您現在的位置:首頁 > 印藝科技 > 設備材料 > 紙張的製造方式及加工后的不同成品

紙張的製造方式及加工后的不同成品

臺灣《印刷人》第237期 更新日期:2018-05-23

紙張分為「手抄紙」和「機抄紙」兩大類,兩者在製造原理上完全相同,「手抄紙」的尺寸及產能十分有限,而機抄紙的寬幅越來越寬,10米寬的紙張已不算最大,有的達11米寬、生產速度可達每分鐘2000米,就像在高速公路每小時120公里行駛的汽車一樣快,因此,手抄紙只能以小鍋小灶的方式製作一些特殊紙張,供藝術創作或特殊用途使用,如國畫大師張大千喜歡用鳳梨葉纖維做的平滑又具光澤的紙張,他將其起名為「鳳髓宣」成為一種風尚。現代彩墨畫之父劉國松大師,則故意在紙漿內摻入一些廢麻頭纖維,抄出紙面有很多粗糙麻絮的手抄紙,先在上面做畫后,再以手工拔起畫面上的麻絮頭,如同在畫面添上白墨效果卻又不像,因為有的絲絮不吃墨,有的則會滲入墨痕,所以被拔起的粗麻絮會有毛邊,而存有不是齊邊的天然墨趣,這是劉大師除在一般市售手抄紙上作畫之外,更深入手抄紙的技巧,將不用的廢麻頭纖維溷入正常原料中,形成拔絲反白的畫面,反過來減少墨跡趣味。對印刷者來說,一般的手抄宣紙透氣性太大,不宜用在吸氣供紙飛達,而且宣紙的吸墨量太多,就連加以涂料處理也會吸墨太多,不利油墨顏色的烘托而變淡且印紋渙散。但現在噴墨利用涂佈料做涂佈之下,在粗纖維面也可有不錯的墨色呈現,所以不能一概而論的去評斷可印或不可印。而具藝術性高的手抄紙有很多,但不是本文想論述的重點。一些如水彩紙、無酸紙或是小張毛邊手抄紙都十分具有藝術性,以素面、素色居多,大多用于繪畫,但近年在表面處理下,也可使用水性墨做彩色噴列,若用UV墨就不成問題。

「機抄紙」大多是供印刷、包裝及家庭衛生用紙,此外仍有一部份「機抄宣紙」,可用在較不考究的書法、繪畫到裝裱紙托底方面。機抄紙使用「單網」或「雙面網」抄造,而且有越來越多的高速造紙機採用雙網機抄紙,可使雙面性消失。為何單網機抄紙容易分辨出網面和氈面呢?原因是網面的孔隙比較大,會使細小的纖維體、纖毛,甚至打漿產生的煳狀物、造紙填料流失較多,反之,在上方氈面,只有水份和少部份的極細小纖毛、煳狀物往網面滲透流失,絕大多數的纖毛、纖維體及填料都會留在紙面上,使氈壓上方紙面光滑、平整,這是單網機和雙網機不同,有網面粗、氈面細的差距存在,不像手抄紙有簾網去承接抄紙缸中的紙漿,篩動完成后在離水面的很短時間就會掀起簾網,因此簾面所流失的纖毛極少,加上極濕紙張在離簾后,相互堆疊在一起下而枚平簾面及非簾面表面粗度。這在3、40年前沒有雙網機的年代,在印刷前必須要先分辨紙張網面粗、氈面細,將氈面用來印製封面呈現較漂亮,反之用網面印製封面裡,品質稍差一點卻也只能做此選擇了。但今天的高速雙網機具有相互壓榨除水之外,也用雙面真空抽吸方式去除抄于網布內的水份,所以就會兩面一致性沒有區分了!

「機抄紙」顧名思義是使用機械化設備來抄造長條狀紙匹后,再行乾燥、收捲,今天不僅只乾燥、連涂佈加工、品質檢查,都在造紙機上一次抄造、加工完成,但兩千年過去了,造紙原理和蔡倫所建立的標準紙張抄造程序至今并沒有什麼改變,備料如麻料的麻皮、楮木、三椏、雁皮等長纖維,供高強韌的鈔券、美術紙、宣紙使用,或一些草本、木質纖維都需切片、浸泡、搗碎、煮漿(磨木漿先乾磨再漂煮),再打漿帚化(使纖維有一定程度的破碎狀),從備漿、抄紙、壓榨、乾燥到完成。手工抄紙是用抄紙簾在漿槽內以旋轉方式,撈起槽內的紙漿纖維,所以造出的紙張沒有絲流方向,而抄紙機是由「頭箱」,將打到只有0.5~1.0%之很稀薄的帚化紙漿,噴灑在高速往前的單網上或雙網之間,再行壓榨或雙網抽真空吸取水分。事實上備漿往往不僅要做長纖維和短纖維的漿料配比,還要加入化學品、煳料或其他膠料、礦物性高嶺土、白圭土、瓷土等填料,來改善紙張纖維的結合力、白度及書寫、印刷或其他機能的使用適性改善,而抄造「非涂佈紙」就只有備漿抄造、烘乾程序,了不起做一點松香或其他,如改善紙面吸收使濕度變化少,紙面不會有很強烈的毛細管現象的Size涂佈。另一種就是「涂佈紙」,在紙面上擦脂抹粉的加涂佈料,成份由每面加2g上下的「微涂紙」、4g上下的「輕涂紙」,到8g、10g、12g最高多到每面14g的「高級涂佈紙」,涂佈量固然可改善紙面的平滑度、印刷適性、白度及反射率要求,但涂佈量太大之下,如在兩面各有14g/m2涂佈的126g/m2紙張,其原紙就只剩98g/m2,若為輕壓光的雪面紙仍可維持良好的挺度,若為亮光的一般亮面銅版紙,在經高級壓光機的幾段加壓使表面光滑之后,表面就十分光亮,甚至可具接近鏡面的感覺,但126g/m2的亮面銅版紙,除非原紙是以長纖維之挺度高的原紙做涂佈,否則會是一張很亮麗卻無法讓書本有挺度站立起來的柔軟,除非採用精裝封面做支持,或頁數少可用硬一點的卡紙做封面才可支撐,所以紙張的涂佈量設計與紙張本身的基重有所關連,更和壓光的力道有相當的關係,而輕涂紙、微涂紙因涂佈量少的關係,基本上和紙張紙力影響并不大,而有些採用磨木漿之機械漿去做雜誌用的「雜模紙」,或涂佈量稍多如一面8g涂佈的「雜銅紙」,因磨木漿所抄造出來的紙張比較粗、挺度較高,如本身只有44 g/m2原紙的60g/m2雜銅紙,在稍微加壓下卻能維持一定的挺度及亮面程度,但磨木漿本身不耐久、容易發黃,不適于高級出版品使用。機抄紙的生產速度快,有的已達到每分鐘2,000米,比高速公路110公里速度快10公里,以前的抄紙機網布行走速度較慢,抄紙機長度較短,現在越變越長且工序如涂佈、壓光及品檢都是一氣呵成,大幅降低生產成本及工序、提高造紙產能和節省人力。現在的高速造紙機寬11米,比國內4.9米造紙機寬2.2倍、速度快一倍,產能則大過5倍以上,且更少的人力,因為全改自動化控制、品質安定。在文化用紙的抄紙機速度可達每分鐘2,000米,但厚紙板則採用幾個頭箱來流佈紙漿,速度也要慢才能積累450g/m2、600g/m2的卡紙,至今備漿也只能到1%纖維含有量,99%是水和極少量的化學品、填料,因此在壓榨后的廢水回收再利用,成為造紙業十分重要的課題。在20多年前,國內A廠每造一頓紙張要耗用15噸水,而B廠只要12噸水,因此B廠可以擁有較好的利潤,因為不僅可少買3噸水,重要的是在排放廢水比例上,除烘乾蒸發之外,A廠排放10噸、B廠排放7噸,B廠可以回收一倍廢水中的可用纖維及化學品,形成廢水除去固體物、化學品再回收利用下,變成少排放多回收的利益。今天現代化的涂佈紙造紙廠,在榨乾方面也用了心,蒸發水分少、耗能少、排放水變少,很多纖維、化學品、處理管末水份再利用,所以造一噸涂佈紙只剩5~6噸耗水,對日益短缺的淡水資源十分有用的。

機造紙有絲流,因手抄紙和機造紙的紙張結構有很大的不同,手抄紙在漿槽內抄取紙漿上竹簾時,採圓形的篩旋方式取紙漿,竹簾框一旦浮出水面后,旋轉紙漿就停下來,沒有流動的被取下來。反之,機造紙的抄紙網則以高速往烘缸方向移動,因此在紙網上的纖維,其前后條狀長度較左右管狀纖維徑,相差有數十倍的長度比例,一如一支支放入溪流中向下游方向流去的竹桿,下水時的竹桿有橫、有直,在流動不到數百公尺后,橫向竹桿幾乎沒有了,全部順著流水方向直向排列,這是因橫向流動的阻力大,自動被其他直向的竹桿導正成直向,順著流水方向往下游流去。相同的,在網布拉動之下,紙漿溶液中的1%纖維,會如流水中的竹桿一樣順著流速排列,就算榨乾80%的水分,剩下19%的水和1%纖維漿,流速拉動纖維平行于水流方向的作用力也會一直存在。所以多數機造紙的纖維,會向抄造方向平行排列的「絲流」現象產生,絲流對紙和紙板在印刷、加工到使用效果上,有重大的影響性,因此在包裝、出版印刷上的工程設計,往往要圍繞在機造紙這「絲流」的先天因素做思考,本節先提到機造紙的一個重和手抄紙大不同處是「絲流」的產生。基本上,機造紙是以「捲筒紙」為成品,然后再做加工。機造紙從「頭箱」開始的流佈造紙用紙漿纖維及化學品液體,一直到網面或雙網壓榨吸附水分,到烘缸做蒸氣烘缸的乾燥之前統稱為「濕部」,到烘缸有一些壓力、相當高溫度,約120℃的高溫做紙張去除水分的加熱蒸發水分,使紙漿由很透明紙漿,變成乾燥白色或帶一點黃色的纖維交織物才能使用,這一個沒有滴水的抄紙部份稱為「乾部」,而烘缸將紙漿抄造的紙,必須烘烤到只有5%或更低的含水量,紙張才會變成不透明,可以有結合力,再回復至含有6~8%重量比的紙張才好用,比較不會有伸張問題,尤其平版印刷為然,因為平版印刷的版面濕潤水,對太乾紙張也會引起伸張到皺褶的毛病,但沒有一番「絕乾」是沒有辦法產生不透明及紙張纖維交織下的「紙力」,也就是耐撕裂的強度,因此紙張在烘乾系統后,有的會加一點水氣來增加紙匹濕度,這也會增加紙張的重量,這一點對紙廠是有利的,因為紙廠在販售捲紙時,是以多少磅、多少公斤計價的。

紙張可粗分分為「非涂佈紙」,也就是只用紙漿纖維打漿抄造,可能加一點煳劑膠合或一點化學品、填料石粉、瓷土之類的元素,來改善不透明度。而我們平常所稱的「白紙」,有時為了改善「視白度」,會加入一點螢光劑來改善平常木漿的純白,看來有一點黃黃的自然色,感覺不是那麼「白」的缺點,但加螢光劑對視力有所損傷,所以現在教科書不只不加螢光劑,又故意加入一點黃色染料成為「米黃道林紙」。在非涂佈紙中,以白報紙算最低的等級,以前多用磨木漿、稻草稈、蔗渣為原料抄造,漂白程度不夠好,也帶一點黃色質感。但今天白報紙用100%回收報紙、廢紙去脫墨、煮漿,除非報紙回收次數已有7、8次,才會加入一些新的草漿,使太短的纖維結構有新的纖維加入,所以報紙的白度較差之外,印刷時幾乎不用任何的烘乾(極少數有烘乾系統)加熱,因此報紙須保有很好的油墨吸收性,在印后摺疊時才不會有太大污損。不過印好放置2、3天后的報紙,其油墨仍不完全乾燥,會脫落污髒手指。非涂佈紙仍分有「模造紙」和「道林紙」兩種不同名稱,道林紙是100%使用化學煮漿、漂白的高級木質纖維所造出的紙張,因其「道林」兩個漢字,起初個人以為是日本人用北海道針葉林煮漿,形成長纖維、白度高、紙漿撕裂強度高的高級非涂佈紙稱為「道林紙」,但查詢日本印刷同業并沒有「道林紙」的用語,反而是用「上質紙」,也就是英語的Wood Free Paper,而Wood Free就是100%化學漿抄造紙,它和含有磨木漿(機械紙漿)沒有漂白,不只略帶黃色且含木材的木質素、樹脂等木材纖維膠合材質,所以容易變黃、酥脆的模造紙,日本稱「中質紙」做區分,而中質紙或模造紙也稱Wood Contain Paper,意指含有磨木漿的非涂佈紙,若含有不是木材纖維的稻稈、麥稈、蘆葦草漿、蔗渣、高粱稈的草本植物的纖維,也是模造紙的一種。在1960年代,臺灣非常盛行用稻草稈做為抄紙原料,甚至100%用不全漂白的稻草稈煮漿,半漂白就來造出米黃色模造紙,在印刷上尺寸變化大,而紙張表面有涂膠處理,適性仍維持在可用范圍,但畢竟稻草稈的纖維短居多,所以很容易拔紙毛,大約印一千多張、兩千張就需洗一次橡皮布,有一天承印聯合國的宣傳品,從國外進口道林紙,一早上印了兩萬多張也不會有紙屑、紙毛,才知道品質相差十萬八千里,加上套印尺寸的安定性、油墨吸收性,道林紙沒有像稻草纖維,有上膠、很容易乾燥且纖維均勻性也很好,可說平時用慣差的紙張,用到國外Wood Free的道林紙后,有完全不同的體驗,當時臺灣生產的道林紙,雖好一些卻也沒有好到什麼地方。

在非涂佈紙中,有一種稱為Kraft Paper,一般稱為「牛皮紙」,Kraft在德文中代表強韌的意思,用長纖維木片以硫酸鹽煮漿法造出,沒有漂白、結構強韌如牛皮色,也像牛皮一樣強韌的紙張,通常用于包裝用紙、提袋到提袋繩,也有做較高級的牛皮紙信封、紙袋,也有施蠟做為包肉品、油炸物的防油牛皮紙。而牛皮紙漿又加以漂白成為白牛皮紙,有的一面加以壓光成為有一點光面白牛皮紙,做為提袋、包裝袋,尤其它的強韌性高,薄薄的卻有很足夠強度,但仍要注意紙張絲流方向,因為橫絲流的強度降低很多,只有30~40%而已,在5、60年前有一種「單光紙」,一面很粗糙粒狀性,另一面氈面再壓光,因為紙張有加煳劑及填白土料,所以經壓光輥加壓下,形成如銅版紙的有光澤亮面,加上有煳劑黏著紙張強度也比一般非涂佈紙強韌一些,當時使用一種「圓網機」,因為有如Ω的拱起設計,機身長度短一些,用來抄造薄紙到衛生紙。有些不是用來印刷的紙張,而是用來做水果套袋,須保有一定程度的透氣性,結構不要太緊實,可透氧氣、水分,變成有助水果在袋內成長。

在文化用的非涂佈紙中,Wood Free道林紙也是銅版紙、涂佈紙的基材,從基材原紙上再去做涂佈加工。而非涂佈紙中有含機械漿的模造紙,或是含回收廢紙漿都有,在今天有銅版紙的原紙,應用Wood Contain的有機械漿、有回收再生漿的情況也有。在制定紙張標準的國家紙張標準中,造紙業力主Wood Contain的原紙,由C級、B級到A、A1等級都可用,不須Wood Free的規定,但印刷業認為由C~A等級都可使用Wood Contain的含有機械漿、再生漿原紙,至少保留A1等級的最高級銅版紙,必須使用100%道林紙Wood Free的原紙做涂佈完成,不能含有化學漿之外的雜漿,以利書籍百年、數百年保存資料完整性。否則如磨木漿的非涂佈紙、再涂佈少量填料的雜模紙、雜銅紙(雜誌印刷用銅版紙),在半年、一年后就變黃、變酥脆,因為磨木漿內含有木質素、樹脂、松香油之下,加速紙張纖維的老化、氧化分解,那麼有一天找不到一種可以長時間保留使用Wood Free原紙的涂佈紙做為重要資訊印刷載體,也非印刷、出版業之福,因此,主席裁決保留國產A1紙使用Wood Free的原紙規定。

下一期將以涂佈紙為中心談紙張。

發表評論

電子郵件地址不會被公開。 必填項已用*標注

北京pk10八码攻略