数字印刷材料

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摘要

数字印刷材料在印刷过程中起着决定性的作用,它是关系到印刷质量和印刷技术发展的重要因素,是从事印刷专业的技术人员所不可缺少的专业知识。

在印刷复制的过程中最主要的印刷材料是油墨和承印材料，油墨是在印刷过程中，被转移到承印物上的成像物质，显示出图文信息，因此油墨在印刷中作用非同小可，它直接决定印刷品上图像色彩还原、清晰程度等；而承印材料是能够接受油墨或吸附其它色料并呈现图文信息的各种物质的总称，常见的承印材料有纸张和塑料等，在数字印刷中常见的呈现图文颜色材料是墨水、电子油墨以及色粉。

数字印刷中的纸张的质量是影响印刷成品的质量，表征纸张质量好坏的指标就是纸张性能参数，通常在日常生产中需要考虑的性能参数有厚度、克重、挺度、平滑度、白度、光泽度、吸收性等。对于数字印刷用纸而言，不同的成像机理所涉及到的不同成像技术还对纸张提出了要求。

目录

摘要 (3)

第1章数字印刷主要用纸.................................................................................................. - 1 -

1.1. 涂布纸的种类.......................................................................................................... - 2 - 第2章干粉式数字印刷用纸.............................................................................................. - 8 -

2.1. 抗阻性能.................................................................................................................. - 8 -

2.2. 纸张中含湿量的均匀性.......................................................................................... - 8 -

2.3. 纸张的加工质量...................................................................................................... - 8 -

2.4. 纸张的粗度.............................................................................................................. - 9 - 第3章墨成像数字印刷用纸.............................................................................................. - 9 -

3.1. 对喷墨打印纸的要求............................................................................................ - 11 -

3.2. 喷墨打印纸的构成................................................................................................ - 11 -

3.3. 印刷中的助剂........................................................................................................ - 11 - 第4章彩喷用纸的技术要求............................................................................................ - 13 -

4.1. 油墨吸收性............................................................................................................ - 13 -

4.2. 图像分辨率............................................................................................................ - 15 - 第5章数字印刷油墨........................................................................................................ - 15 -

5.1. 数字印刷对油墨的娶求........................................................................................ - 15 - 第6章数字印刷油墨的种类及组成................................................................................ - 17 -

6.1. 水性数字印刷油墨的组成及性能........................................................................ - 17 -

6.2. 溶剂型油墨的组成及性能.................................................................................... - 18 -

6.3. 固态数字印刷油墨................................................................................................ - 19 -

6.4. 喷墨印刷油墨的组成............................................................................................ - 19 -

6.5. HP Indigo电子油墨 .............................................................................................. - 20 -

6.6. UV/EB热固性油墨............................................................................................... - 21 -

6.7. 采用喷墨印刷机提供商提供的油墨.................................................................... - 22 -

图索引

图1-1涂布纸-

1 -

图1-2铜版纸 ..................................................................................................................... - 3 - 图1-3胶版纸 ..................................................................................................................... - 4 - 图1-4 不干胶 .................................................................................................................... - 5 - 图1-5亚光纸 ..................................................................................................................... - 6 - 图1-6铸涂纸 ..................................................................................................................... - 7 - 图3-1泽度对呈色效果影响 ........................................................................................... - 10 - 图3-2普通纸张与涂布纸张受墨后效果比较................................................................ - 13 - 图6-1电子油墨的颜色种类 ........................................................................................... - 21 - 图6-2UV固化油墨的优点.............................................................................................. - 22 -

第1章数字印刷主要用纸

数字印刷印刷材料广泛，铜板纸、胶版纸、艺术纸、不干胶、塑料薄膜、PVC等都可印刷，厚度从10微米到300微米。特别是不干胶类、塑料薄膜类材料，经测试，市场上能见到的几十家厂牌、几千个品种、各种不同基材和面材的不干胶和塑料薄膜都可印刷。

主要的数字印刷用纸

图1-1涂布纸

造纸厂在生产出原纸后，这个原纸还得经过专门的涂布机来涂料，为了是让纸张表面光滑，白度高。挺度、平滑度、洁净度。

目前数字印刷主要还是采用涂布纸，涂布纸(coated paper)是在原纸上涂上一层涂料(coating color)，使纸张具有良好的光学

性质及印刷性能等。其主要用途有：印刷杂志、书籍等出版用纸和商标、包装、商品目录等印刷用纸，两者的比例约为1:3。涂布纸大至可分为：铜版纸、涂布纸、轻量涂布纸，除此之外还有烙光涂布纸等特殊涂布纸。

涂布纸的印刷适性

涂布纸是目前柔性版印刷中常用的承印材料之一，为使其满足柔性版印刷工艺的适印性要求，主要应从油墨吸收性、表面强度和涂布层的敏弹性三个方面着手控制。

对数字印刷涂布纸的要求：

1．纸页表面平滑，呈白色或中白色。

获得高分辨率

2．纸页挺硬、强度高。

3．纸页亮度和光泽度高，洁净、不透明。

获得理想印刷密度

4．适量的含水量和均匀的导电性。

5．采用计量施胶压榨进行微涂布，并可进行双面打印。

1.1.涂布纸的种类

铜版纸

图1-2铜版纸

铜版纸又称涂布印刷纸，在香港等地区称为粉纸。它是以原纸涂布白色涂料制成的高级印刷纸。主要用于印刷高级书刊的封面和插图、彩色画片、各种精美的商品广告、样本、商品包装、商标等。

铜版纸的特点在于纸面非常光洁平整，平滑度高，光泽度好。因为所用的涂料白度达90%以上，且颗粒极细，又经过超级压光机压光，所以铜版纸的平滑度一般是600～1000s。同时，涂料又很均匀地分布在纸面上而显出悦目的白色。对铜版纸的要求有较高的涂层强度，涂层薄而均匀、无气泡，涂料中的胶粘剂量适当，以防印刷过程中纸张脱粉掉毛，另外，铜版纸对二甲苯的吸

铜版纸的印刷特性

收性要适当，能适合60线/厘米以上细网目印刷。

大家看到的漂亮的挂历、书店中销售的张贴画、书籍的

封面、插图、美术图书、画册等等。

胶版纸

图1-3胶版纸

旧称"道林纸"，主要供平版（胶印）印刷机或其他印刷机印刷较高级彩色印刷品时使用，适于印制单色或多色的书刊封面、正文、插页、画报、地图、宣传画、彩色商标和各种包装品。

胶版纸按纸浆料的配比分为特号、1号和2号、3号，具有较高的强度和适印性能。有单面和双面之分，还有超级压光与普通压光两个等级。胶版印刷是比较高级的书刊印刷纸，对比度、伸缩率和表面强度有较高的要求，酸碱性也应接近中性或呈弱碱性，以免影响印刷用的纸张，

胶版纸伸缩性小，对油墨的吸收性均匀、平滑度好，质地紧密不透明，白度好，抗水性能强，应选用结膜型胶印油墨和质量较好的铅印油墨。油墨的粘度也不宜过高，否则会出现脱粉、

拉毛现象。还要防止背面粘脏，一般采用防脏剂、喷粉或夹衬纸。

重量：50，60，70，80，90，100，120，150，180（g/m2）

不干胶

图1-4 不干胶

不干胶也叫自粘标签材料，是以纸张、薄膜或特种材料为面料，背面涂有胶粘剂，以涂硅保护纸为底纸的一种复合材料。由于涂布技术有多种，致使不干胶材料形成有不同档次，目前的发展方向是由传统的辊式涂布、刮刀涂布向高压流延涂布方向发展，以最大限度保证涂布的均匀感性，避免气泡和针眼的产生，保证涂布质量，而流延布涂布在国内技术还未成熟，国内主要采用的是传统辊式涂布。

不干胶的印刷特性

所谓不干胶印刷就是在一定压力下将油墨等物质经印版转移到背面预涂有胶层的承印材料表面的过程。和普通印刷相比，

不干胶有以下特点：

投资小，见效快。不干胶印刷品多为商标和贴纸，其幅面较小，印刷速度快，生产废品少。

印刷方式灵活。不干胶不受印刷方式的限制，传统印刷厂可采用胶印机或丝网印刷机印刷。

功能多，广泛不干胶应用于食品，化妆品的商品和条码等，还可用做电子产品，机械产品等特殊环境下的标牌。

亚光纸

图1-5亚光纸

纸张类按表面光泽度分为高光、半高光和亚光。*高光：镜面铜版、光粉纸等。*半高光：铜版纸。*亚光纸：胶版纸。*特种纸有铝箔纸、荧光纸、热敏/热转印纸。一般情况下，打印高光纸张类介质采用树脂增强型蜡基碳带或混合基碳带（IMC W103和M203），特别是镜面铜版纸，它虽叫铜版，但表面是一

层合成材料的光膜，应按合成材料对待，使用M203碳带。、铸涂纸

图1-6铸涂纸

又名玻璃粉纸，是一种表面特别光滑的高级涂布印刷纸。它是在原纸上经过二次或一次厚涂布量(单面20至39克)的涂布，在涂料处于潮湿状态时，涂布面紧贴在高度抛光的镀铬烘缸上加热烘干，速度约100米或低一些即可得到，光泽度为85左右，不须进行压光。将涂布纸用花纹辊进行压花处理，可以制成布纸或鸡皮纸。铸涂纸主要印刷封面、插页和高级纸盒，布纹纸和鸡皮纸则多用于印刷挂历和名片等。

采用铸涂法在原纸上涂上一层涂料的一种具有镜面光泽的高光泽涂布纸。定量一般在80g/m以上。具有良好的油墨接受性和吸收性、印刷适印性。原纸多用木浆抄造。涂料与普通涂布纸的涂料组分相近，最大的差别是铸涂纸涂料中加有较多的剥离剂，一般为硬脂酸钙。胶黏剂一般含有较多的干酪素或豆酪素。涂布时在涂料尚未固化而处于可塑态时，或干燥再湿后进行强制

压紧，在铸涂缸上干燥，形成与接触缸面平滑度相同的光洁表面。多用在精美印刷品、广告、书籍封皮等场合。

第2章干粉式数字印刷用纸

2.1.抗阻性能

如果表面的抗阻性能很高，则这种纸吸附的静电会很高，纸页将会粘在一起，这样就会产生送纸错误或是双张问题，甚至还会干扰打印机的控制信号。若纸的抗阻性能很低，则色粉的传递性能差，从而使打印图象的密度偏低。

抗阻性能通常是由纸张制造商使用盐对纸张表面进行调整的，但是纸张的抗阻性能对于湿度变化是十分敏感的。

2.2.纸张中含湿量的均匀性

如果纸张在打包时太干燥，则解包时，纸张的边缘部分就会很快地吸收空气中的水分，从而造成周边与内部的水分分布不均。同时包装总论，如果纸张在打包时太潮湿，则周边在开包时就会失水。如果纸张的含水量太大，则色粉就会在加热熔化的过程中被充入水气，发生起泡现象

2.3.纸张的加工质量

如果纸张的加工质量不太好，出现表面绒毛化，则会使印刷部分的纤维密度不同，这样就会导致色粉转移不均匀，最终会产生不必要的印刷斑点。

2.4.纸张的粗度

纸张表面越粗糙，对于打印头来说，则打印头接触到的表面就会越高，则这样会造成色粉集中在印刷表面的顶部，产生不均匀、印刷色斑的现象。

第3章墨成像数字印刷用纸

喷墨打印纸与一般纸张有很大区别。在喷墨成像式数字印刷中经常使用到水性油墨，一般纸张接触到水性油墨后会迅速吸收扩散，结果无论从色彩上还是从清晰度上都达不到印刷要求。而彩色喷墨打印纸就不会出现上述问题。彩色喷墨打印纸是纸张深加工的产物，它是将普通印刷用纸表面经过特殊涂布处理，使之既能吸收水性油墨又能使墨滴不向周边扩散，从而完整地保持原有的色彩和清晰度。

目前，市场上的喷墨打印纸张可以分为普通彩色喷墨打印纸(简称普通彩喷纸)和涂布彩色喷墨打印纸(简称涂布彩喷纸)。普通彩喷纸主要是在制备过程中通过控制浆内施胶、表面施胶及合适的填料加入量来保证打印质量，在普通彩喷纸制备过程中，一般在造纸机上通过专用的内部施胶剂进行内部施胶和通过专用的表面施胶剂在纸机施胶压榨部进行表面施胶。普通彩喷纸的成本比涂布彩喷纸要低得多，主要应用在打印效果要求不高的场合。

喷墨打印纸结构上可分为三层：纸基、涂层、喷纸。防卷曲涂层。其中，纸基主要成分由漂白浆与碳酸钙等组成。喷墨纸的涂层是由高吸收性的白色颜料和亲水树脂的混合物组成，主要成分有颜料、胶黏剂和树脂。颜料主要是一些有吸墨性的多孔性的白色矿物质颜丰"-I-，或能在涂层中形成多孔性结构的材料，可以是高岭土、碳酸钙、二氧化硅、氧化锌、氢氧化铝、二氧化铁等，使纸的表面形成一层良好的印墨接受层，改进纸面均一性，提高成品适应性，以满足不同用途的性能要求。涂层中的树脂采用功能性高吸收树脂，它具有很好的耐候性、光泽度、附着力和呈色性，它是喷墨专用纸很重要的成分。目前，喷墨纸张表面涂层分为粉质涂层和胶质涂层，粉质涂层为亚光面，表面较粗糙、着墨性能好、墨水附着力强、色彩不鲜艳，多于户外环境；胶质涂层为高光面，表面"-T-滑、墨水附着力弱、色彩鲜艳、用于户内环境。

图3-1泽度对呈色效果影响

3.1.对喷墨打印纸的要求

（1）有一定的拉力、挺度和平滑度。

（2）印墨吸收能力强，印墨吸收速度快

（3）有耐水性、耐光性、保存性，不变色和不褪色

3.2.喷墨打印纸的构成

纸基：主要成分由漂白浆与碳酸钙等组成。

表面涂层：改进纸面均一性，提高成品适应性，主要成分有颜料、胶粘剂和树脂。

防卷曲涂层：防止打印过程中纸张卷曲。

助剂：分散剂、湿润剂、消泡剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、保水剂、荧光增白剂等。

3.3.印刷中的助剂

分散剂：吸附于液固界面并能显著降低界面自由能，使固体粉末均匀的分散在液体或熔体中，并使之不再聚集的一类物质。

润湿剂：又称湿展剂、润湿剂。农药助剂之一。能使不溶于水或不为水湿润的固体农药被水浸湿的物质。主要作用是降低水的表面张力或界面张力,使固体表面能被水所润湿。

消泡剂：消泡剂，又称为抗泡剂，在工业生产的过程中

会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。

紫外线吸收剂：目前较为理想的紫外线吸收剂/光稳定剂多为复配型的，特别是以水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类与受阻胺类复配，可取得比任何单独紫外线吸收剂更为理性的效果。紫外线吸收剂的使用领域：聚合物（塑料等）,涂料（汽车喷漆，建筑物涂饰）,印刷油墨，染色/印花纺织品的后处理，防晒化妆品。

抗氧化剂：抗氧化剂（Antioxidants）是阻止氧气不良影响的物质。它是一类能帮助捕获并中和自由基，从而祛除自由基对人体损害的一类物质。人体的抗氧化剂有自身合成的，也有由食物供给的。较强的抗氧化剂如艾诗特ASTA（astaxanthin的简称）等，一般人类无法合成，必须从食物中等摄取。

保水剂：保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。

荧光增白剂：荧光增白剂（fluorescent brightener）是一种荧光染料，或称为白色染料，也是一种复杂的有机化合物。它的特性是能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质很白，达到增白的效果。

图3-2普通纸张与涂布纸张受墨后效果比较

第4章彩喷用纸的技术要求

4.1.油墨吸收性

油墨吸收性也称油墨吸收速度，彩喷纸应有高的油墨吸收性能，即油墨微滴高速喷到纸面上后应快速被涂层吸收，而不能停留在纸面上，这一点对喷墨量大的图像非常重要。观察彩喷纸油墨吸收性最简单的方法是油墨喷到纸面上形成图案后的湿油墨光泽逐渐消失所用的时间，如果油墨不能被涂层快速吸收，根据墨量的大小可能会出现以下情况。

①珠化。珠化是指当纸张表面能很小时，油墨的细小微滴喷到纸面上不能使其润湿，而以液珠的状态停留在纸面上。这

种现象可能是由于纸页紧度过大、涂层不当造成的，一般在涂布彩喷纸中不易出现。

②较长的干燥时间，这种现象是墨滴喷到纸面后能够湿润纸面，但湿润后立即停止，不能在纸张内部进行适当渗透，原因是纸页紧度过紧及胶粘剂用量过大。

⑧印流。在喷墨量大、涂层吸墨性过小时出现印流。以品红、青、黄套色成黑色为例：打印机墨头先喷出的是青色，然后品红覆盖在青色上，最后是黄色在最上面套色产生黑色，这时如果涂层吸墨性过小，第二或第三色油墨就有可能流到图像的外部，这种现象称为印流。一般地说，喷墨打印纸的性能取决于纸张组分。

从以上几种情况可以看出，彩喷纸的吸墨性非纸张中颜料的种类和性能对彩喷纸打印质量起决定性过大将会对其他性能产生不利影响。合格的彩喷纸要求墨滴喷到纸面上应在整个轮不同性能的颜料应对应不同用量的胶粘剂。原纸性在涂层内有相同的渗透距离，反之就会出现洇渗现大的原纸，可以辅助涂层提高吸墨速度，减少涂布性、结构紧密性、均匀性、颜料性能等因素有关。提高产品平整度的一个重要手段。

彩喷纸的图像应主要在涂层和基材上层形成，即油墨不能经过涂层和基纸透到背面，如出现这种现象即称为透印。透印的产生通常是由于涂层吸墨量小和基纸紧度过大使得油墨的浸入

路径变短所引起的。

4.2.图像分辨率

图像分辨率也称图像的解像力，其主要与彩喷纸涂层性能有关。在喷墨记录过程中，油墨是以微／J、粒子形式喷向纸页表面，此时墨滴在涂层中的扩展程度主要决定于涂层的微孔性和颜料的粒径，通常粒径越小微孔性越好，墨滴扩散的程度越接近理论值，因此可以说在其它性能一定的条件下，选用小粒径的二氧化硅可以提高打印图像的分辨率。

一般地说，喷墨打印纸的性能取决于纸张组分。纸张中颜料的种类和性能对彩喷纸打印质量起决定性作用，粒径小、比表面积大、吸油量高的二氧化硅是较为适宜的颜料。胶粘剂的种类和用量对彩喷纸的光密度、吸墨均匀性及吸墨速度影响比较大，胶粘剂用量应根据所选用颜料的吸墨性能来决定，不同性能的颜料应对应不同用量的胶粘剂。原纸性能对彩喷纸性能的影响也不能忽视。表面吸收性较大的原纸，可以辅助涂层提高吸墨速度，减少涂布量，降低涂料成本。背涂是防止彩喷纸翘曲和透印、提高产品平整度的一个重要手段。

第5章数字印刷油墨

5.1.数字印刷对油墨的娶求

为使数字印刷能顺利完成高质量的印刷转移成像过程。