纸张特性对印刷性能影响的分析作者:游聪格(福建莆田莆田产品质量监督检验所351100)摘要:本文分析了纸张平滑度、吸墨量、表面强度、含水率、pH值、白度、不透明度对印刷性能的影响，使印刷者准确把握印刷工艺的适宜性，保证印刷产品的质量。关键词:纸张特性；印刷性能；纸张是印刷工业中使用的重要基础原料。印刷品的质量不仅与稿件的质量、主题和内容有关，还与纸张、油墨、印刷设备、印刷条件等因素有关[1]。其中纸张对印刷的影响更为重要，纸张的质量直接影响印刷品的质量。性能优良的纸张可以将油墨完全转移，使图文在纸张上清晰完整地再现，从而获得满意的再现效果。但由于纸张、技术等材料的限制，大部分彩色连续调图像都无法忠实再现，只有打印出来的图像才能尽可能接近原稿[2]。不同类型和批次的纸张具有不同的属性。因此，正确认识纸张的某些特性，对于准确把握印刷工艺的适宜性，保证印刷产品的质量具有重要意义[3]。本文简要讨论了纸张平滑度、吸墨性、表面强度、含水量、pH值、白度和不透明度对印刷性能的影响。1纸张平滑度是评价纸张表面不平整程度的指标。它表示纸张表面的平滑度。它是纸张的一项重要印刷性能，而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。它决定了纸张表面与着墨印版或橡皮布表面在压印瞬间的接触程度，是影响油墨转移是否全面、图文是否清晰的重要因素。对于平滑度高的纸张，印刷时使用较小的印刷压力会使印版与纸张表面接触更紧密。这样可以打印出清晰的字迹和图像，深色均匀的印刷品，也节省了油墨消耗[3]。另一方面，在印刷平滑度较低的纸张时，从微观角度看，纸张表面与印版的接触不均匀，因此各处压力不均匀，油墨的转移量受到影响，体现在印版上墨膜厚度不一致，印版上的细点因为纸张的下陷而被复制，即失去了图像的亮度层次。如果是图像的实部，油墨颜色均匀性降低，无法达到预期的打印密度。此外，纸张的平滑度也影响印刷品的光泽度，高的印刷平滑度有利于在纸张上形成均匀光滑的墨膜，从而提高印刷品的光泽度，印刷品光亮美观[4]。因此，只有非常光滑的纸张才能完整地反映原色调的层次和网点图案，从而使复制品的色调理想而鲜明。2纸张吸墨性所谓纸张吸墨性，是指纸张吸收油墨的能力。纸张的吸墨性能是纤维的性质、纤维间的交织情况、填料和橡胶化合物的性质和含量的综合反映，其本质是纤维间空隙对油墨连结料的吸附[5]。纸张的吸墨性是影响印刷品质量的重要印刷适性指标。纸张的吸墨性太强，粘合剂被过量吸收到送纸层或涂层中，导致纸张上的油墨层缺少粘合剂，使颜料颗粒悬浮在纸张上。结膜干燥后，打印出来的印刷品陈旧或失去光泽，甚至有的印刷品一擦就会颗粒剥落，造成粉化。纸张对油墨的吸收性太强，粘合剂渗入纸张的孔隙中，取代了纸张孔隙中的部分空气，产生了空气-纤维和空气-填料，空气与涂料的散射界面减小，降低了纸张的光散射能力，增加了透明度，可能导致透印的发生。如果纸张的吸墨量过小，会减缓印刷品表面油墨的干燥速度，印刷速度得不到提高，同时会造成印刷品背面脏污，特别是依靠渗透干燥的凸版印刷和高速印刷。另外，在印刷中，吸墨性能差的纸张上墨后吸墨性能差，如四色印刷中的第一色组BK。但在被C、M、Y三个色组的橡皮布压印后，BK油墨会被撕掉纸张，或者在三色甚至四色套印时，后面的颜色很难叠加到前面的油墨上[3]。可见，纸张的吸墨性对印刷性能有着重要的影响，在印刷过程中要注意纸张的吸墨性。3纸张表面强度表面强度是指纸张表面纤维、胶料、填料或纸张表面涂层颗粒之间以及涂层与纸基之间的粘结强度。它显示了纸张在印刷过程中抵抗油墨分裂的能力。在印刷过程中，当油墨施加在纸和纸板表面的向外强度大于纸和纸板的内聚力时，纸表面出现的起球、掉粉、脱膜、鼓包、脱层等可见的损伤称为纸或纸板拉毛。油墨施加在纸和纸板表面的向外张力随着印刷速度的增加而增加。当印刷速度提高到油墨的向外张力大于纸张或纸板的内聚力，纸张表面开始起毛的程度时，印刷速度就是纸张或纸板的起毛速度[6]。起毛速度是衡量纸张表面强度的重要指标。在现代印刷过程中，印刷速度普遍提高，从橡皮布上剥离油墨并将其转移到纸上所需的力也增加。反过来，橡皮布通过油墨对纸张表面的剥离力也很大[7]。如果打印出来的纸张表面不良，在打印过程中会粘在纸上，导致掉粉或掉毛，严重时会导致纸张断裂。在胶合纸的表面上，应该有墨水的地方形成了白色斑点。而松散的涂料、填料颗粒和粘下来的纤维会产生不良后果，主要影响印刷两个方面:一是造成图文污染，主要体现在纸张颗粒剥落后未沾墨而产生的白点，以及纸粉或细涂料的拉毛造成的污染；第二，胶印中橡皮布和墨辊的清洗次数要增加。由于纸张表面不良，容易掉料掉粉，橡皮布清洗次数明显增加，极大影响印刷生产[8]。4纸张的含水量和pH值纸张的含水量是用纸张中的水的重量占纸张重量的百分比来表示的。一般情况下，印刷纸的含水量应控制在7% 1%之间，纸张中心与纸张外围的含水量误差不超过1% [9]。当纸张含水量过高时，纸张中的纤维、填料和胶料之间的结合力容易降低，影响纸张的表面强度，导致印刷过程中脱粉和纸屑的不良情况，从而降低纸张边缘的硬度和挺度，进而容易造成送纸时定位不稳和套印禁绝。如果纸张含水量太低，纸张弹性就会差，打印网点时印迹容易膨胀，也就是说网点膨胀率大。另外，印刷过程中容易发生静电和吸湿变形，使产品套印不准[2]。一般情况下，毛笔纸的pH值应该是中性或弱碱性。纸张酸碱度不当会使一些不酸碱的油墨变色，影响印迹的干燥。一些油墨中所含的颜料在强酸或强碱条件下非常不稳定。当油墨印在一些酸性或碱性的纸张上，经过一段时间后，油墨的颜色会褪色，使印刷品失去原有的光泽和颜色。胶印过程中，如果纸张碱性过强，纸张中的碱性物质会不断转移到桶中，使桶中的部分溶液被中和，直接影响桶液的pH值(桶液的pH值一般在5-6之间)。此外，这些碱性物质还会降低印版油墨界面的界面张力，促进油墨的过度乳化，导致非图形部分出现污垢[4]。如果纸张是酸性的，酸性物质会与干燥剂中的多价金属反应，生成不溶于油的产物，从而阻止墨水氧化结膜，抑制墨水干燥。油墨干燥时间会明显延长，甚至完全停止干燥。此外，纸张的酸碱性也影响印刷品的耐久性和印版的使用寿命。5纸张白度和不透明度纸张白度是指纸张受光照射后充分反射的能力，也叫纸张亮度，用百分数表示。纸张的白度越高，油墨颜色的特征就越能准确地显示在其表面。白纸能真实、客观地反映印刷彩色画面的所有色彩，提高文字和油墨的对比度，使复制品色彩丰富、层次丰富、对比鲜明，达到插图的效果[7]。纸张的白度越高，这种影响越明显。但并不是所有印刷品都要求纸张的白度越高越好。比如印刷书籍、报纸、期刊的白度不能太高，否则纸张和图文的反差太强，阅读时太刺眼，容易造成眼睛疲劳[10]。白度低的纸张只吸收部分色光，既不能忠实地表现明暗部分的对比，也容易导致偏色。如有的呈现黄色，有的呈现红色，有的呈现绿色，有的呈现蓝色等等。当纸张本身有偏色时，印在纸上的颜色是油墨和纸的综合色彩效果，必然会产生一些偏色。基于这种情况，有必要在印刷时，对照原稿对纸张的白度和色偏进行分析，并采取相应的措施进行校正。不透明度是指纸张的不透明性，是印刷纸的另一个重要光学性能指标。纸张的不透明度对于打印纸来说非常重要。只有纸张具有一定的不透明度，才能防止纸张出现透印，保证印刷质量。不透明度是印刷纸、证券纸和书籍纸的重要物理特性。对于书写纸，也要求有一定的不透明度，以方便在纸的两面书写。对于一些特殊的纸张(如不透明光泽纸)，不透明度也很重要。6总结在印刷过程中，影响纸张印刷性能的纸张特性指标有很多，如施胶度、基重、厚度、耐破度、撕裂度、耐折度、颜色、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，纸张的质量直接影响印刷品的质量。由于所用纸张的特性不同，其印刷适性也明显不同。纸张印刷前，需要对纸张的相关特性进行测试分析，以便更好地适应印刷，避免因印刷纸张的质量而影响印刷品的质量。参考资料:陈。纸张匀度对印刷性能的影响[J].国际造纸，2004，23 (5): 31-35。[2]翟如。论纸张特性对印刷质量的影响[J].今日印刷，2004董。纸张性能对印刷品质量影响的分析[J].上海纸，36 (5): 22-27。[4]廖志浩，李志高。纸张性能对印刷质量的影响[J].论文科学与技术，2003，22 (3): 47-51。[ (10): 54-55.[6]刘·。提高纸张印刷质量的探讨[J].天津纸业，1998，(4): 31-34。[7]刘克谦。印刷纸的性能要求[J]..(1): 1-2.[8]顾建民。认识纸对印刷的影响[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，20065438。(11): 79-80.程琦。纸张质量对印刷品质量的影响[J].今日印刷，2003，(4): 63-65。油墨干燥及其对印刷质量影响的问题称为油墨干燥。干燥时间短，油墨干燥速度快，干燥时间长，油墨干燥速度慢。油墨干燥的速度对印刷品的质量有很大影响。如果干燥过快，油墨会结皮，糊在印版表面，使印刷品油墨堆积，光泽差，出现“墨点”；如果干燥太慢，印刷品背面可能会发粘和转移，不利于下一道工序。油墨的干燥是一个复杂的过程，涉及到物理、化学、流体力学、表面处理等多方面的知识。同时受承印物、油墨成分、印刷条件、印刷方法、印刷机械、印刷环境等多种因素的影响，这里有必要进行探讨。重点是应用物理学和化学的知识，从油墨成分、承印物、印刷环境、印刷条件等方面更好地控制油墨的干燥性能。
一、油墨的干燥方式大致可以分为三种:渗透干燥、挥发干燥和氧化结膜干燥。一般来说，油墨的干燥是以某种干燥方式为主，辅以其他干燥形式。渗透干燥型是指墨水对承印物有渗透作用，承印物对墨水中的连接物质也有吸收作用。一般来说，纸是由纤维交织而成的多孔物质，孔径很小。当油墨转移到纸上时，由于纸中纤维间隙的毛细作用，它开始吸收油墨中的粘合剂。随着粘结剂的减少，液体含量也减少，颜料颗粒间的内聚力逐渐增加，油墨逐渐失去流体性质，呈现固体形态。可见，纸张吸收油墨中粘合剂的过程(即油墨渗入纸张的过程)就是油墨在纸张上的干燥过程。另一方面，油墨颗粒之间存在微小的缝隙，构成无数毛细血管。当油墨渗透到纸中时，油墨颜料颗粒之间间隙的毛细作用阻止了渗透。当纸纤维和颜料颗粒之间的毛细作用达到平衡时，油墨中的粘合剂就停止向纸中渗透。挥发干燥是指油墨中能量较大的溶剂分子克服油墨中分子间的相互吸引，从油墨表面逃逸到空气中，使残留的树脂和颜料形成固体薄膜，固定在承印物表面的过程。这种干燥形式主要存在于溶剂型凹印液体油墨中。干型氧化结膜是指以干植物油为粘合剂的墨水吸收空气中的氧气，然后发生氧化聚合反应，形成网状结构，干固在承印物表面的过程。这种干燥形式能形成高光泽、耐摩擦、牢固的墨膜，如胶印油墨、铁印油墨、丝印油墨等。
其次，从承印物上看油墨的干燥性能。至于承印物对油墨干燥性能的影响，如上所述，我们应该把重点放在纸张上，因为纸张对渗透干燥油墨的干燥性能影响很大。而油墨的其他干燥方式，承印物本身不吸收油墨或者吸收量很小，可以忽略不计。一般来说，表面粗糙、结构疏松的纸张有利于油墨干燥；同时，纸张对油墨的亲和力也影响渗透力。纸张对油墨的亲和力越大(接触角越小)，油墨的渗透速度越快，显然此时油墨的干燥速度也越快。纸张的酸碱度对油墨的干燥也有很大的影响。酸性纸张会阻碍油墨的干燥，而中性或碱性纸张有利于油墨的干燥。一般认为，纸张表面存在的无机酸通过水或水蒸气的介质与油墨中的催干剂发生反应，从而削弱催干剂的活性。表1的测试数据可以加强这方面的理解。值得一提的是，纸张的含水量对油墨的渗透和氧化干燥有一定的影响。假设纸张含水量高，纸张表面的纤维或涂层处于松散状态，分子间的吸引力降低，孔隙被水膜堵塞，不仅降低了油墨连结料的吸收，也降低了氧气的吸收，明显减缓了油墨的干燥速度。三、从油墨的组成看油墨的干燥性能我们知道，油墨主要由以下四部分组成:粘合剂(或树脂)、溶剂(或水)、颜料和添加剂。其中，溶剂对油墨的干燥性能起着直接而明显的作用，而不同的树脂、颜料和添加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，比如乙酸乙酯和乙醇的沸点差不多，但乙酸乙酯的蒸发速度几乎是乙醇的两倍。水的沸点不高，但挥发速度很慢。一般中、低、高溶剂一起使用，以满足油墨的干燥要求。混合溶剂的蒸发速率受各种溶剂分子的制约，不是简单的算术平均。表2列出了不同溶剂的沸点和挥发率，以供参考。树脂溶于有机溶剂后，溶剂挥发速度降低，不同的树脂有不同程度的减缓溶剂挥发速度。树脂的溶解度越大，溶剂越难从中逸出，挥发速度越低，即树脂对溶剂的释放越差。配制挥发性干燥油墨时，所选用的树脂应对溶剂有一定的释放性，否则溶剂提取不良容易导致脏背。然而，在氧化结膜干燥油墨中，不饱和脂肪酸分子中的双键越多，即不饱和度越高，干燥速度越慢。对于水性油墨，乳液树脂含量越高，干燥速度越快。加入颜料制作油墨时，挥发速度大大降低。颜料颗粒越小，表面积越大，干燥越快，反之亦然。而且油墨中颜料的比例越大，溶剂挥发速度越低，干燥越慢。同时，不同种类的颜料有不同的溶出性能，如黑色和蓝色，溶出性能差，挥发速度慢。表3列出了颜料粒度对溶剂蒸发速率的影响。除了专用催干剂，其他助剂由于用量少，作用不同，对油墨的干燥性能影响不大。第四，印刷环境和印刷条件对油墨干燥的影响。印刷环境温度的提高有利于印刷品上油墨的干燥。这可以用温度的升高和物质分子运动的加速来解释，从而促进渗透、挥发和氧化聚合。同样，印刷干燥温度的提高也有利于油墨干燥。同时，减慢印刷速度可以使干燥充分。印刷环境的湿度对油墨干燥也有很大的影响。相对湿度越高，油墨干燥速度越慢。例如，在正常条件下，当空气相对湿度为65%时，油墨干燥时间为6.7小时。当湿度增加到75%时，同样的墨水需要23.3小时才能干透，使墨水干透时间延迟了3倍以上。五、结论综上所述，油墨在承印物上的干燥问题是一个比较复杂的问题。要获得合适的干燥速度，油墨制造商和印刷制造商需要不懈的努力。