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印刷品印后光泽、色彩处理详解

作者:志泽印务 来源:志泽印务 日期:2013-10-22 http://www.
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    汉字信 息处理与印刷革命被评为20世纪我 国重大工程技术成就,标志着 我国已胜利完成由铅排、铅印到 照排胶印的第二次印刷技术革命,永镌史铭。这次覆 盖整个印刷及相关行业的大规模技术改造,与恰似 雕版印刷到发明活字印刷的我国第一次印刷革命相距近千年。

  “这一千多年来,有些传 统产业在新技术的冲击下已经销声匿迹了,而印刷 业总是能够迅速与各个朝代的新技术融合,从对新 技术的运用中获得新的发展空间”(摘自新 闻出版总署石宗源署长在以“21世纪知 识经济对印刷业的挑战”为主题 的第七届世界印刷大会上的演讲)。 

  表面净化处理,是将静 电电场产生强烈的电离和激发作用于印刷品,能自动吸附尘埃、绒毛、加速油墨氧化,冲击晶化结膜的表面。

  印刷品色彩、光泽是 由承印载体表面、油墨层厚度、油墨干燥程度体现的。当其量值已定时,通过创 新的表面净化处理技术,可改善印刷品效果,增强印品的色彩、光泽表现力。

  ①印刷表面与色彩、光泽

  印刷表 面是承印载体和油墨层表面的总称,也是印刷品色彩、光泽表现的物质基础。在现代 印刷飞速发展的今天,承印载 体主要有纸张和聚合薄膜两大类。

  a、纸张

   纸张的 平滑度与光泽主要取决于造纸原料与造纸工艺。纸张表 面平滑度与光泽较高时,进行压 印时勿需加大压力,其与印 版或橡皮布的图文接触面积就能达到最大,较均匀、完整地 完成网点的转移,使图文清晰、层次丰富、调子柔和、色彩饱满、光亮喜人。

  为提高 纸的平滑度与光泽,造纸厂 均在原纸表面施敷水性涂料并加热干燥。一般来讲,对水性 涂料的加热干燥方式有热风干燥和烘缸面铸涂干燥两种。涂料纸 对施敷涂料除去水分的机理及加工方法有很大差别。热风表 面挥发干燥在干燥阶段采用热风从表面强制干燥,水分绝 大部分是经涂层表面蒸发,涂料分 子结构在热力作用下,呈随蒸 发方向的向表面有序排列,铸涂背 面渗透干燥的干燥阶段是涂层处于湿润状态时以压辊压帖于镜面热烘缸进行干燥,涂层水 分是通过纤维孔隙输导,涂料分 子结构在热力作用下,也随蒸发方向,却呈向 背面的有序排列。无论呈 向表面或背面排列的分子结构,总会有 一些较活跃的分子在加热条件下更加活跃性,有相当 能量挣脱其它分子对它们的吸引作用而向原排方向或相反方向做多方向复杂的无序运动。当这些 脱离分子间引力自由运动的涂料分子到达施涂辊或铸涂缸工作界面时,施涂辊 或铸涂缸工作界面产生的巨大压力,迫使其 继续运动而脱逸涂层,在涂层表面停留下来。这种在 涂层表面的静止,恰与施 涂辊或铸涂缸虽经镀铬抛江,但仍存在细微纹痕、凸凹的 粗糙位置相对应,造成热 压涂料层干燥时分子的这种无序运动的结果,就使纸 原应平滑的表面出现一些微陷凹痕,或增加一些粉粒凸峰,从而出 现不同表现的粗糙。当光传 播到纸表面这些细微至不可明显感觉出来的凸凹粗糙表面时,这一凸 凹不平的表面使反射角度改变,而使来 自纸表面视觉信号减弱,即光泽度不强。

 同时,由于纸 表面凹陷部位需要油墨在到达纸表面尚未干燥前去予以补填,造成油 墨层厚度的实际降低,使油墨 层的密度随之改变,出现与 原层厚对光反射表现的不同。这种实际工作状态,还会引 发纸纤维对油墨中连结料的吸收,因凸凹 不平的表面加大顾表面积而增快,使油墨 中自颜料颗粒的表面反射和因连结料被纸纤维孔隙大量吸收后悬浮于其间颜料的折射系数差,造成油 墨透明性能衰降。在进行套色印刷时,如果底 层油墨的透明性不良时,将影响 光线透射在纸表面及对纸表面光泽的反射;上层油 墨的透明性不良时,将影响 光线穿透上层油墨而透入下层油墨,不能被 下层油墨充分地进行选择性吸收,表现不 出叠印后应形成的色彩。

  国内外 大量的高速印刷机,为了避 免纸张在油墨印迹不干燥时进入新的流程,极易造 成被印张背面粘连,致使本 张印品印迹表面破坏,上张印 品纸背面蹭脏和粘页故障的发生,在印刷机收纸过程中,设置有喷粉装置。通常使 用的空气喷粉装置(另有静 电喷粉装置和液体喷粉装置,因装置 成本较高或只限用于特殊块合,目前采用较少),是将粉 状粒子物质随压缩空气一起喷洒在印刷面上,从而使 这些粉末粒子在压缩空气的强力作用下,附着在 有粘度的未干油墨印层上,在印迹 表面形成新的新粒子颗粒性结构表面。

  依据关于颗粒度Jones-Higgins 的理论,

  L.a.Jones和C.C.Higgins用邻接间的密度差(density differences)之值来表示颗粒度,按照SΔD=IDa-IDa1的公式,求得邻接间的密度差。将其理 论应用到印刷品和通过将由银粒子制成的连续调照片的颗粒性反映相一致,使印品 表面喷粉构成的颗粒性新表面产生出对光线反射的粗涩。残留在 印迹表面的粉状粒子,不仅影响印品光泽,而且成 为一种颗粒状结构的隔离层面,对光线 的穿透因涂粒颗粒存在而造成障碍。如果我 们在白纸上先印一层黄色(Y)油墨,为了防粘而喷粉。在此基 础上又印一层品红色(M)油墨,本来要 在两次等量用墨之后取得标准间色红(Y+M=R)。由于喷粉颗粒的影响,造成整幅印品的色彩,同时出 现了理想的红色光,常驻不 透明矿物颗粒阻挡而只能反射上层油墨颜色的品红光,还有恰 遇底层油墨表面的青色颗粒后,又穿透上层油墨,恰成三 原色等量混合后的白光等几种反射光,从而影 响后一道色序叠印的附着和网点叠合的成色,同理,在白纸 上先印一种颜色后即喷粉,又再印另一种颜色时,因喷粉颗粒自身颜色、透明度的影响,造成另 一色印刷透射密度改变而使透射率改变和反射率改变的印刷网点并列呈色不一致现象,因此而 出现各种形式的颜色变化。此外粉 尘颗料阻隔性能使印迹表面能的变化,都会进 一步影响印后的其它加工。

  b、聚合薄膜

  聚合薄如PE、BOPP、PET等高分子材料制品,是近20年来迅 速应用的新型承印载体。如经双 向拉伸的聚丙烯BOPP薄膜,除使大 分子沿拉伸方向(塑料熔 融的再结晶过程的拉伸)产生出 使结晶的微晶化作用,引起薄 膜中的晶体产生塑性滑动,定向排列,表面结构改变,浊度由非取向(NO)的0.078—0。117%mm,降至双向拉伸取向(BO)的0.039—0.078%mm,使折射率增加,具有高透明度(≥95%)和高光泽度(≥85%)的表面光泽。

  印刷常用的聚合薄膜BOPP,其分子 中没有极性基团,是典型 的非极性高分子材料。经双向拉伸后,结晶分 子处于热力学的稳定性,但薄膜 的表面能通常很低。聚丙烯(BOPP)薄膜的 临界表面张力是3.

  4×10-2N/m。当油墨 自印版向薄膜转移时,粘弹流 体态的油墨虽赶走了薄膜表面和印版之间原有的空气,但高表 面能的油墨无法对这种低表面能的薄膜表面进行润湿。这种没有根基的附着,便造成 粘弹流体态的油墨处于上表面空气态间的覆盖,下背部 固态薄膜的悬托的境地。粘弹流 体态液相油墨的分子密度远大于气相的分子密度,所以油墨上、下表面 的分子受粘弹流态液相油墨分子的引力要远大于受气相或固相分子的引力,而具有 相当的量值且指向油墨印层的内侧,形成一 种本物质欲自我团聚的拉力。当印版 压力作用消除后,无法润 湿薄膜表面的油墨层,不能在 薄膜表面上的原位辅层,便会具 有自动收缩使表面成为球形趋势的应力,而使转 移来的油墨层面出现断裂,移印失败。

  同时,由于塑料薄膜在拉伸、分切、收卷时 与各种设备的多道展平辊之间、或薄膜 复卷时各层之间都会产生磨擦,薄膜本身有是具有2.0—2.6×106/cm高体积电租,产生的 静电荷无法及时向大地输导排放而积蓄起来。静电荷 的存在不仅使薄膜使用时会出现电性、还极易 吸附空气介质中的灰尘、水分、油质等其它物质,更阻碍油墨、粘合剂 等对塑料薄膜表面的润湿。

  ②印迹状态与色彩、光泽

  印刷品 的色彩是由油墨层密度与反射率特定关系来表现的。其中反 射率等于反射光与入射光之比;密度等于log10与1和反射率之比的乘积,在一定 限度内油墨层密度达到一定限度时,色彩开始饱和,密度也不能再往上升,控制在标准密度,才能得到最大反差,使印件色彩接近原样,层次分明,光亮区映出光亮层次,暗调区 能真实再现细微如痕的肌理,整个印品光泽照人。不然的话,墨导过厚,色彩趋深,层次沉闷;墨层过薄,色彩趋浅,层次灰蒙无光泽。

印刷品 的光泽来自印迹干燥后的结膜能将受光照射时向一个方向有强的反射光量。这就是 要保证油墨层要保持恰当的干燥程度。为了控 制油墨色彩最佳密度以达到最佳的色彩表现,应该有 一定的油墨层厚度(如在铜版纸上印刷时,最佳的 油墨层厚度分别是:黑色油墨为1.8—2.0μm,青色油墨为1.45—1.7μm,品红色油墨为1.25—1.5μm,黄色油墨为0.9—1.05μm)。

  在印刷 机高速工作效率和纸张高速收集叠压堆放的生产条件下,油墨的 干燥结膜无疑不具备有效与空气接触的时间。而油墨 的反射密度值会随油墨的缓慢干燥(连结料 逐渐被纸纤维或涂料层吸收在前,氧化结膜在后)而下降,即常讲的“干退密现象”。以黑色油墨为例,铜版纸刚印刷时,实地反射密度是1.9,在3天后测 得的反射密度只是1.55,衰减率为18.42%;胶版纸刚印刷时,实地反射密度是1.35,3天后测 得的反射密度是1.16,衰减率为14.07%。保证油 墨印层的及时干燥又不产生晶化,需依靠 表面净化处理技术,以此从 基础上保证印刷品色彩、光泽和 以后的各项再加工。

  ③净化处理与色彩、光泽

  印刷过 程防粘喷射的粉状颗粒在印层表面的固着,不仅影响印品的色彩、光泽,还会对印后覆膜加工、上光处理等增加麻烦。常用的 油墨因生产厂家的不同,而有不 同的固着时间和干燥时间。

  对喷粉,过去常 用人工擦拭除去的方法。即使是 使用鸡毛掸或软布,也会使 有一定硬度的涂料颗粒造成对油墨印迹表面的擦伤。并因接 触面的不完全重合,又有切 入始触角度和终止离去角度,擦拭过 程的力也不可能均匀,粉尘并 不可能全部除去。

  为提高油墨的光亮度,常用亚 麻油等干性植物油做连结料。这些物 质与空气接触时,其中的 不饱和脂肪酸与空气中的氧所反应,使粘弹 流体态液相油墨原先的直链结构聚合成网状结构,逐渐变 稠最终成了固体。

  这个氧化结膜过程,虽有要求的时间标准,却无与 空气全面接触的实际条件,只能在 印刷后期慢慢完成,而达不 到生产质量标准应有的光泽度。如果在 油墨中加入过多的干燥剂,油墨的 色相性能又会受到影响,产生的 光泽度也不能让人满意。因此,高速印 刷条件下的色彩保证油墨厚度—反射光率—干燥状态—光泽表现。始终是 处于一种有规律必须遵循、实际操 作又存在难以圆满解决相互间矛盾的状态。为此而 已做出的多种努力,总是即有某种收益,又仍然有着相当缺陷。

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