印刷紙張酸堿性介紹

紙的發(fā)明是人類進步的重要標志，是人類文明和科學(xué)文化得以記載、積累、傳播和發(fā)展的重要物質(zhì)條件。其中，印刷用紙是紙張中用量最大，最為重要的一類產(chǎn)品，而紙張的各種性能，包括機械性能、物理性能、化學(xué)性能、光學(xué)性能等，對印刷復(fù)制過程及印刷品的質(zhì)量有較大的影響。因此，了解紙張的這些性能，在印刷時適當調(diào)節(jié)印刷參數(shù)和印刷工藝，是獲得高質(zhì)量印刷品的關(guān)鍵。紙張的酸堿性是紙張化學(xué)性能的一項指標，是影響印刷品質(zhì)量的重要因素，本文將簡單討論紙張酸堿性對印刷品質(zhì)量的影響。

紙張的酸堿性

紙張的酸堿性是在造紙過程中產(chǎn)生的。溶液酸堿性的強弱取決于溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度，通常用pH值來表示和衡量。但準確地講，紙張這種固體是不可能具有pH值的，因為紙張是由纖維、添加劑和一定的水分組成的多相體系。因此，我們通常所說的紙張的pH值是指浸泡過紙張的水溶液的pH值。

一般來說，紙張的pH值應(yīng)以中性為好，但實際上大多數(shù)非涂布印刷紙的pH值在4.5——7.0之間，呈弱酸性，涂布印刷紙的pH值在7——9之間，呈弱堿性。紙張酸性的主要來源于造紙原料中的礬土[Al2(SO4)3]，由于鋁化合物水解產(chǎn)生大量的氫離子，是使松香施膠紙張呈現(xiàn)酸性的主要原因。紙張制成后，空氣中的SO2、CO2氣體被紙張吸收并進一步氧化成硫酸和碳酸，同時，紙張中纖維素的酸基、碳水化合物膠料、漂白和制漿化學(xué)藥品殘留的氯水解生成鹽酸和次氯酸，以及一些涂料的酸性成分等也是使紙張呈酸性的因素。紙張呈堿性，主要是因為造紙時，分散在填料中的高嶺土、碳酸鈣是呈堿性的，膠黏劑中的干酪素，涂料中氰胺——甲醛樹脂或聚乙烯亞胺樹脂等的存在都是使紙張呈堿性的因素。同時，現(xiàn)代抄紙工藝由原來的酸性抄紙改為堿性抄紙，也會導(dǎo)致紙張酸堿性的變化。

紙張酸堿性對印刷品的影響

1.對印品“耐久性”的影響

這里所說的印品耐久性實際上指的是印刷所用紙張的耐久性，指經(jīng)過很長時間，紙張仍能保持其重要的使用性能，特別是耐折度和顏色等特性的程度。對于印刷用紙，耐久性表達了紙張印刷品的使用壽命或可以保存的最長時間。影響紙張耐久性的因素很多，包括造紙時所用紙漿的種類、膠料、涂料、酸和金屬化合物的含量以及存儲或使用時的溫度、濕度、光照等，而pH值是影響紙張耐久性最主要的因素。

若pH值較低，會加快纖維素、半纖維素的降解，因為在酸性紙張中，氫離子促使纖維素大分子的“氧橋”斷裂，從而使纖維素發(fā)生水解和氧化反應(yīng)，造成纖維軟化和斷裂，且這些反應(yīng)都比較強烈，會使紙張印刷品嚴重退色，酸性越強，這種現(xiàn)象就越嚴重。由于紙張的酸性主要來源于施膠中所用的礬土，所以制造耐久性高的印刷用紙，如具有長期保存價值的檔案文獻和重要文件用紙，都采用了不加礬土的中性施膠方法。用亞硫酸鹽抄制的紙，因為pH值低和酸性蒸煮條件對植物纖維的特殊作用， 故耐久性比較差，不如硫酸鹽漿所抄的紙。如果漂白后紙張中殘留的氯含量比較高，則氯離子就會與水作用產(chǎn)生強酸，使紙張的酸性較強，導(dǎo)致耐久性大大下降。對于pH值較高的紙張來說，強堿性也不利于提高紙張的使用壽命，因為纖維素在堿性較高的條件下，其氧化降解速度也會大大加快。因此對于印刷用紙來說，強酸、強堿性對于印刷品的耐久性都有很大的破壞作用。

2.對印刷質(zhì)量的影響

（1)紙張的酸堿性對印刷質(zhì)量的影響是非常顯著的。紙張的pH值是影響印刷油墨氧化結(jié)膜干燥速度的重要因素之一，若紙張呈酸性，則酸性物質(zhì)與干燥劑中的多價金屬作用，生成不溶于油脂的產(chǎn)物，阻止了油墨的氧化結(jié)膜，抑制了油墨的干燥。因此，當紙張的pH值較低，即紙張酸性較強時，印刷油墨的干燥時間會明顯延長，當紙張的pH值低于5時，甚至會造成干燥完全停止。特別是在相對濕度比較高的條件下，紙張中的水含量增加，這些水能夠直接參與纖維素和半纖維素的水解，使紙張中的酸性成分含量增加，嚴重影響油墨的干燥速度。當紙張呈堿性時，一般都認為氫氧根離子會加快印刷油墨的干燥速度，促進干燥。但事實上，在實際的生產(chǎn)過程中，這種加速劑的作用并不十分顯著。圖1為紙張的酸堿性對印刷油墨干燥時間的影響。

(2）對于膠版印刷來說，印刷紙張的酸堿性還會影響潤版液的pH值。正常情況下，潤版液藥水呈弱酸性，當印刷紙pH值過低時，會進一步降低潤版液的pH值，從而影響印刷油墨的干燥速度，使印刷品出現(xiàn)干燥不好和背面粘臟等不良現(xiàn)象。同時，潤版液的酸性過強，必然會加快印版的腐蝕速度，從而降低印版的耐印力，還會破壞印版網(wǎng)點，影響印刷品階調(diào)和層次的再現(xiàn)。當印刷紙的pH值過高，即堿性過強時，印刷過程中，紙張中的堿性物質(zhì)會不斷地溶解并傳遞到潤版液當中，與弱酸性的潤版液發(fā)生中和反應(yīng)，使?jié)櫚嬉旱乃釅A度發(fā)生改變。此外，這些堿性物質(zhì)還會減小印版水墨界面上的界面張力，促使油墨乳化，導(dǎo)致非圖文部分上臟，使印品光澤度下降，油墨色澤暗淡等。潤版液的酸性越強，這種影響就會越大。

(3)對印刷油墨穩(wěn)定性的影響。有一些油墨中所含的顏料在強酸或強堿的條件下非常不穩(wěn)定，當油墨印刷在一些偏酸或偏堿性的紙張上時，經(jīng)過一段時間油墨的顏色就會消退，使印刷品失去原有的光澤和色彩。實際生產(chǎn)中，如果印刷紙的酸性過強，進行金屬油墨印刷后，印刷品上圖案的顏色會漸漸由金色、銀色變?yōu)楹谏�，印品失去金屬光澤。這是由于印刷紙中的氫離子轉(zhuǎn)移到金屬油墨中，使油墨中的金屬粒子被腐蝕的結(jié)果。

另外，一些紙張印刷后用來包裝金屬制品或與金屬接觸，由于紙張的強酸或強堿性，對金屬制品造成的污染或腐蝕也很嚴重。特別是一些用來包裝食品的紙張，如果其酸性或堿性較強，會造成對食品的污染，對人體傷害也非常大。對于照相紙和復(fù)印紙、濾紙、指示器用紙、膠版紙、電器絕緣用紙等多種紙張來說，其中殘留的酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)的量也是越少越好。

因此，紙張在生產(chǎn)的過程中要盡量控制其酸堿性，使其呈中性。印刷單位在使用新的紙張時，最好要了解紙張的酸堿性，對其進行測定，并根據(jù)印刷紙的酸堿性適當調(diào)節(jié)潤版液的pH值，控制生產(chǎn)車間的溫濕度，改變印刷過程中的相關(guān)參數(shù)或印刷工藝等，盡量將印刷紙酸堿性對印刷品質(zhì)量的影響減到最小，實現(xiàn)印刷的最好效果。