轮转印刷机水润折页法之探究

      轮转印刷机因印刷速度快、生产效率高等特点而广泛应用于大订单生产，受到印刷企业的青睐。但轮转印刷机的折页稳定性受纸张复卷质量、张力控制系统的稳定性、印刷压力的稳定性与规范性、纸带传输系统的稳定性、传输带的张力平衡等众多因素的影响，其控制一直是一大难点。此文将讨论如何使用水润折页法提高轮转印刷机三角板折页系统折16开产品的最后一折的稳定性。

轮转印刷机产生折页误差的原因

      目前，轮转印刷机的折页方式分为条带式折页和三角板折页。条带式折页是将印刷后的纸张经剖切刀沿径向分切成条带(3～5条)、分切后的条带通过45°角的转向棒进行叠合，再经过滚刀断切、折叠辊叠合，最后经过砍刀折页形成三面开口的书帖。三角板折页应用最为普遍，其是将轮转印刷机印刷完的纸张通过三角板弯曲，以中心线平分叠合（对折），再通过断纸刀裁断、折叠辊叠合成8开书帖，通过纱带将8开书帖转移到砍刀工位，砍刀折页形成16开书帖,如图1所示。

                                                               图1 三角板折页法示意图

      本文重点关注影响三角板折页方式之砍刀折页精度的原因。纸张经过三角板及折页辊叠合后，书帖较厚，若采用双纸道印刷，则为16P ，以定量为55g/㎡ 的纸张为例，叠合后的纸张厚度达0.5mm , 砍刀折页时容易产生误差，具体原因如下。

      ⑴ 纱带高速运动，难以稳定夹持书帖，形成折页误差，如图2所示。

                                                   图2 纱带高速运动造成折页误差

      ⑵ 非直线运动的砍刀导致书帖有侧向移动趋势，形成折页偏差。如图3所示，砍刀运动轨迹为圆弧形，刀刃受X、Y两个方向的力，X 轴方向Fx力导致书帖有侧向力，侧向力使得书帖有侧向移动趋势，所以书帖接触到砍刀以及书帖进入挤压辊前的运动为复合运动，这一运动导致书帖不稳定，形成折页偏差。

                                                        图3 砍刀刀刃受力分析

      ⑶ 纱带张力、摩擦力不一致导致折页误差。若纸张两侧的纱带张力、与书帖间的摩擦力不一致，将导致书帖折页时、书帖侧向移动阻力不一致，最终导致折页歪斜，如图4。

                                         图4 纱带张力、摩擦力不一致导致书帖侧向移动

水润折页法的应用

      基于以上轮转印刷机折页误差产生的原因，我们首次在三角板折页方式中运用水润折页法。其基本思路是：折页前，将水沿折页线位置涂抹，使折页线位置的纸张软化，再通过砍刀折页。由于纸张软化后，折页阻力减小，且软化的折页线对砍刀具有导向作用，因而折页稳定性及效率大大提高，折页后的书帖平服，更便于后道工序加工，如码垛、打捆及装订。

1.   水润折页装置的工作原理

      水润折页装置（如图5所示）由水箱、恒压缓存器、控制阀、流量计、水管和润水嘴等组成，其工作原理为：将水储人密闭的水箱内，倒置于恒压缓存器上；恒压缓存器用于储水并保持润水水压，使之恒定，当水量减少，恒压缓存器的液面低于水箱出水口时，水箱内的水会自动留出；控制阀用于开启、关闭水流；流量计用来控制、显示出水量；润水嘴用来将水均匀、连续地涂抹在纸张上。

                                             图5 水润折页装置示意图

      正常印刷时，水经过润水嘴沿16开折页线位置，均匀地涂抹到印刷后的书页上，经过三角板、断切刀、折叠辊等送到砍刀位置，这时微量的水已被纸张吸收，纸张在折页线位置软化，砍刀折页时软化的纸张起到导向作用，减少了纸张与砍刀之间的相对移动，避免了折页歪斜，提高了折页精度。图6 为水润折页法示意图。

                                                     图6 水润折页法示意图

2．水润折页装置的安装实施

      图7为水润折页装置的安装实施示意图。一条完整的纸带经过印刷机组后，通过纸张传输机构1，在进入折页机构2前，被分切成两条纸带(9 、10 )。在折页机构2 的上部安装水润折页装置（由水箱3、水管4 、控制阀5 、流量计6和润水嘴7 等组成），其中，水管4被固定在折页机构2上部空间，立于地面的横杆8上，但可绕横杆8进行360°自由转动，也能沿横杆8进行轴向运动，以使润水嘴7能放置在合适的位置。使用时，润水嘴7轻轻搭在纸带10的纵向折痕11处，不与纸带过紧接触，以使润水嘴中的水流能够均匀湿润纸带10的折痕线，但又不改变其位置。同样在纸带的其他折痕处也可设置润水嘴。

                                            图7 水润折页装置的安装实施示意图

3. 冰润折页法的注意事项

      ⑴ 平行折（双联本）不宜使用该方法，因为水润折页法中水涂抹方向应同纸张运行方向一致，而平行折最后一折的方向垂直于纸张运行方向。

      ⑵ 润水量直接影响纸张软化及折页效果，因此润水量控制至关重要。若润水量过小，纸张在进入折页单元前，不能得到充分软化，则起不到软化导向的作用；若润水量过大，折页完成后，当纸张内水分完全蒸发后，纸张会出现褶皱、表面不平服现象，既不利于成书后翻阅，还会导致书帖根部不平服，对锁线不利，容易导致断针、脱线现象。

      润水量与印刷机速度、纸张特性等有关，通常为10～30 毫升/分钟。当印刷速度快时，则需要的润水量大，反之则小。此外，由于纸张的PPI（反映纸张松紧度或厚度的指标）、施胶量、填料种类及定量等都会影响纸张的吸水能力，最终影响纸张软化的效果，所以需要根据纸张的不同特性调节润水量。表1 为不同定量的纸张对应的润水量。由于润水量很小，因此通常需要在润水管路中串接微流量计(如图8)，微流量计既可直观显示润水量大小，同时可方便调节润水量，使水量控制成为可能。

             表1 不同定量的纸张对应的润水量

                                                           图8 微流量计

      ⑶ 润水一般采用清洁的自来水或纯净水。

      ⑷ 润水嘴要与纸张接触，以避免润水不连续，形成间断的“水珠”而影响折页效果。润水嘴内径约为0.5mm，与纸张形成,15℃～30℃的夹角，便于润水顺利流出。润水线需要与纸张折页线完全重合，避免折页误差。

      ⑸ 由于润水量小，因而要定期清洁管道、微流量计、润水嘴等装置，以避免阻塞。

4. 水润折页法的应用效益

     水润折页法可以显著提高厚纸以及采用双纸道印刷的产品的质量及生产效率。比如印刷定量为50g/㎡ 的纸张时，多采用单纸道印刷方式，若采用水润折页法，就可以采用双纸道印刷方式，印刷效率可提高1 倍，后期折页、配页、锁线工作量减少一半，印装整体效率提高40%。以2013 年印刷《 新华字典》为例，若采用单纸道印刷，每帖32P，全书为24帖；而采用双纸道印刷，每帖64P，全书为17帖，书帖大大减少，后道工序折帖、配页、锁线工作量减少一半，生产效率大大提高。

      但需要注意的是，采用双纸道印刷，由于书帖厚度增加，书页会出现“爬移”现象，这需要在拼版时做相应调整；成书也有可能出现“台阶”现象，这需要在折页打捆、书芯压平、锁线、刷胶、精装等工序加强质量控制，保证在生产效率提高的同时，不影响产品质量，从而达到高效优质的目的。