銅版紙印刷適性不同指標(biāo)和印刷效果的相關(guān)性試驗(yàn)

高 蕊

（天津造紙廠有限公司，天津，300350）

銅版紙印刷適性不同指標(biāo)和印刷效果的相關(guān)性試驗(yàn)

高 蕊

（天津造紙廠有限公司，天津，300350）

本文通過統(tǒng)計(jì)分析測定的國內(nèi)外銅版紙數(shù)據(jù)，找出紙面光澤度、別克平滑度、印刷表面粗糙度、K&N油墨吸收性、IGT印刷滲透性、二甲苯吸收性等印刷適性指標(biāo)與印刷光澤度、印刷密度、印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性等印刷效果之間的關(guān)系；找出按不同方法測定的紙面平滑度值之間及不同方法測定的油墨吸收性值之間的關(guān)系；并采用二元回歸的方法計(jì)算出銅版紙的印刷光澤度與別克平滑度和IGT印刷滲透性之間、印刷光澤度與印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收性之間、印刷光澤度與印刷表面粗糙度和IGT印刷滲透性之間的全相關(guān)系數(shù)和關(guān)系式，進(jìn)一步證明印刷光澤度主要取決于紙面微觀平滑度和油墨吸收性的論斷。印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收性（或IGT印刷滲透性）能確切地表示這兩項(xiàng)性能，應(yīng)該用它們?nèi)〈c印刷光澤度相關(guān)性甚差的別克平滑度和二甲苯吸收性。

印刷適性 測定方法 測定數(shù)據(jù)

印刷適性是銅版紙的主要質(zhì)量指標(biāo)，但又包括許多內(nèi)容，如紙面光澤度、紙面平滑度（粗糙度）、油墨吸收性、不透明度、印刷表面強(qiáng)度等綜合性指標(biāo)，若以印刷效果表示，則表現(xiàn)為印刷光澤度、印刷密度、印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性等。即便是對(duì)于同一內(nèi)容，又因測定方法的不同而得到不同的測定數(shù)據(jù)，如紙面平滑度，能測到別克平滑度、印刷表面粗糙度、本特生粗糙度等不同數(shù)據(jù)。油墨吸收性也能測到K&N油墨吸收性值、IGT印刷滲透性（油滲性）、二甲苯吸收性等不同數(shù)據(jù)。搞清楚這些有關(guān)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，特別是明確哪種方法的測定結(jié)果最能真實(shí)地反映印刷效果，是真實(shí)有效地檢測、控制銅版紙質(zhì)量的基礎(chǔ)。為此，我們選擇國內(nèi)有代表性的10個(gè)紙廠生產(chǎn)的銅版紙樣品及德國、日本、芬蘭、西班牙等國生產(chǎn)的銅版紙樣品，對(duì)它們的各項(xiàng)印刷適性指標(biāo)進(jìn)行了全面測定。通過對(duì)20份試樣的24組數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各項(xiàng)測試指標(biāo)之間的關(guān)系做了初步探討。

1 測定條件、測定方法及測定數(shù)據(jù)

1.1 測定條件

采用AIC2-5型IGT印刷適性儀

印刷光澤度試樣的印刷條件：

包膠墨盤，印刷壓力為125N/cm,印刷速度為0.2m/s（恒速）；天津油墨廠亮光樹脂油墨，墨膜厚度為4.8μ；采用KGZ-1型光澤度計(jì)75°角測定印樣光澤度。

印刷密度印樣的印刷條件：

采用IGT黑色膠印油墨，其它條件同印刷光澤度。采用廣州金星儀器廠光密度計(jì)測定印樣的光密度。

印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性印樣的印刷條件：

100 線網(wǎng)點(diǎn)墨盤，加紙墊，印刷壓力為200N/cm；印刷速度為0.2 m/s（恒速）；IGT黑色膠印油墨，墨膜厚度為2.4μ；測定結(jié)果分5級(jí)：1級(jí)最好，5級(jí)最差。

1.2 幾種主要測定方法

印刷表面粗糙度：采用78型數(shù)顯式印刷粗糙度測定儀測定。測定原理：將測頭寬度為0.051mm的金屬環(huán)壓在試樣表面上，接觸壓力保持在20、10或5kg/cm2(可根據(jù)需要進(jìn)行選擇)，根據(jù)空氣從金屬環(huán)和紙的接觸面之間泄露的量來測定紙面的粗糙度，以金屬環(huán)面與紙面之間縫隙的均立方根（μm）表示結(jié)果。本次測定壓力為10 kg/cm2采用硬襯墊。

IGT印刷滲透性（亦稱油滲性或上光指數(shù)）：采用IGT印刷適性儀測定。先在印刷墨盤上滴一滴（0.006 cm3）蘇丹紅著色的酞酸二丁酯，再以200 N/cm的壓力，以最大1.25 m/s的加速度印刷紙頁。在紙面形成橢圓形的印痕，以印痕長度（mm）除1000的數(shù)值表示結(jié)果。數(shù)值越大，吸收性越強(qiáng)。

K&N油墨吸收性：在紙面上涂一層厚度0.1mm的標(biāo)準(zhǔn)K&N油墨，2分鐘后把紙面墨層擦掉，用反射光度計(jì)分別測定涂墨區(qū)和未涂墨區(qū)的反射因數(shù)并按下式計(jì)算K&N值：

K&N油墨吸收值=（涂墨前試片表面綠光反射因數(shù)-涂墨后試片表面綠光反射因數(shù)）/涂墨前試片表面綠光反射因數(shù)×100+油墨修正系數(shù)，數(shù)值越大，油墨吸收性越強(qiáng)。

1.3 測定數(shù)據(jù)

附表是對(duì)國產(chǎn)及進(jìn)口共20份銅版紙正反面的適印性指標(biāo)的測定結(jié)果，共得到24組數(shù)據(jù)。

2 對(duì)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)表中 24組數(shù)據(jù)通過回歸分析，得到印刷適性不同指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系如下:

2.1 印刷光澤度和不同指標(biāo)之間的相關(guān)性比較

（1）印刷光澤度x與別克式平滑度y間：相關(guān)系數(shù)γ=0.495 y=-178.6+12.6x

（2）印刷光澤度x與印刷表面粗糙度y間：相關(guān)系數(shù)γ=-0.831 y=-3.50-0.00221x

（3）印刷光澤度x與K&N油墨吸收值y間：相關(guān)系數(shù)γ=-0.697 y=40.77-0.227x

（4）印刷光澤度x與二甲苯吸收性y間：相關(guān)系數(shù)γ=0.332 y=11.91+1.52x

（5）印刷光澤度x與IGT印刷滲透性y間：相關(guān)系數(shù)γ=-0.786 y=10.92-0.0431x

（6）印刷光澤度x與紙面光澤度y間：相關(guān)系數(shù)γ=0.718 y=9.491+0.653x

（7）印刷光澤度x與印刷密度y間：

相關(guān)系數(shù)γ=0.967 y=0.544+0.0106x

2.2 不同方法測定的油墨吸收性之間的相關(guān)性比較

（1）K&N油墨吸收值x與二甲苯吸收性y間：相關(guān)系數(shù)γ=-0.529 y=302-7.39x

（2）K&N油墨吸收值x與IGT印刷滲透性 y間：

相關(guān)系數(shù)γ=0.839 y=4.41+0.140x

2.3 別克平滑度x與印刷表面粗糙度y之間的相關(guān)性比較

相關(guān)系數(shù)γ=-0.583 y=2.41-6.46x

2.4 印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性與各項(xiàng)指標(biāo)之間的相關(guān)性比較

（1）別克平滑度x與印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性y間：相關(guān)系數(shù)γ=-0.284 y=4.03-0.00194x

（2）印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性x與印刷表面粗糙度y間：相關(guān)系數(shù)γ=0.623 y=1.467+0.150x

（3）印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性x與印刷光澤度y間：相關(guān)系數(shù)γ=0.754 y=91.6-6.76x

從機(jī)理上分析，印刷光澤度主要取決于紙面平滑度（粗糙度）和油墨吸收性兩因素，因此采用二元回歸的方法計(jì)算三者之間的關(guān)系。

1.印刷光澤度Y與別克平滑度X1，和IGT印刷滲透性X2之間：

全相關(guān)系數(shù)R=0.577

由于相關(guān)性很差，所以只能得到一個(gè)精度非常低的關(guān)系式：

關(guān)系式的精度：95%的計(jì)算結(jié)果誤差不超過26.4。

2.印刷光澤度Y與印刷表面粗糙度X1和K&N油墨吸收值X2之間：全相關(guān)系數(shù)R=0.905 Y=150.2-24.42 X1-1.294 X2關(guān)系式的精度：95%的計(jì)算結(jié)果誤差不超過13.3。

3.印刷光澤度Y與印刷表面粗糙度X1和IGT印刷滲透性X2之間：

全相關(guān)系數(shù)R=0.865 Y=168.3-19.4 X1-7.59 X2關(guān)系式的精度：95%的計(jì)算結(jié)果誤差不超過16.1。

3 對(duì)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的討論

3.1 在平滑度（或粗糙度）方面，決定銅版紙印刷效果的關(guān)鍵指標(biāo)是紙面的微觀平滑度。雖然印刷表面粗糙度與別克平滑度均采用氣體泄漏法，但因?yàn)闇y頭與紙面近似線接觸（僅寬0.051mm），故能在很大程度上反映紙面的微觀平滑度。同時(shí)，由于測定壓力近似于實(shí)際印刷壓力，因此印刷表面粗糙度指標(biāo)與印刷效果具有良好的相關(guān)性。別克平滑度測頭為面接觸（10cm2）,測定時(shí)的壓力又大大低于實(shí)際印刷壓力，因此別克平滑度指標(biāo)與印刷效果的相關(guān)性很差。

3.2 在油墨吸收性方面，K&N油墨吸收值直接采用油墨測定，與印刷效果相關(guān)性良好，測定結(jié)果的分辨率也較高。IGT印刷滲透性采用印刷方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)測定，與印刷效果相關(guān)性也較好。二甲苯吸收性測定法則與印刷效果相關(guān)性甚差。

3.3 根據(jù)上述情況，對(duì)銅版紙平滑度指標(biāo)的測定，應(yīng)逐漸推廣印刷表面粗糙度測定法，以最終取代別克平滑度測定法。這樣不僅可提高測定結(jié)果的可靠性，而且可加快測定速度。

3.4 統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，決定銅版紙印刷光澤度的主要因素是紙面的微觀平滑度和油墨吸收性，而印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收值是當(dāng)前最能代表這兩個(gè)性能的技術(shù)指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果，印刷光澤度與印刷表面粗糙度指標(biāo)和K&N油墨吸收值指標(biāo)的全相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.905。

3.5 由于印刷密度與印刷光澤度具有良好的相關(guān)性，因而紙的微觀平滑度和 油墨吸收性也是影響印刷密度的主要因素。控制好這兩項(xiàng)指標(biāo)，便可間接控制印刷光澤度和印刷密度。

3.6 印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性主要取決于紙面微觀平滑度。但從實(shí)際印刷效果看，還受紙面油墨吸收性是否均勻一致的影響。只有紙面微觀平滑度高且吸墨性又均勻一致，才能達(dá)到最佳的印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性。因此在紙面吸墨均勻性尚不能定量考核的條件下，暫時(shí)還缺少一套完善的指標(biāo)來間接控制印刷網(wǎng)點(diǎn)清晰性。

2012－2－18