影响印刷品光泽度的几个重要因素

在印刷过程中,墨膜转移到纸张表面,并填充了纸面的凹凸不平,使印刷品表面相当平滑。印刷品墨膜表面对光的镜面反射决定着印刷品光泽的大小。而墨膜表面又同印刷条件、纸张、油墨性质以及两者的配合有关。

光泽度仪

1.印刷条件。

①墨膜厚度。墨膜厚度是影响印刷品光泽的主要因素。在纸张最大限度吸收油墨的连结料以后,剩余的连结料仍保留在墨膜中,它可以有效地提高印刷品的光泽。墨膜越厚,剩余的连结料越多,越有利于提高印刷品的光泽。研究发现,光泽随墨膜厚度提高的趋势,因不同的纸张和不同的油墨而有所不同。无论何种纸张,光泽随墨膜厚度增加而提高的量都有一定的限度。

用不同颜料含量的油墨印刷所形成的印刷品光泽出现很大差别。显然这种差别是油墨颜料直径不同所致。要准确得到印刷品光泽随墨膜厚度变化的趋势,必须比较不同墨膜厚度下所形成的光泽度的大小。

②其它印刷条件。其它印刷条件对印刷品光泽的影响,缺乏系统的研究。印刷压力对吸收能力小的涂料纸张印刷所形成的印刷品光泽影响较小;对于非涂料纸,增加印刷压力则会降低印刷品光泽;当印刷速度变化未导致印刷墨膜厚度变化时,其对印刷品光泽的影响并不十分显著。有关资料指出,印刷车间的作业条件也是相关因素。车间相对湿度提高,将使印刷品光泽降低。美国造纸化学学院(IPC)研究并作出解释,这是由于相对湿度的提高导致纸张孔隙增加的结果。此外,车间温度的提高将导致油墨粘度下降,也会降低印刷品光泽。

2.油墨性质。

从前面讨论我们注意到,印刷品光泽不仅取决于印刷条件,而且还取决于油墨和纸张的性质。为了进一步弄清印刷品光泽形成的机理,有必要专门讨论油墨性质对印刷品光泽的影响,弄清两者之间的联系。印刷品光泽取决于墨膜的平滑度,而在墨膜中的连结料保留有利于平滑度的提高。因而油墨应含有分散均匀的细微颜料,并具有足够的粘度和较快的干燥速度,以避免连结料过多地渗入纸张孔隙。此外,油墨还应具有良好的流动性,以便使印刷后的油墨流平,形成平滑的墨膜。油墨的组分决定着油墨的性质,而油墨各种性质之间是相互影响的,孤立地研究某一性质,很难弄清楚它对印刷品光泽的影响,需要综合进行研究。

①连结料的粘度与颜料的含量。根据界面化学原理,毛细管渗透速度随液体粘度的增加而降低。因而一般都认为,印刷品光泽将随油墨及连结料的粘度增大而提高。然而,实际研究却得出与之相反的结论一组具有不同粘度的连结料和不同颜料含量的油墨在同一种作涂料纸上印刷的实验结果。颜料同为一种炭黑颜料。可见,尽管油墨C的连结料含量不高,连结料的粘度也低,印刷品光泽却很高。而连结料含量高,粘度也高的油墨B印刷所形成的印刷品光泽却较低。这是由于油墨C的颜料含量高,使墨膜内形成更多的小毛细管,与颜料含量低的油墨相比,油墨C更能使墨膜保留更多的连结料。相反,颜料含量低的油墨(如油墨B),虽然连结料的粘度高、含量高,压印瞬间渗透较小,但离开压印区后毛细管渗透缓慢,终因颜料含量少,墨膜形成的毛细管大,使渗透到纸张孔隙的连结料增加。从这里可以看到,油墨颜料颗粒间形成的毛细管网络结构是决定印刷品光泽的一个重要方面。在压印瞬间,油墨被整体地压入纸张较大的孔隙内;在压印后,连结料开始从油墨分离,渗入纸张较小的孔隙内。油墨膜毛细管的大小决定着连结料分离的量。毛细管保留连结料的作用比印刷压力把连结料压入纸张孔隙的作用要大得多。

在实际印刷时,常常采用上亮光油的方法来增加印刷品的光泽,这种方法完全不同于增加油墨的颜料含量。这两种增加印刷品光泽的方法在应用时,要根据油墨的组分和印刷墨膜厚度而选择。由于彩色印刷颜色还原的需要,使增加颜料含量的方法受到限制。墨膜厚度较低外,光泽则明显提高,这是由于覆盖大的颜料颗粒需要较大量连结料的缘故。

②颜料颗粒的大小及其分散程度。如前所述,墨股毛细管作用是形成印刷品光泽的一个重要因素。油墨颗粒小能形成更多的小毛细管,因而有利于提高印刷品光泽。可是,分散状态下颜料颗粒的表现大小更重要,它直接决定墨膜毛细管的状态。因而颜料颗粒在油墨中分散良好,减少絮聚现象,有利于提高印刷品光泽。此外,颜料颗粒小,分散良好,又有利于形成平滑的墨膜,对于提高光泽也是非常有利的,Hammel等人的研究证实这些作用是存在的,指出颜料颗粒的pH值和油墨中挥发物质的含量直接影响着颜料颗粒的分散程度。颜料的pH值低,油墨中挥发性物质含量高,有利于颜料颗粒的分散。这种影响在涂料纸上非常明显,在非涂料纸上几乎没什么影响。这说明纸张对印刷品光泽的形成也是非常重要的。在吸收能力强的非涂料纸上,墨膜中连结料的保留量随颜料含量的增加而增加,只有在颜料颗粒本身大小差异很大时才可能出现不同的趋势;在吸收能力弱的涂料纸上,印刷品的光泽对颜料状况相当敏感,这时可从两个方面影响印刷品光泽:一是增加颜料含量以保留墨膜中的连结料,二是提高颗粒的分散程度和采用小颗粒来保留更多的连结料以形成平滑的墨膜。

干燥时间。油墨干燥时对印刷品光泽的影响非常明显。墨膜在纸面迅速干燥可以减少连结料渗入纸张孔隙的量,从而提高印刷品的光泽。在印刷品光泽的形成过程中,连结料的固化也很重要。

综上所述,要在不影响其它性质的条件下调节油墨的某一性质,是一件相当复杂的事情。需要在对油墨组分及其印刷后可能发生的变化进行全面分析,才能调节好。

3.纸张性质。

①由于纤维交织而形成毛细管网络结构,使纸张具有大量孔隙,成为它吸收油墨的基础。纸张毛细管网络对油墨连结料的吸收时间和连结料固着时间之间的平衡决定着印刷品光泽形成时连结料渗透的程度。一般印刷品光泽均随纸张吸收能力的增强而降低。Tollenaar在这方面进行过多年的研究。他指出,对印刷品光泽影响最大的并不是纸张孔隙的平均大小,而是孔隙的大小分布和数量。

但是,从目前纸张质量控制方法看,孔隙数量或吸收能力测量与印刷品光泽之间的相关性较差。

平滑度和光泽。纸张平滑度及本身光泽也影响印刷品光泽。平滑度高有利于形成均匀平滑的墨膜,从而提高印刷品光泽。这在许多研究者的研究中已得到证实。纸张本身的光泽好则能提高墨膜的反射率,尤其对于透明油墨更是如此。印刷品光泽与纸张本身光泽之间存在着极好的相关性,比印刷品光泽与纸张吸收能力之间的相关性还好。

从上面的讨论中可以发现,纸张平滑度、光泽和吸收能力之间也存在着相关性。从造纸过程很容易解释这一点。例如,压光处理能改进纸张的平滑度和光泽,同时也减少纸张的孔隙量,从而降低纸张的吸收能力。此外,纸张表面pH值也是印刷品光泽形成的一个不可忽视的因素。pH值高,有利于油墨干燥,因而有利于提高印刷品的光泽。

4.纸张和油墨的相互关系。

越来越多的研究发现,纸张和油墨的相互关系对印刷品光泽影响最大。下面列举Feskp等人的同组研究结果来说明这个问题。印刷品的光泽越高;而另外某种油墨印刷则几乎不受纸板品种的影响。这说明,只用一种纸是不能对油墨印刷所形成印刷品光泽的影响进行预测的。

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