喷雾润版控制供水量，提升书刊轮转印制质量，促进流程自动化改造
时间：2022-01-12 来源：
平版印刷的3大工艺技术，即印刷压力、水墨平衡和套印技术。在平版印刷中，印刷人日常操作以及印刷机调试工作就是围绕这3大印刷工艺来谋划设置的。本文探讨的核心是水墨平衡工艺。
理想的水墨平衡是印品的油墨实地密度等参数达到标准，以最少的水量与油墨达到动态平衡，这样印出的印刷品网点光洁、整齐，色彩鲜艳、饱和，图像清晰、层次丰富，空白部分干净、整洁，并且利于印品干燥。
喷雾润版与传统润版的区别
目前，国产书刊轮转机（卷筒纸平版印刷机）的供水方式一般是由水斗、水斗辊、毛刷辊等组成的系统来实现，水斗辊将润版液从水斗中带起，再由毛刷辊将水斗辊表面的水膜弹刷到窜水辊上，经窜水辊均匀传到靠版水辊，再润湿印版空白部分，达到排斥油墨的目的。供水量大小的控制是由水斗辊转速快慢调节的，转速越高水量越大，反之减小。
在书刊轮转机上应用喷雾润版技术，就是使用喷雾润版装置代替传统毛刷式供水装置。喷雾润版装置是由水箱、水泵、管路、喷水杆、回水槽以及喷水控制系统组成，喷水杆上有若干喷水嘴，水箱中的润版液经水泵加压传送到喷水杆，再由喷水嘴喷出水雾滴，直接落在窜水辊表面，再经靠版水辊润湿印版，通过电磁阀的开关频率控制喷水嘴喷水量的多少。
喷雾润版技术的优势
喷雾润版中实现按需供水的优势具体表现在以下几个方面。
喷雾润版装置喷出的雾滴是微米级的，喷嘴喷出的雾滴远比毛刷弹的水滴小，较传统毛刷式而言，供水量的数量层级更细更多，印刷版面的水量更容易控制。
供水量层级的细化使总体较小剂量的供水易于实现，控制水量的精细程度得以提升，能够有效改变轮转机印刷水大墨大的操作习惯，更容易实现水小墨硬的印刷工艺控制要求，进而达到较为理想的水墨平衡状态，使印品的墨色更稳定。
供水量的减少可以减轻油墨的乳化程度，保持油墨色彩的饱和度和鲜艳度，使油墨干燥后印品的墨色饱和、鲜艳，提高了色彩印制效果。
书刊轮转机印刷大多使用树脂或大豆油型油墨，油墨在纸张上干燥方式是渗透和氧化结膜。印刷水量小，油墨乳化程度低，油墨在纸张上渗透和在空气中氧化结膜速度就快，利于油墨干燥，在一定程度上解决轮转机印刷中较普遍的粘脏、压脏问题，有效提高产品质量。
喷雾润版供水系统不直接接触水辊，油墨、纸粉、清洗液等极少逆向传递，就很难污染水箱中的润版液，可以保持润版液洁净和润版液参数稳定，以此减少供水系统的清洗工作和清洗过程中带来的润版液浪费。
喷雾润版装置的喷水杆上，安装有4个喷嘴，每个喷嘴是由相应的电磁阀单独控制，每个喷嘴供水量大小可以不同，根据印刷版面图文分布来调整供水。在不同喷头对应的区域，调节相应喷头的供水量，油墨量大区域调大供水量，油墨量小区域则相应调小供水量。
平版印刷中的许多工艺问题都是由水引起的，供水量得到有效控制后，除了改善以上正常印刷中的工艺问题外，还能缓解或消除工艺质量隐患。比如可以避免印刷过程中产生的甩水、甩墨现象。我们知道，水大墨小时就会产生“水包油”的情况，造成油墨亲油性减弱，油墨附着力降低，随着油墨在墨辊上不断堆积，墨滴会从高速转动的墨辊上甩出；版面水量太大，也会从印版上甩出水滴。甩水、甩墨会给产品质量带来隐患，因此，这种情况必须在日常生产中予以消除。
笔者认为还有一点意义更为重要，就是有助于促进书刊轮转机印刷工艺流程自动化改造。众所周知，书刊轮转机印制的产品因油墨干燥慢，易产生粘脏、蹭脏等问题，无法实现在线打捆，除了冷固型油墨本身干燥速度慢，由供水量较大带来的油墨乳化也是导致问题的主要原因。
通过有效控制供水量，从而减轻油墨乳化程度，配合使用适合的快干油墨，就有可能解决长期困扰书刊轮转机印刷产品的工艺质量问题，逐步实现在线打捆。由此，会给书刊轮转机印刷带来革命性的改变，既能减轻操作人员的体力劳动，又能实现书刊轮转机印刷工艺流程自动化。
喷雾润版技术在应用中遇到的问题
去年，公司在引进新设备时第一次选用喷雾润版技术，操作人员第一次使用，没有经验可言，在试印刷过程中遇到不少问题。主要有墨色稳定性问题、套印问题、印版耐印率低、印刷起脏及纸张掉粉等，主要现象有：
一是印刷过程中的墨色不稳定，停机后再开机墨色变化非常大，并且不容易调整到之前的色彩，且调整消耗纸张较多。
二是经过第一色组印刷后，纸张轴向伸胀量较大，易造成套印不准。
三是不时会出现版面局部带脏。
四是印版图文部分脱墨，印版耐印率不高。
五是个别色组橡皮布上堆积纸粉较多，两端尤其严重。这些问题严重困扰操作人员，导致设备无法正常生产。
针对这些问题，操作人员通过检查调校水辊压力、更换纸张、清洗喷水杆上喷嘴、互换喷嘴位置等办法尝试解决，效果均不明显，在设备试生产过程中不时出现以上问题。因此，设备一直处于不稳定运行状态。
排查问题的思路与方法步骤
我们通过对印刷工艺问题的分析，决定从印刷基础工作开始，逐项按标准检查、核实和规范，主要检查软化水的供应、润版液的配比、润版液pH值和电导率指标、靠版水辊的检查和调整等方面。
经过对设备所有靠版水辊的检查和调整，确认水辊及其压力的设置基本正常，集中处理供应的软化水经检查确认也没有问题。在问题排查中了解到，润版液pH值偏低，自动配比器可能不准确。于是，为排除这方面因素的干扰，暂且采用人工配制润版液，通过准确计量控制润版液的配比，使润版液pH值和电导率达到标准状态。进一步的排查又发现设备在正常生产运行过程中，单班用水量很大，供水量和润版液原液的使用量异常，但是，润版液其实并没有被消耗，而是通过收集槽流回至收集装置，并且回水量还很大。经过跟踪统计，我们知道了平均一个班次润版液的供应量和回水量，得出的结论是水量消耗并不多，也就是说水量需求并不大，但是供应量太大，印刷水量整体供求关系失衡。
通过以上步骤的查找与分析，我们认为最根本的问题是印刷时供水量过大，严重供大于求，由此确定必须减少润版液的供应量。那么，首先根据统计的实际用水量进行调整，重新设定印刷机的初始供水参数，适量供给；其次具体操作时逐渐进行减水控墨，经过对水量墨量的调控，使墨色不稳定、套印不准、版面局部带脏、橡皮布堆积纸粉等问题逐步得到解决，最终设备得以正常运行。
印刷工艺问题的原因分析
印刷中一系列的印刷工艺问题，归根结底还是由水引起的。主要有以下两点原因。
一是水量过大，喷雾润版系统的初始设置不当，参数设置发生偏差，供水量远大于需求量。
我们知道，纸张主要是由木桨和填料制成，木桨是由纤维构成，纤维中含有大量的羟基，而羟基具有很强的亲水性，能够吸收环境中的水分子，这就是纸张为什么具有吸水性的原因。当羟基吸收水分子纤维就会膨胀，致使纸张伸胀变形；当纤维中的羟基饱和后就不再吸收水分子，纸张含水量达到饱和状态，这时纸张相对稳定。
在四色套印中，套印不准往往表现为第一色组伸胀较大，正是纸张中纤维的特点造成的。另一方面，因为羟基与水分子结合的化学键并不牢固，所以会出现脱水这一可逆过程，当环境干燥时，纸张纤维中的羟基就会释放水分子，纸张就会因此而收缩。
正是由于纸张具有吸湿和放湿的特性，印刷生产要求恒温恒湿的理想环境，目的是控制纸张、油墨等材料的印刷适性，印刷中用最小的水量达到水墨平衡也是印刷工艺要求。
二是润版液原液使用量过大。印刷润版液酸性过强，是造成墨色不稳定、印版耐印率低、纸张掉粉等现象的直接原因。
片面要求润版液电导率这个参数，致使润版液原液使用量过大，润版液配比不符合标准。润版液的pH值偏低、酸性强，又加上水大墨大，加剧了油墨乳化。水墨之间只能在一定情况下处于一种不稳定的平衡，一旦停机，这种平衡就被打破，再次找到这种平衡是不容易的，这就是造成墨色不稳定的根源。
印刷版面水量过大，加之油墨乳化，印版上图文部分亲墨性降低，会产生脱墨现象，失去墨层保护，印版感光胶层容易受到摩擦，其亲油性能减弱，吸附的油墨减少，印版耐印率就会降低。印刷版面水量过大，传递到橡皮布表面，纸张与橡皮布剥离时，纸张表面的涂层或填料被粘到橡皮布表面，引起纸张掉粉，逐渐堆积到印版或橡皮布，以及印版空白处，会影响其亲水性，还可能引发印版带脏。
喷雾润版技术应用对策
根据以上排查过程和原因分析，采取相应的调整措施，以解决存在的印刷工艺问题。首先是调整设备控制系统中的供水量基础设置曲线，将喷雾润版系统的供水量与印刷工艺需求进行线性化匹配，优化调整水量控制系统数据，使整体供水量符合实际印刷需求，做到适量供应，大幅降低初始供水量，解决过剩供水问题。在整体减小供水量的基础上，根据实际情况局部改变供水控制，将喷水杆上每个喷水嘴的水量与印刷版面进行匹配，优化区域供水，适应实际需求，使生产达到较为理想的平版印刷水墨平衡状态，使印刷设备正常生产。我们认为这是能够应用好并且发挥喷雾润版优势的关键。其次是按照印刷工艺要求科学精准控制润版原液的使用量，为印刷过程快速达到水墨平衡提供先决条件。
喷雾润版技术应用注意事项
喷雾润版装置的控制系统软件开发与应用很关键，必须在使用中不断优化控制系统，提升操作方法；做好喷雾润版系统的维护工作，定期检查系统水压、润版液温控装置、润版液配比装置；定期更换水循环过滤装置的滤芯，这是维持喷头处于正常状态的屏障；定期清洗喷嘴，做好喷头维护保养；定期检查气路和气压；每天检查软化水、润版液等技术参数。
总之，喷雾润版系统在书刊轮转机上的应用，目前还在探索之中，以上粗浅认识，不当之处望批评指正。
作者：河南新华印刷集团公司 李冰嶙
编辑：胡玉林
