油墨滲透性與紙張動態(tài)吸收性的關(guān)系

李鑫+魏先福

油墨在紙張中的滲透性是影響印品質(zhì)量的重要因素。在印刷過程中，如果油墨在紙張中的滲透深度過淺，則紙面會保留過多的連結(jié)料，油墨可能無法干燥，引起背面蹭臟和印品粘連故障；相反，如果滲透深度過深，油墨中的連結(jié)料有可能到達(dá)紙張背面而導(dǎo)致透印。因此，研究油墨在紙張中的滲透性具有重要意義。本文選用了10種膠版紙，用DIC寶麟膠印油墨進(jìn)行測試，采用HVL-PDA.C 02動態(tài)滲透分析儀測量10種膠版紙的動態(tài)吸收性。同時，采用IGT GST-2型印刷適性儀對這10種膠版紙按照膠印方式打樣，并用三維顯微系統(tǒng)VHX-600對油墨在膠版紙中的滲透深度進(jìn)行測量，從而分析膠版紙動態(tài)吸收性對油墨在膠版紙中滲透深度的影響。

實驗準(zhǔn)備和方法

1.儀器及材料

本實驗采用以下儀器與材料：HVL-PDA.C 02動態(tài)滲透分析儀、三維顯微系統(tǒng)VHX-600、IGT GST-2型印刷適性儀、DIC寶麟膠印原色藍(lán)油墨、專用膠帶、滴管、高唐膠版紙（60g/m2、70g/m2、80g/m2三種）、金球膠版紙（60g/m2、70g/m2、80g/m2三種）、太陽白膠版紙（60g/m2、80 g/m2兩種）、太陽雙膠版紙（70 g/m2、80g/m2兩種）。

2.實驗方法

步驟一：用HVL-PDA.C 02動態(tài)滲透分析儀對膠版紙的動態(tài)吸收性進(jìn)行測試。首先分別將10種膠版紙的紙樣裁切成50mm×90mm的規(guī)格，用專用膠帶將紙樣粘貼在HVL-PDA.C 02動態(tài)滲透分析儀的超聲波接收器上，用滴管將3mL水滴在超聲波發(fā)射器的凹槽中，打開測定程序，設(shè)定好參數(shù)開始測量，儀器進(jìn)入全自動測量狀態(tài)，到達(dá)設(shè)定的測量時間后，超聲波發(fā)射器與超聲波接收器自動分開，并將測量結(jié)果輸入電腦，匯編圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

步驟二：用IGT GST-2型印刷適性儀對10種膠版紙用DIC寶麟膠印原色藍(lán)油墨進(jìn)行打樣。用裁紙刀對打樣完的紙樣進(jìn)行快速切割。用三維顯微系統(tǒng)VHX-600對切割完的紙樣的油墨滲透深度進(jìn)行測量。

結(jié)果與討論

1.膠版紙的動態(tài)吸收特性測試

圖1和表1分別為油墨在10種膠版紙中的動態(tài)滲透曲線以及相關(guān)參數(shù)。HVL-PDA.C 02動態(tài)滲透分析儀的工作原理是通過檢測并分析超聲波在液體與紙張接觸過程中的強度衰減或增強變化來研究動態(tài)作用過程，超聲波發(fā)射器在電磁脈沖作用下產(chǎn)生低頻率的聲學(xué)脈沖，發(fā)出穩(wěn)定的超聲波，超聲波透過液體到達(dá)檢測試樣被部分吸收，之后繼續(xù)穿過檢測液體到達(dá)超聲波接收裝置，通過接收裝置，聲學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，利用特定程序?qū)Υ诉^程中振幅的變化進(jìn)行分析并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，作為一定時刻下的測量達(dá)到值。超聲波在空氣、液體、紙張中的傳播是不同的。從液體與紙張接觸的很短時間內(nèi)（超聲波強度值達(dá)到最大值一半所需時間，？max），紙張中的空隙被液體填充，這段時間內(nèi)超聲波強度會隨著紙張空隙被填充而逐漸增加。當(dāng)測試時間超過？max時，由于H-H鍵的作用和紙張中纖維的潤脹會導(dǎo)致紙張中的毛細(xì)管擴張，超聲波強度增加的速率會減小，當(dāng)測試時間達(dá)到超聲波強度最大值時，紙張中空隙的增加速率會超過毛細(xì)管對液體吸收的速率，這時超聲波強度會下降，直到紙張中的空隙達(dá)到穩(wěn)定值，超聲波強度也趨于穩(wěn)定。

2.油墨在膠版紙中的滲透深度測試

用三維顯微系統(tǒng)VHX-600對切割完的紙樣的油墨滲透深度進(jìn)行測量。由于紙張本身的特性以及油墨在膠版紙中的滲透深度具有不均勻性，所以應(yīng)對油墨滲透深度進(jìn)行多次取值，并計算其算術(shù)平均值，從而得到油墨在不同膠版紙中的滲透深度，如表2所示。

（1）油墨滲透深度與max的關(guān)系

max為超聲波強度最大值。圖2為油墨滲透深度與max之間的關(guān)系。由圖擬合出來的方程可知，油墨滲透深度與max的決定系數(shù)R2=0.9293，說明油墨滲透深度與max之間呈高度相關(guān)關(guān)系，且油墨滲透深度隨著max值的增加而減少。如果max值小，說明紙張中毛細(xì)管對液體的吸收能力強，這會導(dǎo)致液體很快把毛細(xì)管充滿，而在之后的時間里，由于紙張纖維潤脹、H-H鍵的作用，紙張毛細(xì)管擴張的速率大于毛細(xì)管對液體吸收的速率，從而使超聲波強度逐漸下降。max值越小，紙張中毛細(xì)管對液體的吸收速率就越快，由于油墨在紙張中的干燥是在很短時間內(nèi)完成的，所以max值越小，油墨在紙張中的滲透深度就越深。

（2）油墨滲透深度與t95的關(guān)系

t95是超聲波強度下降到max值95%時的時間。圖3為油墨滲透深度與t95的關(guān)系。由圖擬合出來的方程可知，油墨滲透深度與t95的決定系數(shù)R2=0.9224，說明油墨滲透深度與t95之間呈高度相關(guān)關(guān)系，且油墨滲透深度隨著t95的增加而減少。從max到動態(tài)滲透曲線的最后是紙張中纖維潤脹的過程，也就是紙張中空隙開始增加的過程。t95值越大，意味著紙張潤脹能力弱，會影響其縱向吸收特性，從而導(dǎo)致油墨在紙張中的滲透深度變深。

（3）油墨滲透深度與A30的關(guān)系

A30代表紙張吸水能力的強弱。圖4為油墨滲透深度與A30的關(guān)系。由圖擬合出來的方程可知，油墨滲透深度與A30的決定系數(shù)R2=0.9485，說明油墨滲透深度與A30之間呈高度相關(guān)關(guān)系，且油墨滲透深度隨著A30的增加而增加。A30越大，紙張對油墨的吸收作用越強，油墨在紙張中的滲透深度就越深。

（4）油墨滲透深度與w之間的關(guān)系

w代表油墨在不同膠版紙中的動態(tài)滲透曲線，從極大值到起點的時間對曲線的積分面積，反應(yīng)了紙張孔隙率的大小。圖5為油墨滲透深度與w的關(guān)系。由圖擬合出來的方程可知，油墨滲透深度與w的決定系數(shù)為R2=0.0153，所以w與油墨滲透深度無相關(guān)關(guān)系。w越大則紙張的孔隙率就越大，而紙張孔隙率的大小與油墨滲透深度之間無相關(guān)關(guān)系，所以油墨滲透深度與w無關(guān)。

以上分析結(jié)果表明，紙張動態(tài)吸收性與油墨滲透深度之間有著密切關(guān)系，隨著紙張動態(tài)吸收性的提高，油墨在紙張中的滲透深度也會相應(yīng)加深。endprint