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简析多色轮转机套印不准的原因

资料来源:《广东印刷》2006年第3期 作者:程晖 司伟 更新日期:2007-11-08

书刊印刷发展到今天,“印刷多色高效化”逐步成为现实。多色轮转机是书刊印刷的重要设备,具有经济效益明显、印刷速度高和折页联动的特点,为书刊生产的高效化提供了可靠的技术保障。然而,由于诸多因素的制约,多色轮转机的产品质量问题也较多,其中,多色套印问题就十分突出。为了提高产品质量,分析多色印刷套印不准的原因是十分必要的,这样做能为解决问题打下良好的基础。

一、与多色套印有关的印刷要素

与套印有关的印刷要素很多,一般包括:印刷机的精度,印刷色组的数量与色序,印版质量,转印压力,印刷压力,橡皮布的特性,纸张的特性,印刷机的工作状态等等。在这些要素中,印刷机的精度高低是决定产品品质的关键,始终保持印刷机的工作精度是印刷设备维护保养的中心工作,也是准确套印的基础。印刷色组的数量与色序对套印的影响比较容易理解,色组越多,套印次数也越多,产生套印问题的机会就越多。色序不对或不合理,在湿压湿叠印的印刷方式下,纸张发生变形的机会就增加了许多。印版质量是多色印刷的基础,印版制作存在问题的后果会直接导致无法印刷。转印压力和印刷压力决定了印版上的油墨向承印物转移时的尺寸是否与印版一致,也是产品套印准确的关键所在。上述这些因素是可控的,而诸如橡皮布的特性,纸张的特性,印刷机的工作状态则是变化的,这些变化着的因素相互影响和制约贯穿了整个印刷过程,因此,对产品的套印质量起到直接影响作用。

二、多色套印不准的原因分析

通常,我们见到的套印不准可以分为以下两类:图纹尺寸不同的套印不准和图纹尺寸相同的套印不准。其中尺寸相同的套印不准又分为三种:轴向套印不准、周向套印不准、图纹歪斜。在没有斜拉版装置的轮转机上,解决图纹歪斜只能靠重新装版来解决,在正常情况下,周向、轴向的印版套印不准用机械装置就可以解决。图纹尺寸不同的套印不准的原因则是我们分析的重点。在实际印刷中出现的色组间图纹尺寸变化通常称为扩缩版现象,是一种经常发生的质量问题,造成这种质量问题的因素很多,下面就是其中的几个。

1. 橡皮滚筒上的图纹变化分析

橡皮滚筒上的图纹来自印版滚筒,通常情况下,印版在制作工艺上能够保证各色印版尺寸的一致性,那么,印版图纹向橡皮滚筒转移时的变化因素就将成为印版图纹转移正确与否的关键。这种变化表现在滚筒的轴向和周向:

印版滚筒向橡皮滚筒转移图纹是依靠转印压力进行接触传递,在这一过程中,各个滚筒圆周各点相对应的位置受制于传动齿轮的啮合,不论印版滚筒直径与橡皮滚筒直径是否有差异,滚筒齿轮转过的弧度总是相等的。相同的弧度所对应的弧长与滚筒半径有关,半径越大弧长越长,半径越小弧长越短。印版滚筒的半径(含印版)在现代轮转机上基本上是一个固定值。印版滚筒向橡皮滚筒转移的图纹长度在滚筒周向上与橡皮滚筒的半径有关。橡皮滚筒直径大,图纹就长,直径小图纹就短。所以,保持橡皮滚筒直径的统一,在多色轮转机上是十分重要的,它能确保各色版图纹周向上的尺寸稳定。同时,这种统一对保持橡皮滚筒线速度一致有着更重要的作用。

在图纹传递过程中,印版的轴向尺寸变化受什么影响呢?滚筒轴线不平行对图纹在轴向转移影响不大,从下面的简单计算可以证明:

a2=b2+c2

a-b=c2/(a+b)

a和b分别表示印版长度和橡皮滚筒印迹长度。c代表滚筒轴线不平行的偏差值。(a-b)表示印版滚筒与橡皮滚筒印迹的变化量。在轮转机上a、b的值通常接近1000mm,c的值最大超不过0.1mm,经计算

a-b=c2/(a+b)=0.12/(1000+1000)=0.000005mm

这个结果说明,滚筒轴线不平行度超过0.1毫米时,图纹转移误差只有0.000005mm,这个变化量完全可以忽略不计。因此,可以说印版图纹在向橡皮转移时,轴向长度是不变的。

通过以上分析可以看出:滚筒轴线不平行对图纹传递影响不大,而保持各色组橡皮滚筒直径一致很重要,这是保证橡皮滚筒周向尺寸相同的基本要求,是保持橡皮滚筒线速度一致、确保印刷时图纹尺寸相等的基础,对多色套印起着重要作用。

2. 印刷过程中张力的使用与变化分析

在多色轮转机上使用张力的目的主要是为了保持纸带运动的平稳,克服卷筒纸不圆和不平整带来的印刷困难,因此,在纸张质地稳定的情况下,使用好张力就是保证印刷质量的关键因素之一。纸张张力的存在形式与其它具有弹性的物体基本一致,但是,纸张是非刚体,耐拉不耐压。在受到外力拉伸时,纸张将产生变形,即在伸长的同时变窄变薄。卷筒纸在受到张力作用时,以一定的伸长率产生张力,外力越大,这种伸长变形就越大,这种变形随着拉力的增加变形总量在增大,而变形的增加量在减少,当这种增加量趋于零时,纸带就要断裂了。在印刷机上,纸带的首次拉伸是在给纸机构到第一印刷单元之间,由给纸机张力系统提供的制动力产生的。这个制动力使纸张受到拉伸,产生变形,产生张力。这个张力会随着纸带进入各个印刷单元之间。在各印刷单元之间,如果橡皮滚筒的周长相等,线速度一致,相临两个印刷单元没有速度差存在,这个张力将维持大小不变,直到完成各个单元的印刷。如果第二印刷单元的线速度快于第一单元,纸带为满足第二单元的速度需要,就会在第一、第二单元之间进一步被拉伸变窄,而产生张力变大的情况;反之,则缩短变宽,使张力减小。由于给纸机的张力是设定的,纸带的第一次变形是稳定的,而进入印刷单元后印刷单元间速度差的存在,张力不断变化,纸带也就随着张力的变大而变窄或随张力减小而变宽。所以,给纸机张力应满足张紧纸张,使张力稳定的要求,努力做到张力值的设定能够产生一个相对稳定的纸张变形量,最大限度地减少纸张在各个印刷单元之间产生再次变形,也就是尽量减少纸张在宽度上的变化,避免对套印产生影响。

3. 印刷压力大小对套印的影响

在采用接触式滚枕的印刷机上,滚枕的接触一方面确保了滚筒中心距的稳定,保证印刷机平稳运转,克服了由于橡皮滚筒开口在高速印刷中产生的冲击和跳动。另一方面,这使得印刷压力在调整时受到一定限制,突出表现在调整印刷压力时,不能再用调小中心距的方法增大压力,而只能用增加衬垫来获得较大的橡皮布变形量获取压力增加的办法。印刷压力过大,衬垫必然加大,橡皮布变形量也随之加大。较大的变形量产生较大的印刷压力使橡皮滚筒工作稳定性降低,在纸张厚度变化较大时,在高速运转时,橡皮滚筒必然产生跳动,这种跳动造成印刷压力不稳定,影响了印刷质量的稳定。衬垫大小的调整引起橡皮滚筒半径变化,使橡皮滚筒线速度发生变化,带来印刷单元间的速度变化和纸带的不断变形。因此,为确保产品质量稳定,在图纹能够清晰再现的前提下,最大限度地使用较小压力,防止由于加大衬垫引起的印刷压力增加和滚筒线速度的变化,确保机械运动平稳。对减小纸张宽度变化和滚筒跳动带来的印刷压力变化十分重要。

4. 纸张特性对套印造成的影响

对于纸张,印刷适性的好坏对印刷产品质量有着十分重要的作用,对套印质量方面产生的影响表现为:

第一,纸张厚度能够引起印刷压力的变化,纸张越厚印刷压力越大,越能引起橡皮滚筒线速度的变化。这种变化加快了纸张张力的变化,引起了纸带宽窄的变化。相同定量的纸张,厚度大,质地疏松,抗拉强度就小,更容易变形。第二,纸张的均匀度差异表现在其截面厚薄不一致上。在印刷张力的作用下,纸张截面各处伸长度不同,为保持长度一致,纸张厚度发生了不同变化。印刷时表现为纸带起伏变化、纸带两边松紧不一,这种变化轻则影响套印,严重时出现断纸故障。第三,抗张强度好的纸张在外力作用下变形量小、恢复能力强。这样的纸张,在受到较大张力作用时,伸长较少,而恢复较快,轴向变形量比较小。这种纸张通常是纤维较长,质地较密。而抗张强度较弱的纸张在受到较大张力作用时,伸长较多,而恢复较慢,轴向变形量比较大,往往在印刷时把变形状态带到下一个印刷单元,造成质量问题。因此,选择抗张强度好的纸张对印刷十分有利。

三、认识问题实质,采取有效措施,克服套印问题

在平时的工作中,我们处理套印不准问题时,应当把纸张产生变形的原因以及这种变形对轴向套印的影响当成中心问题去看待,归纳上述分析:

第一,我们看到在橡皮布上的待印墨迹尺寸是一致的,如果纸带在进入第二单元前再次受拉变窄,第一单元已印刷的墨迹将随纸带而变窄,那么,第二单元橡皮滚筒上的墨迹在转印叠压到纸带上时,必然宽于第一单元的墨迹,就出现了轴向扩缩版现象。

第二,在印刷机印刷压力调整方面,应当采取可以避免橡皮滚筒跳动的印刷压力值,在保证印迹质量的前提下,使用最小印刷压力。这样既可以避免因橡皮滚筒跳动发生质量问题,也可以使橡皮布及衬垫材料的工作性质稳定,延长使用寿命,印刷压力数据保持不变。达到控制线速度、稳定产品质量的目的。

第三,为了在印刷过程中,减小纸张在印刷单元间的受拉变形,使用适当的张力是十分必要的。在给纸机输纸时设定的张力值应当达到使纸张在印刷前就处在稳定的变形状态,有效避免印刷单元间的变形。只要张力控制到位,即使单元间纸张发生变化,也只会发生很小的再次变形,而使套印误差值控制在产品质量允许的范围以内,保证印刷操作的正常进行。

第四,纸张本身的性质决定了纸张受拉变形的程度,不同的纸张有着不同的抗张强度和密度,这就是经常见到的机器设备状态不变,仅仅是更换了纸张,套印就发生了显著的变化的原因。因此,掌握纸张诸如纸张厚度、均匀度、抗张强度等数据指标,能够指导印刷设备的调整,使之适应印刷纸张的特性。为了更好地选择和使用纸张,完成合格产品的印刷,具有重要意义。

通过以上分析可以看出,合理控制张力,正确使用橡皮布及衬垫,了解所用纸张特性,对解决套印不准这个质量问题是十分重要的。除此之外,影响套印的因素还有很多,比如环境温湿度、润版液的性质、油墨的性质、纸张的其它特性等。因此,在分析套印不准的原因时,综合考虑各要素对套印不准的影响,逐个进行排除,最终找到主要问题。平时要注意积累各种相关数据,为分析问题提供依据,这样才能够很好地分析、解决多色套印问题。