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数码印刷技术的发展,对纸张性能及印刷适性也提出了更求

2016-12-06 09:05:36编辑:沐彤包装

近几年来,数码印刷发展迅猛,尤其是在短版印刷中占有绝对优势。数码印刷的承印物范围很广,纸张是其主要的承印材料。我们将数码印刷中使用的纸张称为数码纸张(或数字纸张),它对于数码印刷品的质量和数码印刷的应用起着非常重要的作用。数码印刷技术的发展,对纸张的性能及印刷适性也提出了更高的要求。

数码印刷对数码纸张的要求

数码印刷方式不同于传统印刷,对于纸张的要求有所不同,除了定量、厚度、挺度、平滑度、白度、光泽度、吸收性等方面性能的基本要求之外,还有一些特殊要求。目前,数码印刷主要通过基于墨粉的静电印刷和基于墨水的喷墨印刷两种主流技术实现,下面主要讨论静电和喷墨两种不同成像机理的数码印刷对于纸张的要求。

数码印刷对数码纸张的要求

1.静电成像数码印刷对数码纸张的要求

静电成像数码印刷是应用最广泛的数码印刷技术。目前,静电成像数码印刷技术按照显影方式可以划分为两类:固体墨粉显影和液体油墨显影,不同的显影工艺对数码纸张的要求不尽相同。

(1)物理性能

纸张的物理性能主要包括定量、厚度、紧度、平滑度、吸墨性、导电性等。

定量及厚度:纸张厚度与定量有关,通常数码纸张定量范围为80~220g/m2。低定量纸张一般挺度低,容易起皱或卷曲,在印刷过程中增加了设备的卡纸率;高定量纸张一般拥有较大的重量和较高的挺度,但降低了纸张的可弯曲性能,使纸张不利于在感光鼓、反转器等其他传输装置部分上弯曲。此外,纸张厚度的不均匀性可能导致墨色不匀、实地区域出现斑点等质量问题,因此要求数码纸张厚度一致。

紧度:数码纸张紧度不宜过大,否则纸张不但容易脆裂,而且纸张的不透明度和对油墨的吸收性将明显下降;但是也要具有一定的紧度,这样纸张才能具有所需的抗张强度等机械性能。

平滑度:纸张平滑度是获得高分辨率印刷图像的关键因素。静电成像数码印刷机通过压力把墨粉转移到纸张上,纸张的平滑度对墨粉转移会产生一定的影响。平整而光滑的纸张表面可以使墨粉转移更有效和精确,从而表现出精细的网点变化,相对印刷质量较高;而在相对粗糙不平的纸张表面上,精细网点会产生丢失现象,从而降低印刷质量。

吸墨性:纸张的吸墨性是指纸张对油墨的吸收能力或者说是油墨对纸张的渗透能力。在数码印刷中,要求纸张具有较好的吸墨性,纸张吸墨过快,会引起印迹无光泽、粉化、透印、墨色密度降低、油墨色相改变等不利状况;吸墨过慢,油墨固着速度降低,易造成纸张粘脏及粘连。

导电性:纸张的导电性能对数码印刷过程中的静电控制、放电以及墨粉转移等都会产生重要影响,这就要求纸张具有较好的导电性。纸张的电荷必须平衡,以防止潮湿环境下的质量问题(斑点和条纹)和干燥环境下的静电故障。导电性过高的纸张可能导致纸张缺损和其他成像缺陷;导电性差的纸张可能造成纸张上的静电聚集,从而导致送纸不良、卡纸及接收盘堆纸等问题。

含水量:静电成像过程中,墨粉固着需120~150℃,纸张会失去部分水分,相对湿度会从50%降至15%~20%,导致纸张变脆、起荷叶边,折页时容易折断或撕裂。如果是双面印刷,就会重复两次,对纸张的损伤会更大。这就要求纸张具有一定的含水量和耐热性能,以使纸张在温度和湿度变化时保持平面和立体上的稳定性,以及较低的卷曲和翘起的倾向。含水量过高会导致过度卷曲、卡纸等问题;而含水量过低则会引起静电问题,导致卡纸、送纸不良,甚至机器无法正常启动等。

另外,要求纸张具备一定的稳定性,以避免塞纸,影响印刷质量。

(2)机械性能

纸张的机械性能主要包括抗张强度、撕裂度、耐折度等。

在数码印刷中,如果纸张容易拉断、折断、撕裂等,将很大程度制约着印刷效率和印刷质量。这与纸张的流变性质,如黏弹变形、蠕动变形和应力松弛密切相关,通常通过抗张强度、耐折度、撕裂度等判断。

纸张的抗张强度对于书刊印刷,尤其是对于印速较高的数码印刷机的印刷质量十分重要,这就要求纸张的抗张强度需进一步提高,若纸张强度低,掉粉、掉毛现象严重,则印品的光泽度低。数码纸张还需要具有较高的边撕裂度和内撕裂度。此外,对于热固干燥方式来说,纸张的耐折度也很重要。

(3)化学性质和光学特性

纸张的化学性质主要指其酸碱性等。纸张的酸碱性指浸泡过纸张的水溶液的pH值。纸张最好呈中性,因为当油墨印刷在一些偏酸或偏碱性的纸张上,经过一段时间油墨的颜色就会消退,使印刷品失去原来的光泽和色彩。

纸张的光学特性包括白度、光泽度、不透明度等,这些性质对最终数码印刷品质量也会产生一定影响。

此外,纸毛的堆积会使印刷成品的图像上出现白点,粘污印刷设备部件,严重时进入设备内部造成硒鼓划伤。因此,要求纸张在印刷过程中不掉粉、掉毛。

2.喷墨印刷对数码纸张的要求

喷墨印刷主要采用水性油墨或溶剂含量在50%~90%的溶剂型油墨,要求纸张具有非常好的成像清晰度,纸张表面的涂层结构对油墨有相应的吸收能力和快速干燥性能。喷墨油墨的液体特性对纸张的表面吸收性及吸收容量提出了更高的要求,当喷墨油墨喷洒到纸张上时,要求纸张能使油墨色彩紧密固着在纸张表面,能够限制和控制墨滴的扩散,控制纸张对油墨的吸收量和吸收速度,或吸收油墨中的溶剂直到溶剂挥发,并最终形成反射率高的印刷墨膜。

 

由于喷墨油墨液体成分含量很高,因而其所用纸张必须能抵抗因液体成分多而引起的纸张卷曲、翘起以及产生平面和立体变形的可能,保持尺寸稳定。为了使喷墨印刷能够精确顺利地进行,纸张表面的摩擦系数和静电值必须控制在适宜范围内。

数码纸张制造特点

在数码印刷中,数码纸张的印刷适性直接关系着数码印刷品质量的好坏。因此,数码纸张应按照数码印刷对于纸张的要求进行生产、加工,以提高其数码印刷的适应性。

数码纸张制造特点

为满足数码印刷的要求,数码纸张几乎都是用漂白硫酸盐法生产的高白度化学木浆制造的,具有均匀的蓝白色。生产数码纸张一般采用漂白针叶树硫酸盐法生产的木浆与漂白阔叶树硫酸盐法生产的木浆相互搭配,采用计量施胶压榨进行微涂布,并可进行双面打印。制成的纸张具有良好的强度、不透明度、松厚度、挺度和白度,且组织均匀,纸面平滑、洁净,没有纤维束、斑点和尘埃,不掉毛、掉粉,有良好的光学性能和印刷性能。在制造过程中,一般还要添加一定的填料,如沉淀碳酸钙等。

数码纸张都采用中性造纸和中性施胶,并应用各种化学助剂,如助留剂、增强剂及润滑剂等。

助留剂是数码纸张生产中的一种常用助剂。使用助留剂,往往会影响纸张的匀度,在广泛使用时,要注意这个问题。如用再造纤维纸浆造纸,为了补偿纤维强度不足,可使用淀粉或合成树脂增强剂,以提高纸张强度。

数码纸张多为小规格纸张,对纸面的纤维结合强度、清洁度和两面差别性的要求较高。为防止纸面掉毛、掉粉,夹带毛边、碎片、纸屑,要求裁纸刀片必须锋口锐利。为了提高纸面纤维结合力,可用预计量施胶压榨进行表面处理。造纸机应采用先进的顶网成型器,尽量减少纸张两面的差别性。另外,还应采用软压光工艺,以得到良好的平滑度。

为了使涂布数码纸张呈蓝白色,在涂布过程中需要添加荧光增白剂(或叫光学亮度剂)。由于二氧化钛干扰荧光增白效果,一般不用二氧化钛颜料。纸张颜色参与印刷品的色彩再现,在很大程度上会改变印刷品的外观质量,因此纸张的颜色差别就应在一定的容差范围之内。

同时,为适应每种特殊的喷墨印刷技术及油墨,喷墨数码纸张的表面性能、微孔结构、化学组成及纸张的机械伸缩性等特性必须得到全面优化以适应每种特殊的喷墨印刷技术及油墨。

开发数码纸张新产品

在静电成像中,由于受墨粉固着加热的影响,纸张中的一些关键组分从涂料中脱离,会瓦解纸张表面,给印刷图文的完整性带来问题。针对这种现象,纸张生产企业研制出一种特殊的涂布工艺,经过这种涂布工艺生产出来的纸张有抗热性。在涂料中使用了具有较好的热稳定性、抗起泡性,可提高纸张挺度的聚乙烯醋酸酯黏合剂,这种黏合剂成本低,黏着力强,也可选用丙烯酸或苯乙烯-苯烯酸或聚乙烯醋酸酯-丙烯酸共聚物来提高纸张的热稳定性和抗起泡性。使用新型黏合剂生产的涂布纸光泽度比传统涂布纸的光泽度略低。

在开发新型喷墨打印用涂布纸中,用计量施胶压榨代替气刀或辊式涂布机进行纸张微涂,使用新涂布颜料,如三羟基铝颜料、新型煅烧高岭土颜料或新型沉淀碳酸钙颜料代替传统的二氧化硅;黏合剂除了聚乙烯醇外,还可用淀粉,但淀粉必须是淀粉衍生物或利用甲醛、乙二醛(树脂)、氨基塑料树脂或金属盐等不溶性物质进行改性的淀粉。

目前,很多大型造纸企业看到了数码印刷的广阔前景,开始进行数码纸张的研发和生产,采用先进的技术、工艺和设备生产数码纸张,以满足迅猛发展的数码印刷需求。

开发数码纸张新产品

美国SMARTPapers(思玛特纸业)公司生产的KromekoteLaserHighGloss纸张是专门为彩色激光印刷设计的超平滑纸张,特别设计的涂布面有着更好的着墨效果,光面和磨面均适用于HPIndigo系列数码印刷机;KromekoteIN-fusion纸张有着完美的光面,并且在HP设备上印刷效果较好;超滑磨面的Pegasus纸张是高端产品,能很好地适用于HP彩色印刷和激光设备。

施乐公司推出一种适用于施乐数码印刷设备iGen3的数码纸张——XeroxPremiumDigital无碳数码印刷用纸。其可同时适用于生产环境和办公环境,既可以进行黑白印刷,也可以进行彩色印刷。

美国xpedx公司推出了VectorPerformanceDI新型高亮度数码纸张。该纸张是一种新型涂布印刷纸,专为数字印刷设备进行高品质特别印刷作业而设计。该产品是对Vector自有涂布及非涂布纸品牌系列的外延,适用于商业印刷及其他高速印刷设备,已经过广泛的数字印刷设备及定量色彩复印机的测试。

Mohawk公司推出封面纸张,MohawkVia及Strathmore数码纸张。

数码印刷与数码纸张互相促进,相得益彰。新的数码印刷技术对数码纸张的性能会提出新的要求,必须不断改进数码纸张的生产、加工工艺,改善数码纸张的各种性能,提高其印刷适性,以更好地适应数码印刷技术,满足不断增长的社会和商业需求,促进数码印刷行业的迅猛发展。

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