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涂布白纸板性能及印刷适性的研究(二)

4.4 表面强度

涂布白纸板表面强度是指纤维之间、纤维与填料、胶料之间的结合程度。结合力越强，则纸张表面强度就越高，反之越低。在印刷中常以纸张表面的掉毛、脱粉及剥离的程度来衡量其表面强度。在印刷过程中，每次压印时，印版上或橡皮布上的油墨大概只有一半转移到纸张上，也就是说，油墨层在印刷时被分离了，一部分传递到纸张上，一部分仍然留在印版或橡皮布的表面。油墨的黏性是一种力，它会阻止油墨层的分离，使得分离时有时不是发生在油墨膜上，而是发生在纸板纤维、填料和胶料黏结的最薄弱之处。由于印刷油墨黏度会随着印刷速度的提高而增加，这样在高速印刷机（8000张／小时以上）上印刷的纸张的表面就要受到较大的拉力。如果纸板表面结构之间的结合力不足以抵抗油墨膜分离时产生的张力，那么印刷时就会发生起毛、掉粉，甚至一小片一小片的纸张被剥离（称为剥纸）的现象。

在印刷品的复制过程中，印刷是在极短的时间（瞬间）内完成的，纸张与油墨之间有着复杂的机械力的相互作用。随着印刷机速度的提高，剥离张力的影响则相对增大，要使油墨能正确的转印到纸张表面上不破坏纸面结构，纸张的表面强度（结合力）必须满足于下式：

T≥W+Q+N

T-纤维?填料及胶料之间的结合力

W-油墨对纸张的黏力

Q-剥离张力

N-印刷版面对油墨的吸引力

纸张表面纤维被个别拉掉，称为掉毛，这些被黏掉的纤维如黏附在印版或橡皮布表面，则接8、全中文的Windows平台下专家智能的实验软件下来的几张印张就会出现疵点。严重掉毛时，纸毛将逆油墨传递方向而运动，与油墨混合，再填进印版上点或线条间的空隙造成糊版。轻度的糊版，影响印刷品的质量，使图文清晰度下降；严重的糊版会使印版报废，使印刷作业不能进行。在印刷过程中，因纸板表面强度差，纸板表面有时也会发生小面积的表面纤维剥离，剥离后脱落的碎片黏到印版或橡皮布上，再经几次压印可能牢牢地黏附在印版或橡皮布上，在印刷时这一局部将高于印版或橡皮布的其他部分，印出来的图文就会在相应的局部出现一个墨点，而其四周则是一个印不上油墨的白环—环状白斑。这会直接影响到产品质量，严重时甚至会使生产无法进行。

通过上面的分析，我们知道在印刷时剥纸、脱粉及掉毛基本上取决于涂布白纸板的表面强度，然而对于某种特定的涂布白纸板之T值在印刷厂很难再提高，因而只有从上述关系式的右边各项去适应关系式左边的T值。下面我们就关系式右边各项进行一些讨论。W值的改变，可从两方面着手：降低油墨的黏度或在可能的条件下降低油墨膜层的厚度；Q值的改变，决定于印刷机的速度与压印滚筒的半径，印刷机的速度越快，则剥离张力就越大，反之则小，如果车速一定，压印滚筒半径越小，则剥离张力则越大，当然，半径大则剥离张力则小；N值的改变主要是对平版印刷而言，是指橡皮布是否有过黏现象，如失硫轴向拉力越大而发黏，这时的N值必大，那么必须采取一定的措施来降低N值。前面我们曾提到对于T值在印刷时很难提高，然而由于我们处理不当也会造成T值降低。这就要求我们印刷工作者在实际工作中要尽量保持纸张原有的Ｔ值，同时还要设法减少外来因素对纸面的作用力，保证纸在印刷过程中达到力的平衡，使印刷工作顺利进行。

涂布白纸板表面强度主要是由造纸的原料及工艺所决定的，如麦草浆、苇浆等草类纤维造出的涂布白纸板其表面强度一般较低，而木浆、棉浆制成的涂布白纸板表面强度较高。纸张表面强度还和填料和胶料的选用、压光程度等因素有关。

4.5 平滑度

平滑度表示涂布表面的平整程度和光滑程度。涂布白纸板的涂布层就是为了提高纸板表面的平滑度，涂布能得到比不涂布的纸板在压光机上怎样加强压光也得不到的平滑度。印刷效果在很大程度上依靠纸板表面的平滑度，用表面不平的纸板印出的图文，清晰度就要受到影响，这是因为平滑度与油墨的转移有一定的关系，平滑度决定了纸板与印版接触的紧密程度。印版上的墨膜厚度一般为3～10μm，与纸板进行压印时，约有一半油墨转移到纸板上，如果纸板上的凹坑深度超过墨膜的厚度，则在压印时，印版上相对应这个凹坑就不能与纸张接触。如果该部位是实地，则产生白点；如果是文字，则产生断笔少画的现象。

4.6 吸收性能

涂布白纸板的吸收性能包括吸油性和吸水性，吸油性和吸水性是纸张两种完全不同的性质。在这两个性质中，我们更关心的是吸油性，因为印刷用的油墨绝大部分是油基材料。印刷工艺要求纸板具有相当的吸收能力，使纸板能尽快的吸收油墨，印刷时纸板吸收的是油墨中的连结料，而颜料颗粒则留在纸板表面上迅速干燥。一般纸板纤维间的孔隙比颜料颗粒直径要大，在印刷时，油墨被压入纸板孔隙之内，在纤维毛细管的作用下那些比颜料颗粒直径小的小纤维间隙吸收连结料。纸张纤维交织成无限数量的毛细管，吸墨量可以由空隙大小来讨论，油墨填入空隙后，纸板中的毛细管吸收油墨中的连结料。如果纤维间的空隙很小，纤维的毛细作用受到破坏，吸墨性能也就很差；如果孔隙过大，毛细管不仅吸收连结料，还吸收颜料，则产生透印现象。

涂布白纸板的吸油性与印刷适性有很大的关系。吸油性低，油墨转移到纸张上之后不会很快被纸张吸收，这样未干的油墨就会转移到上面覆盖的另一张纸的背面，造成黏脏。假如吸油性太高，那就会过度的渗透，纸板表面严重失去光泽，连结料全都渗透入纸张纤维中，迅速的渗透可能造成油墨的粉化，使得留在表面的颜料得不到保护。在纸表面上印刷的油墨膜层在干燥后，就会发生颜料遇到轻微的摩擦成为粉状而脱落的现象，一般在印刷后用指甲划一下纸表面颜料就会脱离成一条白线。纸盒在运输中，其印刷的表面有时可能划坏，主要原因同样是油墨的载色体过分被纸板吸收，所以没有剩下足够固定颜料的皮膜。造成这种后果的根源在纸和油墨两方面：在油墨方面，由于载色体的粘度过低，油墨的干燥过慢；在纸方面由于水分过低，涂布层的油墨吸收过快；作为纸和油墨两方面的原因是油墨的载色体过分地渗透到纸中去等。印刷上采取的措施是在油墨中加进能形成硬干燥皮膜的清漆，另外可以考虑多加一些加速油墨干燥的干燥剂，在纸板上可以稍变换一些涂布层的组成，减慢油墨的吸收。

综上所述，纸板的印刷适性对包装产品质量有很大的影响，我们可以通过提高纸板印刷适性来提高纸板的印刷质量。在实际印刷中，对纸板的印刷适性进行全面评价，还须通过实际印刷或模拟印刷方式，以纸板的印后光泽度、油墨转移的好坏、掉毛脱粉的现象等等来评价纸板的印刷性能。

作者：陈永常

陕西科技大学造纸工程学院印刷工程教研室

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