北京印刷学院印刷材料及适性课程设计.docx

印刷材料及适性课程设计北京印刷学院201X级印刷XX班一、综述(一)纸张纸张是印刷过程中的主要耗材之一，其质量的好坏直接影响到印 刷品的质量，现在业界常用纸张的印刷适性来衡量其质量的好坏。不 同的纸张又具有不同的印刷适性。1 .纸张的分类纸张的种类成千上万，现仅举例三种最为常用的纸张进行介绍。(1) 铜版纸铜版纸又称为印刷涂布纸，这种纸是在原纸上涂布一层白色浆 料，经过压光而制成的纸张，表面平滑，白度较高，纸张纤维分布均 匀，薄厚一致，伸缩性小，有较好的弹性和较强的抗水性和抗张性能， 对油墨的接受性十分良好。主要用于印刷画册、封面以及精美的产品 等。(2) 胶版纸胶版纸伸缩性小，对油墨的吸收性均匀，平滑度好，质地紧密， 不透明度好，白度好，抗水性能较强，适用于平版印刷，常用于印刷 书刊正文等。(3) 新闻纸顾名思义，新闻纸多用于印刷报纸而得名。新闻纸质地松软，吸 墨性强，有一定的抗张强度，但正反面、横纵向差别较大，抗水性较 差。由于新闻纸以机械方法制浆，故含有大量残留的木素和其他杂质， 易发黄、变脆，不宜长期存放。2 .纸张的印刷适性纸张的印刷适性就是指直接影响印刷品质量的纸张的性质，包括 纸张的平滑度、油墨吸收性、光学性质和力学性质等。现就与印刷品 色域相关的性能作一下阐述。(1) 平滑度(印刷平滑度)纸张是一种可压缩性材料，在印刷压力下，纸张的印刷平滑度是 纸张表观平滑度与表面可压缩性的综合体现。纸张的平滑度是发映纸 张表面平整、光滑程度的性能指标。纸张平滑度不同，印刷中油墨与 纸张接触的紧密程度就不同，最终影响油墨的转移程度及图文是否清 晰等方面。平滑度的测量通常采用空气泄漏法，有两种表示方法，一是采用 通过一定体积空气所用的时间来表示，以秒为单位，另一种是用纸张 粗糙度PPS值表示。（2）光泽度光泽度是纸张表面镜面反射的程度，主要取决于纸张表面的粗糙 度和构成纸张的物质的性质。光泽度高的纸张，在相同的条件下，油墨的色强度大，而色偏和 灰度小，否则墨层的色强度低，色偏和灰度比较高，造成彩色套印灰 平衡控制困难。（3）白度纸张是图文信息的载体，其白度直接影响印刷品的色彩。油墨转 移到纸张上后，通过色料减色法和色光加色法形成色彩。纸张白度低，则吸收过多的光线，油墨的色彩不能充分发挥出来， 影响图像颜色的色相、明度、饱和度，造成色彩灰暗，对比度差，画 面呆板，层次少。（4）油墨的吸收性能在实际印刷中，纸张对油墨的吸收性可分为两个阶段：加压渗透 和自由渗透，主要取决于印刷压力和纸张表面空隙结构的分布。通常采用K&N值来表示纸张对油墨的吸收性能。（二）油墨油墨是印刷不可缺少的材料，它是由作为分散相的颜料和作为连 续相的连接料组成的稳定均匀的混合物，其流变性能对印刷品质量有 着重要影响。1 .粘度粘度是检测油墨流变性能的主要指标，它表示流体流动时摩擦阻 力的大小。通常采用平行板粘度计测量出粘度、屈服值、丝头长短、软硬程 度和流动度等。也可用锥板粘度计考察油墨的触变性。2 .粘着性（Tack值）粘着性是指油墨抵抗墨层分离的力。通常采用油墨粘性测定仪来测量粘性和粘性增值。3 .撤粘剂撤粘剂是一种膏状物质，稠而疏松柔软，没有粘着性，其作用是 降低油墨的Tack值，而最好不改变其流动度。二实验本次综合性实验分为两大部分：纸张部分和油墨部分，通过两部 分实验，掌握不同种类纸张对印刷品色彩再现的影响，同时体会不同 浓度的添加剂对油墨性能的影响。（一）实验方案：经过前期查找资料，小组讨论，确定出如下实验方案。1 .分别测定铜版纸、胶版纸、新闻纸三种植的白度、光泽度、 平滑度和PPS值；2.用TGS牌原墨进行打样，然后用X-Rite分光密度计分别对各 个色块进行颜色和密度的测定；3 .用平行板粘度计、锥板粘度计、油墨粘性测定仪分别测量原 墨和含1%、3%、5%、7%、9%撤粘剂的油墨的粘度、粘性等各项流变 性能。注：由于时间关系，暂且忽略由纸张正反面带来的影响。（二）实验过程1 .纸张部分（1）纸张部分性能的测定A. 纸张白度测量a. 实验仪器：WSB-IId/o白度计b. 实验原理：通过测定纸张定向蓝光（457nm ）反射率，来表示纸张的白度。c. 主要实验步骤： 开机后，选择457nm光源，用黑板校零，用标准白板校准； 分别测试铜版纸、胶版纸、新闻纸的白度，将实验数据记录在 表11 a中。d. 实验数据实验条件：光源：457nm入射光角度：45°反射光角度：0°表11a纸张白度测量数据纸样测量值平均值铜版纸85.585.085.385.3胶版纸79.179.279.379.2新闻纸53.453.552.653.2e. 数据分析： 从上表数据看，白度：铜版纸胶版纸 新闻纸； 铜版纸表面有一层白色涂层，涂料中的颜料白度很大（有的是 用二氧化钛），因而白度大； 胶版纸在制浆后进行了一定的漂白，而且加填了填料，使得纸 张白度提高； 新闻纸采用机械法制浆，残留大量木素，而且也没有经过漂白 或者涂布，因而白度低。B. 纸张光泽度测量a. 实验仪器：UGV-5D变角光泽仪b. 实验原理：通过测定纸张镜面反射的能力，来表示纸张的光泽度。c. 主要实验步骤： 开机后，选择75°角度，调零后，用黑玻璃板进行校准； 分别测试铜版纸、胶版纸、新闻纸的光泽度，将实验数据记录 在表11 b中。d. 实验数据实验条件：入射光角度：75°表11b纸张光泽度测量数据纸样测量值平均值铜版纸58.6058.4554.5757.21胶版纸3.923.793.873.86新闻纸3.523.653.583.58e. 数据分析： 从上表数据看，光泽度：铜版纸胶版纸 新闻纸； 铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸张表面的凹坑，使 得光泽度大大提高； 胶版纸、新闻纸表面并没有进行涂布，表面凹凸不平，故镜面 反射程度不大，光泽度下降，但胶版纸表面经过了一定的施胶，故光 泽度相对于新闻纸会高点。C. 纸张表面平滑度测量a. 实验仪器：“ZPD-10B ”型无汞纸张平滑度测定仪b. 实验原理：空气泄漏法，即在一定的真空度、一定的面积、一定的试验压力 下，测定一定容积的空气，通过试样和玻璃砧之间的接触表面所需的 时间用“s”表示。试样越平滑，它与玻璃砧接触就愈紧密，空气通 过的速度就愈慢，需要的时间就愈长。c. 主要实验步骤： 开机后，将纸样夹入仪器，按动操作钮，真空泵开始工作。当 容腔内与外界气压压差为53.33kpa时，三个指示灯依次燃亮，真空 泵停止工作； 外界空气逐步进入容腔，使内外压差变小，当50.66kpa指示 灯一灭，数字显示器开始同步计数，当48.00kpa指示灯一灭，计数 同时停止，此时显示器上显示出的数值即是该纸样的平滑度值。 分别使用铜版纸、胶版纸、新闻纸重复上述步骤，将实验数据 记录在表11c中。d. 实验数据实验条件：测试压力：53.33kpa50.66kpa数据单位：s表13纸张平滑度测试数据纸样测量值平均值铜版纸593.30604.30597.90598.50胶版纸74.8075.1072.3074.07新闻纸49.6249.4351.5550.20e. 数据分析： 从上表数据看，平滑度：铜版纸胶版纸 新闻纸； 铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸张表面的凹坑，使 得空气泄露的时间增大，极大地提高了平滑度； 胶版纸表面并没有进行涂布，故相对铜版纸平滑度低，但是胶 版纸表面进行了施胶，故平滑度相对于新闻纸较大； 新闻纸没有涂布，也没有施胶，故平滑度最低。D. 纸张表面粗糙度测量（PPS值测量）a. 实验仪器：PPS粗糙度测定仪b. 实验原理：同样采用空气泄漏法，但更接近实际印刷的压力。通过将试样压 在一个平的金属圆环和弹性衬垫之间，将测量环与纸面之间泄漏的空 气流量，换算成以Pm表示的绝对单位的粗糙度值，同时可以直接预 测出填充纸面凹坑所需的墨膜厚度。c. 主要实验步骤： 打开机器和空气压力泵，保证气压达到300-600KPa； 分别测定在“CP500”、“ CP1000”、“CP2000”三个压力档下的 PPS 值； 分别使用铜版纸、胶版纸、新闻纸重复上述步骤，将实验数据 记录在表11d中。d. 实验数据实验条件：数据单位：rm表11d 纸张表面粗糙度测量数据纸样CP2000CP1000CP500铜版纸测量值0.771.021.320.780.981.340.801.051.28平均值0.781.021.31胶版纸测量值4.104.735.364.014.665.164.094.535.20平均值4.074.645.24新闻纸测量值4.135.085.644.165.065.104.094.745.17平均值4.134.965.30e数据分析: 从上表数据看，横向分析：对于同一种纸，粗糙度： CP500>CP1000>CP2000； 纵向分析，对于同一种压力，粗糙度：铜版纸胶版纸新闻纸; 铜版纸表面有一层白色涂层，涂料填补了纸张表面的凹坑，使 得填充纸面凹坑所需的墨膜厚度降低，即PPS值较小； 胶版纸表面并没有进行涂布，故相对铜版纸表面凹坑深，但经 过了一定的施胶，故比新闻纸PPS值低； 新闻纸没有涂布，也没有施胶，故填充纸面凹坑所需的墨膜厚 度最大，即粗糙度最大。（2）不通纸张对印刷品颜色再现的影响测试a. 实验仪器：IGT印刷适性仪、XRite分光密度计b. 实验原理：在不同纸张上用相应上墨量进行印刷，用XRite分光密度计对 6种纽介堡颜色进行颜色测试，确定出相应的色域，同时测量不同色 块的密度，计算出c. 主要实验步骤： 向注墨器分别灌入TGS牌的黄、品、青墨； 用注墨器在IGT印刷适性仪上分别注入墨量为0.1ml的黄、品、 青色油墨，匀墨均匀后，将墨转移到印版上，再用IGT印刷适性仪分 别按品黄、青品、青黄的顺序分别对铜版纸纸进行印刷（黄色作为第 二色进行印刷）； 用XRite分光密度计分别对各个色块进行颜色和密度的测 量，将测量结果记录在表12 A中； 换用胶版纸进行试验，将测量结果记录在表1 2 B中； 换用新闻纸进行试验，将测量结果记录在表1 2C中；d. 实验数据（样条另附）注：在进行颜色测量时，每个色块共测试5次，去除最大值和最小值 后，取平均值。实验条件：油墨品牌：TGS 印刷速度：02m/s 印刷压力：625N 温度：30C 湿度：45%表12A铜版纸颜色和密度测量结果（注墨量：0.1ml）印刷速度：0.2m/s 印刷压力：625N 温度：301 湿度：45%铜版纸颜色测量密度测量YxyKCMYC115.000.14620.21940.891.750.540.26217.500.15220.23380.971.880.610.29316.150.14830.22640.781.640.640.21平均值16.220.14890.22650.881.760.600.25M116.890.49250.25150.660.281.390.71216.380.49970.25220.660.291.410.74316.560.49770.25250.650.311.420.75平均值16.610.49660.25210.660.291.410.73Y166.230.46440.49860.140.120.171.23266.450.46330.48620.160.120.191.18366.060.45910.48930.140.130.191.2平均值66.250.46230.49140.150.120.181.20R116.860.61090.33620.640.271.281.42216.970.62330.34050.650.291.301.50316.700.61560.33260.660.241.321.44平均值16.840.61660.33640.650.271.301.45G112.850.21050.57020.981.670.631.15213.040.21160.56890.951.770.681.19312.640.21200.57130.961.530.641.11平均值12.840.21140.57010.961.660.651.15B16.240.16450.17231.361.761.080.5726.340.16960.16941.401.821.010.5636.210.16230.17681.391.741.090.57平均值6.260.16550.17281.381.771.060.57表12B胶版纸颜色和密度测量结果（注墨量：0.17ml）印刷速度：0.2m/s印刷压力：625N 温度：301湿度：45%胶版纸颜色测量密度测量YxyKCMYC113.650.18510.22980.701.000.480.25213.860.18320.23610.821.130.500.30313.730.18830.22570.691.000.460.22平均值13.750.18550.23050.741.040.480.26M115.040.47030.28130.690.401.130.84216.020.49350.28990.680.411.160.88315.560.48650.28270.690.391.190.80平均值15.540.48340.28460.690.401.160.84Y158.650.45580.47490.210.170.170.25258.250.45620.47820.250.180.180.35358.790.45430.47380.240.210.230.26平均值58.560.45540.47560.230.190.190.29R114.250.52880.33410.760.471.131.14214.040.52270.33090.690.391.101.13314.430.53080.33260.720.451.121.14平均值14.240.52740.33250.720.441.121.14G116.550.31100.49360.811.040.61.05216.710.31840.50960.800.970.591.05316.790.30940.48170.791.000.631.02平均值16.680.31290.49500.801.000.611.04B15.430.30260.25501.251.171.290.9525.590.31690.26131.181.191.160.8336.050.30100.25231.240.161.350.97平均值5.690.30680.25621.220.841.270.92表12C 新闻纸颜色和密度测量结果（注墨量：024ml） 印刷速度：0.2m/s 印刷压力：625N 温度：30C 湿度：45%新闻纸颜色测量密度测量YxyKCMYC19.980.19030.24291.101.420.850.5529.100.19430.23921.131.450.880.5839.230.18640.24161.151.550.550.54平均值9.440.19030.24121.131.470.760.56M112.350.52400.29950.790.491.291.05211.310.53170.30310.840.531.381.16311.280.52950.29940.850.541.391.13平均值11.650.52840.30070.830.521.351.11Y148.640.46420.48200.290.250.341.16242.310.44640.49010.360.350.381.15345.950.46100.48590.340.310.381.21平均值45.630.45720.48600.330.300.371.17R111.620.56460.33950.830.521.251.38210.140.57310.33750.90.591.361.49312.060.59210.33150.870.561.301.4平均值11.270.57660.33620.870.561.301.42G17.440.28240.42991.161.350.951.1827.620.26520.46321.201.490.951.2637.340.27360.45831.201.350.941.17平均值7.470.27370.45051.191.400.951.20B14.640.30620.27451.131.381.411.0524.160.27620.25281.141.381.451.0534.730.28070.26391.131.391.421.07平均值4.510.28770.26371.131.381.431.06通过公式:色相误差=* X100%，灰度二 A x 100%H饱和度(1 )x 100%H色效率(1 L + M )x 100%2 H其中，H油墨最大密度值L油墨最小密度值M介于L和M之间的密度值计算出色相误差、灰度、饱和度、色效率。为方便对比，将密度数据整合为如下一张表:表12D不同纸张样条颜色测量结果注墨量：铜版纸01ml，胶版纸0.17ml，新闻纸0.24ml印刷速度：0.2m/s 印刷压力：625N 温度：30C 湿度：45%纸样密度 测量KCMY色相 误差色 效率灰度饱和 度铜版纸0.881.760.600.2522.8%75.8%14.4%85.6%C 胶版纸0.741.040.480.2628.4%64.7%24.6%75.4%新闻纸1.131.470.760.5622.2%55.3%37.8%62.2%铜版纸0.660.291.410.7339.5%63.5%20.9%79.1%M 胶版纸0.690.401.160.8457.9%46.6%34.5%65.5%新闻纸0.830.521.351.1171.2%39.7%38.4%61.6%铜版纸0.150.120.181.205.6%87.3%10.2%89.8%Y 胶版纸0.230.190.190.296.7%33.7%65.1%34.9%新闻纸0.330.300.371.177.3%71.4%25.9%74.1%铜版纸0.650.271.301.4587.1%46.1%18.3%81.7%R 胶版纸0.720.441.121.1497.1%31.7%38.4%61.6%新闻纸0.870.561.301.4286.2%34.7%39.1%60.9%铜版纸0.961.660.651.1549.7%45.7%39.2%60.8%G 胶版纸0.801.000.611.0491.5%22.6%58.3%41.7%新闻纸1.191.400.951.2057.0%23.0%67.8%32.2%铜版纸1.381.771.060.5740.9%54.1%32.0%68.0%胶版纸1.220.841.270.9218.0%30.7%66.3%33.7%新闻纸1.131.381.431.0688.3%14.5%74.1%25.9%利用表中的X、y色品坐标，画出如下色品图：图121D不同纸张的色域范围图 从上图可知，铜版纸色域范围最大，胶版纸和新闻纸的色域都 在铜版纸色域之内，且二者之间大部分重叠； 从表12 D看，密度变化趋势：铜版纸新闻纸胶版纸； 色相误差变化趋势：铜版纸胶版纸 新闻纸； 色效率变化趋势：铜版纸胶版纸 新闻纸； 灰度变化趋势：铜版纸胶版纸新闻纸，饱和度变化趋势：铜 版纸胶版纸 新闻纸； 综合来看，铜版纸平滑度高，白度大，光泽度高，所形成的颜 色密度大，故形成的颜色种类多，色域范围大； 从表12D中可以看出，黄色油墨的密度对于新闻纸有反 常，这是由于黄色是弱色，其光密度随纸张的变化不明显，同时也与 新闻纸注墨量大、吸收性好有关，另外，也与测量时忽略了纸张的正 反面有关。2 .油墨部分(1) 用平行板粘度计测量油墨的流变性能a. 实验仪器：QNP型平板粘度仪b. 实验原理：测量油墨在一定剪切力T作用下，所产生的速度梯度，通过记 录不同时刻油墨的铺展直径，再经过换算，可以绘制油墨特性曲线和 流变曲线，从而得到油墨的塑性粘度，屈服值，丝头长短和软硬程度。c. 主要实验步骤： 清洗：用软布和溶剂清洗仪器的装墨孔和上下平行板，使其干 燥； 调整仪器水平：利用水平仪调节支脚螺丝达到水平； 装墨：移开上平板，拉下活塞7将墨装入墨孔内，墨面与下平 行板表面平，注意不要产生气泡和空隙； 测试：将上平行板支杆支好，在上平行板下落的同时启动秒表; 读数：读取5s,10s，20s,30s.100s,120s等时间油墨受上平 行板压力向四周扩展的直径，分别用原墨和添加了 1%、3%、5%、7%、 9%撤粘剂重复上述步骤，将结果记录在表21中。d. 实验数据实验条件：注墨量：05cm3 上板重量：115g表21用平行板粘度计测量添加不同浓度撤粘剂的油墨d(mm)T(s)原 墨1%撤粘 剂3%撤粘 剂5%撤粘 剂7%撤粘 剂9%撤粘 剂103032333435362032353536373830333736383838403538383939395035403940403960364039404040703940394141408040414041414190404140424241100404241424241110414241424342120414241424342900555757585857根据公式:丁 _2PV T n 2r5D 6n r2 0.4343SLV tn t /D(其中，P1.127N, V0.5X10-6m3,n3.14)算出结果并记录在以下各表：表2-1-1原墨平行板黏度计数据计算结果T(s)d(mm)lgTSL(mm)I(mm)t (Pa)D(/s)n(Pa s)10301.000010201505.2536.8240.8820321.30101090.1020.9552.0430331.4771934.6414.8562.9440351.6021696.4312.5355.5850351.6990696.4310.0269.4860361.7782604.938.8468.4670391.8451405.418.8945.6180401.9031357.208.1843.6690401.9542357.207.2749.11100402.0000357.206.5554.57110412.0414120412.0792900552.9542315.726.2550.50315.725.7355.0972.681.3852.85表2121%撤黏剂平行板黏度计数据计算结果T(s )d(mm )lgTSL(mm )I(mm )t (Pa)D(/s )n(Pa s)10321.000 010221090.1 041.8926.0220351.301 0696.4325.0627.7930371.4771527.4818.6728.2540381.6021461.6314.7731.2650401.699 0357.2013.0927.2860401.7782357.2010.9132.7470401.8451357.209.3538.2080411.9031315.728.6036.7390411.9542315.727.6441.32100422.000 0279.887.2238.78110422.0414279.886.5642.66120422.0792279.886.0146.54900572.954 260.791.4841.16T(s)d(mm)lgTSL(mm)I(mm)t (Pa)D(/s)n(Pa s)10331.0000825934.6435.6426.2220351.3010696.4320.0534.7430361.4771604.9314.1442.7840381.6021461.6311.8239.0750391.6990405.419.9640.7260391.7782405.418.3048.8670391.8451405.417.1157.0180401.9031357.206.5554.5790401.9542357.205.8261.39100412.0000315.725.5057.38110412.0414315.725.0063.12120412.0792315.724.5868.86900572.954260.791.1851.45表2133%撤黏剂平行板黏度计数据计算结果表2145%撤黏剂平行板黏度计数据计算结果T(s)d(mm)lgTSL(mm)I(mm)t (Pa)D(/s)n(Pa s)10341.0000826805.0437.8321.2820361.3010604.9321.2128.5230381.4771461.6315.7529.3040391.6021405.4112.4532.5850401.6990357.2010.4734.1160401.7782357.208.7340.9370411.8451315.727.8640.1780411.9031315.726.8845.9190421.9542279.886.4143.63100422.0000279.885.7748.48110422.0414279.885.2553.33120422.0792279.884.8158.17900582.954255.731.2245.55表2157%撤黏剂平行板黏度计数据计算结果T(s)d(mm)lgTSL(mm)I(mm)t (Pa)D(/s)n(Pa s)10351.0000728696.4335.0819.8520371.3010527.4822.4023.5530381.4771461.6315.7529.3040391.6021405.4112.4532.5850401.6990357.2010.4734.1160401.7782357.208.7340.9370411.8451315.727.8640.1780411.9031315.726.8845.9190421.9542279.886.4143.63100422.0000279.885.7748.48110432.0414248.815.5045.23120432.0792248.815.0449.34900582.954255.731.2245.55表2169%撤黏剂平行板黏度计数据计算结果T(s)d(mm)lgTSL(mm)I(mm)t (Pa)D(/s)n(Pa s)10361.0000531604.9326.5122.8220381.3010461.6329.5415.6330381.4771461.6319.6923.4440391.6021405.4115.5626.0650391.6990405.4112.4532.5860401.7782357.2010.9132.7470401.8451357.209.3538.2080411.9031315.728.6036.7390411.9542315.727.6