紙張的印刷適性

        紙張的吸墨性是指紙張對油墨的吸收能力，或者說油墨對紙張的滲透能力。油墨對紙張的滲透，實際上是紙張和油墨兩方面固有特性，在一定印刷條件下的綜合反映。它不僅與紙張的疏松程度，紙張纖維的表面性質(zhì)，填料、膠料含量，油墨組成成分及其特性有關(guān)，而且與印刷方式、印刷速度、印刷壓力等因素有關(guān)。這里僅從紙張的角度，討論紙張對油墨的吸收能力。

一、  紙張吸墨性與印品質(zhì)量

    油墨從印版或橡皮布上轉(zhuǎn)移到紙張之后，油墨中的一部分，特別是油墨中的連結(jié)料要向紙張進(jìn)行滲透。與此同時，連結(jié)科中的溶劑開始揮發(fā)。另外，連結(jié)料的主體部分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)，從而印張表面的墨膜逐漸地增加粘性與硬度，最后形成固體膜層，這是油墨轉(zhuǎn)移后大體上的干燥過程。因此紙張的吸墨能力、吸收速度，也就是油墨對紙張的滲透能力、滲透速度，影響著油墨干燥的快慢，影響著紙張吸墨以后**莊紙面上油墨的組分結(jié)構(gòu)以及結(jié)膜以后的物理性質(zhì)，也就是說紙張吸墨能力將影響印品的質(zhì)量。國內(nèi)外印刷理論工作者對紙張的吸墨性能進(jìn)行了大量的定性和定量的研究，其目的都是為了尋求吸墨性能對印品質(zhì)量的影響規(guī)律。

    紙張纖維與纖維之間，纖維與填料之間的間隙大小不等，這些間隙的大小服從于正態(tài)分布曲線。油墨是由顏料粒子與連結(jié)料所組成，顆粒狀顏料粒子的大小也是服從于正態(tài)分布曲線。倘若顏料粒子的均值遠(yuǎn)較紙張細(xì)小纖維間間隙大小的均值為大，則油墨轉(zhuǎn)移到紙張以后，在纖維間的毛細(xì)管作用下吸收油墨，其中部分細(xì)小纖維間隙僅吸收連結(jié)料，形成過濾現(xiàn)象。假若紙張吸墨性過高，連結(jié)料過多地被吸入紙張內(nèi)部，使墨層中油分過多地減少，顏料粒子被懸浮在紙面，結(jié)膜干燥后印品缺乏光澤，甚至有的印跡一經(jīng)摩擦，顏料會發(fā)生剝落現(xiàn)象，稱之為“粉化”。

    如果紙張過分疏松，吸油性過強(qiáng)，加之所使用的油墨粘度較低，印刷壓力過大，還會導(dǎo)致油墨滲透至紙張背面，形成從印張背面見到正面的印跡，稱之為“透印”。

    如果紙張吸墨性過強(qiáng)，而且紙張毛細(xì)管孔徑的均值較大，會使部分顏料粒子連同連結(jié)料一起滲入紙內(nèi)，影響墨層的結(jié)膜厚度，印跡不能在紙面呈現(xiàn)應(yīng)有的色彩飽和度，亦會影響印品質(zhì)量。

    紙張的吸墨能力對印跡的干燥速度影響比較大，吸墨性過小的紙張進(jìn)行印刷時，固著干燥結(jié)膜慢，容易造成背面粘臟。特別是印刷一般書刊和用新聞紙印刷，所采用的油墨是以滲透干燥為主的油墨，印刷速度快，要求紙張有較強(qiáng)的吸墨能力。

    此外紙張的吸墨性有助于增加墨膜對紙張的附著力，增加墨膜對紙張的粘合強(qiáng)度。印刷油墨附著于紙張或其它承印物的原理比較復(fù)雜，附著力大體可分為兩種：一是承印物與油墨膜之間的分子力(又稱二次結(jié)合力或范德華力)；另一種則是油墨被吸進(jìn)紙張內(nèi)部固化之后，相當(dāng)于機(jī)械的拋錨作用。因此，承印物具有一定的吸墨性有助于提高墨膜與承印物的粘合強(qiáng)度。

    掌握紙張的吸墨性能是合理制定印刷工藝。研究印刷的機(jī)理、提高印品質(zhì)量的重要方面。

    二、  紙張的緊度與空隙率

    紙張的吸墨性取決于其內(nèi)部的疏松程度，也就是紙張內(nèi)部空隙所占空間的大小。紙張的松緊程度在造紙行業(yè)通常用紙張的緊度來表達(dá)。所謂緊度是指每立方厘米的紙樣重量，以克／厘米3計。具體計算用下式：

              D = g／d×1000                   （1）

   式中：  D表示紙張緊度(克／厘米3)。

                 g表示紙的定量(克／米2)。

                 d表示紙的厚度(毫米)。

    從緊度定義知，緊度就是單位體積的重量，只不過所謂體積是紙張組分(纖維填料等)的體積與紙張內(nèi)部空隙所占空間的體積之和。

    相同定量的紙張，如果較厚則紙張較疏松，紙的緊度就較低。一般紙張按緊度大小可分為三級：緊度低于0．55克／厘米3的稱為低緊度紙，緊度為0．75~0．55克／厘米3的稱為中緊度紙，緊度大于0．75克／厘米3的稱為高緊度紙。膠印希望紙張的吸墨性不要太強(qiáng)，常用中緊度或高緊度紙。對于報紙印刷或一般書刊印刷，使用的是以滲透干燥為主的油墨，需要紙張具有較強(qiáng)的吸墨能力，因此常用低緊度紙進(jìn)行印刷。

    國家標(biāo)準(zhǔn)與輕工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)對各種印刷用紙規(guī)定了緊度要求的指標(biāo)。  

如前所述，相同定量的紙張，其緊度大者內(nèi)部空隙較小。因此緊度只具有相對比較的含義，并沒有表明紙張內(nèi)部空隙部分所占的比例。為了定量地說明紙張的多孔程度，常用紙張的空隙率表示。紙張的空隙率，亦稱有孔度，定義為紙中空隙容積部分對總體積之比，即：

W = V1／V

式中：V表示紙張試樣的體積，即試樣面積乘以試樣厚度；V1表示紙張試樣中空隙部分容積的總和，等于紙張試樣體積V與紙張試樣中所含有的纖維、填料等實體部分體積V′之差。若以密度表示，則上式可寫成：

W = V1／V = W =（V- V′）／V=1-D／D′             （2）

式中：D是試樣重量G與試樣體積V之比，即紙張的緊度，可以通過公式（1）來確定。因試樣體積中包括空隙部分的容積．因而D值不是紙張實體部分的真正密度，通常稱可見密度或表觀密度。

    D′是試樣重量G與試樣中實體部分體積V′之比，也就是紙張中纖維、填料等物質(zhì)的平均密度，稱為紙張的真正密度。由于試樣中實體部分體積不便直接測定，可以通過比重瓶間接測量。

    將已知重量的紙張試樣置于已知重量和容積的比重瓶中，抽出空氣使之處于真空狀態(tài)，然后充滿已知比重的液體，再稱總重量。由于瓶中為真空，所注液體能充滿紙張內(nèi)部空隙部分的空間。即可按公式（3）來計算紙張試樣的真正密度。

因比重瓶總重量Wt是紙重Wp，瓶重Wc和所充液體重量Wa之和，所以所充液體的重量為：

Wa = Wt – Wp - Wc

    真FL：D／T—真4／P

因此比重瓶內(nèi)液體的體積Va為：

     Va =（Wt – Wp - Wc）／ρ

其中ρ為所充液體的密度。

又因比重瓶的容積Vcc已知，于是紙張內(nèi)部空隙部分的體積V′為：

      V′=Vc-Va =Vc-（Wt – Wp - Wc）／ρ

所以紙張的真正密度為：

      D′=G／V′=G／〔Vc-（Wt – Wp - Wc）／ρ〕          （3）

下表為利用上述方法測得的紙張空隙率。

    從上表可見，所有采用水測定的各種紙張空隙率的數(shù)據(jù)，都比采用石蠟油測定的數(shù)據(jù)大，這可能是因水容易浸入纖維間隙，而非極性的分子量很大的石蠟油不易完全浸入纖維間隙之故。