（轻工技术与工程专业论文）无水胶印技术在di印刷机上的应用研究.pdf

无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 摘要 无水胶印技术是印刷技术中的一项崭新技术，该技术近几年在国外发 展比较迅速，而在国内发展非常缓慢。国内许多业内人士还不了解无水胶 印，在这样的历史背景下有必要投入精力研究无水胶印。本篇论文写作重 点在于使用定量的数据研究无水胶印产品质量状况。研究过程中以德国海 德堡o md 1 4 6 4 无水胶印机及s mc d l 0 2 4 型有水胶印机为实验设备，以 包装印刷中常用的1 5 7 9 m 铜版纸和2 0 0 9 m 2 铜版纸为承印材料进行测 试。根据数理统计中抽样调查的原理采集数据，选用x - r i t e 密度计在所 印的测控条上测试了印品质量评价参数，如实地密度值、网点扩大值、相 对反差值等。对测试数据进行了计算和分析，与国标中有水胶印质量指标 相比较，从而对无水胶印产品质量状况作出定量评价。利用测试数据还对 无水胶印油墨的色彩还原性作了分析和评价。最终用数据证明了无水胶印 产品网点再现精度、色彩还原性等多方面优越于有水胶印。测试数据具有 重要参考价值，对生产实践有很大的指导意义，为在我国推广普及无水胶 印奠定了研究基础。论文撰写过程中对无水胶印作了反复考察，总结了无 水胶印过程中常见的问题，为今后无水胶印工作者提供了重要参考经验。 论文还对无水胶印技术产生的社会效益作了测试和分析，结果表明 无水胶印起印快、质量稳定，具有节约能源、无v o c ( v o l a t i l eo r g a n i c c o m p o u n d ，简称v o c ) 的排放等优势，论证了无水胶印属于绿色印刷。因此 在论文的最后简要分析了无水胶印的应用前景，坚信无水胶印技术今后必 将成为彩色印刷及包装装璜印刷的主渠道，是平版印刷的发展趋势。 关键词：无水胶印，d i 印刷，有水胶印，印刷质量，绿色印刷 r e s e a r c ho n a p p l i c a t i o n0 f ，a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n g t e c h n o l o g yi nd ip r e s s a b s t r a c t t h ew a t e r l e s so f f s e t i n gi san e wt e c h n o l o g yi np r i n t i n g t h et e c h n o l o g y d e v e l o p sr a p i d l yi n t h ef o r e i g nc o u n t r i e s ，b u ti td o e sv e r ys l o w l yi no u r c o u n t r y m a n yp e o p l ei nc h i n ad o n tk n o wt h ew a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n g f o r t h i sr e a s o n ，i ti se s s e n t i a lt od or e s e a r c ho nt h ew a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n gu n d e r s u c hac i r c u m s t a n c e i nt h i st h e s i s ，t h ea u t h o re m p h a s i z e st h e q u a l i t yo f w a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n g t h et e s ts t r i p sa r ep r i n t e do n15 7 9 m 2a n d2 0 0 9 m 2 c o a t e dp a p e rb yu s i n gh e i d e l b e r gq md i4 6 - 4a n ds mc d10 2 - 4 a c c o r d i n g t ot h es a m p l es u r v e yo fs t a t i s t i c a lt h e o r y , w h i l et h et e s ts t i p sa r ep r i n t e d ，m a n y d a t a ，s u c ha ss o l i dd e n s i t y ，h a l f t o n ed o tg a i na n dr e l a t i v ec o n t r a s t ，e t c a r e t e s t e db yx - r i t e t h e nt h e s ed a t a sa r ec o m p u t e da n da n a l i z e d a n d ，t h er e s u l t s a r ec o m p a r e dw i t ht h ed a t af r o mo f f s e tl i t h o g r a p h yb a s e do ng b f i n a l y , t h e a u t h o re x a c t l ym a k e sa ne v a l u a t i o nt ot h ep r o o f i n gs h e e ta n di n k sc o l o r a t l a s t ，i tw a sc o n c l u d e dt h a tt h ew a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n gi sb e t t e rt h a nt h eo f f s e t l i t h o g r a p h yi nh a l f t o n ed o tr e p r o d u c t i o n ，c o l o rr e s t o r a t i o n t h ed a t aa r ew o r t h u s i n gf o rr e f e r e n c ea n di sq u i t ei m p o r t a n tf o rp r o d u c t i o n ，a n dl a ya f o u n d a t i o n f o rp o p u l a r i z i n gw a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n gi nc h i n a i nt h et h e s i s ，t h ea u t h o ra l s oa n a l y z e st h e s o c i a le f f e c t sr e s u l t e df r o m w a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n g t h ew a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n gp r o c e s si sc h a r a c t e r i z e d b yt h ef a s t e rs t a r t - p r i n t i n g ，r e l i a b l eq u a l i t y , s a v i n ge n e r g ya n dn o n r e l e a s eo f v o c g a s i ti sp r o v e dt h a tw a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n gi sr e a l l y g r e e np r i n t i n g ， w h i c hw i l lb eo n eo ft h em a j o rp r i n t i n gm e t h o d si nc o l o rp r i n t i n ga n d p a c k a g i n gp r i n t i n gi nt h ef u t u r ea sam a i na r e ao fp l a n o g r a p h y k e yw o r d s ：w a t e r l e s so f f s e tp r i n t i n g ，d i r e c ti m a g i n g ，o f f s e tl i t h o g r a p h y ， p r i n t i n gq u a l i t y ，g r e e np r i n t i n g i i 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 1 引言 1 1 课题研究背景 1 1 1 国外无水胶印的现状 近年来，无水胶印的版材、油墨及印刷设备都得到了相应的发展。美国、日本、 德国、瑞士等国家都快速发展了无水胶印，并取得了可观的经济效益。美国采用无水胶 印己久，大概有无水单张纸胶印机约6 0 0 台，无水胶印轮转机l o 台，以德国为主的欧洲， 使用的无水胶印单张纸印刷机已接近1 2 0 0 台，无水胶印轮转机约2 0 台。后起的日本， 由于对环境保护的酷求，对无水胶印采取了积极推广的态度，已开动的无水胶印轮转机 已有3 0 台，单张纸机器已超过8 0 0 台w 。 表1 - 1国外元水胶印机的现状 t a b i - 1s t a t u so f w a t e r l e s so f f s e tp r e s s e si nf o r e i g nc o u n t r i e s 为了推广普及无水胶印，美欧日相继成立了相关的民间团体。1 9 9 3 年，在美国设立 了w p a ( w a t e r l e s sp r i n t i n ga s s o c i a t i o n ，即无水印刷协会) 。其后，在欧洲设立了欧 洲无水印刷协会( e w p a ) 。2 0 0 2 年5 月，又在日本设立了日本无水印刷协会( j w p a ) 。最 初只有几家公司加入，近来入会的公司已超过5 0 家。 欧洲无水胶印厂商联合会主席d e t l e fb r a u n 先生说，对于无水胶印来说，发展时机 已经成熟，“未来将是无水的市场”。目前，无水胶印的技术已经取得了很大进展， 而且经济需求也越来越迫切，保持环境生态平衡也进一步向行业呼吁采用无水胶印技术。 通过与印刷机、纸张和无水胶印油墨供应商的通力合作，无水胶印技术在全世界得 到了快速的发展( 出现了1 0 0 0 多家无水胶印企业) ，并成为一套完全可行的印刷解决方 案。但制版工艺、无水胶印油墨技术的薄弱和需要特殊的温控装置，使该项技术的进一 步发展和普及受阻，所以无水胶印技术的创新和市场推广任重道远。 1 1 2 我国无水胶印的现状 我国最早在1 9 9 3 年引进了日本的无水胶印。1 9 9 3 年北京外文印刷厂与日本文祥堂 株式会社合资成立了北京文祥彩色印刷有限公司，利用现有胶印设备将润版装置脱开， 严格控制室温，用不同粘度的油墨和日本东丽无水印版，率先在我国采用无水胶印，收 到了较好的效果。为我国发展无水胶印开辟了一个很好的实验基地m ，但到目前并没有推 广开，原因是一方面许多印刷人员都还没有多少无水印刷技术方面的知识，另一方面无 水胶印工艺印刷适性参数几乎是空白，正等待着科研人员的研究与测试。 陕西科技大学硕士学位论文 1 2 课题的研究意义和研究内容 1 2 1 研究意义 在我国，揭示“无水胶印工艺的印刷工艺参数”的研究势在必行，本论文通过实验 测试数据为我国开发和引用无水胶印提供一些参考依据。 本文深入分析了无水胶印产品的质量参数，如实地密度，网点扩大值，相对反差 等。研究过程中，通过制作测试条，在标准的印刷条件下进行印刷，对无水胶印的印 刷质量评价参数和油墨的色彩评价参数进行测定，得到了有参考价值的参数，对生产 实践有很大的指导意义。研究结果对我国推广普及无水胶印提供了合理的依据，为科 研人员研究无水胶印奠定了研究基础。 1 2 2 主要研究内容 以陕西日报社q m d i4 6 4 型无水胶版印刷机为主要试验设备做了如下的工作： a 测试印品的印刷质量评价参数 设计无水胶印的测试条，在q m d l 4 6 4 印刷机上进行印刷，对印刷品的测试块 进行测试分析，得到了无水胶印产品的特性参数，如实地密度、印刷相对反差、网点 扩大、色强度、色误差、色效率等，将这些数据与有水胶印工艺质量参数相比较得到 了有参考价值的数据。 b 测试动态的印刷工艺参数 采用德国k + e 无水胶印油墨印刷，测试印刷工艺过程中的动态参数，如压力、 温度、湿度、纸张消耗率、耗材使用情况等，并与有水胶印工艺进行比较，为推广无 水胶印技术提供了一定的参考数据。 c 测试无水胶印的生产成本 在测试静态印刷质量参数和动态印刷工艺参数过程中，计算了无水胶印的生产成 本，包括直接生产成本和间接的社会成本，并与有水胶印工艺进行比较，为推广无水 胶印技术提供了一定的研究基础。 d 总结生产中注意的问题 论文写作过程中反复考察，深入实践总结出了无水胶印生产中的注意事项，为无 水胶印生产者提供了重要的参考经验。 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 2d i 无水胶印技术综述 2 1d i ( d i r e c t - i m a g i n g ) 直接成像技术 从目前无水胶印技术的发展来看，无水胶印技术主要有两种类型”i ，一类是传统的 模拟无水胶印，这种无水胶印方式，主要以日本为代表，无论从印刷设备、印刷油墨、 印刷版材等方面，还是无水胶印应用的领域方面都处于世界领先的地位，而且发展也是 非常迅速的；另一类是数字式的d i 无水胶印模式，这种无水胶印模式可以说是我们谈及 的无水胶印的主流技术，许多世界著名的印刷设备生产、开发商，如海德堡、曼罗兰、 高宝等都已开发生产了这一类的设备。本文以数字式的d i 无水胶印技术为例进行研究。 d i ( 直接成像) 印刷机是数码印刷技术在印刷机上的应用。它是一种通过在机制版 的方式实现最快捷、高精度、精细产品印刷的数码印刷设备，d i 印刷机将印前与印刷 在印刷机上有机结合。d i 印刷机都使用印版或相当于印版的转移材料。根据印刷原理不 同，d i 印刷机可分为有水d i 印刷机和无水d i 印刷机。大多数属于无水印刷范畴。d i 印刷机主要技术列表2 1 。 表2 - 1d i 印刷机的主要技术 t a b 2 - 1m a j o rt e c h n i q u e so f d ip r e s s 成像技术p r e s s t e k 激光系统；c r e o 激光系统 版材 印刷原理 工作流程 p r e s s t e kp e a r l d r y 印版；免冲洗热敏版 p r e s s t e k 无水胶印；传统胶印 全数字工作流程 d i 印刷工作流程如图2 - 1 。 d i 运行于全数字印刷工作流程之中，作为输出端。d i 机型具有胶印机中自动化程度 最高的配置，智能化的操作。d i 印刷机的成像系统和版材使d i 能直接接受印前数字文 件，在机上制版、印刷，简化了工序、人员，提高了质量。 以q md i4 6 4 为例的d i 系统： 来自m a c i n t o s h 或w i n d o w s 系统的p o s t s c r i p t 数据通过以太网传到快霸d i 的r i p 上，通过以太网传送t i f f 位图，与印刷系统相连接。d i 系统为短版四色 印刷提供系统方案，并具有良好的用户界面和兼容性。而数据的质量和数量主要 取决于所配置的海德堡r i p n ，。 陕西科技大学硕士学位论文 图2 - 1d i 印刷工作流程 f i g 2 - 1d ip r i n t i n gf l o w c h a r t 2 2 无水胶印技术 无水胶印是一种平版印刷技术，只是不使用传统胶印中所必需的润版液，而是采用 一种特殊的硅橡胶涂层印版、特殊油墨和一套严格的温控系统。在制版时，利用光化学 反应，硅橡胶层将形成印版上凸起的空白部分，而显影后暴露出来的感光物质就成为凹 下的图文部分，因此无水胶印版实质上是一种平凹版。在无水印刷中，印刷过程将使用 异丙醇或其他润版液的化学过程变成了简单的机械过程。印刷操作者也无须调节水墨平 衡关系，所有的无水胶印系统只需在一个合适的温度范围内把油墨转移到印版上去就可 以了。 无水胶印技术的核心是：无水胶印印版、无水胶印油墨以及印刷机上的温度控制系 统。 2 2 1 无水胶印版的制作 无水胶印版的制作有在机制版法和脱机制版法，本文以在机制版法即数字无水胶印 版为例说明印版的的制作方法。美国的p r e s s t e k 公司研制的无水印版p e a r l d r y 目前使 用较多。p e a r l d r y 无水印版主要用于在机成像制版，用于d i 印刷机上，如海德堡公司 的q md i ，阿达斯特公司的0 m n ia d a s td i 以及新推出的k a r a t7 4 d i 。它采用激光烧蚀 技术除去印版图文部分的硅橡胶层，为数字无水印版。激光烧蚀制作无水胶印版，是通 4 蒌查堕塑垫查垄望塑型塑圭盟窒旦竺塑 过计算机控制的激光束，将计算机编辑的图文直接转移到无水胶印版上，然后用水洗净 制版过程中产生的尘埃后即成印版，制好的版是平凹版”1 。显然这种制版工艺简单，其 优势在于它既有数字制版的优势又有无水胶印的优点，是一种非常有前途的新型制版印 刷方法。 这种版材由三层构成，基材是有吸墨性能的塑料片或金属板：中间层为成像层，它对 激光有高的吸收率，并能够在激光作用下气化；表面是斥墨层，具有高的平滑度和低的 表面能，印刷时不粘墨。制版方法是将计算机编辑好的图文，通过r i p 控制的激光烧蚀 系统，利用激光将图文转移到版材上，如图2 - 2 。印刷过程中图文部分粘墨，非图文部 分不粘墨，从而实现无水胶印。 图2 - 2p r e s s t o k 公司的数字无水胶印版结构示意图 f i g 2 2s t r u c t u r eo f d i g i t a lw a t e r l e s so f f s e tp l a t ei np r e s s t e k 总的来说，无水胶印版，其结构可分为三层：支持层( 底层) 、中间层、斥墨层。支 持层一般为铝基、聚酯片基。在支持层上涂布高分子树脂作为中间层，主要作用是吸附 油墨。最上面的斥墨层是硅树脂橡胶( 约2um 厚) 。印版在使用时润湿状态如图2 - 3 ： 图2 - 3 元水胶印版与有水肢印版着墨后的比较”1 f i g 2 - 3c o m p a r i s o no f i n k e dp l a t e sb e t w e e nw a t e r l e s so f f s e ta n do f f s e tl i t h o g r a p h y 无水胶印版上非图文部分硅橡胶层有时会被轻易划伤，而露出其下吸墨的感光树脂 层，因此制作和使用时要特别小心。 陕西科技大学硕士学位论文 2 2 2 无水胶印d i 印刷机 现在专门的无水胶印技术目前主要应用于d i ( 直接成像印刷机) 机上。直接成像印 刷机启动快，印刷准备时间在1 0 2 0 分钟之间，分辨力一般为1 2 7 0d p i 和2 5 4 0 d p i 。直 接成像印刷机通常为四开或八开幅面，有四色或五色印刷机型，其中一些可提供上光机 组作为选件，一些机型有双面印刷的能力，所有机型都具有很高的自动化程度，代表着 当今印刷机械的最高水平。表2 2 是国际上一些知名的无水印刷机及其配置和性能的介 绍。 表2 - 2 无水胶印d i 印刷机配置和性能 t a b 2 2c o n f i g u r a t i o na n dp e r f o r m a n c eo nw a t e r l e s sd ip r e s s e s 所有无水印刷直接成像印刷机常见的两个优点是，易于使用和符合环保要求。下面 以海德堡的快霸d 1 4 6 4 为例对d i 印刷机作一简介。 aq md 1 4 6 - 4 无水胶印机主要技术参数 海德堡快霸d 1 4 6 4 是一台直接成像无水胶印机，其外形图如图2 4 ，机构简图如图 2 - 5 。该机除了具备海德堡胶印机原有的优点外，最显著的特点就是能够直接接受来自印 前系统的p o s t s c r i p t 数据，通过光栅图像处理器r i p 转换成位图文件数据，在印刷机印 版滚筒上直接成像，省去了传统胶印机中的软片、p s 版曝光、显影等工序，只需1 5 m i n 即可印刷5 0 0 张四色八开幅面的单面印件( 1 5 0 线，英寸) 。 6 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 图2 - 4q i c k m a s t e t0 1 4 6 - 4 外形图 f i g 2 4d 1 4 6 - 4q i c k m a s t e rp r e s s z 图2 - 5q i c k m a s t e rd 1 4 6 4 机构简围“ f i g 2 5s c h e m eo f d i4 6 - 4q i c k m a s t e r 表2 - 3 是q md 1 4 6 4 型印刷机主要技术参数。 该机采用竖走纸，滚筒排列方式为卫星式，使用专用印版和专用油墨，能承印o 0 6 0 3 m m 厚的涂料纸、非涂料纸、铜版纸、再生纸和纸板等，既可印三原色，又可印专色。 经济起印数为2 0 0 份，由于印版耐印率高达2 万印，印速高达1 0 0 0 0 印h ，所以也能印 中批量活件。由于采用无水胶印，省去了设定水墨平衡的时间，而且墨层干燥快，缩短 了翻页印刷的等待时间。快霸d 1 4 6 - - 4 型印刷机供墨装置，采用中央水制冷系统，墨斗 辊带有水冷却装置，以保持供墨系统恒温。当印版成像时，供墨系统将全部离压，以减 少墨辊磨损，尤其防止油墨变质。该机型的每个印刷单元的供墨系统由1 2 根墨辊组成， 其中3 根着墨辊的墨量分配为8 8 ：8 ：4 。每个印刷单元的印版与墨斗辊间的储量 比为1 ：4 ，即使印刷大面积的实地，也能获得良好的印刷质量。 陕西科技大学硕士学位论文 幅面 无水胶印印版 直接成像 d i 控制器 橡皮布 供墨装置 纸垛高度 耗电量 推荐操作环境 最大纸张：4 6 0 3 4 0m平台 最小纸张：1 4 0 x 8 9m 屉大图像面积4 5 0 x 3 3 0 m 叨口1 0 衄 纸张厚度：0 0 6 m 0 3 m 式印刷材料：硅胶聚酯版 卷装印版：可供约3 5 个作业 最大：1 0 ，0 0 0 印张4 , 时 最小：3 ，5 0 0 印张4 , 时网络 慢速：5 0 0 转4 , 时 激光二极管：每色组1 6 个 平台：i n t e l4 8 6 主频：3 3 删z 硬盘：1 g b 页面缓冲存位图数据 带金属边：5 5 5 x 3 3 7 1 9 5 m 靠版辊：3 根服务器 墨辊总数：1 2 根印刷机 飞达# 4 9 0 m 收纸：4 5 0 电器指标 5 0 6 0 i z 时：1 0 5 k w 3 8 0 v 时的熔丝：3 2 a 2 2 0 - 2 4 0 v 时的熔丝：5 0 a 温度：2 0 c 2 5 湿度：5 0 - - + 5 美国d e c 公司a l p h as t a t i o n2 0 04 2 3 3 c p u p6 4 位r i s c 结构的a l p h aa x p 处理器 2 1 0 6 4 a ，主频为2 3 3 h z ，5 1 2 k b 高速缓冲存 储器，6 4 m 内存p c i 总线3 5 英寸 1 4 4 m b 软驱，3 g b 硬盘p c i 图形卡， p c i 以太网，主扳上以太网，1 5 英寸彩色显 示器，键盘，鼠标器 以太网适配器：双胶线细铜轴电缆 协议：t c p i p 操作系统m i c r o s o f tw i n d o w sn t3 5 1 页面描述语言p o s t s c r i p tl e v e l2 解释器h a r l e q u i n 分辨率1 2 7 0 d p i 。2 5 4 0 d p i 加网算法：为直接成像优化的加网算法 物理连接：以太网双胶线细铜轴电缆 温度：i o c 4 0 c 相对湿度：4 0 时，2 0 8 0 ( 无结露) 输入电压：1 2 0 v 2 4 0 v 电压公差：8 8 1 3 2 v 1 7 6 2 6 4 v 频率( 单向) ：5 0 6 0 h z 频率公差：4 7 6 3h z 最大电流：4 o a 3 o a 晟大功率：0 2 5 k w 另外，自动控制装置采用c p 2 0 0 0 。该机型还装有自动墨量预设装置。根据d ir i p 生成的位图数据，c p c 油墨预设系统能计算出各色版最佳的墨量参数文件，当印刷速度 改变时，供墨量也会随之自动作相应的调整。当然，也可以通过控制台进一步调整各个 墨区的墨量和墨带宽度。 b 直接成像系统 在q m d l 4 6 - - 4 印刷机中，每个印版滚筒上安装有平行的两根轴一供版轴和收版轴。 8 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 每个供版轴上都装有一卷印版，可供3 5 个活件使用。当印完一个活件时，用过的印版自 动被卷过去，一块未用过的印版被卷过来，并卷紧固定在印版滚筒上。在印版滚筒以4 4 r s 的速度旋转的过程中开始成像，在印版滚筒上还安装有一个清洗装置来洗去由于烧 蚀过程在印版表面留下的细屑。成像再加上清洗过程，在1 2 7 0 d p i 分辩率下大概需用 l o m i n 左右。其每个印刷单元都有1 6 个红外激光二极管( 波长为8 7 0 n m ) ，其发出的激 光经光纤引到光学镜头，聚焦成精密的光束。印版由底层聚酯片基、中间层钛和顶层硅 组成，厚度为0 1 7 7 m m 。成像时，在位图数据的控制下，激光束穿过印版的硅层，射在 钛层表面，光能转变为热能，由此释放的热量熔化了硅层与聚酯片基间的连接层，从而 使曝光部分的硅层得以脱落，形成亲墨的图文区域。而未曝光的区域仍留有硅层，为疏 墨的空白区域。印版成像后，自动清洗装置会清洗掉印版表面的硅屑。印刷时，无硅的 聚酯片基亲墨，而仍留有硅层的部位则疏墨。利用无水胶印油墨即实现了亲墨、疏墨区 的分离“1 。 该机型成像系统的激光二极管支座精密安装在滚珠轴承中，四色印版以准确的定位 同时成像，因此在印刷过程中不需要任何规矩校正，大大缩短了作业准备时间。 c 印刷系统 o md 1 4 6 - 4 型印刷机采用卫星型滚筒排列结构和无水胶印原理，保证了套印精度。 如图2 5 所示，d 1 4 6 4 采用的卫星式结构可使四色印刷只需一次纸张定位，而且四个 单元的橡皮滚筒要依次紧密地从印张表面滚压过去，印刷压力使纸张紧紧地贴附于压印 滚筒表面而不会错位，所以可保证四色套印准确。四倍直径的压印滚筒表面镀有三层铬， 有效地保护了滚筒，使其免受腐蚀。 该机的印版滚筒和橡皮滚筒采用斜齿轮传动和接触滚枕，其滚枕接触宽度为1 3 m m ， 印版和橡皮滚筒之间压缩量为0 1 o 1 3 r a m ，保证印刷网点结实，印版磨损小，滚筒 运转平稳。 四个单元的印刷压力可利用收纸部位的单一手轮进行调节，其设定范围从一0 1 m m n + o 3 m e ，并有标尺显示，能准确、简单地根据纸张厚度来改变压力。 四个印刷单元均为气动控制，磨损低，效率高。 2 2 3 无水胶印油墨 无水胶印必须使用专用油墨。它的基本成分与常规胶印油墨相似，也是由颜料、高分 子合成树脂、溶剂、添加剂组合而成的。但是无水胶印油墨需加入特殊的硅化合物原料， 以达到特定的粘度和特定的流变性。 无水胶印油墨与印版硅胶层接触时，溶剂很快向硅胶层扩散、渗透而产生膨润现象， 在硅胶层表面形成界面溶剂层。其分子间的内聚力小于墨层分子间的内聚力，从而使油 墨层剥离。因此，界面溶剂层的形成是实现无水胶印的先决条件“。 9 陕西科技大学硕士学位论文 无水胶印油墨与传统胶印油墨最大的不同是所用树脂或连结料不同，它一般为无硅 型油墨( 含超高分子树脂确烃类溶剂) 。无水印刷油墨的连结料，应符合流变特性， 比传统印刷油墨中的连结料粘度大。因此，无水印刷油墨比传统有水印刷油墨的黏度高、 粘着性低，其主要成分是高黏度的改性酚醛树脂及高沸点的非芳香族溶剂，遇热易分解， 在印刷时，作业环境温度一般保持在2 3 2 5 n “。 由于无水胶印版的空白部分没有水层的保护，依靠的是硅橡胶层低表面张力对油墨 的排斥，所以要求无水油墨有很高的内聚力，即要求有较高的粘度，以确保不脏版( 空 白部分不带墨) ；同时要求油墨中不含有粗糙的颗粒，以防划伤印版表面的保护膜，并避 免颗粒摩擦产生热量而降低油墨的粘度。 无水胶印油墨对温度十分的敏感，温度上很小的变化会引起油墨粘度很大的变化m ， 例如：2 5 c 时油墨的黏度为i 0 0 1 5 0 泊，但在3 5 c 时，黏度会急剧下降到3 0 4 0 泊。 在实际生产中，多根据温度条件而采用不同粘度的油墨。也正是由于对油墨粘度的高要 求，在印刷过程中，有效的冷却系统将是无水胶印成功的关键。 2 2 4 无水胶印的冷却系统 无水胶印取消了润版液，由于摩擦的作用，印版和墨辊温度会升高。温度上小的变 化会引起油墨粘度很大地改变。油墨因受热而分解，从而引起非图文部分蹭脏。相对于 胶印过程，无水印刷除去了润版液，这必将降低系统对印版表面及墨辊的冷却效果，所 以必须在印刷机上安装温度控制系统，精确控制温度。d 1 4 6 - 4 的温控系统是冷却串墨辊， 冷却液在中空的串墨辊内循环，带走印刷单元因机械摩擦作用产生的热量，使油墨温度 保持恒定。即将水通过冷却装置输入到串墨辊或橡胶辊的辊心内，将辊冷却。然后，水 再流回到冷却装置内，循环自动冷却，以此控制油墨的温度，达到油墨的良好的粘度和 流变性。一般高速印刷机采用串墨辊冷却系统，而中速印刷机和由普通胶印机改造为无 水胶印机时则采用橡胶辊冷却系统或风冷系统。风冷系统，就是采用风冷装置向滚筒版 面吹送冷风，使其版面冷却，适合于中速印刷机印刷。图2 6 是海德堡q md 1 4 6 - 4 的冷 却系统结构简图。 在实际印刷生产操纵中，操作者应根据选用的油墨及印刷的速度，对温度进行相应 的调整。 2 2 5 无水胶印纸张 无水胶印对印刷用纸也有一定的要求。对于同样的纸张，传统印刷使用某一黏度的 油墨时可以顺利生产，而无水胶印在使用同样黏度的油墨时，就有可能造成纸张掉毛、 掉粉现象。同时静电现象也很容易出现，因此对印刷环境的湿度要求比较严格。 无水胶印的纸张特别强调表面强度要高。对于同样的纸张，传统印刷使用某一黏度 的油墨时可以顺利生产，而无水胶印在使用同样黏度的油墨时，就有可能造成纸张掉毛、 1 0 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 掉粉现象。同时静电现象也很容易出现【2 4 1 。若印刷时出现掉毛脱粉现象，纸毛纸粉极 易传到墨中，不得不频繁停机擦拭或清洗，降低了生产效率，而且图文易发虚，严重影 响产品质量n “。 图2 - 6 q md 1 4 6 - 4 温控系统m f i g 2 - 6s y s t e mf o rt e m p e r a t u r ec o n t r o lo nq m d i4 “p r e s s 陕西科技大学硕士学位论文 3 无水胶印产品质量测试与分析 3 1 印刷产品质量理论分析 3 1 1 印刷产品质量评价方法 一幅印刷品的优劣，可以通过目测感觉来评价。作为一项加工生产过程，更应该科 学地用数据来反映它。对印刷质量的测试和控制，首先在于对印迹传递有重要影响的因 素监控，其次是能科学地评价印刷质量的内容。最佳的印刷是使印版上的网点尽可能忠 实地传递到纸张上，并得到清晰的印迹，正确地再现原稿的阶调和色彩。印刷中影响印 品质量的主要参数有实地密度、网点增大值、相对反差值、油墨叠印率等。 3 1 2 印刷质量评价参数理论分析 a 测定实地密度 在一定范围内，墨层越厚，墨色就越深。因此，控制给墨量就是控制墨层厚度。这 是印刷首先要控制的因素。在印刷或打样中，油墨是用实地密度来控制的。 实地密度是指印经上网点面积覆盖率为1 0 0 ，即印张上被墨层完全覆盖的部分， 用反射密度计测量其密度，在d v 来表示。根据反射密度的定义： d v = l g 一1 v 置 ( 3 1 ) 如果r 表示墨层对光线的反射率，那么墨层愈厚，吸收的光能量愈多，反射率r 愈 小，密度d v 愈大；墨层愈薄，吸收的光能量愈少，反射率r 愈大，密度d v 愈小。 测定实地密度值有很重要的意义。实地密度值在控制印刷质量中的应用是多方面的。 实际应用中，主要有以下三个方面m ，： ( 1 ) 确定墨层厚度 实地密度意味着一定的墨层厚度。印刷中为保证文字、线条、图像的清晰度，应有 必要的墨层厚度。但这个厚度不是无限制地越厚越好，墨量太大会造成文字、线条发糊， 从经济上也不合算。 ( 2 ) 确定密度范围 同一种纸张上印不同颜色的油墨，它们的饱和密度是不同的。油墨的密度反映着颜 色和调子的表现情况。 ( 3 ) 用于网点值扩大计算 实地密度值还可用于网点扩大值的计算，以及相对反差系数的计算。 b 测定网点扩大率 实地密度只能反映油墨的厚度，不能反映印刷中网点大小的变化。而网点大小的 变化直接影响着印刷品的调子和色彩再现n ”。 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 网点扩大值( 用z d 表示) ，是指印刷品某部位的网点覆盖率f d 和原版( 阴图底片或阳 图底片) 上相对应的网点覆盖率f f 之间的差值。因为网点覆盖率的大小即为阶调值的大 小，所以通常把网点增大值也叫阶调增大值，被理解为印刷品某部位的阶调值和原版上 相对应的阶调值之差。 网点增大值z d 可以用下列公式计算 z d = f d f f ( 3 - 2 ) f d 可用m u r r a y - d a v i e s 的p h i 公式计算，即 f d = ( 1 1 0 帆) ( 1 1 0 o ”) x1 0 0 或者用y u l e n i e l s e n 公式计算，即 f d = ( 1 一1 0 删“) ( 1 1 0 o v ) x1 0 0 上式中d r 为印刷品某部位或测控条上被测部位的网点积分密度，d v 为印刷品或测控 条上的实地密度值，n 为尤尔尼尔森修正系数，n 值的确定根据承印物、网点大小、网点 密度、网线线数、油墨和制版等条件的不同反复试验确定。 对于压力印刷来说，网点扩大是不可避免的，其中又因平版胶印是间接印刷，所以它 的网点扩大情况比其它印刷方法来得严重，反之对平版胶印来说，测控网点扩大值当然 格外重要。单位面积内，网点边缘长度之和越大，网点扩大值也越大，即以5 0 网点扩 大值最大。 c 测定相对反差值( k 值) 评价印刷品色彩效果的参数为相对反差值，也称印刷反差或印刷对比度，简称k 值， 是控制图像阶调的重要参数。定义为测定出印刷品上或测控条上的实地密度d v 和网点积 分密度d r ，代入下列公式即可计算出k 值。 k = ( d v - d 。) d 。 ( 3 - 3 ) 或k = i d r o ， 式中d v 为实地密度，d r 为网点积分密度 k 值越大，图像阶调表现质量越高。通常选取7 5 或8 0 计算，这是因为此区域是圆 形网点开始连接的范围，又是中间调与低调之间的过渡区域，此区域网点的变化对视觉 的刺激最显著。它能反映印刷产品是否有足够的反差层次和印迹墨层是否厚度适中等m ，。 d 三原色油墨色彩还原性的测定 随着印刷质量和印刷技术的不断提高，油墨的色彩测定显得越来越重要。关于三原 色墨的色彩测定，目前是从油墨的颜色强度、灰度、色相误差和颜色效率等四个方面来 评价的“。 i 、颜色强度( h ) ：颜色强度是衡量三原色墨对色光的吸收和反射能力。油墨的色 强度是很重要的因素，因为色强度决定组成颜色的范围和深度以及混合重叠后色彩的 陕西科技大学硕士学位论文 影响。为了比较相同色相不同油墨的强度，常用实地密度值中最高的数据表示该色的 色强度( d 。) 。颜色强度越高，相反色含量越少，故彩度也就越高。 i i 、色相误差( 色偏) ：色相误差是表示原色墨对两种该反射的色光反射差别程度的 量。通俗地说，色相误差就是油墨实际的色相与理想的色相相对比的偏色程度。色相 误差可由下列公式计算： 色相误差= 辫x 1 0 0 ( 3 - 4 ) d 。一d 。 d u 、d l 为测定油墨的中、低密度值。 i i i 、灰度：灰度是表示三原色墨中含消色成分的量，是彩度的反意词。原色墨中灰 度越大，其彩度越低。灰度用下式计算： 灰度= - l 1 0 0 ( 3 5 ) 三原色油墨的灰度值的百分比愈低，它的饱和度愈高，色彩越鲜明。 i v 、色效率：原色墨呈现色彩的能力即为色效率。计算公式为 色牌( 1 - 等) l 洲1 ( 3 - 6 ) 3 2 无水胶印产品质量测试与分析 3 2 1 测试方案设计 印刷产品质量受许多因素的影响，如纸张类型、油墨生产厂家、印刷机类型、印 刷机运行状况、印刷环境、印刷机操作人员技术水平等，不同的印刷产品对印刷质量要 求也不相同。本次测试为了更真实地表现无水胶印产品的质量，测试时以市场上使用较 多的、质量要求较高的1 5 7 、2 0 0 铜版纸为实验对象，选用精度较高、较为普及的印刷设 备海德堡印刷机为试验机型，以印刷条件相对较好的企业为试验地点。 试验过程和数据采集完全按照标准“”执行。 3 2 2 试验实施 a 试验设计思想 试验设计的目的是为了总结试验条件和试验结果之间的规律。分三个阶段进行，即 方案设计、试验实施、结果分析。在方案设计阶段，明确试验的目的、考核的参数是什 么。试验实施阶段是根据试验方案进行试验，获得可靠的试验数据；结果分析阶段对试 验测得的数据进行科学地分析。 本课题试验设计从影响印刷质量的众多参数中选取主要的影响因素，采用数理统 计方法中的抽样调查，测试了一些关于无水胶印的质量评价参数，用这些参数和有水 无水胶印技术在d i 印刷机上的应用研究 胶印作比较从而对无水胶印产品质量作出正确评价。 b 抽样调查 抽样调查即按照一定的方法从全体调查对象中抽取一部分调查对象( 子样) 来进 行调查，然后对子样提供的数据进行分析。由于抽样调查只是调查对象的一部分来估 计和推断调查的对象的全体，不可避免的要产生误差，这种误差称为抽样误差，这类 误差是可以控制的，只要调查足够的对象即可。本次实验采用抽样调查中的简单随机 抽样法。 样本均值和样本方差公式： i = 去一 ( 3 - 7 ) 社者善”习2 ( 3 - 8 ) 式中：i 是样本均值，r l 是取样的样本个数，i 为样张顺序，x 是抽取的样本个体， o 是子样偏差n 。 c 试验要求 ( 1 ) 试验条件技术要求 本课题以德国k + e 无水胶印油墨和德国海德堡q md 1 4 6 - 4 印刷机的印刷产品为研究 对象，在陕西日报社印刷厂数码快印部标准条件下印刷，采用简单随机抽样完成样品采 集过程。试验阶段各类生产设备处于良好运转条件下，印刷用纸和油墨质量稳定、生产 环境符合国家标准、操作人员具有中、高级技术水平。 ( 2 ) 测试仪器选用 选用精度比较高的爱色丽5 2 8 型的密度计测试数据，尽可能让数据更精确些。因 为目前无水胶印油墨、版材等一系列耗材成本还很高，不能反复进行试验，各环节应 密切配合。 ( 3 ) 数据处理 根据抽样调查和数理统计的原理对实验取得的数据作计算和分析，与目前我国颁 布的有水胶印的印刷质量指标相比较，采用图表对比法，最后进行规纳总结。 3 2 3 无水胶印印品质量评价参数的测试与分析 印品质量评价参数很多，本次实验主要针对实地密度值、相对反差值( k 值) 、网点 扩大值进行测试计算并与有水胶印产品质量作比较，用实际数据来衡量无水胶印产品质 量的高低；同时对无水胶印的油墨也进行质量评价，包括油墨的色强度、灰度、色差、 色效率等。 陕西科技大学硕士学位论文 印刷工艺过程既是一个复杂的过程，又是一个严格的过程，产品质量受许多因素的 影响，比如纸张类型、油墨种类、印刷设备、印刷条件、操作人员的水平等。所以要准 确测试动态的印刷质量参数必须做好多方面的工作。 3 2 3 1 印刷前准备阶段 a 纸张试样的选取 纸张的类型很多，铜版纸通常用于印刷精细程度要求高的产品，尤其是包装装潢 印刷，结合这种实际情况，本次测试采用印刷企业使用比较多的定量是1 5 7 9 m 2 的铜 版纸和定量是2 0 0 9 m 2 的卡纸。参照g b t 4 5 0 - 1 9 8 9 纸和纸样的采取，纸样的选取 步骤如下： ( 1 ) 在无损伤并有完整包装的产品中连续抽样各选取适量，并按所需幅面大小开料， 开料时严格保证开料精度。 ( 2 ) 将白料提前4 8 小时放置在q md 1 4 6 4 印刷车间，以适应印刷环境温湿度，减少 印刷过程中的质量不稳定因素。 b 无水胶印油墨的准备 目前我国无水胶印油墨依赖进口，结合陕西日报社印刷厂实际情况本次墨样选取 德国k + e 四色油墨y ，m ，c ，b k 。 3 2 3 2 印刷阶段 a 制版参数设置 ( 1 ) 版材名称：美国p r e s s t e k 公司的p e a r l d r y 版材 ( 2 ) 制版参数：加网线数1 7 5 线英寸，分辨率2 5 4 0 d p i ，激光头正常 ( 3 ) 制版环境：温度2 5 。c ，相对湿度3 8 。 b 印刷机及印刷工艺参数设置 ( 1 ) 印刷机型：德国海德堡公司的q md 1 4 6 - 4 数码印刷机 ( 2 ) 印刷地点：陕西日报社印刷厂数码快印部 ( 3 ) 印刷日期：2 0 0 4 年1 0 月1 5 日 ( 4 ) 印刷条件：温度2 5 ，相对湿度3 8 。 ( 5 ) 印刷工艺参数：四色印刷，色序为b k ，c ，m ，y