噴霧潤版控制供水量，提升書刊輪轉印制質量，促進流程自動化改造
時間：2022-01-12 來源：
平版印刷的3大工藝技術，即印刷壓力、水墨平衡和套印技術。在平版印刷中，印刷人日常操作以及印刷機調試工作就是圍繞這3大印刷工藝來謀劃設置的。本文探討的核心是水墨平衡工藝。
理想的水墨平衡是印品的油墨實地密度等參數達到標準，以最少的水量與油墨達到動態平衡，這樣印出的印刷品網點光潔、整齊，色彩鮮艷、飽和，圖像清晰、層次豐富，空白部分干凈、整潔，并且利于印品干燥。
噴霧潤版與傳統潤版的區別
目前，國產書刊輪轉機（卷筒紙平版印刷機）的供水方式一般是由水斗、水斗輥、毛刷輥等組成的系統來實現，水斗輥將潤版液從水斗中帶起，再由毛刷輥將水斗輥表面的水膜彈刷到竄水輥上，經竄水輥均勻傳到靠版水輥，再潤濕印版空白部分，達到排斥油墨的目的。供水量大小的控制是由水斗輥轉速快慢調節的，轉速越高水量越大，反之減小。
在書刊輪轉機上應用噴霧潤版技術，就是使用噴霧潤版裝置代替傳統毛刷式供水裝置。噴霧潤版裝置是由水箱、水泵、管路、噴水桿、回水槽以及噴水控制系統組成，噴水桿上有若干噴水嘴，水箱中的潤版液經水泵加壓傳送到噴水桿，再由噴水嘴噴出水霧滴，直接落在竄水輥表面，再經靠版水輥潤濕印版，通過電磁閥的開關頻率控制噴水嘴噴水量的多少。
噴霧潤版技術的優勢
噴霧潤版中實現按需供水的優勢具體表現在以下幾個方面。
噴霧潤版裝置噴出的霧滴是微米級的，噴嘴噴出的霧滴遠比毛刷彈的水滴小，較傳統毛刷式而言，供水量的數量層級更細更多，印刷版面的水量更容易控制。
供水量層級的細化使總體較小劑量的供水易于實現，控制水量的精細程度得以提升，能夠有效改變輪轉機印刷水大墨大的操作習慣，更容易實現水小墨硬的印刷工藝控制要求，進而達到較為理想的水墨平衡狀態，使印品的墨色更穩定。
供水量的減少可以減輕油墨的乳化程度，保持油墨色彩的飽和度和鮮艷度，使油墨干燥后印品的墨色飽和、鮮艷，提高了色彩印制效果。
書刊輪轉機印刷大多使用樹脂或大豆油型油墨，油墨在紙張上干燥方式是滲透和氧化結膜。印刷水量小，油墨乳化程度低，油墨在紙張上滲透和在空氣中氧化結膜速度就快，利于油墨干燥，在一定程度上解決輪轉機印刷中較普遍的粘臟、壓臟問題，有效提高產品質量。
噴霧潤版供水系統不直接接觸水輥，油墨、紙粉、清洗液等極少逆向傳遞，就很難污染水箱中的潤版液，可以保持潤版液潔凈和潤版液參數穩定，以此減少供水系統的清洗工作和清洗過程中帶來的潤版液浪費。
噴霧潤版裝置的噴水桿上，安裝有4個噴嘴，每個噴嘴是由相應的電磁閥單獨控制，每個噴嘴供水量大小可以不同，根據印刷版面圖文分布來調整供水。在不同噴頭對應的區域，調節相應噴頭的供水量，油墨量大區域調大供水量，油墨量小區域則相應調小供水量。
平版印刷中的許多工藝問題都是由水引起的，供水量得到有效控制后，除了改善以上正常印刷中的工藝問題外，還能緩解或消除工藝質量隱患。比如可以避免印刷過程中產生的甩水、甩墨現象。我們知道，水大墨小時就會產生“水包油”的情況，造成油墨親油性減弱，油墨附著力降低，隨著油墨在墨輥上不斷堆積，墨滴會從高速轉動的墨輥上甩出；版面水量太大，也會從印版上甩出水滴。甩水、甩墨會給產品質量帶來隱患，因此，這種情況必須在日常生產中予以消除。
筆者認為還有一點意義更為重要，就是有助于促進書刊輪轉機印刷工藝流程自動化改造。眾所周知，書刊輪轉機印制的產品因油墨干燥慢，易產生粘臟、蹭臟等問題，無法實現在線打捆，除了冷固型油墨本身干燥速度慢，由供水量較大帶來的油墨乳化也是導致問題的主要原因。
通過有效控制供水量，從而減輕油墨乳化程度，配合使用適合的快干油墨，就有可能解決長期困擾書刊輪轉機印刷產品的工藝質量問題，逐步實現在線打捆。由此，會給書刊輪轉機印刷帶來革命性的改變，既能減輕操作人員的體力勞動，又能實現書刊輪轉機印刷工藝流程自動化。
噴霧潤版技術在應用中遇到的問題
去年，公司在引進新設備時第一次選用噴霧潤版技術，操作人員第一次使用，沒有經驗可言，在試印刷過程中遇到不少問題。主要有墨色穩定性問題、套印問題、印版耐印率低、印刷起臟及紙張掉粉等，主要現象有：
一是印刷過程中的墨色不穩定，停機后再開機墨色變化非常大，并且不容易調整到之前的色彩，且調整消耗紙張較多。
二是經過第一色組印刷后，紙張軸向伸脹量較大，易造成套印不準。
三是不時會出現版面局部帶臟。
四是印版圖文部分脫墨，印版耐印率不高。
五是個別色組橡皮布上堆積紙粉較多，兩端尤其嚴重。這些問題嚴重困擾操作人員，導致設備無法正常生產。
針對這些問題，操作人員通過檢查調校水輥壓力、更換紙張、清洗噴水桿上噴嘴、互換噴嘴位置等辦法嘗試解決，效果均不明顯，在設備試生產過程中不時出現以上問題。因此，設備一直處于不穩定運行狀態。
排查問題的思路與方法步驟
我們通過對印刷工藝問題的分析，決定從印刷基礎工作開始，逐項按標準檢查、核實和規范，主要檢查軟化水的供應、潤版液的配比、潤版液pH值和電導率指標、靠版水輥的檢查和調整等方面。
經過對設備所有靠版水輥的檢查和調整，確認水輥及其壓力的設置基本正常，集中處理供應的軟化水經檢查確認也沒有問題。在問題排查中了解到，潤版液pH值偏低，自動配比器可能不準確。于是，為排除這方面因素的干擾，暫且采用人工配制潤版液，通過準確計量控制潤版液的配比，使潤版液pH值和電導率達到標準狀態。進一步的排查又發現設備在正常生產運行過程中，單班用水量很大，供水量和潤版液原液的使用量異常，但是，潤版液其實并沒有被消耗，而是通過收集槽流回至收集裝置，并且回水量還很大。經過跟蹤統計，我們知道了平均一個班次潤版液的供應量和回水量，得出的結論是水量消耗并不多，也就是說水量需求并不大，但是供應量太大，印刷水量整體供求關系失衡。
通過以上步驟的查找與分析，我們認為最根本的問題是印刷時供水量過大，嚴重供大于求，由此確定必須減少潤版液的供應量。那么，首先根據統計的實際用水量進行調整，重新設定印刷機的初始供水參數，適量供給；其次具體操作時逐漸進行減水控墨，經過對水量墨量的調控，使墨色不穩定、套印不準、版面局部帶臟、橡皮布堆積紙粉等問題逐步得到解決，最終設備得以正常運行。
印刷工藝問題的原因分析
印刷中一系列的印刷工藝問題，歸根結底還是由水引起的。主要有以下兩點原因。
一是水量過大，噴霧潤版系統的初始設置不當，參數設置發生偏差，供水量遠大于需求量。
我們知道，紙張主要是由木槳和填料制成，木槳是由纖維構成，纖維中含有大量的羥基，而羥基具有很強的親水性，能夠吸收環境中的水分子，這就是紙張為什么具有吸水性的原因。當羥基吸收水分子纖維就會膨脹，致使紙張伸脹變形；當纖維中的羥基飽和后就不再吸收水分子，紙張含水量達到飽和狀態，這時紙張相對穩定。
在四色套印中，套印不準往往表現為第一色組伸脹較大，正是紙張中纖維的特點造成的。另一方面，因為羥基與水分子結合的化學鍵并不牢固，所以會出現脫水這一可逆過程，當環境干燥時，紙張纖維中的羥基就會釋放水分子，紙張就會因此而收縮。
正是由于紙張具有吸濕和放濕的特性，印刷生產要求恒溫恒濕的理想環境，目的是控制紙張、油墨等材料的印刷適性，印刷中用最小的水量達到水墨平衡也是印刷工藝要求。
二是潤版液原液使用量過大。印刷潤版液酸性過強，是造成墨色不穩定、印版耐印率低、紙張掉粉等現象的直接原因。
片面要求潤版液電導率這個參數，致使潤版液原液使用量過大，潤版液配比不符合標準。潤版液的pH值偏低、酸性強，又加上水大墨大，加劇了油墨乳化。水墨之間只能在一定情況下處于一種不穩定的平衡，一旦停機，這種平衡就被打破，再次找到這種平衡是不容易的，這就是造成墨色不穩定的根源。
印刷版面水量過大，加之油墨乳化，印版上圖文部分親墨性降低，會產生脫墨現象，失去墨層保護，印版感光膠層容易受到摩擦，其親油性能減弱，吸附的油墨減少，印版耐印率就會降低。印刷版面水量過大，傳遞到橡皮布表面，紙張與橡皮布剝離時，紙張表面的涂層或填料被粘到橡皮布表面，引起紙張掉粉，逐漸堆積到印版或橡皮布，以及印版空白處，會影響其親水性，還可能引發印版帶臟。
噴霧潤版技術應用對策
根據以上排查過程和原因分析，采取相應的調整措施，以解決存在的印刷工藝問題。首先是調整設備控制系統中的供水量基礎設置曲線，將噴霧潤版系統的供水量與印刷工藝需求進行線性化匹配，優化調整水量控制系統數據，使整體供水量符合實際印刷需求，做到適量供應，大幅降低初始供水量，解決過剩供水問題。在整體減小供水量的基礎上，根據實際情況局部改變供水控制，將噴水桿上每個噴水嘴的水量與印刷版面進行匹配，優化區域供水，適應實際需求，使生產達到較為理想的平版印刷水墨平衡狀態，使印刷設備正常生產。我們認為這是能夠應用好并且發揮噴霧潤版優勢的關鍵。其次是按照印刷工藝要求科學精準控制潤版原液的使用量，為印刷過程快速達到水墨平衡提供先決條件。
噴霧潤版技術應用注意事項
噴霧潤版裝置的控制系統軟件開發與應用很關鍵，必須在使用中不斷優化控制系統，提升操作方法；做好噴霧潤版系統的維護工作，定期檢查系統水壓、潤版液溫控裝置、潤版液配比裝置；定期更換水循環過濾裝置的濾芯，這是維持噴頭處于正常狀態的屏障；定期清洗噴嘴，做好噴頭維護保養；定期檢查氣路和氣壓；每天檢查軟化水、潤版液等技術參數。
總之，噴霧潤版系統在書刊輪轉機上的應用，目前還在探索之中，以上粗淺認識，不當之處望批評指正。
作者：河南新華印刷集團公司 李冰嶙
編輯：胡玉林
