测试原理
本特生粗糙度仪基于空气泄漏法测定纸和纸板的表面粗糙度。测试时,试样被夹持于金属测量环与玻璃支撑板之间,测量环以98kPa的恒定接触压力压在试样表面。压缩空气以1.47kPa的标准压力通入测量头内部,空气从测量头环形接触面与试样表面之间的间隙泄漏至大气。表面越粗糙,泄漏的空气量越大,以mL/min为单位的流量值即为粗糙度的定量表征。表面越平滑,泄漏的空气量越少,粗糙度值相应较低。该方法的检测范围通常覆盖20~5000mL/min,适用于本特生粗糙度值约在50~1200mL/min范围内的纸和纸板。
涂布纸表面特征
涂布纸的印刷适性与表面平滑度密切相关。涂布层由颜料、胶黏剂和助剂组成,涂布工艺和压光处理共同决定最终表面的微观形貌。颜料粒径大小直接影响涂层表面的粗糙度表现——较细的颜料粒子有利于降低本特生粗糙度值,同时提高白度和光泽度。涂布原纸的预压光方式对最终产品表面特性影响显著。涂布纸表面经过压光处理后,纤维和涂料的排列趋于平整,有利于降低表面粗糙度。涂布层的均匀性直接影响印刷过程中油墨的转移效率和网点再现精度。
印刷适性评价方法
印刷质量对纸张表面平滑度有明确要求。不同印刷方式对平滑度的需求存在差异:胶版印刷对表面均匀性要求较高,柔版印刷则对粗糙度的容忍度相对较大。本特生粗糙度测试能够反映涂布纸表面在压印状态下与印版或橡皮布接触的紧密程度。表面粗糙度直接影响油墨的转移效率和均匀分布:过于粗糙的表面导致油墨不能完整转移,出现实地不实、网点残缺等缺陷;而过于平滑的表面可能影响油墨的附着牢度。测试结果可指导涂布配方调整和压光工艺参数优化。在涂布纸的质量控制中,本特生法能够有效区分不同压光程度和涂布配方的表面特性差异。
与其他粗糙度测试方法相比,本特生法具有操作简便、测量快速的优点。该方法与印刷试验结果之间有良好的相关性,这使得它成为涂布纸印刷适性评价的常用工具。在实际应用中,涂布纸的本特生粗糙度值越低,通常对应越高的印刷光泽度和越清晰的网点再现。研究数据表明,对于不同类型的涂布纸,本特生粗糙度值与印刷适用性之间存在分级对应关系:粗糙度值较低的纸种通常具有更好的印刷表现。
操作规范
试样应按照GB/T 22363标准要求制备,该标准于2008年发布并替代了GB/T 2679.4-1994和GB/T 2679.9-1993。取样后需在标准大气条件下进行温湿度调节处理,并在相同条件下完成测试。仪器开机后检查气源压力是否满足要求,压缩空气需保持清洁干燥,压力不低于400kPa。测试空气压力设定在1.47kPa,该压力值由稳压阀精确控制。将试样平置于玻璃支撑板上,测量头自动下降至与试样接触,接触压力为98kPa。在预定测试时间内完成空气流量测量,同时记录测量头内的实际压力值。每次测量后更换试样位置,确保多点测量的代表性。新型本特生粗糙度仪采用7寸触摸屏和微电脑控制空气压力,通过电子空气流量计取代了传统的浮子流量计,消除了因浮子与玻璃管内壁摩擦导致的读数偏移问题。测量头使用后应及时清洁,避免纸毛或灰尘堵塞气路通道。
应用范围
本特生法适用于从新闻纸到箱纸板的各种纸种,在涂布纸质量控制中具有典型应用价值。该方法的适用粗糙度范围约为50~1200mL/min,覆盖了绝大多数涂布纸和部分非涂布印刷纸的表面特性区间。但该方法不适用于测头端面会在纸面产生明显压痕的柔软纸张,也不适用于空气会穿透纸页的高透气性纸张,以及在金属重环下不能平整放置的纸张样品。对于涂布纸这类经过表面整饰处理的纸种,本特生法能够提供有效的粗糙度区分度;对于高光泽涂布纸,可配合印刷表面粗糙度法(PPS法)进行补充评价,后者采用更接近印刷工况的测量压力和更窄的测量环宽(51μm),能够进一步降低纸页透气性对测量结果的干扰。两种方法在涂布纸的印刷适性评价中形成互补关系。
