印刷材料及适性课程设计

印刷材料及适性课程设计

一、综述

（一）纸

纸是印刷过程中的主要耗材之一，其质量的好坏直接影响到印刷品的质量，现在业界常用纸的印刷适性来衡量其质量的好坏。不同的纸又具有不同的印刷适性。

1．纸的分类

纸的种类成千上万，现仅举例三种最为常用的纸进行介绍。（1）铜版纸

铜版纸又称为印刷涂布纸，这种纸是在原纸上涂布一层白色浆料，经过压光而制成的纸，表面平滑，白度较高，纸纤维分布均匀，薄厚一致，伸缩性小，有较好的弹性和较强的抗水性和抗性能，对油墨的接受性十分良好。主要用于印刷画册、封面以及精美的产品等。（2）胶版纸

胶版纸伸缩性小，对油墨的吸收性均匀，平滑度好，质地紧密，不透明度好，白度好，抗水性能较强，适用于平版印刷，常用于印刷书刊正文等。

（3）新闻纸

顾名思义，新闻纸多用于印刷报纸而得名。新闻纸质地松软，吸墨性强，有一定的抗强度，但正反面、横纵向差别较大，抗水性较差。由于新闻纸以机械方法制浆，故含有大量残留的木素和其他杂质，易发黄、变脆，不宜长期存放。

2．纸的印刷适性

纸的印刷适性就是指直接影响印刷品质量的纸的性质，包括纸的平滑度、油墨吸收性、光学性质和力学性质等。现就与印刷品色域相关的性能作一下阐述。

（1）平滑度（印刷平滑度）

纸是一种可压缩性材料，在印刷压力下，纸的印刷平滑度是纸表观平滑度与表面可压缩性的综合体现。纸的平滑度是发映纸表面平整、光滑程度的性能指标。纸平滑度不同，印刷中油墨与纸接触的紧密程度就不同，最终影响油墨的转移程度及图文是否清晰等方面。

平滑度的测量通常采用空气泄漏法，有两种表示方法，一是采用通过一定体积空气所用的时间来表示，以秒为单位，另一种是用纸粗糙度——PPS值表示。

（2）光泽度

光泽度是纸表面镜面反射的程度，主要取决于纸表面的粗糙度和构成纸的物质的性质。

光泽度高的纸，在相同的条件下，油墨的色强度大，而色偏和灰度小，否则墨层的色强度低，色偏和灰度比较高，造成彩色套印灰平衡控制困难。

（3）白度

纸是图文信息的载体，其白度直接影响印刷品的色彩。油墨转移到纸上后，通过色料减色法和色光加色法形成色彩。

纸白度低，则吸收过多的光线，油墨的色彩不能充分发挥出来，影响图像颜色的色相、明度、饱和度，造成色彩灰暗，对比度差，画面呆板，层次少。

（4）油墨的吸收性能

在实际印刷中，纸对油墨的吸收性可分为两个阶段：加压渗透和自由渗透，主要取决于印刷压力和纸表面空隙结构的分布。

通常采用K&N值来表示纸对油墨的吸收性能。

（二）油墨

油墨是印刷不可缺少的材料，它是由作为分散相的颜料和作为连续相的连接料组成的稳定均匀的混合物，其流变性能对印刷品质量有着重要影响。

1．粘度

粘度是检测油墨流变性能的主要指标，它表示流体流动时摩擦阻力的大小。

通常采用平行板粘度计测量出粘度、屈服值、丝头长短、软硬程

度和流动度等。也可用锥板粘度计考察油墨的触变性。

2．粘着性（Tack值）

粘着性是指油墨抵抗墨层分离的力。

通常采用油墨粘性测定仪来测量粘性和粘性增值。

3．撤粘剂

撤粘剂是一种膏状物质，稠而疏松柔软，没有粘着性，其作用是降低油墨的Tack值，而最好不改变其流动度。

二、实验

本次综合性实验分为两大部分：纸部分和油墨部分，通过两部分实验，掌握不同种类纸对印刷品色彩再现的影响，同时体会不同浓度的添加剂对油墨性能的影响。

（一）实验方案：

经过前期查找资料，小组讨论，确定出如下实验方案。

1．分别测定铜版纸、胶版纸、新闻纸三种植的白度、光泽度、平滑度和PPS值；

2．用TGS牌原墨进行打样，然后用X-Rite分光密度计分别对各个色块进行颜色和密度的测定；

3．用平行板粘度计、锥板粘度计、油墨粘性测定仪分别测量原墨和含1%、3%、5%、7%、9%撤粘剂的油墨的粘度、粘性等各项流变性能。

注：由于时间关系，暂且忽略由纸正反面带来的影响。

（二）实验过程

1．纸部分

（1）纸部分性能的测定

A.纸白度测量

a.实验仪器：

WSB-Ⅱd/o白度计

b.实验原理：

通过测定纸定向蓝光（457nm）反射率，来表示纸的白度。

c.主要实验步骤：

①开机后，选择457nm光源，用黑板校零，用标准白板校准；

②分别测试铜版纸、胶版纸、新闻纸的白度，将实验数据记录在表1—1—a中。

d.实验数据

实验条件：

光源：457nm

入射光角度：45°

反射光角度：0°

表1—1—a 纸白度测量数据

e.数据分析：

①从上表数据看，白度：铜版纸>胶版纸>新闻纸；

②铜版纸表面有一层白色涂层，涂料中的颜料白度很大（有的是用二氧化钛），因而白度大；

③胶版纸在制浆后进行了一定的漂白，而且加填了填料，使得纸白度提高；

④新闻纸采用机械法制浆，残留大量木素，而且也没有经过漂白或者涂布，因而白度低。

B.纸光泽度测量

a.实验仪器：

UGV-5D变角光泽仪

b.实验原理：

通过测定纸镜面反射的能力，来表示纸的光泽度。

c.主要实验步骤：

①开机后，选择75°角度，调零后，用黑玻璃板进行校准；

②分别测试铜版纸、胶版纸、新闻纸的光泽度，将实验数据记录在表1—1—b中。

d.实验数据

实验条件：

入射光角度：75°

e.

①从上表数据看，光泽度：铜版纸>胶版纸>新闻纸；

②铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸表面的凹坑，使得光泽度大大提高；

③胶版纸、新闻纸表面并没有进行涂布，表面凹凸不平，故镜面反射程度不大，光泽度下降，但胶版纸表面经过了一定的施胶，故光泽度相对于新闻纸会高点。

C.纸表面平滑度测量

a.实验仪器：

“ZPD－10B”型无汞纸平滑度测定仪

b.实验原理：

空气泄漏法，即在一定的真空度、一定的面积、一定的试验压力下，测定一定容积的空气，通过试样和玻璃砧之间的接触表面所需的时间用“s”表示。试样越平滑，它与玻璃砧接触就愈紧密，空气通过的速度就愈慢，需要的时间就愈长。

c.主要实验步骤：

①开机后，将纸样夹入仪器，按动操作钮，真空泵开始工作。当容腔与外界气压压差为53.33kpa时，三个指示灯依次燃亮，真空泵停止工作；

②外界空气逐步进入容腔，使外压差变小，当50.66kpa指示灯一灭，数字显示器开始同步计数，当48.00kpa指示灯一灭，计数同时停止，此时显示器上显示出的数值即是该纸样的平滑度值。

③分别使用铜版纸、胶版纸、新闻纸重复上述步骤，将实验数据

d.实验数据

实验条件：

测试压力：53.33kpa~50.66kpa

数据单位：s

表1—3 纸平滑度测试数据

e.

①从上表数据看，平滑度：铜版纸>胶版纸>新闻纸；

②铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸表面的凹坑，使得

空气泄露的时间增大，极提高了平滑度；

③胶版纸表面并没有进行涂布，故相对铜版纸平滑度低，但是胶

版纸表面进行了施胶，故平滑度相对于新闻纸较大；

④新闻纸没有涂布，也没有施胶，故平滑度最低。

D．纸表面粗糙度测量（PPS值测量）

a.实验仪器：

PPS粗糙度测定仪

b.实验原理：

同样采用空气泄漏法，但更接近实际印刷的压力。通过将试样压

在一个平的金属圆环和弹性衬垫之间，将测量环与纸面之间泄漏的空

气流量，换算成以μm表示的绝对单位的粗糙度值，同时可以直接预

测出填充纸面凹坑所需的墨膜厚度。

c.主要实验步骤：

①打开机器和空气压力泵，保证气压达到300-600KPa；

②分别测定在“CP500”、“CP1000”、“CP2000”三个压力档

下的PPS值；

③分别使用铜版纸、胶版纸、新闻纸重复上述步骤，将实验数据

d.实验数据

实验条件：

数据单位：μm

表1—1—d 纸表面粗糙度测量数据

①从上表数据看，横向分析：对于同一种纸，粗糙度：CP500>CP1000>CP2000；

②纵向分析，对于同一种压力，粗糙度：铜版纸<胶版纸<新闻纸；

③铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸表面的凹坑，使得填充纸面凹坑所需的墨膜厚度降低，即PPS值较小；

④胶版纸表面并没有进行涂布，故相对铜版纸表面凹坑深，但经过了一定的施胶，故比新闻纸PPS值低；

⑤新闻纸没有涂布，也没有施胶，故填充纸面凹坑所需的墨膜厚度最大，即粗糙度最大。

（2）不通纸对印刷品颜色再现的影响测试

a.实验仪器：

IGT印刷适性仪、X—Rite分光密度计

b.实验原理：

在不同纸上用相应上墨量进行印刷，用X—Rite分光密度计对6种纽介堡颜色进行颜色测试，确定出相应的色域，同时测量不同色块的密度，计算出

c.主要实验步骤：

①向注墨器分别灌入TGS牌的黄、品、青墨；

②用注墨器在IGT印刷适性仪上分别注入墨量为0.1ml的黄、品、青色油墨，匀墨均匀后，将墨转移到印版上，再用IGT印刷适性仪分别按品黄、青品、青黄的顺序分别对铜版纸纸进行印刷（黄色作为第二色进行印刷）；

③用X—Rite分光密度计分别对各个色块进行颜色和密度的测量，将测量结果记录在表1—2—A中；

④换用胶版纸进行试验，将测量结果记录在表1—2—B中；

⑤换用新闻纸进行试验，将测量结果记录在表1—2—C中；

d.实验数据（样条另附）

注：在进行颜色测量时，每个色块共测试5次，去除最大值和最小值后，取平均值。

实验条件：

油墨品牌：TGS

印刷速度：0.2m/s

印刷压力：625N

温度：30℃

湿度：45%

表1—2—A 铜版纸颜色和密度测量结果（注墨量：0.1ml）印刷速度：0.2m/s 印刷压力：625N 温度：30℃湿度：45%