。

2.變化彈性大，適于生產(chǎn)各種等級(jí)的涂布產(chǎn)品。

3.涂布機(jī)的車速一般較抄紙機(jī)快，因此調(diào)度很容易，加工生產(chǎn)量也較大。

4.適合生產(chǎn)成品種類多、數(shù)量少之涂布紙張。

5.提供優(yōu)良的涂布品質(zhì)。

6.涂布機(jī)與抄紙機(jī)分開，故兩者之一遇有故障時(shí)，不會(huì)相互影響造成機(jī)器皆需停車之困擾。

缺點(diǎn)：

1.原紙?jiān)诰硗膊僮鲿r(shí)必會(huì)有紙頭紙尾的損紙產(chǎn)生，損紙率較大。

2.原紙卷筒及存放，需較高的人工費(fèi)用和廠房空間。

3.涂布機(jī)需配豈原紙架、裁紙機(jī)、涂料干燥等設(shè)備，所以機(jī)器所占空間較大，且所需設(shè)備費(fèi)用較貴。

由上述可知，機(jī)上涂布法有其成本較低的優(yōu)勢(shì)，而欲改善機(jī)上涂布加工紙之品質(zhì)可從多方面著手，如改良涂布機(jī)、干燥方式與壓光設(shè)備等硬件方面，或提高固形份和減少接著劑用量等涂布配方;本此實(shí)驗(yàn)?zāi)讼Ｍ盟芰项伭蟻砀纳仆坎技垙堉煌该鞫?、光澤度、印刷光澤度等印刷適性，同時(shí)添加輔助接著劑以改良涂料之保水度、高剪力黏度等操作性。

在過去，由于受限于涂布機(jī)之設(shè)備與抄紙機(jī)之車速，機(jī)上涂布通常只能生產(chǎn)涂布量較低的涂布紙，如LWC等，或是作為需經(jīng)后段加工之預(yù)涂紙。而在新一代涂布機(jī)的改良后，一種名為HSM之涂布機(jī)已能提高涂布量，相信在經(jīng)過不久的努力后，機(jī)上涂布加工紙也能達(dá)到類似銅版紙之效果。

印刷適性

涂布紙是柔性版印刷中常用的承印材料之一，為使其滿足柔性版印刷工藝的適印性要求，主要應(yīng)從油墨吸收性、表面強(qiáng)度和涂布層的敏彈性三個(gè)方面著手控制。

油墨吸收

涂布紙的油墨吸收性即涂布紙對(duì)油墨的吸收能力，或油墨對(duì)涂料層的滲透能力，是紙張和油墨的固有特性在印刷條件下的綜合反應(yīng)，也是印刷適性中最重要的性質(zhì)。許多印刷故障就是因?yàn)橥坎技埖挠湍招阅芘c所采用的印刷條件不相適應(yīng)造成的。紙張對(duì)油墨的吸收能力過強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致印跡無光澤，甚至產(chǎn)生粉化現(xiàn)象；紙張對(duì)油墨的吸收能力太弱，則會(huì)減慢油墨的干燥速度，導(dǎo)致背面蹭臟。

柔性版印刷使用的水性油墨，其水性樹脂的粒徑較小。涂布紙是一種多孔材料，由纖維和顏料粒子形成的孔隙是涂布紙吸收油墨的基礎(chǔ)，它們對(duì)油墨的吸收能力是考核涂布紙油墨吸收性的一個(gè)重要指標(biāo)。這些孔隙決定著油墨印刷到涂布紙表面后的滲透量和滲透速率。

印刷時(shí)，一部分油墨在印刷壓力的作用下直接被壓入涂布紙的孔隙內(nèi)，另一部分油墨轉(zhuǎn)移到紙面后，那些比油墨顏料顆粒直徑小的纖維間隙在纖維毛細(xì)管的作用下吸收連結(jié)料，而油墨顏料顆粒則留在涂布紙表面迅速干燥，所以涂布紙的表面微孔性好，才有利于涂布紙對(duì)油墨的吸收。

涂層的構(gòu)成對(duì)涂布紙的表面微孔性有很大影響。涂層的主要成分是瓷土和碳酸鈣混合顏料。TCT實(shí)驗(yàn)室Hagemeyer對(duì)瓷土和碳酸鈣混合顏料的相對(duì)沉積體積（RSV）進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在瓷土與碳酸鈣比例70∶30時(shí)相對(duì)沉降體積最大，被視為最佳的相對(duì)沉降體積，形成疏松的涂層。

涂布量也會(huì)影響涂布紙表面的微孔性。涂布量較高時(shí)，因?yàn)闉V餅層的阻力變大，液體向原紙流動(dòng)很慢，有更多時(shí)間使粒子進(jìn)行調(diào)整和有效的堆砌，形成緊密的涂層結(jié)構(gòu)，涂布紙孔隙減少，不利于對(duì)油墨的吸收。

膠黏劑也是影響涂布紙表面微孔性的一個(gè)因素。天然膠黏劑能夠比合成膠黏劑產(chǎn)生更開放的涂層表面和更大的涂層孔隙體積，使涂布紙的透氣度較大，吸墨性強(qiáng)。合成膠黏劑如PVA和乳膠的成膜性好，與紙張中的顏料粒子間的相互作用強(qiáng)，形成的涂層孔隙體積小，表面封閉，涂布紙的透氣程度小，吸墨性弱。

表面強(qiáng)度

一般來說，油墨向紙張滲透的深度與油墨黏度的平方根成反比。印刷用的油墨黏度越高，對(duì)紙張的黏附力就越大，印刷時(shí)容易產(chǎn)生掉粉、掉毛現(xiàn)象。另外，印刷速度越高，印刷的壓力比較大，剝離時(shí)對(duì)紙張表面的拉力也就越大，也容易產(chǎn)生掉粉、掉毛現(xiàn)象。

多年實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油墨黏度為25～30s（3號(hào)察恩杯），油墨pH值為8.5～9.5，印刷速度為80～120m/min時(shí)，涂布紙的表面強(qiáng)度控制在2m/s以上，一般不會(huì)出現(xiàn)掉粉、掉毛現(xiàn)象。

另外，印刷環(huán)境的溫度最好控制在 - 20±2℃，相對(duì)濕度在60%±5%。同時(shí)生產(chǎn)和印刷車間還應(yīng)注意清潔衛(wèi)生，保持地面光潔無浮塵，若灰塵吸附在涂布紙表面上，印刷時(shí)也會(huì)產(chǎn)生掉粉現(xiàn)象。

敏彈性

涂布膜層可視為是顏料與膠黏劑組合而成的一種多孔性薄片。其本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相當(dāng)?shù)?，只有靠涂層和原紙之間的附著力才得以保持。當(dāng)感光樹脂版硬度為HS45時(shí)，涂布層的敏彈性應(yīng)保持在3%～7%之間，以保證印版與涂布面完全貼合，獲得足夠的油墨轉(zhuǎn)移量。

通常涂布量應(yīng)控制在20g/m2，涂布層厚度應(yīng)控制在13μm左右，此時(shí)涂布紙的敏彈性最適合柔性版印刷的需要。另外，以下幾個(gè)因素也會(huì)影響涂布層的敏彈性：①涂布層厚度愈厚，則壓縮率愈小，彈性恢復(fù)率幾乎不變，涂布層的敏彈性降低。②紙張水分大，則紙質(zhì)柔軟，壓縮率隨之增加，彈性恢復(fù)率減小，涂布層的敏彈性降低。③若在涂料中加入一定量的空心球顏料，可增加涂布層的敏彈性。

結(jié)論

涂布紙張的品質(zhì)良好與否，除了原紙品質(zhì)有很大的影響外，涂料的成分也是一個(gè)很重要的因素，當(dāng)涂料中添加不同類型的有機(jī)顏料來取代最常使用的白色顏料－白土?xí)r，所制造的涂布紙張?jiān)诎锥?、白紙光澤度、印刷光澤度、不透明度、平滑度，等方面都是與有機(jī)顏料的添加量成正比，這表示有機(jī)顏料可以提高涂布后紙張的性質(zhì)。

當(dāng)涂料中添加不同類型的有機(jī)顏料來取代高價(jià)格高白度及高折射系數(shù)之二氧化鈦時(shí)，所制造的涂布紙張?jiān)诎准埞鉂啥取⒂∷⒐鉂啥群推交确矫?，是與有機(jī)顏料的添加量成正比，但是在白度、不透明度方面，是與有機(jī)顏料的添加量成反比，這表示在某些特殊用途方面，雖然有機(jī)顏料不能完全取代二氧化鈦，但仍可以使得涂布紙張的性質(zhì)維持一定的水準(zhǔn)而不會(huì)相差太多。

當(dāng)涂料中添加不同類型的有機(jī)顏料來取代價(jià)格便宜、常使用的白色顏料－碳酸鈣時(shí)，所制造的涂布紙張?jiān)诎锥?、白紙光澤度、印刷光澤度、不透明度、平滑度，等方面都是與有機(jī)顏料的添加量成正比，這表示若要進(jìn)一步提升涂布紙張的性質(zhì)，有機(jī)顏料的使用是必然的趨勢(shì)。

在涂布量與涂布紙張品質(zhì)的關(guān)系上，當(dāng)涂料中有添加有機(jī)顏料時(shí)，涂布紙張的性質(zhì)都優(yōu)于沒有添加有機(jī)顏料的，而且當(dāng)涂布出來的紙張性質(zhì)接近時(shí)，有添加有機(jī)顏料的涂布紙張可以降低涂布量。當(dāng)有機(jī)顏料是密實(shí)型的，涂布量可以降低約30%，而接著型的有機(jī)顏料，涂布量可以降低約40%，若有機(jī)顏料是中空型的，涂布量甚至可以降低約45%，這表示在紙張輕量化的趨勢(shì)中，有機(jī)顏料能帶來相當(dāng)大的幫助。

印刷品的好壞，和被印材有很大的關(guān)系，而被印材的好壞，和原紙、涂料及表面處理上都息息相關(guān)，因此，選擇一個(gè)好的紙張作為被印材，才是一個(gè)節(jié)省成本、提高印刷品質(zhì)的不二法門。