油墨与涂层的相互作用

<正>此文介绍了涂布纸涂层的形成过程,涂料在原纸上固化时涂料和原纸的相互作用以及油墨和涂层的相互作用;阐述了油墨在纸张上的转移和渗透现象,油墨的转移和渗透是纸张和油墨相互作用中一个十分重要的现象,油墨转移到纸张上并在涂层表面固着渗透,其固着渗透情况最终影响印刷品的质量和油墨的使用;并总结了涂布纸涂层孔隙结构对油墨吸收和渗透的影响。     

用纳米原纤化纤维素做涂料可以改善合成纤维纸的印刷质量

为了确定纳米原纤化纤维素(nanofibrillated cellulose,NFC)用作涂料的潜力,该文对涂布NFC的合成纤维纸的性能进行了研究。试验中用2种水性油墨印刷方式表征印刷质量的变化,并用2种不同的方法制备了2种不同类型的NFC。试验中同时用油墨吸收速率和墨层密度评价了不同NFC涂布量样品的印刷性能。用激光共聚焦扫描显微镜和扫描电镜观察油墨中颜料粒子的渗透,并用聚焦离子束技术对样品进行化学分析。结果表明,接触角和油墨渗透速率随NFC涂布量的增加而减小;这一结果与用Lucas-Washburn方程推断的结果相反;柔性版印刷所用颜料型油墨中的颜料粒子会被NFC截留在印刷品表面,而对于染料型油墨,其组成成分会渗透穿过NFC涂层;NFC涂层可以改善喷墨印刷品的印刷质量。     

胶版纸表面油墨渗透行为的研究

胶印过程中油墨渗透对印品质量有极其重要的影响,本实验在温度20±3℃、湿度60士5%条件下,采用IGT印刷适性仪(AIC2-5型)对胶版纸表面油墨转移及渗透行为进行了研究,探讨了不同印刷压力及不同印刷速度对纸张表面油墨渗透深度的影响情况,并采用GX71倒置金相显微镜对油墨渗透深度进行了测量。研究结果表明:随着印刷压力的增大,油墨渗透深度及转移墨量均呈现先上升后下降趋势,当印刷压力为400N时,油墨渗透深度达到最大值71.67μm,转移墨量最多;随着印刷速度的提高,油墨渗透深度及转移墨量逐渐降低。同时,油墨渗透行为对油墨呈色性能有一定影响。对于本实验用纸,当油墨渗透深度在60.0～63.0μm之间变化时,油墨色强度较高,色效率高,颜色较饱满;当油墨渗透深度过大时,油墨色强度及色效率明显降低,色相误差升高,印迹墨色变浅。     

基于激光共聚焦显微镜分析的纸张喷墨打印质量研究

用激光共聚焦显微镜观察并定量测定了喷墨打印中水性颜料墨水在6种纸样中的渗透情况,检测了打印图像的质量,建立了墨水渗透与打印质量的定量关系。结果表明,墨水渗透主要受纸张表面结构的影响,渗透率从1.7%变化到5.1%,铜版纸由于表面致密造成着色颜料的堆积,墨层厚度占纸张厚度的百分比达8.8%。打印图像的实地密度与墨水渗透率呈现良好的线性相关性,相关性系数R2达0.942。实验证明,激光共聚焦显微镜可以直观地分析墨水在纸张内部的渗透情况,并能很好地预测喷墨打印质量。     

热转移印刷中油墨转移渗透理论的研究

主要研究了印刷压力、印刷时间、孔渗比等相关印刷参数与油墨渗透深度的关系。在经典油墨渗透模型的基础上,通过引入孔渗比的油墨渗透模型,克服了纸张毛细管半径不易测量的问题,为热转移印刷中油墨渗透深度的研究提供了更为有效的方法。通过分析各印刷参数与油墨渗透深度的关系,可为实际操作中提高热转移印刷质量起到一定的指导作用。     

油墨渗透深度的模型化研究

为了深入研究油墨在纸张内部的渗透状况,借助库贝卡-芒克理论,对油墨在纸张内的渗透深度进行了简化和模型化处理,并推出了基于纸张及其印区反射率的新型油墨渗透深度计算公式,涵盖了纸张厚度以及多种形式的纸张与印样的亮度(或白度)等参数。为进一步探讨该油墨渗透深度计算式的实用性,在一定印刷条件下打印出胶版纸和新闻纸样条,并利用金相显微镜测试出各纸样截面的油墨渗透深度Hpm值;再测定出W∞、W0、Wp和Wq值,并套用新型油墨渗透深度公式计算出Hpc值。通过对比发现,这些印样的油墨渗透深度测量值Hpm与计算值Hpc基本接近,且其相对误差约在±5%以内。     

胶版纸油墨渗透深度探讨

为了对油墨的渗透深度做出预测及控制,首先测试了5种胶版纸的紧度、平滑度和K＆N油墨吸收性等基本性能,然后通过印刷打样,测定出胶印品红油墨在这些纸张内部的渗透深度,分析了胶版纸和印刷工艺对油墨渗透深度的影响,并对加压渗透深度和自由渗透深度进行了对比研究。结果表明,胶版纸的紧度、平滑度均会影响油墨在其内部的渗透,油墨的渗透深度约占胶版纸厚度的1/5-1/3;品红油墨在胶版纸内的加压渗透深度要明显大于自由渗透深度。     

颜料涂布纸的涂层结构与Backtrap色斑的研究

介绍了胶版印刷中印刷油墨的转移过程及颜料涂布纸的涂层结构的形成,阐述了涂层结构与印刷油墨固着的关系及涂布纸上Backtrap色斑的形成机理,指出涂层表面的物理和化学性质不"稳定"是引起Backtrap色斑的主要原因.     

印刷油墨在可压缩纸张中渗透深度的计算方法

利用渗流方程导出了印刷过程中油墨在可压缩纸张中渗透深度与印刷压力和印刷速度的关系,给出了可压缩纸张渗孔比(油墨在纸张中的渗透率与纸张孔隙度之比)和油墨渗透深度的计算方法.用实验方法测量了纸张在印刷过程中的油墨渗透深度,并由渗透深度测量值实现了可压缩纸张渗孔比的理论计算,利用该渗孔比可在改变印刷压力和印刷速度的条件下计算油墨在纸张中的渗透深度,计算结果与测量值相吻合,表明该计算方法可行.     

基于实验数据和过滤方程的胶印油墨固着速度改进预测

在印刷工艺中,涂布纸对油墨油的吸收是非常重要的,其决定了油墨的固着速度,从而影响印刷质量及生产能力。在过去的15年里,许多科研人员研究了涂层的孔状结构对油墨固着的影响,但并没有关于油墨组分及乳化对油墨吸收及固着影响的报道。研究人员曾提出过几种不同的假设来描述油墨油的吸收过程。Donigian提出了多相理论来描述油墨油的吸收,假设涂层结构对树脂相及油墨油相的吸收速率不同;Gane等人提出,油墨的逐渐固化表明涂层吸收油墨油的过程是在没有任何明显组分分层下逐渐固化的;Xiang和Bousfield提出的滤饼理论表明,颜料粒子与累积在墨层与涂料之间的的硬树脂也具有滤饼特征。在印刷过程中加入润版液会改变油墨的黏度。Ercan指出在高和低剪切率下,黏度与印刷中油墨拉丝有一定的相关性。尤其是与稀释剂(如矿物油)的纯黏性行为相比,油墨(包括相互溶解的软树脂)的弹性增加时会导致更小的拉丝。Xiang在更早的时候已提出这种假设。Xiang后期的工作表明纯油墨与油墨乳化后形成的墨膜初始状态存在差异。Xiang和Fr(o|¨)berg研究了乳化油墨的黏性,他们发现油墨附着过程中黏性上升的初始速率似乎不受外加因素的影响。本文主要研究油墨油组分和油墨乳化现象对固着速度的影响,并将基于滤饼理论的预测与实验结果进行比较,以过滤实验和流变测试的结果拟合描述油墨固着过程方程,并探讨在不同纸张上,3种油墨(热固型油墨、乳化热固型油墨、单张纸胶印墨)固着速度的差异。     

聚氨酯吸墨涂层构成与着色性能关系研究

水性聚氨酯(PU)乳液干燥后,表面膜层连续致密,对油墨的吸收能力差,影响油墨的干燥和色彩还原。为了提高PU膜层对油墨的吸收,通过加入纳米氧化铝粉体砂磨,得到了浆料,在支持体上涂布得到了PU吸墨涂层。研究了不同纳米粉体含量对涂层透光率及色块实地密度的影响,不同软、硬段PU对图像分辨率和耐水性的影响。实验发现,涂层的透光率随着纳米粉体的增加而降低;用硬段PU得到的涂层,墨滴扩散小,图像的分辨率比软段PU的高,而且硬段涂层上油墨的实地密度较高。同时,印刷色块在硬段PU的涂层上有更好的耐水性能。     

一种胶印油墨最佳印刷参数的确定方法研究

在标准印刷条件下,对胶印油墨的最佳印刷参数进行了实验研究。首先建立了相对反差与实地密度的关系曲线,求出了最佳的实地密度和相对反差值。然后对在最佳密度下获得的初始TVI曲线进行了网点增大补偿,获得了理想的阶调复制效果。结果表明,这种确定油墨最佳印刷参数的方法是可行的。本研究对印刷企业有一定的生产指导意义,可用于研究油墨与纸张的印刷性能,优化印刷参数,提高印刷质量,并为企业实施规范化的过程管理提供基本的思路。     

紫外荧光防伪胶印油墨制备及其性能研究

作为一种由紫外光（200～400nm）照射,可发射出可见光（400～800nm）的新型特种油墨,紫外荧光防伪油墨在现代印刷工艺上的应用越来越广泛。本文采用具有红光发射的无机荧光材料BaCaBO₃F:Eu³⁺,Li⁺作为颜料,首次制备合成了该种荧光油墨样品。进一步通过相关光谱测试分析,研究了荧光油墨中颜料的添加量对荧光油墨发光性能的影响,确定了荧光油墨的最佳配比,提高了紫外荧光油墨的发光功效。此外,本文还对油墨的细度、塑性黏度、黏着性等一些印刷适性及其流变学特性进行测试,辅以流变学实验手段考察胶印墨的黏度、触变性、弹性以及温度对油墨墨性的影响,得到了有价值的参数及规律:在剪切速率恒定不变时,剪切应力随其作用时间表现为正弦曲线的变化规律;无色荧光油墨可以很好地增加印刷品的明度,扩大普通胶印油墨在相应色相范围内的呈色范围,使印刷品看上去更加鲜艳明亮。上述实验研究表明,这种新型荧光油墨在有价证券、商品包装和有效证件等印刷防伪领域具有潜在的应用价值,有望在上述领域中得到广泛应用。     

塑料薄膜基上镀纳米SiOx涂层的表征及性能研究

本文利用等离子体气相化学沉积(PECVD)的方法,在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜上制备了纳米厚度的SiOx涂层。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)和超声原子力显微镜(UAFM)对纳米厚度的SiOx薄膜进行表征。利用AFM和UAFM,可以得到SiOx薄膜的形貌和超声幅值成像。尤其是本文使用的新方法UAFM,可以表征表面和次表面缺陷。同时,本文实验研究了,镀SiOx的PET和BOPP薄膜的拉伸性能、接触角和阻隔性。结果表明,SiOx涂层提高了塑料薄膜的阻隔性、拉伸性能。     

喷墨印刷系统中墨滴渗透扩散模型的研究

本文在深入研究纸张涂层结构的基础上,根据多相流离散相的流体动力学方程研究和分析喷墨成像系统中墨滴喷射飞行的物理现象,进而准确计算和预测墨滴与承印物接触前的能量分布;然后从墨滴成像过程中能量转换的角度,结合其流体动力学条件,研究了墨滴与纸张涂层表面碰撞、渗透、扩散和铺展的作用机理并提出其数学模型。该数学模型包含了喷墨墨滴成像的所有动力学特征及纸张涂层的物理特征,通过对该模型的研究与求解,可以得到墨滴扩散铺展的最大直径,即喷墨网点的大小。其次通过实验研究得出墨滴的黏性损耗功及渗透所消耗的能量,进而根据纸张涂层特性求解了墨滴的平均渗透深度。     

喷墨印刷中纸张特性对印品阶调层次影响研究

本文探讨了喷墨印刷中纸张特性对印品阶调层次的影响,并对不同纸张特性的影响效果进行评价。实验采用Epson stylus Pro 7800和Epson Stylus c88+两种喷墨打印机对HP、Epson等品牌的五种喷墨打印纸进行研究。研究发现承印材料的性质与印品的阶调变化明显相关。孔隙率及粗糙度高的纸张,其印品图像的亮调区域由于网点细小而无法在纸张上完整再现,网点密度为0,图像的亮调层次丢失,如EPSON C88+在2#、3#纸样上输出的1%-C和2%-C所示,其密度为0;纸张越粗糙,其吸墨量越高于表面光滑的纸张,由此导致图像的暗调部分合并过早,暗调层次丢失,如4#纸样印样所示。同时,纸张特性也是影响相对反差K值的主要因素之一。纸张的光泽度、粗糙度、孔隙率等均对印品的相对反差有一定的影响。     

基于图像块处理方法的胶印油墨用量估算模型

在胶印中,油墨用量在材料准备和质量控制等方面都具有重要的作用。目前,胶印油墨用量估算主要采用目测方法,根据图像的层次和分色等因素估计各分色版的油墨用量,估算结果与实际用量往往也会有较大出入。在研究中,以印前制作完成,准备用于制版图像的分色通道灰度图像为研究对象,利用图像块处理理论,结合网点加网线数等参数估算油墨用量,进而参考印刷相关工艺参数,计算某批次胶印产品的油墨用量。实验结果表明,该方法估算的油墨用量比较接近印刷车间的实际油墨用量,达到了较高的精度,取得了较好的效果。     

液体电子油墨流变性能的研究

随着时代的发展和进步,数字印刷技术已成为当前主流发展的一种印刷技术。数字印刷的工艺与传统印刷不同,因此数字印刷对于相关印刷材料的适性要求也不同,特别是目前数字印刷的质量还无法与胶印相媲美。为了追求良好的印刷质量与更高的印刷速度,数字印刷材料特别是油墨的研究显得非常重要。液体电子油墨是一种带电的液体油墨,是HP Indigo区别于别家数字印刷机的技术核心。该种油墨具有颗粒小、色彩再现性好、物理性能稳定、承印材料广等特点,并且该种油墨是唯一一家被Pantone认可的数字印刷颜色,可再现95%的Pantone色。本实验目的是以不同比例的电子油墨原墨与图像油相混合,进行流变曲线测试,进而得到不同比例的图像油对油墨的黏度、表面张力的影响,探讨图像油在数字印刷过程中的作用。分别采用油墨与图像油1:1,2:1,3;1,1:2,1:3的混合比例,测试其稳态流动性和动态流动性。实验结果表明,随着图像油与油墨共混比例发生变化,油墨与图像油的混合物黏度发生变化。     

喷墨纸表面特性对网点增大影响的研究

本文选取了四种表面特性不同的喷墨纸,通过喷墨打样实验,研究了纸张表面特性对网点增大的影响,探讨了纸张表面特性影响网点增大的规律。实验中,首先测试了样张的吸收性、粗糙度、光泽度和白度几种表面特性;然后,在同样的印刷条件下,对这些样张喷墨印刷了同样的GATF标准梯尺;最后,用SpectroEye分光密度仪测试了印刷后的网点增大情况。经过实验数据的处理和分析,得出了不同喷墨纸的网点增大曲线图,总结了喷墨纸表面特性对网点增大影响的规律。研究结果表明:不同纸张的网点增大情况不一样,3#纸张的综合评价效果最好;同一纸张的不同颜色网点增大也不相同,青色网点增大最严重,黄色网点增大最轻微;不同颜色网点的网点最大扩大值出现的阶调位置也不尽相同,青色出现在65%网点面积率附近。论文的研究对于喷墨用纸的选择、研发和提高喷墨印刷质量都具有一定的理论参考和实际指导意义。