韓曉萌 陳磊
在印刷品復(fù)制過程中,油墨是影響印刷品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,紙張對油墨的吸收性能是影響印刷品色彩的重要印刷適性指標(biāo)。紙張吸墨性的評價,實(shí)際上是一個相對的概念,其基本含義是紙張結(jié)構(gòu)與油墨性能是否匹配,是否能通過適當(dāng)?shù)挠∷⒎绞竭_(dá)到最佳的印刷效果。
本文主要通過實(shí)驗(yàn)探究的方法來研究紙張的油墨吸收性和印刷品色彩之間的關(guān)系,為印刷中合理選擇紙張與油墨、提高印刷品質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。
油墨吸收性原理
紙張的油墨吸收性指的是紙張表面在印刷機(jī)上壓印瞬間接受轉(zhuǎn)移油墨的能力,它是紙張表面被印刷油墨潤濕的能力以及紙頁內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)與尺寸對于油墨保留能力的綜合體現(xiàn)。
實(shí)際印刷中,在印刷機(jī)壓印的瞬間,油墨主要依靠印版的壓力作用使油墨與紙頁表面緊密接觸,部分顏料和油墨連結(jié)料被壓入紙張孔隙。在此階段,印刷壓力和壓印時間影響油墨向紙頁內(nèi)部的轉(zhuǎn)移,若紙張結(jié)構(gòu)相同,印刷壓力越大,印版與紙頁接觸時間越長,紙頁的吸墨量越大。但是,直徑高于紙頁空隙直徑的顏料粒子會保留在紙頁表面而不能進(jìn)入紙頁內(nèi)部。對于同一結(jié)構(gòu)的紙張,當(dāng)采用相同的油墨進(jìn)行印刷時,油墨的壓入深度僅與印刷壓力和印刷速度有關(guān),其定量關(guān)系如以下公式所示。
式子中:
p、p1—印刷壓力
v、v1—印刷速度
h—印刷速度為v、印刷壓力為p的條件下,油墨的壓入深度
h1—印刷速度為v1、印刷壓力為p1的條件下,油墨的壓入深度
該公式描述了特定紙張?jiān)诓煌膲河l件下與油墨吸收性的關(guān)系。但是油墨的吸收和轉(zhuǎn)移會受到多種因素的影響,考慮到印刷過程中印版壓力明顯高于毛細(xì)管的作用力,得到Olsson公式,該式對印刷壓力、油墨黏度、紙張結(jié)構(gòu)以及印刷速度等因素對于油墨轉(zhuǎn)移量的影響進(jìn)行了定量描述,其中油墨轉(zhuǎn)移量以油墨壓入紙張的深度表示,計(jì)算公式如以下所示。
式子中:
h—油墨被壓入紙張的深度
P—印刷壓力
n—油墨的黏度
r—紙張毛細(xì)管的平均孔半徑
t—印刷時間
油墨的黏度是影響油墨向紙頁內(nèi)部轉(zhuǎn)移的重要因素,油墨的黏度越大,遷移的阻力越大。若紙頁纖維間的孔隙很大,油墨的吸收性過強(qiáng),容易發(fā)生透印現(xiàn)象,使得紙張表面的色彩飽和度降低,影響印刷品的質(zhì)量;緊密的、吸墨能力弱的紙張,對油墨的容留能力低,容易產(chǎn)生背印現(xiàn)象,造成印刷故障。
實(shí)驗(yàn)過程
1.實(shí)驗(yàn)方法
本文采用油墨臟污實(shí)驗(yàn)法,通過測定紙與紙板在規(guī)定時間內(nèi)吸收非干油墨后測定紙張的白度來確定紙張的油墨吸收性。測定時取樣面積為(20±4)cm2,實(shí)際用墨量0.5ml,平均吸墨時間為5分鐘,5分鐘之后用擦墨紙擦去紙面未吸收的油墨,之后紙張上會出現(xiàn)色調(diào)均勻一致的墨跡,該墨跡為樣品。
用白度計(jì)分別測量樣品干凈紙面和臟污區(qū)(著墨區(qū))的白度,根據(jù)公式“紙張油墨吸收性=(原紙白度-臟污區(qū)白度)/原紙白度×100%”,即可得到紙張的油墨吸收性。該數(shù)值越大,紙張的油墨吸收性越強(qiáng)。
2.實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)際生活中油墨和紙張的種類有很多,本課題實(shí)驗(yàn)只研究實(shí)際印刷中常用的膠印油墨、水性油墨、UV油墨和銅版紙、新聞紙、膠版紙、白卡紙,選用青色油墨進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所用到的紙張、油墨和實(shí)驗(yàn)儀器的具體性能和型號如表1和表2所示。
3.實(shí)驗(yàn)思路
油墨吸收性是印刷過程中一個重要的要素,油墨印刷到紙張上決定了彩色圖像印刷品的最終色彩效果。不同的紙張具有不同的性能,不同的油墨也具有不同的性能,紙張和油墨的相互作用會造成印刷品的色彩差異。為此,需要對紙張和油墨的性能分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。
首先測定3種油墨在不同紙張上的吸收性,判斷出紙張的吸墨程度。然后根據(jù)GATF方法對油墨的顏色進(jìn)行評價,再對彩色樣品上的實(shí)地密度、光澤度進(jìn)行測量,之后通過色偏、灰度、色效率等指標(biāo)探討對色彩的影響。
4. 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一:同種油墨在不同紙張上的吸收性
在相同的印刷條件下,同種油墨印刷在不同的紙張上會產(chǎn)生不同的色彩效果,因?yàn)椴煌募垙埦哂胁煌男阅?。紙張本身的性質(zhì)決定了油墨滲透的多少,滲透量太多或太少會帶來印品光澤度和色彩的變化。
本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)儀器采用油墨吸收性測量儀、白度計(jì)。將黑筒置于樣品拖上,將滑筒升至檢測口,將左邊顯示屏上的數(shù)字調(diào)為零;然后將標(biāo)準(zhǔn)工作白板置于樣品拖上,將右邊顯示屏上的數(shù)字調(diào)為82.2;將樣品干凈部分放在檢測口下,記錄下原紙的白度;將著墨區(qū)放在檢測口檢測,記錄下臟污區(qū)的白度。
①測量膠印油墨在不同紙張上的吸收性。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):見表3,通過多次測量取得的平均值為最終結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:膠印油墨在不同紙張上的吸收性相差不大,但是吸墨性最好的是新聞紙,膠版紙吸墨性略低于新聞紙,銅版紙和白卡紙吸墨性差一點(diǎn)。
②測量水性油墨在不同紙張上的吸收性。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):見表4,通過多次測量取得的平均值為最終結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:水性油墨印刷到不同的紙張上的吸收性相差較大,雙膠紙和新聞紙的吸墨性最好,并且明顯高于銅版紙和白卡紙的吸墨性。
③測量UV油墨在不同紙張上的吸收性。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):見表5,通過多次測量取得的平均值為最終結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:吸墨性最好的是新聞紙,其次為雙膠紙;新聞紙和雙膠紙的吸墨性明顯高于銅版紙和白卡紙;銅版紙和白卡紙的吸墨性都比較差。
5.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之二:測量彩色樣品的顏色評價指標(biāo)
本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)用的實(shí)驗(yàn)儀器為分光光度計(jì),長按儀器開機(jī);開機(jī)之后,調(diào)零校準(zhǔn)。在主窗口中選擇密度儀工具;對樣品空白部位進(jìn)行測量;將目標(biāo)窗口置于所要測得樣品上;記錄下RGB濾色片下的實(shí)地密度,并通過多次測量取平均值填入表格。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6、7、8所示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析:白卡紙上青色油墨產(chǎn)生的色偏最小,其次是銅版紙,雙膠紙油墨產(chǎn)生的色偏最大;在灰度和色效率數(shù)據(jù)中,樣品呈色差別最小的是銅版紙和白卡紙,其次是雙膠紙,新聞紙上的顏色灰度最大。
6. 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之三:測量彩色樣品的光澤度
印刷品的光澤度不僅與紙張本身的光澤度有關(guān),也與油墨膜層的平滑度有關(guān)。具有良好流平性能的油墨更容易形成平滑的墨層,這樣印刷品的光澤度也越高。如果油墨中的連結(jié)料被過分吸收,就會使其失去流平性能。一旦油墨失去了流平性能,印刷品表面就會暗淡無光。只有吸墨性較弱的紙張,才能避免油墨過分滲透的現(xiàn)象,才可以獲得鮮艷光亮的印刷品。
本次實(shí)驗(yàn)采用的儀器為光澤度儀,長按“開關(guān)”3秒開機(jī);開機(jī)后儀器自動進(jìn)入測量界面;本儀器有自動校準(zhǔn)功能,直接將儀器放在待測樣品上會顯示3個測量角度(20°、60°、85°)的光澤度。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):見表9所示,表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是通過多次測量取平均值而得到的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論及分析:無論承印在哪種紙張上,膠印印品的光澤度比水性印品和UV印品的光澤度高;印刷在銅版紙上的印品的的光澤度最高,其次是白卡紙,最差的是雙膠紙和新聞紙;同類型但克重不同的紙張上印品的光澤度基本一致。
實(shí)驗(yàn)總結(jié)
新聞紙的吸墨性最好,其次是雙膠紙,因?yàn)檫@兩種紙張本身纖維孔隙較大,紙張表面比較粗糙,吸墨較容易。
銅版紙和啞粉白卡紙的吸墨性低于新聞紙和雙膠紙,因?yàn)檫@兩種紙張本身纖維孔隙較小,緊度高,紙張表面比較光滑,吸墨較困難。
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,吸墨性較差的啞粉白卡紙、銅版紙上油墨色偏較小,光澤度較好,呈色更鮮艷;吸墨性較好的新聞紙油墨產(chǎn)生的色偏較大,光澤度較差;在灰度和色效率數(shù)據(jù)中,銅版紙和白卡紙的油墨灰度小,色效率高,新聞紙油墨顏色灰度大,色效率低,整體成色效果較差。
作者單位:青島恒星科技學(xué)院