- 2019年7月10日-12日,上海攬境展覽主辦的2019年藍(lán)鯨國(guó)際標(biāo)簽展、包裝展...[詳情]
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膠印質(zhì)量控制--潤(rùn)版液的使用
2009-08-06 14:53 來(lái)源:中華印刷包裝網(wǎng) 責(zé)編:劉文越
【我要印】訊:膠印是一種需要用水的印刷方式。利用油水不相溶的原理,先供水,后供墨,使圖文部分有墨無(wú)水,空白部分有水無(wú)墨。印刷時(shí),印版上圖文處的墨跡通過(guò)壓力轉(zhuǎn)印到富有彈性的橡皮滾筒表面,然后再由橡皮滾筒把圖文轉(zhuǎn)印到壓印滾筒表面的紙張上。
印刷的過(guò)程就是水墨平衡的過(guò)程,而印刷時(shí)有75%的故障是化學(xué)因素引起的,其中,水在生產(chǎn)過(guò)程中最容易出現(xiàn)問(wèn)題,因此,正確地控制與使用潤(rùn)版液是印刷質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一。
一、潤(rùn)濕現(xiàn)象
潤(rùn)濕是指液體與固體接觸時(shí)發(fā)生的一種界面現(xiàn)象,凡是液體與固體兩相接觸后,體系的自由能降低時(shí)稱為潤(rùn)濕,反之稱為不潤(rùn)濕。
當(dāng)液體與固體互相接觸時(shí),附著層中的液體分子,一方面受到液體內(nèi)部的作用力——內(nèi)聚力,另一方面又受到固體分子的作用力——附著力,因此,液體是否能夠潤(rùn)濕固體,則根據(jù)內(nèi)聚力和附著力的大小來(lái)決定的。
液體與固體的界面張力是無(wú)法直接準(zhǔn)確測(cè)定的一個(gè)物理量,因此,判斷潤(rùn)濕現(xiàn)象,通常以接觸角θ作為衡量潤(rùn)濕的程度。
接觸角與潤(rùn)濕的關(guān)系
①當(dāng)接觸角θ為0°時(shí),充分潤(rùn)濕現(xiàn)象。
②當(dāng)接觸角θ<90°時(shí),稱為能夠潤(rùn)濕。
③當(dāng)接觸角θ>90°時(shí),稱之為不潤(rùn)濕。
液體對(duì)固體的接觸角小,液體水珠能鋪展開(kāi)來(lái),表面張力低,潤(rùn)濕性能好。
二、改善潤(rùn)濕性能的兩條途徑
1、 增大PS版對(duì)潤(rùn)版液的吸附能力
選擇親水性能好,耐磨性能強(qiáng)和化學(xué)性能穩(wěn)定的材料作為空白部分的基礎(chǔ),從增強(qiáng)印版空白部分的親水抗油能力入手,采用先進(jìn)的加工工藝,在印版表面上形成致密的砂目,從而增大PS版的表面積,形成印版空白部分的基礎(chǔ),并依此來(lái)擴(kuò)大吸附能力,利用砂目的毛細(xì)孔來(lái)儲(chǔ)存水分,為抗拒油墨的擴(kuò)張創(chuàng)造條件。選擇砂目處理較好的印版,印刷時(shí)水墨調(diào)整的寬容度大,印刷機(jī)易操作。
2、 降低潤(rùn)版液的表面張力
提高潤(rùn)版液對(duì)PS版的潤(rùn)濕性能,就要降低接觸角,降低接觸角就要加入表面活性物質(zhì)、界面活性物質(zhì)、親水膠體等,從而降低溶液的表面張力,達(dá)到充分潤(rùn)濕的性能。選擇潤(rùn)濕性能好的潤(rùn)版液添加劑,不易受油墨、潤(rùn)版液等相關(guān)材料不均一變化的影響,能有效降低用水量、減少乳化、加速干燥、提高印品光澤,從而有效降低印刷故障率。
三、潤(rùn)版液添加劑的配方原則及要求
PS版的潤(rùn)濕液的配方必須要遵循潤(rùn)濕性能好,對(duì)油墨乳化不能太大,溶液的PH值合適。特別是要解決潤(rùn)濕性能與乳化值的關(guān)系。
1、能夠充分潤(rùn)濕版面,就需降低表面張力,要在水斗溶液中加入乳化劑、潤(rùn)濕劑、界面活性劑。
2、 具有清洗能力,能把臟點(diǎn)洗掉。加入酸性物質(zhì),清潔印版。
3、 能穩(wěn)定潤(rùn)濕液的PH值,加入緩沖液。降低油墨乳化。
4、具有較好的不感脂能力,即不親油性能,如加入阿拉伯樹(shù)膠。避免圖文部分不上墨。
5、能適合不同氣候的變化,加入吸濕劑。防止印版上臟。
6、可抑制細(xì)菌及霉菌的滋生,防止?jié)櫇褚焊?
四、導(dǎo)電率與PH值在印刷中的應(yīng)用
正確的水墨平衡很大程度上取決于準(zhǔn)確地控制潤(rùn)版液的pH值和濃度。很多印刷廠在使用潤(rùn)版液時(shí),只注意潤(rùn)版液的酸堿度要控制在要求的范圍內(nèi)(pH值為4.5~5.4),而忽略了潤(rùn)版液的濃度。
目前市面上銷(xiāo)售的潤(rùn)版液絕大多數(shù)是緩沖型潤(rùn)版液,其濃度發(fā)生很大變化時(shí),酸堿度變化卻不明顯,但是,潤(rùn)版液濃度的變化,將導(dǎo)致潤(rùn)版液各成分含量發(fā)生改變,從而引起表面張力、油墨乳化性能等的變化,最后影響潤(rùn)版效果,導(dǎo)致印品質(zhì)量下降。因此,只控制pH值將導(dǎo)致印刷故障的產(chǎn)生。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,潤(rùn)版液的濃度變化與它的導(dǎo)電率變化存在一種線性關(guān)系,即濃度越大,導(dǎo)電率也越大。這樣,我們就可以通過(guò)測(cè)量導(dǎo)電率來(lái)控制潤(rùn)版液的濃度。
五、導(dǎo)電率與PH值的測(cè)量
pH計(jì)用來(lái)測(cè)量印刷機(jī)上潤(rùn)版液的酸堿度。pH計(jì)的電極封閉在玻璃管內(nèi),在其浸入潤(rùn)版液中時(shí),潤(rùn)版液中的離子電荷感應(yīng)玻璃管中的電極。電極中感應(yīng)出的電荷在pH計(jì)中的電路中產(chǎn)生微小的電流,這個(gè)電流經(jīng)過(guò)放大和數(shù)字化,然后與已經(jīng)存儲(chǔ)在pH計(jì)中的電子存儲(chǔ)器中的值相比較,以便確定出其數(shù)值來(lái),最后的結(jié)果在液晶顯示器面板上顯示出來(lái)。導(dǎo)電率定義為溶液中導(dǎo)電電子通過(guò)的能力,實(shí)際上測(cè)量的是溶液中溶解鹽的數(shù)量。潤(rùn)版液濃度越高,導(dǎo)電率越高。
pH計(jì)與電導(dǎo)計(jì)雖然很容易使用,但需要經(jīng)常校正以便維持其正確的功能。特別是在更換測(cè)試頭、檢測(cè)腐蝕性化學(xué)樣品、需要精確測(cè)量時(shí)務(wù)必重新校準(zhǔn),即使正常使用也必須至少一個(gè)月校準(zhǔn)一次。pH計(jì)是將測(cè)試頭浸入已知濃度的校正液中進(jìn)行校正,然后調(diào)整其數(shù)值,使其顯示所需的數(shù)值。一般常用的校正液的pH值為4、7、9.2和10。不過(guò),許多情況下,如果所用的校正液與pH計(jì)所給的校驗(yàn)值不相符,最好是不作校驗(yàn)。例如在一些pH計(jì)中設(shè)定點(diǎn)為4、7和10。如果使用緩沖值4、7和9.2來(lái)校驗(yàn)這臺(tái)pH計(jì),在最后一個(gè)控制點(diǎn)(這里是10)就會(huì)出錯(cuò)。由于潤(rùn)版液通常是酸性的,其值接近4.5到5.5,因此只需進(jìn)行4、7兩點(diǎn)校正即可。
電導(dǎo)計(jì)的校準(zhǔn)與PH計(jì)類(lèi)似,但必須根據(jù)其型號(hào)選擇相匹配的校正液(如:1413us/cm、1382us/cm等),插入校正液中,調(diào)整顯示數(shù)值與校正液實(shí)際數(shù)值相符。
六、確定潤(rùn)版液導(dǎo)電率
對(duì)于同一種潤(rùn)版液,用不同地方的水配制,即使配出相同濃度的潤(rùn)版液,它們的導(dǎo)電率也不相同,因?yàn)檫@與水的軟硬程度(水中含Ca2+、Mg2+的多少)有關(guān)。若用同一種水與不同品牌的潤(rùn)版藥水混合配制成相同濃度的潤(rùn)版液,其導(dǎo)電率也不相同,導(dǎo)電率大了,說(shuō)明溶液中的離子多,有些離子對(duì)印刷是有影響的,如Ca2+、Mg2+在潤(rùn)版液中的濃度過(guò)高就會(huì)導(dǎo)致油墨乳化,阻礙印跡干燥,因此,需要先使水軟化,再進(jìn)行潤(rùn)版液配制。
基于以上因素,我們?cè)谂渲茲?rùn)版藥水之前,應(yīng)根據(jù)所使用水的水質(zhì),保證它的pH值在4.8~5.3之間,通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法,測(cè)出不同濃度下的導(dǎo)電率,繪出導(dǎo)電率的范圍,然后在這個(gè)范圍內(nèi),通過(guò)印刷品的質(zhì)量找出某個(gè)導(dǎo)電率值,作為以后使用這種潤(rùn)版藥水配制潤(rùn)版液的標(biāo)準(zhǔn)值。不同水質(zhì),不同的潤(rùn)版藥水,達(dá)到最佳潤(rùn)濕效果的導(dǎo)電率值都不一樣,因此,可按照上述的方法測(cè)試,以達(dá)到最佳潤(rùn)濕效果。
七、 潤(rùn)版液添加量與導(dǎo)電率、PH值的基本關(guān)系
1、理想用水
在未添加潤(rùn)版液之前,水的導(dǎo)電率應(yīng)為300 us/cm-500 us/cm,硬度為5゜-8゜,為軟水,PH值為6.5—7之間。
2、理想潤(rùn)版液PH值的變化與導(dǎo)電率的關(guān)系
將潤(rùn)版液進(jìn)行稀釋,當(dāng)其PH值在4.5-5.5之間變化,導(dǎo)電率應(yīng)在1200—600us/cm之間等比例變化。當(dāng)導(dǎo)電率超出初始配置值500us/cm時(shí),應(yīng)更換潤(rùn)版液。即:根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì),通過(guò)印刷試驗(yàn),假設(shè)導(dǎo)電率為900us/cm,PH值為4.9時(shí),潤(rùn)版效果好,則當(dāng)導(dǎo)電率達(dá)到1400us/cm時(shí),說(shuō)明水箱里的水已污染,不適合印刷,需對(duì)水箱進(jìn)行清潔,并更換潤(rùn)版液。
八、 印刷機(jī)潤(rùn)版液自動(dòng)添加系統(tǒng)的PH值管理要求
潤(rùn)版液可分為“緩沖型”(如B液)和“非緩沖型”(如A液)兩種,其中“緩沖型”潤(rùn)版液濃度發(fā)生變化時(shí),PH值為非線性變化。目前,絕大部分的印刷機(jī)是通過(guò)控制潤(rùn)版液的PH值來(lái)控制潤(rùn)版液原液的添加量,需要潤(rùn)版液的濃度與PH值呈線性變化,即:潤(rùn)版液濃度發(fā)生微小變化,PH值應(yīng)跟著改變,而“緩沖型”潤(rùn)版液濃度發(fā)生微小變化時(shí),PH值可能無(wú)任何變化,導(dǎo)致潤(rùn)版液的濃度無(wú)法控制,因此“緩沖型”潤(rùn)版液不適合機(jī)器自動(dòng)添加。
“非緩沖型”潤(rùn)版液由于濃度發(fā)生細(xì)小變化,PH值變化較大,導(dǎo)致印刷難以控制。因此,市面上銷(xiāo)售的基本上為“緩沖型”潤(rùn)版液。為減少印刷故障的發(fā)生,對(duì)“緩沖型”潤(rùn)版液需手工配置后加入水箱,并配備好相應(yīng)的量杯,以控制準(zhǔn)確的添加量。
九、 對(duì)兩種潤(rùn)版液的測(cè)試
由于自來(lái)水的導(dǎo)電率偏高,而純凈水的PH值偏低,導(dǎo)電率為0,因此本實(shí)驗(yàn)選擇以3:1比例配制的水自來(lái)水的PH值為7.4,導(dǎo)電率為890us/cm ;純凈水的PH值5.6,導(dǎo)電率為0。 按純凈水與自來(lái)水3:1的比例配制后,水的PH值為7.02,導(dǎo)電率為270us/cm。
十、測(cè)試分析
從測(cè)試圖表可以看到,A、B兩種潤(rùn)版液都是“緩沖型”潤(rùn)版液。不適合機(jī)器自動(dòng)添加,應(yīng)使用手工配置潤(rùn)版液濃度。A潤(rùn)版液PH值為:4.5-5.5時(shí);濃度為: 4%-0.6%;導(dǎo)電率為:1500-400us/cm。B潤(rùn)版液PH值為:4.5-5.5時(shí);濃度為: 5.2%-0.5%;導(dǎo)電率為:2500-500us/cm。兩種潤(rùn)版液添加劑在相同的水質(zhì)、相同的配比濃度下,導(dǎo)電率不同。潤(rùn)版液供應(yīng)商建議配比比例要求:A潤(rùn)版液標(biāo)準(zhǔn)濃度為2%-2.5%,PH值為4.5-5.5;B潤(rùn)版液標(biāo)準(zhǔn)濃度為2%(軟水)、3%(硬水),PH值為4.9-5.2。
根據(jù)測(cè)試結(jié)果選擇:A潤(rùn)版液配比濃度為2%, PH值為4.7,導(dǎo)電率為820us/cm。B潤(rùn)版液配比濃度為2%,PH值為4.85,導(dǎo)電率為1382us/cm。
由于需要添加10%左右的異丙醇,在實(shí)際添加配比時(shí),應(yīng)以添加異丙醇后的總?cè)莘e來(lái)計(jì)算潤(rùn)版液添加量,否則,將導(dǎo)致潤(rùn)版液濃度不夠,PH值升高,影響潤(rùn)濕效果。通過(guò)生產(chǎn)中的實(shí)際使用驗(yàn)證,由自動(dòng)添加改為手工添加,潤(rùn)版液濃度控制準(zhǔn)確,潤(rùn)濕性能良好,并有效地減少了潤(rùn)版液帶來(lái)的印刷故障。
十一、水箱的管理
水箱溫度的設(shè)定:冬天溫度設(shè)定為10℃,夏天溫度設(shè)定為8℃,溫度過(guò)低將導(dǎo)致拔墨,溫度過(guò)高易產(chǎn)生糊版。并經(jīng)常檢查冷卻系統(tǒng)工作是否正常。水箱清洗周期:建議每周更換一次水,并清洗水箱。水箱過(guò)濾網(wǎng)的清潔與更換:建議每周清潔一次,每月進(jìn)行更換。冷卻裝置空氣過(guò)濾網(wǎng)的清潔:建議每周清潔一次,否則將影響冷卻效果。
十二、酒精與潤(rùn)版液的選擇
有很多工廠在潤(rùn)版液中使用食用酒精或工業(yè)酒精,其成分為:乙醇,在印刷時(shí)水墨平衡較慢,添加量較大。建議使用異丙醇,印刷時(shí)水墨平衡快,添加量小,一般為:8%--12%,性能越好的潤(rùn)版液,異丙醇的添加量越小。
在購(gòu)買(mǎi)異丙醇時(shí),盡可能從大的化工廠處購(gòu)買(mǎi),否則將導(dǎo)致異丙醇含量不足,影響潤(rùn)濕效果。目前市面上的潤(rùn)版液添加劑品牌繁多,價(jià)格各異,由于很多工廠為降低印刷成本,往往只考慮其單價(jià),而不考慮其潤(rùn)濕性能,導(dǎo)致上水量大,印品質(zhì)量差。潤(rùn)濕性能好的潤(rùn)版液,相對(duì)單價(jià)較高,但其添加量較小,總用量小,總成本并不一定比價(jià)格低的潤(rùn)版液添加劑高,如使用正確反而能降低成本。因此,建議在使用潤(rùn)版液添加劑時(shí),盡可能購(gòu)買(mǎi)品牌潤(rùn)版液,如:海德堡superdot fs-12 等,品牌潤(rùn)版液添加劑質(zhì)量穩(wěn)定、添加量小,異丙醇的添加量小,印刷時(shí)上水量小,油墨不易乳化,印刷質(zhì)量穩(wěn)定。
十三、水質(zhì)硬度過(guò)高帶來(lái)的后果
Ca2+、Mg2+離子含量越高,水的硬度越高,在潤(rùn)版液中,Ca2+、Mg2+離子的濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致油墨乳化,且在高速印刷過(guò)程中,由于溫度原因會(huì)使?jié)櫚嬉褐械腗g(HCO3)2、Ca(HCO3)2分解,生成不溶于水的CaCO3、MgCO3。鈣質(zhì)附著在水輥上,易阻止上水,出現(xiàn)糊版故障,附著在墨輥上,將導(dǎo)致墨輥晶化,影響油墨的傳輸,導(dǎo)致墨輥脫墨。
十四、酒精及潤(rùn)版液使用不正確帶來(lái)的后果
潤(rùn)版液添加劑性能不好或添加量過(guò)大將導(dǎo)致油墨過(guò)度乳化,產(chǎn)生墨輥脫墨、油墨回傳水箱、油墨聚積在上水輥、顏色平衡不良、油墨不干、印品無(wú)光澤等故障。酒精的質(zhì)量不好或用量過(guò)大, 可能溶解油墨,導(dǎo)致油墨極度乳化,并產(chǎn)生上述故障。如果潤(rùn)版液添加劑與使用的油墨不匹配,也將導(dǎo)致上述故障的發(fā)生。
十五、膠印水量消耗與上水量的控制
膠印潤(rùn)版液消耗主要為以下幾個(gè)方面:
1.油墨的乳化消耗水量。油墨輕微乳化有助于迅速的水墨平衡,同時(shí)墨量越大需要越大的上水量進(jìn)行抗衡。
2.紙面吸收消耗水量。由于各種紙張的纖維特性和平滑度、勻度、施膠度、含水量、伸縮率等各項(xiàng)指標(biāo)都不相同,印刷時(shí)紙張的吸水量就不同。一般來(lái)說(shuō)非涂布紙吸水量大于涂布紙。
3.向空間蒸發(fā)消耗水量。
4.?dāng)D壓拋出水量。
膠印決定用水量的條件
1.版面圖文部分的面積及分布情況。印版版面上圖文部分面積大,用水量大。
2.印刷墨層越厚,用水量越大,墨層薄,用水量小;
3.紙張纖維結(jié)構(gòu)疏松,表面粗糙,紙張的吸水性能就強(qiáng);銅版紙、卡片紙等結(jié)構(gòu)密實(shí),表面光滑,吸水性就小。
4.油墨抗水性能好,乳化值小,用水量就少。
5.膠印機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度越高,消耗的水量就越多,環(huán)境溫度高、濕度低,空氣流通舒暢的,消耗的水量大。
6.印版的質(zhì)量越好,砂目處理越好,上水量越小。
7.膠印的印刷壓力大,潤(rùn)版液消耗率就高。
8.橡皮布硬度越高,潤(rùn)版液消耗越大。
基于以上原因,印刷時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的印件使用不同的上水量,當(dāng)更換印版時(shí),應(yīng)先降低水量至印版糊版,并在套準(zhǔn)較色的過(guò)程中,逐漸加大水量至印版不糊,以達(dá)到使用最小的水量進(jìn)行印刷,避免水大墨大,從而控制印刷質(zhì)量。
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