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涂料纸的一般性质解析

2014/11/10 10:23:10      点击:

几乎所有的涂料纸,首先是以印刷为目的而生产的。因此可以说,涂料纸最重要的性质是印刷适性。此印刷适性是由许多因素组成的,根据印刷方式不同,要求的性质也相当不同,大致区分为容易不容易印,亦即与印刷效率有关的印刷作业适性,和印品是好是坏,亦即与印刷效果有关的狭义的印刷适性。这些有密切的关系,虽然不能明确地加以区分,但都是高级印刷纸所需要的性质。另一方面,印刷用纸的性质是靠涂覆层和原纸各自的性质错综复杂的相互关系而形成的,而且涂布机的种类、涂料的涂覆方法、干燥方法或者加工方式等的因素也掺杂进来,所以要想分别评价原纸和涂覆层的性质是有困难的。

    在这些性质当中,本节拟概述作为印刷用纸所需要的涂料纸的纸质,在下一节拟概述狭义的印刷适性,尤其是与印刷油墨有关的性质。

    诸如前面讲到的,铜版纸和机上涂料纸的称呼,目前在日本还没有统一。市场上所说的铜版纸的性质,各厂家多少有点不同,各有各的特点,但它们的印刷适性没有太大的不同。与此相比,包括脱机涂料纸在内称作机上涂料纸的产品,极富于变化,有从印刷适性差的直到与铜版纸几乎无法识别的表示有高度印刷适性的产品。另一方面。强光泽且高度的平滑性,是机上涂料纸表面所具有的共同点,但可以生产出从印刷适性上讲表面性质很不一样的产品。比如,几乎不吸收印刷油墨,主要用于凹印,获得与原图照片完全相同的明亮印刷面,有的具有与铜版纸相同程度的吸收性,主要用于凸版和平版印刷,偶尔用于凹版印刷,表现出在铜版纸上难以得到的印刷效果。

    平滑性

    在印刷上为获得忠实于原稿再现性的首要条件是要求纸张的平滑性。新闻用纸和胶版纸的纸面靠纤维排列而形成,虽能受砑光机滚压而得到平滑处理,但其纸面的平滑性自然有个限度。与此相比,涂料纸的纸面则为涂料层构成,随涂料的性质和涂布机的特性形成不同的表面,与非涂料纸相比,可得到平滑度极高的纸面。涂料纸的主要优点也就在此。

    铜版纸、机上涂料纸尽管有脱机和联机之差,但都是借涂布机涂覆干燥后,用砑光机进行表面加工的。这时,涂覆层因为干燥后塑性小,要想得到平滑性和光泽,就需要给予相当的压力。砑光机的效果,主要取决于涂覆层的塑性和颜料的种类等。与此相反,抛光涂料纸取得平滑性的方法是利用完全不同的工艺过程,借助离型性好的涂料和采取了高度抛光的抛光滚筒,可以获得远较铜版纸,机上涂料纸为高的平滑度。

    已经知道有不少种测定平滑度的方法,但关于这些测定机,在最近公布的资料中已有介绍,这里就不谈了。以往测定纸张的平滑度,最普遍使用的是别克平滑度计,但用于涂料纸上缺点不少,特别是与着墨之间不存在联关性,由于不适用,就选了适于测定平滑的涂料纸的方法,即采用了如下所列的方法:

    ①表面形状放大法(触针式表面粗度测定机)。

    ②斜光线摄影法。

    ③空气泄漏法(谢菲德平滑度试验机,利用了真空式空气测微计的平滑度试验机)。

    光学性质

    涂料纸的性质与非涂料纸对比,其第二个优点的是光学性质。

涂料纸的主要光学特性有白色度、光泽度、不透明度。
    I、白色度视印刷品的用途,对白色度要求的程度有所不同,在高级印刷纸上,为使油墨的成色忠实于原稿,就要求有较高的白色度。此外,纸张的白色度又是支配着印刷部分和非印刷部分的反差,故对印刷效果的影响较大。涂料纸表面的白色度,首先是受用于涂料的颜料所支配,但也受原纸和粘合剂的影响。各种涂料纸主要因使用的颜料不同,白色度就大不相同。

    II、光泽涂料纸的光泽很大的一个优点是有助于印刷效果的美观和立体感,与平滑性一起是涂料纸的主要特点之一。常见的有如抛光涂料纸带有非常强的光泽者,有的如同涂覆量少的低级机上涂料纸那样与胶版纸几乎没有什么不同。涂料纸的光泽将由涂料中颜料粒子的大小、形状,粘合剂的种类和量,涂料的涂覆量,砑光机的条件等决定。通常,粒子微细而成板状的颜料较粒子粗糙的颜料,光泽要高。铜版纸、机上涂料纸涂覆干燥后借助砑光机施予光泽,而抛光涂料纸是将抛光滚筒的平滑性反映到纸面而呈现无可类比的强光泽。光泽总是与表面平滑性有联系,但未必一致,比较地说平滑性较好,也可以制造所谓消艳的无光铜版纸。

    III、不透明度涂料纸跟其它的印刷纸张一样,为防止印刷部分的透背,必须是不透明的。一般因为涂料纸涂布了不透明性的优质白色颜料,透背的现象是非常少的。

    胶版纸的不透明度决定于所用纸浆的种类、搅碎度,纸张的松密度,以及掺入的填料等。涂料纸使用与胶版纸几乎同样组成的原纸,但其不透明度主要决定于涂覆量和涂料中颜料的折射率、颗粒度分布。涂覆量无疑是多些较好,折射率高,在达到某种程度下,颗粒度愈是微细的颜料,愈能生产出不透明性优良的涂料纸。

    IV、耐光性颜料的耐光性非常优越于纤维,所以涂料纸的抗日光牢度一般总是优于非涂料纸。但是,根据用于涂料的粘合剂的种类及其它因素,在涂料纸之间也分出优劣之差。比如,作为粘合剂近来普遍使用的苯乙烯—丁二烯共聚胶乳的耐光性,就不如平常用的其它粘合剂。使用阿克美褪色试验机,在器内温度50±5℃的条件下,将试片曝露于紫外线后,测其白色度的降低率,在表上标以优、良、可的评语。

    尺寸稳定性

    印刷纸张的尺寸稳定性系指适应温度、湿度、外力等的变化,维持纸张尺寸的性质。没有尺寸上的变化,而且纸张不发生起皱或折痕等的毛病,对提高印刷效率和印刷效果来说都是重要的。特别是作为高级印刷用纸供鲜艳的彩印时,为了在印刷过程中做到各色套印精确,要求有较好的尺寸稳定性。湿度高时,涂料纸的表面,因其多孔性而迅速吸收水分,并将水分留在小孔中,几乎不发生因颜料本身吸水而产生的膨润。另一方面,由于纤维对湿度的变化非常敏感,因吸湿而膨润以至伸长。因此;单面涂料纸尤需考虑尺寸稳定的问题。此外,一般愈是薄而轻的原纸,因其生产的条件,尺寸稳定性容易变坏。

    纸张拉力

    供印刷用的涂料纸的纸张拉力,虽不要求有包装用纸那种高度的强度,但在印刷过程中,为了顺利地进行工作必须具备所需的纸张拉力。特别是利用高速印刷机进行的印刷就需要有相当的纸张拉力。一般地说,象现在这种以颜料为主体的涂覆层的机械强度,比纤维亦即原纸层要差。因此,涂料纸与胶版纸相比,一般说来纸张拉力稍微弱些,但最近各造纸厂加强了原纸的纸浆配合,由于使用了增强剂等提高强度(张力、撕裂度或耐折度),供印刷使用时很少引起障碍。

纸张拉力弱的原纸,因为纸层的粘合力弱,使涂覆面的表面强度降低。即印刷时容易产生从原纸剥离的纸张起毛故障,为了解决这个问题,考虑了纸浆配合或添加增强剂,在多数情况下能增强纸张拉力,尤其是增强了张力。
    其它性质

    ①湿润摩擦强度(耐水性,疏水性)湿润摩擦强度指涂覆面在润湿的状态下对摩擦的抗力。所谓涂料纸的耐水性的目的是,在胶印时不因水湿润而产生故障,所以要用湿润摩擦强度来评价。粘合剂使用淀粉或聚乙烯醇时,即使并用了抗水剂,要想发挥这些粘合剂的恃长并制成优秀的抗湿润摩擦的涂覆面也是有困难的。但是,用了酪朊和其它蛋白质的粘合剂,借各种方法可以做到对湿润摩擦具有充分的抗力。大部分合成树脂粘合剂因有耐水性,不存在上述问题。

    日本生产的涂料纸都是由水性涂料制成的,用亚当式或球式湿润摩擦强度试验机,或者简单地用指头法等测定,则无论哪一种牌号的纸,一般地说其耐水性都强。其原因是,日本制的涂料纸非常多地用于胶印上,而各造纸厂也都十分留意胶印适性。因此,在胶印中因水湿润而产生故障的例子很少。这种故障是由各种各样的原因引起的,如由于纸张的湿润摩擦强度不够,招致涂覆层剥离而产生糊版的故障,还有因涂覆层表面的pH及其它原因而导致的油墨乳化等,多数受印刷油墨种类的影响较大。最近树脂型油墨的普及也成为减少这种故障的一个原因。印刷油墨的耐水性试验有用RI试验机的方法。

    一般地说,耐水性强者因吸水而导致光泽降低的情况较少,但多数的涂料纸缺乏疏水性,除了非吸收型的抛光涂料纸那种特制的以外,因吸湿或吸水而导致光泽的降低相当明显。

    ②纸面的pH涂料纸面的pH,用pH试剂或用蒸馏水弄湿涂覆面,靠试验纸的显色进行测定。pH值影响到印刷油墨的成色,或对某种油墨产生氧化或聚合反应,影响到油墨干燥和油墨凝固,偶尔能促进胶印时油墨的乳化,从而引起糊版。胶版纸的pH根据其抄纸过程差不多是弱酸性的,与此相反,涂料纸则视所用涂料配比而有很大不同。通常铜版纸的pH是8—9,但机上涂料纸和抛光涂料纸较之稍低,多接近于中性,其中也有微弱酸性的。照上面所说,pH虽多少有些不同,但在树脂型油墨普及的今天来说,还不至于在印刷过程中到造成问题的程度。又由于各涂料纸厂家根据涂料配比和添加粘合剂、辅助剂等的研究,对于印刷适性已作了充分的考虑,只要不用不适当的油墨,可以认为完全不会产生因pH之差而发生故障的情形。

    ③其它除上述以外,希望因印压而产生塑性变形的现象要少,化学上的活性物质要少,静电应少,不出现纸粉等,关于这方面的说明,暂且省略。