纸张特性、油墨特性对印刷的影响未解决
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版专天使 2010-05-10 10:11
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纸张特性对印刷性能的影响分析
作者：尤聪娥（莆田市产品质量监督检验所，福建 莆田 351100）
摘要：本文对纸张的平滑度、吸墨性、表面强度、含水率、酸碱度、白度和不透明度等重要特性指标对印刷性能的影响情况做了分析，以便印刷工作者准确把握好印刷工艺适性，保证印刷产品质量。
关键词：纸张特性；印刷性能；影响
纸张是印刷行业所使用的重要的基本原料。印刷品质量的好坏，既与原稿的质量、题材、内容有关，也与印刷用的纸张、油墨、印刷设备、印刷条件等因素有关[1]。其中，以纸张对印刷影响较为重要，纸张质量的优劣直接影响印刷品的质量。性能优良的纸张，能完整地完成油墨转移，使图文清晰、饱满地再现于纸张上，从而获得令人满意的复制效果。但由于纸张等材料及工艺技术等因素的限制，大多数彩色连续调图像得不到忠实复制和再现，而只能使印刷图像尽可能逼近于原稿[2]。不同种类、批次生产的纸张，它们的性能也不尽相同。所以，正确认识和了解纸张的若干性能，对准确把握好印刷工艺适性，保证印刷产品质量具有十分重要的意义[3]。本文针对纸张的平滑度、吸墨性、表面强度、含水率、酸碱度、白度和不透明度等特性指标对印刷性能的影响做一浅述。
1 纸张平滑度
平滑度是评价纸张表面凹凸程度的一项指标。它表示了纸张表面平整、光滑的程度。 它是纸张重要的印刷性能，印刷平滑度是在纸张上获得忠实于原稿的印刷品的首要条件。它决定了在压印瞬间，纸张表面与着墨的印版或橡皮布表面接触的程度，是影响油墨转移是否全面，图文是否清晰的重要因素。
平滑度高的纸张，在印刷时采用较小的印刷压力就会使印版和纸面得到较紧密的接触。这样就能印出很清楚的字迹和图象、颜色较深且均匀的印刷品，同时耗用油墨也省[3]。而平滑度低的纸张，在印刷时由于表面不平整，从微观上看，压印时纸表面与印版的接触是不均匀的，因此各处产生压力的不均一，油墨的转移量便受到影响，体现在印张上则是墨膜厚度的不一致，并且印版上细小网点因纸张该处下陷产生复制故障，即图像的亮调层次丢失，如果是图像实地部分则墨色均匀性下降，达不到预期的印刷密度，严重时能够观察到印张上印迹发虚，墨色不均一，影响图像复制效果。另外，纸张平滑度还同时影响印刷品的光泽度，高的印刷平滑度有利于纸面形成均匀平滑的墨膜，从而提高印刷品的光泽度，印刷品颜色鲜艳、美观[4]。所以只有非常光洁平滑的纸张，才能较完整地反映出原稿各阶调的层次和网点形态，使复制品的色调理想、层次分明。
2 纸张吸墨性
所谓纸张吸墨性是指纸张吸收油墨的能力。纸张具有吸墨性能是纤维的性质、纤维之间的交织状况，填料和胶料的性质和含量等因素的总的反映，其本质是纤维间的空隙对油墨连接料的吸附作用[5]。纸张的油墨吸收性能是影响印刷品质量的重要的印刷适性指标。纸张的吸墨性太强，连结料过量地被吸收进纸层或涂层，造成纸面上的油墨层中缺少连结料，使颜料颗粒悬浮在纸面上，结膜干燥后印刷品印迹色彩陈旧或失去光泽，甚至有的印迹一经摩擦，颜料就会呈颗粒状剥落，造成粉化现象。纸张对油墨吸收性过强，连结料渗入纸张内部孔隙，取代了纸张孔隙中的部分空气，造成空气—纤维、空气—填料，空气—涂料间的散射界面减少，使纸张的光散射能力降低，透明度增加，就有可能导致透印现象的发生。纸张对油墨吸收能力太小，则会减慢印品表面油墨的干燥速度，印刷速度提不起来，同时引起印刷品背面蹭脏，特别对于靠渗透干燥的凸版印刷和高速印刷更甚。另外在印刷中，采用吸墨性能较差的纸张，其上墨后油墨吸附性能也较差，例如四色印刷机第一色组BK，但经过C、M、Y三色组的橡皮布压印过后，又会将BK墨从纸张上扯下或者在进行三色甚至四色叠印时后面几种色很难叠加到前面的油墨上去[3]。由此可见，纸张吸墨性对印刷性能有重要的影响，在印刷过程中对纸张的吸墨性要予于重视。
3 纸张表面强度
表面强度是指纸张表面纤维、胶料、填料间或纸张表面涂料粒子间及涂层与纸基之间的结合强度。它表示了纸张在印刷过程中抗油墨分裂的能力。在印刷过程中，油墨施于纸及纸板表面的外向强力大于纸及纸板的内聚力时，纸面发生的肉眼可见的破坏，如起毛、掉粉、揭破、起鼓、分层等称之为纸或纸板拉毛。油墨施于纸及纸板表面的外向张力随印刷速度的提高而提高。当印刷速度提高到使油墨的外向张力大于纸或纸板的内聚力造成纸面开始拉毛时，该印刷速度即为纸或纸板的拉毛速度[6]。拉毛速度是衡量纸张表面强度的一个重要指标。在现代印刷过程中，印刷速度普遍增高，油墨从橡皮布上剥离下来转移到纸张上所需要的力亦增大。反过来，橡皮布通过油墨加在纸页表面的剥离力也大[7]。如果印刷纸张的表面程度较差，则在印刷过程中产生粘纸现象，形成掉粉或掉毛，严重时会使纸张破裂。在被粘去纸页的表面，本应有油墨的地方形成了白色的斑点。而粘下来的松散涂料、填料粒子和纤维造成不良后果，对印刷的影响主要有两个方面：一是造成图文部分的污染，主要体现在纸张粒子剥落后，由于未沾上油墨而引起的白斑点以及由于纸粉或微细的涂料拉毛引起的污染；二是胶印中橡皮布及墨辊清洗次数要增加。由于纸张表面程度较差，极易掉料、掉粉，橡皮布的清洗次数明显增加，从而大大地影响印刷生产[8]。
4 纸张含水率和酸碱度
纸的水分含量是以纸中含水的重量与纸的重量的百分比来表示。一般情况下，印刷用纸的含水量应控制在7%±1%之间，且纸中心与纸的周边含水量误差不大于1%为宜[9]。纸张含水量过大时，纸中纤维、填料与胶料之间的结合力就容易降低，由此将影响纸张表面强度导致印刷过程中出现脱粉、掉纸屑不良情况从而降低纸边的硬度和挺度，于是输纸时也易产生定位不稳而造成套印失准。如果纸张含水量过低的话，纸张弹性就差，印刷网点时印迹就容易扩大，也就是说网点扩大率大。此外，在印刷过程中也容易发生静电和吸湿变形使产品套印不准[2]。
通常情况下刷纸张的酸碱度以中性或弱碱性为宜，纸张的酸碱性大小不适可使某种不耐酸和碱的油墨变色并影响印迹的干燥性。有一些油墨中所含的颜料在强酸或强碱的条件下非常不稳定，当油墨印刷在一些偏酸或偏碱性的纸张上时，经过一段时间油墨的颜色就会消退，使印刷品失去原有的光泽和色彩。在胶印过程中，若纸张的碱性太强，则纸中的碱性物质会不断地传送到水斗中去，使水斗中一部分溶液被中和，直接影响水斗溶液pH值(水斗液的pH值一般为5-6之间)。此外这些碱性物质还会减小印版水墨界面上的界面张力，促使油墨过度乳化，导致非图文部分上脏[4]。若纸张呈酸性，则酸性物质与干燥剂中的多价金属作用，生成不溶于油脂的产物，阻止了油墨的氧化结膜，抑制了油墨的干燥。印刷油墨的干燥时间会明显延长，甚至会造成干燥完全停止。另外，纸张的酸碱性对印刷品的耐旧性和印版的适用寿命也有影响。
5 纸张白度和不透明度
纸张白度是指纸张受光照射后全面反射的能力，又有纸张亮度之称，用百分率表示。纸张的白度越高，其表面越能使油墨色彩的特性准确表现出来。白色纸张可真实、客观地反映出印刷品彩色画面的全部色彩，提高文字墨迹的反差，使复制品色彩鲜艳、层次丰富、反差鲜明，达到图文并茂的效果[7]。纸张白度越高，这种效果越显著。但并非所有印刷品对纸张白度的要求都是越高越好，例如，印刷书籍、报刊等的纸张，其白度就不能过高，否则会使纸张与图文之间对比过于强烈，阅读时太刺眼，容易引起眼睛疲劳[10]。白度低的纸张，由于只吸收部分色光，既不能如实表现明暗部分的反差，又容易造成偏色。如有的出现偏黄，有的出现偏红，有的出现偏绿，还有的出现偏蓝等等。当纸张本身偏色时，纸面上所印的颜色便是油墨和纸张两者综合呈色的效果了，这样必然会出现一些偏色情况，基于这一情况，印刷时有必要对纸张的白度和偏色情况进行对照原稿进行分析，通过采取适当的措施达到纠正偏色的目的。不透明度是指纸张不透光的性质，是印刷纸张的另一项重要光学性能指标。纸张的不透明度对于印刷纸来说是很重要的。只有纸张具有一定的不透明度才能够防止纸张透显现象，以保证印刷的质量。不透明度是印刷纸、证券纸和书籍纸等一项重要物理特性。对于书写纸来说，也要求有一定的不透明度，以利于纸张的两面书写。对于某些特殊的纸张（如不透明光纸）不透明度也是非常重要的。
6 小结
在印刷过程中，影响纸张印刷性能的纸张特性指标还有很多如施胶度、定量、厚度、耐破度、撕裂度、耐折度、色泽、光泽度、透明度、纵横向、伸长率、Z向弹性、抗张强度，等等，限于篇幅，不宜详述。总之，纸张质量的优劣直接影响印刷品的质量。由于所用纸张的特性不同，其印刷适性也有明显的区别。在纸张印刷前，必须测试和分析纸张的有关特性指标，以便能更好地适应印刷，避免因印刷用纸的好坏，影响印刷品的质量。
参考文献：
[1] 刘小闹，陈蕴智. 纸张匀度对印刷性能的影响[J]. 国际造纸，2004，23（5）：31-35.
[2] 翟茹. 浅谈纸张特性对印刷品质量的影响[J]. 今日印刷，2004（7）：68-70
[3] 孙中华，董荣业. 纸张特性对印刷品质量的影响分析[J]. 上海造纸，36（5）：22-27.
[4] 寥志浩，李志高. 纸张性能对印刷质量的影响[J]. 造纸科学与技术，2003，22（3）：47-51.
[5] 王新城. 纸张的性质与印迹复制的关系[J]. 今日印刷，2003，（10）：54-55.
[6] 刘印中. 提高纸张印刷质量问题探讨[J]. 天津造纸，1998，（4）：31-34.
[7] 刘克谦. 印刷用纸的性能要求[J]. 印刷世界，2003，(1)：1-2.
[8] 谷建民. 关于纸张对印刷影响的认识[J]. 广东印刷，2004，（5）：37.
[9] 康启来. 纸张性能对印刷质量的影响[J]. 中国印刷，2001，（11）：79-80.
[10] 齐成. 纸张质量对印刷品质量的影响[J]. 今日印刷，2003，（4）：63-65.
油墨的干燥问题及对印刷质量的影响
油墨从流体状态到固体状态的变化过程称为油墨的干燥，完成这一过程所需要的时间叫做干燥时。干燥时间短，油墨干燥速度快，干燥时间长，油墨干燥速度慢。油墨干燥的快慢对印品质量有很大影响，干燥过快，油墨会在印版表面结皮、糊版，使印刷品油墨堆积，光泽不良，出现"墨斑"；干燥过慢，印刷品背面可能发生粘脏、转移现象，同时也不利于下一道工序的进行。而油墨的干燥又是一个比较复杂的过程，涉及物理、化学、流体力学以及表面处理等多方面的知识，同时又受承印物、油墨组成、印刷条件、印刷方式、印刷机械以及印刷环境等诸多因素的影响，因此有必要在这里作一探讨。重点在于应用物理、化学的知识，从油墨组成、承印物、印刷环境以及印刷条件等方面更好地控制油墨的干燥性能。
一、油墨的干燥方式油墨的干燥方式大体上分为三种：渗透干燥型、挥发干燥型和氧化结膜型。通常来说，油墨的干燥是以某一种干燥方式为主，同时伴随其他的干燥形式来完成的。渗透干燥型是指油墨对承印物有渗透作用，亦既承印物对油墨中的连接料有吸收作用。一般针对纸张而言，纸张是由纤维交织成的多孔性物质，孔径很微小。当油墨转移到纸张上时，由于纸张纤维空隙的毛细管作用而开始吸收油墨中的连接料，随着连接料的减少，液体分也减少，颜料粒子间的凝聚力逐渐增大，油墨逐渐失去了流体的性质而呈现固体的形态。可见，纸张吸收油墨中的连接料的过程（亦即油墨向纸张中的渗透过程）就是油墨在纸张上的干燥的过程。另一方面，油墨粒子之间也存在着细微的空隙，构成了无数个毛细管。当油墨向纸张的渗透过程中，油墨颜料粒子空隙的毛细管作用是阻止渗透的。当纸张纤维间的毛细管作用和颜料粒子间的毛细管作用相平衡时，油墨中的连接料便停止了向纸张中的渗透。挥发干燥型是指油墨中具有较大能量的溶剂分子克服了油墨中分子间的相互吸引力从油墨表面逃逸到空气中，而使留下的树脂和颜料形成固体膜层固着在承印物表面的过程。这类干燥形式主要存在于溶剂型凹凸版液体墨中。而氧化结膜干燥型则是指以干性植物油为连接料的油墨，吸收了空气中的氧以后，发生氧化聚合反应，构成网状结构，干固在承印物表面的过程。这类干燥形式可形成高光泽、耐摩擦、牢固的油墨皮膜，例如胶印油墨、印铁油墨以及丝网印刷油墨均属于这类干燥方式。
二、从承印物看油墨的干燥性能就承印物对油墨干燥性能的影响来看，如前所述，应着重于纸张，因为纸张对渗透干燥型油墨的干燥性能影响非常大。而其他干燥方式的油墨，其承印物本身并不吸收油墨或吸收量非常小，可忽略不计。一般来说，纸张表面粗糙、结构疏松的纸张对油墨的干燥是有利的；同时，纸面对油墨的亲和性也对渗透有影响，纸面对油墨越亲和（接触角越小），则油墨的渗透越快，显然此时油墨的干燥也越快。纸张的PH大小对油墨的干燥性影响也相当大，带酸性的纸有阻碍油墨干燥的作用，中性或碱性纸则有利于油墨的干燥。一般认为是纸张表面存在的无机酸经过水或水汽的媒介，与油墨中的催干剂反应，从而减弱了催干剂的活性所致。表1的试验数据可加强对这方面的认识。值得一提的是，纸张的含水量对油墨的渗透和氧化干燥都有一定程度的影响，假定纸张的含水量很高，则纸张表面的纤维或涂料处于疏松状态，分子间的引力降低，毛细孔被水膜堵塞，这不仅降低了对油墨连接料的吸收，同时也降低了对氧的吸收能力，显然都延缓了油墨的干燥速度。三、从油墨组成看油墨的干燥性能我们知道油墨主要由以下四个部分组成：连接料（或称树脂）、溶剂（或水）、颜料和助剂。其中溶剂对油墨的干燥性能起着直接的明显的作用，而不同树脂、颜料和助剂对干燥性能也有一定的影响。就单一溶剂而言，沸点越低，挥发速度越快。
但也有例外，如醋酸乙酯和乙醇沸点相近，但醋酸乙酯的挥发速度几乎为乙醇的两倍。水的沸点不高，但挥发速度很慢，一般选用中、低、高的溶剂互相配合使用，以达到油墨的干性要求。而混合溶剂的挥发速度，又受多种溶剂分子相互制约，并不是简单的算术平均。表2列举了不同溶剂的沸点和挥发速度，以供参考。树脂溶于有机溶剂后，使溶剂的挥发速度降低，不同的树脂对溶剂挥发速度的减缓程度不同。溶解度越大的树脂，溶剂越难从中脱出，挥发速度越低，即树脂对溶剂的释放性越差。在配制挥发干燥型油墨时，选用的树脂要对溶剂有一定的释放性，否则，溶剂脱出不良易造成背面蹭脏。而氧化结膜干燥型油墨中，以干性植物油为连接料，其不饱和脂肪酸的分子中双键越多，即不饱和程度越高，则干燥速度越慢。对于水基油墨来说，一般乳液树脂含量越高，则干燥速度越快。当加入颜料制成油墨时，挥发速度大为减少。颜料粒子越小，表面积越大，干燥越快，反之越慢。且颜料在油墨中所占比例越大，溶剂的挥发速度越低，干燥越慢。同时不同种类的颜料对溶剂的脱出性也不相同，如黑色和蓝色的脱出溶剂性较差，挥发速度低。表3列举了颜料粒子大小对溶剂挥发速度的影响。助剂中除了特别的催干剂外，其他的助剂由于量少，且作用不同而对油墨的干燥性能影响不大。四、印刷环境和印刷条件对油墨干燥的影响印刷环境温度升高，对印件上油墨的干燥是有利的。这可以从温度升高，物质分子运动加快，从而促进了渗透、挥发和氧化聚合而得到解释。同样的，印刷烘干温度提高也有利于油墨干燥。同时，减慢印刷速度，可使干燥充分。印刷环境的湿度对油墨干燥的影响也是非常显著的，相对湿度越高，则油墨的干燥速度越慢。例如，在正常的条件下，空气相对湿度为65%时的油墨干燥时间为6.7小时，当湿度提高至75%时，同样的油墨就要23.3小时才能干燥，延缓油墨干燥时间竟达三倍多。五、结束语综上所述，油墨在承印物上的干燥问题是一个牵涉甚广相对复杂的问题，要得到适当的干燥速率，需要油墨制造商和印刷厂商们作出共同的坚持不懈的努力。
stronglau 2010-05-10 15:54
不错.
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