二次涂布对无光彩色喷墨打印纸性能的影响

来源: 发布日期:2012-06-25 78

一、无光彩色喷墨打印纸的发展现状

随着计算机技术、数字成像技术和网络技术的飞速发展,电脑迅速普及,办公自动化程度越来越高,数码相机和照相手机销售量大幅度增长,喷墨打印技术作为一种特种印刷方式,以其非接触、低噪音、高速度、低成本、质量好、不受尺寸限制、环保等优点而得到广泛应用。而随着彩色喷墨打印机市场的不断发展,其主要耗材——彩色喷墨打印纸(也称彩色喷涂纸)也越来越引起用户的重视。目前,在西欧无光和亚光涂布纸产量约占据了涂布纸市场的50%,在美国无光纸也占据了涂布印刷纸产量的20%;在北美市场上,这种趋势还在继续增长。无光涂布纸和亚光涂布纸以其低的纸页光泽和高印刷光泽度及优良的印刷适性、可阅读性,已经成为涂布纸市场上的重要组成部分。而现在国内使用的无光彩喷纸基本为国外进口,价格比较高,因此急需质优价廉的彩喷纸以替代国外的进口产品。

但是无光和亚光涂布纸的生产,主要是通过不同性能的颜料搭配组合而获得较低的纸页光泽度。这种颜料的搭配既要求降低纸页光泽度又要产生高质量的纸张印刷表面,一种或两种颜料很难达到要求,通常使用多种不同性能的颜料相互搭配,有时甚至多达五种,生产极不方便,而且成本很高。

降低成本,就必须改变涂布纸的涂料配方,以及使用合理的涂布方式,同时不降低彩喷纸的性能。


二、无光彩喷纸使用的颜料

过去,曾经使用碳酸钙和硫酸钡作为颜料,但是效果不好,瓷土供应商也曾开发过几种低光泽涂布纸专用瓷土,但是效果也并不是很理想。现在许多颜料供应商正在积极开发低光泽涂布纸专用颜料,以提高产品质量,降低操作复杂性。研磨碳酸钙(GCC)具有流动性较好,白度高的优点,但在研磨过程中很难控制其窄粒径分布,形状不规则,不利于获得高的光泽度差。相比之下,轻质碳酸钙可根据其生产工艺控制其晶体形状、窄粒径分布及平均粒径,且白度较高,克服了瓷土及研磨碳酸钙的不足,因此可以考虑开发低光泽涂布纸用轻质碳酸钙。国外在这方面技术比较先进,已经开发出低光泽涂布纸专用球形轻质碳酸钙(SCC)。

碳酸钙是造纸工业中常用的涂布颜料之一,成本较低,可以有效提高涂料的固含量和起到良好的降黏作用。轻质碳酸钙(即沉淀碳酸钙PCC)粒径较小,粒径分布较窄,大小和形状容易控制,白度高,遮盖力强,应用效果显著。但碳酸钙用量较大,会影响纸页的光泽度和表面结合强度,影响打印质量,因此.碳酸钙一般不单独使用,经常与其他颜料配用,一般以PCC代替适量的二氧化硅,与黏合剂聚乙烯醇(PVA)进行涂料配置。


三、二次涂布

所谓的二次涂布就是将一般含有廉价的颜料预涂于纸张表面,产生较为平整的基纸以便进行优质颜料面涂。这使得面涂层更为平整,从而表面性能更佳,印刷时吸墨更均匀。

在总涂布量相同的情况下,二次涂布纸表面在印刷后仍保持平滑,而一次涂布纸则因纤维润涨变得粗糙。二次涂布纸的印后光泽度也较优。二次涂布纸的涂布量提高后,印刷前后的总体质量都有了提高。在原纸相同的情况下,即使二次涂布纸的总涂布量低于一次涂布纸时,其纤维覆盖情况和平滑度都优于一次涂布,二次涂布材料费用亦可降低,因为底涂用的是廉价的PCC,而在面涂时将质量提到最佳程度。此外,印刷油墨主要停留在二次涂布纸的面层,从而减少油墨用量,减轻纤维润涨以及降低印刷时的干燥要求。


四、二次涂布对彩色喷墨打印纸物理性能的影响

1.对纸张不透明度的影响

不透明度是指入射光线照射在纸张上时不透光的程度,纸的不透明度是决定印刷后纸张是否透印的主要因素。(由图一可见)二次涂布与一次涂布在相同的固含量条件下,不透明度明显高。

2.对纸张白度的影响

白度是评价纸和纸板的重要指标。纸张的白度越高,印刷图文越鲜艳。白度高的纸张,几乎可以反射全部的色光,使印品墨色悦目,视觉效果好。而白度低的纸张,由于只吸收部分色光,既不能如实表现明暗部分的反差,又容易造成偏色。对于涂布彩喷纸而言,影响纸张白度的因素主要是颜料的白度、胶粘剂需求量、光散射系数和光吸收系数。颜料的白度越高,胶粘剂需求量越小,涂布纸样的白度越高。 底涂PCC后,面涂二氧化硅与一次涂布相同涂布量的PCC与二氧化硅混合颜料相比,白度前者明显比后者高,因为二氧化硅白度要高于PCC,二次涂布面涂的是二氧化硅,涂布纸的表面体系以二氧化硅为主,而一次涂布则是二氧化硅和PCC的混合体系,白度相对低些。

3.对平滑度的影响

颜料的粒径和分散程度影响涂布纸的平滑度。颜料粒径越小,涂布纸平滑度越好。但是如果颜料分散不好,颜料会再凝聚而使颜料分散液的流动度变坏,影响纸面的平整度.用空气泄漏法粗糙度仪测定印刷平滑度,其大小用PPS值表示,PPS值越低,印刷平滑度越高。由此可见二次涂布中,可以使纸张获得更好的平滑度。

4.对纸张cobb值的影响

对彩喷纸而言,良好的吸收性是获得高质量图像的前提。如果涂层的吸收性差,墨水渗透干燥时间缓慢,墨水容易喷溅、珠化。但是如果吸收性太好,墨水快速渗透,容易造成透印,图像光泽度低,图像发虚。测量纸和纸板的吸收性的方法很多。我们采用Cobb吸收性测定法。因为彩喷墨水大多为水性墨水。故用吸水值代表墨水的吸收情况。在二次涂布中,能够得到较好的吸收性,因此相对于一次涂布,二次涂布的油墨吸收性好,能够获得好的打印性能。


五、二次涂布对彩色喷墨打印纸打印性能的影响

色密度(也叫光学密度或密度)是指墨水打印到纸上形成图案或字迹时墨水吸收光线的特性量度,是衡量打印图像质量的一个重要参数,影响最终的视觉效果、色域和色彩逼真度。

综上所述,二次涂布的方法与一次涂布相比较,无论在物理性能还是在打印性能方面都相对较好,但是,在实际应用时,由于二次涂布需要涂布两次,比一次涂布增加了一次工作流程,降低了工作效率,实际应用是为了提高效率,在能达到性能要求前提下,倾向使用一次涂布。