印刷中紙張扇形擴(kuò)張現(xiàn)象研究及解決方法

馬雪峰

（上海光華印刷機(jī)械有限公司，上海200436）

扇形擴(kuò)張是膠版印刷中套印不準(zhǔn)的一種[1]，俗稱甩角，是指紙張?jiān)谟∷⒅型仙覂山浅叽鐢U(kuò)張而出現(xiàn)套印不準(zhǔn)的現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為拖梢處十字套印線對(duì)不齊，由外向內(nèi)分別為1、2、3、4色排列。此現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是：紙張經(jīng)過第1色印刷時(shí)，會(huì)受到潤(rùn)版液、印刷壓力等的影響，使紙張發(fā)生塑性變形而向兩角延伸；此時(shí)因咬牙的作用，變形較小，越靠近拖梢，發(fā)生變形的情況就越明顯。當(dāng)印刷第2色時(shí)，紙張因發(fā)生塑性變形，拖梢尺寸比印刷第1色時(shí)偏大，而印版上的圖文及十字套印線還是一定的；因此，通過油墨轉(zhuǎn)印下來的圖文及十字套印線會(huì)印在第1色內(nèi)。以此類推，第3、4色會(huì)分別印在第2色內(nèi)，但后續(xù)十字套印線之間的距離因紙張變形較第1次印刷時(shí)小，故不會(huì)像第1、2色之間那么明顯（見圖1）。

扇形擴(kuò)張?jiān)谟∷⑵飞系谋憩F(xiàn)包括[2]：① 在印刷大幅面印刷品時(shí)明顯；② 在印刷薄紙時(shí)嚴(yán)重；③ 在多色印刷機(jī)上均從第1色開始陸續(xù)縮小。

通過上述對(duì)紙張?jiān)谟∷⒅邪l(fā)生扇形擴(kuò)張的原因分析可知，這是現(xiàn)代膠印印刷技術(shù)條件下必然存在的一種物理現(xiàn)象，不能根本解決。怎樣改善并降低紙張扇形擴(kuò)張現(xiàn)象是本文討論的重點(diǎn)。

圖1 扇形擴(kuò)張?jiān)谟∷⑵飞系那闆r圖

1 從印刷耗材上進(jìn)行控制

1.1 紙 張

紙張主要由纖維素組成，而纖維素又是親水性很強(qiáng)的物質(zhì)，其具有很強(qiáng)的吸水性和脫水性。紙張?jiān)诖娣拧⑦\(yùn)輸以及印刷過程中，由于溫度和濕度的變化會(huì)引起紙張含水量的變化，導(dǎo)致膨脹和收縮。紙張水分變化引起紙張尺寸變化的原因主要包括：紙張水分變化時(shí)，組成紙張的單根纖維可以吸收水分膨脹或失去水分收縮，使整個(gè)纖維形狀發(fā)生變化，從而引起紙張的尺寸變化；紙張內(nèi)部存在氫鍵結(jié)合，紙張吸收或失去水分時(shí)，氫鍵的作用得到加強(qiáng)或削弱，使纖維互相拉緊或推開。紙張內(nèi)部纖維因水分得失產(chǎn)生的形狀變化最終將導(dǎo)致紙張的尺寸變化，給印刷帶來不利影響。紙張紋理圖如圖2所示。

圖2 紙張紋理圖

為改善紙張的尺寸穩(wěn)定性，通常要對(duì)紙張進(jìn)行處理，處理的方法有以下2種。

（1）調(diào)濕（吊晾）處理。在比印刷車間相對(duì)濕度高6%～8%的晾紙間進(jìn)行加濕處理或先放在較濕的地方加濕，再到印刷車間進(jìn)行水分平衡，使紙張的含水量均勻穩(wěn)定。裁切好的紙張用塑料膜封好，保持紙張水分。

（2）主動(dòng)加濕。針對(duì)膠印采用水墨分離的原理，印刷時(shí)，紙張由于吸濕而產(chǎn)生變形。根據(jù)紙張水分變化的滯后效應(yīng)，可以在正式印刷前將紙張印一遍水，主動(dòng)加大紙張的含水量（俗稱“跑水”），讓紙張有一個(gè)預(yù)吸濕的過程，這樣在正式印刷時(shí)紙張變形量就會(huì)小很多。但該方法印刷成本較高，印刷廠很難接受。

由于紙張纖維有橫絲縷和縱絲縷之分，在外界環(huán)境一定的情況下，絲縷方向與非絲縷方向的變形量相差較大。故應(yīng)根據(jù)走紙方向選擇合適的紙張。

1.2 橡皮布

不同型號(hào)、新舊不一的橡皮布，其傳水效果是不同的，印刷壓力也不同，這樣會(huì)影響到紙張?jiān)谟∷⒅械淖冃吻闆r；因此，應(yīng)盡量采用同型號(hào)、同規(guī)格、新舊一致的橡皮布。橡皮布外型圖如圖3所示。

圖3 橡皮布外型圖

1.3 潤(rùn)版液

膠印利用水墨不相混溶的原理來進(jìn)行生產(chǎn)。水是膠印生產(chǎn)必不可少的條件。印版非印刷區(qū)域吸水斥墨，印刷區(qū)域吸墨斥水。在印刷時(shí)，構(gòu)成文字或圖案的油墨通過橡皮布向紙張轉(zhuǎn)印過程中，水也會(huì)同時(shí)相應(yīng)地轉(zhuǎn)移到紙上；因此，必須控制印刷過程中潤(rùn)版液的用量，盡量減少水墨的用量，特別是第1色的用水量；在膠印印刷中，第1色的水量是決定紙張吸水?dāng)U張對(duì)套印精度影響的主要因素。

2 從印刷工藝上進(jìn)行控制

2.1 印版補(bǔ)償法

紙張發(fā)生扇形擴(kuò)張，第1色紙張變形最大，后續(xù)色陸續(xù)減少。根據(jù)這種情況，可通過印版補(bǔ)償紙張變形的方法，即印前制版時(shí)對(duì)2、3、4色的圖案略微擴(kuò)大，或是第1色圖案略微縮小，以補(bǔ)償紙張的變形，但該方法要求操作人員經(jīng)驗(yàn)豐富，且要有專門的印前設(shè)備。

2.2 改包襯法

將2～4色的橡皮布的襯墊減少約0.03～0.05 mm，這樣做可以使已經(jīng)發(fā)生的紙張扇形擴(kuò)張現(xiàn)象有所收斂，但這對(duì)操作者提出了一定的經(jīng)驗(yàn)要求，以掌握尺度。

2.3 排版工藝法

由于膠印水墨不相混溶的基本原理，在拼版時(shí)要考慮整版面上圖文部分及非圖文部分的對(duì)稱性，將套印要求高的圖文部分放在咬口，盡量避免紙張變形對(duì)套印的影響[3]。

3 從印刷設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)控制

印刷機(jī)（見圖4）正向著多色、高質(zhì)量、高效化的方向發(fā)展。雖然印刷機(jī)在機(jī)械原理和結(jié)構(gòu)上并沒有發(fā)生根本變化，但從提高質(zhì)量、效率等方面進(jìn)行了一些改進(jìn)，包括對(duì)處理印刷中紙張扇形擴(kuò)張方面?，F(xiàn)從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面分析怎樣從設(shè)計(jì)上改善紙張扇形擴(kuò)張的方法。

圖4 印刷機(jī)外型圖

3.1 咬牙的改進(jìn)

現(xiàn)代印刷機(jī)咬牙墊采用有硬牙墊和軟牙墊兩種形式，咬牙采用也有硬牙片和軟牙片兩種形式[1]。無論采用哪種形式，基底材料都采用高強(qiáng)度合金鋼材料，保證紙張?jiān)谟∷⑦^程中的平穩(wěn)。紙張?jiān)谟∷⑦^程中受到壓延力向后的拉力，如果沒有足夠的咬力來維持紙張的穩(wěn)定，壓印時(shí)紙張容易在壓印滾筒上產(chǎn)生相對(duì)滑移，并且這種滑移會(huì)在紙尾處放大，引起紙張扇形擴(kuò)張。

對(duì)于采用軟牙墊、硬牙紙片的咬牙結(jié)構(gòu)，通過改變壓印滾筒牙墊的高低，可以使紙張扇形擴(kuò)張得到一定改善，具體做法如下：① 將第1色壓印滾筒兩端牙墊墊高一些，這樣高出的牙墊首先接觸壓力，使拖梢兩角受力內(nèi)斂；② 將第2～4色壓印滾筒中間牙墊墊高一些，這樣兩端后接觸壓力，使紙張?jiān)谟∷⑶爱a(chǎn)生一定的擴(kuò)張，減少在印刷過程中的變形，具體調(diào)整數(shù)據(jù)見圖5。這樣1色的紙張略微內(nèi)斂，2～4色紙張略微擴(kuò)張可以抵消紙張?jiān)?色受壓變形大，2～4色變形小的趨勢(shì)，使十字套印線誤差減小。對(duì)于采用硬牙墊、軟牙片或硬牙墊、硬牙片的咬牙結(jié)構(gòu)，作用沒有那么明顯。對(duì)于采用軟牙墊、硬牙紙片的咬牙結(jié)構(gòu)，作用相對(duì)比較明顯。

圖5 壓印滾筒牙墊調(diào)整示意圖（0.01 mm）

3.2 拖梢版夾采用分段式進(jìn)行調(diào)節(jié)

印刷機(jī)版夾如圖6所示。拖梢版夾3一般設(shè)計(jì)成2層3段式，既可通過頂滾枕螺釘1來進(jìn)行整個(gè)版夾的移動(dòng)，又可以通過調(diào)版螺釘4來調(diào)節(jié)左右2塊版夾進(jìn)行印版的拉版縮版。

圖6 印版滾筒版夾示意圖

若在印刷品上發(fā)現(xiàn)有紙張扇形擴(kuò)張現(xiàn)象引起的套印問題，可通過松開頂滾枕螺釘1，調(diào)節(jié)頂版螺釘7進(jìn)行徑向拉版，通過調(diào)版螺釘4進(jìn)行軸向拉版縮版。調(diào)整完成后將頂滾枕螺釘1繼續(xù)頂住滾枕8。

3.3 遞紙器采用防扇形擴(kuò)張裝置

由于分段式拖梢版夾只能對(duì)紙尾部的紙張扇形擴(kuò)張作用比較明顯，但對(duì)紙張中部的作用不大，故現(xiàn)代印刷機(jī)提出了在遞紙器上增加防扇形擴(kuò)張裝置，具體結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 防扇形擴(kuò)張裝置示意圖

其工作原理是使紙張?jiān)谶M(jìn)入印刷前先發(fā)生扇形擴(kuò)張，以減少在印刷中的變形，從而提高套印精度。具體做法：當(dāng)紙張?jiān)谟∷C(jī)前規(guī)處定位咬紙時(shí)，遞紙器由于防扇形擴(kuò)張裝置的作用，使咬牙軸發(fā)生向主機(jī)處的變形，造成遞紙軸兩邊咬紙多、中間咬紙相對(duì)減少的現(xiàn)象。在遞紙器咬住紙張離開后，防扇形擴(kuò)張裝置對(duì)遞紙器的作用消失，遞紙器咬牙軸回復(fù)原形，紙張受到作用力發(fā)生扇形擴(kuò)張，從而使紙張?jiān)谶M(jìn)入印刷前已發(fā)生塑性變形（見圖8[1]）。防扇形擴(kuò)張裝置的調(diào)節(jié)范圍約為0.30 mm，而且不同厚度、不同大小的紙張其調(diào)節(jié)量不同。另外，在不需要調(diào)節(jié)時(shí)，可將該機(jī)構(gòu)回復(fù)0位，減少防扇形擴(kuò)張裝置對(duì)遞紙軸的受力。

圖8 防扇形擴(kuò)張裝置作用下遞紙器變化示意圖

4 結(jié) 語

印刷是一種復(fù)雜的過程，其牽涉到物理學(xué)、化學(xué)、機(jī)械、電氣等諸多方面，某一環(huán)境發(fā)生變化都會(huì)對(duì)印刷產(chǎn)生影響；因此，對(duì)于紙張的扇形擴(kuò)張研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，需要我們繼續(xù)研究，不斷尋找新的解決方案來解決此問題。本文通過分析印刷中紙張扇形擴(kuò)張產(chǎn)生原理以及利用機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)、印刷工藝修正、印刷材料控制等方法基本能解決扇形擴(kuò)張現(xiàn)象。

[1] 王良兵.散尾現(xiàn)象產(chǎn)生原因及解決方案[J].印刷技術(shù)，2006（3）：68－69.

[2] 寧榮華.膠印機(jī)甩角現(xiàn)象分析[J].印刷技術(shù)，2004（5）：77.

[3] 慧聰商情.關(guān)于印刷中甩角的幾個(gè)問題的探討[EB／OL].（2003－07－01）[2011－05－17].http：／／info.printing.hc360.com／HTML／001／010／002／9008.htm.