通过单张纸胶印机阐述油墨转移研究

　　本文主要通过单张纸胶印机来阐述油墨转移的实验研究以及科学研究方法是如何应用到现今的研究中。工业导向的科学研究目标是为系统寻找最新的解决问题的方法，在新行业发展框架里为技术能力提高和生产能力的增加；也是为通过精深的理论探讨和研究来节省试验时间和成本。实现印刷工业生产的高度自动化，提高经济效益。 
            　　
　　当前，胶印机所需要的印刷质量和生产能力要求具备高精度和高可靠性的特点。印刷过程中油墨层厚度的最大误差大约为0．05μm，或者彩色图像的分色图像位置的背离，一种分色图像离另一种分色图像边缘的最大距离误差为0．02mm，这是一般印刷条件和相应的印刷参数下技术上可以接受的范围。
            　　
　　这样的要求只有通过对胶印印刷的核心工艺过程的精深研究才能得到满足，也反过来促进了印刷机的发展和生产。印刷工艺和印刷机的复杂性要求大量的科学研究的帮助。
            　　
　　除了适应来自对于印刷机工程的非特种印刷机械的研究活动的发现外，也存在由印刷机和印刷设备系统生产商和世界上许多研究机构进行的特种印刷机研究活动。企业和研究机构也参加了联合的研究项目，这些研究项目主要是针对基础研究、生产能力的提高以及进一步的发展。
            　　
　　研究活动中用于这些实验和理论探讨研究有常用的工具和方法，也包括了新工具的发展和进一步研究工作方法的发展。本文主要介绍油墨转移的科学实验研究。
            　　
　　传墨系统的设计与计算
            　　
　　1． 传墨系统设计
            　　
　　用于胶印印刷的传墨系统是把油墨从墨斗里传到印版上，在印版上形成一定厚度的油墨薄层。显然转移油墨的量取决于将要印刷的图像，由于印刷图像的不同，在将要印刷的横向上油墨的数量有了变化。由于这个原因，油墨的控制一般是分区进行的。由于对油墨层厚度的精确要求和防止扩散效应发生，传墨系统设计是技术上极难解决和较为复杂的印刷机组成部分之一。
            
　　每一种胶印机的发展主要取决于设计传墨系统，传墨系统要能最好地满足以下的要求：
            　　
　　a，印刷纸张纵向与横向上高度均匀的油墨层；
            　　
　　b，快速的调节、灵敏反应；
            　　
　　c．各个分色图像的油墨薄层之间的分裂要小，也就是对分裂影响的低敏感性(例如温度和湿度的变化)；
            　　
　　d，对油墨和润湿液的量具有大范围的控制变量；
            　　
　　e，经济效益等。
            　　
　　设计墨辊的参数主要是材料、直径、排列和运动以及墨辊的数量。在传墨系统的发展、时间和费用方面的最优化过程中，传墨系统在传统的设计中采用的机构多数是根据经验的和试验的方法。于是，通过对传墨系统传墨过程进行的系统调查，目的是建立其理论基础和为了在大多数情况下传墨系统的精确设计，在早期，已经有人在寻找传墨系统的规律性了。
　　2．计算和模拟方法
            　　
　　1960年，Mill首次提出了计算传墨系统中油墨层厚度的方法。对于每个油墨出口处的油墨量建立平衡方程式，得到了一个平衡系统。在这个系统里，油墨层厚度是未知的。为了传墨系统的几何参数来确定油墨层的厚度，Ruder提出了一个精确而又简单的方法。
            　　
　　Ruder在所提出的两种算法下，只有平均墨层厚度能够计算出来。不可能计算出墨辊和印版在圆周方向上墨层厚度的倾斜度。1971年，这个问题首次由Rech提出解决方案，并借助计算机帮助求解。
            　　
　　对于这个基于角度增加的方法的计算，所有的墨辊和滚筒圆周被分成相同尺寸的分区。每个油墨出口处的油墨层厚度通过建立方程式和解方程式来得到。基于这个算法，进一步的计算方法问世了，它考虑了越来越多的传墨系统的参数，这样应该能够更好地接近墨层的实际厚度。在找到和模拟尽可能接近实际情况的计算方法中，至关重要的是规律性、合法性和油墨传递参数的确定。
            　　
　　由Patzelt和Ruder在FGD研究项目中提出的，NKTEAM模拟程序，反映了技术的最新动态。其主要考虑以下参数：
             
　　a，传墨系统的几何参数；b．连续的或者间歇式的油墨传递；c，在圆周方向和横向上油墨的传送；d，润湿液的传送和蒸发影响；e，温度；f.横向分区；g，油墨的吸收。
            　　 
　　INKTEAM传墨系统是模拟系统。开始的时候，传墨系统是空的，油墨分离，油墨在整个传墨系统中被传递，每个模拟计算工程重新计算印刷设备直到印张横向上的墨层厚度不再改变为止，也就是，直至达到稳定的条件。通过计算出来的墨层厚度曲线可以看出它是在印张长度方向上有两个传墨系统进行试验的。
            　　
　　在第一种情况下，所有的墨辊和水辊与印版滚筒先后接触，模拟和试验之间的一致性并不能很好地满足。这可以归因于考虑到的许多参数之间的相互影响和他们的设定的精确性。简单改变影响油墨分裂因素的比率百分点就能导致完全不同的结果。
             
　　第二种情况下油墨和润湿液通过润湿辊同时传到印版滚筒上，就能产生好的效果，也就是实际上有3个墨辊是空闲的，而通过润湿系统、墨辊和润湿辊之间的桥来传送油墨。　　为了尽量从模拟中获得精确的数值，有必要考虑模拟模型中所有的影响因素。为了确保这一点，有必要作大量的工作来证实模拟工具和使模拟工具适应使用。
            　　
　　Jiang提出了一个不同的模拟模型。在模型里，传墨系统被看作是在控制下的转移系统，这里，油墨的提供代表输入信号，转移到感光层的油墨来作为输出信号。分裂信号是断断续续的油墨的输入，即印版滚筒间隙和单张印刷图像。传墨系统的完全油墨转移功能是由每对墨辊的独立转移功能组成的。模拟是在频域范围内进行的，油墨转移作为一个迟滞因素。由于时间的变化和非线性，记录转移到印版上的油墨是相当困难的，只能通过简化的线性化来计算。
            　　
　　当改变油墨的供应量时，第一个模型计算出了关于传墨系统对时间的响应而产生的结果。横向上，油墨层平均厚度的最优化是不可能实现的。
            
　　油墨转移的实验研究
            　　
　　油墨转移的规律性在传墨系统和润湿系统的设计中占据非常重要的地位，这个领域里的实验研究在早期就开始了。Broetz和Hars在两个FGD研究项目中得到了最近的实验研究结果。在其它的研究中，这些研究项目的一个目的就是，为Patzelt和Ruder建立的模拟程序确定具体的油墨分裂量。

　　对于油墨分裂量有影响的所有的相关变量进行实验和独立的研究，这样一套复杂的实验立足点就建立起来了。它包括了连续型带有悬臂轴承传动的墨辊的传墨系统、油墨温度的控制、印刷设备(印版和压印滚筒)和解卷以及重绕设备。
            　　
　　油墨层厚度的测量是极其重要的，而且必须是非接触式的。除了传统的测量油墨厚度的仪器外，与其一致的在机构建立的测量系统，被用来测量墨层厚度。由FOGRA发明的墨层厚度测量仪工作时使用红外线，因为在最大范围内的润湿液和油墨交叠的最大吸收值，就表现在这个波段里。由于最大范围内润湿液和油墨的交叠的吸收光谱，信号就完全被分离。润湿液和油墨层厚度的绝对测量，只有用精密的刻度尺寸才有可能测出来。由于墨层厚度测量仪的测量只有可能在印版材料上进行，需要额外的滚筒宋测量弹性墨辊上的墨层厚度。这就引起了以上提及的墨层厚度传感器的发展。传感器使用的是可见光，但是只能在没有润湿液的情况下使用。这两种测量系统为了通过测量确定墨层厚度，都需要进行校准。
            　　
　　全部墨层分裂因数。或者不同的墨层分裂因数β被用来作为与以下等式一致的描述油墨转移的参数：
            　　
　　aij=s‘j／(si+sj)=s‘j／(s‘i+s‘j)
            　　
　　βij=(sj+sj)／(si-sj)=(si- si‘)／(si-sj)＝W／(si- sj)
            　　
　　(aij为全部墨层分裂因数，s为墨层厚度，βij是墨层分裂因数的差分，w是被传递了的墨层厚度)多数的变量参数的确定需要进行实验，对参数的结果进行清晰、全面的描述就更加困难了。于是，实验和描述是在一个参数改变而其它参数不变的情况下进行的。
            　　
　　试验表明在不变的印刷速度下，油墨分离摆动频率上的油墨分裂因数之间具有相互依赖性。在实验输入润湿液的情况下，油墨分裂因数被认增加的要比在没有输入润湿液的情况下更快一些。
            　　
　　结 语
            　　
　　在所设计的实验中描述的大量的参数和方法现今被应用的越来越多了。在通过多元变化中增加这些参数和方法的重要性，就能允许减少实验的次数，也就是，在每一次的实验中，改变几个变量参数。FOGRA发明的墨层厚度测量仪是目前世界范围内较先进的仪器，其对油墨传递转移的测量具有实用价值。
            　　
　　到目前为止的实验引起了关于润湿液和油墨转移的认识水平的显著提高。然而，对一套公式的完全的描述就要考虑所有相关的参数，这种描述仍旧没有找到。