馬雪峰
(上海光華印刷機械有限公司,上海200436)
扇形擴張是膠版印刷中套印不準的一種[1],俗稱甩角,是指紙張在印刷中拖梢兩角尺寸擴張而出現(xiàn)套印不準的現(xiàn)象,具體表現(xiàn)為拖梢處十字套印線對不齊,由外向內(nèi)分別為1、2、3、4色排列。此現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是:紙張經(jīng)過第1色印刷時,會受到潤版液、印刷壓力等的影響,使紙張發(fā)生塑性變形而向兩角延伸;此時因咬牙的作用,變形較小,越靠近拖梢,發(fā)生變形的情況就越明顯。當印刷第2色時,紙張因發(fā)生塑性變形,拖梢尺寸比印刷第1色時偏大,而印版上的圖文及十字套印線還是一定的;因此,通過油墨轉(zhuǎn)印下來的圖文及十字套印線會印在第1色內(nèi)。以此類推,第3、4色會分別印在第2色內(nèi),但后續(xù)十字套印線之間的距離因紙張變形較第1次印刷時小,故不會像第1、2色之間那么明顯(見圖1)。
扇形擴張在印刷品上的表現(xiàn)包括[2]:① 在印刷大幅面印刷品時明顯;② 在印刷薄紙時嚴重;③ 在多色印刷機上均從第1色開始陸續(xù)縮小。
通過上述對紙張在印刷中發(fā)生扇形擴張的原因分析可知,這是現(xiàn)代膠印印刷技術(shù)條件下必然存在的一種物理現(xiàn)象,不能根本解決。怎樣改善并降低紙張扇形擴張現(xiàn)象是本文討論的重點。
圖1 扇形擴張在印刷品上的情況圖
紙張主要由纖維素組成,而纖維素又是親水性很強的物質(zhì),其具有很強的吸水性和脫水性。紙張在存放、運輸以及印刷過程中,由于溫度和濕度的變化會引起紙張含水量的變化,導(dǎo)致膨脹和收縮。紙張水分變化引起紙張尺寸變化的原因主要包括:紙張水分變化時,組成紙張的單根纖維可以吸收水分膨脹或失去水分收縮,使整個纖維形狀發(fā)生變化,從而引起紙張的尺寸變化;紙張內(nèi)部存在氫鍵結(jié)合,紙張吸收或失去水分時,氫鍵的作用得到加強或削弱,使纖維互相拉緊或推開。紙張內(nèi)部纖維因水分得失產(chǎn)生的形狀變化最終將導(dǎo)致紙張的尺寸變化,給印刷帶來不利影響。紙張紋理圖如圖2所示。
圖2 紙張紋理圖
為改善紙張的尺寸穩(wěn)定性,通常要對紙張進行處理,處理的方法有以下2種。
(1)調(diào)濕(吊晾)處理。在比印刷車間相對濕度高6%~8%的晾紙間進行加濕處理或先放在較濕的地方加濕,再到印刷車間進行水分平衡,使紙張的含水量均勻穩(wěn)定。裁切好的紙張用塑料膜封好,保持紙張水分。
(2)主動加濕。針對膠印采用水墨分離的原理,印刷時,紙張由于吸濕而產(chǎn)生變形。根據(jù)紙張水分變化的滯后效應(yīng),可以在正式印刷前將紙張印一遍水,主動加大紙張的含水量(俗稱“跑水”),讓紙張有一個預(yù)吸濕的過程,這樣在正式印刷時紙張變形量就會小很多。但該方法印刷成本較高,印刷廠很難接受。
由于紙張纖維有橫絲縷和縱絲縷之分,在外界環(huán)境一定的情況下,絲縷方向與非絲縷方向的變形量相差較大。故應(yīng)根據(jù)走紙方向選擇合適的紙張。
不同型號、新舊不一的橡皮布,其傳水效果是不同的,印刷壓力也不同,這樣會影響到紙張在印刷中的變形情況;因此,應(yīng)盡量采用同型號、同規(guī)格、新舊一致的橡皮布。橡皮布外型圖如圖3所示。
圖3 橡皮布外型圖
膠印利用水墨不相混溶的原理來進行生產(chǎn)。水是膠印生產(chǎn)必不可少的條件。印版非印刷區(qū)域吸水斥墨,印刷區(qū)域吸墨斥水。在印刷時,構(gòu)成文字或圖案的油墨通過橡皮布向紙張轉(zhuǎn)印過程中,水也會同時相應(yīng)地轉(zhuǎn)移到紙上;因此,必須控制印刷過程中潤版液的用量,盡量減少水墨的用量,特別是第1色的用水量;在膠印印刷中,第1色的水量是決定紙張吸水擴張對套印精度影響的主要因素。
紙張發(fā)生扇形擴張,第1色紙張變形最大,后續(xù)色陸續(xù)減少。根據(jù)這種情況,可通過印版補償紙張變形的方法,即印前制版時對2、3、4色的圖案略微擴大,或是第1色圖案略微縮小,以補償紙張的變形,但該方法要求操作人員經(jīng)驗豐富,且要有專門的印前設(shè)備。
將2~4色的橡皮布的襯墊減少約0.03~0.05 mm,這樣做可以使已經(jīng)發(fā)生的紙張扇形擴張現(xiàn)象有所收斂,但這對操作者提出了一定的經(jīng)驗要求,以掌握尺度。
由于膠印水墨不相混溶的基本原理,在拼版時要考慮整版面上圖文部分及非圖文部分的對稱性,將套印要求高的圖文部分放在咬口,盡量避免紙張變形對套印的影響[3]。
印刷機(見圖4)正向著多色、高質(zhì)量、高效化的方向發(fā)展。雖然印刷機在機械原理和結(jié)構(gòu)上并沒有發(fā)生根本變化,但從提高質(zhì)量、效率等方面進行了一些改進,包括對處理印刷中紙張扇形擴張方面?,F(xiàn)從機械結(jié)構(gòu)方面分析怎樣從設(shè)計上改善紙張扇形擴張的方法。
圖4 印刷機外型圖
現(xiàn)代印刷機咬牙墊采用有硬牙墊和軟牙墊兩種形式,咬牙采用也有硬牙片和軟牙片兩種形式[1]。無論采用哪種形式,基底材料都采用高強度合金鋼材料,保證紙張在印刷過程中的平穩(wěn)。紙張在印刷過程中受到壓延力向后的拉力,如果沒有足夠的咬力來維持紙張的穩(wěn)定,壓印時紙張容易在壓印滾筒上產(chǎn)生相對滑移,并且這種滑移會在紙尾處放大,引起紙張扇形擴張。
對于采用軟牙墊、硬牙紙片的咬牙結(jié)構(gòu),通過改變壓印滾筒牙墊的高低,可以使紙張扇形擴張得到一定改善,具體做法如下:① 將第1色壓印滾筒兩端牙墊墊高一些,這樣高出的牙墊首先接觸壓力,使拖梢兩角受力內(nèi)斂;② 將第2~4色壓印滾筒中間牙墊墊高一些,這樣兩端后接觸壓力,使紙張在印刷前產(chǎn)生一定的擴張,減少在印刷過程中的變形,具體調(diào)整數(shù)據(jù)見圖5。這樣1色的紙張略微內(nèi)斂,2~4色紙張略微擴張可以抵消紙張在1色受壓變形大,2~4色變形小的趨勢,使十字套印線誤差減小。對于采用硬牙墊、軟牙片或硬牙墊、硬牙片的咬牙結(jié)構(gòu),作用沒有那么明顯。對于采用軟牙墊、硬牙紙片的咬牙結(jié)構(gòu),作用相對比較明顯。
圖5 壓印滾筒牙墊調(diào)整示意圖(0.01 mm)
印刷機版夾如圖6所示。拖梢版夾3一般設(shè)計成2層3段式,既可通過頂滾枕螺釘1來進行整個版夾的移動,又可以通過調(diào)版螺釘4來調(diào)節(jié)左右2塊版夾進行印版的拉版縮版。
圖6 印版滾筒版夾示意圖
若在印刷品上發(fā)現(xiàn)有紙張扇形擴張現(xiàn)象引起的套印問題,可通過松開頂滾枕螺釘1,調(diào)節(jié)頂版螺釘7進行徑向拉版,通過調(diào)版螺釘4進行軸向拉版縮版。調(diào)整完成后將頂滾枕螺釘1繼續(xù)頂住滾枕8。
由于分段式拖梢版夾只能對紙尾部的紙張扇形擴張作用比較明顯,但對紙張中部的作用不大,故現(xiàn)代印刷機提出了在遞紙器上增加防扇形擴張裝置,具體結(jié)構(gòu)如圖7所示。
圖7 防扇形擴張裝置示意圖
其工作原理是使紙張在進入印刷前先發(fā)生扇形擴張,以減少在印刷中的變形,從而提高套印精度。具體做法:當紙張在印刷機前規(guī)處定位咬紙時,遞紙器由于防扇形擴張裝置的作用,使咬牙軸發(fā)生向主機處的變形,造成遞紙軸兩邊咬紙多、中間咬紙相對減少的現(xiàn)象。在遞紙器咬住紙張離開后,防扇形擴張裝置對遞紙器的作用消失,遞紙器咬牙軸回復(fù)原形,紙張受到作用力發(fā)生扇形擴張,從而使紙張在進入印刷前已發(fā)生塑性變形(見圖8[1])。防扇形擴張裝置的調(diào)節(jié)范圍約為0.30 mm,而且不同厚度、不同大小的紙張其調(diào)節(jié)量不同。另外,在不需要調(diào)節(jié)時,可將該機構(gòu)回復(fù)0位,減少防扇形擴張裝置對遞紙軸的受力。
圖8 防扇形擴張裝置作用下遞紙器變化示意圖
印刷是一種復(fù)雜的過程,其牽涉到物理學(xué)、化學(xué)、機械、電氣等諸多方面,某一環(huán)境發(fā)生變化都會對印刷產(chǎn)生影響;因此,對于紙張的扇形擴張研究是一項長期的工作,需要我們繼續(xù)研究,不斷尋找新的解決方案來解決此問題。本文通過分析印刷中紙張扇形擴張產(chǎn)生原理以及利用機械結(jié)構(gòu)改進、印刷工藝修正、印刷材料控制等方法基本能解決扇形擴張現(xiàn)象。
[1] 王良兵.散尾現(xiàn)象產(chǎn)生原因及解決方案[J].印刷技術(shù),2006(3):68-69.
[2] 寧榮華.膠印機甩角現(xiàn)象分析[J].印刷技術(shù),2004(5):77.
[3] 慧聰商情.關(guān)于印刷中甩角的幾個問題的探討[EB/OL].(2003-07-01)[2011-05-17].http://info.printing.hc360.com/HTML/001/010/002/9008.htm.