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胶版印刷机印刷压力与油墨转移率的关系研究"

时间:2017-10-27 14:46:00   来源:本网   添加人:admin

  基金项目:西南林业大学科学研究基金面上项目(111141);大学生科技创新项目(1147)。

  胶版印刷1是1798年发明的。伴随着胶印技术的快速发展,越来越多的生产厂商开始进入数据化和规范化的管理阶段,设备方面也朝着电脑控制化方向发展。由于所生产产品之间的性能及印刷适性各不相同,这就需要有可靠的数据为控制管理提供支持。

  印刷压力是印刷的基础,是完成印刷的基本条件,在印刷中保证合理的印刷压力具有非常重要的意义。印刷压力是指在印刷中油由印版向承印物转移的过程中,压印体之间相互作用的力。所以印刷压力的不同,会对油墨转移率产生较大的影响。因此,研究油墨转移率必不可少的一项影响因素就是印刷压力。美国印刷油墨研究所的研究人员提出了油墨转移方程,第一次成功的建立了印刷油墨转移的数学模型,得出了印刷压力增加,油墨转移率增加,但油墨转移率达到最大时,继续增加印刷压力,油墨转移率反而下降,最后趋近于固定值的规律,得出油墨转移的最佳印刷压力值。

  我国在这方面的研究起步比较晚,但对其研究已取得了一些成果。橡皮布的压缩性能、水墨的传递、油墨的乳化、纸张的印刷适性、印刷过程中的水墨平衡都是影响印刷品质量的重要因素,而这些因素与油墨转移和印刷压力有着密切的关系。本文着重以纸张为承印材料,研究常用的不同纸张在不同印刷压力下的油墨转移率,也为实际印刷生产提供了一定依据。

  1材料与方法1.1实验材料与仪器完成实验需要承印材料、印刷材料和印刷设备。

  选择的承印材料为5种常用的纸张:哑粉纸;双胶纸;E型瓦楞纸;白牛皮纸;新闻纸。

  1.2实验设计油墨转移一般是指油墨从印版或橡皮布向承印物表面的转移,是印刷的基本过程。采用控制变量法来控制其他影响油墨转移率的因素,保持其在一定的水平上。

  增量,使印刷压力从100N逐渐递增至1000N,在不同的压力下对所要测量的纸张进行多次印刷,记录下注墨前胶印辊的质量mg)以及印刷前和印刷后胶印辊的质量m:(g)和m2(g)。实验数据的组成,以新闻纸为例,见表1.表1不同压力下印刷前后新闻纸墨量数据压力x/N辊重印前辊重mn/g印后辊重m2/g根据所测得的实验数据便可求出以下两个量:由m3和m两个量便可求出油墨转移率。在印刷中一般采用油墨转移率来定量表示油墨转移的多少,油墨转移率y表示转移墨量m与印版墨量m3之比。即如下(1一3)式:1.3实验数据的处理1.3.1实验数据将以上所测得的实验数据,根据式子1一1、一2、1一3,进行数据处理,得出各项转移墨量m、印板墨量m3以及油墨转移率y.新的数据组成,以新闻纸为例,如表2.表2不同压力下新闻纸的油墨转移率压力x/N转移墨量m/g印板墨量转移率1.3.2Matlab关系曲线拟合利用Matlab将压力与转移率的数据拟合成一条线性关系的曲线。采用油墨转移率与印刷压力呈三次曲线关系的原理。即:2结果与分析哑粉纸曲线方程:哑粉纸又称无光铜版纸。哑粉纸的表面不反光,比较光滑,吸墨性好,印刷油墨相对较厚,所以阴干时间要长些;如果用某种专用的油墨印刷则可以完全解决阴干时间长的问题,油墨的费用也相对高一些。所以哑粉纸的印刷工艺要求稍高,容易造成印刷过底。

  也正是其吸墨性好,因此对压力要求较小,相反,其本身容易造成印刷过底,如果压力过大,则会适得其反,造成油墨浪费,因此转移率下降;也因为其要求工艺稍高,开始随着印刷压力的增大,油墨大部分粘在了胶印辊上;这也是曲线中,印刷压力从100N―350N左右,油墨转移率呈下降趋势的原因之一。

  而随后的升高,则应该是印刷过底,随后逐渐增大的印刷压力破坏了纸张表面的纤维结构,影响的纸张的挺度,也压坏了油墨的分子结构,使油墨大量附着在纸张纤维中了。在由于纸的特殊工艺要求,油墨不能太厚,需要较长阴干时间,越来越多的油墨转移到纸张上,则会出现短时间内,纸张表面油墨不干。

  所以哑粉纸边面油墨需要薄一些,比较适合进行墨层薄的喷涂打印。

  曲线方程:线来看,印刷压力从100N―450N左右,油墨转移率有大幅度的上升,达到450N左右是最佳的印刷压力,可以得到超过80%的油墨转移率。

  然而跟普通打印纸类似,从450N―700N,转移率有所下降,是由于过大的压力破坏了油墨分子间的结构和作用力,使得转移到纸张的油墨减少了。当压力过了700N的时候,转移率又急剧上升,这是由于太大的压力不仅破坏了纸张纤维,还将压坏了的油墨分子压到了纸孔和纸张纤维中,导致大量油墨都转移到了纸张上,也对印刷产品质量造成了影响。

  曲线方程:瓦楞纸是最常用的包装形式之一,具有防震减压抗冲击的特点。瓦楞纸的印刷工艺也逐步进入了人们的生活生产需要。普通的瓦楞纸分别有内外面层,瓦楞芯纸层,里纸层,一般需要对外面层进行印刷。从拟合的曲线关系中可以看出,印刷压力从100N―900N油墨转移率一直处于上升趋势,大约从900N以上曲线逐渐呈水平状态。因此对于这种E型瓦楞纸,要是油墨转移率最大,则需要较大的印刷压力。根据材料的质量不同,在不损坏纸张的情况下选用其临界压力最适宜。

  E型瓦楞纸具有产品保护功效,若实现其精美的印刷工艺,即可使其增加美观功效。

  双胶纸是比较适合印刷的一种纸张。从关系曲2.4白牛皮纸曲线方程:白牛皮纸拟合出来的曲线关系的曲线形式与铜板纸的类似,印刷压力上升至700N左右得到油墨转移率的最大值。随后超过700N的压力压坏了油墨分子的结构,使之不能很好地与纸张结合。所以压力过大则适得其反了。

  25新闻纸曲线方程:新闻纸是俗称的报纸,也是最常见的纸张之一。其油墨吸收性能不错,但纸张比较柔软。从拟合的关系中,可以看到,在100N500N左右的范围内,油墨转移率是随印刷压力的增加而增大的。随后直到1000N的压力,油墨转移率出现的是小幅下降又小幅上升的波动。这是由于印刷压力过大,影响了纸张对油墨的吸收,导致转移率的下降;直到纸张纤维被压溃,大量油墨进入纸孔或纤维缝隙中,导致再上升,或纸张直接被压坏,影响了印刷质量。

  3结论印刷压力与油墨转移率的关系并不复杂,除了哑粉纸和E型瓦楞纸这两种特殊的纸张外,每种纸都有一个最佳的印刷压力使油墨转移率达到最大值。从以上拟合的5个图中可以看出实验所测得的数据拟合程度都比较好,在一定程度上可以说明该方程能比较近似地描述印刷压力与油墨转移的关系,为实际生产过程中找出最佳的印刷压力、得到油墨的最大转移率提供理论支持。

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