ISOTS 198572021 纸、纸板和印刷油墨印刷适性胶印油墨定形的实验室试验方法标准立项发展报告

纸、纸板和印刷油墨印刷适性胶印油墨定形的实验室试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Paper,BoardandPrintingInks–Printability–LaboratoryTestMethodforOffsetInkSetting摘要印刷油墨在承印物上的定形（setting）性能直接关系到印刷生产效率和印品质量，是评价胶印油墨及纸张、纸板印刷适性的关键技术指标之一。随着胶印技术向高速化、多色化方向发展，油墨定形性能对印刷过程中套印、叠印、背面蹭脏等质量问题的控制愈发重要。然而，长期以来国际上缺乏统一、可重复的油墨定形实验室测试方法标准，导致不同实验室之间的测试结果缺乏可比性，制约了油墨和纸张生产企业的质量控制与国际技术交流。ISO/TS19857:2021《纸、纸板和印刷油墨印刷适性胶印油墨定形的实验室试验方法》由国际标准化组织（ISO）于2021年6月25日正式发布，标准类别为技术规范（TechnicalSpecification，TS），分类号归属"墨水、油墨"领域。该标准系统规定了胶印油墨在纸和纸板表面定形性能的实验室测试方法，包括测试原理、仪器设备、试样制备、测试步骤、结果表示和试验报告等技术要求，为油墨制造商、造纸企业、印刷企业及科研检测机构提供了统一的技术依据。本报告对该标准的立项背景、编制历程、技术内容、主要参与单位及应用前景进行了系统梳理和深入分析，旨在为国内相关标准制修订、检测技术研发和标准化战略布局提供参考。关键词：胶印油墨；油墨定形；印刷适性；实验室试验方法；国际标准；ISO/TS19857；印刷标准化Keywords:Offsetink;Inksetting;Printability;Laboratorytestmethod;Internationalstandard;ISO/TS19857;Printingstandardization一、引言1.1研究背景印刷工业是国民经济的重要组成部分，涵盖出版印刷、包装印刷、商务印刷等多个领域。其中，胶印（平版印刷）凭借其印刷质量高、色彩还原性好、适合大批量生产等优势，长期占据印刷市场的主导地位。据中国印刷及设备器材工业协会统计，胶印在我国印刷总产值中的占比长期保持在50%以上。在胶印生产过程中，油墨从印版经橡皮布转移至承印物表面后，需要经历从液态到半固态的"定形"（Setting）过程，即油墨中的低黏度组分（如溶剂、低聚物等）向纸张内部渗透、高黏度组分在表面形成凝胶结构的物理化学变化过程。油墨定形速度直接影响印刷生产的多个关键环节：-套印性能：多色印刷中，前一色油墨的定形程度影响后一色油墨的转移和叠印效果；-背面蹭脏：印张堆叠时，未充分定形的油墨可能转移到相邻印张背面；-干燥效率：定形是油墨干燥的初级阶段，定形不完全将延长干燥时间；-生产效率：定形速度决定了印刷机可达到的最高运行速度和印张堆放高度。因此，建立科学、统一、可重复的油墨定形实验室测试方法，对于油墨配方优化、纸张适性评价、印刷工艺参数调整以及产品质量控制均具有重要的工程实践意义。1.2标准立项的必要性尽管油墨定形性能如此重要，但在ISO/TS19857:2021发布之前，国际上尚无统一的胶印油墨定形实验室测试方法标准。不同国家和地区的实验室通常采用各自内部的方法或基于经验的操作规程进行测试，主要存在以下问题：1.测试条件不统一：不同实验室在印刷压力、印刷速度、油墨用量、环境温湿度等关键参数的设置上存在差异，导致测试结果缺乏可比性。2.结果评价方式各异：定形程度的评价手段包括目视判断、仪器测量、转移量测定等，评价标准不一致，人为因素影响大。3.缺乏权威参考：油墨和纸张生产企业因缺乏国际公认的检测方法，在质量仲裁、贸易往来和技术交流中经常遇到争议。在此背景下，ISO/TC130（印刷技术委员会）于2010年代中期启动了胶印油墨定形试验方法国际标准的制定工作。二、标准编制历程2.1立项阶段ISO/TS19857:2021的编制工作主要由ISO/TC130（GraphicTechnology，印刷技术）委员会下属的WG2（印前数据交换工作组）和WG3（印刷过程控制工作组）相关专家协作推进。该标准项目立项的初始提案可追溯至2015年前后，由德国和日本的国家标准机构联合提出，得到了包括中国在内的多个成员体的积极响应和支持。在立项论证阶段，各国专家充分讨论了标准的定位问题：是制定完整的国际标准（IS）还是技术规范（TS）？鉴于油墨定形试验涉及的影响因素复杂、不同实验室间的再现性有待进一步验证，最终决定以技术规范（TS）形式发布，以便在积累更多应用经验后适时转化为正式国际标准。2.2编制阶段标准编制过程中，工作组收集了德国FOGRA研究所、日本印刷技术协会、美国GATF（现PIA/GATF）等机构多年积累的油墨定形测试方法研究数据，开展了多轮实验室间比对试验（RoundRobinTest），以确定测试方法的重复性和再现性。编制过程中重点讨论和解决的关键技术问题包括：-印刷适性仪（PrintabilityTester）的技术参数标准化；-定形时间的确定方法及判定准则；-环境条件的控制范围和允差；-不同类型承印物（涂布纸、非涂布纸、纸板）的适用性。经过多轮委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS/DTS）投票和意见处理，标准最终于2021年6月25日正式发布。三、标准主要内容3.1范围ISO/TS19857:2021规定了用于评估胶印油墨在纸和纸板表面定形性能的实验室试验方法，适用于以单张纸胶印为主要应用场景的油墨样品，也适用于不同纸张和纸板产品间的印刷适性比较。标准明确指出，该方法属于实验室条件下的相对评价方法，测试结果用于油墨配方调整、纸张适性评估和印刷工艺优化，不等同于实际印刷车间的生产效果。3.2规范性引用文件标准规范性引用了以下关键文件：-ISO5264-1（纸浆实验室打浆方法）、ISO5269-1（纸和纸板物理试验的试样制备）等制浆造纸领域基础标准；-ISO187（纸和纸板调湿处理的标准大气条件）；-ISO2846-1（印刷技术四色印刷油墨颜色和透明度第1部分：单张纸和热固型卷筒纸胶印）；-ISO2834（印刷技术印刷油墨和印刷适性试验用基材的实验室打样方法）；-ISO/IEC17025（检测和校准实验室能力的通用要求）。3.3术语和定义标准对以下核心术语进行了明确定义：-定形（Setting）：油墨印刷到承印物后，从液态转变为半固态、失去表面黏性的过程；-定形时间（SettingTime）：在规定的试验条件下，油墨从印刷转移到达到规定定形程度所需的时间；-印刷适性（Printability）：承印物、油墨等材料在印刷条件下实现预期印刷效果的适应能力。3.4测试原理该标准所规定的试验方法基于以下原理：在实验室印刷适性仪（如IGT印刷适性仪）上，以标准化的条件将受测油墨印刷到规定纸张上；在设定的时间间隔后，通过一个未印刷的空白纸片与印刷样张在标准压力下接触，使空白纸片与印刷表面产生剥离；通过测定转移至空白纸片上的油墨量（或目视评估转移程度），定量评价油墨在该时刻的定形程度。具体测试步骤概括如下：1.试样准备：按照ISO187规定的标准大气条件（23℃±1℃，50%±2%RH）对纸张和油墨样品进行调湿处理；2.油墨准备：采用ISO2834规定的方法进行油墨取样和调墨，确保油墨的均匀性和温度稳定性；3.印刷制样：在印刷适性仪上以恒定印刷压力、印刷速度和油墨量将油墨转印至试样表面，记录印刷参数；4.定形测试：在规定时间间隔（如10s、30s、60s、120s等）后，将空白纸条与印刷区域接触，施加标准压力并分离；5.结果评价：采用反射密度计测量空白纸条上转移油墨的密度值，或采用目视评价等级（如从0级到5级）评估转移程度；6.结果表示：以定形时间-转移量曲线（或定形时间-转移密度曲线）表示油墨的定形特性，或直接报告达到规定定形程度所需的时间。3.5仪器设备标准对测试仪器的要求进行了详细规定：-印刷适性仪：应具备可调印刷压力（典型范围200N-800N）、可调印刷速度（典型范围0.2m/s-2.0m/s）、标准印刷盘（宽度和直径有规定）等功能；-反射密度计：测量几何条件符合ISO5-4的要求，测量精度为±0.01D；-秒表或计时器：精度不低于0.1s；-恒温恒湿环境箱：能够维持标准大气条件。3.6试验报告标准规定试验报告应包含以下信息：受测样品名称和标识、试验用承印物类型、印刷条件（压力、速度、油墨量）、环境条件、各时间点的测试结果、定形曲线或定形时间、偏离标准的任何操作细节以及测试日期和操作人员信息。四、标准技术特点与创新4.1技术特点ISO/TS19857:2021在技术层面具有以下显著特点：1.系统性和规范性：标准从试样准备、仪器校准、测试操作到数据处理和报告，建立了完整的技术流程，最大限度地减少了人为操作因素的影响。2.结果表达的直观性：通过定形曲线直观反映油墨在承印物上从湿态到干态的转变过程，既可用于单一油墨的性能评价，也可用于不同油墨或不同纸张间的横向比较。3.技术路线的兼容性：标准充分考虑了当前国际通行的印刷适性仪器（如IGT系列）的技术参数，便于各实验室在现有设备基础上按标准执行。4.2与相关标准的关系ISO/TS19857:2021在国际标准体系中与以下标准相互关联、形成互补：-ISO2846-1（四色印刷油墨颜色标准）：规定胶印油墨的颜色、透明度等光学性能指标，侧重于油墨的色度属性；-ISO12634（印刷技术印刷油墨和印刷适性测定油墨转移量的方法）：关注油墨在印刷过程中从印版向承印物的转移行为；-ISO2834（印刷油墨和印刷适性试验用基材的实验室打样方法）：为实验室条件下制备印刷样张提供统一方法；-ISO/TS19857则专注于油墨印刷后的定形动力学行为，填补了油墨干燥前期的性能评价标准空白。4.3技术创新该标准在方法学上的一项突出创新在于将"定形"作为一个时间维度的动态过程进行评价，而非静态指标。传统的油墨干燥测试（如蹭脏测试、干性测试）主要关注油墨完全干燥后的机械强度或表面性能，而ISO/TS19857则聚焦于油墨从"湿"到"干"过渡阶段的性能演变，这更贴近实际印刷机连续高速运转中油墨所面临的关键性能窗口期。五、主要制定单位介绍5.1ISO/TC130简介ISO/TC130（GraphicTechnology）是国际标准化组织下设的专门负责印刷技术领域标准化的技术委员会，秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。TC130的工作范围涵盖数字印前数据交换、印刷过程控制、印刷油墨和承印材料的测试方法、印刷设备的安全要求等领域。TC130下设多个工作组（WorkingGroup），其中WG2负责印刷过程控制（ProcessControl），WG3负责印刷材料的测试方法。ISO/TS19857主要由WG3推进制定。5.2主要起草单位在ISO/TS19857:2021的编制过程中，以下机构发挥了关键技术支撑作用：（1）德国FOGRA印刷技术研究所FOGRA是国际印刷行业享有盛誉的研究机构，在印刷工艺控制、色彩管理和印刷适性测试方面积累了六十余年的研究经验。FOGRA开发的多种印刷测试方法已被采纳为ISO国际标准。本次标准中关于油墨定形测试方法的初始草案即主要基于FOGRA多年积累的实验室数据和测试经验。（2）日本印刷技术协会日本作为胶印设备和油墨制造大国，在高速胶印油墨定形领域的研究和应用方面具有丰富的工业实践经验。日本印刷技术协会在标准制定过程中提供了大量来源于实际印刷生产的数据反馈，特别是在油墨定形与背面蹭脏关系的量化分析方面。（3）芬兰VTT技术研究中心芬兰VTT在纸张涂布和表面性能研究方面具有深厚的技术积累，为标准中关于不同纸张表面特性对油墨定形影响的内容提供了重要的理论支撑和试验数据。（4）中国参与情况中国作为ISO/TC130的积极成员（P成员），由中国印刷科学技术研究院等单位派出专家参与了该标准的制定工作。国内专家在标准讨论中提出了关于涂布纸和非涂布纸性能差异对测试结果影响的建议，以及关于高速度印刷条件下定形测试适用性的意见，为标准的完善做出了贡献。5.3中国印刷科学技术研究院中国印刷科学技术研究院（以下简称"中印科院"）是全国印刷标准化技术委员会（SAC/TC170）的秘书处承担单位。中印科院设有专门的印刷环保与安全、印刷工艺与材料等研究中心，配备有IGT印刷适性仪、分光光度计、反射密度计等国际先进的印刷适性检测设备。依托其检测实验室（已通过CNAS认可），中印科院在国内率先开展了胶印油墨定形性能的系统研究，为ISO/TS19857在中国的应用推广奠定了技术基础。此外，中印科院长期承担印刷领域国家和行业标准的制修订工作，主导或参与制修订了多项印刷油墨和印刷适性领域的国家标准和行业标准，是我国印刷标准化领域最具影响力的科研机构之一。六、标准应用前景与影响6.1在油墨制造业的应用油墨制造企业可利用该标准建立统一的油墨定形性能评价体系，在配方研发阶段快速评估不同原料和配方方案对油墨定形速度的影响，缩短研发周期、降低试验成本。同时，在产品质量控制和出厂检验中，以定量化的定形时间指标替代传统的经验判断，提升产品质量的一致性和稳定性。6.2在造纸及纸板行业的应用纸张和纸板生产企业可以通过该标准评价不同产品对油墨定形性能的适应性，为产品开发和客户服务提供数据支持。特别是对于涂布印刷纸、铜版纸等高档印刷用纸，油墨定形性能是影响印刷适性和最终印刷品质量的重要指标之一。6.3在印刷企业的应用印刷企业可利用该标准对采购的油墨和纸张进行入库检验和适性评估，建立原材料质量数据库；在实际生产中，根据不同油墨和纸张的定形性能组合优化印刷参数（如印刷速度、喷粉量、堆放高度等），减少背面蹭脏、鬼影等印刷故障，提高生产效率和产品质量。此外，该标准还可作为印刷质量纠纷仲裁的技术依据，为供需双方提供公正、客观的评价手段。6.4在检测机构和科研院所的推广第三方检测机构可以依据该标准开展油墨定形性能检测服务，满足市场对于标准检测方法的需求。科研院所可在此基础上进一步研究油墨定形机理、建立油墨配方-定形性能-印刷质量之间的关联模型，推动印刷基础理论研究的深化。此外，ISO/TS19857还可纳入CNAS和CMA等实验室认可体系的检测能力范围，为检测结果获得更广泛的国际互