پوشش دهی جهت بهینه کردن ویژگی های سطح کاغذ برای نیازهای خاص استفاده می شود. دو نوع ماده تشیل دهنده پایه و اساسی در ترکیب مواد پوشش دهی کاغذ وجود دارند:
- پیگمنت های پوشش دهنده
- چسب ها یا اتصال دهنده ها
پیگمنت ها جهت پوشش الیاف و دستیابی به سطح صاف تر استفاده می شوند و چسب ها ذرات پیگمنت را به همدیگر و به لایه های کاغذ اتصال می دهند. آنها همچنین خواص نهایی پوشش سطحی شامل تنظیم میزان جذف مرکب، مقاومت به آب، براقیت و مقاومت به کنده شدن سطحی را کنترل می کنند.
پوشش دهی با پیگمنت، به ماغذ سطح چاپ پذیر بهتری می دهد. سطح کاغذهای پوشش دهی شده چگال ترند و ساختار یکسان تر و یکنواخت تری نسبت به شبکه الیافی کاغذهای پوشش نشده دارند. مرکب های چاپ نمی توانند الیاف را به طور مساوی بپوشانند یا اصطلاحا تر کنند، اما تمایل دارند در فضاهای خالی زیادی که بین الیاف وجود دارد، تمرکز کنند. پوشش دهی پیگمنت ها این فضاها را پر می کند و الیاف را می پوشاند و یک سطح صاف تر را به وجود می آورد و به طور خیلی یکسان تری به وسیله مرکب های چاپ، تر می شوند و به این دلیل کاغذهای پوشش دار چاپ پذیری یکنواخت تری خواهند داشت.
درجه جذف مرکب و قابلیت نگهداشت مرکب در هر سطح پوشش دار، با توجه به نیازهای خاص فرآیند چاپ مورد نظر، از طریق تنظیم فرمول بندی ماده پوشش دهنده کنترل می شود. کاغذهای پوشش شده، براقیت، درخشندگی و جذابیت کار چاپی و کیفیت محصول تولید شده نهایی را افزایش می دهند. پوش دهی، همچنین سفیدی و ماتی کاغذ را افزایش داده و از طریق تنظیم قابلیت نگهداشت مرکب در سطح کاغذ، رسیدن به میزان براقیت مورد نظر را امکان پذیر می کند. مهم ترین پیگمنت که به طور معمول برای پوشش دهی استفاده می شود، خاک رس بسیار پالایش شده می باشد. خاک رس پوشش دهی، از ذرات ریز که به طور طبیعی به شکل صفحات کوچک هستند و روی هم لغزیده و همدیگر را می پوشانند، تشکیل شده است که پس از پوشش دهی و اتوزنی سطح پوشیده بسیار مناسبی با براقیت و قابلیت نگه داری خوب مرکب ایجاد می کند.
کربنات کلسین هم نوعی پیگمنت پوشش دهنده دیگر است که شکل ذره ای داشته و جهت افزایش روشنی و تنظیم جذب مرکب استفاده می شود. کربنات کلیسم، همچنین می تواند برای ایجد پوشش با براقیت کمتر استفاده شود دی اکسید تیتانیوم نیز پیگمنت پوشش دهنده دیگری است که روشنی و ماتی بالا به وجود می آورد.
بعضی اوقات از پیگمنت های پلاستیکی سنتزی جهت دستیابی به جلا و براقیت بیشتر و قابلیت نگهداشت بالای مرکب در سطح کاغذهای پوشش داده شده با درجه کیفی بالا استفاده می شوند.
اتصال دهنده ها ممکن است طبیعی یا مصنوعی باشند. اتصال دهنده هایی که از منابع طبیعی به دست می آیند، شامل نشانسته، کازئین، پروتئین سویا می باشند. نشاسته که از ذرت، گندم، سیب زمینی و گیاه کاساوا یا مانیوک به دست می آید از اتصال دهنده های بسیار اصلی می باشد. هنگامی که نشاسته نتواند به تنهایی یک پوشش ضد آب به وجود آورد، جهت افزایش مقاومت به آب بهینه سازی شده یا با سایر اتصال دهنده ها ترکیب می شود. بوتادین استایرن و وینیل آکریلیک، اتصال دهنده های مصنوعی اصلی می باشند. اتصال دهنده های مصنوعی به طور گسترده ای جهت دستیابی به درخشندگی و جلای سطحی بیشتر، قابلیت نگهداشت بهتر مرکب، انعظاف پذیر شدن پوشش دهی بدون ترک خوری در طی تا زدن صافی و بهبود مقاومت پوشش سطحی در مقابل پاک شدن توسط آب و رطوبت استفاده می شوند.
فرمول پوشش دهنده ممکت است حاوی مقادیر کمی از سایر مواد افزودنی جهت کنترل ویژگی های پوشش دهنده در کاربرد و مصرف نهایی باشد. برای مثال، پراکنده سازها، جهت تر کردن هر ذره پیگمنت و روال شدن ماده پوشش دهنده در حد مورد نظر، روغن ها برای بهبود درخشندگی در حین اتوزنی تکمیلی اضافه می شوند و عوامل فعال ضد آب هم می تواند برای پوشش دهی ضد آب (مقاوم به آب) اضافه شوند.
فرمول های مواد پوشش دهنده که شامل پیگمنت و ترکیب اتصال دهنده است، بایستی نیاز ها برای عملکرد مناسب در دستگاه پوشش زن (اندودساز) و همچنین الزامات مورد نیاز برای بهبود چاپ پذیری در دستگاه های چاپ برآورده کند.
برای تولید کاغذ با ویژ”ی های نهایی مطلوب، ماده پوشش دهنده بایستی با لایه های کاغذ، که بدنه اصلی کاغذ با ماده اصلی کاغذ یا ماده اولیه خام نامیده می سود، سازگار باشد. پوشش دادن کاغذ پایه با پوشش دهنده، لزوما کمبودها را حذف نمی کند. ماده اولیه بایستی بهترین شکل گیری را توری ماشین کاغذساز داشته باشد و سطح آن یکسان، یکنواخت و هم تراز باشد و در عین حال که تولید آن باید اقتصادی باشد، مقاومت های مورد نیاز برای چاپ و صحافی و سایر مصارف نهایی را تامین کند. وزن ماده پوشش یا مقدار پوشش دهنده، به گرماژ نهایی کاغذ و درجه کیفی آن بستگی دارد. زمانی که وزن پایه کاهش می یابد، وزن پوشش هم کاهش یافته تا وزن کافی مورد نیاز در ماده اولیه برای تامین ضخامت، مقاومت، ماتی و سایر ویژگی ها در حد مورد نظر حفظ شود. انتخاب پوشش دهنده، اتصال دهنده و کاغذ اولیه با توجه به شرایط اقتصادی و نیازهای مصرف تعیین می شود. پوشش دهنده های ارزان قیمت و خمیرهای مکانیکی گراندوود (چوب آسیاب شده) برای تولید کاغذهای پوشش دار مخصوص نشریات، مجلات و مواد پوشش دهنده گران قیمت و کاغذ پایه روشن و سفید حاصل از خرده پوب های مرغوب (که طی فرآیندهای شیمیایی به خمیر تبدیل شده اند) برای تولید کاغذهای پوشش دار با درجات کیفی بسیار بالا مورد نیاز هستند.
تیغه های پوشش دهنده طرح های متفاوت داشته و بر اساس دو اصل بنیادی کار می کنند:
- افزودن مقدار اضافی از ماده پوشش دهنده به شبکه کاغذ
- همسان کردن مقدار ماده پوشش دهنده و رساندن آن به ضخامت نازک نهایی از طریق یک وسیله کشنده یا جدا کننده
در یکی از اصول طراحی تیغه ها، اعمال ماده پوشش دهنده به بافت کاغذ به وسیله غلتکی انجام می شود که ماده را از یک محفظه به سمت “شکاف سیلابی” و یا فاصله بین خود و شبکه کاغذ حمل می کند.
ماده پوشش دهنده از طریق شکاف سیلابی به کاغذ منتقل می شود. یک تیغه استیل انعطاف پذیر که در مقابل بافت کاغذ قرار گرفته، مقادیر اضافی ماده پوشش دهنده را حذف نموده، مقدار مشخص موجود روی کاغذ را محاسبه کرده و یک سطح کاملا استاندارد پوشش داده شده، تولید می کند. این پوشش دهنده به همان نام شکاف یلابی معروف است. پوشش دهنده “تماس کوتاه” برای تولید سریع کاغذهای پوشش دار سبک ترجیح داده می شوند. پوشش دهی تحت فشار از طریق فشردن ماده در امتداد یک شکاف و یا سوراخ تا نزدیکی سطح کاغذ انجام می شود و به دنبال آن یک تبغه اندازه گیری برای حذف مقادیر اضافی و رساندن ضخامت لایه اندود شده به میزان استاندارد وجود دارد. در عین حال که پوشش دهی تحت حضور تیغه و یا دستگاه یکنواخت کننده صورت می گیرد، مقادیر اضافی ماده پوشش دهنده داخل شیارها ریخته می شود. پوشش دهی بدون اتوزنی تکمیلی برای چاپ افست استفاده می شود، در حالی که نوع ترکیب شده آن با فوق اتوزنی در تولید کاغذهای بسیار صاف و براق هم برای چاپ افست و خصوصا گراوور مورد استفاده قرار می گیرد. پوشش دهنده “تیغه هوایی”، همانند نوع تیغه ای، مقدار اضافی از ماده پوشش دهی را بر روی سطح اعمال می کند که این مقدار بعدا توسط یک جت هوایی تیغه ای شکل که بر روی ماده پوشش دهنده مایع قرار دارد، حذف می گردد. این عمل باعث ایجاد یک لایه نازک، نرم و مناسب از ماده اشباع کننده بر روی سطح کاغذ می شود.
پوشش دهی “پرداختی یا قالبی” یک روش پوشش دهی کاملا متفاوت است. در این روش، ماده پوشش دهنده مرطوبی قبل از تماس با غلتک های مخصوص، روی سطح کاغذ قرار می گیرد. این غلتک ها، دارای سطحی گرم، کاملا شفاف و پولش شده هستند. ماده پوشش دهنده مرطوب به منظور پرداخت و نیز خشک شدن توسط سطح غلتک ها، به شدت فشرده می شود. در حین خشک شدن، ماده پوشش دهنده به شکل غلتک های پولیش شده، در می آید. پس از خشک شدن، ماده پوشش دهنده از سطح غلتک ها جدا شده و کاغذی نرم و براق با خاصیت جذب جوهر بالا حاصل می گردد. در اینجا نیازی به فوق اتوزنی نمی باشد.
پوشش دهی On-Machine در ماشین های کاغذسازی و همزمان با ساخت کاغذ انجام می گیرد. این روش، منجر به حذف مراحل بازگشتی، ذخیره سازی و حمل و نقل مواد اصلی به سمت بخش پوشش دهی می شود. این وع از پوشش دهی، برای تولید هر نوع و درجه از کاغذی مناسب نبوده و دارای معایبی همچون توقف تولید به دلیل مشکلات ایجاد شده در ماشین کاغذسازی و یا دستگاه پوشش دهنده می باشد.
پوشش دهی Off-Machine روشی است که در این به طور جداگانه و پس از ماشین کاغذساز انجام می شود. در این روش، مراحل بازگشت، ذخیره سازی و حمل و نقل مواد اصلی همگی در انجام فرآیند وجود دارند. مزیت های این روش، شامل سرعت بالاتر اجرا در مقایسه با ماشین کاغذساز، ظرفیت پوشش دهی خروجی خای بیشتر (خروجی بیش از یک ماشین کاغذساز) و دارا بودن پتانسیل به کارگیری ماشین کاغذساز و پوشش دهنده به طور مستقل و بدون وجود هر گونه توقفی در کارایی آنها، می باشد.
کاغذهای پوشش دار درجه بالا و با کیفیت، براق تر و روشن تر بوده و جذب مرکب در آنها بسیار یکنواخت تر است. این کاغذها می توانند در هر سطح شان دو بار پوشش دهی شوند و از این طریق سطحی کاملا مناسب برای چاپ ایجاد کنند. کاغذهایی با براقیت کمتر و پرداخت سطحی مات در نتیجه کاهش مواد براق کننده در فرمولاسیون ماده پوشش دهنده یا از طریق اصلاح فوق اتوزنی برای جلوگیری از گسترش صفات براقیت تولید می شوند کاغذهای پوشش دهی شده را به طور عمده به منظور ایجاد سطح با قابلیت نگهداشت بالا و یکنواخت مرکب تولید می کنند تا از این طریق بتوانند به براقیت بالای چاپ، دست پیدا کنند.