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印刷品质量影响因素及其检测技术介绍

来源:乐凯华光印刷科技有限公司 2022-09-23

印刷品质量主要是指印刷品各种特性的综合效果。印刷过程需要经历多个流程,印前、印中、印后每一阶段都与印刷品质量息息相关,在此过程中任何细小的因素都可能影响印刷品的质量,因此要保证印刷品质量,需要在印刷过程中严格控制每一个环节,深入分析可能影响印刷品质量的每一个因素,并采取有效的检测技术,及时对印刷品质量进行检测,从而快速发现问题分析解决问题,进一步保证印刷品质量。

一、影响印刷品质量的主要因素

1、印前阶段

印前工序一般包括扫描、设计、排版、拼大版、制版、显影等工序,影响印前质量的因素主要有以下几个方面。

1.1图像扫描的质量

图像扫描是指通过扫描设备将图片上的颜色信息转换为数字信号,通过图像处理软件、排版软件等对数字信号进行处理。因此,对原稿上的阶调、层次、饱和度等信息保留程度越大,实现图像高质量复制的可能性就越大。这就需要设置合适的图像扫描分辨率以及一定加网线数下的图像输出分辨率。此外,在对图像进行扫描分色时要对黑场和白场进行设定,同时也应对黑版的阶调等进行正确设置,根据原稿的密度范围设置分色片的最大记录网点值反差,使印品的反差尽可能地原稿的反差相接近,以使原稿的层次得到精确再现。

1.2阶调层次的调整

对图像的暗调、亮调和中间调进行调整,尽可能多地再现各个阶调层次的效果。层次调整一方面是将网点在印刷过程中的扩大进行补偿,将主要层次集中在10%~60%的视觉敏感区,在调节过程中,要使原稿的阶调最大限度地与印刷所能再现阶调相对应,以使图像清晰真实;另一方面,要根据原稿内容及层次分布情况,调整视觉上反应的高、中、低调层次。

1.3校色和灰平衡的控制

校色的目的在于再现原稿所反映的色彩,在此过程中,要注重参考具体参数值,而不是依赖屏幕显示。灰平衡是指黄、品、青三色版按不同的网点面积率以一定比例在印刷品中生成中性灰。其作用是通过对画面灰色部分的控制,来间接控制画面上的所有色调,是衡量分色制版和颜色套和是否正确的一种尺度。在扫描时根据曲线来标定中性灰,以调整色偏。

1.4图像清晰度的调节

彩色印刷品的清晰度是图像复制再现的一个重要质量指标。清晰度是图像细节边缘变化的敏锐程度。在制图软件中对图像进行锐化处理以提高图像的清晰度,锐化方法有:USM锐化、锐化、进一步锐化、锐化边缘等。一般而言,对分辨力低、幅面尺寸又小的图像,应采用较小的半径值,以避免出现较强的轮廓浮雕感。而对分辨力高、幅面尺寸又较大的图像,则可以采用稍大的半径数值。

1.5组版的制作

图文组版就是将扫描的图片和录入的文字按照客户要求的排式进行组合。如果在组版过程中没有充分考虑到后工序的生产要求的话,就可能会使印刷出来的产品全部报废。如一般印刷品的出血位要求为3mm,而包装盒的出血位一般为5mm或7mm。如果在组版时没有按这个标准去做的话,就可能使裁切、啤盒等后工序的出错率提高,造成不必要的浪费。又如在制作封面时,如没有考虑内页所用纸张的厚度和装订方式的话,就可能造成书脊不合适或翻开的书无法平放在桌子上等问题。

1.6制版工艺

制版过程中,制版机的光源能量、光点技术、分辨率、加网方式等都会影响版材的图像质量。光源能量过大,容易造成版面网点面积偏小,小网点丢失等问题;光点技术和加网方式的差异,会影响网点还原效果;制版设备分辨率越高,可还原的图像越精细,但分辨率也要与图像加网线数相匹配。加网线数越高,对设备分辨力要求就越高,在一定设备分辨率下,加网线数过高会使小网点丢失。一般情况下,2400dpi匹配200lpi或175lpi较为合适。

1.7显影条件

   显影过程中,显影机的构造、状态及显影条件都会影响版材图像还原效果。显影槽中显影液的种类、毛刷软硬程度、传动棍压力、显影的温度时间及均匀程度等都会影响到版材涂层的损失和网点面积,显影不足会导致图像网点扩大,版面留底等问题,显影过度会导致版面涂层损失过大,图像容易减膜、花版等问题,这都会影响印刷品质量。所以,针对不同类型的版材,选择匹配的显影液及显影条件、调整好显影机状态对保证印刷质量非常重要。

    2、印刷阶段

    2.1纸张

纸张是印刷过程中不可缺少的材料,纸张的印刷适性主要体现在纸张的抗张强度、表面强度、含水量、平滑度、吸墨性等方面。

在高速印刷中,如果纸张的抗张强度低于纸张受到的纵向拉力,就会出现纸张的断裂现象。印刷速度越快,纸张所受到的纵向拉力越大,因此纸张必须具备较强的抗张能力。纸张的表面强度是指纸张在印刷过程中,受到油墨剥离张力作用时,具有的抗掉粉、掉毛、起泡以及撕裂的性能,通常用纸张的拉毛速度来表示。高速印刷机印刷或用高黏度的油墨印刷时,应选用表面强度大的纸张。纸张理想的含水量为5.5%~6%,若含水量过低,印刷过程中会发生静电吸附现象,导致输纸困难、印刷品背面蹭脏等现象。同时印刷车间温度应控制在18℃~24℃,相对湿度应控制在60%~65%。另外纸张的平滑度对油墨的需求不一,平滑度高的纸张所需油墨量较少;反之所需油墨量较大。除此之外,纸张吸墨速度也会影响印刷品的质量,吸墨速度过慢,油墨来不及干燥便会传输到一旁容易脏污其他纸张,甚至发生黏连在一起的现象。纸张吸墨过快,会使印迹无光泽,印迹粉化,印刷网点增大,还会导致油墨渗透到纸张背面,造成透印现象。

2.2油墨

油墨的印刷适性主要体现在油墨的黏度、干燥性能、乳化性能、耐光性等。

若油墨的黏度过大,会使印刷过程中油墨的转移效果及流动性差,用量增大,印刷品墨层过厚,造成背面蹭脏等现象,若油墨黏度过小,在纸张上易产生铺展现象,造成印迹面积大,清晰度下降,而且降低了印迹干燥结膜后与承印物表面结合的牢固程度及印迹的光泽度。如果油墨的干燥速度过慢,印刷品容易产生粘脏现象。特别是在书刊、报纸类印刷以及高速轮转印刷中,油墨干燥速度过慢会造成印刷品背面粘脏现象。如果油墨的干燥速度过快,则容易造成印刷品的晶化现象。油墨的乳化性能主要影响到印刷中的水墨平衡。水墨平衡恰到好处,油墨就能得到较为理想的转移,从而实现网点光洁、整齐、图像清晰、层次丰富、色彩鲜艳,并且能保证套印的准确性、促进印刷品的干燥,同时又确保了空白部分干净、整洁。如果版面的供水和墨量失衡就会造成纸张的空白部分粘脏、印迹黯淡无光、大范围的油墨乳化等问题。印刷品在光线的作用下会出现印品的颜色逐渐退去,通常浅色类油墨较明显,如黄色,其原因是由于油墨分子结构含有较多的不饱和键,特别是颜料的分子结构发生了变化造成的。因此选择油墨时要考虑油墨的耐光性,否则印品退色将影响产品的质量。

2.3橡皮布

橡皮布的印刷适性指的是其与印刷品印刷过程中印刷材料、印刷条件的相符合程度。

与印刷过程中印刷元素符合程度高的橡皮布能够保障印刷过程中图片、文字印迹清晰,墨色均匀,套印准确,符合印刷品的印制要求。橡皮布在印刷中起到了不可替代的作用,它可以很好地弥补承印物表面的不平整,使油墨充分转移等。橡皮布必须具备很好的吸墨性和传墨性,同时还必须具有耐油、耐酸、耐碱、弹性好等特性。在印刷后,相关工作人员应当及时清洗橡皮布,否则隐藏在橡皮布当中的油墨材料会逐渐硬化,影响橡皮布的使用,导致油墨分布不均,降低橡皮布中油墨在印刷过程中的转移率。在印刷工作暂停后,工作人员应当在橡皮布表层擦上适量的浮石粉,保持原有的绒毛结构,保障印刷品的质量。

2.4印版

印版的质量对于印刷品质量影响很大。印版表面的砂目处理会影响到印版的亲水疏油的性质,要根据实际的情况,调节印版表面的粗糙程度。印版要保存好,可以对印版进行擦胶保护等;在上印版进行印刷前,要查看印版,确保印版表面无损坏,无脏物;同时应查看印版图文、套准线、相应的质量控制条等内容是否正确和完整;安装印版时要注意调节好印版的位置,尽量减少不必要的印版的变形;在印刷过程中,印版会受到各种压力(如着墨辊和印版之间、橡皮滚筒与印版之间的压力)的作用,会受到纸粉和纸毛的影响以及印刷中颗粒的影响和作用(如油墨颗粒、钙、镁离子的影响),不可避免会使得印版表面产生磨损,这就要求印版具有较高耐印力和耐磨损能力,来保证印刷品质量。

2.5润版液

润版液在印刷中也是不可缺少的材料。润湿液可以在印版空白部分形成水膜,维持印版空白部分的亲水性,抗拒油墨的浸润,同时还可以控制印版表面的温度,改善油墨的流变性能。印刷中控制好润版液与油墨的比例也即水墨平衡是至关重要的,润版液的温度、PH值、电导率、表面张力、水的硬度等对印刷质量会产生很大影响。现今,润湿液有普通酸性润版液、酒精润版液、非酒精润版液等,不同种类的润湿液其性能不同,例如,普通酸性润湿液具有成本低,易操作的优点,但也存在表面张力较高,润湿性较差,水墨平衡较差,油墨乳化严重的缺点;酒精润版液也可以提高润版液的粘性、润湿性,容易挥发,印版图文部分由于蒸发带走热量而快速冷却,但也存在环保方面的问题;非酒精润版液不但具有酒精润版液的优点,还解决了环保的问题,但使用方面不同于其它润版液。因此,要根据要求选择合适的润版液,并监控润版液性能的变化,及时对其进行调整。

2.6包衬

胶印印刷中所用的包衬是由纸板、毛呢和橡皮布等叠合形成的。包衬的类型不一样,其软硬程度等方面的性能也会不一样,这会导致印刷时橡皮布与印版滚筒接触时产生的压力不同,从而影响到印刷品的精细程度,如硬性包衬产生的压力大,变形量和印刷时与压印滚筒的接触面积小,不会像软性包衬那样使油墨扩展,导致网点扩大,因此,硬性包衬所得到的网点再现性好。所以,能否选择合适的橡皮布的包衬对印刷品质量的影响也很大。

2.7 印刷压力

在印刷过程中,印刷压力的大小对印刷质量有很大的影响,印刷压力直接影响着油墨的转移程度,它是油墨传递的必要条件。印刷压力过小,纸张与橡皮布上的油墨不能充分接触,油墨印迹较淡,图文印刷不清晰,影响阅读;再适当增加印刷压力时,油墨转移率也随之增高,几乎与印刷压力的增长成线性关系,但当增加到一定值时,油墨转移率不再随着印刷压力的增加而增加;印刷压力过大,油墨传递到纸张上时,网点墨迹变形达不到标准,墨量向非图文部分扩展,使得网点增大严重,印迹模糊,图像失真,密度反而降低,同时也易使印版及橡皮布耐印力下降。除此之外,印刷压力过高还会导致印刷机器校准出现问题,影响套印,影响印刷品的质量。所以在印刷之前相关工作人员必须对印刷设备的压力进行测试,根据纸张以及橡皮布的类型的不同调整不同的印刷压力,保障印刷品质量合格。

3、印后阶段

后道加工是印刷品最后生产阶段,对印刷品的质量也有很大影响,印后加工印后加工一般有覆膜、上光、烫金、模切压痕以及包装等。薄膜的厚度、清洁度、表面能,上光的温度、涂料,烫金的温度、压力,模切压力、模切板等对印刷品的表面效果有很大影响。成品裁切时由于压力调节不得当易出现破头、歪斜等现象。所以必须加强对各个工作点的质量掌控,从而确保印后工艺操作的规范化、标准化以及智能化的控制,具体可以利用专业的的操作或是测试的方法来加以实现。确保后期产品质量的稳定。

二、印刷品质量的检测技术

印刷品质量检测技术伴随着人们对印刷要求的发展而发展,从最初的主观目测评价到基于一定理论的客观评价,从离线检测到现在的在线检测,其发展过程中不断革新相关理论知识和汲取科技进步的成果来促进自身的发展。

1、主观目测法

主观目测法是一种完全主观的评价方法,同时也是最简单的一种方法。它将印刷品与标准样张直接进行人为比对,评价印刷品与标准样张呈色差异,同时还借助放大镜来细微地观察各色网点的形状和叠印状况,对网点的调值作定性评估。其实质是一种目视光度测定法,原理是利用加色混合定律,将3个分量的未知色加在一起,以描述所得的未知色。此方法简单、方便,易于操作,但是与工作人员的心理素质以及工作经验息息相关,容易出现纰漏,并且不能定量描述,从而影响到评价的准确性和可靠性。

2、密度检测法

密度检测法是比较表面反射(或透射)的光强度与照射在表面上的光强度,然后通过大家认可的逻辑关系来计算密度值。因而密度测量的实质是反射或透射光量的度量。密度反映了油墨对光波的吸收特性,它只是物理吸收特性的度量,只表示“黑”或“灰”的程度。从这个意义上说彩色密度测量也只是黑度的测量,是同一种油墨饱和度的相对值的反映。图1展示了密度计检测的工作原理。

密度检测法在实际控制颜色过程中要求跟踪印刷中的墨层厚度方面的变化。密度测量一直是印刷工业最常用的客观评价质量的方式,用密度值可以方便地指示油墨量。密度计测量的基本原理是,在一定的范围内,墨层厚度与密度值成正比。如今,彩色反射密度计已经成为印刷车间不可或缺的工具,它直观地反映了C、M、Y、K四色印刷的密度、网点百分比、油墨叠印率等,被广泛用于颜色和墨层厚度控制当中。

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3、色度检测法

随着新型测量仪器的逐步推广,人们已经开始把目光投向色度测量技术。色度测量已被应用到印刷过程控制中。色度测量与人眼的视觉效果相一致,能够很好的反映彩色印刷品的颜色特性,由于色度测量仪器是根据人眼的视觉反映而设计的,对于不同的油墨、纸张、彩色原稿等,其测量结果具有绝对的可比性,对于多色油墨印刷同样使用。

色度测量方法主要有两种,一种是光电色度计测色,一种是分光光度计测色。(1)光电色度计。在原理上光电色度计非常类似于密度计,可以认为,光电色度计是一种带有三个宽带滤色片的特殊密度计,其外观、操作方法及价格也跟密度计相近。(2)分光光度计。分光光度计是最灵活的一种色度测量仪器,把色彩作为一种不受观察者支配的物理现象进行测量。分光光度计是连续地对光谱进行测量,能提供的信息更多。

密度检测法和色度检测法是借助于仪器对印刷品密度和色度进行测量,并利用相关理论对数据进行分析和处理,进而评价印品质量。这两种方法均能为客观评价印刷品质量提供理论依据,克服了主观目测法的不稳定性的缺陷,在印刷领域有着广泛的应用。但是,密度法和色度法所用的仪器只能对部分区域进行检测,一般需要加上测控条,无法完整的从印刷画面上获得更多的信息。并且两种方法都是进行抽样检查的,一旦发现质量问题,就已经产生了大量的废品,不能及时发现印刷过程中存在的问题,从而造成印刷材料和工时的浪费,给企业增加了生产成本,同时也影响了生产效率。正是由于传统检测技术的众多不足,于是新的检测手段应运而生,即印刷品质量在线检测技术。

4、在线检测法

在印刷品在线检测技术中,密度检测法、色度检测法都得到了运用。如海德堡公司推出的CPC图像控制系统,采用分光光度测量技术扫描图像,是由单纯的平面密度控制转向三维的光谱色彩控制的尝试,它采用色度与密度的双重检测,可在不到30s内完成一个对开印张的检测,与标准数据比较后,将墨区信息显示在彩色触摸屏上。罗兰公司通过印刷品墨色密度来检测印刷质量及印刷过程,而没有追随业界宣传的改用光谱的测控方式。瑞士的BOBST、美国的PROIMACE等先利用高清晰度、高速摄像镜头拍摄标准图像,在此基础上设定一定标准;然后拍摄被检测的图像,再将两者进行对比。CCD线性传感器将每一个像素的光量变化转换成电子信号,对比之后只要发现被检测图像与标准图像有不同之处,系统就认为这个被检测图像为不合格品。大恒图像研制的印品质量检测系统,检测速度最高可以达到6米/秒,可以检测出墨色浓淡,线条断线,文字缺损,颜色深浅和套色准确等,当检测出印刷缺陷时,能发出声光报警信号,并在屏幕上显示错误的类型及相关的图像信息,还可以存储和查看。图2展示了印刷品在线检测的工作原理。

 印刷品在线检测的工作原理.png

2印刷品在线检测的工作原理

 三、结语

总而言之,印刷是一项技术要求十分精确的工作,总体的印刷工艺步骤之间的环节联系比较紧密,每一步环节都会对印刷品的质量有所干扰。印刷品的质量受图像质量、纸张、油墨、橡皮布、印刷环境等诸多因素的影响,印前、印刷、印后每一阶段都与印刷品质量息息相关,若要获得高质量的印刷品,需要对印刷工序中各影响因素进行严格控制。印刷品质量检测作为印后加工的一个重要环节,对保证印刷品质量、提高成品率、降低企业生产成本有着重要的意义,也能够反映印刷过程各环节、各要素的匹配程度,所以,针对不同的印刷目的选择合适的印刷品质量检测方法也非常重要。

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