印刷纸张表面强度的测定

印刷纸张表面强度的测定

拉毛是指在打印过程中，当添加纸张或纸板表面的外部张力大于纸张或纸板的内聚力时，可以在纸张或纸板表面造成可见的折射现象。加于纸面的外部张力即油墨的分离力，纸张的内聚力也就是决定纸张表面结合强度的纸面粒子之间的结合力，对于非涂料纸来说就是纤维之间的结合力，对于涂料纸来说就是涂层与原纸层的结合力以及涂层内部的结合力。拉毛不仅影响印刷品的质量，而且给印刷生产带来麻烦，对于凸印来说会堵塞印版，污染油墨；对于胶印来说就是印刷工人必须经常停机清洗版面和橡皮布滚筒。因此，印刷纸张表面强度进行测定是十分重要的。影响纸张拉毛的因素很多，最主要的是印刷速度和油墨粘度。一、表面强度测试1.纸张的表面强度检查采用20根胶粘力不同的蜡棒，按胶粘能力从小到大编号。测量时将蜡棒的一端加热，熔化后垂直加于纸张表面，使棒头的直径扩散成约2cm,15分钟后拔起，检查纸面，用能将纸面破坏起毛的蜡棒号数来表示纸张表面强度，蜡棒的号数越大表示纸张的表面强度越高。这种方法比较简单，并且能快速准确地区分不同表面强度的纸张。但由于所用的蜡与印刷油墨在结构上的差异，对纸张的亲合力、附着力与油墨的性能相差较远，同时又是静态测量，不能反映出纸张表面在印刷过程中被剥离的力学特性，因而只有相对比较的意义，这就是它的局限性，因此本文不做详细介绍。2.印刷适性仪检测纸张表面强度(1）测试原理该测试是采用匀加速印刷法，是基于流体在平面之间分离时的分离力与分离速度成正比的理论，即分离速度越快，分离力越大。对于一定的印刷油墨，当油墨的分离力大于纸张的拉毛阻力时，纸面便发生拉毛现象。因此发生拉毛时印刷速度便间接表示了纸张拉毛阻力的大小。该印刷速度称之为临界拉毛速度或拉毛速度。用匀加速印刷的方法测得的临界拉毛速度表示纸张的表面强度，这是目前比较科学的方法。IGT系列印刷适性仪就是利用这一原理进行拉毛实验的，而且利用IGT印刷适性仪测量纸张表面强度的方法已被采纳为国际标准方法和我国国家标准方法。(2）具体操作方法采用一种标准的拉毛油或印刷油墨，在一定的压力和适当的加速下，通过印刷适性仪进行纸张表面强度的测定。在印刷样条上可以判断出纸面连续产生填料点、涂料点、起毛点以及纸面被破坏造成的起泡、撕裂、撕断时的拉毛起始点。根据印刷起始点的距离，可以从拉毛速度表（表1）上读出拉毛开始时的速度。用这个速度表明纸或纸板的印刷表面强度，单位为cm/s、m/s。(3）测试步骤(1)调整主机：把扇形盘中心位置的滑块调到加速位，调节印刷压力到35±1kg，印刷速度根据纸张表面强度的情况在许可的范围内进行调节。(2)匀墨：在匀墨器上注入1cm3的墨量，匀墨90秒后，即可开始测试（用1cm宽的铝印盘）。每试验10条后一定要再补充0.16cm3的墨量，再一次地匀墨。直到印完50条样条后要清洗干净，重新上墨。(3)印刷：把匀好墨的1cm宽的铝印盘插入印刷适性仪主机的第一个印刷轴上，进行印刷，完成后把样条取下来检测。(4)确定拉毛起始点：把样条放在专用的观察灯下观察起毛点。开始连续起毛的点为起毛点，划下起毛点的位置。在拉毛速度表（表1）上即可查出此点的拉毛速度。查表时，取样条起始点印迹较深的那一块墨迹的中点为印刷起始点，把此点对准表中的零点位，在表的纵向位置找到印刷时所采用的速度，在此速度横向一栏内即可查到拉毛速度。(5)清洗：每做完一条测试后都要把铝印盘清洗干净，等清洗剂完全挥发后再做下一个样条的测试。3.铝印盘印刷速度的测定(1）测试方法用一个带有宽17mm，深15μm凹槽的铝印盘和一个带有刮墨装置的重锤，可以得到一个很均匀又很精确的墨膜厚度。利用这个装置测定纸张表面强度可以减少油墨的浪费。(2）威氏棒威氏棒包括一个宽17mm，深15μm凹槽的铝印盘，一个带有刮墨装置的重锤，一副匀墨摇把及支架。结构如图1所示。(3）测试步骤(1)调整主机：把扇形盘中间的滑块拨到加速位，夹上纸包衬，印刷压力调到700N。根据纸张表面强度的大小调整印刷速度。(2)安装威氏棒：把主机面板上的塑料帽拿掉，把威氏棒的支架插入第二个孔内，把销子插入第三个孔内,并拧紧主机侧面的螺丝。(3)匀墨：把有凹槽的铝印盘插入第一个印刷轴上；把重锤插入支架的销子内，使匀墨棒和铝印盘紧密地、完全地接触上；把墨加在铝印圆盘上，把匀墨棒插入铝印圆盘上的任何一个孔中，开始逆时针方向匀速地转动铝印圆盘10圈以上，墨即匀好。(4)印刷：在已匀好墨的铝印圆盘上有一条很深的墨迹，把这条墨迹最深的墨迹放到印刷的起始点。开机、合压、启动完成一次印刷。(5)确定拉毛速度：把印好的印样拿到观察灯下观察，标出拉毛起始点或撕裂起点，根据拉毛速度表（表1）查出拉毛速度。(6)二次印刷：首先要离压，然后清洗铝印盘重锤及匀墨棒。等清洗剂完全挥发后，再进行第二次测试。这种附件可以用于测试挥发性的热固油墨及高粘度拉毛油。二、印刷速度对拉毛油或油墨性能的影响对于同种纸张，采用的拉毛油（或油墨）的粘度不同时，当选用的印刷速度不同或印刷压力、墨膜厚度不同时，所得到的临界拉毛速度是不同的。其中影响最大的是拉毛油（或油墨）的粘度和粘着性及加速度。下面分别进行分析。1.仅靠临界拉毛速度对于相同的纸张，在相同的印刷压力和印刷条件下，在实验中当采用不同的拉毛油（或油墨）粘度不同时，所得到的纸张的临界拉毛速度是不同的。这就不便于不同纸张之间的相互比较，也难以与实际印刷联系起来，因为仅靠临界拉毛速度不能确定在实际纸张油墨和印刷条件下，不发生拉毛的条件。例如当我们采用低粘度拉毛油（21Pa.s）和中粘度拉毛油（72Pa.s）对纸张进行测试时，其临界拉毛速度是不同的，如表2。从表2中可看出,对于一定纸张,两种拉毛油的VVP值是基本相等的,但它们的临界拉毛速度相差就很大。2.印刷速度对纸质力学性能的影响我们用铜版纸和胶版纸为例来进行表面强度的测试，并研究纸张表面强度与油墨粘着性的关系。两种纸都采用拉毛油来测试，拉毛油分低、中、高粘度三档，分别在不同的温度和粘度下测试，如表3所示。(1）在同一粘度下（中粘度拉毛油），不同的印刷速度，对纸张表面强度的影响：(1)印刷速度与胶版纸拉毛速度测试的数据如表4所示。从表4中可以看出同一种胶版纸，在印刷速度不相同时对纸张表面的影响也是不一样的。速度越大对纸面的影响也越大的。(2)印刷速度与铜版纸拉毛速度测试的数据如表5所示。从表5中可以看出同一种铜版纸，在印刷速度不相同时对纸张表面的影响也是不一样的。速度越大对纸面的影响也是越大的。对于纸张的印刷适印性能,使用者应有一个全面的了解,尤其是通过实际印刷或模拟印刷的方式,来全面的评价纸张的适印性。适印性能中最重要的性能之一是纸张的表面强度。纸张表面强度是指纸张表面纤维、胶料、填料间或表面涂料粒子间及涂层与纸基之间的结合强度,它表示纸张在印刷过程中抗分裂的能力。当纸面与着墨的印版或橡皮布分离,油墨的分离力大于纸面粒子的结合力时,纸面便产生肉眼可见的破裂现象。破裂的纸面出现不连续的或连续的未着墨区域的现象称之为拉毛,故表面强度又称为拉毛阻力。从以上测试的数据可以看出,有的纸张在低速下对纸张表面产生不了破坏作用,而在高速下就会使纸面产生拉毛。说明印刷速度对纸面的影响是很大的。(2)在同一印刷速度下(3m/s),油墨的粘度愈大对纸张表面的影响就愈大。(1)在胶版纸上的测试的拉毛速度(m/s)如表6所示。(2)在铜版纸上的测试的拉毛速度(m/s)如表7所示。以上的测试说明在相同的印刷速度下,油墨的粘度愈大,