膠印質量控制--潤版液的使用
2009-08-06 14:53 來源:中華印刷包裝網 責編: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,使圖文部分有墨無水,空白部分有水無墨。印刷時,印版上圖文處的墨跡通過壓力轉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印到壓印滾筒表面的紙張上。
印刷的過程就是水墨平衡的過程,而印刷時有75%的故障是化學因素引起的,其中,水在生產過程中最容易出現問題,因此,正確地控制與使用潤版液是印刷質量控制的重要環節之一。
一、潤濕現象
潤濕是指液體與固體接觸時發生的一種界面現象,凡是液體與固體兩相接觸后,體系的自由能降低時稱為潤濕,反之稱為不潤濕。
當液體與固體互相接觸時,附著層中的液體分子,一方面受到液體內部的作用力——內聚力,另一方面又受到固體分子的作用力——附著力,因此,液體是否能夠潤濕固體,則根據內聚力和附著力的大小來決定的。
液體與固體的界面張力是無法直接準確測定的一個物理量,因此,判斷潤濕現象,通常以接觸角θ作為衡量潤濕的程度。
接觸角與潤濕的關系
①當接觸角θ為0°時,充分潤濕現象。
②當接觸角θ<90°時,稱為能夠潤濕。
③當接觸角θ>90°時,稱之為不潤濕。
液體對固體的接觸角小,液體水珠能鋪展開來,表面張力低,潤濕性能好。
二、改善潤濕性能的兩條途徑
1、 增大PS版對潤版液的吸附能力
選擇親水性能好,耐磨性能強和化學性能穩定的材料作為空白部分的基礎,從增強印版空白部分的親水抗油能力入手,采用先進的加工工藝,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,并依此來擴大吸附能力,利用砂目的毛細孔來儲存水分,為抗拒油墨的擴張創造條件。選擇砂目處理較好的印版,印刷時水墨調整的寬容度大,印刷機易操作。
2、 降低潤版液的表面張力
提高潤版液對PS版的潤濕性能,就要降低接觸角,降低接觸角就要加入表面活性物質、界面活性物質、親水膠體等,從而降低溶液的表面張力,達到充分潤濕的性能。選擇潤濕性能好的潤版液添加劑,不易受油墨、潤版液等相關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、潤版液添加劑的配方原則及要求
PS版的潤濕液的配方必須要遵循潤濕性能好,對油墨乳化不能太大,溶液的PH值合適。特別是要解決潤濕性能與乳化值的關系。
1、能夠充分潤濕版面,就需降低表面張力,要在水斗溶液中加入乳化劑、潤濕劑、界面活性劑。
2、 具有清洗能力,能把臟點洗掉。加入酸性物質,清潔印版。
3、 能穩定潤濕液的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、可抑制細菌及霉菌的滋生,防止潤濕液腐化。
四、導電率與PH值在印刷中的應用
正確的水墨平衡很大程度上取決于準確地控制潤版液的pH值和濃度。很多印刷廠在使用潤版液時,只注意潤版液的酸堿度要控制在要求的范圍內(pH值為4.5~5.4),而忽略了潤版液的濃度。
目前市面上銷售的潤版液絕大多數是緩沖型潤版液,其濃度發生很大變化時,酸堿度變化卻不明顯,但是,潤版液濃度的變化,將導致潤版液各成分含量發生改變,從而引起表面張力、油墨乳化性能等的變化,最后影響潤版效果,導致印品質量下降。因此,只控制pH值將導致印刷故障的產生。
通過實驗測得,潤版液的濃度變化與它的導電率變化存在一種線性關系,即濃度越大,導電率也越大。這樣,我們就可以通過測量導電率來控制潤版液的濃度。
五、導電率與PH值的測量
pH計用來測量印刷機上潤版液的酸堿度。pH計的電極封閉在玻璃管內,在其浸入潤版液中時,潤版液中的離子電荷感應玻璃管中的電極。電極中感應出的電荷在pH計中的電路中產生微小的電流,這個電流經過放大和數字化,然后與已經存儲在pH計中的電子存儲器中的值相比較,以便確定出其數值來,最后的結果在液晶顯示器面板上顯示出來。導電率定義為溶液中導電電子通過的能力,實際上測量的是溶液中溶解鹽的數量。潤版液濃度越高,導電率越高。
pH計與電導計雖然很容易使用,但需要經常校正以便維持其正確的功能。特別是在更換測試頭、檢測腐蝕性化學樣品、需要精確測量時務必重新校準,即使正常使用也必須至少一個月校準一次。pH計是將測試頭浸入已知濃度的校正液中進行校正,然后調整其數值,使其顯示所需的數值。一般常用的校正液的pH值為4、7、9.2和10。不過,許多情況下,如果所用的校正液與pH計所給的校驗值不相符,最好是不作校驗。例如在一些pH計中設定點為4、7和10。如果使用緩沖值4、7和9.2來校驗這臺pH計,在最后一個控制點(這里是10)就會出錯。由于潤版液通常是酸性的,其值接近4.5到5.5,因此只需進行4、7兩點校正即可。
電導計的校準與PH計類似,但必須根據其型號選擇相匹配的校正液(如:1413us/cm、1382us/cm等),插入校正液中,調整顯示數值與校正液實際數值相符。
六、確定潤版液導電率
對于同一種潤版液,用不同地方的水配制,即使配出相同濃度的潤版液,它們的導電率也不相同,因為這與水的軟硬程度(水中含Ca2+、Mg2+的多少)有關。若用同一種水與不同品牌的潤版藥水混合配制成相同濃度的潤版液,其導電率也不相同,導電率大了,說明溶液中的離子多,有些離子對印刷是有影響的,如Ca2+、Mg2+在潤版液中的濃度過高就會導致油墨乳化,阻礙印跡干燥,因此,需要先使水軟化,再進行潤版液配制。
基于以上因素,我們在配制潤版藥水之前,應根據所使用水的水質,保證它的pH值在4.8~5.3之間,通過實驗的方法,測出不同濃度下的導電率,繪出導電率的范圍,然后在這個范圍內,通過印刷品的質量找出某個導電率值,作為以后使用這種潤版藥水配制潤版液的標準值。不同水質,不同的潤版藥水,達到最佳潤濕效果的導電率值都不一樣,因此,可按照上述的方法測試,以達到最佳潤濕效果。
七、 潤版液添加量與導電率、PH值的基本關系
1、理想用水
在未添加潤版液之前,水的導電率應為300 us/cm-500 us/cm,硬度為5゜-8゜,為軟水,PH值為6.5—7之間。
2、理想潤版液PH值的變化與導電率的關系
將潤版液進行稀釋,當其PH值在4.5-5.5之間變化,導電率應在1200—600us/cm之間等比例變化。當導電率超出初始配置值500us/cm時,應更換潤版液。即:根據當地水質,通過印刷試驗,假設導電率為900us/cm,PH值為4.9時,潤版效果好,則當導電率達到1400us/cm時,說明水箱里的水已污染,不適合印刷,需對水箱進行清潔,并更換潤版液。
八、 印刷機潤版液自動添加系統的PH值管理要求
潤版液可分為“緩沖型”(如B液)和“非緩沖型”(如A液)兩種,其中“緩沖型”潤版液濃度發生變化時,PH值為非線性變化。目前,絕大部分的印刷機是通過控制潤版液的PH值來控制潤版液原液的添加量,需要潤版液的濃度與PH值呈線性變化,即:潤版液濃度發生微小變化,PH值應跟著改變,而“緩沖型”潤版液濃度發生微小變化時,PH值可能無任何變化,導致潤版液的濃度無法控制,因此“緩沖型”潤版液不適合機器自動添加。
“非緩沖型”潤版液由于濃度發生細小變化,PH值變化較大,導致印刷難以控制。因此,市面上銷售的基本上為“緩沖型”潤版液。為減少印刷故障的發生,對“緩沖型”潤版液需手工配置后加入水箱,并配備好相應的量杯,以控制準確的添加量。
九、 對兩種潤版液的測試
由于自來水的導電率偏高,而純凈水的PH值偏低,導電率為0,因此本實驗選擇以3:1比例配制的水自來水的PH值為7.4,導電率為890us/cm ;純凈水的PH值5.6,導電率為0。 按純凈水與自來水3:1的比例配制后,水的PH值為7.02,導電率為270us/cm。
十、測試分析
從測試圖表可以看到,A、B兩種潤版液都是“緩沖型”潤版液。不適合機器自動添加,應使用手工配置潤版液濃度。A潤版液PH值為:4.5-5.5時;濃度為: 4%-0.6%;導電率為:1500-400us/cm。B潤版液PH值為:4.5-5.5時;濃度為: 5.2%-0.5%;導電率為:2500-500us/cm。兩種潤版液添加劑在相同的水質、相同的配比濃度下,導電率不同。潤版液供應商建議配比比例要求:A潤版液標準濃度為2%-2.5%,PH值為4.5-5.5;B潤版液標準濃度為2%(軟水)、3%(硬水),PH值為4.9-5.2。
根據測試結果選擇:A潤版液配比濃度為2%, PH值為4.7,導電率為820us/cm。B潤版液配比濃度為2%,PH值為4.85,導電率為1382us/cm。
由于需要添加10%左右的異丙醇,在實際添加配比時,應以添加異丙醇后的總容積來計算潤版液添加量,否則,將導致潤版液濃度不夠,PH值升高,影響潤濕效果。通過生產中的實際使用驗證,由自動添加改為手工添加,潤版液濃度控制準確,潤濕性能良好,并有效地減少了潤版液帶來的印刷故障。
十一、水箱的管理
水箱溫度的設定:冬天溫度設定為10℃,夏天溫度設定為8℃,溫度過低將導致拔墨,溫度過高易產生糊版。并經常檢查冷卻系統工作是否正常。水箱清洗周期:建議每周更換一次水,并清洗水箱。水箱過濾網的清潔與更換:建議每周清潔一次,每月進行更換。冷卻裝置空氣過濾網的清潔:建議每周清潔一次,否則將影響冷卻效果。
十二、酒精與潤版液的選擇
有很多工廠在潤版液中使用食用酒精或工業酒精,其成分為:乙醇,在印刷時水墨平衡較慢,添加量較大。建議使用異丙醇,印刷時水墨平衡快,添加量小,一般為:8%--12%,性能越好的潤版液,異丙醇的添加量越小。
在購買異丙醇時,盡可能從大的化工廠處購買,否則將導致異丙醇含量不足,影響潤濕效果。目前市面上的潤版液添加劑品牌繁多,價格各異,由于很多工廠為降低印刷成本,往往只考慮其單價,而不考慮其潤濕性能,導致上水量大,印品質量差。潤濕性能好的潤版液,相對單價較高,但其添加量較小,總用量小,總成本并不一定比價格低的潤版液添加劑高,如使用正確反而能降低成本。因此,建議在使用潤版液添加劑時,盡可能購買品牌潤版液,如:海德堡superdot fs-12 等,品牌潤版液添加劑質量穩定、添加量小,異丙醇的添加量小,印刷時上水量小,油墨不易乳化,印刷質量穩定。
十三、水質硬度過高帶來的后果
Ca2+、Mg2+離子含量越高,水的硬度越高,在潤版液中,Ca2+、Mg2+離子的濃度過高會導致油墨乳化,且在高速印刷過程中,由于溫度原因會使潤版液中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2分解,生成不溶于水的CaCO3、MgCO3。鈣質附著在水輥上,易阻止上水,出現糊版故障,附著在墨輥上,將導致墨輥晶化,影響油墨的傳輸,導致墨輥脫墨。
十四、酒精及潤版液使用不正確帶來的后果
潤版液添加劑性能不好或添加量過大將導致油墨過度乳化,產生墨輥脫墨、油墨回傳水箱、油墨聚積在上水輥、顏色平衡不良、油墨不干、印品無光澤等故障。酒精的質量不好或用量過大, 可能溶解油墨,導致油墨極度乳化,并產生上述故障。如果潤版液添加劑與使用的油墨不匹配,也將導致上述故障的發生。
十五、膠印水量消耗與上水量的控制
膠印潤版液消耗主要為以下幾個方面:
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,同時墨量越大需要越大的上水量進行抗衡。
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、伸縮率等各項指標都不相同,印刷時紙張的吸水量就不同。一般來說非涂布紙吸水量大于涂布紙。
3.向空間蒸發消耗水量。
4.擠壓拋出水量。
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.紙張纖維結構疏松,表面粗糙,紙張的吸水性能就強;銅版紙、卡片紙等結構密實,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.膠印機運轉速度越高,消耗的水量就越多,環境溫度高、濕度低,空氣流通舒暢的,消耗的水量大。
6.印版的質量越好,砂目處理越好,上水量越小。
7.膠印的印刷壓力大,潤版液消耗率就高。
8.橡皮布硬度越高,潤版液消耗越大。
基于以上原因,印刷時應根據不同的印件使用不同的上水量,當更換印版時,應先降低水量至印版糊版,并在套準較色的過程中,逐漸加大水量至印版不糊,以達到使用最小的水量進行印刷,避免水大墨大,從而控制印刷質量。
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