掉毛、掉粉知識(shí)大講壇
一、掉毛
當(dāng)使用質(zhì)量差的紙張，油墨過粘、給墨量或印刷壓力過大，以及采用超高速進(jìn)行印刷等情況存在時(shí)，印刷過程中紙面上的纖維、填料和涂料等，就容易從紙張表面剝落下來而堆積在膠輥、印版、橡皮布上，影響產(chǎn)品的印刷質(zhì)量。
紙張的掉毛主要是兩方面的原因造成的。首先是紙張的質(zhì)量，其次是印刷條件。紙張的質(zhì)量是指紙張的表面強(qiáng)度；紙張的表面強(qiáng)度，是衡量紙張表面的纖維、填料、膠料間結(jié)合力大小的物理量，一般是指單位紙面上垂直于紙面的抗水層、抗撕裂的能力。表面強(qiáng)度大的紙張，在印刷中掉毛少。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，紙張的表面強(qiáng)度也叫做紙張的掉毛抗阻。它反應(yīng)了紙張?jiān)谟∷⑦^程中抗掉毛的能力。
印刷條件包括的內(nèi)容較多，有潤(rùn)濕液的供給量、油墨的粘性、粘度、印刷速度等等。
1、紙張掉毛與堆墨的產(chǎn)生
紙張的掉毛，一般分為干掉毛和濕掉毛。
在單色膠印機(jī)中，紙張的掉毛為干掉毛，是在纖維或顏料之間的結(jié)合力小于油墨的粘著力時(shí)發(fā)生的。而濕掉毛是在這一條件下再加上水的參與發(fā)生的。
多色機(jī)印刷過程中，除了第一色組滾筒第一色油墨外，其余幾個(gè)色組的油墨，都要印在已經(jīng)印過的油墨的白紙表面上，而這個(gè)白紙表面是經(jīng)過潤(rùn)濕液潤(rùn)濕的。紙張?jiān)跐?rùn)濕后，其表面強(qiáng)度必然下降，最后一色若在白紙部分進(jìn)行印刷，白紙表面強(qiáng)度最弱。
從紙張上脫落的纖維，涂料粒子堆積在橡皮布上，便發(fā)生橡皮布堆墨的故障。多色膠印機(jī)根據(jù)印刷圖文的不同，堆墨的程度也有所不同。但一般來講，第一色組橡皮布滾筒上不容易發(fā)生，往往是在第二色或以后各色組發(fā)生，這是因?yàn)榧垙埉a(chǎn)生堆墨的主要原因。由于殘余粘性所引起的粘性有增大和潤(rùn)濕液的潤(rùn)濕引起的濕掉毛。因此越是靠后面的滾筒，堆墨越容易發(fā)生。
堆墨開始形成時(shí)，首先使圖像變得粗糙，這是由于脫落的纖維，涂料粒子隨同油墨一起剝落，并在橡皮布上形成堆墨。因而使凸起部分的油墨轉(zhuǎn)移不良,致使印版掉版發(fā)生。
2、紙張掉毛及堆墨的處理方法
減少紙張掉毛的最根本的方法，是選擇高表面強(qiáng)度的紙張印刷。然而，實(shí)際中未必都使用這類紙張，那么從工藝角度考慮，首先潤(rùn)濕液應(yīng)控制在最少量的范圍，其次，降低印刷速度，以便降低油墨在印刷過程中的粘性，緩沖紙張的掉毛。對(duì)于較嚴(yán)重的掉毛紙張，為了保證質(zhì)量，正式印刷前先壓一遍清水或印刷精細(xì)產(chǎn)品前先套印一次白油或多次清洗橡皮布。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)造紙和印刷業(yè)都有了很大進(jìn)步,兩行業(yè)之間的合作交流也越來越緊密。實(shí)踐證明,在印刷過程中發(fā)生掉粉掉毛故障,是目前印刷紙張存在的較為突出的問題。紙張印刷時(shí)出現(xiàn)的掉粉、掉毛現(xiàn)象,會(huì)嚴(yán)重影響印刷產(chǎn)品的質(zhì)量,甚者毀壞印刷機(jī)械。
掉粉、掉毛是指在印刷過程中紙張表面松散粒子的脫落現(xiàn)象，與拉毛現(xiàn)象不同，掉粉、掉毛是指單純由于潤(rùn)版液的濕潤(rùn)或機(jī)械摩擦作用就能導(dǎo)致紙面松散粒子的脫落，而拉毛必須在油墨的分離力大于紙面表面粒子之間的結(jié)合力時(shí)才發(fā)生。因此，拉毛是導(dǎo)致紙面相互結(jié)合的粒子的剝落，而掉粉、掉毛是紙面松散粒子的脫落。拉毛取決于紙面的表面強(qiáng)度，掉粉掉毛則取決于紙面的干凈程度（指紙面松散結(jié)合粒子和紙塵的多少）。雖然是紙張兩個(gè)不同方面的性能，但對(duì)印刷造成的影響是一樣的，紙面脫落下的松散粒子同樣會(huì)堆積在橡皮布表面，轉(zhuǎn)移到印版表面等，引起類似拉毛的故障。紙張掉粉、掉毛會(huì)造成印刷上臟、堆版，使印刷品圖像文字模糊，混有白斑（點(diǎn)）等。
三、紙張掉粉、掉毛的原因歸納起來有如下幾點(diǎn)：
（1）紙張纖維之間或纖維與填料之間的結(jié)合力差；
（2）紙張表面的纖維結(jié)合狀態(tài)不良或結(jié)合強(qiáng)度不高；
（3） 印刷過程中紙面纖維與印版之間因摩擦而產(chǎn)生靜電荷，紙張表面結(jié)合不牢的小纖維和填料被帶正電荷的印版所吸引；
（4）在壓印區(qū)，紙張因被拉伸和壓縮而導(dǎo)致纖維間結(jié)合力減弱，表面結(jié)合不牢的纖維或填料脫落下來。
要控制和改進(jìn)掉毛、掉粉現(xiàn)象首先要從改進(jìn)成紙的表面強(qiáng)度著手。它涉及漿料的質(zhì)量和配比、填料的性質(zhì)及用量、助劑的使用、上網(wǎng)和脫水的控制、干燥曲線和水分的控制等許多方面。
１.漿料質(zhì)量的控制
紙頁中長(zhǎng)纖維的主要作用是它組成了紙頁的拉力骨架，所以其纖維要求有較大的濕重和一定程度的帚化。濕重過小會(huì)造成拉力指標(biāo)下降，同時(shí)纖維碎片增加，引發(fā)掉毛、掉粉，纖維過長(zhǎng)則容易出現(xiàn)絮聚造成勻度惡化。帚化率低同樣會(huì)降低纖維結(jié)合力，但帚化程度不能過高，否則纖維過于柔軟，不但會(huì)造成脫水和干燥部的抄造困難，同時(shí)會(huì)造成成紙易吸收水分，出現(xiàn)紙頁不平整現(xiàn)象。在實(shí)際生產(chǎn)中長(zhǎng)纖維打漿采用提高打漿濃度、適當(dāng)延長(zhǎng)打漿時(shí)間的方式，磨片最好選擇使用寬和淺齒型的磨片。
短纖維漿的選擇是非常重要的，最好選擇在低的打漿度下具有較好結(jié)合力和半纖維素含量相對(duì)高的漿種，但其成本較高，使用相對(duì)比較便宜的進(jìn)口闊葉漿，成本有較大優(yōu)勢(shì)，但需要較高的打漿度才能達(dá)到要求的拉力指標(biāo)，這樣造成纖維處理程度過大，碎片增加，對(duì)掉毛、掉粉產(chǎn)生不良影響。短纖維漿的打漿控制方面，要注意依據(jù)脫水和干燥狀態(tài)以及成紙狀況，控制其打漿度的大小，而長(zhǎng)纖維的成漿質(zhì)量盡可能保持穩(wěn)定。實(shí)際生產(chǎn)中采用比長(zhǎng)纖維打漿略高的打漿濃度，成漿打漿度比長(zhǎng)纖維高一些的打漿方式。通過短纖維的高打漿度來增加短纖維和骨架長(zhǎng)纖維的結(jié)合力。
在纖維的配比方面，理想的方式是增加長(zhǎng)纖維的用量，它對(duì)于改進(jìn)表面強(qiáng)度和改善掉粉的作用無疑是明顯的，但由于成本的關(guān)系，長(zhǎng)纖維被迫要減少用量，但配比過低會(huì)使掉毛、掉粉現(xiàn)象變得無法控制。在生產(chǎn)中為了彌補(bǔ)這一方面的限制，長(zhǎng)纖維和混合漿打漿度相對(duì)上調(diào)，但需要對(duì)干燥進(jìn)行優(yōu)化，避免泡泡沙紙病的產(chǎn)生。
２.填料
填料的質(zhì)量和用量是產(chǎn)生掉毛掉粉問題的重要因素。
為防止掉毛、掉粉，一般要求填料的質(zhì)量必須滿足：晶型為紡錘型，這樣能保證填料和纖維的有效接觸面積；粒徑和比表面積合適，粒徑過小則比表面積過大，容易出現(xiàn)填料絮聚現(xiàn)象，紙面有粉塊類的紙病，即掉粉問題，粒徑也不能過大，否則阻礙纖維間的結(jié)合，降低強(qiáng)度引起掉毛掉粉問題；沉降速度要與纖維在網(wǎng)部的脫水、成形速度相匹配，否則會(huì)使填料在紙頁的垂直方向上出現(xiàn)分布不均現(xiàn)象，出現(xiàn)嚴(yán)重掉粉問題。
填料用量控制：紙張灰分應(yīng)控制較低水平，灰分過高肯定掉粉，同時(shí)會(huì)降低纖維間的結(jié)合力，出現(xiàn)掉毛現(xiàn)象，過低的灰分增加成本的同時(shí)又會(huì)導(dǎo)致紙頁平整性差的問題。
３.助劑
在一般紙張生產(chǎn)中，主要的助劑是陽離子淀粉，其作用是改善紙頁的強(qiáng)度，相應(yīng)地提高了纖維和填料之間的結(jié)合強(qiáng)度，有利于減少掉毛掉粉的發(fā)生。同時(shí)因其具有一定的施膠作用，可以在紙頁表面形成一層類似耐磨性質(zhì)的膜狀膠體，一定程度上改善了表面強(qiáng)度，減少掉毛和掉粉。因此淀粉的使用是非常有必要的。
但淀粉用量的增加，并不代表增強(qiáng)效果就一定會(huì)提高，因?yàn)榈矸鄣氖褂眯Ч�與原料性質(zhì)、打漿的質(zhì)量，以及上網(wǎng)漿料的電荷情況有關(guān)。假如漿料要求較低的打漿作用，那么纖維的表面積小，打漿游離出的經(jīng)基含量低，所以淀粉在超過一定用量后作用不大。同時(shí)用量過大，一方面會(huì)造成細(xì)小纖維和填料在紙頁的正面存留多于反面，出現(xiàn)兩面差，另一方面增加用量后，由于細(xì)小纖維和填料優(yōu)先與淀粉結(jié)合，過多地吸附淀粉，可導(dǎo)致纖維間出現(xiàn)電荷相反的現(xiàn)象，留著率反而降低。淀粉的加人位置也是一個(gè)十分重要的問題，因?yàn)榈矸鄄荒图羟校詈秒x上網(wǎng)位置越近越好，曾經(jīng)實(shí)驗(yàn)加在壓力篩后的管道上，但出現(xiàn)混合不均勻，使用效果較差。實(shí)際生產(chǎn)中一般加在壓力篩前，經(jīng)過壓力篩的混合后上網(wǎng)使用。
4.上網(wǎng)脫水
勻度的好壞即纖維間的合理分布是影響掉毛掉粉的一個(gè)因素，如果纖維勻度差，表明纖維在上網(wǎng)時(shí)分布不合理，即局部長(zhǎng)纖維多絮聚成團(tuán)，在配比固定的情況下，勢(shì)必造成附近部位短纖維多，紙頁強(qiáng)度降低，掉毛掉粉問題必然發(fā)生，所以在上網(wǎng)時(shí)必須控制好漿網(wǎng)速比和上網(wǎng)濃度。如果上網(wǎng)時(shí)脫水較快，抄造時(shí)一般采用較低的上網(wǎng)濃度。同時(shí)降低上網(wǎng)濃度可以防止細(xì)小纖維和填料的流失過大，以及脫水過快導(dǎo)致兩面差造成的掉毛掉粉問題。但濃度過低容易出現(xiàn)流速降低，纖維絮聚的趨勢(shì)和時(shí)間增加，造成勻度惡化。生產(chǎn)中一般不低于}, s％a（濃度的最低值也與各紙機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)）。為減緩脫水，在脫水元件上最好使用刮水板類溫和的脫水元件，隨著車速的增加和氣溫的升高脫水元件距離要適當(dāng)增大，角度及時(shí)降低。
5.干燥
紙張對(duì)干燥方面要求一般都比較高，初期干燥必須緩慢升溫，過急干燥會(huì)使紙頁出現(xiàn)因水分劇烈蒸發(fā)造成的粗糙多孔問題，纖維之間的結(jié)合不好，造成掉毛掉粉問題。同時(shí)要保證成紙水分合適并穩(wěn)定，使纖維可以達(dá)到最佳的結(jié)合狀態(tài)。這就要求干燥控制系統(tǒng)必須穩(wěn)定，每個(gè)烘缸都處于正常合理的狀態(tài)。要做到這一點(diǎn)需要相關(guān)人員定期檢測(cè)和及時(shí)修正。最好每班測(cè)量一次，甚至次數(shù)更多。避免只看總汽壓和下機(jī)水分的不‘良操作習(xí)慣，因?yàn)榧词箍偲麎褐怀霈F(xiàn)小范圍波動(dòng)，但整個(gè)干燥系統(tǒng)的變化卻是巨大的。而下機(jī)水分只是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)影響因素多，又比較滯后。
綜上所述，紙張的掉毛掉粉問題主要應(yīng)做好漿料的選擇和處理，保證纖維的強(qiáng)度和均一性；做好填料質(zhì)量控制，盡量避免影響纖維結(jié)合力的降低；淀粉的加量要適中，有效地提高紙頁強(qiáng)度；做好上網(wǎng)、脫水優(yōu)化和干燥的穩(wěn)定，使纖維合理分布并達(dá)到最佳的結(jié)合狀態(tài)。
掉粉、掉毛是指在印刷過程中紙張表面松散粒子的脫落現(xiàn)象，這些粒子主要有單根纖維、填料、膠料和涂料粒子，或是由這些物質(zhì)的聚集體構(gòu)成的毛或粉，它們或分散在紙頁表面，或松散地粘在紙張表面，極易脫落。
紙張掉粉、掉毛會(huì)造成印刷上臟、堆版，使印刷品圖像文字模糊，混有白斑（點(diǎn)）等。
紙張的兩面性
紙張的兩面性對(duì)印刷紙質(zhì)量的影響很大，可導(dǎo)致印刷品質(zhì)量不均勻。紙張正面的平滑度較高，著墨效果較好，但表面強(qiáng)度較反面低，在印刷中易掉粉、掉毛。相反，紙張的反面則較為粗糙，著墨效果較正面差，但表面強(qiáng)度較高，在印刷中不易掉粉、掉毛。實(shí)際印刷也證明，與紙張正面接觸的橡皮布的堆粉現(xiàn)象要比反面嚴(yán)重得多。由于印刷紙的兩面性不利于印刷品質(zhì)量控制，所以印刷應(yīng)選用兩面性差別小的紙張。
為了克服紙張的兩面性，目前國(guó)內(nèi)外造紙廠普遍采取了一些措施：①在長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)上增設(shè)疊網(wǎng)，對(duì)紙頁的正面進(jìn)行適當(dāng)脫水，使紙張的兩面性能更接近；②采用化學(xué)助劑，使填料和細(xì)小纖維在反面盡可能附著牢固，減少流失，同時(shí)也能增加表面結(jié)合強(qiáng)度；③合理使用壓榨和壓光設(shè)備，改善紙張的兩面性；④國(guó)外一些抄紙?jiān)O(shè)備已采用圓網(wǎng)造紙機(jī)，兩面同時(shí)脫水，大大減少了紙張兩面的差別。
2.紙張的垂直結(jié)構(gòu)
紙張的垂直結(jié)構(gòu)，即紙張垂直方向（Z）的結(jié)構(gòu)，其中最為重要的結(jié)構(gòu)性質(zhì)是纖維間的黏結(jié)程度，黏結(jié)狀態(tài)決定了紙張?jiān)诖怪狈较蛏系目箯垙?qiáng)度，稱為剝離強(qiáng)度或Z向強(qiáng)度。剝離強(qiáng)度在印刷中，尤其在輪轉(zhuǎn)膠印中十分重要，印刷過程中的掉粉、掉毛就是由紙張的Z向強(qiáng)度不足造成的。第二個(gè)重要性質(zhì)是細(xì)小纖維和填料在Z向的分布，紙頁成型過程中，由于網(wǎng)面細(xì)小纖維和填料流失大，造成成紙正面細(xì)小纖維和填料量高于網(wǎng)面，且它們之間的結(jié)合力差，這是印刷過程中紙張掉粉、掉毛的另一原因。
3.紙張的勻度
紙張的勻度表示其結(jié)構(gòu)的均一性，即紙中纖維和其他固體物質(zhì)（如填料等）的分布（散）情況，勻度好壞對(duì)掉粉、掉毛也有一定影響。勻度差的紙頁中細(xì)小纖維和填料的含量和分布都不均一，通過壓榨部和壓光機(jī)后紙頁的緊度不一致，造成結(jié)合強(qiáng)度的差別，引起紙張掉粉、掉毛。勻度不好，還會(huì)使紙頁產(chǎn)生云彩花，含有云彩花的紙含水量通常不均勻，為了平衡紙的水分，只好將紙頁干燥，而這樣就易使紙出現(xiàn)掉粉、掉毛現(xiàn)象。
近幾年抄紙多采用雙層成形網(wǎng)，以便更好地支撐紙頁，使紙頁內(nèi)部保留更多的細(xì)小纖維，紙張兩面結(jié)構(gòu)緊密，從而使掉粉、掉毛現(xiàn)象有所緩解。圓網(wǎng)紙機(jī)是雙面脫水，除去了紙頁兩面潛在的掉毛物質(zhì)（粗纖維和細(xì)小纖維），能夠生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)均一且兩面差小的紙張。
4.紙張表面結(jié)合強(qiáng)度
紙張表面結(jié)合強(qiáng)度是指纖維、填料、膠料三者間的結(jié)合強(qiáng)度，反映了紙張抗掉粉、掉毛的能力。結(jié)合力弱的紙?jiān)谟∷⑦^程中，油墨會(huì)把紙表面的部分纖維撕落，而且引起掉毛的力通常是垂直于紙面起作用的，使紙面與印版分離時(shí)可能發(fā)生表層局部脫落和起泡。
改善表面結(jié)合強(qiáng)度的方法：合理控制打漿，適當(dāng)提高打漿度，即增加結(jié)合力，提高紙的緊度；合理控制填料配比和用量；改進(jìn)壓榨工藝，適當(dāng)提高壓榨部壓力，增加紙張緊度；增加壓光壓力，使紙頁進(jìn)一步壓實(shí)；采用表面施膠的方法，使施膠劑滲入到紙頁內(nèi)部；增加紙漿中長(zhǎng)纖維的含量，在打漿過程中纖維切斷要適當(dāng)，使纖維得到充分疏解和帚化；盡量增加游離羥基的數(shù)量，從而增加紙張中纖維間的結(jié)合力。
涂料對(duì)涂布印刷紙掉粉、掉毛的影響
1.涂布目的
對(duì)紙張進(jìn)行涂布的目的是在由紙漿纖維形成的凹凸不平和帶孔隙的紙面上覆蓋一層由細(xì)微粒子組成的對(duì)油墨吸收性能良好的涂料，以得到更好的均勻性、平滑性和印刷適印性等。紙張經(jīng)涂布后，其勻度、緊度、適印性等得到改觀，掉粉、掉毛現(xiàn)象減少。
2.掉粉、掉毛的原因
對(duì)于涂布紙來說，其掉粉、掉毛的原因在于：①原紙的結(jié)合力不足，使單根纖維和填料粒子與涂層一起從紙上脫落。可以用原紙表面施膠的辦法來消除，同時(shí)還可以防止膠黏劑從涂料層向原紙內(nèi)滲透，造成涂料層松散。②掉粉不是原紙問題，只是涂料層從紙表面脫落，可以通過增加涂料層中膠黏劑的含量來消除。③膠黏劑的選擇或用量，涂布方法，助劑類型，干燥、固化、熟化的條件，壓光處理等因素也會(huì)影響涂布紙掉粉、掉毛的程度。
3.涂布原紙的影響
涂布是以原紙為基材進(jìn)行二次加工，但對(duì)于原紙內(nèi)部的物理性質(zhì)改進(jìn)不大。因此，對(duì)于原紙本身存在的一些明顯缺陷，僅靠涂布是不能解決的。
原紙的吸收性能是影響涂層強(qiáng)度和涂層與原紙結(jié)合強(qiáng)度的一個(gè)因素。涂料涂到原紙表面后，涂料中的水分與膠黏劑會(huì)部分轉(zhuǎn)移到紙內(nèi)。原紙吸收性過強(qiáng)會(huì)造成膠黏劑轉(zhuǎn)移過度，嚴(yán)重削弱填料粒子間的結(jié)合強(qiáng)度，印刷時(shí)掉粉、掉毛就產(chǎn)生在涂層內(nèi)部。反之，如果原紙吸收性過小，則涂料的膠黏劑無法黏著在紙面并進(jìn)入原紙內(nèi)，從而不能產(chǎn)生足夠的黏結(jié)力。因此要求原紙要有一定的施膠度和適當(dāng)?shù)目紫堵剩源_保正常的吸收性。
4.涂料的影響
膠黏劑是涂料的重要組分之一，其作用是促進(jìn)涂層與原紙表層的黏結(jié)。膠黏劑過少，則不能提供足夠的黏結(jié)力；膠黏劑過多，會(huì)造成涂層發(fā)硬、發(fā)脆。膠黏劑應(yīng)用得當(dāng)是涂布紙涂層在印刷時(shí)不發(fā)生掉粉、掉毛的保證。
涂料粒子的均勻度是另一個(gè)影響因素，涂料粒子不均勻會(huì)影響涂料間的結(jié)合力，當(dāng)這種結(jié)合力小于印刷時(shí)與油墨間的結(jié)合力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)涂料層破碎的現(xiàn)象，所以必須使涂料有一定的分散性，因此在涂料制備時(shí)分散及篩選是不可忽略的。好的填料，適宜的分散性，可防止涂布時(shí)出現(xiàn)“沙點(diǎn)”，避免印刷時(shí)產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。
影響印刷掉粉、掉毛的因素多種多樣，除上述因素外，還與原紙、打漿方式、填料種類與添加量及抄造工藝有關(guān)。另外，印刷油墨的種類及印刷方式也是重要的影響因素，在實(shí)際印刷時(shí)需多方面考慮
紙張結(jié)構(gòu)的影響及控制措施
預(yù)防和解決的辦法：當(dāng)使用質(zhì)量不好的紙張進(jìn)行印刷時(shí)，要適當(dāng)調(diào)整降低油墨的黏度；盡量采用“深墨薄印”工藝進(jìn)行印刷；以盡量小的潤(rùn)版液供給量，保持相對(duì)較小的油墨供給量；控制好合適的印刷壓力和降低印刷速度等進(jìn)行克服。
