紙張特性對印刷性能影響的分析作者:遊聰格(福建莆田莆田產品質量監督檢驗所351100)摘要:本文分析了紙張平滑度、吸墨量、表面強度、含水率、pH值、白度、不透明度對印刷性能的影響，使印刷者準確把握印刷工藝的適宜性，保證印刷產品的質量。關鍵詞:紙張特性；印刷性能；紙張是印刷工業中使用的重要基礎原料。印刷品的質量不僅與稿件的質量、主題和內容有關，還與紙張、油墨、印刷設備、印刷條件等因素有關[1]。其中紙張對印刷的影響更為重要，紙張的質量直接影響印刷品的質量。性能優良的紙張可以將油墨完全轉移，使圖文在紙張上清晰完整地再現，從而獲得滿意的再現效果。但由於紙張、技術等材料的限制，大部分彩色連續調圖像都無法忠實再現，只有打印出來的圖像才能盡可能接近原稿[2]。不同類型和批次的紙張具有不同的屬性。因此，正確認識紙張的某些特性，對於準確把握印刷工藝的適宜性，保證印刷產品的質量具有重要意義[3]。本文簡要討論了紙張平滑度、吸墨性、表面強度、含水量、pH值、白度和不透明度對印刷性能的影響。1紙張平滑度是評價紙張表面不平整程度的指標。它表示紙張表面的平滑度。它是紙張的壹項重要印刷性能，而印刷平滑度是在紙張上獲得忠實於原稿的印刷品的首要條件。它決定了紙張表面與著墨印版或橡皮布表面在壓印瞬間的接觸程度，是影響油墨轉移是否全面、圖文是否清晰的重要因素。對於平滑度高的紙張，印刷時使用較小的印刷壓力會使印版與紙張表面接觸更緊密。這樣可以打印出清晰的字跡和圖像，深色均勻的印刷品，也節省了油墨消耗[3]。另壹方面，在印刷平滑度較低的紙張時，從微觀角度看，紙張表面與印版的接觸不均勻，因此各處壓力不均勻，油墨的轉移量受到影響，體現在印版上墨膜厚度不壹致，印版上的細點因為紙張的下陷而被復制，即失去了圖像的亮度層次。如果是圖像的實部，油墨顏色均勻性降低，無法達到預期的打印密度。此外，紙張的平滑度也影響印刷品的光澤度，高的印刷平滑度有利於在紙張上形成均勻光滑的墨膜，從而提高印刷品的光澤度，印刷品光亮美觀[4]。因此，只有非常光滑的紙張才能完整地反映原色調的層次和網點圖案，從而使復制品的色調理想而鮮明。2紙張吸墨性所謂紙張吸墨性，是指紙張吸收油墨的能力。紙張的吸墨性能是纖維的性質、纖維間的交織情況、填料和橡膠化合物的性質和含量的綜合反映，其本質是纖維間空隙對油墨連結料的吸附[5]。紙張的吸墨性是影響印刷品質量的重要印刷適性指標。紙張的吸墨性太強，粘合劑被過量吸收到送紙層或塗層中，導致紙張上的油墨層缺少粘合劑，使顏料顆粒懸浮在紙張上。結膜幹燥後，打印出來的印刷品陳舊或失去光澤，甚至有的印刷品壹擦就會顆粒剝落，造成粉化。紙張對油墨的吸收性太強，粘合劑滲入紙張的孔隙中，取代了紙張孔隙中的部分空氣，產生了空氣-纖維和空氣-填料，空氣與塗料的散射界面減小，降低了紙張的光散射能力，增加了透明度，可能導致透印的發生。如果紙張的吸墨量過小，會減緩印刷品表面油墨的幹燥速度，印刷速度得不到提高，同時會造成印刷品背面臟汙，特別是依靠滲透幹燥的凸版印刷和高速印刷。另外，在印刷中，吸墨性能差的紙張上墨後吸墨性能差，如四色印刷中的第壹色組BK。但在被C、M、Y三個色組的橡皮布壓印後，BK油墨會被撕掉紙張，或者在三色甚至四色套印時，後面的顏色很難疊加到前面的油墨上[3]。可見，紙張的吸墨性對印刷性能有著重要的影響，在印刷過程中要註意紙張的吸墨性。3紙張表面強度表面強度是指紙張表面纖維、膠料、填料或紙張表面塗層顆粒之間以及塗層與紙基之間的粘結強度。它顯示了紙張在印刷過程中抵抗油墨分裂的能力。在印刷過程中，當油墨施加在紙和紙板表面的向外強度大於紙和紙板的內聚力時，紙表面出現的起球、掉粉、脫膜、鼓包、脫層等可見的損傷稱為紙或紙板拉毛。油墨施加在紙和紙板表面的向外張力隨著印刷速度的增加而增加。當印刷速度提高到油墨的向外張力大於紙張或紙板的內聚力，紙張表面開始起毛的程度時，印刷速度就是紙張或紙板的起毛速度[6]。起毛速度是衡量紙張表面強度的重要指標。在現代印刷過程中，印刷速度普遍提高，從橡皮布上剝離油墨並將其轉移到紙上所需的力也增加。反過來，橡皮布通過油墨對紙張表面的剝離力也很大[7]。如果打印出來的紙張表面不良，在打印過程中會粘在紙上，導致掉粉或掉毛，嚴重時會導致紙張斷裂。在膠合紙的表面上，應該有墨水的地方形成了白色斑點。而松散的塗料、填料顆粒和粘下來的纖維會產生不良後果，主要影響印刷兩個方面:壹是造成圖文汙染，主要體現在紙張顆粒剝落後未沾墨而產生的白點，以及紙粉或細塗料的拉毛造成的汙染；第二，膠印中橡皮布和墨輥的清洗次數要增加。由於紙張表面不良，容易掉料掉粉，橡皮布清洗次數明顯增加，極大影響印刷生產[8]。4紙張的含水量和pH值紙張的含水量是用紙張中的水的重量占紙張重量的百分比來表示的。壹般情況下，印刷紙的含水量應控制在7% 1%之間，紙張中心與紙張外圍的含水量誤差不超過1% [9]。當紙張含水量過高時，紙張中的纖維、填料和膠料之間的結合力容易降低，影響紙張的表面強度，導致印刷過程中脫粉和紙屑的不良情況，從而降低紙張邊緣的硬度和挺度，進而容易造成送紙時定位不穩和套印禁絕。如果紙張含水量太低，紙張彈性就會差，打印網點時印跡容易膨脹，也就是說網點膨脹率大。另外，印刷過程中容易發生靜電和吸濕變形，使產品套印不準[2]。壹般情況下，毛筆紙的pH值應該是中性或弱堿性。紙張酸堿度不當會使壹些不酸堿的油墨變色，影響印跡的幹燥。壹些油墨中所含的顏料在強酸或強堿條件下非常不穩定。當油墨印在壹些酸性或堿性的紙張上，經過壹段時間後，油墨的顏色會褪色，使印刷品失去原有的光澤和顏色。膠印過程中，如果紙張堿性過強，紙張中的堿性物質會不斷轉移到桶中，使桶中的部分溶液被中和，直接影響桶液的pH值(桶液的pH值壹般在5-6之間)。此外，這些堿性物質還會降低印版油墨界面的界面張力，促進油墨的過度乳化，導致非圖形部分出現汙垢[4]。如果紙張是酸性的，酸性物質會與幹燥劑中的多價金屬反應，生成不溶於油的產物，從而阻止墨水氧化結膜，抑制墨水幹燥。油墨幹燥時間會明顯延長，甚至完全停止幹燥。此外，紙張的酸堿性也影響印刷品的耐久性和印版的使用壽命。5紙張白度和不透明度紙張白度是指紙張受光照射後充分反射的能力，也叫紙張亮度，用百分數表示。紙張的白度越高，油墨顏色的特征就越能準確地顯示在其表面。白紙能真實、客觀地反映印刷彩色畫面的所有色彩，提高文字和油墨的對比度，使復制品色彩豐富、層次豐富、對比鮮明，達到插圖的效果[7]。紙張的白度越高，這種影響越明顯。但並不是所有印刷品都要求紙張的白度越高越好。比如印刷書籍、報紙、期刊的白度不能太高，否則紙張和圖文的反差太強，閱讀時太刺眼，容易造成眼睛疲勞[10]。白度低的紙張只吸收部分色光，既不能忠實地表現明暗部分的對比，也容易導致偏色。如有的呈現黃色，有的呈現紅色，有的呈現綠色，有的呈現藍色等等。當紙張本身有偏色時，印在紙上的顏色是油墨和紙的綜合色彩效果，必然會產生壹些偏色。基於這種情況，有必要在印刷時，對照原稿對紙張的白度和色偏進行分析，並采取相應的措施進行校正。不透明度是指紙張的不透明性，是印刷紙的另壹個重要光學性能指標。紙張的不透明度對於打印紙來說非常重要。只有紙張具有壹定的不透明度，才能防止紙張出現透印，保證印刷質量。不透明度是印刷紙、證券紙和書籍紙的重要物理特性。對於書寫紙，也要求有壹定的不透明度，以方便在紙的兩面書寫。對於壹些特殊的紙張(如不透明光澤紙)，不透明度也很重要。6總結在印刷過程中，影響紙張印刷性能的紙張特性指標有很多，如施膠度、基重、厚度、耐破度、撕裂度、耐折度、顏色、光澤度、透明度、縱橫向、伸長率、Z向彈性、抗張強度等等，限於篇幅，不宜詳述。總之，紙張的質量直接影響印刷品的質量。由於所用紙張的特性不同，其印刷適性也明顯不同。紙張印刷前，需要對紙張的相關特性進行測試分析，以便更好地適應印刷，避免因印刷紙張的質量而影響印刷品的質量。參考資料:陳。紙張勻度對印刷性能的影響[J].國際造紙，2004，23 (5): 31-35。[2]翟如。論紙張特性對印刷質量的影響[J].今日印刷，2004董。紙張性能對印刷品質量影響的分析[J].上海紙，36 (5): 22-27。[4]廖誌浩，李誌高。紙張性能對印刷質量的影響[J].論文科學與技術，2003，22 (3): 47-51。[ (10): 54-55.[6]劉·。提高紙張印刷質量的探討[J].天津紙業，1998，(4): 31-34。[7]劉克謙。印刷紙的性能要求[J]..(1): 1-2.[8]顧建民。認識紙對印刷的影響[J].廣東印刷，2004，(5): 37。[9]康啟來。紙張性能對印刷質量的影響[J].中國印刷，20065438。(11): 79-80.程琦。紙張質量對印刷品質量的影響[J].今日印刷，2003，(4): 63-65。油墨幹燥及其對印刷質量影響的問題稱為油墨幹燥。幹燥時間短，油墨幹燥速度快，幹燥時間長，油墨幹燥速度慢。油墨幹燥的速度對印刷品的質量有很大影響。如果幹燥過快，油墨會結皮，糊在印版表面，使印刷品油墨堆積，光澤差，出現“墨點”；如果幹燥太慢，印刷品背面可能會發粘和轉移，不利於下壹道工序。油墨的幹燥是壹個復雜的過程，涉及到物理、化學、流體力學、表面處理等多方面的知識。同時受承印物、油墨成分、印刷條件、印刷方法、印刷機械、印刷環境等多種因素的影響，這裏有必要進行探討。重點是應用物理學和化學的知識，從油墨成分、承印物、印刷環境、印刷條件等方面更好地控制油墨的幹燥性能。
壹、油墨的幹燥方式大致可以分為三種:滲透幹燥、揮發幹燥和氧化結膜幹燥。壹般來說，油墨的幹燥是以某種幹燥方式為主，輔以其他幹燥形式。滲透幹燥型是指墨水對承印物有滲透作用，承印物對墨水中的連接物質也有吸收作用。壹般來說，紙是由纖維交織而成的多孔物質，孔徑很小。當油墨轉移到紙上時，由於紙中纖維間隙的毛細作用，它開始吸收油墨中的粘合劑。隨著粘結劑的減少，液體含量也減少，顏料顆粒間的內聚力逐漸增加，油墨逐漸失去流體性質，呈現固體形態。可見，紙張吸收油墨中粘合劑的過程(即油墨滲入紙張的過程)就是油墨在紙張上的幹燥過程。另壹方面，油墨顆粒之間存在微小的縫隙，構成無數毛細血管。當油墨滲透到紙中時，油墨顏料顆粒之間間隙的毛細作用阻止了滲透。當紙纖維和顏料顆粒之間的毛細作用達到平衡時，油墨中的粘合劑就停止向紙中滲透。揮發幹燥是指油墨中能量較大的溶劑分子克服油墨中分子間的相互吸引，從油墨表面逃逸到空氣中，使殘留的樹脂和顏料形成固體薄膜，固定在承印物表面的過程。這種幹燥形式主要存在於溶劑型凹印液體油墨中。幹型氧化結膜是指以幹植物油為粘合劑的墨水吸收空氣中的氧氣，然後發生氧化聚合反應，形成網狀結構，幹固在承印物表面的過程。這種幹燥形式能形成高光澤、耐摩擦、牢固的墨膜，如膠印油墨、鐵印油墨、絲印油墨等。
其次，從承印物上看油墨的幹燥性能。至於承印物對油墨幹燥性能的影響，如上所述，我們應該把重點放在紙張上，因為紙張對滲透幹燥油墨的幹燥性能影響很大。而油墨的其他幹燥方式，承印物本身不吸收油墨或者吸收量很小，可以忽略不計。壹般來說，表面粗糙、結構疏松的紙張有利於油墨幹燥；同時，紙張對油墨的親和力也影響滲透力。紙張對油墨的親和力越大(接觸角越小)，油墨的滲透速度越快，顯然此時油墨的幹燥速度也越快。紙張的酸堿度對油墨的幹燥也有很大的影響。酸性紙張會阻礙油墨的幹燥，而中性或堿性紙張有利於油墨的幹燥。壹般認為，紙張表面存在的無機酸通過水或水蒸氣的介質與油墨中的催幹劑發生反應，從而削弱催幹劑的活性。表1的測試數據可以加強這方面的理解。值得壹提的是，紙張的含水量對油墨的滲透和氧化幹燥有壹定的影響。假設紙張含水量高，紙張表面的纖維或塗層處於松散狀態，分子間的吸引力降低，孔隙被水膜堵塞，不僅降低了油墨連結料的吸收，也降低了氧氣的吸收，明顯減緩了油墨的幹燥速度。三、從油墨的組成看油墨的幹燥性能我們知道，油墨主要由以下四部分組成:粘合劑(或樹脂)、溶劑(或水)、顏料和添加劑。其中，溶劑對油墨的幹燥性能起著直接而明顯的作用，而不同的樹脂、顏料和添加劑對幹燥性能也有壹定的影響。就單壹溶劑而言，沸點越低，揮發速度越快。
但也有例外，比如乙酸乙酯和乙醇的沸點差不多，但乙酸乙酯的蒸發速度幾乎是乙醇的兩倍。水的沸點不高，但揮發速度很慢。壹般中、低、高溶劑壹起使用，以滿足油墨的幹燥要求。混合溶劑的蒸發速率受各種溶劑分子的制約，不是簡單的算術平均。表2列出了不同溶劑的沸點和揮發率，以供參考。樹脂溶於有機溶劑後，溶劑揮發速度降低，不同的樹脂有不同程度的減緩溶劑揮發速度。樹脂的溶解度越大，溶劑越難從中逸出，揮發速度越低，即樹脂對溶劑的釋放越差。配制揮發性幹燥油墨時，所選用的樹脂應對溶劑有壹定的釋放性，否則溶劑提取不良容易導致臟背。然而，在氧化結膜幹燥油墨中，不飽和脂肪酸分子中的雙鍵越多，即不飽和度越高，幹燥速度越慢。對於水性油墨，乳液樹脂含量越高，幹燥速度越快。加入顏料制作油墨時，揮發速度大大降低。顏料顆粒越小，表面積越大，幹燥越快，反之亦然。而且油墨中顏料的比例越大，溶劑揮發速度越低，幹燥越慢。同時，不同種類的顏料有不同的溶出性能，如黑色和藍色，溶出性能差，揮發速度慢。表3列出了顏料粒度對溶劑蒸發速率的影響。除了專用催幹劑，其他助劑由於用量少，作用不同，對油墨的幹燥性能影響不大。第四，印刷環境和印刷條件對油墨幹燥的影響。印刷環境溫度的提高有利於印刷品上油墨的幹燥。這可以用溫度的升高和物質分子運動的加速來解釋，從而促進滲透、揮發和氧化聚合。同樣，印刷幹燥溫度的提高也有利於油墨幹燥。同時，減慢印刷速度可以使幹燥充分。印刷環境的濕度對油墨幹燥也有很大的影響。相對濕度越高，油墨幹燥速度越慢。例如，在正常條件下，當空氣相對濕度為65%時，油墨幹燥時間為6.7小時。當濕度增加到75%時，同樣的墨水需要23.3小時才能幹透，使墨水幹透時間延遲了3倍以上。五、結論綜上所述，油墨在承印物上的幹燥問題是壹個比較復雜的問題。要獲得合適的幹燥速度，油墨制造商和印刷制造商需要不懈的努力。