-浅析印刷品咬口拉脏(王雪)

浅析印刷品咬口拉脏浅析印刷品咬口拉脏 作者 王雪作者 王雪 在我们胶印印刷品印制过程中 特别是有水平版胶印在印制中容易咬口拉脏 它严重影 响了产品质量的完成 今笔者将从印刷压力 水墨平衡 油墨特性等理论根源上分析印品 咬口拉脏的原因 大家都知道平版印刷是利用油水不相混溶的特性 在印刷过程中使印版 表面润版液 油墨保持相对平衡 以实现原稿的良好复制 生产出高质量的产品 在实际 生产操作中 人员素质 工艺 设备 原辅材料 环境温湿度等因素 都会影响水墨平衡 以至导致印刷品咬口的拉脏 一 印刷压力调节原理及计算一 印刷压力调节原理及计算 印刷压力是指在印刷过程中印版向承印物转移时 压印体之间相互作用的力 即在压 印过程中印版对承印物相互之间挤压的力 印刷压力直接影响油墨的转移 1 匀墨装置的压力 这个压力带是指匀墨辊与网纹辊之间的压力 它的主要功能是控制水墨传递的大 小及均匀度 两辊之间的压力大 间隙小 网纹辊面上的墨量相对较少 反之则墨量较多 这一印刷压力的大小与印刷面积的大小有关 一般而言印刷面积较大的压力可轻些 以增 加水墨量来提高墨层的厚度 鲜艳度 而印刷面积较小和较为细腻的文字图案 其压力则 要略大一些 以减少墨量提高细小文字的清晰度 这一压力大小的原则一般视产品的特性 而定 网点印刷时 压力相对大一些 细小文字线条压力可略大一些 大字及大实地产品 可相对小些 2 传墨装置的压力 网纹辊与印版辊之间的压力的作用是将网纹辊上的墨均匀地传递给印刷版面 这 一压力的正确与否 对印刷的清晰度有很大关系 网纹辊对印版辊的压力大 印出来的文 字图案变粗 双影 反白 小字体模糊不清 使阶调层次变暗 变深 图像清晰度差 同 时压力过大时 使印刷版耐印率下降 并容易堆墨 印刷时产生 不规则发胖 变形缺陷 压印力过轻 网纹辊的水墨无法传递到印版 就不能印刷 且最佳的印刷压力应该是网纹 辊与印版圆切水平接触 3 压印装置的压力 这个压力是指版辊与压印辊对纸板的印刷压力 这个压力的作用是印版上的墨层 准确无误地转印到纸板上 在印刷过程中 这是最后关键 压力过大 印出线条呈铺展状 中间色浅 四周呈深圈 对图像层次有很大影响 文字线条版则铺展印迹双边 小字体易 模糊 用手触摸有明显的凹陷感 正确的压力是当印刷的印刷面 凸出部分 与纸板接触 时候 线条扩大最小 字线清晰 不双印铺展 文字图像全部印刷出来 无漏白现象为最 佳 压入纸板深度不超过0 3mm 同时在印刷过程中 要根据印刷的具体情况而随时加以 调节 使之保持在最佳状态 特别是在我们水胶印 机器在高速运转中 印刷压力必需要掌握的十分的精确 不 能就有半点的大意和疏忽 差不多 应该可以 这一类的话在往后的印刷中会产生一系类 的问题 压力不对首先就容易导致印刷中的水墨平衡问题 水墨平衡一旦打破 油墨就极 其容易乳化 油墨一乳化 在开印过程中 产品就容易拉脏 墨色就很难控制 二 印刷压力计算 压印体 特别是压印体的表层 的材料性能十分复杂 印刷过程中 压印体又都处 在运动状态下 使得压印面的压力分析相当困难 为了对压印面的压力分布情形有个总体 的认识 下面介绍两种近似的处理方法 一 弹性体接触压力的赫芝理论一 弹性体接触压力的赫芝理论 作为一种近似的处理方法 将压印体看成是理想的弹性体 则压印面的印刷压力 即是弹性体接触面上的接触压力 按弹性力学中的赫芝理论 如果有两个轴线平行的弹性圆柱体相互挤压而无摩擦 关于圆柱体接触面的形状和接触面上接触压力的分布 有如下的结论 接触面的形状有一 个矩形平面 矩形的长等于弹性圆柱体的长度L 接触面的长度b按下式计算 b 2 1 m21 1 m21 E1 m22 1 m22 E2 ps L R1 R2 R1 R2 1 2 2 6 式中 R1 R2分别是两个圆柱体的半径 E1 E2分别是两个圆柱体的材料拉伸弹 性模量 m1 m2分别是两个圆柱体的材料泊松比的倒数 p 是使两圆柱体挤压的径向力p1 或p2的大小 参见图2 3 接触面 矩形ABCD 上接触压力的分布呈半圆柱形 即接触压力沿矩形面的长度方 向没有变化 而沿矩形面的宽度方向呈半圆形变化规律 如图2 3 b 所示 沿接触面宽度方 向 接触压力在宽度的两端为零 而在宽度的中点取得最大值pmax 如以S表示接触面的 面积 S L 以pcp和ps表示接触面的平均压力和总压力 则有 pcp ps S ps b L 2 7 由于ps等于pcp在S上的积分 而 pcp p2max x2 1 2 有 ps spcpdS b 2 b 2pcp Ldx b 2 b 2 p2max x2 1 2 Ldx 4 b L pcp 即 pmax 4ps b L 4 pcp 2 8 2 7 式和 2 8 式中的 按 2 6 式计算 图图2 3 弹性圆柱体挤压的接触面和接触压力弹性圆柱体挤压的接触面和接触压力 应该强调的是 要得到上述结论有两个重要的条件 一是两个圆柱体只在p1 p2 的作用下发生挤压 因此 这里的接触压力是静压力 二是两个圆柱体都必须是理想的弹 性体 即各向同性的线弹性体 弹性模量和泊松比均为确定的常数 以圆压圆式凸版印刷机为例 压印滚筒相当于圆柱体O1 印版滚筒相当于圆柱体 O2 两个滚筒合压而未运转相当于两个圆柱体在p1 p2作用下发生挤压 如果两个滚筒能 够近似地看成理想的弹性体 则滚筒间的压印面即是圆柱体间的接触面 滚筒间的印刷压 力即是圆柱体间的接触压力 表层材料的材料性质 对接触压力的影响占主导地位 压印滚筒表层的变形集中 于包衬 其弹性模量E1很小 印版滚筒表层的变形集中于印版 其弹性模量E2较大 即 E2 E1 但是 组成包衬的衬垫材料和印版材料的泊松比在一个数量级上 数值相差不太大 即可以近似地认为m1与m2相等 于是 对 2 6 式中的二项有 m21 1 m21 E1 m22 1 m22 E2 如忽略该式中的 m22 1 m22 E2 在压印滚筒与印版滚筒半径相等 R1 R2 R 的情形 下 则有 b 2 1 m21 1 m21 E1 ps L R 1 2 2 9 至于压印面上的压力分布 仍为半圆柱体 压印面上的平均压力pcp及最大压力 pmax 仍按 2 7 式和 2 8 计算 2 9 式表明 在总压力ps和滚筒尺寸L和R一定的情况下 压印区的宽度 以及平 均压力pcp和最大压力pmax 主要取决于压印滚筒包衬的材料性质 即取决于它的弹性模量 和泊松比 对圆压平式印刷 只须令印版滚筒的R2趋于无穷大 改变 2 9 式得 b 2 1 m21 1 m21 E1 ps L R1 1 2 2 10 二 印刷压力计算的经验方法二 印刷压力计算的经验方法 以圆压圆凸版印刷机为例 压印滚筒与印版滚筒合压时 产生变形的主要是压印 滚筒的包衬 于是 可以近似地把压印滚筒看成是弹性体 把印版滚筒看成刚体 经验表 明 压印面大致成 形 压印面上一个点 x y 的压力pd有如下近似公式 参看图2 4 pd E xy 1 n 2 11 式中 E xy分别是包衬的弹性模量 厚度和点 x y 的压缩变形量 是一 个与包守材料性质有关的经验常数 经验表明 包衬压缩量 在压印面上的分布规律大致是 沿宽度方向 中点最大 两端为零 沿长度方向 两端最大 中点最小 相应地 印刷压 力pd在压印面上的分布 也有类似的规律 即在整个压印面上 pd的分布有如一个马鞍形 如图2 4所示 图图2 4 印刷压力的近似分布规律印刷压力的近似分布规律 如能计算出或测定出 值 代入 2 11 便可得到pd 但是 与压印面上各点的压 力Fd相比 工艺实践中更关心压印面上压力的最大值pmax 平均值pcp和总压力ps 在以后的 章节中pmax简写成p 静态下 压印面上的最大压力p 在压印面两端的中点O和O1处取得 按 2 11 式 有 pd E 1 n 2 12 式中 是此处的包衬压缩变形量 下面推导静态主印面两端沿x变化的压力px 以及在此压印宽度上的平均压力px b 为此 先来计算 处的包衬压缩变形量 x 参看图2 5 为简单计 假定两滚筒的压缩量相 等 容易推出 x为 x b2 8 R1 R2 R1 R2 2 13 及 x R12 x2 1 2 R22 x2 1 2 d 将上式中的根式展成台劳级数 取前两项 注意到R1 R2 d 有 x 1 2x b 2 2 14 将 2 14 式代入 2 11 式 注意到 2 12 式 可以得到px px E 1 2x b 2 1 n 1 2x b 2 1 n pmax 1 4x2 nb2 p 2 15 上式的最后表达式是前一表达式展成级数取前两项的结果 进而容易得到pc b pc b 1 b b 2 b 2 px dx 1 b b 2 b 2 1 4x2 nb2 p dx 1 1 3n p 2 16 在沿y轴的压印线上 y 0及y L处 po L p 在y L 2处 pL 2 pmin 假定沿 此压印线 压力分布呈线性规律 则容易求得任何y处的压力pymax 若进一步假定在y处的 压印宽度上的压力分布规律 与y 0或y L处压印宽度上压力分布规律相同 则只需以 pymax取代 2 15 式中p 即可得到压印面上任一点 x y 的压力 图图2 5 与 与b 的几何关系 的几何关系 图图2 6 压力压力p在在b上的分布上的分布 沿y轴的压印线 长L上的平均压力pc L 可取p与pmin的算术平均值 即 pc L 1 2 p pmin 1 2 1 q pmin 2 17 式中 q p pmin是与印刷方式与印版特征有关的经验常数 pmin是压力分布马鞍形纵 向对称面上的最小值 又是横向对称面上的最大值 实践证明 pmin是保证印刷顺利进行的 重要参数为工艺所需印刷压力 当pmax取值pc L 时 由 2 16 式和 2 17 式得到压印面上的平均压力pc s pc s 1 2 1 q 1 1 3n pmin 2 18 由此不难得到压印面上的总压力p 和线压力pL ps pc s b L 1 2 1 q 1 1 3n b L pmin 2 19 pL p L 1 2 1 q 1 1 3n b pmin 2 20 式中的经验常数n和q 工艺所需印刷压力pmin可查阅有关资料 n一般取0 4 0 6 q一 般取1 5 2 5 pmin约在1 8 106Pa之间 如取 0 5 q 2 则 2 19 式 2 20 式可简化 为 ps 1 2 b L pmin 2 21 pL 1 2 b pmin 2 22 应当指出 压印面为矩形只是个近似的结果 实际的形状是两端较宽中间较窄的 纺锤形 再有 以上结果都没有考虑滚筒运转中的摩擦 是静压力 如考虑到滚筒间的摩 擦及弹性包衬的挤压 沿压印面宽度方向的压力分布并不对称 峰值要向滚筒拖梢方向偏 移 如图2 6所示 二 水墨失衡的问题分析及解决二 水墨失衡的问题分析及解决 所谓的有水平版胶印印刷的水墨平衡 就是指在印刷速度和印刷压力一定的情况 下在保证图文印迹色彩还原 灰平衡 各色密度及阶调值符合要求的情况下 使用最少的 供墨量和使空白部分限制在规定限度的面积之内的前提下 使用最小的供水量 在实际操 作中 机长一不小心就容易造成水墨失衡 在印刷过程中 供墨量的大小控制 操作者可 以根据印品墨色的深浅来进行调节 目前胶印的供水量还没有定量的方法来控制 只能根 据纸张的性质 油墨的抗水性及乳化值的大小 印迹墨层的厚度 版面图文部分的面积及 分布情况 印版的类别 机器运转速度 车间环境的温度和相对湿度等实际情况予以掌握 在不影响墨层密度及版面不挂脏的情况下 应将水和墨减少到最低限度来印刷 严防墨大 水大以及油墨与润版液之间彼此忽高忽低的不平衡状态 在印刷过程中 水分过大或过小 都会对产品质量带来很大的负面影响 如果对版面的供墨量超过平衡值时 油墨在受到靠 版胶辊印刷滚筒的强力挤压之后会向空白部分扩展 侵入空白部分造成粘脏 反之 如 果对版面供水量超过平衡值 当水辊过图文表面时 就会图文表面上留下较多的水分 再经过靠版胶辊的强力挤压 使附着图文部分的墨层深度乳化 造印迹暗淡无光 而 且在供水量过大时 水会沿着传墨辊串墨辊进入墨斗 造成大范围的油墨乳化 水墨失衡的表现水墨失衡的表现 在平版印刷过程中 润版液供量过小 会引起空白部分起脏 图文部分糊版 印 品报废 供量过大 油墨乳化严重 也无法进行正常的印刷 具体表现有 a 纸张在印刷过程中过量地吸收入润版液而卷曲绵软 b 橡皮布拖梢处出现水滴 甚至集聚滴下 在印品表面形成水渍 沾湿印版滚筒 或橡皮滚筒衬垫 c 发生印刷中断时 其前后印张之间墨色有明显差异 d 印张墨色偏淡 增加供墨量后也不能及时变深 e 墨斗中有润版液液滴 匀墨辊剪切区域也可见到积聚后而离析出来的润版液滴 2 水墨失衡对印刷的影响水墨失衡对印刷的影响 a 水墨传递不正常 油墨过量乳化后 由于水份过多 加上机械力的作用 细小 的水珠颗粒就积聚在油墨表面 影响油墨的印刷适性 造成墨辊特别是串墨辊脱墨 水辊 表面粘脏 水墨不能正常传递 在多色机印刷时 过量的水份还会使纸张在与橡皮滚筒剥 离时发生湿剥落 湿掉毛 现象 严重时甚至无法正常生产 b 印品墨色冲淡 印刷过程中 过量的水份使油墨饱和度降低 墨色变浅 色泽 变差 色彩产生陈旧感 而且使印版高调处变 花 暗调处变 糊 出现版面浮脏等现象 c 油墨着色力降低 由于油墨印刷适性破坏 着色力降低 如此时盲目增加墨量 会使网点并 糊 层次不清 同时由于水大墨多的恶性循环 产生更为严重的油墨乳化 d 印迹干燥慢 印迹干燥以油墨中连结料的氧化结膜为主要形式 当油墨中含有 一定量的酸性水溶液后 印迹表面氧化结膜时间延长 印迹干燥缓慢 造成印品粘脏 蹭 脏 影响印后工序的生产 e 印品套印不准 过量的水份经印版 橡皮布转移到纸张上 纸张纤维会因吸收 过量水份而伸长 套印下一色或背面时 就会出现荷叶边现象 造成套印不准 甚至伴有 打折现象 由于纸张卷曲不平 收纸也不齐 f 产生条杠 油墨过度乳化 其颜料颗粒堆积于版面 橡皮布及水辊上 使彼此 间压力和摩擦力增大而产生水杠或墨杠 3 解决水墨失衡的对策 解决水墨失衡的对策 1 原辅材料的选择与印刷工艺监控 a 把好印版质量关 确保印版图文和空白基础的牢固性 亲油性和亲水性 图文 基础和空白基础与印版版基要具有良好的吸附力 版面砂目均匀细密 印刷前应根据版面 图文面积 实地或网纹等情况进行水墨预调 印刷过程中 可根据观察到的版面光泽及印 品情况判断水量大小 b 搞好各类纸张 润版液等方面的印刷适性条件的匹配 2 操作要实现数据化 规范化 程序化 a 实现三平 滚筒 印版 橡皮 压印 平 墨辊平 水辊平 严格按要求 按 数据 保证滚筒包衬 水辊表面平服 相互间压力均匀 三滚筒中心距符合标准 并在生 产过程中保持相对恒定 b 实现三小 最小的压力 以保证水 墨及印迹的正常传递为宜 最小的水量 以印版不挂脏为前提 尽可能减小乳化度 最小的墨量 但要尽可能保证油墨稠度 增强 油墨的抗水性能 保证印迹符合阶调 密度 色彩等质量要求 实际生产中 应根据具体 情况 使三者有机地配合 c 规范五勤 勤看版面水份 及时调节水量 勤搅油墨 改善油墨流动性 保持 良好传递的性能 勤掏墨斗 做到墨斗内无干涸墨皮等杂物 勤洗胶皮 印版 清洁其表 面纸毛 纸粉及残存墨渍 墨皮 保证印迹良好传递 为判断水墨供给量提供可靠依据 勤对样张 随时抽取样张与付印样张进行对比 根据变化的情况 找准新的水墨平衡 五 勤操作应做为规范化的操作 贯穿于生产全过程 d 做到数据化 在水墨平衡状态下 印品墨层必然厚实 密度一致 不断地用密度仪 监测印品各色油墨密度值以掌握印刷过程中水墨平衡的变化情况 并整理不同油墨 纸张 不同环境条件下的有关数据最终建立各印刷机台的常规数据模型 实现印刷过程的数据化 管理 3 环境条件的监控要规范化 经常化 生产车间必须进行环境温 湿度及其它条件的控制 环境温度越高 湿度越低 版面水份散发得越快 同时油墨的粘度 流动性将相应地发生变化 因此 生产车间应尽 可能安装空调 夏季以20 30 相对湿度53 67 为宜 冬季以18 20 相对湿度 45 55 为宜 4 设备的选用配置要合理化采用连续式供水的酒精润版装置 能够更好地满足印刷生 产中的水墨平衡 水墨传递等印刷质量的监控和管理的要求 在设备更新 改进中应加以 充分考虑 同时 从印刷工艺的其它方面也应加以考虑 如根据原稿及设备的具体情况 选择既有利于良好复制 又有利于掌握水墨平衡的印刷色序 在印刷品的设计 制版中 其操作人员应对印刷有一定的了解 从而既体现设计风格 确保良好复制 又有利于印刷 中水墨平衡 三 油墨的特性三 油墨的特性 印钞是一个特殊的印制企业 它所用的油墨是专色墨 特别是在9602A品印制过程中 要需用到荧光墨 这就对操作者作了更高的要求 所以我们不仅要对印刷的工艺作详细的 了解 还需要对油墨的本身一些的性能作一个充分的了解 只有这样才能在印刷中出现的 问题作出准确的判断和快速处理 一 油墨的特性如何决定润版液的使用量一 油墨的特性如何决定润版液的使用量 油墨流动性之大小 是可以影响到印刷时润版液的使用量 在印刷过程中 使用 润版液的其中一个原因 是为了使清水更容易在非印纹部分形成水膜 令油墨不易向这些 部分展开 假设油墨的流动性小 它在印版上便会铺展得较慢 油墨在非印纹部分停留的 时间 便会较短 这样的情况下 我们便可使用较少分量的润版液 相反 假设油墨的流 动性大 我们便要适当地增加润版液的份量 以防油墨在非印纹部分粘着 二 油墨出现乳化的情况后会产生什么变化二 油墨出现乳化的情况后会产生什么变化 如果油墨乳化了 它将产生以下的几个变化 1 由于乳化后 水份都跑到油墨 中 把它原有份子之间的空间占据了 因此令油墨的体积增大 2 同样由于水份子占据 了油墨的的空间 因此使油墨表面的颜料粒子占据的面积比例减少 由于颜料反射空气中 的色光 而令我们看到油墨的颜色 所以颜料粒子少了 油墨可反射的光线便少了 而破坏 了油墨的色相 亮度和饱和度 3 水渗入了油墨 他的粘度也会随之下降 三 用乳化了的油墨印刷的会有什么问题三 用乳化了的油墨印刷的会有什么问题 其实油墨一经乳化 它的色相 亮度和饱和度 便会因水分子的渗入而遭受破坏 所以用这些油墨来印刷一定会出现色调偏移的问题 而由于油墨的饱和度降低了 印刷时 便不得不增加墨量 因而会带来另一个