纸张结构特点及性能对印刷品质量的影响

Ｗｏｒｌｄ设备器材　２０１２．７　錾辔侮蟹詹　熊　黜最屣量盼影响　随着当前信息时代的飞速发展，每年全球的　纸张需求量都在大幅增加，纸张的类型品种也日益　繁多，其中印刷用纸在整个造纸工业产品中占有极　大的比重。在印刷过程中，纸张与油墨的结合性能　决定着印刷再现的质量。纸张作为印刷再现画面的　承载体，接受油墨并在其表面呈现彩色图像，由此　可见纸张性能在印刷工艺中起着起着至关重要的作　用。而纸张的结构特点则是纸张性能的主导因素，　直接影响着印刷品的质量。　本文将从纸张结构组成、各向异性、两面性、　孔隙结构、纤维问的结合这五个方面结合实际印刷　工艺讨论纸张结构对其性能的影响，然后进一步讨　论各项性能对印刷品质量的影响。　１　纸张结构的特点　纸张是由纤维及各种辅料（填料、胶料和色　料）组成的多相网络的孔状材料，具有十分复杂的　结构。由于纤维原料、各种辅料的种类和加工方式　不同，纸张的结构和性质也不同。　１）三维结构的各向异性　纸张具有一定的方向性。在水平方向上，由　于纸页成型过程中纤维受到造纸机运转方向较大的　牵引力作用，纤维大多数沿造纸机运转方向排列，　这造成纸张的纵向和横向在许多性能上存在差异；　在垂直方向上，纤维大都平行于纸面排列，或者与　平面成很／Ｊ、的角度，也就是说纸页具有多层结构。　杭州电子科技大学钱欣悦　陈　梅　北京印刷学院侯丽萍　由于纤维的不均匀排列方式，纸张存在三维各向异　性。这一性质对纸张的性能影口向主要表现在吸湿变　形量、抗张强度、挺度、油墨的吸收性几方面。　２）两面性　纸张的成型过程中由于单面脱水，网面细小纤　维和填料流失过多，产生了两面性。纸张的反面由　于与铜网接触，从而使纸面产生网印痕迹，因此反　面（网面）比较粗糙，疏松；而正面（毛毯面）则　比较平滑，紧密。纸张的正反面存在光学性能、吸　收性能等多方面的差别。　３）孔隙结构　纸张是一种多孔材料。纸张的孔隙结构是由构　成纸张基本组成——多孔的纤维和纸张成形过程中　纤维之间的交织情况决定的。通常情况下，纤维排　列方向性强，则孔隙少：长纤维比短纤维所形成的　纸张的孔隙多。孔隙结构对纸张的性能的影响主要　体现在油墨的吸收性能方面。其光学性能也有较大　的影响。　４）纤维间的结合力　纸张的力学性能主要取决与纤维间的交叉总量　和纤维网络中每根纤维交叉的数量。纤维之间的结　合力除了有机械的相互扭结，物理的相互吸引，最　重要的还有化学的氢键结合。据研究，一般纤维内　部羟基有０．５％能够游离出形成纤维间的氢键结合，　而９８％以上的羟基是在纤维内部形成氢键而体现了　Ｊ【世界设备器材　２０１２．７　纤维本身的强度。纤维间的结合直接影响到纸张的　各项力学性能，其中包括抗张强度、耐折度、撕裂　度、表面强度等方面。　２纸张性能对印刷品质量的影响　１）平滑度　平滑度是指纸张表面的平整程度，包括表观平　滑和印刷平滑度。纸张在自由状态下的平滑度称表　观平滑度，这取决于纸张本身的表面纹理结构；纸　张在印刷压力下的平滑度称为表观平滑度，这是纸　张表观平滑度和表面可压缩性的综合效应。　纸张的平滑度直接影响着在压印瞬间的油墨　转移效果，从而决定了颜色再现效果与网点还原能　力。纸张平滑度高则能保持较高、较稳定的油墨转　移率，且有利于油墨的流平，迅速形成均匀的干燥　墨膜，颜色鲜艳、明快，印品光泽度高。相反地，　平滑度低的纸张，由于表面不平整，有孔隙，油墨　渗透较多，墨层光泽性差，颜色彩度较低。在网点　再现方面，我们知道越是精细印刷品加网线数的要　求越高，即要求把有层次的网点形状按版面原来的　样子还原在纸上，并使油墨均匀地分布在各网点　内。平滑度不高的纸张，由于其表面的凹凸现象，　可能在油墨转移时转移效果不均匀，使网点形状失　真，低密度处网点丢失受损，高密度处网点并级，　这样网点构成的印品必然清晰度低，层次不丰富。　２）吸收性能　纸张的吸收性主要反映在对油墨中连接料、溶　剂和水的吸收程度上。在纸张对油墨的吸收方面来　说，吸墨性过大会导致对油墨连结料的过分吸收，　印迹黯淡无光泽，甚至产生透印或粉化现象；吸墨　性过小，则减慢油墨干燥速度，易导致印品背面蹭　脏。在实际应用中，根据纸张的不同的使用目的，　选择不同的纸张。比如在对印品质量要求不高的报　纸业中，一般使用以渗透干燥为主的油墨，我们倾　向选择油墨吸收性能好，干燥固着快的纸张，这有　利于大批量的印刷；在印制精美画册时，印刷油墨　多选择氧化结膜型或挥发干燥型，为很好地体现印　品的色泽、阶调，使印迹鲜亮、有光泽，我们倾向　选择光学性能较为优越的纸张。　由于纤维结构对水分含量的敏感度十分高，　在印刷过程中存在不可避免的纸张润湿情况，纸张　的吸水性也不可忽略。纸张的吸湿变形方向主要表　现在纤维的径向方向上，若与印刷滚压方向相互垂　直，印刷时纸张易起皱，从而会引起套印不准。因　此我们倾向选择吸湿变形方向与印刷滚压方向相同　的横向纸，这样避免或减少纸张打皱，还可以通过　拉版的方法使图文变形量与纸张变形量达到一致，　使套印更精准。另外，纸张由于存在两面性，在印　刷过程中会因吸湿不均而卷曲，这会造成输纸的困　难和故障。因此，印刷前应将纸张充分调湿，直至　达到平直时的相对湿度，使纸张正反两面达到含水　量的平衡状态。　３）力学强度　纸张的力学强度主要用未描述纸张在印刷过程　中负担各种应力的能力。具体来说可以划分为机械　强度及表面强度，他们都与纤维原料的品质和纤维　间的结合力有着密不可分的关系。　在现代印刷技术高速、大批量的生产要求下，　纸张必须在负担传输、印刷多种强应力的环境中过　称中表现出更好的机械强度及表面性能，以获得品　质更为优异的印刷品。机械强度不强的纸张尤其是　卷筒纸在使用过称中易出现断头、撕裂现象，引发　输纸故障。纸张的表面强度低则会产生拉毛和掉毛　掉粉现象，在破裂的纸面出现不连续或连续的未着　墨区域的现象，造成图文部分的污染。同时对于胶　印来说，拉毛会堵塞印版，污染油墨、橡皮布，大　大降低了生产效率。　为了提高纸张的力学性能，除了提高原材料品　质，在实际应用中，我们通常使用提高打浆度的方　法来增加纤维表面羟基，在纸页成型、脱水及干燥　过程中，形成氢键结合数量就多，氢键结合力就增　大，纤维间的结合力强度也就越高。另外，印刷工　艺中也通过添加增干强剂来加强纸张的力学强度。　４）光学特性　纸张的光学特性会对印刷品的呈色效果产生　影响，这主要体现在光泽度、白度、不透明度三　方面。　光泽度是指纸张镜面反射光能力与完全镜面　反射能力的接近程度。油墨在纸张表面干燥呈色，　在相同的条件下，光泽度高的纸张，油墨的色强度