高速轮转胶印润版液的应用研究

[摘要] 阐述了高速轮转胶印润版液的组成，保持润版液与油墨的相对稳定，及达到印刷所要求水墨平衡的方法，提出了在高速轮转印刷中，为确保图文信息的良好再现，对润版液的正确应用和相关控制要素，具有实际应用价值。 关键词：润版液；高速印刷；控制方法；印刷质量 随着包装印刷技术的高速发展，信息化程度的加快与提高，现代化的印刷方向朝着高速、多色、用纸轻量化和计算机智能化控制的方向发展。当今的商用轮转胶印机的印刷速度已从过去的300印张/min以上发展到现在的1000印张／min以上，形成了在高速度印刷、低成本运行状态下的高品质、高生产能力，满足了印刷企业对提高印刷质量和生产效率的期望和要求。然而，在开创高速度印刷生产领域的同时，如何保持稳定的运行和印刷质量，确保在高速印刷中图文信息的转移能得到良好的图文印迹再现，印刷中润版液的应用与控制，是影响印刷过程中的水墨平衡、印刷质量与效率的关键因素之一。 1 高速轮转胶印润版液的作用与组成 1.1 润版液的作用 胶版印刷的特点之一就是利用油水相斥的原理，以油墨和润版液在印版上选择性的吸附，形成图文部分和空白部分而实现图文复制。在高速轮转印刷过程中，按印刷速度40000~80000印／h来计算，印刷周期为0.08~0.045s，印迹转移时间为0.0008054~0.0004530s。在这么短的印刷中，要获得图文清晰、阶调（层次）丰富和色彩鲜艳的印刷墨迹，润版液在空白部分的良好润湿，防止油墨在非着墨部分粘附和扩散，显得尤为重要。为此，作为高速轮转胶印用的润版液，应具有如下作用： 1） 在印版的非图文表面能迅速铺展并形成一层均匀的水膜，防止图文表面上的油墨向非图文表面渗润，确保图文的清晰与稳定。 2） 润版液中的酸和亲水胶体能与因摩损而裸露的非图文部位版基金属发生化学反应及物理吸附反应，形成新的亲水层，以保持印版非图文部分稳定的亲水性。 3） 控制并降低印版表面的温度。在高速印刷条件下，印版与橡皮滚筒的摩擦使之产生高温，使印刷油墨的粘度和流动度发生变化影响印刷质量。润版液具有挥发性，在挥发中带走了热量，以有效的控制和降低印版表面温度。 4） 在印刷压力和高速运转的作用下，保持润版液与油墨的相对稳定，并使印墨的乳化程度为最小值，以加快达到高速印刷所要求的水墨平衡。 5） 润版液在使用中，不能与印版表面的图文部分发生任何化学反应，但对版面的非图文部分粘附的油墨有清洗功能。 1.2 润版液的组成 高速轮转胶印机（M—600型）通常使用的润版液是异丙醇润版液，也即是业内通俗所称的酒精润版液。采用异丙醇润版液是因为异丙醇是一种表面活性剂，具有极性，能与水分子结合，可明显的降低润版液的表面张力，增加润版液对非图文表面的亲和力。异丙醇润版液是由水、异丙醇和亲水胶体、磷酸和缓冲剂等组成的。 1.2.1 水 水是润版液中的主体组分，是润版液中各种化学物质的载体。由于水质的差异，水中的杂质含量和成份不一、并会对水的酸碱性、水的表面张力以至产生的润版液的印刷适性和印刷质量都产生影响。为此，了解和掌握对水质的相关知识，对于配置优良润版液是至关重要的。 水质的差异主要表现在水中所含镁、钙离子的量来确定。通常把1L水中含有10mg氧化钙称为1度，水中的氧化钙低于80mg（即小于8度的水）称为软水，高于8度的水称为硬水。单位体积水中的氧化钙含量数越高，水的硬度就越大。在印刷实践中发现，水的硬度大，润版液中会生成不溶解的、油腻的钙皂，导致在印版、转印橡皮布、压印滚筒和水辊表面上出现沉淀物，影响高速印刷中的油墨和润版液的传递与铺展，严重的出现沾脏故障。因此，高速轮转胶印机润版液的理想配置用水范围硬度应在5~10度。如达不到此要求的，可通过水软化处理来达到。水软化处理方法有： 离子交换法。用钠离子来取代硬水中的镁、钙离子；化学去除法。用碳酸氢盐来去除硬水中的镁、钙离子等。 1.2.2 异丙醇 异丙醇润版液的主要组分是异丙醇。该润版液的特点是：能明显降低润版液的表面张力，并随着润版液中异丙醇浓度的增加而降低；同时可以减少润版液的供水量，尽可能的避免因水量的大小而引起的墨色不一致现象；由于异丙醇的沸点低于水的沸点，而异丙醇的蒸汽压则高于水的蒸汽压，因此在异丙醇蒸发的同时也带走了水分，使得水分易在油墨中停留，这样在一定范围内降低油墨的乳化程度，对水墨平衡也起着促进作用。 1.2.3 亲水胶体 润版液中使用的亲水胶体是阿拉伯树胶和羧基甲基纤维素。 阿拉伯树胶与润版液中的酸发生置换反应，置换出阿拉伯酸，能牢固的吸附在印版非图文表面，形成一层结构紧密的胶体薄膜，这层薄膜中的羧基和羟基都是较强的亲水基团，呈现出极强的亲水性能；此外这层薄膜还能起到很好的防氧化隔离膜作用。 羧基甲基纤维素，又称乙二醇酸钠纤维素，具有吸湿性强、溶解于水、同时成为透明无色溶胶、有可逆性、性能稳定等特点。羧基甲基纤维素的作用与阿拉伯树胶的作用相同，在酸性润版液的作用下，置换出羧基甲基纤维素酸，在印版的非图文表面形成亲水薄膜，使水分子能良好的吸附在其上面，起到排斥油墨的效果。 1.2.4 磷酸 磷酸在润版液中的作用是：与亲水胶体发生置换反应，生，成亲水基团，增强对印版表面的吸附性能；与印版非图文表面的裸露金属发生化学反应，使之形成一层无机盐层，修复并增强版基的亲水性能；磷酸具有抗油脂性能，能除去印版表面非图文部分的油脏，并对金属印版表面起清洁作用。 1.2.5 缓冲溶液 缓冲溶液是一种能够控制润版液酸度变化的溶液，它是利用同离子效应原理配置而成。同离子效应是指在电离过程中，如果溶液内加入某种相同的离子，就会使电离平衡发生移动，这种由于共同离子的影响而使电离平衡产生变化的结果。根据同离子效应对酸性溶液的电离度和酸度的影响，可以组合配置成缓冲溶液。通常以弱酸和它的盐、弱碱和它的盐，以及具有不同酸度的酸式盐的水溶液，来组成缓；中溶液。有缓冲溶液的润版液才能形成一种稳定的溶液。润版液中酸性过大或过小，都会对印刷过程和印刷质量产生影响，为了避免或降低印刷过程中润版液的酸度值大小变化，要用一些缓冲溶液来保持润版液酸碱性的稳定。 2 高速轮转胶印润版液的应用与控制 在高速、多色轮转胶印印刷过程中，保持润版液和油墨之间的相互稳定关系，是确保印刷作业运行和获得印刷阶调（层次）丰富、色彩鲜艳和图文清晰的高质量印刷品的关键。 科学、正确、合理的使用润版液，就是要根据不同的印刷条件、环境和不同的印刷材料，来控制润版液的性能指标，充分发挥润版液的作用，稳定印版非图文表面的亲水性功能，在稳定印刷质量的前提下，尽量减少润版液的用量。但是，润版液用量的过大或过小，都将对印刷过程和印刷质量造成影响。 1） 润版液用量过大而油墨用量不大：这种现象是印刷生产中最易发生的现象，原因是水大不容易产生沾脏故障。但是，印刷中水大的结果使得印版表面水膜增厚，水分沿着墨辊间的窜动、剪切和挤压，加速了油墨的乳化，容易形成“水包油’乳化现象，不但影响油墨的传递质量，就是印刷后的油墨印迹也是饱和度差、墨色无光泽、网点空虚、图像缺乏层次；而水大还会引起纸张吸湿变形，影响套印质量。 2） 润版液用量过大而油墨用量过大：这种现象是在印刷纸张吸墨量较大时容易发生。原因是纸张吸墨量大要消耗大量的油墨，水大可以减少沾脏故障的出现。但是，这种现象的结果是油墨中水分增大、乳化现象加重、使油墨的粘度值和粘着性值降低、墨色变淡、出现版面“浮脏”现象，严重的是引起油墨干燥性的减慢，印刷品粘脏故障的出现。 3） 润版液用量过小而油墨用量不大：这种现象是在油墨用量正常而过分讲究最小用水量而发生。原因是最小的用水量能达到最佳的印刷效果。这种片面强调最小用水量的做法，将失去水墨平衡的基础，使印版表面的非图文部分不能形成均匀的水膜，墨辊上的油墨很易被印版上的非图文部分吸附，产生沾脏。特别是在高速印刷过程中，更容易发生这种故障。 根据以上各种情况，结合在高速轮转胶印机（M—600型）上应用异丙醇润版液的情况，提出以下建议及控制要点： 1）润版液水箱的温度控制。温度与化学反应的速度有着密切的关系，润版液水箱温度高，将使得润版液内的各组分产生化学反应，影响润版液的稳定。因此，润版液的水循环温度应控制在10-12℃之间。 2）润版液中异丙醇用量的控制。润版液中的异丙醇主要起着降低水的表面张力和降低印版表面温度的作用。由于异丙醇具有挥发性，因此合理控制异丙醇用量能得到事半功倍的效果。正常的润版液中异丙醇的质量分数为8％~10％。 3）润版液中原液用量的控制。润版液中的原液用量控制实际上是润版液的浓度控制。通常是以润版液的原液与水的不同比例混合得到。在高速印刷中，由于各种因素的影响，要注意润版液中浓度变化，包括异丙醇的挥发、沉淀物的生成、水量的消耗以及杂质的堆积等。印刷中如遇到质地疏松的纸张时，由于印刷速度高、油墨粘度大、纸张脱粉、掉毛较多，增加了印版的磨损和容易起脏，这时，就要增加润版液的浓度，以补充亲水无机盐层和加强清洗效果。如是印刷表面强度高的纸张（铜版纸、铸涂纸等），则要降低润版液的浓度。润版液中的原液的质量分数一般控制在2％~4％。 利用润版液导电率的变化来控制润版液原液浓度的方法称为导电率法。润版液的导电率是随着润版液浓度成正比例上升的，原因是润版液浓度的变化就是其离子浓度的变化，润版液离子浓度的加强，必然引起润版液导电率的增加。在使用中发现，润版液中的导电率值过高，油墨的干燥时间会延长；而当导电率值过低时，会出现印版表面干燥、转印橡皮布上出现堆墨等故障。另外，润版液的导电率值容易受到各类杂质、沉淀物、<