銅版紙印刷適性不同指標和印刷效果的相關性試驗

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和印刷效果的相關性試驗

高 蕊

（天津造紙廠有限公司，天津，300350）

本文通過統計分析測定的國內外銅版紙數據，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與印刷光澤度、印刷密度、印刷網點清晰性等印刷效果之間的關系；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系；并采用二元回歸的方法計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系數和關系式，進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性能，應該用它們取代與印刷光澤度相關性甚差的別克平滑度和二甲苯吸收性。

印刷適性 測定方法 測定數據

印刷適性是銅版紙的主要質量指標，但又包括許多內容，如紙面光澤度、紙面平滑度（粗糙度）、油墨吸收性、不透明度、印刷表面強度等綜合性指標，若以印刷效果表示，則表現為印刷光澤度、印刷密度、印刷網點清晰性等。即便是對于同一內容，又因測定方法的不同而得到不同的測定數據，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據。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據。搞清楚這些有關數據之間的關系，特別是明確哪種方法的測定結果最能真實地反映印刷效果，是真實有效地檢測、控制銅版紙質量的基礎。為此，我們選擇國內有代表性的10個紙廠生產的銅版紙樣品及德國、日本、芬蘭、西班牙等國生產的銅版紙樣品，對它們的各項印刷適性指標進行了全面測定。通過對20份試樣的24組數據進行數理統計分析，對各項測試指標之間的關系做了初步探討。

1 測定條件、測定方法及測定數據

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測定印樣的光密度。

印刷網點清晰性印樣的印刷條件：

100 線網點墨盤，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；測定結果分5級：1級最好，5級最差。

1.2 幾種主要測定方法

印刷表面粗糙度：采用78型數顯式印刷粗糙度測定儀測定。測定原理：將測頭寬度為0.051mm的金屬環壓在試樣表面上，接觸壓力保持在20、10或5kg/cm2(可根據需要進行選擇)，根據空氣從金屬環和紙的接觸面之間泄露的量來測定紙面的粗糙度，以金屬環面與紙面之間縫隙的均立方根（μm）表示結果。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）：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的數值表示結果。數值越大，吸收性越強。

K&N油墨吸收性：在紙面上涂一層厚度0.1mm的標準K&N油墨，2分鐘后把紙面墨層擦掉，用反射光度計分別測定涂墨區和未涂墨區的反射因數并按下式計算K&N值：

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

1.3 測定數據

附表是對國產及進口共20份銅版紙正反面的適印性指標的測定結果，共得到24組數據。

2 對測定數據進行數理統計分析

對表中 24組數據通過回歸分析，得到印刷適性不同指標之間的相關關系如下:

2.1 印刷光澤度和不同指標之間的相關性比較

（1）印刷光澤度x與別克式平滑度y間：相關系數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：相關系數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：相關系數γ=-0.697 y=40.77-0.227x

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

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

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

（7）印刷光澤度x與印刷密度y間：

相關系數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性比較

（1）K&N油墨吸收值x與二甲苯吸收性y間：相關系數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：

相關系數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之間的相關性比較

相關系數γ=-0.583 y=2.41-6.46x

2.4 印刷網點清晰性與各項指標之間的相關性比較

（1）別克平滑度x與印刷網點清晰性y間：相關系數γ=-0.284 y=4.03-0.00194x

（2）印刷網點清晰性x與印刷表面粗糙度y間：相關系數γ=0.623 y=1.467+0.150x

（3）印刷網點清晰性x與印刷光澤度y間：相關系數γ=0.754 y=91.6-6.76x

從機理上分析，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算三者之間的關系。

1.印刷光澤度Y與別克平滑度X1，和IGT印刷滲透性X2之間：

全相關系數R=0.577

由于相關性很差，所以只能得到一個精度非常低的關系式：

關系式的精度：95%的計算結果誤差不超過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：全相關系數R=0.905 Y=150.2-24.42 X1-1.294 X2關系式的精度：95%的計算結果誤差不超過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：

全相關系數R=0.865 Y=168.3-19.4 X1-7.59 X2關系式的精度：95%的計算結果誤差不超過16.1。

3 對統計分析結果的討論

3.1 在平滑度（或粗糙度）方面，決定銅版紙印刷效果的關鍵指標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，但因為測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，由于測定壓力近似于實際印刷壓力，因此印刷表面粗糙度指標與印刷效果具有良好的相關性。別克平滑度測頭為面接觸（10cm2）,測定時的壓力又大大低于實際印刷壓力，因此別克平滑度指標與印刷效果的相關性很差。

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，與印刷效果相關性良好，測定結果的分辨率也較高。IGT印刷滲透性采用印刷方法進行動態測定，與印刷效果相關性也較好。二甲苯吸收性測定法則與印刷效果相關性甚差。

3.3 根據上述情況，對銅版紙平滑度指標的測定，應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果的可靠性，而且可加快測定速度。

3.4 統計分析結果表明，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油墨吸收值是當前最能代表這兩個性能的技術指標。統計結果，印刷光澤度與印刷表面粗糙度指標和K&N油墨吸收值指標的全相關系數高達0.905。

3.5 由于印刷密度與印刷光澤度具有良好的相關性，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。控制好這兩項指標，便可間接控制印刷光澤度和印刷密度。

3.6 印刷網點清晰性主要取決于紙面微觀平滑度。但從實際印刷效果看，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，才能達到最佳的印刷網點清晰性。因此在紙面吸墨均勻性尚不能定量考核的條件下，暫時還缺少一套完善的指標來間接控制印刷網點清晰性。

2012－2－18