涂布紙印刷適性的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法

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1、科普?qǐng)@地涂布紙印刷適性的測(cè)試與評(píng)價(jià)方法肖　萍　何北?！〔涕_(kāi)杰(華南理工大學(xué)制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州,510640)　　紙張的印刷適性是指紙張能適應(yīng)油墨、印版及印刷條件的要求,保證印刷作業(yè)順利進(jìn)行,并獲得優(yōu)良印刷品必備的條件,包括印刷作業(yè)適性和印刷質(zhì)量適性兩個(gè)方面,其中印刷質(zhì)量適性指紙張對(duì)印品質(zhì)量起決定性作用的性質(zhì),如白度、不透明度、平滑度、表面強(qiáng)度和油墨吸收性等。涂布紙是原紙經(jīng)涂布和整飾加工后制成的紙,用于高級(jí)印刷。本文著重介紹的是印刷適性儀的紙張印刷適性測(cè)試方法及其評(píng)價(jià)方法。1　紙張的拉毛速度和拉毛阻力　　當(dāng)油墨從印版和橡皮布轉(zhuǎn)移到紙張表面的過(guò)程中,都要受

2、到外界施加的拉伸應(yīng)力作用,與此同時(shí)由于油墨內(nèi)聚能作用,使之產(chǎn)生一抵抗力,當(dāng)外界施加的作用力大于內(nèi)聚能產(chǎn)生的抵抗力時(shí),油墨被破壞而斷裂,油墨的這種抗分裂性質(zhì)稱之為油墨的粘著性。與此同時(shí),油墨將以同樣的作用傳遞到紙張表面,當(dāng)紙張表面不足以抵抗油墨斷裂時(shí)的作用力時(shí),紙張表面將發(fā)生肉眼可見(jiàn)的破裂現(xiàn)象,即所謂的拉毛(picking),如圖1示。拉毛現(xiàn)象不僅影響印刷品的質(zhì)量,而且嚴(yán)重防礙印刷生產(chǎn)的正常進(jìn)行。因此如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量去預(yù)測(cè)紙張的拉毛特性是造紙和印刷界都關(guān)心的問(wèn)題。在迄今提出的方法中,利用IGT印刷適性儀進(jìn)行測(cè)試是目前用得最為廣泛的方法,并作為ISO標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。利用I

3、GT印刷適性儀進(jìn)行拉毛可有圖1　拉毛現(xiàn)象兩種方法,即標(biāo)準(zhǔn)IGT方法拉毛及采用Westvaco開(kāi)發(fā)的IGT附件進(jìn)行拉毛。有研究表明,采用Westvaco附件進(jìn)行拉毛,不僅節(jié)約時(shí)間,而且受環(huán)境因素影響少,測(cè)試結(jié)果具有更好的再現(xiàn)性[1]。拉毛速度測(cè)定的具體方法是在印刷盤上施加少量拉毛油,在一定印刷壓力下,印刷盤以加速方式向紙張?jiān)嚇訔l上印刷,測(cè)量印刷起點(diǎn)和起毛點(diǎn)的距離,再通過(guò)查對(duì)拉毛速度表可以得到拉毛速度值,起毛開(kāi)始時(shí)的速度定義為拉毛速度,也稱為臨界拉毛速度(但并非實(shí)際生產(chǎn)中的印刷速度),由于加速度可以調(diào)整,拉毛油又分為高、中、低粘度三種,所以幾乎所有的紙張都可以用IGT印

4、刷適性儀及Westvaco附件來(lái)檢測(cè)拉毛速度。紙張拉毛阻力定義為紙張表面在印刷過(guò)程中與PaperScience&Technology　2003Vol.22No.155印版分離時(shí)抗拒油墨膜分裂力的能力。IGT方法獲得有關(guān)印品質(zhì)量的信息。中將拉毛阻力用拉毛速度與拉毛油的粘度乘積來(lái)表印刷密度與印版表面初始油墨量(以印版上墨示,稱為VVP值,對(duì)于一定等級(jí)的紙?jiān)摮朔e應(yīng)是恒膜厚度來(lái)表示)的關(guān)系比前兩者更密切。在印刷中定的,在一定條件下,可利用一定粘度的拉毛油,以人們總希望盡可能用薄的墨膜能在紙張表面獲得盡VVP值來(lái)比較各種紙所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是可能高的印刷密度。印刷密度與印版

5、墨膜的關(guān)系如VVP原則上只適用于象IGT標(biāo)準(zhǔn)拉毛油這樣的牛圖3所示,也可用如下式的Tollenaor—Ernet經(jīng)驗(yàn) 頓流體,對(duì)于其他油墨,VVP不適用,對(duì)此向陽(yáng)博士方程[3]表示,其中D∞、m反映了紙張結(jié)構(gòu)的變化印提出了用臨界Tack值來(lái)表征紙張的拉毛阻力,因刷密度的關(guān)系。 為臨界Tack值不受拉毛液體的形式、臨界拉毛速D=D∞(1-e-mx)(2)度的影響[2]。D∞—飽和印刷密度,即墨膜厚度增加時(shí),紙張所能2　印刷密度得到的最大印刷密度;M—密度平滑度;印刷品的階調(diào)和顏色是評(píng)價(jià)印刷復(fù)制質(zhì)量的兩X—墨膜厚度μ,m;個(gè)重要方面。印品的階調(diào)是通過(guò)附著于紙面油墨形D—

6、印版墨膜厚度為x時(shí)所得到印品的印刷密度。 成的面積不同的點(diǎn)子(網(wǎng)點(diǎn))來(lái)表現(xiàn)的,如圖2所示。在印刷中常用人眼視覺(jué)特性較為一致的反射密度來(lái)表示,印刷品的反射密度定義為印刷品表面反射率倒數(shù)的對(duì)數(shù)值。D=log(R∞/Rp)(1)R∞—未印紙背襯足夠厚紙層的反射率。Rp—印品表面背襯足夠厚紙層的反射率。印刷密度可利用光學(xué)測(cè)量方法測(cè)得反射率計(jì)算得到,也可由反射密度計(jì)直接測(cè)得。每種顏色的油墨在紙面上單個(gè)網(wǎng)點(diǎn)的反射密度也即實(shí)際印刷密度圖3　印刷密度與印版墨膜的關(guān)系決定了該色油墨在紙面上的呈色能力。3　濕排斥現(xiàn)象在膠印過(guò)程中,紙張會(huì)被多次潤(rùn)濕,由于水分改變了紙張表面的結(jié)構(gòu),會(huì)影響油

7、墨的轉(zhuǎn)移。水的作用可能令紙張變軟,油墨由于具有粘性,會(huì)將紙面的顆粒(纖維)拉出來(lái),產(chǎn)生所謂濕拉毛現(xiàn)象;水產(chǎn)生的另一種影響是紙不吸墨,稱為濕排斥現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象也許會(huì)同時(shí)發(fā)生且很難區(qū)分,他們表現(xiàn)的結(jié)果是使印刷圖案中產(chǎn)生色斑點(diǎn)。利用ATC2-5型IGT印刷適性儀可進(jìn)行濕排斥試驗(yàn),操作過(guò)程是在潤(rùn)版裝置裝上水輥(水膜厚度可控制),每條試樣印刷后都得到兩層著墨效果不同的印品,一段是紙面未潤(rùn)濕(相當(dāng)于第一色)時(shí)的著 圖2　放大鏡下觀察到的印刷品的情況墨效果,另一段為紙面潤(rùn)濕后的著墨效果(相當(dāng)于第印刷密度與印品存放時(shí)間、紙面油墨量及印版表面初始油墨量(以印版上墨膜厚度來(lái)表示)