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提升設(shè)備智能化水平——淺析水墨粘度和PH值自動控制的必要性

發(fā)布時(shí)間：2022-08-09

水墨是以水作為溶劑的一種環(huán)保型水墨廣泛應(yīng)用于柔性版印刷和凹版印刷中。目前水墨作為印刷的重要材料，它的性能直接影響著產(chǎn)品的印刷質(zhì)量和生產(chǎn)效率。而影響水墨印刷質(zhì)量的主要因素：水墨的細(xì)度、粘度、PH值、光澤度、色濃度、干燥速度等。在進(jìn)行印刷工作時(shí)，水墨的粘度對于印刷產(chǎn)品的質(zhì)量有著較為重要的影響。水墨的正確使用，是影響印刷質(zhì)量的重要因素。水墨為短墨路傳墨，柔版印刷除早期的膠輥傳墨外，現(xiàn)在多使用網(wǎng)紋輥直接傳墨到印版。與其它水墨的使用一樣，在柔性版印刷過程中，對水墨粘度控制是保證印品質(zhì)量穩(wěn)定的一個(gè)重要舉措。由于水墨的粘度較低，在實(shí)際印刷中，對水墨的粘度控制存在著誤區(qū)，普遍認(rèn)為水墨比溶劑水墨容易控制操作；往往認(rèn)為其粘度的變化主要是通過水來調(diào)節(jié)，而忽略了水墨的粘度與PH值關(guān)系，造成其粘度在整個(gè)印刷過程中不穩(wěn)定，從而使印刷品的質(zhì)量無法得到保證。

一、水墨與印刷品質(zhì)量的關(guān)系

粘度是印刷過程中最容易變化的變量之一，也是對印刷質(zhì)量影響最大、影響最快的一個(gè)變量。水墨的粘度影響到印刷的多個(gè)方面，例如：水墨在承印物上的鋪展性、網(wǎng)點(diǎn)的擴(kuò)大率、文字字跡的清晰完整性、圖像的階調(diào)層次的再現(xiàn)性、印刷品的色強(qiáng)度等。如果水墨的粘度太低，就會在干燥前在承印物上有一個(gè)緩慢的擴(kuò)展，其結(jié)果是印跡的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大率增大，造成圖文不清晰；同時(shí)，水墨有可能在承印物上因鋪展不勻而造成印跡不平滑，墨膜的光澤度下降，尤其是在版面的暗調(diào)部分這一現(xiàn)象更為明顯。當(dāng)水墨的粘度過高時(shí)，水墨的傳遞轉(zhuǎn)移性不良，在印刷過程中將會使網(wǎng)紋輥無法正常向印版?zhèn)鬟f水墨，因而使得印刷品的色強(qiáng)度下降，甚至因印版上的墨量不足而產(chǎn)生花版現(xiàn)象。可見，在實(shí)際印刷中，控制水墨的粘度是至關(guān)重要的。

二、水墨的粘度與PH值的關(guān)系

眾所周知，水墨的粘度在很大程度上取決于其組成中的連結(jié)料。而PH值決定了水墨連結(jié)料的溶解性，進(jìn)而影響到水墨的粘度。當(dāng)水墨中的PH值小于7時(shí)，連結(jié)料的水溶性下降，會導(dǎo)致水墨中產(chǎn)生大量團(tuán)塊并使其粘度增大，導(dǎo)致水墨轉(zhuǎn)移不良。在通常情況下，當(dāng)水墨的PH值維持在8．2—9．0之間時(shí)，連結(jié)料中的樹脂性能最佳，具有良好的分散性和對顏料的浸潤性，使得水墨以良好的流變性和一定的表面張力轉(zhuǎn)移和鋪展在承印物上。但在實(shí)際印刷過程中，水墨的PH值并不能保持不變。這主要是受機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的熱量和其它外部熱源如車間的溫度影響，水墨中的胺將因溫度升高而加快蒸發(fā)速度，PH值將會下降，使得水墨恢復(fù)到一個(gè)有著大量團(tuán)塊的高粘性狀態(tài)，產(chǎn)生一系列的印刷故障。

圖1 隨時(shí)間變化粘度變化曲線

由圖1可知，上墨時(shí)間越長，水墨粘度變得越高，水分在慢慢蒸發(fā)，穩(wěn)定劑中的胺類物質(zhì)也在揮發(fā)，導(dǎo)致水墨粘度越來越高。

因此PH值是影響水墨粘度的一個(gè)重要因素，但并不是唯一的。因此，有一點(diǎn)必須明確的是：水墨的粘度高并不意味著它的PH值低，但水墨的PH值低則意味著它的粘度一定高。為確保印刷能順利進(jìn)行及使印刷品的質(zhì)量得到保證，操作者不僅要做到在印前檢測水墨的PH值和粘度，而且在整個(gè)印刷過程中也要定時(shí)檢測水墨的PH值和粘度。如果水墨在印刷機(jī)上連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過3小時(shí)，一定要檢測其PH值并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，使水墨的PH值控制在8．2—9．0范圍內(nèi)，以保證其粘度的穩(wěn)定。

因?yàn)闇囟鹊淖兓且鹚?/span>PH值變化最主要的一個(gè)因素。

實(shí)際上，水墨的粘度和PH值也會對水墨的干燥性能產(chǎn)生一定的影響，比如粘度過高會使水墨的干燥速度降低，PH值過低則會使水墨干燥過快。因此，在印刷過程中應(yīng)該首先調(diào)整并控制好水性水墨的粘度和PH值。

三、水墨PH值和粘度檢測和控制

目前水墨粘度的控制僅靠有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長通過觀察紙板印刷效果來判斷水墨是否粘稠，從而手動添加稀釋劑對水墨粘度進(jìn)行調(diào)節(jié)。水性水墨的粘度通常是采用流杯來檢測控制的。這類流杯可以容納一定的水墨，其底部有一個(gè)小孔，以杯內(nèi)水墨全部流出小孔所需要的時(shí)間來表示水性水墨的粘度，即流體的條件粘度，以“秒”表示。一般時(shí)間越短，說明水性水墨的流動性越好、粘度就越小。但是這種操作往往是不可控的，完全取決于機(jī)長的經(jīng)驗(yàn)。對于經(jīng)驗(yàn)不足的人員來說，后果會導(dǎo)致印刷色相的準(zhǔn)確性和一致性降低,增加印刷色差和廢品數(shù)量。

同時(shí)，在實(shí)際印刷中，當(dāng)發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí)，紙箱廠很多時(shí)候都會忽略對水墨的PH值進(jìn)行檢測。印刷操作者往往不會考慮造成水墨的粘度增大的原因是由于PH值的下降，為了節(jié)約成本選擇單純地通過加水或醇類溶劑來調(diào)整粘度。這種方面不僅不能改善水墨的流變性，而且會產(chǎn)生諸如墨層鋪展不良、印品顏色變淺、印跡不易干燥、背面蹭臟和覆膜不牢固等弊病。此時(shí)，只須在水墨中添加少量的有機(jī)胺或氫氧化銨來調(diào)整PH值，就會得到一個(gè)具有良好流動性及粘性的水墨。

為了提升設(shè)備的智能化水平、提高客戶的效率和減少人力資源的損耗，我司有針對性地研發(fā)了一套水墨粘度和PH值自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

圖2 粘度控制系統(tǒng)簡圖

圖3 人工控制與自動控制對比圖

如圖3的人工控制與自動控制對比圖所示，紅色區(qū)域表示水墨浪費(fèi)，藍(lán)色區(qū)域表示溶劑浪費(fèi)。很明顯，自動控制比人工調(diào)節(jié)無論在水墨粘度控制，還是在原材料的損耗控制上更勝一籌。

粘度和PH值是水墨流變性的一個(gè)重要指標(biāo)，在印刷過程中一定的粘度是保證水墨支持傳遞和均勻轉(zhuǎn)移的主要條件，它關(guān)系到印刷過程能否順利進(jìn)行，并直接影響到印跡墨色的均勻程度、清晰度及光澤度。粘度和PH值自動控制具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）節(jié)省水墨

使用水墨粘度控制可降低15％～20%的水墨消耗量。采用人工添加溶劑的方法控制水墨黏度，水墨黏度既不穩(wěn)定，又很難控制。而采用粘度自動控制可精確控制粘度。

2）提高印品質(zhì)量

由于黏度控制及時(shí)、準(zhǔn)確，減少了水墨稀釋帶來的色彩變化，保證了印刷色相的準(zhǔn)確性和一致性,避免人工測量控制操作不當(dāng)，造成大量廢品的產(chǎn)生和原材料的損耗。

3）提升設(shè)備的無人化和智能化水平

自動測量，自動控制，代替手動調(diào)整，方便快捷根據(jù)預(yù)設(shè)值實(shí)現(xiàn)精益化生產(chǎn)。減少人工的勞動強(qiáng)度，避免對人體帶來的污染傷害，實(shí)現(xiàn)綠色印刷。

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