合成紙的印刷適性研究

張紅橋

合成紙是一種以高分子化合物取代植物纖維的新型紙張，具有優(yōu)良的環(huán)保性能、物理化學性能及印刷性能，因而被廣泛應用于商業(yè)、包裝、建筑等領域，如制作耐水報刊、輕型包裝袋/盒、標簽、建筑壁紙等。

合成紙因具有普通紙張和塑料的雙重印刷適性而被越來越多的國家青睞，尤其是在像日本這樣紙張原料較為匱乏的國家發(fā)展很快。20世紀60年代初，日本政府鼓勵造紙企業(yè)利用石油化工原料研制紙的替代品，隨后其他國家也陸續(xù)研究出一些新的合成紙類型。由于我國相關行業(yè)如塑料、化工、制漿造紙等工業(yè)的技術水平較為落后，我國關于合成紙的研究和開發(fā)能力還較弱，直到20世紀70年代，才有部分造紙企業(yè)和造紙研究院開始研究合成紙。本文分析了合成紙印刷常見問題，并對合成紙的印刷色域、印刷光澤度及耐磨性等特性進行了研究，得出了有關合成紙印刷適性的一些必要數(shù)據(jù)，希望能為印刷企業(yè)進行印前圖像線性化調整和印刷過程控制時提供一些有益的參考。

合成紙印刷常見問題

1.干燥時間長

合成紙因具備塑料的特性，表面吸水吸油性較差，所以對水和油墨的要求不同于普通紙張，而且合成紙印刷所需干燥時間較普通纖維紙長，印刷過程容易造成蹭臟。

2.易產(chǎn)生靜電

與普通紙張相比，合成紙易產(chǎn)生靜電，印刷企業(yè)在折疊合成紙時遇到的大多數(shù)問題多由靜電引起。靜電不僅會增大摩擦，而且還會減小產(chǎn)品的濕度。

3.折頁容易產(chǎn)生折痕

相比普通紙張，合成紙沒有紋理結構，且因具有塑料的特性，容易產(chǎn)生回彈，所以折頁時容易因紋路不順而產(chǎn)生折痕。

合成紙印刷適性測試

1.印刷設備及器材

實驗所用紙張為臺灣南亞PP合成紙（仿高檔銅版紙），油墨為DIC標準四色膠印油墨，其他耗材有維格拉油墨快干劑和光油。實驗機型為IGT印刷適性儀，印刷機型為高寶利必達105-5，分光光度計為愛色麗eXact。

2.實驗方法

本次實驗采用了3種印刷方式，具體如下。

（1）用IGT印刷適性儀測試在實驗室展出的單色（R、G、B）、二次疊印色（C、M、Y）和實地色（K）七種顏色的合成紙色條。測試過程中沒有水參與，完全干燥后記錄色條的干燥時間，并測量七種顏色的L*a*b*值，本次實驗的印刷壓力設置為625N，印刷速度為0.5m/s，墨層厚度為2.4μm，實驗環(huán)境溫度為（23±1）℃，濕度為（50±3）%。

（2）印刷機正常印刷，速度為9000張/小時，記錄完全干燥時所需時間，并測量出CMYKRGB七種顏色的L*a*b*值。

（3）印刷機正常印刷并連線上光，速度為9000張/小時，為了加快油墨干燥速度，在油墨中添加了3%的快干劑，記錄完全干燥時所需時間。

合成紙印刷測試結果

1.印刷干燥速度

3種印刷方式的干燥時間分別為：實驗室膠印油墨印刷，印刷過程中沒有水參與，干燥時間為6小時左右；實際上機印刷，在水墨平衡條件下，干燥時間為24小時左右；在油墨中加入快干劑印刷并連線上光，干燥時間為15小時左右。

由于合成紙的表面特性與普通紙不同，早期的合成紙必須采用專用的合成紙油墨印刷才能保證其正常干燥，這樣就會大大提高油墨成本。從本次實驗結果來看，新的合成紙已經(jīng)完全適應膠印油墨印刷，但需要做相應的快干處理，常用的處理方法有如下3種。

（1）加快干劑

在油墨中加入快干劑，可以提高油墨的干燥速度，但快干劑的組成和性質不同，對油墨干燥性能的影響不同。同時，快干劑的用量對油墨的干燥速度也有一定影響，加入適量的快干劑可以起到催干作用，但若加入的快干劑過量，則會使油墨出現(xiàn)晶化現(xiàn)象。

（2）連線上光

通過連線上光，可以間接加快油墨干燥，因為光油是水性的，經(jīng)過熱吹風系統(tǒng)會很快干燥，還能覆蓋在油墨表面防止油墨蹭臟；不僅提高了油墨在合成紙表面的干燥速度，還提高了墨膜的光澤度。

（3）控制印刷水量，降低油墨乳化程度

合成紙表面的抗水性較強，如果印版表面水量太多，則容易造成油墨乳化，不利于干燥。所以，在保證圖文不蹭臟的情況下，盡量減少水量。

未來，如果合成紙膠印的干燥速度能提升到與普通紙張的干燥速度一致，將會是合成紙印刷研究領域一大突破。

2.印刷色域

為探究合成紙的印刷色域，本實驗將IGT印刷的合成紙及上機印刷的合成紙與ISO 12647-2 2013標準中規(guī)定的1類和2類銅版紙的L*a*b*值進行對比，具體如表1所示，并以此繪制了2種合成紙與2類銅版紙的印刷色域圖，如圖1所示。

可以看出，IGT印刷的合成紙的色域范圍大于ISO 12647-2 2013標準中規(guī)定的1類銅版紙的色域范圍，說明印刷水量的多少是影響色域的關鍵，水量越少，印刷色彩越飽和，所能體現(xiàn)的色域范圍越大。上機印刷的合成紙的色域范圍小于ISO 12647-2 2013標準中規(guī)定的1類銅版紙的色域范圍，但與ISO 12647-2 2013標準中規(guī)定的2類銅版紙的色域范圍較為接近，表明用于膠印的合成紙的色域范圍已達到優(yōu)質銅版紙的色域范圍，雖未滿足高速印刷的要求，但也達到了膠印的要求。

3.粗糙度、光澤度和耐磨性

為進一步研究合成紙的性能，對合成紙與啞粉紙的粗糙度、光澤度及耐磨性進行研究，結果如表2所示。

（1）粗糙度

對比合成紙與啞粉紙原紙發(fā)現(xiàn)，合成紙的粗糙度低于啞粉紙，表面非常平滑。

（2）光澤度

對比合成紙原紙與上機印刷后的合成紙發(fā)現(xiàn)，啞粉紙上機印刷后的光澤度只有70%，而合成紙上機印刷后的光澤度可以達到90%以上，達到了普通紙UV上光和覆膜上光的光澤度效果。

（3）耐磨性

對比IGT印刷的合成紙與上機印刷并進行連線上光處理的合成紙，在2磅壓力的作用下，IGT印刷的合成紙的耐磨次數(shù)可達100次以上，上機印刷并進行連線上光處理的合成紙的耐磨次數(shù)可達200次以上，耐磨效果良好。

4.合成紙印后表面加工情況

合成紙可適應多種印后加工方法，如UV上光、燙印、壓凹凸、壓紋以及折頁等。

（1）UV上光

合成紙可以使用水性涂料聯(lián)機涂布和局部UV上光，不僅附著力強、流平性好、耐折效果好，還可以保證有效的干燥。

（2）燙印

合成紙進行燙印時，附著力較強，燙印圖案顏色艷麗。

（3）壓凹凸和壓紋

合成紙較普通紙張的抗張力和可壓縮力強，使得在合成紙上進行壓凹凸和壓紋時比較容易反彈，因此生產(chǎn)時應適當增加壓力并延長壓凹凸工藝持續(xù)的時間。

（4）折頁

合成紙可以像同樣厚度的紙張一樣在普通的折頁機上進行折頁。但是合成紙的塑性強，折線部位容易出現(xiàn)拉痕，導致折線寬度比正常的紙張寬，因此最好先縱橫壓線，然后折頁。

合成紙的出現(xiàn)，不僅僅是造紙業(yè)的一次革命，它給商品包裝、印刷出版、裝飾材料等領域提供了更加多元的材料選擇，也在減少森林砍伐、保護生態(tài)環(huán)境方面起到積極作用。雖然合成紙在書刊印刷領域的應用還不是很廣泛，但隨著人們環(huán)保意識的加強和合成紙生產(chǎn)和回收技術的不斷進步，合成紙取代纖維紙的步伐將逐步加快。