凹印特点与常见印刷质量缺陷的关系(二)

三、凹印的转印特点  

        凹印采用短墨路，其转印过程是：凹版着墨，通过橡胶压辊施压，将储存在凹版网穴中的油墨吸出来，转印到承印材料上。转印单元的基本构件是：带动力驱动的印版、墨槽、刮刀、橡胶压辊。整个转印单元敞开，暴露在空气当中。这种简洁的结构，虽对降低凹印机的制造成本有好处，但与凹印常见质量故障中的刀丝的产生也有着极大的关系。

        对于刀丝的产生，业内常归咎于以下原因：

        ①油墨中的超常颗粒沉淀或析出；

        ②无机杂质的存在；

        ③不良生产环境的影响；

        ④油墨黏度过高；

        ⑤刮刀有缺损；

        ⑥刮刀的安装角度不正确；

        ⑦凹版表面光洁度和网穴的光洁度不够；

        ⑧静电的作用。当然，还有一些“活性粒子假设”，主要是从油墨表面张力与凹版的配合，无用的大颗粒的形成，以及颗粒嵌在刮刀和凹版的间隙等方面来考虑的。

        凹印中的刀丝故障始终没有一个可靠的解决办法，至今在凹印车间我们还会经常看到在印刷机旁巡视的凹印机长的耳朵旁夹着一根削尖了的竹签，以备一旦发现刀丝能随时挑掉嵌在刮刀上的颗粒。目前有不少凹印企业添置了印刷品质量检测装置，而对该装置的要求之一就是能分辨出刀丝。

        如果上述对刀丝产生原因的分析是正确的，那么根据这些分析所采取的措施也必然是有效的，刀丝完全可以避免，而现在虽有分析和对策，却还是不能保证不产生刀丝。因此从逻辑上说，上述分析是有缺陷的。

        举一个反例，柔印溶剂型油墨同凹印溶剂型油墨是很类似的，除了由于柔印的上墨量比凹印少，要求柔印油墨的色浓度要高，因此柔印油墨中的颜料比例略高于凹印油墨之外，柔印溶剂型油墨的其他各种性能，如细度、黏度、干燥性、流平性等各项指标，同凹印溶剂型油墨相差不多。柔印的上墨单元也采用刮刀（封闭式腔式刮刀或逆向单刮刀），也会有嵌在刮刀上的颗粒，但是柔印在印刷过程中没有刀丝。很明显，上述分析遗漏了凹印单元产生刀丝的真正原因。

        在凹印中，刮刀在印版上的刮墨点到油墨转移到承印材料上的转印点，其最长距离不超过1/4印版周长。因为凹印采用的是正向单刮刀，其刮墨的最低位置必然在版辊水平中心线之上，它的油墨转印点在版辊与橡胶压辊上下相切之处，即刮墨点与压印点的最大距离局限在几何意义上0～90°的第一象限内。凹印为了解决高光小网点的转印问题，有时还需要将刮刀位置抬高，移到离印版的压印点更近的位置，以避免刮刀在刮去印版表面的油墨后，印版网穴中的油墨还没来得及转印就干涸在网穴底部，因此刮墨点与转印点的距离有时可能只有1/8印版周长。在1/4～1/8印版周长这个距离，一旦刮刀上出现故障，油墨的流平性没能好到可以瞬时将刮痕流平，掩盖刮刀上的瑕疵，转印到承印材料上就形成了刀丝。

        再来看一下柔印，柔印的刮墨点到转印点的距离要长得多，刮刀刮去网纹辊上多余的油墨以后，在卫星式柔印机采用的水平式三辊结构条件下，要经过1/2网纹辊周长和1/2版辊周长的距离才能到达压印点，而在麦安迪等经典机组式机型采用的等腰直角三角形三辊结构条件下，要经过约1/3网纹辊周长和3/4印版周长的距离才能到达压印点。

因此油墨的流平性足以将刮刀上有可能的瑕疵掩盖，在转印到承印材料上之后就不会出现刀丝。从分析凹印与柔印印刷单元的不同，我们可以看到，正是凹印的短墨路造成了凹印刀丝永远不能避免的尴尬。

        凹印刀丝的弊病，要通过调整油墨特性来解决，这在目前还有不少困难。提高油墨流平性的方法是在油墨中增加流平剂，目前最好的流平剂是有机硅，但此种辅料添加过多除了会提高油墨成本外，其致命点是将降低油墨的附着力，因此目前所有解决凹印刀丝的办法只能是治标不治本。凹印操作人员可以在发现刀丝后做一些紧急处理来应急，但无法从根本上采取措施使印刷过程不出现刀丝，这就是目前凹印企业热衷于配置印刷品质量检测装置，在印后加强产品出厂检验的主要原因。

        同柔印采用全封闭的腔式刮刀相比，凹印的印刷单元完全是敞开的，这一特点同印刷过程中溶剂的大量挥发有着密切关系。不论是印版半浸在墨盘中的传统方法，还是现今采用的喷墨方法，由于凹印采用的是正向单刮刀，刮刀架必须沿轴向左右移动，所以印刷单元无法密闭，导致印刷过程中溶剂大量挥发，污染了生产环境。通过抽风机排放后，加速了印刷单元周围的空气流动，可以降低生产环境中的溶剂浓度。曾经有人设计将印刷色组用玻璃房隔离开来，这样做虽然对操作人员的健康起到了一定的保护作用，但增加了操作的难度，而且就印刷色组本身而言，印刷单元仍然是敞开的。

        凹印印刷单元的敞开式结构有3个明显的缺陷。

        (1)印刷单元敞开，溶剂大量挥发，通过排风机抽风会加速印刷单元周围的空气流动，使小网点转印时更困难，油墨容易积在网穴底部而无法顺利转移到承印材料上，因此只能添加慢干剂以减缓油墨的干涸，增加了凹印产品溶剂残留的风险。

        (2)溶剂大量挥发，若不及时补充，会改变油墨的黏度，容易造成色差。

        (3)由于凹印油墨常用的是混合溶剂，因此溶剂的大量挥发会造成油墨中不同溶剂所占的比例与挥发过程中不同溶剂的挥发比例失衡，即我们常说的溶剂综合平衡被破坏，这非常容易改变油墨的印刷适性，从而影响到色相。举例来说，非苯类凹印油墨中常用正丙酯和正丙醇的混合溶剂，油墨中添加的混合溶剂原先是按一定比例调配的，但由于正丙酯与正丙醇的挥发速率不一样，因此快干剂挥发得多，而慢干剂挥发得少，即使我们按照一定比例调配了混合溶剂加入油墨中，但油墨中这种两种溶剂的含量比例与其挥发量比例无法相等，即真实的溶剂平衡曲线不是一条一定斜率的直线，而是一条曲率很大的曲线，若两种溶剂的挥发比率相差很大，其曲线方向甚至会走向反向。溶剂综合平衡被破坏后，会造成慢干剂滞留，油墨的溶解性和印刷适性改变，着色率也会改变，引起色差。苯类凹印油墨中常用到的甲苯与醋酸乙酯的混合溶剂，由于挥发速率不同，同样也存在这种风险。

        由于凹印的敞开式印刷单元会使油墨中的溶剂大量挥发，由此造成油墨黏度大幅度变动，从而产生色差。由于胶印工艺中存在水墨平衡，再加上墨斗间隙与串墨辊结构等原因，容易引起油墨乳化问题，同胶印相比，凹印的色差似乎要好得多，但是由于凹印采用挥发性的溶剂型油墨，油墨的黏度变化很大，一般20分钟左右就要测一次黏度，以决定溶剂的添加量，因此凹印的色差控制是业内重点控制的环节之一。

引起凹印色差的3个主要原因如下。

        (1)油墨黏度的变化引起色料比例的变化，引起颜色饱和度的变化，由此直接影响颜色的密度控制。

        (2)凹版网穴储墨量的变化。由于电雕制版的工艺特点，凹版采用的是倒棱锥体网穴，在110°～130°电雕针作用下，其网穴的底部窄小，不光洁，容易积墨，油墨转移不彻底，尤其是高光小网点。这种倒棱锥体网穴的特点是随着网点面积的缩小，其深度也变浅。根据网穴的体积计算公式V=a2h/3

        当网穴底部积墨、网穴深度h急剧减小时，网穴的储墨量相应减少，转移到承印材料上的油墨更少。另外，当凹版表面的镀铬层不耐刮刀的磨损，铬层变薄时，h也会发生变化，虽然只不过是几个微米的变化，但由于h减少的部位恰好是在倒棱锥体的最大截面积这一段，因此储墨量的变化也是相当可观的。

        (3)当油墨黏度和凹版网穴储墨量发生变化时，凹印机上并没有相应的自动调节机构可以用来调整，使之恢复正常。凹印在调整色差时常用的方法，除了调整油墨以外，还有就是微调刮刀的角度，使凹版上携带的油墨量略微有一些变化。但是这种调节不是即时的，而是滞后的，往往是一卷印品下机后检测才能发现问题，并采取相应的解决措施。

        采用封闭式腔式刮刀的柔印工艺，有一个数据可以为凹印行业提供借鉴。笔者年前在一家柔印企业参观，被告知该企业的色差控制数据是：一般产品，△E≤1.5；特殊产品，△E≤1.0，生产过程中颜色密度误差控制在±0.1以内，同柔印相比，凹印在色差控制方面还有较长的路要走。