北京印刷學(xué)院印刷材料及適性 課程設(shè)計

1、印刷材料及適性課程設(shè)計北京印刷學(xué)院 201x級印刷xx班 一、綜述（一）紙張紙張是印刷過程中的主要耗材之一，其質(zhì)量的好壞直接影響到印刷品的質(zhì)量，現(xiàn)在業(yè)界常用紙張的印刷適性來衡量其質(zhì)量的好壞。不同的紙張又具有不同的印刷適性。1紙張的分類紙張的種類成千上萬，現(xiàn)僅舉例三種最為常用的紙張進行介紹。（1）銅版紙銅版紙又稱為印刷涂布紙，這種紙是在原紙上涂布一層白色漿料，經(jīng)過壓光而制成的紙張，表面平滑，白度較高，紙張纖維分布均勻，薄厚一致，伸縮性小，有較好的彈性和較強的抗水性和抗張性能，對油墨的接受性十分良好。主要用于印刷畫冊、封面以及精美的產(chǎn)品等。（2）膠版紙膠版紙伸縮性小，對油墨的吸收性均勻，平滑度好，

2、質(zhì)地緊密，不透明度好，白度好，抗水性能較強，適用于平版印刷，常用于印刷書刊正文等。（3）新聞紙顧名思義，新聞紙多用于印刷報紙而得名。新聞紙質(zhì)地松軟，吸墨性強，有一定的抗張強度，但正反面、橫縱向差別較大，抗水性較差。由于新聞紙以機械方法制漿，故含有大量殘留的木素和其他雜質(zhì)，易發(fā)黃、變脆，不宜長期存放。2紙張的印刷適性紙張的印刷適性就是指直接影響印刷品質(zhì)量的紙張的性質(zhì)，包括紙張的平滑度、油墨吸收性、光學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)等?，F(xiàn)就與印刷品色域相關(guān)的性能作一下闡述。（1）平滑度（印刷平滑度）紙張是一種可壓縮性材料，在印刷壓力下，紙張的印刷平滑度是紙張表觀平滑度與表面可壓縮性的綜合體現(xiàn)。紙張的平滑度是發(fā)映紙

3、張表面平整、光滑程度的性能指標(biāo)。紙張平滑度不同，印刷中油墨與紙張接觸的緊密程度就不同，最終影響油墨的轉(zhuǎn)移程度及圖文是否清晰等方面。平滑度的測量通常采用空氣泄漏法，有兩種表示方法，一是采用通過一定體積空氣所用的時間來表示，以秒為單位，另一種是用紙張粗糙度pps值表示。（2）光澤度光澤度是紙張表面鏡面反射的程度，主要取決于紙張表面的粗糙度和構(gòu)成紙張的物質(zhì)的性質(zhì)。光澤度高的紙張，在相同的條件下，油墨的色強度大，而色偏和灰度小，否則墨層的色強度低，色偏和灰度比較高，造成彩色套印灰平衡控制困難。（3）白度紙張是圖文信息的載體，其白度直接影響印刷品的色彩。油墨轉(zhuǎn)移到紙張上后，通過色料減色法和色光加色法形成

4、色彩。紙張白度低，則吸收過多的光線，油墨的色彩不能充分發(fā)揮出來，影響圖像顏色的色相、明度、飽和度，造成色彩灰暗，對比度差，畫面呆板，層次少。（4）油墨的吸收性能在實際印刷中，紙張對油墨的吸收性可分為兩個階段：加壓滲透和自由滲透，主要取決于印刷壓力和紙張表面空隙結(jié)構(gòu)的分布。通常采用k&n值來表示紙張對油墨的吸收性能。（二）油墨油墨是印刷不可缺少的材料，它是由作為分散相的顏料和作為連續(xù)相的連接料組成的穩(wěn)定均勻的混合物，其流變性能對印刷品質(zhì)量有著重要影響。1粘度粘度是檢測油墨流變性能的主要指標(biāo)，它表示流體流動時摩擦阻力的大小。通常采用平行板粘度計測量出粘度、屈服值、絲頭長短、軟硬程度和流動度等。也可

5、用錐板粘度計考察油墨的觸變性。2粘著性（tack值）粘著性是指油墨抵抗墨層分離的力。通常采用油墨粘性測定儀來測量粘性和粘性增值。3撤粘劑撤粘劑是一種膏狀物質(zhì)，稠而疏松柔軟，沒有粘著性，其作用是降低油墨的tack值，而最好不改變其流動度。二、實驗本次綜合性實驗分為兩大部分：紙張部分和油墨部分，通過兩部分實驗，掌握不同種類紙張對印刷品色彩再現(xiàn)的影響，同時體會不同濃度的添加劑對油墨性能的影響。（一）實驗方案：經(jīng)過前期查找資料，小組討論，確定出如下實驗方案。1分別測定銅版紙、膠版紙、新聞紙三種植的白度、光澤度、平滑度和pps值；2用tgs牌原墨進行打樣，然后用x-rite分光密度計分別對各個色塊進行顏

6、色和密度的測定；3用平行板粘度計、錐板粘度計、油墨粘性測定儀分別測量原墨和含1%、3%、5%、7%、9%撤粘劑的油墨的粘度、粘性等各項流變性能。注：由于時間關(guān)系，暫且忽略由紙張正反面帶來的影響。（二）實驗過程1紙張部分（1）紙張部分性能的測定a.紙張白度測量a.實驗儀器：wsb-d/o白度計b.實驗原理：通過測定紙張定向藍光（457nm）反射率，來表示紙張的白度。c.主要實驗步驟：開機后，選擇457nm光源，用黑板校零，用標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn)；分別測試銅版紙、膠版紙、新聞紙的白度，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表11a中。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件：光源：457nm入射光角度：45反射光角度：0表11a 紙張白度測量數(shù)據(jù)

7、紙樣測量值平均值銅版紙85.5 85.0 85.3 85.3 膠版紙79.1 79.2 79.3 79.2 新聞紙53.4 53.5 52.6 53.2 e.數(shù)據(jù)分析：從上表數(shù)據(jù)看，白度：銅版紙膠版紙新聞紙；銅版紙表面有一層白色涂層，涂料中的顏料白度很大（有的是用二氧化鈦），因而白度大；膠版紙在制漿后進行了一定的漂白，而且加填了填料，使得紙張白度提高；新聞紙采用機械法制漿，殘留大量木素，而且也沒有經(jīng)過漂白或者涂布，因而白度低。b.紙張光澤度測量a.實驗儀器：ugv-5d變角光澤儀b.實驗原理：通過測定紙張鏡面反射的能力，來表示紙張的光澤度。c.主要實驗步驟：開機后，選擇75角度，調(diào)零后，用黑玻

8、璃板進行校準(zhǔn)；分別測試銅版紙、膠版紙、新聞紙的光澤度，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表11b中。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件：入射光角度：75表11b 紙張光澤度測量數(shù)據(jù)紙樣測量值平均值銅版紙58.60 58.45 54.57 57.21 膠版紙3.92 3.79 3.87 3.86 新聞紙3.52 3.65 3.58 3.58 e.數(shù)據(jù)分析：從上表數(shù)據(jù)看，光澤度：銅版紙膠版紙新聞紙；銅版紙表面有一層白色涂層，涂料填補了紙張表面的凹坑，使得光澤度大大提高；膠版紙、新聞紙表面并沒有進行涂布，表面凹凸不平，故鏡面反射程度不大，光澤度下降，但膠版紙表面經(jīng)過了一定的施膠，故光澤度相對于新聞紙會高點。c.紙張表面平滑度測量a

9、.實驗儀器：“zpd10b”型無汞紙張平滑度測定儀b.實驗原理：空氣泄漏法，即在一定的真空度、一定的面積、一定的試驗壓力下，測定一定容積的空氣，通過試樣和玻璃砧之間的接觸表面所需的時間用“s”表示。試樣越平滑，它與玻璃砧接觸就愈緊密，空氣通過的速度就愈慢，需要的時間就愈長。c.主要實驗步驟：開機后，將紙樣夾入儀器，按動操作鈕，真空泵開始工作。當(dāng)容腔內(nèi)與外界氣壓壓差為53.33kpa時，三個指示燈依次燃亮，真空泵停止工作；外界空氣逐步進入容腔，使內(nèi)外壓差變小，當(dāng)50.66kpa指示燈一滅，數(shù)字顯示器開始同步計數(shù)，當(dāng)48.00kpa指示燈一滅，計數(shù)同時停止，此時顯示器上顯示出的數(shù)值即是該紙樣的平滑

10、度值。分別使用銅版紙、膠版紙、新聞紙重復(fù)上述步驟，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表11c中。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件：測試壓力：53.33kpa50.66kpa數(shù)據(jù)單位：s表13 紙張平滑度測試數(shù)據(jù)紙樣測量值平均值銅版紙593.30 604.30 597.90 598.50 膠版紙74.80 75.10 72.30 74.07 新聞紙49.62 49.43 51.55 50.20 e.數(shù)據(jù)分析：從上表數(shù)據(jù)看，平滑度：銅版紙膠版紙新聞紙；銅版紙表面有一層白色涂層，涂料填補了紙張表面的凹坑，使得空氣泄露的時間增大，極大地提高了平滑度；膠版紙表面并沒有進行涂布，故相對銅版紙平滑度低，但是膠版紙表面進行了施膠，故平滑度

11、相對于新聞紙較大；新聞紙沒有涂布，也沒有施膠，故平滑度最低。d紙張表面粗糙度測量（pps值測量）a.實驗儀器：pps粗糙度測定儀b.實驗原理：同樣采用空氣泄漏法，但更接近實際印刷的壓力。通過將試樣壓在一個平的金屬圓環(huán)和彈性襯墊之間，將測量環(huán)與紙面之間泄漏的空氣流量，換算成以m表示的絕對單位的粗糙度值，同時可以直接預(yù)測出填充紙面凹坑所需的墨膜厚度。c.主要實驗步驟：打開機器和空氣壓力泵，保證氣壓達到300-600kpa；分別測定在“cp500”、“ cp1000”、“cp2000”三個壓力檔下的pps值；分別使用銅版紙、膠版紙、新聞紙重復(fù)上述步驟，將實驗數(shù)據(jù)記錄在表11d中。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件

12、：數(shù)據(jù)單位：m表11d 紙張表面粗糙度測量數(shù)據(jù)紙樣cp2000cp1000cp500銅版紙測量值0.77 1.02 1.32 0.78 0.98 1.34 0.80 1.05 1.28 平均值0.78 1.02 1.31 膠版紙測量值4.10 4.73 5.36 4.01 4.66 5.16 4.09 4.53 5.20 平均值4.07 4.64 5.24 新聞紙測量值4.13 5.08 5.64 4.16 5.06 5.10 4.09 4.74 5.17 平均值4.13 4.96 5.30 e數(shù)據(jù)分析：從上表數(shù)據(jù)看，橫向分析：對于同一種紙，粗糙度：cp500cp1000cp2000；縱向分析

13、，對于同一種壓力，粗糙度：銅版紙膠版紙新聞紙膠版紙；色相誤差變化趨勢：銅版紙膠版紙新聞紙；色效率變化趨勢：銅版紙膠版紙新聞紙；灰度變化趨勢：銅版紙膠版紙膠版紙新聞紙；綜合來看，銅版紙平滑度高，白度大，光澤度高，所形成的顏色密度大，故形成的顏色種類多，色域范圍大；從表12d中可以看出，黃色油墨的密度對于新聞紙有反常，這是由于黃色是弱色，其光密度隨紙張的變化不明顯，同時也與新聞紙注墨量大、吸收性好有關(guān)，另外，也與測量時忽略了紙張的正反面有關(guān)。2油墨部分（1）用平行板粘度計測量油墨的流變性能a.實驗儀器：qnp型平板粘度儀b.實驗原理：測量油墨在一定剪切力作用下，所產(chǎn)生的速度梯度 ，通過記錄不同時刻

14、油墨的鋪展直徑，再經(jīng)過換算，可以繪制油墨特性曲線和流變曲線，從而得到油墨的塑性粘度，屈服值，絲頭長短和軟硬程度。c.主要實驗步驟：清洗：用軟布和溶劑清洗儀器的裝墨孔和上下平行板，使其干燥；調(diào)整儀器水平：利用水平儀調(diào)節(jié)支腳螺絲達到水平；裝墨：移開上平板，拉下活塞7將墨裝入墨孔內(nèi)，墨面與下平行板表面平，注意不要產(chǎn)生氣泡和空隙；測試：將上平行板支桿支好，在上平行板下落的同時啟動秒表；讀數(shù)：讀取5s,10s，20s,30s.100s,120s等時間油墨受上平行板壓力向四周擴展的直徑，分別用原墨和添加了1%、3%、5%、7%、9%撤粘劑重復(fù)上述步驟，將結(jié)果記錄在表21中。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件： 注墨量：

15、0.5cm3 上板重量：115g表21 用平行板粘度計測量添加不同濃度撤粘劑的油墨t(s)d(mm)原墨1%撤粘劑3%撤粘劑5%撤粘劑7%撤粘劑9%撤粘劑103032333435362032353536373830333736383838403538383939395035403940403960364039404040703940394141408040414041414190404140424241100404241424241110414241424342120414241424342900555757585857根據(jù)公式：=d=/d（其中，p=1.127n，v=0.510-6m3，=3

16、.14）算出結(jié)果并記錄在以下各表：表211 原墨平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10301.0000 10201505.25 36.82 40.88 20321.3010 1090.10 20.95 52.04 30331.4771 934.64 14.85 62.94 40351.6021 696.43 12.53 55.58 50351.6990 696.43 10.02 69.48 60361.7782 604.93 8.84 68.46 70391.8451 405.41 8.89 45.61 80401.9031 35

17、7.20 8.18 43.66 90401.9542 357.20 7.27 49.11 100402.0000 357.20 6.55 54.57 110412.0414 315.72 6.25 50.50 120412.0792 315.72 5.73 55.09 900552.9542 72.68 1.38 52.85 表212 1%撤黏劑平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10321.0000 10221090.10 41.89 26.02 20351.3010 696.43 25.06 27.79 30371.4771 5

18、27.48 18.67 28.25 40381.6021 461.63 14.77 31.26 50401.6990 357.20 13.09 27.28 60401.7782 357.20 10.91 32.74 70401.8451 357.20 9.35 38.20 80411.9031 315.72 8.60 36.73 90411.9542 315.72 7.64 41.32 100422.0000 279.88 7.22 38.78 110422.0414 279.88 6.56 42.66 120422.0792 279.88 6.01 46.54 900572.9542 60.

19、79 1.48 41.16 表213 3%撤黏劑平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10331.0000 825934.64 35.64 26.22 20351.3010 696.43 20.05 34.74 30361.4771 604.93 14.14 42.78 40381.6021 461.63 11.82 39.07 50391.6990 405.41 9.96 40.72 60391.7782 405.41 8.30 48.86 70391.8451 405.41 7.11 57.01 80401.9031 357.20

20、 6.55 54.57 90401.9542 357.20 5.82 61.39 100412.0000 315.72 5.50 57.38 110412.0414 315.72 5.00 63.12 120412.0792 315.72 4.58 68.86 900572.9542 60.79 1.18 51.45 表214 5%撤黏劑平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10341.0000 826805.04 37.83 21.28 20361.3010 604.93 21.21 28.52 30381.4771 461.63

21、15.75 29.30 40391.6021 405.41 12.45 32.58 50401.6990 357.20 10.47 34.11 60401.7782 357.20 8.73 40.93 70411.8451 315.72 7.86 40.17 80411.9031 315.72 6.88 45.91 90421.9542 279.88 6.41 43.63 100422.0000 279.88 5.77 48.48 110422.0414 279.88 5.25 53.33 120422.0792 279.88 4.81 58.17 900582.9542 55.73 1.22

22、 45.55 表215 7%撤黏劑平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10351.0000 728696.43 35.08 19.85 20371.3010 527.48 22.40 23.55 30381.4771 461.63 15.75 29.30 40391.6021 405.41 12.45 32.58 50401.6990 357.20 10.47 34.11 60401.7782 357.20 8.73 40.93 70411.8451 315.72 7.86 40.17 80411.9031 315.72 6.88

23、45.91 90421.9542 279.88 6.41 43.63 100422.0000 279.88 5.77 48.48 110432.0414 248.81 5.50 45.23 120432.0792 248.81 5.04 49.34 900582.9542 55.73 1.22 45.55 表216 9%撤黏劑平行板黏度計數(shù)據(jù)計算結(jié)果t(s)d(mm)lgtsl(mm)i(mm)(pa)d(/s)（pas）10361.0000 531604.93 26.51 22.82 20381.3010 461.63 29.54 15.63 30381.4771 461.63 19.69

24、23.44 40391.6021 405.41 15.56 26.06 50391.6990 405.41 12.45 32.58 60401.7782 357.20 10.91 32.74 70401.8451 357.20 9.35 38.20 80411.9031 315.72 8.60 36.73 90411.9542 315.72 7.64 41.32 100412.0000 315.72 6.88 45.91 110422.0414 279.88 6.56 42.66 120422.0792 279.88 6.01 46.54 900572.9542 60.79 1.48 41.1

25、6 注：由于時間緊迫，故只取900s（15min）時的數(shù)據(jù)作為最大鋪展直徑，進行屈服值的計算。根據(jù)公式：b=計算出屈服值。通過以上數(shù)據(jù)可以畫出圖211和圖212：圖211 油墨鋪展直徑和時間的關(guān)系圖212 d關(guān)系圖為方便比較，將以上數(shù)據(jù)整合到表217：表217 用平行板粘度計測量各種油墨的數(shù)據(jù)樣品sl(mm)i(mm)b（pa）p（pas）原墨102072.68 46.15 1%102260.79 28.90 3%82560.79 41.87 5%82655.73 33.07 7%72855.73 31.21 9%53160.79 27.76 e.數(shù)據(jù)分析：隨著撤粘劑濃度的增大，直線斜率逐漸減

26、小，說明油墨絲頭減短，反映出油墨粘著性降低；隨著撤粘劑濃度的增大，直線截距逐漸增大，說明油墨逐漸變軟；隨著撤粘劑濃度的增大，屈服值和塑性粘度受到一定的影響，總體屈服值呈下降趨勢，可能是因為油墨在調(diào)配時不太準(zhǔn)確造成。（2）用油墨粘性測試儀測量油墨的粘性和粘性增值a.實驗儀器：yqm-1型油墨粘著性測試儀b.實驗原理：粘性儀在旋轉(zhuǎn)的情況下測試阻止油墨薄層分離或被扯開的阻力力矩，用力臂的大小表示，儀器只給出這個力的相對大小，故沒有量綱，單位為1，以數(shù)字表示之。c.主要實驗步驟：機座調(diào)水平：將儀器置于穩(wěn)固的實驗臺上，調(diào)節(jié)水平調(diào)整螺絲使水平儀16處于水平位置；調(diào)溫：開啟恒溫浴開關(guān)，使紅綠燈同時發(fā)亮，紅燈

27、亮?xí)r表示電熱工作；升溫至32 (溫度調(diào)節(jié)是用恒溫水浴器蓋上的溫控接觸開關(guān)進行的)，并保持在32；調(diào)節(jié)平衡后，在吸墨器內(nèi)灌滿調(diào)勻的油墨，然后將墨均勻涂在合成膠輥上，先用手旋轉(zhuǎn)馬達軸，使輥子旋轉(zhuǎn)而墨勻涂于輥子上，然后再打開開關(guān)使輥子旋轉(zhuǎn)1分鐘，把制動器合上再開始測定數(shù)據(jù)，在一分鐘內(nèi)測定并讀出游標(biāo)所指示的數(shù)值。此值即為此墨之粘著性；記錄第15分鐘時的粘性值，與1min時的粘性相差即為粘性增值，將數(shù)據(jù)記錄在表22。d.實驗數(shù)據(jù)：實驗條件：注墨量：1.32cm3溫度：311轉(zhuǎn)速：400轉(zhuǎn)/分鐘表22 油墨黏性測試數(shù)據(jù)油墨樣品1min15min粘性增值原墨99.40.41%8.48.80.43%7.67.

28、80.25%6.26.80.67%5.86.20.49%5.25.80.6e.數(shù)據(jù)分析：隨著撤粘劑濃度增大，油墨粘性逐漸降低。隨著撤粘劑濃度增大，油墨粘性增值并無多大變化，這是因為粘性增值與連結(jié)料中高沸點、窄餾程的煤油溶劑的揮發(fā)性能有關(guān)，而撤粘劑只針對粘性有影響，對粘性增值無明顯影響。（3）用錐板粘度計測量不同濃度撤粘劑的油墨性能a.實驗儀器：lv dv-ii+型brookfeild錐板粘度計b.實驗原理：錐板粘度計的圓板固定，圓錐以一定的角速度旋轉(zhuǎn)，椎板間隙裝填待測流體，被測流體在圓板的間隙中受到剪切作用，椎板間的夾角很小，以使流體中的剪切速率均一，可近似地認為tg=，通過圓錐的旋轉(zhuǎn)角速度計

29、算剪切速率，通過測定扭矩來計算剪切應(yīng)力。c.主要實驗步驟：開機，載入操作文件；取黃豆粒大小的油墨，置于圓板中心，輕輕放下?lián)u桿，使錐板下落，待油墨充滿錐板之間的空隙后，開始測量；將結(jié)果用excel導(dǎo)出，記錄在表231、2、3、4、5、6上。d.實驗數(shù)據(jù)實驗條件：圓錐角3溫度：25轉(zhuǎn)速變化范圍：514 r/min轉(zhuǎn)速變化量：1轉(zhuǎn)測量時間間隔：30s表231 原墨錐板粘度計測量數(shù)據(jù)原墨粘度速度fsr剪切應(yīng)力剪切速率(p)(轉(zhuǎn)/分鐘)(%)(d/cm2)(1/sec)1414.0 5.0 27.6 27597.0 66.7 2386.2 6.0 30.9 30892.0 80.0 3368.6 7.0

30、 34.4 34401.0 93.3 4355.3 8.0 37.9 37896.0 106.7 5345.0 9.0 41.4 41397.0 120.0 6336.7 10.0 44.9 44892.0 133.3 7329.3 11.0 48.3 48295.0 146.7 8321.9 12.0 51.5 51501.0 160.0 9315.6 13.0 54.7 54703.0 173.3 10310.2 14.0 57.9 57902.0 186.7 11308.0 14.0 57.5 57491.0 186.7 12309.8 13.0 53.7 53698.0 173.3 1

31、3311.9 12.0 49.9 49901.0 160.0 14315.0 11.0 46.2 46198.0 146.7 15318.0 10.0 42.4 42399.0 133.3 16321.7 9.0 38.6 38601.0 120.0 17324.4 8.0 34.6 34601.0 106.7 18330.0 7.0 30.8 30799.0 93.3 19337.5 6.0 27.0 26997.0 80.0 20345.0 5.0 23.0 22998.0 66.7 表232 1%撤粘劑錐板粘度計測量數(shù)據(jù)1%撤粘劑粘度速度fsr剪切應(yīng)力剪切速率(p)(轉(zhuǎn)/分鐘)(%)(d/cm2)(1/sec)1358.5 5.0 23.9 23898.0 66.7 2341.2 6.0 27.3 27293.0 80.0 3326.8 7.0 30.5 3