紙張的印刷適性

紙張的印刷適性

        紙張的吸墨性是指紙張對油墨的吸收能力，或者說油墨對紙張的滲透能力。油墨對紙張的滲透，實際上是紙張和油墨兩方面固有特性，在一定印刷條件下的綜合反映。它不僅與紙張的疏松程度，紙張纖維的表面性質，填料、膠料含量，油墨組成成分及其特性有關，而且與印刷方式、印刷速度、印刷壓力等因素有關。這里僅從紙張的角度，討論紙張對油墨的吸收能力。

一、  紙張吸墨性與印品質量

    油墨從印版或橡皮布上轉移到紙張之后，油墨中的一部分，特別是油墨中的連結料要向紙張進行滲透。與此同時，連結科中的溶劑開始揮發。另外，連結料的主體部分產生化學反應與物理反應，從而印張表面的墨膜逐漸地增加粘性與硬度，最后形成固體膜層，這是油墨轉移后大體上的干燥過程。因此紙張的吸墨能力、吸收速度，也就是油墨對紙張的滲透能力、滲透速度，影響著油墨干燥的快慢，影響著紙張吸墨以后**莊紙面上油墨的組分結構以及結膜以后的物理性質，也就是說紙張吸墨能力將影響印品的質量。國內外印刷理論工作者對紙張的吸墨性能進行了大量的定性和定量的研究，其目的都是為了尋求吸墨性能對印品質量的影響規律。

    紙張纖維與纖維之間，纖維與填料之間的間隙大小不等，這些間隙的大小服從于正態分布曲線。油墨是由顏料粒子與連結料所組成，顆粒狀顏料粒子的大小也是服從于正態分布曲線。倘若顏料粒子的均值遠較紙張細小纖維間間隙大小的均值為大，則油墨轉移到紙張以后，在纖維間的毛細管作用下吸收油墨，其中部分細小纖維間隙僅吸收連結料，形成過濾現象。假若紙張吸墨性過高，連結料過多地被吸入紙張內部，使墨層中油分過多地減少，顏料粒子被懸浮在紙面，結膜干燥后印品缺乏光澤，甚至有的印跡一經摩擦，顏料會發生剝落現象，稱之為“粉化”。

    如果紙張過分疏松，吸油性過強，加之所使用的油墨粘度較低，印刷壓力過大，還會導致油墨滲透至紙張背面，形成從印張背面見到正面的印跡，稱之為“透印”。

    如果紙張吸墨性過強，而且紙張毛細管孔徑的均值較大，會使部分顏料粒子連同連結料一起滲入紙內，影響墨層的結膜厚度，印跡不能在紙面呈現應有的色彩飽和度，亦會影響印品質量。

    紙張的吸墨能力對印跡的干燥速度影響比較大，吸墨性過小的紙張進行印刷時，固著干燥結膜慢，容易造成背面粘臟。特別是印刷一般書刊和用新聞紙印刷，所采用的油墨是以滲透干燥為主的油墨，印刷速度快，要求紙張有較強的吸墨能力。

    此外紙張的吸墨性有助于增加墨膜對紙張的附著力，增加墨膜對紙張的粘合強度。印刷油墨附著于紙張或其它承印物的原理比較復雜，附著力大體可分為兩種：一是承印物與油墨膜之間的分子力(又稱二次結合力或范德華力)；另一種則是油墨被吸進紙張內部固化之后，相當于機械的拋錨作用。因此，承印物具有一定的吸墨性有助于提高墨膜與承印物的粘合強度。

    掌握紙張的吸墨性能是合理制定印刷工藝。研究印刷的機理、提高印品質量的重要方面。

    二、  紙張的緊度與空隙率

    紙張的吸墨性取決于其內部的疏松程度，也就是紙張內部空隙所占空間的大小。紙張的松緊程度在造紙行業通常用紙張的緊度來表達。所謂緊度是指每立方厘米的紙樣重量，以克／厘米3計。具體計算用下式：

              D = g／d×1000                   （1）

   式中：  D表示紙張緊度(克／厘米3)。

                 g表示紙的定量(克／米2)。

                 d表示紙的厚度(毫米)。

    從緊度定義知，緊度就是單位體積的重量，只不過所謂體積是紙張組分(纖維填料等)的體積與紙張內部空隙所占空間的體積之和。

    相同定量的紙張，如果較厚則紙張較疏松，紙的緊度就較低。一般紙張按緊度大小可分為三級：緊度低于0．55克／厘米3的稱為低緊度紙，緊度為0．75~0．55克／厘米3的稱為中緊度紙，緊度大于0．75克／厘米3的稱為高緊度紙。膠印希望紙張的吸墨性不要太強，常用中緊度或高緊度紙。對于報紙印刷或一般書刊印刷，使用的是以滲透干燥為主的油墨，需要紙張具有較強的吸墨能力，因此常用低緊度紙進行印刷。

    國家標準與輕工業部部頒標準對各種印刷用紙規定了緊度要求的指標。  

如前所述，相同定量的紙張，其緊度大者內部空隙較小。因此緊度只具有相對比較的含義，并沒有表明紙張內部空隙部分所占的比例。為了定量地說明紙張的多孔程度，常用紙張的空隙率表示。紙張的空隙率，亦稱有孔度，定義為紙中空隙容積部分對總體積之比，即：

W = V1／V

式中：V表示紙張試樣的體積，即試樣面積乘以試樣厚度；V1表示紙張試樣中空隙部分容積的總和，等于紙張試樣體積V與紙張試樣中所含有的纖維、填料等實體部分體積V′之差。若以密度表示，則上式可寫成：

W = V1／V = W =（V- V′）／V=1-D／D′             （2）

式中：D是試樣重量G與試樣體積V之比，即紙張的緊度，可以通過公式（1）來確定。因試樣體積中包括空隙部分的容積．因而D值不是紙張實體部分的真正密度，通常稱可見密度或表觀密度。

    D′是試樣重量G與試樣中實體部分體積V′之比，也就是紙張中纖維、填料等物質的平均密度，稱為紙張的真正密度。由于試樣中實體部分體積不便直接測定，可以通過比重瓶間接測量。

    將已知重量的紙張試樣置于已知重量和容積的比重瓶中，抽出空氣使之處于真空狀態，然后充滿已知比重的液體，再稱總重量。由于瓶中為真空，所注液體能充滿紙張內部空隙部分的空間。即可按公式（3）來計算紙張試樣的真正密度。

因比重瓶總重量Wt是紙重Wp，瓶重Wc和所充液體重量Wa之和，所以所充液體的重量為：

Wa = Wt – Wp - Wc

    真FL：D／T—真4／P

因此比重瓶內液體的體積Va為：

     Va =（Wt – Wp - Wc）／ρ

其中ρ為所充液體的密度。

又因比重瓶的容積Vcc已知，于是紙張內部空隙部分的體積V′為：

      V′=Vc-Va =Vc-（Wt – Wp - Wc）／ρ

所以紙張的真正密度為：

      D′=G／V′=G／〔Vc-（Wt – Wp - Wc）／ρ〕          （3）

下表為利用上述方法測得的紙張空隙率。

    從上表可見，所有采用水測定的各種紙張空隙率的數據，都比采用石蠟油測定的數據大，這可能是因水容易浸入纖維間隙，而非極性的分子量很大的石蠟油不易完全浸入纖維間隙之故。