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提升设备智能化水平——浅析水墨粘度和PH值自动控制的必要性

发布时间:2022-08-09

    水墨是以水作为溶剂的一种环保型水墨广泛应用于柔性版印刷和凹版印刷中。目前水墨作为印刷的重要材料,它的性能直接影响着产品的印刷质量和生产效率。而影响水墨印刷质量的主要因素:水墨的细度、粘度、PH值、光泽度、色浓度、干燥速度等。在进行印刷工作时,水墨的粘度对于印刷产品的质量有着较为重要的影响。水墨的正确使用,是影响印刷质量的重要因素。水墨为短墨路传墨,柔版印刷除早期的胶辊传墨外,现在多使用网纹辊直接传墨到印版。与其它水墨的使用一样,在柔性版印刷过程中,对水墨粘度控制是保证印品质量稳定的一个重要举措。由于水墨的粘度较低,在实际印刷中,对水墨的粘度控制存在着误区,普遍认为水墨比溶剂水墨容易控制操作;往往认为其粘度的变化主要是通过水来调节,而忽略了水墨的粘度与PH值关系,造成其粘度在整个印刷过程中不稳定,从而使印刷品的质量无法得到保证。

一、水墨与印刷品质量的关系

    粘度是印刷过程中最容易变化的变量之一,也是对印刷质量影响最大、影响最快的一个变量。水墨的粘度影响到印刷的多个方面,例如:水墨在承印物上的铺展性、网点的扩大率、文字字迹的清晰完整性、图像的阶调层次的再现性、印刷品的色强度等。如果水墨的粘度太低,就会在干燥前在承印物上有一个缓慢的扩展,其结果是印迹的网点扩大率增大,造成图文不清晰;同时,水墨有可能在承印物上因铺展不匀而造成印迹不平滑,墨膜的光泽度下降,尤其是在版面的暗调部分这一现象更为明显。当水墨的粘度过高时,水墨的传递转移性不良,在印刷过程中将会使网纹辊无法正常向印版传递水墨,因而使得印刷品的色强度下降,甚至因印版上的墨量不足而产生花版现象。可见,在实际印刷中,控制水墨的粘度是至关重要的。

二、水墨的粘度与PH值的关系

    众所周知,水墨的粘度在很大程度上取决于其组成中的连结料。而PH值决定了水墨连结料的溶解性,进而影响到水墨的粘度。当水墨中的PH值小于7时,连结料的水溶性下降,会导致水墨中产生大量团块并使其粘度增大,导致水墨转移不良。在通常情况下,当水墨的PH值维持在82—90之间时,连结料中的树脂性能最佳,具有良好的分散性和对颜料的浸润性,使得水墨以良好的流变性和一定的表面张力转移和铺展在承印物上。但在实际印刷过程中,水墨的PH值并不能保持不变。这主要是受机器运转而产生的热量和其它外部热源如车间的温度影响,水墨中的胺将因温度升高而加快蒸发速度,PH值将会下降,使得水墨恢复到一个有着大量团块的高粘性状态,产生一系列的印刷故障。

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1 随时间变化粘度变化曲线

    由图1可知,上墨时间越长,水墨粘度变得越高,水分在慢慢蒸发,稳定剂中的胺类物质也在挥发,导致水墨粘度越来越高。

    因此PH值是影响水墨粘度的一个重要因素,但并不是唯一的。因此,有一点必须明确的是:水墨的粘度高并不意味着它的PH值低,但水墨的PH值低则意味着它的粘度一定高。为确保印刷能顺利进行及使印刷品的质量得到保证,操作者不仅要做到在印前检测水墨的PH值和粘度,而且在整个印刷过程中也要定时检测水墨的PH值和粘度。如果水墨在印刷机上连续运转超过3小时,一定要检测其PH值并及时进行调整,使水墨的PH值控制在82—90范围内,以保证其粘度的稳定。    

因为温度的变化是引起水墨PH值变化最主要的一个因素。

    实际上,水墨的粘度和PH值也会对水墨的干燥性能产生一定的影响,比如粘度过高会使水墨的干燥速度降低,PH值过低则会使水墨干燥过快。因此,在印刷过程中应该首先调整并控制好水性水墨的粘度和PH值。

三、水墨PH值和粘度检测和控制

目前水墨粘度的控制仅靠有经验的机长通过观察纸板印刷效果来判断水墨是否粘稠,从而手动添加稀释剂对水墨粘度进行调节。水性水墨的粘度通常是采用流杯来检测控制的。这类流杯可以容纳一定的水墨,其底部有一个小孔,以杯内水墨全部流出小孔所需要的时间来表示水性水墨的粘度,即流体的条件粘度,以表示。一般时间越短,说明水性水墨的流动性越好、粘度就越小。但是这种操作往往是不可控的,完全取决于机长的经验。对于经验不足的人员来说,后果会导致印刷色相的准确性和一致性降低,增加印刷色差和废品数量。

同时,在实际印刷中,当发生上述现象时,纸箱厂很多时候都会忽略对水墨的PH值进行检测。印刷操作者往往不会考虑造成水墨的粘度增大的原因是由于PH值的下降,为了节约成本选择单纯地通过加水或醇类溶剂来调整粘度。这种方面不仅不能改善水墨的流变性,而且会产生诸如墨层铺展不良、印品颜色变浅、印迹不易干燥、背面蹭脏和覆膜不牢固等弊病。此时,只须在水墨中添加少量的有机胺或氢氧化铵来调整PH值,就会得到一个具有良好流动性及粘性的水墨。

    为了提升设备的智能化水平、提高客户的效率和减少人力资源的损耗,我司有针对性地研发了一套水墨粘度和PH值自动调节系统。系统示意图如图2所示。

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2 粘度控制系统简图

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3 人工控制与自动控制对比图

如图3的人工控制与自动控制对比图所示,红色区域表示水墨浪费,蓝色区域表示溶剂浪费。很明显,自动控制比人工调节无论在水墨粘度控制,还是在原材料的损耗控制上更胜一筹。

粘度和PH值是水墨流变性的一个重要指标,在印刷过程中一定的粘度是保证水墨支持传递和均匀转移的主要条件,它关系到印刷过程能否顺利进行,并直接影响到印迹墨色的均匀程度、清晰度及光泽度。粘度和PH值自动控制具有以下优点:

1)节省水墨

使用水墨粘度控制可降低15%~20%的水墨消耗量。采用人工添加溶剂的方法控制水墨黏度,水墨黏度既不稳定,又很难控制。而采用粘度自动控制可精确控制粘度。

2)提高印品质量

由于黏度控制及时、准确,减少了水墨稀释带来的色彩变化,保证了印刷色相的准确性和一致性,避免人工测量控制操作不当,造成大量废品的产生和原材料的损耗。

3)提升设备的无人化和智能化水平

    自动测量,自动控制,代替手动调整,方便快捷根据预设值实现精益化生产。减少人工的劳动强度,避免对人体带来的污染伤害,实现绿色印刷。

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