印刷新闻 印刷技术 印刷展会 印刷词典 院校社团 印刷企业 印刷杂志 电子书库

浅析影响输墨装置性能的重要因素——墨辊排列

资料来源:《广东印刷》2009年第3期 作者:李倩倩 更新日期:2009-12-06

输墨装置作为印刷机的一个重要机构与其它三个印刷要素(印版、原稿、承印材料)共同决定着印刷品质量的优劣。没有一个合理的输墨装置做保证,是印不出漂亮的印刷品的。而墨辊排列又是影响输墨装置性能的一个重要因素。因此,我们对胶印机的墨辊排列进行分析研究,并通过了解和掌握印刷机的输墨性能,为印刷出理想的印刷品提供良好的基础。
一、输墨装置的作用及组成
输墨装置将墨斗辊输出的条状油墨从周向和轴向两个方向迅速打匀,使传到印版上的油墨均匀、适量。所以说印刷品的墨色是否均匀、层次是否清晰与其有重要的关系,一般胶印机的输墨装置分为三个部分:供墨部分、匀墨部分、着墨部分。如图1所示。
图1 输墨装置的组成
供墨部分的作用是储存油墨和向匀墨部分供给油墨,主要部件包括墨斗辊(也称出墨辊)、墨斗和传墨辊。墨斗辊间歇转动或慢速连续转动,传墨辊来回摆动,将条状的墨层传给高速旋转的串墨辊,迅速地把条状墨层打匀。供墨量大小可以根据印刷工艺的要求进行调节。调节墨斗辊转角大小或转速的高低可以改变总供墨量,调节墨斗调节螺钉改变墨斗刀片和墨斗辊的缝隙,可以供应不同厚度的墨层,完成对印版的正常给墨。
匀墨部分的作用是迅速把条状油墨打匀,传递给着墨部分并储存部分油墨。匀墨部分的主要部件包括匀墨辊、重辊和串墨辊,这部分包括的墨辊最多。其中以串墨辊2为核心的一组墨辊主要用来打匀油墨层,而且还有储存油墨的作用。以串墨辊3为核心的一组墨辊则进一步打匀油墨,最后将油墨供给四根着墨辊。另外这组墨辊不仅可以打匀油墨,还能储存回收多余的油墨。串墨辊的转动靠轴端齿轮传动,同时还存在靠摆杆机构传动的轴向运动;匀墨辊、重辊靠表面摩擦力传动。
着墨部分的作用是向印版图文部分涂敷油墨。着墨部分由着墨辊(也称靠版辊)组成,着墨辊有3-6根,一般为四根。着墨部分将匀墨部分已经打匀的很薄墨层(约6-10微米),向印版传递。传递过程中着墨辊的圆周线速度等于印版滚筒的圆周线速度。由于着墨辊直接接触印版,与其他墨辊相比,精度要求是最高的。
印刷时墨辊要和酸性的润湿液、油墨接触,因此墨辊材料应有耐腐蚀性、耐油性以及良好的亲油性,以保证其表面能均匀地吸附油墨。为了达到这样的效果,一般在软质辊表面包橡胶,硬质辊表面镀铬或喷涂硬塑料,尼龙。
二、输墨装置的性能评价指标
输墨装置的性能评价指标包括静态指标和动态指标。其中静态指标包括:着墨系数、匀墨系数、积聚系数、打墨系数、着墨率等。
着墨系数Kg表示对印版着墨的均匀程度。用所有着墨辊面积之和与印版面积的比值来衡量。着墨系数Kg值取决于机器类型、用途和工艺要求等,一般应大于1,在一定的范围内Kg值越大着墨效果越好。单张纸胶印机的Kg值一般为1-1.5。书刊及报纸卷筒纸胶印机的Kg值在0.65-1.2之间。为了提高Kg值一般会增加着墨辊数量或增大着墨辊的直径,首先考虑增加着墨辊数量。单张纸胶印机着墨辊多数为4根,也有达到5根的,而商业用卷筒纸胶印轮转机着墨辊多数为3根。
匀墨系数Ky 表示匀墨部分将油墨打匀的程度,用所有匀墨辊面积之和与印版面积的比值来表示。一般情况下匀墨系数越大越好,它取决于机器的性能、用途。单张纸胶印机匀墨系数在4-5.5之间,墨辊数为15-25根,卷筒纸胶印机墨辊数为7-15根。
积聚系数Kj 表示输墨系统中积聚油墨的能力。用全部匀墨辊和着墨辊面积之和与印版面积的比值来度量。积聚系数Kj越大,输墨系统油墨积聚量越大,墨色稳定性好。但是随着Kj值的增大,输墨系统对供墨量的变化越来越不敏感,调整墨色过渡的过程加长,瞬态反应就会变慢。因此,用计算机控制墨色系统,Kj值不宜过大。
打墨线数N 反映油墨在传输和拉薄打匀过程中在墨辊间滚压碾展和分离的次数,也称接触线数。用N表示,N值越大,匀墨效果越好。
着墨辊的着墨率代表该着墨辊供给印版的墨量占印版上总墨量的百分比。输墨性能的好坏,最终要以印版上涂敷油墨的均匀程度来判别,而每根着墨辊的着墨量的大小,直接影响印版上墨层的均匀程度。按印版滚筒旋转的方向,前两根着墨辊的着墨率一般在80%左右,而后两根着墨辊的着墨率则为20%左右。
动态指标包括系统响应时间、系统的稳定时间及墨层厚度一致性。系统响应时间是指从输墨系统的输入段输墨量有变化到系统的输出端承印物上墨层厚度开始发生变化所经历的时间。一般来说, 长墨路的输墨系统响应时间长,短墨路的输墨系统响应时间短。印刷过程中,总希望稳定时间越短越好,因为过渡时间越短越节省时间、节约资源、减少过版纸的浪费。墨层厚度一致性是指承印物上的墨层厚度与目标墨层厚度的接近程度,用两者的标准差表示。标准差越小,表示墨层与目标墨层厚度的偏离值小,其一致性越好。
三、墨辊的排列方式
按到下串墨辊前的墨辊排列形式分单路、双路、多路传墨。图2所示为德国凯尼希.鲍尔胶印机的墨辊排列。它采用单路传墨的方式,油墨经中串墨辊、匀墨辊传给下串墨辊。双路传墨为油墨到达中串墨辊以后分为左右两路传给下串墨辊。如图3所示为罗兰ROLAD 700系列印刷机。多路传墨则为油墨经中串墨辊后,再经多个匀墨辊传给下串墨辊。图4所示海德堡S系列等印刷机、小森L-432胶印机、三菱F系列印刷均采用多路传墨的方式。
图2单路传墨 图3双路传墨
(a) (b) (c)
图4多路传墨
按墨辊的排列位置分对称式、非对称式。某平版印刷机的墨辊属于对称式排列,如图5所示,油墨经中串墨辊分为对称的两路,再经匀墨辊供给着墨辊油墨。大多数印刷机采用非对称式的墨辊排列,如图2、3、4所示的印刷机的墨路系统。其中图4(a)所示,在海德堡S系列印刷机上,油墨经中串墨辊分为两路供墨后再经过多个匀墨辊,右路供给一个下串墨辊,左路供给两串墨辊。
图5对称式
按传墨和匀墨的特点分多辊型、储墨辊型。多辊型输墨装置的特点是油墨到达着墨辊前,要经过一系列不同直径的软硬相互滚压的墨辊匀墨。储墨辊型输墨装置在输墨系统中间部位采用一个大金属辊,周围是一系列的软质墨辊,以此来储存、传递和打匀油墨。国内外典型胶印机墨辊的数据(表1-4)及国内外典型胶印机输墨系统墨辊排列简图(图6-11)如下所示。
硬度单位:邵尔度; 直径单位:毫米
表1 PD4880-01 型四色胶印机润湿匀墨系统各辊数据
表2 JS2102 型对开双面胶印机上润湿匀墨系统各辊数据
表3 JS2102 型对开双面胶印机下润湿匀墨系统各辊数据
表4海德堡S系列润湿匀墨系统各辊数据
国内外典型胶印机输墨系统墨辊排列简图
6海德堡Speedmaster胶印机墨辊排列 7 J2101型胶印机墨辊排列
8 J4102型胶印机墨辊排列 9 JS2102型双面胶印机墨辊排列
10 PZ4880型机组式四色胶印机墨辊排列 11 罗兰700型胶印机墨辊排列
为了更好地传墨和匀墨,输墨装置的墨辊应该软质匀墨辊和硬质串墨辊搭配使用,以便在一定的压力下墨辊彼此接触良好。墨辊安排要有利于着墨辊着墨量的合理分配。大多数印刷机都是由第一组着墨辊供给印版油墨,第二组除了供给印版少量油墨外,主要起到匀墨的作用。这就是说,在安排墨辊的排列时,要满足供墨量前重后轻的原则。现代印刷机大都不采用对称式墨辊排列。有些墨辊对称排列的印刷机,为了改善着墨辊的供墨分配,在中串墨辊之后,即分流时加了重辊,以增加墨辊之间的压力,从而向加了重辊的着墨辊增加分流的墨量。同时还可以在调整着墨辊与印版之间的接触压力时,使加了重辊的着墨辊与印版之间的接触压力比未加重辊的着墨辊与印版之间的压力大,因而增加了有重辊的着墨辊的着墨率。墨辊排列还应考虑印刷机的总体布局以及墨辊数量,总体布局好可以合理利用空间,使机器结构紧凑,又便于墨辊的安装和拆卸。墨辊数量越多,匀墨性能越好,但同时系统的响应时间变长,动态性能变差。所以,应综合考虑静态性能和动态性能,来确定所需的墨辊数量。
四、墨辊排列对输墨性能的影响
(a) (b)
图12墨辊的排列方式对油墨分配的影响
输墨系统中,墨辊排列的方式略有改变,油墨在墨辊间的传递路线就将改变,各墨辊上的墨量发生变化,造成各墨辊向印版的输墨率也发生变化。图12是墨辊数量相同,排列方式略有不同的两种油墨传输系统。两输墨系统均为理想的油墨传输系统,即油墨传输系统中所有的墨辊都能被油墨很好地润湿,并且对油墨没有吸收性;输墨过程中,除墨斗辊、传墨辊外,所有墨辊的表面线速度都与印版滚筒表面线速度相等。油墨在强制受压的情况下通过墨辊间的间隙分裂后分别附在两个墨辊上,完成油墨的传输和分配。在这种理想的情况下,在(a)中1、2着墨辊的输墨率均为41.67%。3、4着墨辊的输墨率均为8.33%。在(b)中,4根着墨辊输给印版的墨量都是相等的,输墨率均为25%。从而可以知道,从墨斗中输送出来的油墨在传输系统中各墨辊上的分配和各着墨辊的输墨率与墨辊的排列形式有一定的关系。在图12(a)输墨系统中,前两根着墨辊输墨率高,为83.34%,主要起给印版供墨的作用;后两根着墨辊着墨率低,仅为16.66%,主要起把印版上的墨层打匀的作用。在(b)输墨系统中,四根着墨辊着墨率相等,既给印版供墨,又把印版上的墨层打匀,两种作用同等重要。显然采用(b)输墨系统的墨辊排列方式,向印版传递油墨,印版上会出现油墨的条痕,墨层不均匀,这样的墨辊排列方式,在胶印机的设计中是不可取的。
墨辊的排列方式还会通过影响墨路长短进而影响输墨性能。在确保输墨装置各性能指标的情况下,一定数量的墨辊采用不同的排列形式,直接影响到油墨的墨路和着墨率的大小,关系到向印版着墨的均匀程度和印品质量。在印刷过程中,墨路过长,传墨辊至着墨辊之间墨辊上的墨层厚度差大,下墨较慢,并使过多的墨量聚积在上部墨辊上。当输纸发生故障或其他原因需要滚筒离压时,着墨辊脱离印版空转,墨辊墨层厚度差减小而趋向均匀,着墨辊墨层厚度比正常印刷时增加;当再次合压印刷时,印版图文部分受墨过多,会造成糊版或墨色过深现象。墨路过短,下墨速度快,串墨辊不能及时将油墨轴向打匀,必然使传递到图文上的墨色不匀。但下墨速度快,能减少因为油墨滞留时间长而引起的不良现象。所以说,墨辊的排列会影响墨路的长短并进一步影响输墨性能。