【集萃網(wǎng)觀察】4、油墨在印刷機(jī)上的流動(dòng)情況。
一般地說(shuō),油墨在印刷機(jī)上有三種不同的流變性要求,這是因?yàn)樵谟∷⑦^(guò)程中有三個(gè)不同的相態(tài)之故。第一相就是油墨由墨斗向印刷機(jī)輸送(Transport),第二相是油墨在印刷機(jī)墨輥上的分配(Distribution)作用,第三相是油墨從版面轉(zhuǎn)移(Transfer)向紙上的情況。這三個(gè)相我們經(jīng);\統(tǒng)地把它們說(shuō)成是油墨在印刷機(jī)上的傳遞作用。 (1).輸送相。這個(gè)過(guò)程基本上有兩種情況:一種是比較稀的油墨(例如新聞?shì)嗈D(zhuǎn)油墨等)用泵自儲(chǔ)槽中打(輸送)至印刷機(jī)上的墨斗內(nèi),第二種就是油墨(尤其是比較稠的油墨)從墨斗中向印刷機(jī)上輸送的問(wèn)題。在這兩種情況中,都涉及到油墨流動(dòng)性的內(nèi)容,如果油墨的流動(dòng)性不好,則(a)油墨很難用泵自儲(chǔ)槽中打上來(lái),(b)油墨不易從墨斗中下墨。 如果油墨的觸變性太大,屈服值太大,粘度太小,絲頭太短等等,這些情況的綜合,必然是流動(dòng)性太差,這樣,油墨從墨斗中下墨的情況必然是不理想的。下墨情況的好壞還與油墨的流平性有關(guān),這是因?yàn)橛湍谀分泻陀湍佑|的墨輥的轉(zhuǎn)速是很慢的,因而油墨基本上是處于很低的剪切應(yīng)力下(現(xiàn)代的高速印刷機(jī)大多裝有墨斗自動(dòng)攪拌裝置,則這種現(xiàn)象就不存在了),它接近于油墨流平性的流動(dòng)條件,也就是說(shuō)基本上是靠油墨本身的流動(dòng)和鋪展性能-依靠油墨的重力而水平地流出。所以,要求油墨有比較小的屈服值并幾乎沒(méi)有觸變性。例如:對(duì)大多數(shù)油墨來(lái)說(shuō),當(dāng)臨界屈服值為4000達(dá)因/厘米2(以拉雷粘度儀測(cè)定的數(shù)據(jù))時(shí),流動(dòng)性與屈服值是有直接關(guān)系的。但如觸變性很大時(shí),即使屈服值很低,油墨也不會(huì)流動(dòng)。所以,這類(lèi)油墨的流動(dòng)性可以用屈服值和觸變性指數(shù)來(lái)說(shuō)明,如當(dāng)屈服值為4000達(dá)因/厘米2,觸變指數(shù)為主1.6(以靜置時(shí)間-剪切應(yīng)力峰值圖法測(cè)得)時(shí),流動(dòng)是很好的,但如觸變指數(shù)增加,則流動(dòng)性能下降,當(dāng)觸變指數(shù)大至3.2時(shí),油墨就失去流動(dòng)了(屈服值的大小已失去意義)。 所以,測(cè)定油墨的塑性粘度和屈服值是無(wú)法估計(jì)油墨的流動(dòng)性能及印刷性能的,但是,從觸變指數(shù)和屈服值兩個(gè)參數(shù)卻可以看出一些油墨流動(dòng)性能的問(wèn)題來(lái),其中以觸變性為更重要。 油墨在墨斗中下墨情況的好壞,是可以通過(guò)油墨在墨斗中的現(xiàn)象觀察到的。流動(dòng)好的油墨在墨斗輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它也會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng),情況差一些的,則只有靠近墨輥處的油墨跟隨轉(zhuǎn)動(dòng),下墨情況不好時(shí),油墨與墨輥會(huì)完全脫(離)開(kāi)。 (2).分配相。就是油墨在印刷機(jī)墨輥上的分配(布)情況,即油墨由橡皮輥傳送至金屬輥,再由金屬輥傳送至橡皮輥等等的情況。應(yīng)當(dāng)看到,油墨在印刷機(jī)墨輥系統(tǒng)上受到的剪切應(yīng)力是并不連續(xù)的,由于墨輥的振動(dòng),故也會(huì)出現(xiàn)一定的徑軸向剪切。 在印刷機(jī)的墨輥系統(tǒng)上,油墨所受到的剪切應(yīng)力是非常高的。根據(jù)從油墨粘性儀數(shù)據(jù)計(jì)算的基礎(chǔ)來(lái)看,如果加上塑性墨輥的形變能在內(nèi),從一個(gè)墨輥向另一個(gè)墨輥傳遞的過(guò)程中,油墨中的粘度為174泊,每一立方厘米的油墨能吸收2.6-109爾格/秒的能量。 一部分能量是用以分離油墨膜的,另一部分則用以破壞油墨中的顆粒結(jié)構(gòu),這是印刷機(jī)分配系統(tǒng)的重要功用。大部分能量則被轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏牡袅恕?/P>
想對(duì)油墨所受到的剪切應(yīng)力進(jìn)行精確的估計(jì)雖然比較困難,但在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分時(shí),其數(shù)值約為107達(dá)因/厘米2。由于剪切是不連續(xù)的,且接觸面(指墨輥間的接觸面)一般不會(huì)超過(guò)總面積的5%。故有可能使油墨中顏料顆粒結(jié)構(gòu)重建的情況。當(dāng)然,對(duì)一個(gè)滿意的油墨來(lái)說(shuō),在幾秒鐘內(nèi)顏料顆粒結(jié)構(gòu)重建的情況是不大可能出現(xiàn)的。這種情況只有在油墨的屈服值很大時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。 如果油墨組分中固體含量比較高,則在高剪切應(yīng)力下就容易產(chǎn)生脹流現(xiàn)象,從而降低流動(dòng)性能,最后導(dǎo)致油墨堆積在墨輥兩端,形成堆版。 油墨不僅要潤(rùn)濕橡皮輥,而且還要很好地潤(rùn)濕金屬輥,如果不能達(dá)到這些目的,則必然會(huì)導(dǎo)致分配不良。此外,油墨對(duì)每一根墨輥的傳遞必須適當(dāng),這就是說(shuō)只有當(dāng)每一個(gè)傳遞將墨膜分離成相等厚度時(shí)才能達(dá)到,即相當(dāng)于50%的傳遞。如果在一定的轉(zhuǎn)速下油墨粘度太高,則傳遞一定不會(huì)滿意,一般的情況是傳遞的墨量比較少,結(jié)果造成印版上的油墨不足。所以,在一定的轉(zhuǎn)速下,分配相中油墨的粘度一般在上限即可,不可太大。 (3).轉(zhuǎn)移相。油墨從版面向紙上轉(zhuǎn)移(傳遞)的過(guò)程中,要求有一系列有意義而復(fù)雜的流變性能。 顯然,油墨的轉(zhuǎn)移(傳遞)過(guò)程是比較復(fù)雜的。假設(shè)有兩個(gè)表面涂以油墨的光滑金屬輥互相對(duì)著轉(zhuǎn)動(dòng)(圓周速度相等),并且油墨單位面積的厚度為x,長(zhǎng)度為L(zhǎng)。在通過(guò)輥隙之前,根據(jù)傳遞平衡條件,每單位面積的乘積(X×L)是相等的,如果由于墨輥轉(zhuǎn)動(dòng),油墨不斷向輥隙方向流動(dòng),因h,所以單位面積的厚度x就減少了。墨層的表面就處于拉緊狀態(tài)。 可以看出,從h1=x起,在油墨內(nèi)部形成了一種導(dǎo)致單位面積變形的壓力,越靠近輥隙則壓力越大。這種變形也使每一個(gè)油墨微粒產(chǎn)生了不同的速度,這樣就產(chǎn)生了一個(gè)速度差的問(wèn)題,在輥隙間距最小的h處,速度差最大,當(dāng)墨輥表面在h2部位開(kāi)始分離時(shí),速度差便減小。輥隙間的速度差(以頻率單位赫茲計(jì))為1024至105秒-1之間,其剪切應(yīng)力約為107達(dá)因/厘米2。 油墨在臨界層(即油墨與墨輥之間產(chǎn)生粘附力處)的流動(dòng)速度與墨輥的圓周速度是相等的。在輥隙中間,即在1/2h處,油墨的流動(dòng)速度大于墨輥的圓周速度。其速度分布呈拋物線狀。。而在墨輥間隙的分離點(diǎn)h2處,由于油墨不再受到剪切應(yīng)力的影響,所以速度又恢復(fù)到平穩(wěn)的狀態(tài),這時(shí),油墨的單位面積也恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài),在沒(méi)有剪切應(yīng)力的情況下,在低速時(shí)油墨就形成一種圓弧形。 如果圓周速度相當(dāng)大,則就會(huì)出現(xiàn)所謂“空化”現(xiàn)象,使油墨中產(chǎn)生氣泡。這種氣泡在輥隙的分離點(diǎn)處開(kāi)始膨脹,這種空化氣泡的膨脹隨著氣泡周?chē)湍膹较蚝颓芯方向一起流動(dòng)。每個(gè)氣泡相互聚合起來(lái),變成大的氣泡,最終因相互沖擊而破碎。當(dāng)分開(kāi)的油墨層不能承受大氣壓力時(shí),就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。因此,由于氣泡破裂所產(chǎn)生的墨絲,可隨輥面繼續(xù)分開(kāi)而拉長(zhǎng),直到墨絲所承受的應(yīng)力達(dá)到最大限度,致使墨絲在某一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)斷裂。這時(shí),墨層的分離過(guò)程以及由此而產(chǎn)生的油墨傳遞過(guò)程就告完成。在兩個(gè)墨輥輥面上覆蓋的墨層厚度就是最終的墨層厚度。 通過(guò)墨輥或墨輥轉(zhuǎn)動(dòng)所傳遞的油墨量可以用墨層分離系數(shù)p來(lái)表示。它表示傳遞的墨層厚度與覆蓋的墨層厚度的比值(在x1>x2的情況下)。 p= x2傳遞厚度/x1傳遞厚度 以兩個(gè)表面光滑而不吸收材料制的墨輥只能傳遞供墨量的50%,這是已被實(shí)驗(yàn)所證明的。因此,墨層分離系數(shù)p近似1。 可以看到,即使在圓周速度相等的情況下,在彈性輥與剛性輥之間的輥隙范圍內(nèi),也會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此外,在墨絲進(jìn)行分離的范圍內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)。彈性輥的表面會(huì)使墨絲產(chǎn)生加速度,并使墨絲在靠近彈性輥的第一個(gè)脆弱的地方斷裂。所以,油墨從彈性輥面向剛性輥面?zhèn)鬟f時(shí),剛性輥上可始終保持50%以上的供墨量。 印刷過(guò)程最主要的目的是復(fù)制與原稿盡可能相似的印刷品。在半色調(diào)印品的印刷中,由于每一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)都是嚴(yán)格地從原版上復(fù)制下來(lái)的,所以能得到比較理想的印刷品。而在高速的凸版印刷中,印跡是在60公斤/厘米2(毫秒)的壓力下壓印于紙上的,在這樣大的壓力下,有一部分油墨將受壓而擠出線條之外,造成印跡中間的墨量比較少而邊緣部分卻堆積比較多的油墨,形成點(diǎn)線的扭彎,使線條不真。 以鉛印在粗糙的紙張上印刷時(shí),常常出現(xiàn)不規(guī)則的點(diǎn)線,這是由于油墨的粘性太;抗形變的能力比較差之故。 塑性粘度大的油墨其印跡就不易平實(shí),尤其是屈服值也高時(shí),因它不能將底層鋪平。而屈服值和粘度小的油墨就比較容易鋪(流)平紙張的不規(guī)則平面。但是,屈服值高、粘度大的油墨其印刷品網(wǎng)點(diǎn)比較好。 顯然,油墨的轉(zhuǎn)移傳遞過(guò)程只有當(dāng)版面離開(kāi)紙張時(shí)才算結(jié)束。這個(gè)過(guò)程當(dāng)然是使墨膜分離的過(guò)程,由于油墨的粘性,所以墨膜分離時(shí)作用在紙上的力是很大的。如果油墨的粘性過(guò)大,紙張就有破裂的可能或引起拔紙毛現(xiàn)象。要避免這些弊病,油墨的粘性就不能太大,而這與前面提到的似乎有所矛盾,因?yàn)橐呀?jīng)提及,一般地說(shuō),粘性是與粘度成正比關(guān)系的。所以,油墨在由版面向紙張的轉(zhuǎn)移相中,它應(yīng)具有比較高的抗形變能力而粘性應(yīng)適當(dāng),使其能夠用卷筒紙?jiān)诟咚傧掠∷⒍话渭埫?/P>
如果墨層的分離比例增加,則分離表面的力亦增加。印刷速度增加則油墨的粘性亦增加。故當(dāng)印刷機(jī)的速度比較低時(shí),油墨的粘性亦相應(yīng)降低。由此可以看出,想得到理想的復(fù)制品,印刷機(jī)的速度應(yīng)當(dāng)?shù)鸵恍,而油墨的粘性則可以相應(yīng)地大一些。 有人認(rèn)為在膠印印刷中,油墨由印版往橡皮布的轉(zhuǎn)移率是50%,由橡皮布往紙上的轉(zhuǎn)移率是76%,故實(shí)際轉(zhuǎn)移到紙上的油墨是38%。在凸版印刷中,由印版往紙上的轉(zhuǎn)移率是50—80%之間。 還應(yīng)當(dāng)指出的一點(diǎn)是:油墨由版面向紙張轉(zhuǎn)移傳遞的過(guò)程中,紙上的著墨效果與紙張的質(zhì)量是有很大關(guān)系的。 來(lái)源: 卓創(chuàng)資訊化工網(wǎng)