1.2.3 酸堿反應(pH值變化)對印刷適性的影響
顯然,在水基墨穩(wěn)定性范圍之內(nèi),pH值下降一個點,將會對油墨在紙張上擴展的特性有影響。為了觀察pH值對油墨擴散和穩(wěn)定性的影響,文獻[3]對兩種高聚物:一種是在pH值5~7范圍內(nèi)變化敏感的改性聚酯,另一種是在整個pH范圍內(nèi)都敏感的水溶液進行了研究。研究表明,丙烯酸樹脂對pH值在6~8以內(nèi)的改變是敏感的,而聚酯對pH值改變很寬的范圍內(nèi)不敏感。這說明這些高聚物在涉及到被紙基吸收的問題上表示出十分不同的行為。而且,對pH變化敏感的高聚物滲入紙張的速度比對pH變化不敏感的高聚物慢得多。所以,目前水基墨中的連結料多采用水溶性丙烯酸共聚樹脂。
墨層與紙之間的酸堿反應的動態(tài)關系對于油墨在紙制品中的擴散及油墨的穩(wěn)定性十分重要。當紙張與油墨剛接觸的瞬間,紙表面僅有有限量的酸物質與油墨層發(fā)生反應,更多量的酸物質以液相滲入紙中。這種滲透剛開始較慢,隨著時間增加而加快。這種現(xiàn)象被稱為“潤濕滯后性”或“滲透滯后性”。這種“滯后性”減慢了酸堿作用(pH值變化)的時間。完全中和墨層所需的酸量取決于墨層厚度,就像取決于緩沖劑所起的緩沖能力一樣。例如,高酸值高聚物將消耗更多紙的酸度。作為水基墨印刷的膠印物———紙張必須具有合適的酸堿度,這樣才會使油墨的干燥時間適當,同時又能適當?shù)刈柚辜垙垖τ湍^快吸收,從而破壞墨層的光澤度。而且可在油墨配方中加入緩沖劑來改變油墨的擴散性能。
由以上實驗可知,酸堿反應將使印在紙面的水基墨的pH值下降,pH值下降對油墨的紙面擴展和水的釋放有很大的影響。而且pH值的降低發(fā)生得十分快,其速率是由從紙張向油墨層擴散的酸離子數(shù)目和時間控制的;與油墨層接觸時,紙張中的酸離子產(chǎn)生速率及數(shù)量取決于水相滲透到紙中的速率和油墨與紙的成分相互作用的速度,且酸堿反應決定于油墨中的水分滲入到紙基中的過程;在油墨擴散過程中,酸堿反應的影響僅次于摻在油墨中表面活性劑所產(chǎn)生的影響。油墨與紙張的pH值相差越大,酸堿反應促進油墨擴散就越是有意義。而且油墨的顆粒越小,油墨在紙表面的擴散就越快;高聚物中酸值越高,它的緩沖能力和抵抗pH改變的能力就越大。
2 紙張變形､表面平滑度與墨膜 pH變化處理工藝
2.1 單張紙凹印的調濕處理
紙張的變形受很多因素的影響,其實質就在于含水量的變化。為了使紙張的含水量在整個紙面上保持一致,并且與印刷的相對濕度相適應,同時也為了降低紙張對外加環(huán)境溫濕度的敏感程度,提高紙張尺寸的穩(wěn)定性。利用紙張吸濕滯后效應[1],采用調濕處理方法進行解決。由于高濕法采用先讓紙張纖維吸收較多的濕分,使紙張得到充分的伸長,然后再降低濕度,使紙張在調濕后獲得與車間相同的濕度,這樣就能使紙張的吸濕滯后效應更充分地表現(xiàn)出來,以致于在水基墨紙張凹印中,紙張不再吸收過多的水分而伸長,保持相對穩(wěn)定性(見圖3)。所以說,在單張紙水基墨凹印中,使用經(jīng)高濕法調濕處理的紙張來印刷,在一定程度上減少因紙張吸水變形而引起的印刷故障。
圖中A表示紙張調濕到含水量為3.8%,印刷后的紙張含水量的變化;B表示紙張調濕到5.2%,印刷后紙張含水量的變化;C表示紙張調濕到5.7%,印刷后紙張含水量的變化;D為紙張調濕到含水量為6.2%,印刷后紙張含水量的變化。
紙張的含水量與環(huán)境溫度有關,它隨溫度增加而減少,近似直線關系。所以,除了上述調濕處理外,在套印過程中,應使得紙張的含水量變化不超過±0.1%,否則影響套印的準確性,車間溫度的變化以不超過±3℃為宜。
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