印刷紙張酸堿性介紹

紙的發(fā)明是人類進(jìn)步的重要標(biāo)志，是人類文明和科學(xué)文化得以記載、積累、傳播和發(fā)展的重要物質(zhì)條件。其中，印刷用紙是紙張中用量最大，最為重要的一類產(chǎn)品，而紙張的各種性能，包括機(jī)械性能、物理性能、化學(xué)性能、光學(xué)性能等，對(duì)印刷復(fù)制過程及印刷品的質(zhì)量有較大的影響。因此，了解紙張的這些性能，在印刷時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)印刷參數(shù)和印刷工藝，是獲得高質(zhì)量印刷品的關(guān)鍵。紙張的酸堿性是紙張化學(xué)性能的一項(xiàng)指標(biāo)，是影響印刷品質(zhì)量的重要因素，本文將簡(jiǎn)單討論紙張酸堿性對(duì)印刷品質(zhì)量的影響。

紙張的酸堿性

紙張的酸堿性是在造紙過程中產(chǎn)生的。溶液酸堿性的強(qiáng)弱取決于溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度，通常用pH值來表示和衡量。但準(zhǔn)確地講，紙張這種固體是不可能具有pH值的，因?yàn)榧垙埵怯衫w維、添加劑和一定的水分組成的多相體系。因此，我們通常所說的紙張的pH值是指浸泡過紙張的水溶液的pH值。

一般來說，紙張的pH值應(yīng)以中性為好，但實(shí)際上大多數(shù)非涂布印刷紙的pH值在4.5——7.0之間，呈弱酸性，涂布印刷紙的pH值在7——9之間，呈弱堿性。紙張酸性的主要來源于造紙?jiān)�料中的礬土[Al2(SO4)3]，由于鋁化合物水解產(chǎn)生大量的氫離子，是使松香施膠紙張呈現(xiàn)酸性的主要原因。紙張制成后，空氣中的SO2、CO2氣體被紙張吸收并進(jìn)一步氧化成硫酸和碳酸，同時(shí)，紙張中纖維素的酸基、碳水化合物膠料、漂白和制漿化學(xué)藥品殘留的氯水解生成鹽酸和次氯酸，以及一些涂料的酸性成分等也是使紙張呈酸性的因素。紙張呈堿性，主要是因?yàn)樵旒垥r(shí)，分散在填料中的高嶺土、碳酸鈣是呈堿性的，膠黏劑中的干酪素，涂料中氰胺——甲醛樹脂或聚乙烯亞胺樹脂等的存在都是使紙張呈堿性的因素。同時(shí)，現(xiàn)代抄紙工藝由原來的酸性抄紙改為堿性抄紙，也會(huì)導(dǎo)致紙張酸堿性的變化。

紙張酸堿性對(duì)印刷品的影響

1.對(duì)印品“耐久性”的影響

這里所說的印品耐久性實(shí)際上指的是印刷所用紙張的耐久性，指經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間，紙張仍能保持其重要的使用性能，特別是耐折度和顏色等特性的程度。對(duì)于印刷用紙，耐久性表達(dá)了紙張印刷品的使用壽命或可以保存的最長(zhǎng)時(shí)間。影響紙張耐久性的因素很多，包括造紙時(shí)所用紙漿的種類、膠料、涂料、酸和金屬化合物的含量以及存儲(chǔ)或使用時(shí)的溫度、濕度、光照等，而pH值是影響紙張耐久性最主要的因素。

若pH值較低，會(huì)加快纖維素、半纖維素的降解，因?yàn)樵谒嵝约垙堉�，氫離子促使纖維素大分子的“氧橋”斷裂，從而使纖維素發(fā)生水解和氧化反應(yīng)，造成纖維軟化和斷裂，且這些反應(yīng)都比較強(qiáng)烈，會(huì)使紙張印刷品嚴(yán)重退色，酸性越強(qiáng)，這種現(xiàn)象就越嚴(yán)重。由于紙張的酸性主要來源于施膠中所用的礬土，所以制造耐久性高的印刷用紙，如具有長(zhǎng)期保存價(jià)值的檔案文獻(xiàn)和重要文件用紙，都采用了不加礬土的中性施膠方法。用亞硫酸鹽抄制的紙，因?yàn)閜H值低和酸性蒸煮條件對(duì)植物纖維的特殊作用， 故耐久性比較差，不如硫酸鹽漿所抄的紙。如果漂白后紙張中殘留的氯含量比較高，則氯離子就會(huì)與水作用產(chǎn)生強(qiáng)酸，使紙張的酸性較強(qiáng)，導(dǎo)致耐久性大大下降。對(duì)于pH值較高的紙張來說，強(qiáng)堿性也不利于提高紙張的使用壽命，因?yàn)槔w維素在堿性較高的條件下，其氧化降解速度也會(huì)大大加快。因此對(duì)于印刷用紙來說，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性對(duì)于印刷品的耐久性都有很大的破壞作用。

2.對(duì)印刷質(zhì)量的影響

（1)紙張的酸堿性對(duì)印刷質(zhì)量的影響是非常顯著的。紙張的pH值是影響印刷油墨氧化結(jié)膜干燥速度的重要因素之一，若紙張呈酸性，則酸性物質(zhì)與干燥劑中的多價(jià)金屬作用，生成不溶于油脂的產(chǎn)物，阻止了油墨的氧化結(jié)膜，抑制了油墨的干燥。因此，當(dāng)紙張的pH值較低，即紙張酸性較強(qiáng)時(shí)，印刷油墨的干燥時(shí)間會(huì)明顯延長(zhǎng)，當(dāng)紙張的pH值低于5時(shí)，甚至?xí)�造成干燥完全停止。特別是在相對(duì)濕度比較高的條件下，紙張中的水含量增加，這些水能夠直接參與纖維素和半纖維素的水解，使紙張中的酸性成分含量增加，嚴(yán)重影響油墨的干燥速度。當(dāng)紙張呈堿性時(shí)，一般都認(rèn)為氫氧根離子會(huì)加快印刷油墨的干燥速度，促進(jìn)干燥。但事實(shí)上，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，這種加速劑的作用并不十分顯著。圖1為紙張的酸堿性對(duì)印刷油墨干燥時(shí)間的影響。

(2）對(duì)于膠版印刷來說，印刷紙張的酸堿性還會(huì)影響潤(rùn)版液的pH值。正常情況下，潤(rùn)版液藥水呈弱酸性，當(dāng)印刷紙pH值過低時(shí)，會(huì)進(jìn)一步降低潤(rùn)版液的pH值，從而影響印刷油墨的干燥速度，使印刷品出現(xiàn)干燥不好和背面粘臟等不良現(xiàn)象。同時(shí)，潤(rùn)版液的酸性過強(qiáng)，必然會(huì)加快印版的腐蝕速度，從而降低印版的耐印力，還會(huì)破壞印版網(wǎng)點(diǎn)，影響印刷品階調(diào)和層次的再現(xiàn)。當(dāng)印刷紙的pH值過高，即堿性過強(qiáng)時(shí)，印刷過程中，紙張中的堿性物質(zhì)會(huì)不斷地溶解并傳遞到潤(rùn)版液當(dāng)中，與弱酸性的潤(rùn)版液發(fā)生中和反應(yīng)，使?jié)櫚嬉旱乃釅A度發(fā)生改變。此外，這些堿性物質(zhì)還會(huì)減小印版水墨界面上的界面張力，促使油墨乳化，導(dǎo)致非圖文部分上臟，使印品光澤度下降，油墨色澤暗淡等。潤(rùn)版液的酸性越強(qiáng)，這種影響就會(huì)越大。

(3)對(duì)印刷油墨穩(wěn)定性的影響。有一些油墨中所含的顏料在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的條件下非常不穩(wěn)定，當(dāng)油墨印刷在一些偏酸或偏堿性的紙張上時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間油墨的顏色就會(huì)消退，使印刷品失去原有的光澤和色彩。實(shí)際生產(chǎn)中，如果印刷紙的酸性過強(qiáng)，進(jìn)行金屬油墨印刷后，印刷品上圖案的顏色會(huì)漸漸由金色、銀色變?yōu)楹谏�，印品失去金屬光澤。這是由于印刷紙中的氫離子轉(zhuǎn)移到金屬油墨中，使油墨中的金屬粒子被腐蝕的結(jié)果。

另外，一些紙張印刷后用來包裝金屬制品或與金屬接觸，由于紙張的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性，對(duì)金屬制品造成的污染或腐蝕也很嚴(yán)重。特別是一些用來包裝食品的紙張，如果其酸性或堿性較強(qiáng)，會(huì)造成對(duì)食品的污染，對(duì)人體傷害也非常大。對(duì)于照相紙和復(fù)印紙、濾紙、指示器用紙、膠版紙、電器絕緣用紙等多種紙張來說，其中殘留的酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)的量也是越少越好。

因此，紙張?jiān)谏�產(chǎn)的過程中要盡量控制其酸堿性，使其呈中性。印刷單位在使用新的紙張時(shí)，最好要了解紙張的酸堿性，對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)印刷紙的酸堿性適當(dāng)調(diào)節(jié)潤(rùn)版液的pH值，控制生產(chǎn)車間的溫濕度，改變印刷過程中的相關(guān)參數(shù)或印刷工藝等，盡量將印刷紙酸堿性對(duì)印刷品質(zhì)量的影響減到最小，實(shí)現(xiàn)印刷的最好效果。