铜版纸印刷适性不同指标和印刷效果的相关性试验

高 蕊

（天津造纸厂有限公司，天津，300350）

铜版纸印刷适性不同指标和印刷效果的相关性试验

高 蕊

（天津造纸厂有限公司，天津，300350）

本文通过统计分析测定的国内外铜版纸数据，找出纸面光泽度、别克平滑度、印刷表面粗糙度、K&N油墨吸收性、IGT印刷渗透性、二甲苯吸收性等印刷适性指标与印刷光泽度、印刷密度、印刷网点清晰性等印刷效果之间的关系；找出按不同方法测定的纸面平滑度值之间及不同方法测定的油墨吸收性值之间的关系；并采用二元回归的方法计算出铜版纸的印刷光泽度与别克平滑度和IGT印刷渗透性之间、印刷光泽度与印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收性之间、印刷光泽度与印刷表面粗糙度和IGT印刷渗透性之间的全相关系数和关系式，进一步证明印刷光泽度主要取决于纸面微观平滑度和油墨吸收性的论断。印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收性（或IGT印刷渗透性）能确切地表示这两项性能，应该用它们取代与印刷光泽度相关性甚差的别克平滑度和二甲苯吸收性。

印刷适性 测定方法 测定数据

印刷适性是铜版纸的主要质量指标，但又包括许多内容，如纸面光泽度、纸面平滑度（粗糙度）、油墨吸收性、不透明度、印刷表面强度等综合性指标，若以印刷效果表示，则表现为印刷光泽度、印刷密度、印刷网点清晰性等。即便是对于同一内容，又因测定方法的不同而得到不同的测定数据，如纸面平滑度，能测到别克平滑度、印刷表面粗糙度、本特生粗糙度等不同数据。油墨吸收性也能测到K&N油墨吸收性值、IGT印刷渗透性（油渗性）、二甲苯吸收性等不同数据。搞清楚这些有关数据之间的关系，特别是明确哪种方法的测定结果最能真实地反映印刷效果，是真实有效地检测、控制铜版纸质量的基础。为此，我们选择国内有代表性的10个纸厂生产的铜版纸样品及德国、日本、芬兰、西班牙等国生产的铜版纸样品，对它们的各项印刷适性指标进行了全面测定。通过对20份试样的24组数据进行数理统计分析，对各项测试指标之间的关系做了初步探讨。

1 测定条件、测定方法及测定数据

1.1 测定条件

采用AIC2-5型IGT印刷适性仪

印刷光泽度试样的印刷条件：

包胶墨盘，印刷压力为125N/cm,印刷速度为0.2m/s（恒速）；天津油墨厂亮光树脂油墨，墨膜厚度为4.8μ；采用KGZ-1型光泽度计75°角测定印样光泽度。

印刷密度印样的印刷条件：

采用IGT黑色胶印油墨，其它条件同印刷光泽度。采用广州金星仪器厂光密度计测定印样的光密度。

印刷网点清晰性印样的印刷条件：

100 线网点墨盘，加纸垫，印刷压力为200N/cm；印刷速度为0.2 m/s（恒速）；IGT黑色胶印油墨，墨膜厚度为2.4μ；测定结果分5级：1级最好，5级最差。

1.2 几种主要测定方法

印刷表面粗糙度：采用78型数显式印刷粗糙度测定仪测定。测定原理：将测头宽度为0.051mm的金属环压在试样表面上，接触压力保持在20、10或5kg/cm2(可根据需要进行选择)，根据空气从金属环和纸的接触面之间泄露的量来测定纸面的粗糙度，以金属环面与纸面之间缝隙的均立方根（μm）表示结果。本次测定压力为10 kg/cm2采用硬衬垫。

IGT印刷渗透性（亦称油渗性或上光指数）：采用IGT印刷适性仪测定。先在印刷墨盘上滴一滴（0.006 cm3）苏丹红着色的酞酸二丁酯，再以200 N/cm的压力，以最大1.25 m/s的加速度印刷纸页。在纸面形成椭圆形的印痕，以印痕长度（mm）除1000的数值表示结果。数值越大，吸收性越强。

K&N油墨吸收性：在纸面上涂一层厚度0.1mm的标准K&N油墨，2分钟后把纸面墨层擦掉，用反射光度计分别测定涂墨区和未涂墨区的反射因数并按下式计算K&N值：

K&N油墨吸收值=（涂墨前试片表面绿光反射因数-涂墨后试片表面绿光反射因数）/涂墨前试片表面绿光反射因数×100+油墨修正系数，数值越大，油墨吸收性越强。

1.3 测定数据

附表是对国产及进口共20份铜版纸正反面的适印性指标的测定结果，共得到24组数据。

2 对测定数据进行数理统计分析

对表中 24组数据通过回归分析，得到印刷适性不同指标之间的相关关系如下:

2.1 印刷光泽度和不同指标之间的相关性比较

（1）印刷光泽度x与别克式平滑度y间：相关系数γ=0.495 y=-178.6+12.6x

（2）印刷光泽度x与印刷表面粗糙度y间：相关系数γ=-0.831 y=-3.50-0.00221x

（3）印刷光泽度x与K&N油墨吸收值y间：相关系数γ=-0.697 y=40.77-0.227x

（4）印刷光泽度x与二甲苯吸收性y间：相关系数γ=0.332 y=11.91+1.52x

（5）印刷光泽度x与IGT印刷渗透性y间：相关系数γ=-0.786 y=10.92-0.0431x

（6）印刷光泽度x与纸面光泽度y间：相关系数γ=0.718 y=9.491+0.653x

（7）印刷光泽度x与印刷密度y间：

相关系数γ=0.967 y=0.544+0.0106x

2.2 不同方法测定的油墨吸收性之间的相关性比较

（1）K&N油墨吸收值x与二甲苯吸收性y间：相关系数γ=-0.529 y=302-7.39x

（2）K&N油墨吸收值x与IGT印刷渗透性 y间：

相关系数γ=0.839 y=4.41+0.140x

2.3 别克平滑度x与印刷表面粗糙度y之间的相关性比较

相关系数γ=-0.583 y=2.41-6.46x

2.4 印刷网点清晰性与各项指标之间的相关性比较

（1）别克平滑度x与印刷网点清晰性y间：相关系数γ=-0.284 y=4.03-0.00194x

（2）印刷网点清晰性x与印刷表面粗糙度y间：相关系数γ=0.623 y=1.467+0.150x

（3）印刷网点清晰性x与印刷光泽度y间：相关系数γ=0.754 y=91.6-6.76x

从机理上分析，印刷光泽度主要取决于纸面平滑度（粗糙度）和油墨吸收性两因素，因此采用二元回归的方法计算三者之间的关系。

1.印刷光泽度Y与别克平滑度X1，和IGT印刷渗透性X2之间：

全相关系数R=0.577

由于相关性很差，所以只能得到一个精度非常低的关系式：

关系式的精度：95%的计算结果误差不超过26.4。

2.印刷光泽度Y与印刷表面粗糙度X1和K&N油墨吸收值X2之间：全相关系数R=0.905 Y=150.2-24.42 X1-1.294 X2关系式的精度：95%的计算结果误差不超过13.3。

3.印刷光泽度Y与印刷表面粗糙度X1和IGT印刷渗透性X2之间：

全相关系数R=0.865 Y=168.3-19.4 X1-7.59 X2关系式的精度：95%的计算结果误差不超过16.1。

3 对统计分析结果的讨论

3.1 在平滑度（或粗糙度）方面，决定铜版纸印刷效果的关键指标是纸面的微观平滑度。虽然印刷表面粗糙度与别克平滑度均采用气体泄漏法，但因为测头与纸面近似线接触（仅宽0.051mm），故能在很大程度上反映纸面的微观平滑度。同时，由于测定压力近似于实际印刷压力，因此印刷表面粗糙度指标与印刷效果具有良好的相关性。别克平滑度测头为面接触（10cm2）,测定时的压力又大大低于实际印刷压力，因此别克平滑度指标与印刷效果的相关性很差。

3.2 在油墨吸收性方面，K&N油墨吸收值直接采用油墨测定，与印刷效果相关性良好，测定结果的分辨率也较高。IGT印刷渗透性采用印刷方法进行动态测定，与印刷效果相关性也较好。二甲苯吸收性测定法则与印刷效果相关性甚差。

3.3 根据上述情况，对铜版纸平滑度指标的测定，应逐渐推广印刷表面粗糙度测定法，以最终取代别克平滑度测定法。这样不仅可提高测定结果的可靠性，而且可加快测定速度。

3.4 统计分析结果表明，决定铜版纸印刷光泽度的主要因素是纸面的微观平滑度和油墨吸收性，而印刷表面粗糙度和K&N油墨吸收值是当前最能代表这两个性能的技术指标。统计结果，印刷光泽度与印刷表面粗糙度指标和K&N油墨吸收值指标的全相关系数高达0.905。

3.5 由于印刷密度与印刷光泽度具有良好的相关性，因而纸的微观平滑度和 油墨吸收性也是影响印刷密度的主要因素。控制好这两项指标，便可间接控制印刷光泽度和印刷密度。

3.6 印刷网点清晰性主要取决于纸面微观平滑度。但从实际印刷效果看，还受纸面油墨吸收性是否均匀一致的影响。只有纸面微观平滑度高且吸墨性又均匀一致，才能达到最佳的印刷网点清晰性。因此在纸面吸墨均匀性尚不能定量考核的条件下，暂时还缺少一套完善的指标来间接控制印刷网点清晰性。

2012－2－18