油墨滲透性與紙張動(dòng)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(huì)保留過多的連結(jié)料，油墨可能無(wú)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(cè)試，采用HVL-PDA.C 02動(dòng)態(tài)滲透分析儀測(cè)量10種膠版紙的動(dòng)態(tài)吸收性。同時(shí)，采用IGT GST-2型印刷適性儀對(duì)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(duì)油墨在膠版紙中的滲透深度進(jìn)行測(cè)量，從而分析膠版紙動(dòng)態(tài)吸收性對(duì)油墨在膠版紙中滲透深度的影響。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和方法

1.儀器及材料

本實(shí)驗(yàn)采用以下儀器與材料：HVL-PDA.C 02動(dòng)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(yáng)白膠版紙（60g/m2、80 g/m2兩種）、太陽(yáng)雙膠版紙（70 g/m2、80g/m2兩種）。

2.實(shí)驗(yàn)方法

步驟一：用HVL-PDA.C 02動(dòng)態(tài)滲透分析儀對(duì)膠版紙的動(dòng)態(tài)吸收性進(jìn)行測(cè)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(dòng)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(cè)定程序，設(shè)定好參數(shù)開始測(cè)量，儀器進(jìn)入全自動(dòng)測(cè)量狀態(tài)，到達(dá)設(shè)定的測(cè)量時(shí)間后，超聲波發(fā)射器與超聲波接收器自動(dòng)分開，并將測(cè)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(duì)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(duì)打樣完的紙樣進(jìn)行快速切割。用三維顯微系統(tǒng)VHX-600對(duì)切割完的紙樣的油墨滲透深度進(jìn)行測(cè)量。

結(jié)果與討論

1.膠版紙的動(dòng)態(tài)吸收特性測(cè)試

圖1和表1分別為油墨在10種膠版紙中的動(dòng)態(tài)滲透曲線以及相關(guān)參數(shù)。HVL-PDA.C 02動(dòng)態(tài)滲透分析儀的工作原理是通過檢測(cè)并分析超聲波在液體與紙張接觸過程中的強(qiáng)度衰減或增強(qiáng)變化來研究動(dòng)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(cè)試樣被部分吸收，之后繼續(xù)穿過檢測(cè)液體到達(dá)超聲波接收裝置，通過接收裝置，聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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(hào)，作為一定時(shí)刻下的測(cè)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(shí)間內(nèi)（超聲波強(qiáng)度值達(dá)到最大值一半所需時(shí)間，？max），紙張中的空隙被液體填充，這段時(shí)間內(nèi)超聲波強(qiáng)度會(huì)隨著紙張空隙被填充而逐漸增加。當(dāng)測(cè)試時(shí)間超過？max時(shí)，由于H-H鍵的作用和紙張中纖維的潤(rùn)脹會(huì)導(dǎo)致紙張中的毛細(xì)管擴(kuò)張，超聲波強(qiáng)度增加的速率會(huì)減小，當(dāng)測(cè)試時(shí)間達(dá)到超聲波強(qiáng)度最大值時(shí)，紙張中空隙的增加速率會(huì)超過毛細(xì)管對(duì)液體吸收的速率，這時(shí)超聲波強(qiáng)度會(huì)下降，直到紙張中的空隙達(dá)到穩(wěn)定值，超聲波強(qiáng)度也趨于穩(wěn)定。

2.油墨在膠版紙中的滲透深度測(cè)試

用三維顯微系統(tǒng)VHX-600對(duì)切割完的紙樣的油墨滲透深度進(jìn)行測(cè)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(duì)油墨滲透深度進(jìn)行多次取值，并計(jì)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(qiáng)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(duì)液體的吸收能力強(qiáng)，這會(huì)導(dǎo)致液體很快把毛細(xì)管充滿，而在之后的時(shí)間里，由于紙張纖維潤(rùn)脹、H-H鍵的作用，紙張毛細(xì)管擴(kuò)張的速率大于毛細(xì)管對(duì)液體吸收的速率，從而使超聲波強(qiáng)度逐漸下降。max值越小，紙張中毛細(xì)管對(duì)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(shí)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(qiáng)度下降到max值95%時(shí)的時(shí)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(dòng)態(tài)滲透曲線的最后是紙張中纖維潤(rùn)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(rùn)脹能力弱，會(huì)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(qiáng)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(duì)油墨的吸收作用越強(qiáng)，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(dòng)態(tài)滲透曲線，從極大值到起點(diǎn)的時(shí)間對(duì)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(wú)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(wú)相關(guān)關(guān)系，所以油墨滲透深度與w無(wú)關(guān)。

以上分析結(jié)果表明，紙張動(dòng)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(dòng)態(tài)吸收性的提高，油墨在紙張中的滲透深度也會(huì)相應(yīng)加深。endprint