1、第七章 印刷过程中的常见故障及排除,第一部分 常见问题,第一节 油墨的叠印,一、叠印率及其测定 在彩色印刷中，后一色油墨在前一色油墨膜层上的附着，叫做油墨的叠印 叠印率，也叫油墨的受墨力，是度量油墨叠印程度的物理量。叠印率的数值越高，叠印效果越好,叠印率 (1)重量表示法,(2)密度表示,第一色墨重量,第二色墨重量,第一色墨光学密度,第一色墨光学密度,在第一色上印上第二色后的密度,油墨密度的测定,fD(C/M)=(DM+C-DM)/DC100% fD(C/Y)=(DY+C-DY)/DC100%,使用红滤色片可测：,使用绿滤色片可测：,fD(M/Y)=(DY+M-DY)/DM100% fD(M/
2、C)=(DC+M-DC)/DM100%,使用蓝滤色片可测： fD(Y/M)=(DM+Y-DM)/DY100%fD(Y/C)=(DC+Y-DC)/DY100%,叠印因素 (1)凝聚力： 时叠印良好： 第一色墨凝聚力： 第二色墨凝聚力： 第一、二色墨间的粘着力 (2)时间：间隔长，叠印效果好 (3)粘度：,先印的油墨固着在承印物上在接近干燥时，后一色油墨才印刷并附于其上，称之为干式印刷。,二、干式印刷的油墨叠印,油墨的Tack值与油墨干燥时间的关系,油墨在A/2处分裂,叠印率与印刷间隔的关系,三、湿式印刷的油墨叠印,先印上去的油墨来不及干燥，后一色油墨就要往上叠印，墨膜在湿的状态下相互附着，故称之
3、为湿式印刷。,叠印中的油墨转移,油墨在(AB)/2处分裂,油墨粘性 第一色第二色第三色第四色,四、油墨叠印的机理,油墨叠印模型,空洞理论认为：在油墨分裂的过程中，空洞的产生 是油墨分裂的肇端，空洞产生的速度和数量可作为 油墨分裂难易程度和速度快慢的量度。,油墨的粘度和油墨中所含颜料粒子的数量和性质， 可以做为估计油墨叠印效果的尺度,第二节 油墨的渗透,油墨的渗透主要是指油墨中的连结料向纸张的渗透 油墨渗透过程中，有时会出现“滋墨“、“透印“、“粉化“等现象，印刷品的质量会因而下降 一、非涂料纸的油墨渗透 油墨的渗透主要是指油墨中的连结料向纸张的渗透 Poiseuille公式 Q=dV/dt=（
4、r4P）/l,F=2rcos (a)(b)(c)dh/dt=rcos/4h2hdh=rcos/2dt (d)积分(d)式，考虑到时间t对应的深度为h1，则有(e)(7-3),7-3)式表明，在没有印刷压力，或者印刷压力很小的情况下，如果纸张一定，且完全被油墨润湿，则油墨仅靠纸张的毛细管作用渗透，渗透的深度与渗透时间的平方根成正比，与油墨的粘度的平方根成反比 . 如果印刷压力较高，因而不可忽略则:,在高印刷压力的情况下，纸张一定，则油墨在纸张毛细管作用力 和印刷压力的双重作用下进行渗透，其中印刷压力的作用是主导的。 此时，油墨的渗透深度不仅与渗透时间的平方根成正比，与油墨的粘度的 平方根成反比，
5、而且与印刷压力的平方根成正比。,图7-8渗透深度与压印时间的关系 图7-9渗透深度与油墨粘度的关系 图7-8渗透深度与压印时间的平主根成正比,A和B是为粘度为5.3Pa.和2.6Pa.s的油墨 图7-9表明油墨向纸张的渗透深度与油墨的粘度的平方根成反比,图7-10渗透深度与印刷压力的关系 上图表明油墨的渗透深度与印刷压力的平方根基本上是线性关系.,二、涂料纸的油墨渗透,涂料纸由涂料层和纸基层构成，涂料层和纸基层有不同的毛细管结构。油墨在涂料纸中的渗透，不仅与涂料层和纸基层各自的毛细管结构有关，而且与它们的毛细管的相对位置有关，所以要比油墨在非涂料纸中的渗透更为复杂,t1是压差为p的情况下,油墨
6、在涂料层中的渗透时间.,由(j)式和(l)式可知,用非涂料纸印刷时，如果使用的纸张质地疏松，所用的油墨粘度较小，采用的印刷压力较大，那么油墨会从印刷图文的边沿外溢，造成“滋墨现象”，使图文边缘模糊不清，如右图(a)所示。而且油墨中的连结料的渗透深度有可能超过纸张的厚度，因而穿过纸张，渗透到印刷品的背面，造成油墨的“透印现象”，同样会使印刷品混沌不清，如右图(b)所示。,图7-13 滋墨和透印,用涂料纸印刷时，油墨中颜料粒子过量地存留在印刷品的表面，一经摩擦便会脱落，像黑板上写的字被擦掉的感觉，被称之为“油墨的粉化“。 油墨的透印和粉化，是分别发生在非涂料纸和涂料纸印刷中的常见故障，这两种故障的
7、发生，主要取决于纸张毛细孔的管径分布,图7-14 纸张毛细管的分布,图7-15 涂料纸毛细管的分布,涂料层的毛细管半径在0.010.1m之间，纸基层的毛细管半径约在0.12m之间，以0.1m为界，,(a)的情况表明，大于纸张毛细管孔径的颜料料子较多，有可能出现油墨的粉化现象；(b)的情况表明，大于纸张毛细管孔径的颜料粒子较少，不至发生油墨粉化现象，如渗入纸张的颜料粒子的数量适中，这是较为理想的分布情况。,图7-16 纸张毛细管孔径与油墨颜料粒子大小的分布,油墨粉化现象主要发生在使用涂料纸印刷时 透印现象则主要发生在使用非涂料纸印刷时，这是因为非涂料纸薄而疏松，纸张毛细管孔径大都很大. 预防措施
8、:1)使纸张毛细管孔径和油墨颜料粒子大小的分布合理； 2)提高油墨的粘度，加快油墨的干燥速度，适当地减小印刷压力。,第三节 油墨的剥纸,纸张表面的纤维、填料、胶料、涂料之间的结合力较小，即纸张的表面强度较低时，墨层就会粘下纸张表面细小的纤维、填料、涂料等粒子，造成纸张的掉屑(掉粉或掉毛)，严重时，甚至撕裂纸面，出现剥纸现象. 如图:7-17,图7-17 纸张产生剥纸现象的照片,.剥纸Z强度,T：承印物本身结合力 W：墨粘着力 Q：剥离力 N：橡皮布粘力（凸印：印版对墨的吸附力）,剥纸的产生 (1)印刷速度的影响,（VVP原则）,一、纸张的表面强度与拉毛速度的关系,二、纸张拉毛速度与印刷速度关系
9、,在印刷适性仪上发生拉毛现象的最低印刷速度定义为拉毛速度；在印刷机上发生拉毛现象的最低印刷速度是印刷中允许的最高速度，定义为印刷速度,三、影响纸张拉毛速度的因素,图7-19 P对拉毛速度的影响,图7-20 Tack值对拉毛速度的影响,图7-21 墨层厚度（）对拉毛速度的影响,图7-22 印刷压力（P）对拉毛速度的影响,图7-23 温度对塑性粘度的影响,图7-24 温度对Tack值的影响,四、纸张的湿掉毛,在印刷过程中，由于润湿液的影响，使纸张表面强度下降而产生的掉毛现象，叫做纸张的湿掉毛,五、减轻纸张掉粉、掉毛的方法,1、选用质量好的纸张 2、适当降低油墨粘度（粘性） 3、减少润版液用量 4、
10、降低印刷速度 5、适当减小印刷压力,第四节 油墨的雾散,一、油墨雾散的原因 1、粘弹性理论 2、油墨微粒的带电理论 3、空洞学说 油墨雾散现象是在机、电双重 作用下发生的。在两个相互接 触、高速旋转的墨辊所形成的 辊隙的出口处，油墨被拉成丝 而断裂为球状，双电层破坏，由于断片，带有与墨同性电荷，靠近墨时被斥出。形成雾状。墨雾的产生并不导源于离心力。,二、影响飞墨的因素,1机械条件对飞墨的影响 印刷速度：速度快易飞墨； 墨层厚度：墨层越厚易飞墨； 墨路长易飞墨。2、环境条件的影响：湿度高不易飞墨反之易飞墨。 3、油墨的影响 ： 油墨颜料的颗粒度 ：颗粒大易飞墨 连结料：不同连结料飞墨程度不一样；
11、 墨丝长度 ：墨丝愈长 ，越易飞墨。 放置时间越长越不易飞墨，放置过程中颜料和连结料的润湿性增加。,三、减轻飞墨的方法,1、机械条件：改进印刷机的供墨系统（将长墨路的供墨系统改为短墨路供墨系统，加大墨辊的直径）。也可以在印刷机上附设某种装置，降低飞墨。 2、印刷环境：，增加车间内空气的湿度 3、改善油墨性能： 1）在油墨中加入硅树脂、长链的非芳香族胺类、硬脂酸皂类等物质，增加油墨的弹性，减少墨丝多处断裂的几率。 2）在油墨中加入水或铵类电解质，增加油墨的导电性，使电荷不易积聚在油墨表面，墨雾量自然减少 3）加入增塑剂，增加颜料和连结料的润湿性，使油墨中的颜料粒子悬浮而不沉降，抑制油墨泡核的形成
12、，达到降低飞墨的目的 4）改进制造油墨的工艺，如增另颜料的研磨时间，减小颜料颗粒的粒径，使颜料和连结料充分混合，提高分散度等。,第五节 印刷过程中的静电,一、固体带电与气体放电 两个固体相互间迅速地接触、分离，会使各自的表面带有静电。通过接触的界面有移动的带电载流，载流的粒子(载流子)可能是电子，也可能是离子。金属导体间的载流子是电子；而绝缘体带电载流子是离子。 1、载流子为电子。一种金属固体，内部含有无数电子，若电子从金属逸出，则必须由外界向金属做功，这个功叫金属的功函数，电子逸出的多少视功函数的大小而定。,2、载流子为离子。绝缘体由于机械作用而带电，带电载流子一般认为是离子 离子产生的原因
13、是固体表面吸附了水分，这些水分中有一部分离解成H+和OH-。 离子流形成后，由于离子的转移而使相互接触的两个物体带电，其过程与电子流的情形是一样的 3、接触物体分离的过程。载流子是电子还是离子，接触物体分离的过程，情形也有所不同。 4、影响固体带电的因素 1）是物质本身的性质，如物质表面的化学组成、物质的内部结构和应力应变状态，以及物体形状和带电状态等等； 2）是周围条件，如接触物体周围的气体的组成和压力、温度等等； 3）是机械作用的情况，如两个物体接触的类型、接触的时间、接触的面积、分离的速度，以及物体间作用力的性质等等。,二、印刷中出现的静电及其消除方法,1、静电的危害 1）造成收纸不齐，
14、这都使印刷操作变得困难； 2）吸附纸屑或其它杂质，影响印刷品的质量； 3）可能由超高电位导致空气放电，造成电击或起火。 4）出现：静电墨斑“、”墨须“， 5）图文部分吸附了杂质尘埃，便可能造成印刷品“发花“。,图7-28 静电墨斑,2、消除静电的方法和装置 1）最简单的办法是“接地”， 2）离子中和法， 3）控制印刷环境的相对湿度 4）消除静电的装置叫做静电消电器，常用的有：电晕放电式消电器、放射线式消电器和自激式消电器,图7-29 纸张表面电阻和湿度的关系,图7-30是自感式消除静电的原理,第六节 油墨的干燥和印刷品的背面蹭脏,油墨的干燥分两个阶段。1）油墨中的连结料向纸层内渗透(或油墨中的
15、溶剂挥发)，油墨膜层的粘着性增大，失去流动性的阶段，叫做油墨的固着。2）油墨发生物理、化学变化，牢固的粘结在承印物表面的阶段，叫做油墨的固化 。 一、影响印迹干燥速度的因素 1.油墨干燥的形式 渗透型干燥如右图： 氧化结膜干燥挥发型干燥,2.承印物的性能 :表面性能、酸碱性、纸张含水量。 3.温湿度,图7-31 树脂型油墨的干燥时间和温度的关系,图7-32 树脂油墨的干燥时间和湿度的关系,4.其它影响油墨干燥的因素 ：墨层厚度、冲淡剂、辅助剂、印品堆垛等。,图7-33 相对湿度对油墨干燥的影响 1-胶版纸 2-证券纸 3-高级感光纸 4-铜版纸,二、印刷品的背面蹭脏,在印刷过程中，一张印刷品的
16、墨迹未干，又有另一张印刷品叠放其上，前一张印刷品上的油墨便有可能转移到后一张印刷品的背面，这种污染印刷品背面的现象，就叫做印刷品的油墨蹭脏，简称背面蹭脏 1.影响背面蹭脏的因素 ：油墨与被蹭脏的印刷品背面之间的附着力。除此之外，还与油墨本身的内聚力、油墨和印刷正面的附着力有关，干燥速度。,图7-34 背面蹭脏,2.背面蹭脏的预防 1）降低印刷品堆码的高度； 2）消除印张之间的静电，防止印张间过分的接触； 3）在印品间放置拒墨性的间隔纸（板）或者将印刷品放在专用的晾架上； 4）使用快干性油墨， 5）喷粉。,图7-35 收纸台上喷粉,图7-36 通道喷粉,图7-37 静电喷粉,第二部分 套印控制,
17、套印误差的来源是多方面的，包括制作晒版底片、制版、装版、印刷等各个工艺过程的误差，参看图8-1。在平版、凸版、凹版和丝网印刷中，从油墨转移的复杂性上来看，造成 印刷产品套印不准的主要因素有印版的变形，承印物、油墨的性能，环境的温湿度以及印刷设备的精度等。本章将围绕这些问题，分析套印不准的原因，提出一些提高套印精度的方法。,图81 套印不准原因的鱼骨图,第一节 印刷品的套印误差,一、印刷品套印精度的要求 人们把 01mm作为套印精度的基准印误差超过0020.03mm，人眼就会发现颜色的变化 在湿式印刷中，容许的套印误差必须等于或小于003mm,二、印刷品套印误差的变化规律,图82 套印误差的正态
18、分布曲线,理想的套印并不存在，实际套印误差 是通过实测值求出平均值来表示的,有实验证明 : 1s范围内的实际误差为68.26； 2s范围内的实际误差为9545； 3s范围内的实际误差为9973。 假如有两个以上的套印误差则把它们相加到一起，,三、印刷机的套印误差,印刷机的套印误差，主要来自续纸套印误(0.030.05mm)差和传纸套印误差(0.020.03mm)。98的印张，续纸套印误差为002mm，传纸套印误差为001mm时，才可以印刷出高质量的细网自印刷品。 四色胶印机第一色和第四色之间的实际套印误差(传纸误差值定为003mm ),在其它各色之间的套印误差会更小一些,四、定位标记,图8-3
19、 十字标记及印张各部分名称,图84 印张套印状况,第二节 印版的变形及其控制,一、印版的弯曲变形,图85 印版在滚筒上的弯曲,图86 印版弯曲变形简化图,结论：1变形与k成正比2变形当b(厚度)一定时随增大而减小3变形当一定时随b增大而增大,利用系数：弯曲变形绝对伸长量：相对伸长率：,二、印版的拉伸:张紧印版的拉力T，衬垫给印版的摩擦力F和正压力N,T1T2 T2,T1,P2,P1,f,P1P2,A,C,N,三、印版的其它变形,图88 印版的其它变形,四、印刷定位系统,图89 制版定位孔和定位销对的排布,图810 装版定位孔和观察孔的排布,第三节 纸张的变形与套印准确的控制,一、纸张含水量与纸
20、张的变形 含水量:纸张中含水的重量和纸张总重量的百分比.水在纸张中的存在形式有三种，即化学键结合、吸附和结构渗透。 纸张在吸水后发生膨胀，纸张在脱水后发生收缩 . 要控制纸张变形，必须控制纸张的含水量，并且使纸张的的含水量均匀，才能保证套印的精度,1温度对纸张含水量的影响,不同的纸张，含水量不一样，如在20、65相对湿度的空气中，凸版纸的平衡含水量为81，新闻纸为905 。,图811 胶版纸含水量与温度的关系,一定相对湿度下，变化5，含水量变化015%。含水量变化超过01%，就会影响套印精度。印刷车间的温度变化 不得超过3。,2相对湿度对纸张含水量的影响,图812 胶版纸含水量与湿度的关系,3
21、温度和相对湿度与纸张变形的关系,图813 纸张的变形,图814 纸张的丝缕,图815 纸张含水量与伸长率的关系,1纸张的滞后效应,图816 纸张含水量和相对湿度的关系,2.纸张的调湿处理,1)概念:所谓调湿处理:就是使纸张的含水量均衡并和印刷车间的温湿度相适应的过程. 2)目的:印刷前让纸张的滞后效应充分显示出来，使纸张对环境温湿度及版面水份变化的敏感度降低,使纸张尺寸保持稳定,使所含的水分与印刷车间的温湿度相适应。,图817 纸张反复吸湿、解湿的水分变化,图818 纸张反复吸湿、解湿引起的伸缩率变化,图819 纸张的吸湿与解湿的速度,3)方法:自然调湿法，是将纸张吊晾在印刷车间里，使纸张的含
22、水量与印刷车间的相对湿度相平衡。 强迫调湿法，是将纸张吊晾在晾纸机或晾纸间的圆形晾纸机架上，再向它吹送调温调湿的空气。吹送的空气一般温度比印刷车间高1015，相对湿度比印刷车间高1020，以加快调湿处理的速度,图820 印刷过程中张含水量的变化,第四节 印刷机械引起的套印不准,一、纸张的定位与套印不准 前挡规、后挡规、侧挡规、摆动牙、叼纸牙组成的套印调节机构，是使纸张固定在正确位置上，并进行准确印刷的关键机构,图8-21 纸张的尺寸规格与套印关系,二、叼纸牙叼力和交接关系对套印的影响 1叼纸牙叼力与套印,图822 叼纸牙叼力不均匀,防止叼纸牙叼力不均匀： 叼纸牙叼力的调节，应该在试印中进行，不
23、得在各色套印的过程中改变叼力。 正反面自套印的产品，压印滚筒的叼纸牙叼力必须均匀一致。 叼纸牙轴的撑簧要有良好的弹性，防止叼力不足，纸张定位不准。 拧紧叼纸牙的紧圈，防止叼纸牙轴向串动。,2叼纸牙交接关系与套印,三、印刷压力、纸张剥离张力与套印不准的关系,1印刷压力与纸张的变形 :印刷压力愈大，纸张的变形愈明显， 目前，有的胶印机附设有可以使纸张领弯曲的叼牙装置 ,迫使纸张预先弯曲，其弯曲的程度能够按照纸张的变形情况进行调节,2剥离张力与纸张的变形 : 纸张上的纤维组织受到叼纸牙对纸张向下的叼力和油墨对纸张的向上粘着力，这两个力的方向相反，出现了剥离张力。 当印张从印版上（或橡皮布上）剥离时，
24、纸张的后绿容易打卷，与压印滚筒不贴合，形成一个折弯角度，被人们称之为剥离角 。剥离角愈大，剥离张力也愈大。 纸张的性质。 印刷压力和滚筒相互压印的时间。 纸张表面受墨面积。 油墨的粘度、粘着性。 剥离速度越大，剥离张力略有下降。,第五节 滚筒衬垫厚度对图文尺寸的影响,一、滚筒半径与图文尺寸的关系 假定三滚筒的实际转动半径都相同，均为R，且按L型配置，如图823所示,图823 滚筒半径与图文长度,二、印版衬垫增减与图文尺寸的关系,当印版衬垫增加R版,包角为,如图则：印版衬垫增加包角减小。,图824 包角及包角的减小,第六节 重影,重影又叫双影。指印刷的线条旁边出现的浅线条或印刷网点旁边出现的侧影
25、 。 一、重影的产生与类别： 重影故障多发生在开始印刷时；滚筒合压和滚筒离压时；印版滚筒与橡皮滚筒的印刷面相接触和相分离时；橡皮滚筒和压印滚筒的印刷面相接触和相分离时；印版滚筒与传纸滚筒交接纸张时；靠版胶辊开始接触印版或脱开印版时及印刷速度变更时 ：,图825 重影,二、产生重影的原因与排除方法,1纵向重影 ： 滚筒轴颈与轴套，偏心套与墙板孔的配合间隙过大 滚筒齿轮的侧隙及径向跳动量过大 滚筒包衬不当，压力过大，表面线速度不一致 多色胶印机各机组相互交接不准 其他：滚筒合压不到位、滚筒合压过量、橡皮布质量不好、油墨的剥离拉力过大、印版拉的不紧或印版在夹版处破裂等都会引起纵向重影故障。,2.横向
26、重影 叼纸牙轴的轴向串动 滚筒的止推轴承螺丝松动或止推轴承磨损或紧固止推轴承的螺母松动 串水、串墨辊轴向串动；纸张“荷叶边”、前挡规和侧挡规调节不当，使纸边压力过大产生卷曲；输纸不平稳等都会引起横向重影。,3A、B重影 1）机器的原因，主要是双倍径传纸滚筒两副咬牙的制造和安装精度不够 理想状态应该是a-a=0，b-b=0，c-c=0， 2）工艺操作问题，主要是常期使用的牙垫被磨损，精度下降,图826 A、B叼牙及叼牙精度示意,表面强度T与V.,成正比,由于剥纸后热量产生，使纸松弛，修正为,则 T= b的近似值为,为当T=1/l时的V印速,(2)印版曲率与剥纸同样 的墨， 和 愈大，同一V下，接触时间长，则剥纸 临界速度大。,圆压平印机，适性机剥纸,圆压平：,，,适性机：,，,则：,：圆压平开始剥纸速度,(3)速度与剥纸印张/小时=310,，小于此值，不会剥纸。,结论：a：,，,愈大，则不易剥纸。,b：通过印刷适性试验机可换算成印刷机的剥纸速度,(4)其他剥纸a：墨流动性与剥纸b：墨厚与剥纸c：压力与剥纸，实际压力范围内剥纸可能性最大。d：纸张性质与剥纸e：温度与剥纸，温度增加易剥。,
