印刷適性的概念 涂布紙新工藝對(duì)紙張印刷適性的影響

為了獲得印刷質(zhì)量?jī)?yōu)秀的印刷品，紙張和油墨必須是適性的材料才行。也就是說(shuō)，要求紙張必須容易印刷，油墨除了顏色鮮艷，著色力強(qiáng)之外，還必須具有良好合適的滲透性、揮發(fā)性和結(jié)膜能力等。另外，印刷所用的膠輥、橡皮布、版材以及印刷車間大條件和印刷過(guò)程的操作等，也必須與印出優(yōu)秀作品的需要相適應(yīng)。

因此，印刷適性可以概括地定義為："紙張、油墨、版材、印刷過(guò)程和車間環(huán)境適用于印刷的性能。"

要想印出優(yōu)秀精美的印刷品，不僅取決于上述五個(gè)方面的固有功能和特性，而且還涉及它們之間的相互關(guān)系和互相配合。還必須明確，紙張?jiān)谶@五個(gè)方面中是至關(guān)重要的一方面，它對(duì)印刷作業(yè)和印品質(zhì)量在一定程度上起著決定性的作用。

關(guān)于紙張的印刷適性，由于各個(gè)國(guó)家的側(cè)重點(diǎn)和看問(wèn)題的角度不同，對(duì)其有各種各樣的定義和解釋。

瑞典的考斯特·卡爾森認(rèn)為：紙張的印刷適性系指在印刷機(jī)上，與定性定量的印刷結(jié)果有關(guān)的一切性質(zhì)。他還指出：判斷紙張的適印性依據(jù)下面幾條得出：印刷面上色彩的均勻性;印刷部分和空白部分區(qū)別的明確度;印刷部分的易讀性;對(duì)紙底的遮蓋度。并說(shuō)明這些與紙張均勻性、壓縮性、平滑度、不透明度、對(duì)油墨的吸收性等有關(guān)。

英國(guó)專家G·L雷得提出："紙張的印刷適性系指在指定的印刷方式下，以必要的速度，必要的數(shù)量，必要的質(zhì)量來(lái)管理印刷品的生產(chǎn)時(shí)，為記述紙張的物理、化學(xué)性質(zhì)所用的綜合詞匯。"即"在必要的地方為了接受適量的油墨，就要求紙張具有另人滿意的印刷適性。亦即不得給予紙張所期待的油墨干燥程度以相反的作用。還有，必須具備適量的平滑度，對(duì)油墨和油墨介質(zhì)應(yīng)有的多孔性，光學(xué)上的各種性質(zhì)(不透明度、色和光澤)，流動(dòng)學(xué)方面的性質(zhì)中不致變化的穩(wěn)定性等。其化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該是不影響印刷圖象的耐久性和色澤，不對(duì)印版產(chǎn)生不利的作用。作為單張紙，四邊應(yīng)裁切整齊，若為卷筒紙應(yīng)卷得均勻。在表面上不得有細(xì)碎的纖維和紙毛。紙張不得有研磨性，而且也不應(yīng)該保留靜電或者是不合理的產(chǎn)生靜電。"

為了解決成本問(wèn)題，造紙企業(yè)已經(jīng)在著手采用一些新材料、新工藝，這些解決方案確實(shí)降低了涂布紙的生產(chǎn)成本，但也對(duì)紙張性能尤其是印刷適性產(chǎn)生了一定影響。在這種情況下，如果再按照原來(lái)的工藝參數(shù)上機(jī)印刷，則出現(xiàn)印刷故障的幾率就會(huì)大大增加，因此必須適當(dāng)改變印刷工藝參數(shù)。在此，本文將介紹造紙企業(yè)采用得較多的一些新工藝，并分析其對(duì)涂布紙印刷適性產(chǎn)生的影響。

以顏料代替部分紙漿

由于紙漿的價(jià)格通常要高于某些顏料，所以對(duì)于同等定量的涂布紙來(lái)說(shuō)，如果能增加顏料的使用量，就可以減少紙漿用量，從而降低紙張生產(chǎn)成本。由于紙漿價(jià)格近幾年整體呈上漲趨勢(shì)，所以一些造紙企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始設(shè)法提高涂料中的顏料用量來(lái)代替部分紙漿。但是在原來(lái)的涂料配方基礎(chǔ)上單純?cè)黾宇伭嫌昧渴切胁煌ǖ�，這是因?yàn)轭伭项w粒本身無(wú)法黏結(jié)在一起，必須借助膠乳、淀粉等膠黏劑才能產(chǎn)生足夠的黏結(jié)力，因此增加顏料用量的同時(shí)，必須增加膠黏劑的用量。通常的做法是，先將顏料與糊化的淀粉溶液進(jìn)行混合，通過(guò)充分?jǐn)嚢�、分散，使顏料顆粒表面包覆一層淀粉，用淀粉將顏料顆粒黏結(jié)在一起，以此來(lái)消除高顏料比例對(duì)涂布工藝及紙張成品性能的影響。

以顏料代替部分紙漿確實(shí)可以降低成本，但也帶來(lái)了不利影響。由于淀粉的黏結(jié)力比較弱，而且淀粉分子相比顏料顆粒親水性更強(qiáng)，遇水容易溶解，這就會(huì)降低涂布紙的表面強(qiáng)度。現(xiàn)在印刷速度越來(lái)越快，對(duì)紙張的表面強(qiáng)度要求也就越來(lái)越高。如果涂布紙表面強(qiáng)度較低，印刷過(guò)程中可能會(huì)造成更頻繁的紙張掉毛、掉粉現(xiàn)象，尤其在輪轉(zhuǎn)膠印中，這種情況更加嚴(yán)重。

遇到此類問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)注意控制潤(rùn)版液用量，以最少量的潤(rùn)版液來(lái)實(shí)現(xiàn)水墨平衡，從而減少傳遞到紙張表面的潤(rùn)版液量;其次，控制油墨黏度，因?yàn)樵谕�等印刷速度下，油墨黏度越大，越容易破壞紙張表面。如果�?wèn)題還沒(méi)有得到有效解決，就只好降低印刷速度或更換紙張了。

以淀粉代替部分傳統(tǒng)膠黏劑

受石油價(jià)格上漲影響，膠黏劑價(jià)格也一路水漲船高，其已經(jīng)成為大宗造紙化學(xué)品中價(jià)格最高的原料。出于成本控制及環(huán)�？紤]，減少石化產(chǎn)品的使用正成為趨勢(shì)。目前發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將目光從石油基資源轉(zhuǎn)向生物質(zhì)資源，而淀粉恰恰是一種豐富、廉價(jià)、可再生的生物質(zhì)資源。由于淀粉經(jīng)過(guò)改性后，可以產(chǎn)生一定的黏結(jié)力，與紙漿纖維的相容性較好，因此，其早就應(yīng)用于造紙涂布、施膠等工藝環(huán)節(jié)。而且淀粉的價(jià)格遠(yuǎn)低于乳膠，為此一些造紙企業(yè)開(kāi)始增加淀粉用量，將淀粉或改性淀粉作為膠黏劑，與傳統(tǒng)膠黏劑混合使用。

淀粉由于吸水性、凝沉性等特性，通常難以滿足涂布紙的需要，因此涂布紙中使用的多是改性淀粉產(chǎn)品，如氧化淀粉、淀粉磷酸酯、淀粉乙酸酯等。正常情況下，這些改性淀粉的用量通常低于20%，如果進(jìn)一步增加用量，會(huì)不可避免地對(duì)涂布紙性能產(chǎn)生影響。氧化淀粉和酯化淀粉都是在淀粉的分子骨架上引入新的基團(tuán)，這些新的基團(tuán)在改善淀粉吸水性、減少凝沉的同時(shí)，也使淀粉分子變得更容易溶于水、分子鏈變短等，導(dǎo)致涂布紙表面強(qiáng)度下降，外觀表現(xiàn)是涂層更容易破裂，拉毛速度降低。此外，過(guò)多的淀粉與顏料混合后，涂料的流變性會(huì)發(fā)生變化，如果按原來(lái)的涂布工藝則難以實(shí)現(xiàn)均勻涂布，導(dǎo)致紙張表面的印刷適性不一致，紙張平滑度、光澤度降低，印刷時(shí)容易出現(xiàn)墨斑。當(dāng)情況嚴(yán)重時(shí)，由于涂布紙不同區(qū)域?qū)τ湍�的吸收能力存在較大差異，會(huì)導(dǎo)致油墨干燥速度不同，印品出現(xiàn)背臟等問(wèn)題。

以生物乳膠代替部分傳統(tǒng)乳膠

淀粉雖然可以直接用來(lái)代替部分傳統(tǒng)乳膠，但用量有限制且性能不理想，所以現(xiàn)在國(guó)外先進(jìn)造紙企業(yè)已經(jīng)在研究利用生物乳膠來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳膠。所謂生物乳膠，其實(shí)質(zhì)仍是以淀粉為主要原料，經(jīng)過(guò)更加復(fù)雜的改性后得到性能更接近于傳統(tǒng)石油基乳膠的產(chǎn)品。目前的生物乳膠主要分為兩大類：一類是將淀粉與傳統(tǒng)乳膠經(jīng)過(guò)接枝共聚得到的新型乳膠;另一類是先用物理化學(xué)方法將淀粉分子鏈打斷、破壞淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，然后再用交聯(lián)劑將其連接起來(lái)。無(wú)論哪一種生物乳膠，其性能都要好于氧化淀粉、淀粉酯類等簡(jiǎn)單的淀粉改性產(chǎn)品。

第一類生物乳膠，仍然采用了傳統(tǒng)乳膠單體，淀粉比例通常不會(huì)超過(guò)50%，這使得乳膠的性能比較接近于傳統(tǒng)乳膠，只是由于引入了淀粉分子，涂料親水性有所增加，涂布紙的抗?jié)駨?qiáng)度有一定程度下降，但這些都可以通過(guò)施膠等后序工藝進(jìn)行改善。

第二類生物乳膠，淀粉比例通常超過(guò)95%，只有少量交聯(lián)劑仍采用石油衍生品。采用這種乳膠生產(chǎn)的紙張，通常被稱為“零碳紙”，環(huán)保性能得到很大改觀，尤其受歐美國(guó)家青睞。但這種生物乳膠為了提高淀粉的使用量，不得不先將淀粉大分子鏈降解，這樣處理的結(jié)果會(huì)削弱淀粉大分子鏈的涂布增強(qiáng)作用。采用這類生物乳膠生產(chǎn)的紙張，除表面強(qiáng)度降低外，紙張的耐破強(qiáng)度、耐戳穿強(qiáng)度等也有明顯下降。除了印刷時(shí)可能出現(xiàn)剝紙、掉毛、掉粉等現(xiàn)象外，在印后加工階段，紙張還可能會(huì)表現(xiàn)出耐折度降低、壓痕處出現(xiàn)裂紋、打孔處容易出現(xiàn)破裂等現(xiàn)象，這都會(huì)給印刷企業(yè)的生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。

綜上所述，造紙企業(yè)目前采用的這些新工藝，無(wú)可避免地都會(huì)對(duì)紙張的印刷適性產(chǎn)生負(fù)面影響。但具有一定迷惑性的是，這些新工藝往往不會(huì)對(duì)造紙行業(yè)常用的一些紙張實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)造成明顯影響，而使用者僅從外觀、手感來(lái)看，這些紙張與以往的紙張并無(wú)很大差別，只有在使用時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。由于印刷從業(yè)者通常對(duì)這些造紙新技術(shù)并不了解，出現(xiàn)問(wèn)題后，有時(shí)會(huì)難以確定責(zé)任者，出現(xiàn)不了了之的現(xiàn)象。因此，筆者一方面建議印刷從業(yè)者多了解紙張的生產(chǎn)知識(shí)，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題后，要有正確分析問(wèn)題的能力，如果確認(rèn)是紙張?jiān)斐傻膯?wèn)題，要主動(dòng)聯(lián)系造紙企業(yè)提出索賠;另一方面，也建議造紙企業(yè)不要只關(guān)心成本，更要注意產(chǎn)品質(zhì)量，除了嚴(yán)格檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量外，也要多與印刷企業(yè)溝通，注意傾聽(tīng)印刷企業(yè)的反饋，及時(shí)調(diào)整、適應(yīng)新工藝，將部分成本下降帶來(lái)的實(shí)惠轉(zhuǎn)稼給印刷企業(yè)，讓印刷企業(yè)也能了解、掌握新紙張的印刷適性，只有這樣才能形成造紙企業(yè)與印刷企業(yè)的雙贏局面。