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塔式组合四色套准的几点看法

资料来源:《广东印刷》2006年第3期 作者:梁兆成 陈国强 更新日期:2007-11-08

近年来报纸的发展可谓一日千里,从过去每份只有薄薄的一、两张纸到现在每份厚厚的几大叠,从过去只有黑色和红色的版面到现在基本上都是彩色的版面。随着报纸印刷中彩色版面的普及,各报业印刷厂原有的印刷设备因基本上是两层B-B组合结构、半卫星结构或全卫星结构,在印刷方式上都比较死板、固定,所以报纸版面在印刷设备上的位置是黑色就只能印黑色,是彩色就只能印彩色,不能因应版面的需要作出变化调整。为了适应这一飞速的发展,近年来各报业印刷厂新添置的印刷设备都大多为塔式B-B组合结构。塔式B-B组合结构的优点在于印刷色序组合灵活多变、操控性好、机器利用率高等,可印刷双面全彩色的印张,彩版位置不会受到设备能力的影响,但因为印刷设备结构上的特点(俗称散四色印刷),对印刷套准工艺上有了更高的要求。塔式四层B-B组合印刷组,各组的技术性能一致,在机器安装时准确到位,各层B-B印刷组印版滚筒与橡皮滚筒和橡皮滚筒与橡皮滚筒的间隙调整准确、尺寸一致。橡皮布、衬垫的原放规格一致,橡皮布安装扭力统一。从以上各项参数的完成情况来说正常印刷应该是没有什么问题的,但是在实际的印刷生产中却不时会有一些各层B-B印刷组之间纸带运行不稳定、张紧度不够、严重摆动、不规则扭动、起皱等影响印刷套准的问题出现。

下面以塔式B-B组合结构印刷组在生产中所出现的一些问题探讨一下轮转印刷中因纸带运行不稳定所造成的套印误差的现象和解决方法。

卷筒纸纸带由供纸部经过张力浮辊后进入印刷组第一色滚筒印刷,由于纸卷有张力控制装置给纸张带来适当的张紧力,在这一位置纸带是适度张紧而且平稳的。经过第一色印刷滚筒压印后,通过一段不长的距离,纸带就进入第二色印刷滚筒。在供纸部到第二色滚筒之间的距离内纸带不容易出现什么大的变化,第一、二色的套准基本上是符合标准要求的。纸带在经过两组滚筒正反共四个版面的润版水和油墨的吸附后,纸带本身的物理性能已经开始有一些变化了,没有了刚从纸卷拉出时的紧凑,吸水后纸身变软了,并且因为有油墨粘附在纸带表面而变得有些粘了。所以纸带从第二色印刷滚筒进入第三色印刷滚筒或从第三色印刷滚筒进入第四色印刷滚筒的这一段距离内,很容易出现纸带运行不稳定、张紧度不够、纸张摆动等情况,造成套印不准或走位;严重时还会出现不规则地扭动、起皱,根本无法进行最后两色的印刷。

对于这一类的情况,要想印刷能够顺利完成,就必须解决好四层B-B印刷组之间怎样才能使纸张保持有足够的张紧力的问题。纸带通过前两组印刷滚筒时,张力基本上可以从纸卷张力控制系统上得到。但当纸带进入到后两组印刷滚筒后,因为纸带受到前两组印刷滚筒的压印压力的影响,纸卷张力控制系统不能提供足够的张力给纸带了。这时就必须要从四层印刷组的橡皮滚筒表面速度上去考虑,四层印刷组的橡皮滚筒表面速度要基本一致或者使第三、四层印刷组的橡皮滚筒表面速度稍大于第一、二层印刷组的橡皮滚筒表面速度,这样才能使纸带在整个印刷过程中都能得到适当的张紧力来维持纸带的平稳。

综合以上各点考虑,可以从橡皮布的变形特性、橡皮滚筒的滚压原理和橡皮滚筒中心距这几方面中找到解决问题的办法。

轮转印刷机的各个印刷滚筒都是在相互压力下相对滚动的。虽然现在的轮转印刷机使用的已经基本上都是气垫橡皮布,压印时因气垫层弹性作用,橡皮表层压印线相邻两侧理论上是不会再有鼓起的凸包现象了。但在轮转印刷机实际的使用中,两个橡皮滚筒的橡皮布在相对滚动受压后即时恢复原状的弹性能力在每小时几万次与印版滚筒和另一橡皮滚筒的受压变形中,橡皮布迅速恢复原状的弹性能力因为橡皮布中的橡胶单元体进入压印区产生压缩变形,橡胶单元体离开压印区压力消失而恢复。由于橡胶具有推迟高弹的性能,高弹性变形的发展总是落后于应力。橡胶单元体上一次变形还没有来得及因回弹而消失时,又再施加下一次应力,这样不断地循环下去,橡胶内部来不及释放的弹性储能,转化成热量放出。放出的热量越多,橡胶的内耗也越大,橡皮布受到的应力频率越高,橡皮布的弹性将会减少,致使气垫橡皮布在橡皮表层压印线相邻两侧还是会产生轻微的类似凸包形变的迟滞现象。故此,两个橡皮滚筒在滚压时,由于增径效应的作用橡皮布实际转过的圆周长度大于橡皮布不受压时的圆周长度。而且压力越大、凸包产生得越高,橡皮布转过的圆周长度也就越长。这一理论是由英国人米勒通过实验得出的理论,是一个增径效应的结果。

将此理论与轮转印刷机橡皮滚筒的工作方式相结合,将两个橡皮滚筒看作是互相作用的压印滚筒,基于橡皮滚筒受压后,滚压半径会增大,橡皮滚筒的滚压半径和自由半径之比为滚压比,滚压比直接影响到纸张的行走速度,对于纸张是否适度张紧和印迹清晰准确有很大的帮助。

影响到滚压比的因素有以下几点:

1. 橡皮布的特性,不同类型、不同特性的橡皮布有不同的滚压比。橡皮布主要从以下几个特性来选择:

(1)硬度:橡胶抵抗其他物质压入其表面的能力。要考虑到印刷品的质量、印版的耐印率、印刷机的制造精度及橡皮布本身的平整度。

(2)弹性:橡皮布在除去使其变形的外力作用后即刻恢复原状的能力。印刷过程中,橡皮布受到另一橡皮滚筒的压力而变形,当压力转离橡皮滚筒表面时,就要求橡皮布能迅速恢复原状去接受印版上的油墨。然后又再迅速恢复原状把承载的油墨通过与另一橡皮滚筒的压力转印到纸张上。

(3)压缩变形:橡皮布经多次压缩后,橡胶变形的强度。橡皮布在印刷时,经历无数次的压缩回复过程,会产生压缩疲劳而带来永久变形。这时,橡皮布厚度将会减薄,弹性也会减少。

2.
橡皮布的压缩量:同一橡皮布在不同压缩量下有不同滚压比。两个橡皮滚筒在滚压时,橡皮布实际转过的圆周长度大于橡皮布不受压时的圆周长度。压力越大,橡皮布转过的圆周长度也就越长。这说明通过改变橡皮滚筒与橡皮滚筒之间的中心距,可得到不同的滚压比,实现橡皮滚筒表面速度的改变。在实际使用调整时,滚筒之间的中心距只要有0.01mm-0.02mm左右的差别,已经可以得到不同的效果。

3.
橡皮布的松紧度:橡皮布在一定张力下超出原来长度的量,橡皮布伸长的大小一般用伸长率来表示,橡皮布伸长率越小越好,伸长率大了,橡皮易被拉伸,胶层会减薄,弹性会降低。橡皮布绷得越紧,则越薄,橡皮滚筒的自由半径越小滚压比则会增大,因为滚压比增大,橡皮滚筒的滚压半径会更大。橡皮布必须在适当的绷紧力作用下绷紧在橡皮滚筒上。如果橡皮布绷得太松,橡皮布压印时,在挤压力的作用下发生位移而不能及时复位,会导致重影等故障的发生。橡皮布绷得过紧,橡皮布胶层减薄、弹性降低,特别是在轮转印刷机上基本使用的气垫橡皮布,如果绷得太紧还可能会使微泡海绵层失效,失去气垫橡皮布应有的良好性能,橡皮滚筒相对印版滚筒和压印滚筒的同步滚压比会因此上升,破坏了同步滚压状态。

从实际生产中的检验可知,以上几项调整对改善纸张运行都有很好的效果。纸带从第二色印刷滚筒进入第三色印刷滚筒或从第三色印刷滚筒进入第四色印刷滚筒的这一段距离内的纸带运行问题,基本上可以从上述理论中找到解决的方法。

1.
在机器设备各项机械参数不改变的情况下,硬度较高的橡皮布,少量变形就能产生足够的印刷压力。此时使橡皮布衬垫厚度减少,自由半径则变小,同步滚压比则变大;相反硬度较低的橡皮布,要达到相同的印刷压力时,需要增加橡皮布衬垫的厚度,从而使滚筒的自由半径增大,压缩量增大。此时同步滚压比变小,会引起网点变形,影响套准效果。所以通过在第四色印刷滚筒使用硬度高于前三色印刷滚筒的同尺寸橡皮布可以达到纸带适度张紧的效果。

2.
在四色印刷滚筒橡皮布和衬垫的规格、尺寸统一情况下,通过调整改变第三、四色印刷滚筒中两个橡皮滚筒的滚筒中心距,使橡皮布的压缩量遵从增径效应理论的变化达到增加第三、四色印刷滚筒表面速度的效果。但如果以橡皮布和衬垫的尺寸统一的状态下单纯改变橡皮布的压缩量,会导致四色的网点形变不一影响套准。这时就要平衡好滚筒中心距尺寸调整、衬垫尺寸调整、纸带运行和印刷套准这几者之间的关系,与橡皮布硬度、衬垫硬度和纸张克重等印刷材料的技术性能有着密切的关系。在实际生产中尝试得出减少滚筒中心距的同时,对衬垫的原放尺寸相应减少就可得到理想效果