外文翻譯：膠版印刷中油墨粘附失效的機(jī)理研究

1、<p>　　本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯</p><p>　　學(xué) 院 輕工學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)______印刷工程_____</p><p>　　導(dǎo) 師 劉壯 </p><p>　　學(xué) 生 張嘉玲 </p><p>　　

2、學(xué) 號____201110830042___</p><p><b>　　2015年5月3日</b></p><p>　　膠版印刷中油墨粘附失效的機(jī)理研究</p><p>　　Hajer Kamal Alma*, Göran Ströma, Joachim Schoelkopfb and Patrick Ganeb,c&l

3、t;/p><p>　　aInnventia AB, BOX 5604, SE-114 86 Stockholm, Sweden; bOMYA Development AG, P.O. BOX:32, CH-4665斯德哥爾摩，瑞典，化工技術(shù)學(xué)院，阿爾托大學(xué)，郵政信箱16300，F(xiàn)I-00076阿爾托，芬蘭</p><p>　?。?014年4月24日收到；最終收到的版本是2014年11月12日；

4、接收日期是2014年11月14日）</p><p>　　文章敘述了預(yù)涂和工業(yè)印刷試驗?zāi)康氖谦@得對涂布紙的油墨附著力失效的基本知識。我們發(fā)現(xiàn)，油墨附著失效引起白斑由于油墨沒有印刷在紙張上，稱為裸露區(qū)域和印刷斑點問題。白色斑點是由于兩種根本不同類型的油墨附著力的失效。一種是眾所周知的油墨排斥，這僅僅指的是油墨不轉(zhuǎn)移到紙張表面。另一個是一個新的油墨粘附失效類型，確認(rèn)先前的假設(shè)，從實驗觀察來看。我們將此稱為油墨剝離粘附失

5、效，即油墨最初沉積在紙張表面隨后的飛離打印單元的表面。這種黏附失效的機(jī)制被認(rèn)為是通常都說的拒墨的原因。</p><p>　　關(guān)鍵詞：油墨粘附；粘附失效；空白區(qū)域；膠??；GCC基涂層；印刷斑點</p><p><b>　　簡介</b></p><p>　　膠印要控制油墨，潤版液和各表面，包括印刷機(jī)零部件和承印物之間的平衡調(diào)節(jié)。流體是由在印刷壓輥轉(zhuǎn)

6、移到印版上形成印刷圖像。然后，油圖從印版轉(zhuǎn)移到包覆著橡皮布的滾筒，被稱為偏置滾子，因為它需要斷墨印刷板，并將其設(shè)置在紙張上。墨膜的分裂包括氣穴，長絲形成，其延伸率和斷裂。這些現(xiàn)象已通過各種攝影技巧研究小組和MacPhee評論的文章得以研究。它遵循著油墨對各種表面和內(nèi)聚分裂薄膜油墨和潤版液的密合性因此可用于膠印過程。這些過程是由各種表面的化學(xué)組成以及界面現(xiàn)象和兩種流體的流動性高度控制的。該印版的承印方式是承載油墨（圖像區(qū)域）的區(qū)域是光滑的

7、低能疏水表面制備的，而被設(shè)計成可自由在油墨（非圖像區(qū)域）區(qū)域，是從由多孔親水表面氧化鋁與和像阿拉伯樹膠或羧甲基纖維素吸附的親水性聚合物。圖像上墨膜厚度的圖像印版通常是2-3微米，潤版液在非圖像區(qū)域的薄膜的厚度通常是0.5-1微米。</p><p>　　膠印油墨被稱作是漿狀油墨，它有很高的粘性但是卻有很高的剪切稀化。已報告顯示的數(shù)據(jù)值大約是10Ps/s。基本上，油墨是一種粘合劑和油的媒介分散顏料。油墨的附著幾乎是在

8、干燥的表面甚至是沒有圖文干燥的區(qū)域。如今潤版液，通常在墨缸中，是一種水溶液與表面張力降低劑如異丙醇等等，現(xiàn)在更多的是非離子表面活性劑為主要溶質(zhì)。它主要的目的是阻止油墨附著在非圖文區(qū)域。在油墨上的特殊要求是它必須能夠把有限的油包水型乳狀液的潤濕液得以解決。如果失效，油墨就不能從墨腔轉(zhuǎn)移到印版上，這些乳狀液就不具有高穩(wěn)定的剪切力，這表明只有少量甚至沒有墨水缸吸收存儲在橡皮布的油墨。</p><p>　　潤版液形成了非

9、圖像區(qū)和墨輥上油墨之間的弱邊界層，因而防止油墨被傳遞到該區(qū)域。麥克菲提出了使用斯特凡定律，該定律需要將分裂的流體膜所需要的力正比于薄膜的粘度，反比于膜厚的三次方。該分析得出的結(jié)論是如果此厚度膜超過一定值時，引起了在印版和墨輥之間的輥隙的雙層薄膜（即非圖像區(qū)域/潤版液/油墨/墨輥）將發(fā)生水膜分裂的結(jié)論。低于此值，分裂發(fā)生在墨膜和非圖像區(qū)域開始印刷油墨時，這種現(xiàn)象通常被稱為浮渣或調(diào)色。事實上，墨水可以被轉(zhuǎn)移到一個表面覆蓋了一層薄薄的水的結(jié)論

10、后來被沈等人用實驗證實了。利用這一結(jié)論，冰的表面比散裝冰表面具有更低的冰點，這樣薄薄的一層表面的水可以在冰下面的散裝凍結(jié)點溫度中發(fā)現(xiàn)。使用MacPhee的方法和工業(yè)樣本結(jié)論計算表明膜的臨界厚度大約是40-80納米，在一個完全光滑的表面分離得到一個非常真實的數(shù)值，雖然表面粗糙度和表面孔隙率預(yù)計要求更高的平均膜厚度。</p><p>　　文字是需要在常規(guī)膠版中印刷，以防止油墨粘附到非圖像區(qū)域，但可能產(chǎn)生問題，因為它也

11、能轉(zhuǎn)印到紙張上。當(dāng)水在其表面上的紙張進(jìn)入后續(xù)的印刷壓印區(qū)，可能會出現(xiàn)拒墨現(xiàn)象。這是傳統(tǒng)上認(rèn)為油墨的附著力失效，雖然實際上的故障是在潤版液層內(nèi)聚力的破壞。更好的定義是油墨轉(zhuǎn)印失效，即在該油墨沉積到紙張上失效，其結(jié)果是印刷白點和印刷質(zhì)量不良。已經(jīng)確定的其他類型的印刷斑點和背面凹陷斑點是最常見的。這種斑點是由紙由于油墨不均勻的吸收，形成粘性差的紙墨，因此捕獲不同的印刷橡皮布。在這項工作中，從分割的位置看到對紙張界面的高粘度的實驗進(jìn)展，在某些情

12、況下，從表面分離的墨水觀察到隨著時間的推移高粘性區(qū)域的測試或偶爾粘性幾乎已經(jīng)完全腐爛。作者分別稱這種油墨表面粘附失效和后粘著粘合力失效。到目前為止被認(rèn)為油墨在潮濕的紙張表面遭到拒絕是由于在油墨轉(zhuǎn)移的時，油墨的附著力差油墨轉(zhuǎn)移失效，但我們發(fā)現(xiàn)，它更有可能是一個后轉(zhuǎn)移油墨附著力出現(xiàn)問題。由此，油墨附著力最初夠轉(zhuǎn)移到潮濕的表面，但是后來油墨從隨后的印刷單元的紙張表面剝離。初始圖像墨膜分離凝聚力弱使得粘附抑制表面,但表面的粘附性是不夠墨水留在表

13、面受到分裂力量的增加然后繼續(xù)印刷的，由于</p><p>　　在對油墨的附著力失效問題上實驗室采用ISIT設(shè)備在潮濕/預(yù)濕的涂布紙后續(xù)工作模型系統(tǒng)，我們認(rèn)識到，粘合不良造成的白色斑點。那時候，我們真的不確定它是一種新的粘連現(xiàn)象是由于水也在測試中起了作用，并且假定水干擾效應(yīng)占主導(dǎo)地位?，F(xiàn)在，我們重新研究在一個專門設(shè)計的試驗涂料和工業(yè)印刷試驗來區(qū)分水的干涉效應(yīng)對油墨轉(zhuǎn)移粘附失效之間（油墨剝離）影響的現(xiàn)象。這里的工作報

14、告表明，在膠印印刷中該油墨的剝離現(xiàn)象是最主要影響油墨附著力失效。</p><p><b>　　實驗材料及方案</b></p><p><b>　　2.1涂料配方</b></p><p>　　所研究的涂層的制備過程中，使用兩種不同的研磨碳酸鈣顏料。所述兩種顏料Hydrocarb 90（HC90）和Covercarb 75（C

15、C75），由OMYA既供給，不同點僅在于相對顆粒大小分布（見表1）。HC90比CC75有更廣泛的粒度分布,因此涂料基于HC90名字從B和CC75標(biāo)有一個N。這些商業(yè)產(chǎn)品（HC90和CC75）分散使用的聚丙烯酸酯分散劑在生產(chǎn)之前加入。</p><p>　　配方中所用粘合劑是苯乙烯-丁二烯膠乳（由STYRON供給DL920）和極性較大的苯乙烯-丙烯酸類膠乳（由BASF提供的Acronal S728）。粘合劑的性能在表

16、2中可以看到的。配方中的粘結(jié)劑含量相當(dāng)高（11 PPH）在印刷表面選擇的風(fēng)險降到最低。根據(jù)所使用的粘合劑，分別用涂層制劑標(biāo)注下標(biāo)SB（苯乙烯-丁二烯膠乳）或SA（苯乙烯-丙烯酸）。</p><p>　　表1.GCC顏料性能</p><p><b>　　表2.乳膠性能</b></p><p>　　四種不同的涂層的顏色根據(jù)表3中的制劑，其

17、中在pph的構(gòu)成量其比例基于100 pph的顏料制備的。一種涂料含有分散劑（聚丙烯酸鈉，由BASF提供DISPEX N40）的附加量（0.2 PPH）。該配方標(biāo)有字母“E”（BSBe）。在BSBE期間，稀釋聚丙烯酸酯溶液，其中該丙烯酸酯鏈的羧基被部分鈣中和形成的鈣丙烯酸酯其比率是0.3（的[Ca2+] / [A-]），加入到顏料漿液中。在加入顏料漿前添加聚丙烯酸酯溶液含有5%的總酯鹽，其pH值調(diào)整為10.5。然后添加粘結(jié)劑后水達(dá)到所需的

18、固體含量。最終涂層顏色的pH值為8.8。固體的含量HC90-based顏色是67 w/w-%,即為BSB,BSBe BSA,和CC75-based顏色是63 w/w%。</p><p><b>　　2.2預(yù)涂和壓光</b></p><p>　　所制備的涂層顏色涂覆膜用刮刀涂布機(jī)（模塊化組合刮刀由福伊特造紙生產(chǎn)），該試驗涂裝工藝參數(shù)可以在附錄1中看到。涂料試驗的順序如下

19、：BSA，BSB，BSBe和NSB。紙是超級壓光機(jī)(SK 14/12-90由Bruderhaus Maschinen GmbH是一家制造,德國工藝參數(shù)見附錄1)通過一個300米11夾每分鐘的線速度。這些紙張被壓延達(dá)到69%光澤（用TAPPI標(biāo)準(zhǔn)t480確定）。</p><p><b>　　表3.涂料配方</b></p><p><b>　　2.3全尺寸印刷&

20、lt;/b></p><p>　　預(yù)涂布紙在印刷時使用單張紙膠印印刷機(jī)既未壓光和壓光處理（由曼羅蘭單張紙GmbH，Germany供給曼羅蘭-R706 LTTLV，參見工藝參數(shù)附錄1）。</p><p>　　紙張是使用傳統(tǒng)的印刷單元序列，即黑（K），青色（C），品紅（M），黃色（Y）的印刷。在這項研究中，這四個（K，C，M和Y）印刷單元也和兩個附加青色印刷單元（C5和C6）。在本文中，

21、僅單獨在區(qū)域印有三個青色單元，分別是用于青色印刷區(qū)域。布局可以從圖1中可以看到，顯示出印在涂布紙的三個區(qū)域。墨水是不會特意印在已經(jīng)印刷面積的區(qū)域，而是印在未印刷的紙張上。因此，所有的測試區(qū)域唯一一次印刷在第二，第五或第六的青色印色單元上，見圖1。其余的非圖像區(qū)域根源的解決方案適用于所有的印刷區(qū)域。兩個抑制劑(4%的異丙醇,5% Subtifix(由Huber集團(tuán))提供)被添加到使用潤版液的印刷試驗中。墨斗供墨量保持恒定在70%。但是，在

22、印刷時涂上BSB未壓光紙，兩級墨斗供墨中使用。標(biāo)準(zhǔn)（本研究）供墨（70％）和降低供墨量（30％）進(jìn)行比較。未壓光的紙進(jìn)行第一次印刷，隨后壓光紙的印刷順序是：NSB, BSB, BSBe, BSA。</p><p><b>　　2.4紙張表面特性</b></p><p><b>　　2.4.1形貌</b></p><p>　

23、　用兩種不同敏感性的儀器對涂布紙的表面粗糙度程度進(jìn)行分析。所使用的不同敏感的儀器是PPS，其檢測約0.6-6.0微米的范圍內(nèi)的表面粗糙度(PPS-10, Parker Print-Surf supplied by Lorentzen & Wettre,瑞典）。光學(xué)儀器OptiTopo（由Innventia AB，瑞典提供）進(jìn)行了形貌的更加敏感的分析。與后者的儀器相比，圖像和頻率分析是用來計算表面形貌的。</p>&

24、lt;p>　　2.4.2掃描電子顯微鏡</p><p>　　顏料填料，孔隙率和表面上的有機(jī)成分（粘合劑，復(fù)合粘結(jié)劑，分散劑等）更加仔細(xì)的檢查與掃描電子顯微鏡SEM（Quanta FEG 650由FEI，美國提供）。電子通過10kV和15kV加速電壓及工作距離約10毫米的電子槍產(chǎn)生。電子槍工作在真空樣品室減壓至0.8毫巴。在這些研究中使用的放大倍率為1250×，范圍高達(dá)20000×，這導(dǎo)致

25、空間分辨率為75-100納米。同心背散射電子探測器（CBS）用于成像及X射線分析。</p><p>　　2.4.3色散能及X光譜學(xué)</p><p>　　定性和定量的元素分析來紙張的表面可以用X射線光譜儀（EDS）探測器（x-Max硅探測器374 H.卡馬爾Alm等人，由牛津儀器提供）結(jié)合SEM。儀器的工作條件與掃描電鏡成像,即10毫米的工作距離和10 kV以及15千伏加速電壓產(chǎn)生電子。&l

26、t;/p><p><b>　　圖1.青色區(qū)域印刷</b></p><p><b>　　2.4.4接觸角</b></p><p>　　水滴和涂布紙表面之間的表觀接觸角的測定使用纖維原-DAT儀（由纖維原系統(tǒng)AB，瑞典提供）。用于分析關(guān)于時間的函數(shù)的接觸角檢測是和在0.5s內(nèi)記錄靜態(tài)的角度。</p><p>

27、;<b>　　2.5印刷質(zhì)量特性</b></p><p><b>　　2.5.1空白區(qū)域</b></p><p>　　圖像分析軟件，STFI斑點，量化在印刷表面暴露區(qū)域（UCA）的量，即油墨未被轉(zhuǎn)移到或者油墨薄膜厚度認(rèn)為是非常低的區(qū)域。軟件使用光反射在灰度圖像中。這些圖像校準(zhǔn)反射率，和量化UCA是通過確定反射閾值（相對于圖像的平均反射率），并計算

28、所有較高的反射率比閾值作為有助于計算UCA的區(qū)域。所分析的圖像的分辨率為600 dpi，它指的是42.3微米的像素尺寸。</p><p>　　2.5.2紙張的墨色濃度</p><p>　　用反射密度計測定青色印刷密度，印刷表面在曝光波長范圍（500–520 nm）測量漫反射光的量。印刷密度之間的比率被定義為從一個表面的漫反射光印刷。</p><p><b>

29、;　　2.5.3印刷污點</b></p><p>　　STFI也被用來評估打印刷斑點的紙張的軟件。STFI軟件檢測印刷斑點在灰度圖像（校準(zhǔn)反射）和在光的反射變異系數(shù)（COV）。</p><p><b>　　結(jié)論與討論</b></p><p>　　3.1涂層的形貌和水的潤濕性</p><p>　　該文章有四種不

30、同的涂料配方在未壓光及壓光之后。因此，八篇論文被列入試點。涂布顏料是在任何情況下研磨碳酸鈣與任一寬（B）或窄（N）的粒徑分布。粘合劑是苯乙烯-丁二烯（SB）膠乳或苯乙烯丙烯酸酯（SA）的膠乳。在一個涂層載量（0.2，PPH）的超額部分鈣中和的碳酸劑（PA）。實驗涂布紙的形貌使用兩臺儀器，用PPS和OptiTopo進(jìn)行了分析。兩種分析表明不同表面之間的差別不大，見表4和5。與PPS和OptiTopo測定的平均粗糙度為0.58±0

31、.04和0.25±0.01，分別對壓光表面1.5±0.1微米和0.55±0.02微米，及未壓光表面。在這些不同的親水性表面，水滴和涂布紙表面之間的接觸角有關(guān)，見表4和表5。因此，在壓光表面，親水性，表面的極性，增加與過量的PA（BSAe），使用極性的粘合劑（BSA）并用粒度分布窄的顏料（NSB），視為較低的接觸角值。然而，同樣的趨勢在未壓光的紙上沒有觀察到。因此，表面粗糙度對比接觸角的值較大的沖擊（氣孔率差

32、，由于不同的粒徑分布）或化學(xué)（粘合劑極性差），為不同的涂覆顏色配方結(jié)果的影響。然而，不幸的是，接觸角測量，一年后測試涂層，由于有機(jī)物的疏水喜歡空中</p><p><b>　　3.2印刷特性</b></p><p>　　預(yù)涂紙印刷在六單元的單張紙印刷機(jī)。第二，第五和第六印刷單元印刷品進(jìn)行了評價。</p><p><b>　　3.2.1

33、空白區(qū)域</b></p><p>　　在圖2（a），在UCA印刷的顯微圖像中可以看出。圖像顯示，在UCA被檢測出的區(qū)域，涂層表面是完整的。這表明，UCA發(fā)生是由于墨紙涂層粘合失效的結(jié)果，而不是由于涂層表面失效，即不調(diào)用表面拾取機(jī)制。壓光的紙張顯示更多的UCA當(dāng)印刷在第五單元比未壓光的紙張，而其他兩個印刷單元印刷的內(nèi)容不是由UCA影響的，參見圖2（b）和（c）。一篇文章顯示了相對較低的值，紙張已被涂上了

34、一層具有廣泛的粒度分布性能好的碳酸鈣和常見的丁苯膠乳。這是作為一個低極性涂層，因為我們從試驗經(jīng)驗表明，在極性較大的涂料UCA更頻繁出現(xiàn)。</p><p>　　表4.PPS,OptiTopo靈敏度和在壓光紙及未印刷紙張表面的接觸角</p><p>　　表5.PPS,OptiTopo靈敏度和在未壓光紙及未印刷紙張表面的接觸角</p><p>　　改變丁苯膠乳粘合劑的極性

35、苯丙乳液或添加額外的分散LED，主要是印刷在第五單元，但也從第六單元印刷。這是可以預(yù)料的，因為這些變化會使得涂層更具極性。更改更窄的顏料顆粒大小分布在C5中也有所增加的UCA，如果單獨使用潤版液引起排水不佳是本來的原因，這是意想不到的。</p><p>　　圖2.（a）UCA的印刷的顯微鏡相片（50×放大倍率）</p><p>　?。╞）UCA的量（％）壓光紙印刷在不同的印刷單元

36、</p><p>　?。╟）UCA的量（％）未壓光紙印刷在不同的印刷單元</p><p>　　印刷在C6的UCA，這是最后的印刷單元，是由于油墨轉(zhuǎn)移失效（墨水拒絕），而這又是由于紙張?zhí)駥拥脑颉Ｓ湍D(zhuǎn)印失效似乎不受到壓光的原因，因為C6在壓光紙與未壓光紙上的UCA是相同的。UCA在從第二印刷單元（C2）和第五印刷單元（C5）可能是由于兩個油墨轉(zhuǎn)印失效和最初墨水在壓印區(qū)被固定在紙張上，但隨

37、后從表面清除。</p><p>　　事實上，UCA中的C5總是比UCA中的C6高得多，表明顯著的墨水量首先轉(zhuǎn)移到紙上，然后從涂層表面剝離在隨后的印刷輥隙中。我們把這種油墨粘合失效現(xiàn)象為“油墨剝離”粘合失效。該機(jī)制將在部分討論中涉及。</p><p>　　可能解釋這一現(xiàn)象有兩個顯著的差異。一是在紙可能有更多的字印刷在第五單元，因為在印刷前的圖像遇到了四個橡膠輥表面。另一種是，印刷在第二單元中

38、的表面將滿足橡皮布背部陷入墨在隨后的兩個印刷單元向離開壓印接觸之前進(jìn)一步施加青色墨水。因此，油墨可能已經(jīng)沉積在前面的壓印區(qū)中產(chǎn)生未覆蓋的區(qū)域。</p><p>　　圖3（a）和（b），所檢測到的UCA大小分布情況。大多數(shù)（90%）的確定由UCA的小正方形的邊1-3像素，等于42.3-126.9μM。一些（約10%）較大的區(qū)域（4–15像素）進(jìn)行檢測。</p><p>　　為了確定墨水缸對U

39、CA的影響，紙上印有墨水缸的進(jìn)給速度。結(jié)果如圖4所示。單元C2的UCA幾乎不存在比較，本研究中所用的是標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)給。同時，在這種低水平中，更多的UCA在C5 C6相比較中發(fā)現(xiàn)，因此，越來越多的UCA由于飛墨油墨轉(zhuǎn)移失效。本文討論的印刷質(zhì)量結(jié)果是基于應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)供墨量。</p><p>　　圖3（a）壓光紙分為大小兩個（1–3和4–15像素）不同的印刷單元的UCA粒度分布（%）（b）未壓光紙分為大小兩個（1–3

40、和4–15像素）不同的印刷單元的UCA粒度分布（%）</p><p>　　圖4.印品量在每一個青色印刷單元的UCA量（%）。SF=標(biāo)準(zhǔn)供墨量，RF=減少供墨量。</p><p>　　3.2.2印刷的墨色濃度</p><p>　　在粒度分布中，粘合劑或加入過量的分散劑的極性的差別似乎沒有影響到C2或C6印刷在壓光紙的印刷濃度，參見圖5（a）和（b）。然而，在C5處印刷

41、時，在所有研究的涂料配方中印刷密度下降。對于未壓光紙印刷密度結(jié)果顯示C5為BSBe減少后的印刷密度。另三種紙張（BSB，BSA和NSB），然而得到的C5和C6的印刷密度頗為相似。</p><p><b>　　3.2.3印刷斑點</b></p><p>　　觀察者觀察到用非均勻濃度印刷得到印刷斑點。這是一個嚴(yán)重的印刷缺陷。背面陷阱斑點擴(kuò)散由于油墨薄膜的不均勻分割在壓印區(qū)

42、附近當(dāng)墨液最初沉積在紙張。這種不均勻的分裂是由于不均勻的油墨枯竭，也是由于涂層不平坦的孔隙結(jié)構(gòu)。水干涉斑點是由于不正確的吸收或潤版液或成涂層，它可以因墨轉(zhuǎn)印不良引起的白斑。</p><p>　　圖6（a）和（b）顯示與印刷斑點和在實驗中的UCA印刷的關(guān)系。相關(guān)性是相當(dāng)大，但幾個點位于曲線上方。</p><p>　　這是合理的假設(shè)，在印刷中UCA有強烈的白斑如果白斑分布在低印刷密度大的地區(qū)，

43、如果白斑是均勻分布的表面，并具有較低的影響。這個假設(shè)是金格和赫勒的工作，回陷阱斑點的強烈影響不可滲透（閉）區(qū)，以及它們分布在表面上。在SEM觀察到，在印刷斑點曲線上都印上BSBe，最高發(fā)生閉合區(qū)域為紙。一個可能的原因是較高的印刷斑點，因此，更多的非均勻部分分布的UCA在紙張上。</p><p>　　曲線截取y軸。這表明，沒有UCA的部分仍然有斑駁。它的打印表明在打印標(biāo)識的斑點不僅僅是UCA的結(jié)果。</p&g

44、t;<p>　　圖5.（a）印刷在C2，C5和C6壓光紙印刷濃度</p><p>　?。╞）印刷在C2，C5和C6未壓光紙印刷濃度</p><p>　　圖6（a）印刷斑點COV（％），為UCA（％）對印刷在壓光紙不同的印刷全色調(diào)</p><p>　?。╞）印刷斑點COV（％），為UCA（％）對印刷在未壓光紙不同的印刷全色調(diào)</p><

45、;p>　　3.2.4多孔涂布表面的不均勻性</p><p>　　UCA由涂料配方，壓光，印刷部分和水供給所確定觀察到，導(dǎo)致假設(shè)均勻性涂層的孔隙率和吸收性的各種形式的油墨附著力失效。而且，眾所周知，該涂層的表面的孔隙率的非均勻性是一個主要因素，且導(dǎo)致印刷質(zhì)量下降。因此，涂層表面使用高分辨率掃描電鏡檢查。</p><p>　　壓光表面有許多具有低孔隙率的補丁，它們被認(rèn)為是幾乎不透水，并稱

46、以下為封閉區(qū)或緊湊區(qū)域。一個封閉的區(qū)域以外的表面上，具有正常的孔隙率，因此有透氣性，稱為開放區(qū)域。圖7所示其中兩個封閉和開放區(qū)已被夾在同一圖像中的涂層中。封閉區(qū)域位于圖像的左部。封閉與開放的區(qū)域在圖8中所示的高倍率（A）和（B）中。</p><p>　　封閉區(qū)發(fā)現(xiàn)的所有紙張。他們是最常見的BSBe。對于未壓光紙封閉區(qū)域并不清楚，而不是頻繁出現(xiàn)在壓光紙張上。雖然這些區(qū)域的孔隙率沒有詳細(xì)表明，可以作為壓光處理前緊湊和

47、壓光處理后關(guān)閉。一個常見的原因是不均勻的孔隙度在干燥過程中的非均勻收縮，往往由于涂層厚度的變化。由于差分絮凝，在涂料顏色的過量分散劑中還可以促進(jìn)非均勻的孔隙率。使用EDS在兩個加速電壓、10和15千伏分析了封閉區(qū)域和開放區(qū)域的化學(xué)成分。這是對于壓光紙BSE和BSBe的完成。EDS光譜給出在表面層中的元素原子的百分比。采樣深度大約為1-2微米分析，在10千伏表面更加敏感。結(jié)果列于表6中。由此可以得出結(jié)論，在涂層表面開放和封閉區(qū)域之間的化學(xué)

48、組成不變化顯著。由此可以得出結(jié)論，在開放涂層表面和封閉區(qū)域之間的化學(xué)組成變化不顯著。</p><p>　　在10和15千伏中，發(fā)現(xiàn)在10千伏中多個碳和很少的鈣，表明有機(jī)物質(zhì)在表面有輕微的濃度變化，在BSBe收集的數(shù)據(jù)間的差異很小。表面富集物質(zhì)中含有碳，因為這些元素高出10千伏且氧氣由于氧的含量在10千伏下沒有降低。它保持不變。因此我們認(rèn)為，富集物質(zhì)不是乳膠而是分散劑。這一結(jié)論效果非常不明顯，沒有多余的涂料分散劑來

49、支持。</p><p>　　圖7.在壓光紙封閉區(qū)域（BSBe）以更開放的相鄰結(jié)構(gòu)的表面</p><p>　　圖8.（a）在壓光紙表面封閉區(qū)域。底部圖像顯示了最高的放大率。</p><p>　?。╞）在壓光紙表面開放區(qū)域。底部圖像顯示了最高的放大率。</p><p>　　在表面發(fā)現(xiàn)的其它主要的元素有少量的鎂，Na可能來自于輔助色素原料，也從使用

50、在中和的分散劑制備顏料漿的過程中。</p><p>　　Xiang等報告閉合區(qū)域涂層干燥方式生成預(yù)涂布紙的綜合研究。他們發(fā)現(xiàn)，封閉區(qū)域的分?jǐn)?shù)為9%和19%的面積為五篇，在回陷斑點和閉合面積分?jǐn)?shù)陷阱之間有很強的相關(guān)性。金格和赫勒報告說，他們研究八篇論文，他們調(diào)查了關(guān)于禁區(qū)和背部陷阱斑點已經(jīng)關(guān)閉的10％至25％面積區(qū)域。他們沒有看到后面的陷阱斑點和禁區(qū)之間有直接的關(guān)系，但是當(dāng)他們列入的封閉區(qū)及其變化（標(biāo)準(zhǔn)差）的規(guī)模就

51、有良好的相關(guān)性出現(xiàn)。早在1967，報道了禁區(qū)和印刷質(zhì)量。后來，在這個問題上在公開文獻(xiàn)中也有報道。</p><p>　　表6.化學(xué)成分在原子層面上百分比(±標(biāo)準(zhǔn)差)在封閉區(qū)和開放區(qū)的壓光紙和BSB 、BSBe兩個加速電壓的測量</p><p>　　代替輸送潤版液遠(yuǎn)離表面和向下成批量的涂層，緊湊的和封閉的區(qū)域潤版液是飽和的，也可以在該區(qū)域的頂部建立一薄層表面的水。這不利于兩種油墨轉(zhuǎn)移

52、和油墨剝離粘合失效。不均勻涂層的孔隙率也產(chǎn)生不均勻的油墨吸收，非均勻油墨枯竭時墨設(shè)定和非均勻背面凹陷時在紙張上印刷出符合橡皮布要求的印刷單元。這種非均勻的凹陷導(dǎo)致不均勻的油墨厚度的紙張和背面凹陷斑點。但是非均勻的凹陷也導(dǎo)致對橡膠布不均勻的墨膜厚度。我們對這項工作的解釋，認(rèn)為對油墨剝離粘結(jié)失效這是一個關(guān)鍵因素，這將在下面討論中繼續(xù)。</p><p>　　討論油墨附著失效的機(jī)理</p><p>

53、;　　這項工作的主要是研究未覆蓋區(qū)域的出現(xiàn)，UCA，在膠印印刷涂層表面和背后的油墨紙涂層附著力失效，使人們產(chǎn)生對這種印刷缺陷的機(jī)制研究。首先，無色素積聚在印刷過程中進(jìn)行檢測，每個試驗之間洗滌橡皮布。因此，可以排除表面選為UCA的原因檢測，我們可以得出這樣的結(jié)論UCA實際上檢測是粘合失效（油墨紙涂層），而不是內(nèi)聚破壞（表面拾?。┑耐繉咏Y(jié)構(gòu)中的結(jié)果。研究一個全面的印刷試驗期間印制的印刷品，其目的是確定如果UCA有額外的現(xiàn)象，除了油墨轉(zhuǎn)移失效

54、，我們在以前實驗研究稱為油墨的剝離。這兩種機(jī)制給予UCA和發(fā)生在由于油墨紙涂層附著力失效。而油墨轉(zhuǎn)移發(fā)生故障時，油墨轉(zhuǎn)移到紙張表面的失效，油墨剝離時，首先成功地沉積在紙上，然后離開在下面的印刷單元橡皮布。印刷形式是這樣設(shè)計的，每個單元應(yīng)用每個青色非圖像區(qū)域的油墨在紙張上。因此，印刷紙張打印紙分為三個區(qū)域C2、C5和C6。因此，UCA在印版在最后打印單元（C6）會造成油墨轉(zhuǎn)移失效，因為印刷不會有與橡皮布有進(jìn)一步的接觸區(qū)域，因此，油墨剝離粘

55、結(jié)沒有發(fā)生破壞。UCA印刷從第二單元（C2）和所述的第五單元（C5）可以，但是由于兩個油墨轉(zhuǎn)印失效和油墨剝離。發(fā)生在稍后四個橡</p><p>　　印版用油墨使圖像區(qū)域和非圖像區(qū)域滿足上抵銷氣缸橡膠布。油墨和水轉(zhuǎn)移到橡皮布的表面。長絲形成在咬合區(qū)出口，它們拆散和液體反沖入在橡膠表面液滴補丁。液滴的形成和補丁支持研究油墨轉(zhuǎn)移的聚酯。</p><p>　　橡皮布上的水將被轉(zhuǎn)移到進(jìn)入印刷單元的研

56、究。由于其粘度低，水會被擠到涂層的多孔區(qū)域而形成的封閉區(qū)域的表面。對紙張傳送報告顯示，0.2-0.5gm-2可以在每個印刷單元。這當(dāng)然取決于供給速度進(jìn)行傳輸。但是我們可能考慮到對橡皮布潤濕紙，因此，印刷幾個單元之后，轉(zhuǎn)移到一個封閉區(qū)域可以高達(dá)每平方米每克。</p><p>　　油墨轉(zhuǎn)移失效是很容易從斯特凡定律中理解，即</p><p><b>　?。?）</b><

57、;/p><p>　　其中，F(xiàn)是在ν的速度分裂與區(qū)域A的膜所需的力，而η是膜的粘度，t是其厚度，C是常數(shù)。定律中顯示，分割一個液體薄膜所需要的力成反比其取決于膜厚度的3次冪，并直接對粘度和分裂速度。麥克菲，根據(jù)斯特凡定律，確定分裂發(fā)生在油墨層厚度低的區(qū)域，但是一旦超過一定值時，分裂將在潤版液的薄膜中發(fā)生。油墨轉(zhuǎn)印失效，我們假設(shè)在紙張上的潤版液薄膜是厚的，且將發(fā)生此薄膜內(nèi)的分裂和油墨不轉(zhuǎn)移到濕紙表面上。</p>

58、;<p>　　油墨剝離理論需要更仔細(xì)的分析對油墨轉(zhuǎn)移在紙張表面和橡皮布上的性質(zhì)。我們可以在橡皮布上區(qū)分圖像區(qū)域和非圖像區(qū)域。圖像區(qū)域?qū)⒂湍D(zhuǎn)印到紙上，但非著墨部分也不會與它本身已經(jīng)印刷在先前單元紙張油墨接觸。在橡皮布的油墨有兩種類型，我們稱它們?yōu)樾迈r的和使用的。</p><p>　　新鮮的油墨堆積在橡皮布的圖像區(qū)域從印版和從未吸收表面接觸。它是沉積到以前殘余的油墨。因此，它有其獨到的流變性能，稍微改

59、變與水接觸后，殘留的墨水。水可乳化成墨水，然而，這種乳液由于剪切穩(wěn)定性差最有可能被打破。</p><p>　　另一種類型的橡膠布的油墨可被認(rèn)為是使用的墨水。它位于橡膠布的非圖像區(qū)域。它已被轉(zhuǎn)移到在較早印刷壓印區(qū)的紙上，而在與多孔紙張表面接觸，油墨已經(jīng)耗盡。油墨的粘度是非常高的，因此油墨層可以認(rèn)為是比較新鮮的油墨在橡皮布上。油墨層也可以是異質(zhì)的在這兩方面的粘度和厚度，由于紙表面被轉(zhuǎn)移是異質(zhì)的，既孔隙度和地形。由于油

60、墨消耗粘力增加很快，這是很難衡量的。一個指標(biāo)可以從使用油墨表面相互作用測試儀測量的曲線的斜率得到（ISIT）。在30-40％的初始接觸之后增加接觸時間觀察到，在25-30％的數(shù)量級的孔隙率的多孔涂層，增加對緊湊涂層的2-3％的孔隙度且小于5％。</p><p>　　在油墨剝離理論，我們把油墨轉(zhuǎn)移到了潮濕的紙張表面，從一層厚度低于圖層分裂所需的臨界厚度。當(dāng)在潮濕的紙張表面的油墨層與使用的油墨在橡皮布上的非圖像區(qū)在隨

61、后的印刷輥隙，情況是不同的：</p><p>　　由于背部的凹陷橡皮布上的墨膜厚度較低且不均勻。</p><p>　　墨膜的粘度增加消耗使用的墨水，因為墨膜一直在靜置，經(jīng)過兩個印刷單元，膠印油墨剪切變稀，油墨的粘度也恢復(fù)到原來狀態(tài)。</p><p>　　墨膜下方的涂層表面進(jìn)行剝離具有水分含量高，可能會保持不變，特別是如果下方的紙點是一個封閉的非吸收區(qū)。如果沒有完全封

62、閉，但緊湊孔隙率低，該地區(qū)可能儀飽和從以前的印刷輥隙。結(jié)果表明，閉合/緊湊區(qū)域是壓光后是頻繁的。</p><p>　　在這種新情況下較薄的墨層和更高的油墨粘度，最弱的點可能是潮濕的紙和墨之間的邊界，游離或吸附在界面的水的弱邊界層之間。因此，我們的啟示是油墨剝離粘合失效就是油墨排斥（拒絕的稍后形式）和墨水背面凹陷的組合。它發(fā)生在該涂層的濕潤致密區(qū)域，這些與橡皮布的高粘度油墨層的區(qū)域重合。此墨膜的內(nèi)聚強度比新鮮墨膜最

63、初沉積在濕紙表面的高得多。對于這種情況發(fā)生的可能性非常低，但UCA的比例也低，有幾百個百分之一，而在最壞的情況下也有百分之二。</p><p>　　這種效果是最常見的紙在涂層孔隙率不均勻，呈現(xiàn)出緊湊的或完全封閉的區(qū)域，其中，潤版的吸收是低的和游離或結(jié)合在表面的水可以在這兩個印刷輥隙之間經(jīng)過。它可以通過減少墨斗進(jìn)給速率降低。但是，這種效應(yīng)依然可見即使當(dāng)墨斗進(jìn)給減少。當(dāng)墨斗進(jìn)給減少，一個不間斷的潤版膜在紙張表面的概率

64、或自由水修補減小。相反，人們可能會發(fā)現(xiàn)潮濕的地方上/紙張表面與水相關(guān)聯(lián)的吸附親水分散劑覆蓋的顏料。這就是墨的弱鍵。只有幾個單層的水是需要從涂層的表面能屏蔽色散力，而且，由于水的表面能量色散分量比涂層低得多，墨水其主要色散組分（特別是非極性的礦物油）大大減少鍵能在潤濕涂層表面。其后果是該高粘性背面被困墨上橡皮布作用在紙張表面上的較薄油墨層上的涂料和油墨之間發(fā)生了故障，而不是所希望的，墨膜的內(nèi)聚力破壞。</p><p&g

65、t;　　之所以有更多的UCA在C2相比C5，首先是由于潤版已轉(zhuǎn)移到了四個單位，而不是一個。這會給更多的潤版液涂層，而且，如果潤版?zhèn)魉托扪a好，該水的修補已經(jīng)轉(zhuǎn)移到關(guān)閉區(qū)域的油墨轉(zhuǎn)移之前，這是C5比C2的概率高。此外，如果一個UCA已經(jīng)形成在第二單元中，將最有可能從后面的橡膠布離開印刷機(jī)之前的輥隙填充墨水。</p><p>　　支持這一機(jī)制的實驗觀察到：</p><p>　　?空白區(qū)域有大量的

66、封閉區(qū)域</p><p>　　?壓光的空白區(qū)域比未壓光的空白區(qū)域好</p><p>　　?空白區(qū)域通過降低墨斗的飼料，雖然沒有在油墨剝離的情況下完全消除，</p><p>　　而油墨轉(zhuǎn)印失效問題顯然消除。</p><p>　　?空白區(qū)域有更高的極性表面</p><p><b>　　總結(jié)</b>&l

67、t;/p><p>　　在預(yù)涂布紙的工業(yè)膠印試驗設(shè)計進(jìn)行了研究，在涂料油墨的附著力和對印刷質(zhì)量的影響發(fā)生了故障。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，壓光和高量分散劑在涂料顏色對油墨的粘合失效，這表明作為印刷的白色斑點，是覆蓋不到的區(qū)域（空白區(qū)域，UCA）。在水分減少進(jìn)料降低油墨的附著力失效，但并不能完全消除，雖然傳統(tǒng)的油墨拒絕干擾已消除。</p><p>　　該UCA是最常見的，在倒數(shù)第二個印刷單元上含有大量的分散劑在壓

68、光紙上。使用SEM進(jìn)行表面組成分析表明，該紙具有一個不均勻的致密表面孔隙度/封閉區(qū)域的高組分。這些緊湊的地區(qū)最有可能包含聚集色素。緊湊型/封閉型在其他紙張中也觀察得到，但頻率較低。封閉的地方總是在壓光紙中含量增加。</p><p>　　得出的結(jié)論是，油墨的附著力失效的主要機(jī)制是一個過程，油墨首先沉積在紙張表面，然后飛離在隨后的印刷單元的表面。我們將此新的機(jī)制作為油墨剝離粘合失效。所提出的機(jī)制是基于與已經(jīng)沉積在橡膠

69、布粘性弱的油墨水組成和富含水分的涂層油墨界面。在橡皮布的粘性油墨從紙張中被轉(zhuǎn)移，它已經(jīng)失去了油墨吸收多孔紙張表面，從而增加粘度以及由于處于靜止?fàn)顟B(tài)粘性就恢復(fù)了。當(dāng)他們在隨后的印刷單元接觸，在潮濕的紙張，橡皮布的粘性油墨，因為潮濕的紙張表面附著力低。</p><p>　　隨著UCA增加，印品顯示印刷密度不均勻（印刷斑點）。該觀察得出這樣的結(jié)論：存在UCA的斑點是由于背面凹陷。在斑點與目前的UCA（額外斑點）的增加而