纸张印刷适性控讨 (2008-05-24 18:06:25)
纸张作为重要的承印材料，其平滑度、吸收性、白度、光泽度等会对印刷品的质量，即对印刷品的阶调和色彩再现性有明显的影响。
本文通过对工厂常用纸张（主要是铜版纸）的印刷适性进行测定，并用lGT 印刷适性仪对不同纸张打样，测量印刷品的实地密度、网点增大值、颜色再现范围及印刷品光泽度等数据，分析了纸张平滑度、吸收性等性能对印刷品阶调再现性的影响，希望能对实际印刷有参考作用。
纸张仍然是目前印刷中使用最为普遍的承印材料之一，纸张的一些宏观性质，如平滑度、吸收性、光学特性等对印刷工艺过程及印刷品的质量会构成明显影响，我们通常把这些与印刷质量有一定联系的纸张性质称为印刷适性（Printability ）。纸张的印刷适性分为印刷运行适性（Printing Runability）和印刷质量适性（Quality Printingability ）。所谓印刷运行适性，是指为保证印刷生产的正常进行，纸张应具备的性能，这些性能是印刷对纸张最基本的要求，是纸张外观质量、流变性能、强度性质和吸湿变形性等基本性质的综合表现。所谓印刷质量适性，是指直接影响印刷品质量的纸张性能，同纸张的运行适性一样，纸张的印刷质量适性并不是单一的纸张性能，而是所有影响印刷质量的纸张性能的总称。这些性能主要包括印刷平滑度、油墨接受性能、光学性质等。
印刷过程中纸张、油墨和印刷机存在着相互作用和联系，因此，研究纸张的印刷性能要以印刷过程中纸张、油墨和印刷机之间的相互作用为基础，应具有重要的实用性，一方面，对纸张印刷性能进行实验分析，可为造纸工艺提供参考依据；另一方面，纸张的基本性质会影响对印刷品质量的最终评价。因此，通过对纸张基本性能进行定量或定性的检测和实验数据分析，建立对纸张印刷适性的评价体系对实际生产有指导意义。
一、纸张性能
纸张的基本性能包括以下几个方面：基本机理性质，包括定量、厚度、表现密度、平滑度、吸收性等；力学性质，包括抗张强度、耐折度、撕裂度和表面强度等；光学性质，包括白度（亮度）、光泽度和不透明度等；化学性质，包括纸张的含水量、吸湿变形性、酸碱性及耐久性等。
纸张的上述性能会影响印刷的工艺过程和印刷品的质量，而其中对印刷品阶调再现性和色彩再现性影响比较大的是纸张的平滑度、吸收性、白度和光泽度。
1. 平滑度
平滑度分为表观平滑度和印刷平滑度。表观平滑度指纸张表面的平整程度，它取决于纸张的表面形貌，描述了纸张表面的结构特性。表观平滑度高的纸张有利于油墨覆盖和流平，形成的墨膜有光泽，印刷品的阶调再现性好。纸张的表观平滑度与其光泽度有一定的关系，表观平滑度高的纸张，其光泽度也相对较高。印刷平滑度是指在利用压力实现油墨转移的印刷模式中，纸张在印刷压力作用下所呈现的平整度。印刷平滑度是纸张表观平滑度和表面可压缩性的综合效应，对印刷品的质量有着直接的影响，它决定着在压印瞬间，纸张表面与印版或橡皮布表面的接触程度，是影响油墨转移是否全面、图文是否清晰的重要因素。首先，印刷平滑度影响纸张的油墨需要量，即达到一定的印刷密度，纸面所需的油墨量（墨膜厚度）。印刷平滑度差的纸张对油墨的需求量大，会增加墨层的不均匀性和印品透印性，同时会出现网点丢失现象，影响印刷品高光部分的层次再现；再有，印刷平滑度还会影响印刷品的光泽度，印刷平滑度高则有利于油墨在纸面形成均匀平滑的墨膜，提高印刷品的光泽度。
2. 吸收性
纸张吸收性是指纸张对油墨的接受性和对油墨中连结料的吸收能力，直接影响着
油墨对纸张的渗透和结膜情况。许多印刷故障都是由于纸张对油墨的吸收能力与采用的印刷条件（包括印刷压力、油墨品种、温湿度等）不相适应造成的。纸张对油墨的吸收能力过大，会导致印迹无光泽，甚至产生透印和粉化现象。纸张对油墨吸收能力过大，会导致印迹无光泽，甚至产生透印和粉化现象。纸张对油墨吸收能力太小，则油墨固着速度降低，易导致背面蹭脏。可见，纸张对油墨的吸收性也是影响印刷品质量的重要适性。纸张的吸收性可以采用口K&N油墨脏污试验进行检测，或利用lGT 印刷适性仪测量油墨的印刷渗透性。
3. 白度
纸张的白度是指纸张表面对可见光均匀漫反射光量的大小。纸张的白度高低，会直接影响印刷品的反差和图像色彩的再现性。白度高的纸张，能减少色偏，扩大三原色油墨的色域。
纸张白度的测量是指测量纸张对定向蓝光的反射能力，因此，严格地讲，纸张白度应称为“亮度”，而不是白度。
4. 光泽度
光泽度是纸面镜面反射能力与完全镜面反射能力的接近程度，纸张的光泽度与印刷品的光泽度有直接的关系，同时，纸张的光泽度与纸张的表观平滑度之间具有相关性，纸张的光泽度与纸张的着墨率有直接的关系，光泽度高的纸张与光泽度低的纸张相比，在印刷相同的墨膜厚度时能获得更高的印刷密度。
二、测试方法
为了考察纸张的基本性能与印刷性能（如印刷品实地密度、网点增大、色域范围等）的关系，我们试图对纸张的各项性能进行测试，再通过对实验纸样的实地密度等指标进行测试，分析它们之间的相互关系，从而得出相关的结论。
本次实验采用的纸样是印刷厂提供的生产常用纸张，我们重点对不同厂家的各种铜版纸的性能进行了测定和分析（测试条件：温度19℃±2℃；相对湿度45％±2％）。
1. 纸张平滑度的测试
1）测试仪器及条件
ZPD-10A 型无汞纸张平滑度测定仪
测量压力：1×102kPa
真空度：0.5大气压
气流宽度：13.5mm
空气流量：10ml
2）测量原理——空气泄漏法
在一定压力和一定真空度条件下，测量一定量的空气通过试样和玻璃砧之间的接触面所需的时间。试样越平滑，与玻璃接触越紧密，空气全部泄漏所需时间越长。测量结果用s/10ml表示，取平均值。双面铜版纸测量数据见表1, 亚光铜版纸的测量结果见表2。本次实验采集了近50种纸样，并逐一进行了测试，得出了许多有意义的数据，由于篇幅所限，对表中数据做了删节。
2. 纸张吸收性测定
1）测试仪器
K&N吸收仪、白度仪、擦墨仪
2）测试原理
将K&N油墨涂在纸样（纸或纸板）上，在规定时间内纸样吸收K&N油墨后，用擦墨纸擦去油墨，通过测量油墨脏污区域表面反射率的降低来测试纸张对油墨的吸收性能。
①用K&N吸收仪给纸样涂墨，要保证墨层厚度和涂墨压力的均匀性。 ②待吸墨2分钟后，用擦墨纸将纸样上的墨迹擦掉。
③24小时后，用白度仪分别测量涂墨区域和空白区域的反射率。
纸张吸收性的大小用K&N值的高低表示，K&N值越大，纸张的吸收性越大；反之则小。
K&N＝（R ∞－R F ）/R∞
其中：R ∞——纸张空白区域的反射率
R F ——油墨脏污区域的反射率
双面铜版纸（双粉纸）测量数据见表1，亚光铜版纸（哑粉纸）测量数据见表2。
3. 纸张白度（亮度）测定
1）测量仪器
ZBD 型白度仪，标准白板白度为80.6％。
2）测试原理
测量纸张对457nm 光波的反射能力，测量的几何条件为45％，用硒光电池接收从试样漫反射出的光通量。试样越白，光电池接收的光通量越大，输出的光电流也越大。