《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第五篇　包裝印刷

第二章　包裝印刷材料

第二節　其他承印材料

　　在過去，除紙張以外的承印材料主要是玻璃紙。進入20世紀50年代以后，塑料工業的迅速發展，各種新型塑料在包裝及建筑裝飾等領域的應用不斷增加，使塑料已成為除紙張之外使用最多的承印材料。除此之外，鋁箔、鐵皮及合成紙在承印材料中也占有一定的比例。這些材料與紙張相比較的最大特點是，它們大都具有非吸收性或低吸收性的表面，因而在這些材料表面進行印刷要解決的兩個關鍵問題是油墨的附著和油墨的干燥問題。目前選用的印刷方式主要是油墨選擇范圍較寬的凹版印刷、絲網印刷和柔性凸版印刷，而且在印刷之前也大都要進行表面處理。

一、合成紙與玻璃紙

所謂合成紙，簡單說來是以合成高分子物質為主體，具有類似紙的外觀性質而且易于印刷的平面材料。這個概念在紙漿和印刷界使用已有多年。與用纖維素制造的天然紙相比，合成紙的數量還較少，但仍是一種有發展前途的承印材料。

到目前為止，合成紙多是用合成纖維代替纖維素纖維抄造的，最初是由聚苯乙烯等的發泡塑料制成薄片、薄膜狀材料，具有紙張的性質，經過不斷改進，出現了用所謂合成紙漿制得的產品。

當然，現在的印刷法是按照天然紙所具有的性質去設想、去改進的，與此相適應，紙張本身也在進步。現在的合成紙所用的合成高分子材料多種多樣，國際市場上銷售的產品也種類繁多，制造方法也不同，但都是為使之適合目前方法設計的。具體來說，就是讓它易于用膠版或凸版方式印刷。如果在不久的將來印刷方式有所變化，合成紙也要與之相應地有所改變。

（一）合成紙應具備的特性

作為印刷材料用的合成紙應具備以下特性：

1．外觀

除特殊情況外，應具有白而不透明的外觀。木材紙漿經過藥品處理，在付出利用率低、纖維素分子量減少等損失后才得到白紙。而合成紙做成白而不透明是很容易的。即經過白色填料充填或設計發泡層、多孔層，不僅能得到高白度，而且得到的是比天然紙純度還要高的白色成品。同時不透明度也可以通過改變上述處理條件而有所變化。

2．印刷作業適性（即印刷運行適性）

（1）靜電。用單張紙印刷機印刷時，常有靜電發生而造成故障，因此必須進行防靜電處理。在冬季低濕度的情況下，一般承印材料都會經常產生靜電，所以使用易于帶電的合成高分子做原料制成的紙張時，更應充分注意。

防止靜電的方法，是添加或涂覆防靜電劑，但如果使用過量或選擇錯誤，就會產生下述不良影響。首先會在書寫時發生滲印；在膠版印刷時發生糊版；甚至成為油墨變色的原因。此外，添加的防靜電劑應具有一定時期的穩定性，否則會在表面揮發失去作用。

（2）硬度。眾所周知，纖維素是由極硬的分子骨架為基本結構的。與此相反，做為合成紙原料使用的聚合物都是柔軟的，因此，一般的薄膜和同樣厚度的天然紙相比，硬度小。

合成紙使用的聚合物若按楊氏模量高低排列的話，聚苯乙烯和聚氯乙烯幾乎相同，其次是聚丙烯，最小的是聚乙烯。在制做薄膜時，其硬度達不到要求，應采取措施加以提高。

即使采用楊氏模量高的樹脂或進行延伸和填料充填，生產的合成紙的硬度還是要比天然紙差。

（3）尺寸穩定性。任何一種合成紙，對于濕度變化的尺寸穩定性，都要比天然紙優越得多，幾乎沒有伸縮。因此不需要調節印刷車間的濕度，甚至不需要在印刷前晾紙。

但是，一般說來，塑料與其他材料相比，熱膨脹率大。但盡管如此，在沒有溫度調節的印刷車間，如果有10℃的溫度變化，則其伸縮率可計為0．05％～0．3％。從相對濕度60％左右的標準狀態到±30％左右的濕度變動所產生的伸縮，銅版紙大約是0．5％～0．9％；玻璃纖維混抄紙約是0．15％～0．3％。和這個數值比較，可以看出，合成紙因溫度變化產生的尺寸變化是在允許范圍之內的。

在尺寸穩定性方面應該注意的是它對于印刷動態張力的阻力比天然紙小，容易延伸。現在市場上銷售的合成紙均采取了一定的方法，改善其尺寸穩定性。但這樣也僅能滿足一般印刷的要求，像立體印刷那類高精度印刷，合成紙還不能達到令人滿意的結果。

（4）平整性。天然紙、合成紙無一例外，如果紙表面呈嚴重波紋狀變形，通過印刷滾筒時就會發生套印不準，甚至發生折皺而造成大故障。

天然紙的波紋狀態可以通過晾紙恢復正常，但合成紙不是因濕度變化而產生伸縮，不能用這種方法校正。合成紙的波紋主要來源于復卷張力不均勻產生的材料蠕變，所以只要注意復卷方法就能防止這種現象的發生。

3．紙化處理

天然紙的表面具有一定的吸光性，油墨印在紙張表面后，一部分組分能立即滲入紙張孔隙中，進而固化。對于合成紙要使其表面也具有吸收油墨的性能，必須進行紙化處理。處理方法主要有如下幾種：

（1）填料充填。二氧化鈦、碳酸鈣等填料本身對印刷油墨的受容性很強，但只加入20％～30％左右的填料，并不能獲得滲透性，因為這時，聚合物覆蓋在填料的周圍，不存在足夠的毛細管。只有加入足夠含量的填料或用溶劑洗掉表面層，露出填料，才可獲得一定的滲透性。

（2）充填填料和延伸并用。延展含有大量填料的聚烯烴薄膜，就會產生微細裂紋。有助于油墨的滲透。

（3）顏料涂覆。把粘土、二氧化鈦、碳酸鈣等和粘合劑一起涂覆在合成紙表面，原理和天然紙中的銅版紙、涂料紙相同。用這種方法，不僅能得到和天然紙同樣的滲透性，而且平滑性也極好，能得到超過天然紙的油墨受容性和印刷效果。

除上述方法外，紙化處理還包括發泡單元破壞法、藥物處理法等。

此外，與印刷油墨有關的性能還有表面強度和油墨的轉移性。關于前者，因為薄膜內部結合力大，幾乎沒有像天然紙那樣的拉毛故障；后者則因為表面平滑性、壓縮性及其他因素互相關連，不能一概而論，故這里略去。

（二）合成紙的發展方向

目前合成紙的印刷，多采用普通規格的單張雙色機印刷。但是為了適應印刷大型化、自動化、多色化的發展趨勢，合成紙應向降低成本、增大幅面、提高印刷適應性的方向發展。

具體來說，如用四色機印刷雙全張尺寸的印刷品，就要求合成紙有更大強度，油墨轉移到紙張后的固著、干燥速度要快，同時具有卷筒紙印刷即輪轉膠印的印刷適性。為此，必須提高耐熱性和對于外力的尺寸穩定性。

（三）玻璃紙

玻璃紙（Cellophanepaper）是利用亞硫酸鹽紙漿為原料，經各種化學處理制得的透明紙，是最早用于商品包裝的透明材料之一。玻璃紙有如下特點：

（1）透明度高。

（2）薄膜本身有較高的光澤。

（3）化學性能為中性，不帶電性，不吸塵埃。

（4）氣體的滲透率低。

（5）抗油、酸、堿性較強。

（6）印刷效果好。

（7）價格較低廉。

玻璃紙最大的缺點是吸濕性強，因此，為了盡量防止玻璃紙吸濕形變，通常在玻璃紙的表面涂以防濕劑，這類紙稱之為防濕玻璃紙。涂布的防濕劑有聚氯乙烯和硝化纖維素。對玻璃紙進行防濕處理，除能增加其防濕性外，還能增加其作為包裝材料的熱封性能。近年來，由于玻璃紙在環保方面具有其他塑料薄膜所不具有的優點而受到重視，市場需求量在逐年增加。

玻璃紙印刷方式有凹版、柔性凸版、凸版三種。其中，凹版可用多色輪轉印刷，適合印刷高級印品。在印刷運行性方面，所有玻璃紙的共同之處是，因吸濕而產生伸縮，印刷時因張力而伸長。所以在玻璃紙印刷時，要充分注意薄膜的伸縮問題，適當調整印刷環境濕度及印刷張力。

印刷在玻璃紙上的油墨雖沒有印刷在普通紙上的油墨附著牢固，但印刷效果卻相當優越。按涂聚氯乙烯防濕玻璃紙、普通玻璃紙、涂蠟克防濕玻璃紙的順序，印刷效果依次降低。涂聚氯乙烯的防濕玻璃紙對油墨的附著力強于普通玻璃紙，但有容易粘頁的缺點。另外，玻璃紙用印刷油墨要根據最終用途來選擇。

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