表面粗糙度及其在膠印版材檢測(cè)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2024-05-11 點(diǎn)擊：80
1 前言
膠印是平版印刷的一種主要形式。膠印印刷是根據(jù)印版版面空白區(qū)域的水(潤(rùn)版液)與圖文區(qū)域的油墨互不相溶、并能不斷地達(dá)到水墨平衡的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)圖文信息轉(zhuǎn)移的。也就是說(shuō)，版面空白區(qū)域通過(guò)粗糙不平的砂目凹坑來(lái)親水、保水，以使版面空白區(qū)域不被油墨所污染;版面的圖文區(qū)域則是通過(guò)物理力(范德華力)牢固地附著于版基砂目峰谷上氧化膜表面的感光樹(shù)脂層(網(wǎng)點(diǎn))來(lái)親合一定量的油墨，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖文信息轉(zhuǎn)移的。
印版粗糙不平的表面凹坑層，就是我們常說(shuō)的表面已被氧化了的砂目層。
膠印印刷用的印版，用膠印版材制作。膠印版材包括ps版和ctp版是在經(jīng)表面電解氧化后形成致密砂目層的鋁板基上涂布上非銀感光熱樹(shù)脂層而制成。
膠印版材的支持體用0.30mm實(shí)為0.265mm~0.300mm和0.240mm~0.250mm或0.15mm實(shí)為0.140mm~0.150mm厚(輕印刷)的鋁板。
膠印版材鋁版基表面的砂目層不但承擔(dān)了在印刷時(shí)親水的功能，還要起到感光樹(shù)脂層的涂布和固化作用。砂目層的質(zhì)量是ps版和ctp版的整體質(zhì)量的基礎(chǔ)。
膠印版材鋁板基表面砂目層的形成通常是采用電解工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其表面不會(huì)像機(jī)械加工件那樣形成較規(guī)范、均勻的微觀峰谷結(jié)構(gòu)，一般是無(wú)序的、峰谷參差不齊的立體空間結(jié)構(gòu)。不過(guò)其表面結(jié)構(gòu)還是有一定規(guī)律的，在電解液的濃度恒定、車(chē)速勻速、電流穩(wěn)定時(shí)也應(yīng)基本上是遵循一定規(guī)律的。
鋁板基的表面砂目層其實(shí)際就是由無(wú)數(shù)的波峰和凹谷組成，峰的高度可能參差不齊，谷的深淺可能不一。所以膠印版材行業(yè)就引用機(jī)械加工行業(yè)采用的表面粗糙度的概念來(lái)描述膠印版材鋁板基砂目層的表面狀態(tài)，用表面粗糙度的測(cè)量方法來(lái)測(cè)量砂目的粗糙程度，進(jìn)而評(píng)價(jià)砂目的狀態(tài)。[next]
2 表面粗糙度的含義
表面粗糙度的多數(shù)參數(shù)和概念都是建立在中線的基礎(chǔ)上。
鋁版基表面幾何形狀的任一截面輪廓曲線都是由粗糙度成分和波紋度成分、形狀誤差成分三部分組成。
表面粗糙度，是指輪廓中具有較少間距(<1mm)和較小峰谷高度組成的表面微觀幾何形狀特征。
表面波紋度，是指輪廓中具有較大間距(1~10mm)和明顯周期性峰谷高度組成的表面幾何形狀特征。
形狀誤差，是指輪廓中波距大(>10mm)而又無(wú)明顯周期變化的表面幾何形狀特征。
做為ps版和ctp版的砂目層，僅用表面粗糙度這一概念來(lái)評(píng)價(jià)應(yīng)該說(shuō)也能基本上說(shuō)明問(wèn)題，當(dāng)然再加上表面波紋度和形狀誤差兩成份來(lái)評(píng)價(jià)會(huì)更全面。
表面粗糙度各國(guó)都有自己的標(biāo)準(zhǔn)，不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)同一參數(shù)表示的符號(hào)不一樣，有的雖然符號(hào)一樣，但其含義不一樣。我國(guó)膠印版材行業(yè)砂目值檢測(cè)用的表面粗糙度測(cè)定儀有日本產(chǎn)的，美國(guó)產(chǎn)的，德國(guó)產(chǎn)的，還有國(guó)產(chǎn)的。
表面粗糙度的參數(shù)較多，我國(guó)等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb3505-2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用中線制評(píng)定表面粗糙度，其參數(shù)包括輪廓算術(shù)平均偏差ra等27個(gè)參數(shù)。
表面粗糙度的參數(shù)可分為:
①與微觀不平度高度特性有關(guān)的參數(shù)，包括ra、rz、ry和rq等13個(gè)參數(shù);
②與微觀不平度間距特性有關(guān)的參數(shù)，包括sm、s和d、iq等9個(gè)參數(shù);
③與微觀不平度形狀特征有關(guān)的參數(shù):tp和sk、dq等5個(gè)參數(shù)。
•ra:平均粗度，也稱(chēng)輪廓中線平均值。
ra值表示的是峰與谷算術(shù)平均偏差的大小，其數(shù)值是由精密的粗糙度儀的積分程序測(cè)量、計(jì)算而給定的，所以說(shuō)它不具備直觀的測(cè)量含義。
•rz:微觀不平度十點(diǎn)高度，亦稱(chēng)平均深度，或稱(chēng)微觀不平度。
rz是指在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高的平均值與5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和見(jiàn)圖4。
rz也可表述為在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，最高的5個(gè)凸峰的峰高ypi與最深的5個(gè)凹谷的谷深yvii=1~5的平均值。
rz只反映被測(cè)表面微觀輪廓凸峰高度，不反映微觀幾何特征。
•ry:輪廓最大高度
在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的垂直距離。或稱(chēng)在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，從最高的頂峰到最深凹谷的谷底之間的距離。
除了以上參數(shù)外，還有rp(輪廓最大峰高)、rm(輪廓最大谷深)、r3z(第三峰谷高度平均值)、rmax(輪廓最大粗糙深度)、rt(輪廓的最大深度)、rpm(平均峰值高度)、rq(輪廓均方根偏差亦稱(chēng)表面平均粗糙度)等參數(shù)。[next]
3 表面粗糙度測(cè)試儀
版基的表面粗糙程度是微觀結(jié)構(gòu)，必須借用專(zhuān)門(mén)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)，即通常用的表面粗糙度測(cè)定儀，亦稱(chēng)砂目測(cè)定儀。
測(cè)量膠印版材鋁板基的表面粗糙度測(cè)試儀的牌號(hào)、型號(hào)較多。哈爾濱量具刃具廠是我國(guó)目前生產(chǎn)表面粗糙度測(cè)量?jī)x的第一家，有功能齊全的、有實(shí)用的、有帶微機(jī)的、有便攜式的等不同型號(hào)測(cè)試儀。我國(guó)各膠印版材生產(chǎn)廠多使用英國(guó)泰勒公司產(chǎn)的surtron ic3+型號(hào)的袖珍式表面粗糙儀，該儀器使用方便，但不耐用，易損壞。我國(guó)膠印版材行業(yè)使用的表面粗糙度測(cè)量?jī)x見(jiàn)表1。
各種表面粗糙度測(cè)量?jī)x的工作原理基本上是一致的，一般都是采用氣隙式電感傳感器。測(cè)量時(shí)，驅(qū)動(dòng)箱拖動(dòng)傳感器沿垂直于工件(鋁版基)加工紋路的方向測(cè)量運(yùn)動(dòng)，金剛石測(cè)針隨著被測(cè)表面微觀起伏上下運(yùn)動(dòng)，并將此運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電感的變化，使振蕩電路產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由單片機(jī)采樣并進(jìn)行處理，再將測(cè)量結(jié)果數(shù)顯或打印輸出。
我國(guó)各膠印版材生產(chǎn)廠用的表面粗糙度測(cè)量?jī)x，主要有英國(guó)surtron ic3+、日本e-30a和哈爾濱2222、時(shí)代tr-200四種機(jī)型，雖然其工作原理基本上是一致的，但實(shí)際檢測(cè)的ra值差別較大。我們?cè)鴮⑼粭l經(jīng)電解氧化后形成砂目層的鋁版基分別用上述幾牌號(hào)的測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)試。
所列的幾型號(hào)的表面粗糙度測(cè)量?jī)x大都是簡(jiǎn)易式的，僅能做一般常規(guī)檢測(cè)之用。至于要分析、研究膠印版材鋁版基的砂目狀態(tài)對(duì)ps版和ctp版質(zhì)量及其制成印版質(zhì)量的影響，必須選用功能齊全，微機(jī)控制的臺(tái)式表面粗糙度測(cè)量?jī)x。
其實(shí)表面粗糙度測(cè)定儀根據(jù)不同使用要求，各制造廠均有不同的型號(hào)可以選擇。如哈爾濱量具刃具廠產(chǎn)的表面粗糙度測(cè)量?jī)x有七、八個(gè)型號(hào)。[next]
4 表面粗糙度概念在膠印版材檢測(cè)中的應(yīng)用
評(píng)價(jià)鋁版基的砂目狀態(tài)，前題應(yīng)根據(jù)膠印版材對(duì)版基砂目質(zhì)量的要求，準(zhǔn)確的說(shuō)是印刷對(duì)版材的要求來(lái)進(jìn)行。做為印刷者來(lái)說(shuō)，希望所用版材制出的印版要具有良好的網(wǎng)點(diǎn)和良好的親水和親油墨性能，要有盡可能高的耐印率。
膠印版材或ctp版用鋁版基的表面粗糙度，即砂目的狀態(tài)、深淺、間距是根據(jù)印刷的需要和鋁板基本身的質(zhì)量來(lái)決定的。
印刷要求版基表面具有良好的親水性。具有理想砂目狀態(tài)的印版，應(yīng)含藏潤(rùn)版液充足，不易上臟，網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)性好，耐印率高。
要保證平版印刷油墨轉(zhuǎn)移的正常進(jìn)行，印版的貯水量應(yīng)保持在1.25ml/m2左右國(guó)內(nèi)現(xiàn)在維持正常印刷的含水量一般為1.32ml/m2。而維持這樣的貯水量，印版的砂目必須具有一定的深度，且相鄰砂目間應(yīng)保持一定的距離，距離應(yīng)保持在3μm(指ps版，ctp版可能要短一些)以上。
若相鄰兩砂目間的距離小于3μm，則印版的砂目過(guò)細(xì)，貯水量偏低，達(dá)不到印刷的要求。當(dāng)然若相鄰兩砂目之間的距離過(guò)大，印版的砂目較為粗疏，貯水量過(guò)多，印版上的水分會(huì)被高速旋轉(zhuǎn)的橡皮滾筒帶走，反而使印版貯水量降低，造成空白部位上臟。
＋砂目的另一個(gè)重要功能成為支撐油墨的顆粒底基。油墨是形成印刷品圖文部分的材料。理論計(jì)算表明，每粒油墨顆粒通常需要5個(gè)以上的砂目來(lái)支撐，才能使油墨處于穩(wěn)定狀態(tài)而不致滑動(dòng)。
膠印油墨顆粒的直徑即油墨的細(xì)度一般為7.5μm左右(現(xiàn)在的油墨顆粒要細(xì)一些)，可覆蓋的面積約為44.2μm。如按以上假設(shè)，每粒砂目的底面應(yīng)是直徑為3μm的圓形，則每粒油墨顆粒將有6個(gè)砂目來(lái)支撐，這是足夠能保持油墨穩(wěn)定的。
砂目的大小及狀態(tài)還關(guān)系到印刷品階調(diào)和色彩的再現(xiàn)。平版印刷品圖像的階調(diào)和色彩，是通過(guò)網(wǎng)點(diǎn)覆蓋面積的大小來(lái)體現(xiàn)的，網(wǎng)點(diǎn)數(shù)越高，單位面積內(nèi)的網(wǎng)點(diǎn)越多，再現(xiàn)的階調(diào)和色彩越豐富。
底圓直徑為3μm左右的砂目，在印版內(nèi)含藏潤(rùn)版液、砂目支撐油墨粒子以及砂目支撐的印版網(wǎng)點(diǎn)、保證圖像的階調(diào)和色彩再現(xiàn)性等方面都是較理想的。所以理想的ps版砂目，其表面粗糙度ra值應(yīng)為:
ra=0.375μm。當(dāng)然這是理想狀態(tài)的，實(shí)際上ps版的砂目值要高于這一值。
實(shí)際上，ps版的砂目不可能太細(xì)，因鋁板表面本身也是有一定粗糙度的，一般為0.15~0.25μm，有的鋁板表面粗糙度甚至超過(guò)0.35μm。另外鋁板表面總有這樣那樣的弊病，如細(xì)劃傷粗劃傷就不能用、細(xì)小的雜質(zhì)點(diǎn)、雜質(zhì)線等，在電解時(shí)必須要消除這些不良的弊病掩蓋掉，所以ps版或ctp版的砂目最細(xì)也應(yīng)在0.40μm以上。[next]
從近幾年我們對(duì)國(guó)內(nèi)外ps版、ctp版的版基表面粗糙度ra值的實(shí)測(cè)情況看，也說(shuō)明ps版和ctp版的表面粗糙度ra值不會(huì)低于0.45μm。現(xiàn)各品牌膠印版材的砂目值ra的范圍。
目前國(guó)內(nèi)外各廠家生產(chǎn)的ps版、ctp版的砂目值基本上在上述兩表的范圍內(nèi)。
印版的表面粗糙度ra不可能太低，盡管理論上要求ra值越低越好；當(dāng)然ra值也不能太高，即砂目太粗，這樣顯然要影響到膠印版材的網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)線質(zhì)量。ps版鋁版基的ra值保持在0.50~0.75μm為好，最好不要超過(guò)0.80μm。近年來(lái)推出的ctp版，其砂目ra值一般為0.45~0.60μm。
前面介紹了版基砂目的基本情況，砂目層看上去是由峰、谷組成的凸、凹不平的一個(gè)面，實(shí)際上這一三維結(jié)構(gòu)的砂目層學(xué)問(wèn)還大著呢?選峰的平均高度，谷的平均深度，峰與峰之間的平均間距，峰與谷之間的距離及其峰谷的狀態(tài)都對(duì)版材的性能、質(zhì)量有影響。
我們?cè)鲞^(guò)三個(gè)ps版樣，一個(gè)砂目ra值偏高，一個(gè)偏低、一個(gè)居中，分別測(cè)其ry、rz、rpm、sm值。
輪廓最大高度ry與微觀不平度十點(diǎn)高度rz之差過(guò)大，說(shuō)明其砂目存在過(guò)高的峰或過(guò)深的谷，對(duì)曬版質(zhì)量和印刷質(zhì)量都不利。
ry與rz之差較小，則說(shuō)明砂目均勻，則適于曬版與印刷的需求。當(dāng)然ry與rz之差過(guò)小，極有可能形成平臺(tái)，也不利于印刷。
日本e-30a粗糙度測(cè)定儀可測(cè)砂目中心線以上平均峰值高度rpm，理論上講rpm值應(yīng)為rz值的1 / 2，但實(shí)際砂目值不可能那么理想化，隨著電解條件的不同，鋁版基的內(nèi)在成份不同，rpm值可能大于1 / 2 rz值，也可能小于1 / 2 rz值。
有的粗糙度測(cè)量?jī)x可測(cè)rp和rm值，rp+rm=ry。但這里的rp、rm和ry都是最大值，而不是平均值。
如rpm值接近和等于1/2 rz值，則說(shuō)明中心線以上的峰高值和中心線以下的谷深值基本上是相等的，峰谷上下均勻，這樣砂目應(yīng)該說(shuō)對(duì)ps版的感光性能及保水性能都是比較有利的。
如rpm值小于1/2 rz值，即中心線以上的峰頂比較平緩，且峰較粗，就極有可能出現(xiàn)平臺(tái)。這種砂目耐磨性好，但分辨率低，網(wǎng)點(diǎn)還原性不好，保水性差。
如rpm值大于1 / 2 rz、說(shuō)明中心線以上的峰頂較陡峭。這種砂目應(yīng)該說(shuō)耐磨性差，如高的不太多，分辨率、網(wǎng)點(diǎn)網(wǎng)線質(zhì)量應(yīng)該是好的，如高的太多就不行了。
綜上所述，與微觀不平度高度特性有關(guān)的參數(shù)，ra及ry、rz等值對(duì)評(píng)價(jià)砂目對(duì)ps版質(zhì)量的影響是顯而易見(jiàn)的、至關(guān)重要的。
砂目峰谷平均間距sm值對(duì)ps版的質(zhì)量影響也是可想而知的。峰谷平均間距愈小，對(duì)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行支承的峰谷就愈多，網(wǎng)點(diǎn)強(qiáng)度大。當(dāng)然間距不能過(guò)小，過(guò)小將會(huì)使砂目的凹谷窄小，影響版面保水率，容易導(dǎo)致印版上臟。砂目峰谷平均間距sm值過(guò)大，將明顯影響印刷品的網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)線質(zhì)量。
表面粗糙度各參數(shù)對(duì)ps版或ctp版制成印版質(zhì)量的影響，對(duì)印版上機(jī)印刷的影響是很微妙的，本文也僅是粗淺地進(jìn)行了介紹分析。
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印版粗糙不平的表面凹坑層，就是我們常說(shuō)的表面已被氧化了的砂目層。
膠印印刷用的印版，用膠印版材制作。膠印版材包括ps版和ctp版是在經(jīng)表面電解氧化后形成致密砂目層的鋁板基上涂布上非銀感光熱樹(shù)脂層而制成。
膠印版材的支持體用0.30mm實(shí)為0.265mm~0.300mm和0.240mm~0.250mm或0.15mm實(shí)為0.140mm~0.150mm厚(輕印刷)的鋁板。
膠印版材鋁版基表面的砂目層不但承擔(dān)了在印刷時(shí)親水的功能，還要起到感光樹(shù)脂層的涂布和固化作用。砂目層的質(zhì)量是ps版和ctp版的整體質(zhì)量的基礎(chǔ)。
膠印版材鋁板基表面砂目層的形成通常是采用電解工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其表面不會(huì)像機(jī)械加工件那樣形成較規(guī)范、均勻的微觀峰谷結(jié)構(gòu)，一般是無(wú)序的、峰谷參差不齊的立體空間結(jié)構(gòu)。不過(guò)其表面結(jié)構(gòu)還是有一定規(guī)律的，在電解液的濃度恒定、車(chē)速勻速、電流穩(wěn)定時(shí)也應(yīng)基本上是遵循一定規(guī)律的。
鋁板基的表面砂目層其實(shí)際就是由無(wú)數(shù)的波峰和凹谷組成，峰的高度可能參差不齊，谷的深淺可能不一。所以膠印版材行業(yè)就引用機(jī)械加工行業(yè)采用的表面粗糙度的概念來(lái)描述膠印版材鋁板基砂目層的表面狀態(tài)，用表面粗糙度的測(cè)量方法來(lái)測(cè)量砂目的粗糙程度，進(jìn)而評(píng)價(jià)砂目的狀態(tài)。[next]
2 表面粗糙度的含義
表面粗糙度的多數(shù)參數(shù)和概念都是建立在中線的基礎(chǔ)上。
鋁版基表面幾何形狀的任一截面輪廓曲線都是由粗糙度成分和波紋度成分、形狀誤差成分三部分組成。
表面粗糙度，是指輪廓中具有較少間距(<1mm)和較小峰谷高度組成的表面微觀幾何形狀特征。
表面波紋度，是指輪廓中具有較大間距(1~10mm)和明顯周期性峰谷高度組成的表面幾何形狀特征。
形狀誤差，是指輪廓中波距大(>10mm)而又無(wú)明顯周期變化的表面幾何形狀特征。
做為ps版和ctp版的砂目層，僅用表面粗糙度這一概念來(lái)評(píng)價(jià)應(yīng)該說(shuō)也能基本上說(shuō)明問(wèn)題，當(dāng)然再加上表面波紋度和形狀誤差兩成份來(lái)評(píng)價(jià)會(huì)更全面。
表面粗糙度各國(guó)都有自己的標(biāo)準(zhǔn)，不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)同一參數(shù)表示的符號(hào)不一樣，有的雖然符號(hào)一樣，但其含義不一樣。我國(guó)膠印版材行業(yè)砂目值檢測(cè)用的表面粗糙度測(cè)定儀有日本產(chǎn)的，美國(guó)產(chǎn)的，德國(guó)產(chǎn)的，還有國(guó)產(chǎn)的。
表面粗糙度的參數(shù)較多，我國(guó)等同采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb3505-2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用中線制評(píng)定表面粗糙度，其參數(shù)包括輪廓算術(shù)平均偏差ra等27個(gè)參數(shù)。
表面粗糙度的參數(shù)可分為:
①與微觀不平度高度特性有關(guān)的參數(shù)，包括ra、rz、ry和rq等13個(gè)參數(shù);
②與微觀不平度間距特性有關(guān)的參數(shù)，包括sm、s和d、iq等9個(gè)參數(shù);
③與微觀不平度形狀特征有關(guān)的參數(shù):tp和sk、dq等5個(gè)參數(shù)。
•ra:平均粗度，也稱(chēng)輪廓中線平均值。
ra值表示的是峰與谷算術(shù)平均偏差的大小，其數(shù)值是由精密的粗糙度儀的積分程序測(cè)量、計(jì)算而給定的，所以說(shuō)它不具備直觀的測(cè)量含義。
•rz:微觀不平度十點(diǎn)高度，亦稱(chēng)平均深度，或稱(chēng)微觀不平度。
rz是指在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高的平均值與5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和見(jiàn)圖4。
rz也可表述為在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，最高的5個(gè)凸峰的峰高ypi與最深的5個(gè)凹谷的谷深yvii=1~5的平均值。
rz只反映被測(cè)表面微觀輪廓凸峰高度，不反映微觀幾何特征。
•ry:輪廓最大高度
在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的垂直距離。或稱(chēng)在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，從最高的頂峰到最深凹谷的谷底之間的距離。
除了以上參數(shù)外，還有rp(輪廓最大峰高)、rm(輪廓最大谷深)、r3z(第三峰谷高度平均值)、rmax(輪廓最大粗糙深度)、rt(輪廓的最大深度)、rpm(平均峰值高度)、rq(輪廓均方根偏差亦稱(chēng)表面平均粗糙度)等參數(shù)。[next]
3 表面粗糙度測(cè)試儀
版基的表面粗糙程度是微觀結(jié)構(gòu)，必須借用專(zhuān)門(mén)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢測(cè)，即通常用的表面粗糙度測(cè)定儀，亦稱(chēng)砂目測(cè)定儀。
測(cè)量膠印版材鋁板基的表面粗糙度測(cè)試儀的牌號(hào)、型號(hào)較多。哈爾濱量具刃具廠是我國(guó)目前生產(chǎn)表面粗糙度測(cè)量?jī)x的第一家，有功能齊全的、有實(shí)用的、有帶微機(jī)的、有便攜式的等不同型號(hào)測(cè)試儀。我國(guó)各膠印版材生產(chǎn)廠多使用英國(guó)泰勒公司產(chǎn)的surtron ic3+型號(hào)的袖珍式表面粗糙儀，該儀器使用方便，但不耐用，易損壞。我國(guó)膠印版材行業(yè)使用的表面粗糙度測(cè)量?jī)x見(jiàn)表1。
各種表面粗糙度測(cè)量?jī)x的工作原理基本上是一致的，一般都是采用氣隙式電感傳感器。測(cè)量時(shí)，驅(qū)動(dòng)箱拖動(dòng)傳感器沿垂直于工件(鋁版基)加工紋路的方向測(cè)量運(yùn)動(dòng)，金剛石測(cè)針隨著被測(cè)表面微觀起伏上下運(yùn)動(dòng)，并將此運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電感的變化，使振蕩電路產(chǎn)生調(diào)幅信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由單片機(jī)采樣并進(jìn)行處理，再將測(cè)量結(jié)果數(shù)顯或打印輸出。
我國(guó)各膠印版材生產(chǎn)廠用的表面粗糙度測(cè)量?jī)x，主要有英國(guó)surtron ic3+、日本e-30a和哈爾濱2222、時(shí)代tr-200四種機(jī)型，雖然其工作原理基本上是一致的，但實(shí)際檢測(cè)的ra值差別較大。我們?cè)鴮⑼粭l經(jīng)電解氧化后形成砂目層的鋁版基分別用上述幾牌號(hào)的測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)試。
所列的幾型號(hào)的表面粗糙度測(cè)量?jī)x大都是簡(jiǎn)易式的，僅能做一般常規(guī)檢測(cè)之用。至于要分析、研究膠印版材鋁版基的砂目狀態(tài)對(duì)ps版和ctp版質(zhì)量及其制成印版質(zhì)量的影響，必須選用功能齊全，微機(jī)控制的臺(tái)式表面粗糙度測(cè)量?jī)x。
其實(shí)表面粗糙度測(cè)定儀根據(jù)不同使用要求，各制造廠均有不同的型號(hào)可以選擇。如哈爾濱量具刃具廠產(chǎn)的表面粗糙度測(cè)量?jī)x有七、八個(gè)型號(hào)。[next]
4 表面粗糙度概念在膠印版材檢測(cè)中的應(yīng)用
評(píng)價(jià)鋁版基的砂目狀態(tài)，前題應(yīng)根據(jù)膠印版材對(duì)版基砂目質(zhì)量的要求，準(zhǔn)確的說(shuō)是印刷對(duì)版材的要求來(lái)進(jìn)行。做為印刷者來(lái)說(shuō)，希望所用版材制出的印版要具有良好的網(wǎng)點(diǎn)和良好的親水和親油墨性能，要有盡可能高的耐印率。
膠印版材或ctp版用鋁版基的表面粗糙度，即砂目的狀態(tài)、深淺、間距是根據(jù)印刷的需要和鋁板基本身的質(zhì)量來(lái)決定的。
印刷要求版基表面具有良好的親水性。具有理想砂目狀態(tài)的印版，應(yīng)含藏潤(rùn)版液充足，不易上臟，網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)性好，耐印率高。
要保證平版印刷油墨轉(zhuǎn)移的正常進(jìn)行，印版的貯水量應(yīng)保持在1.25ml/m2左右國(guó)內(nèi)現(xiàn)在維持正常印刷的含水量一般為1.32ml/m2。而維持這樣的貯水量，印版的砂目必須具有一定的深度，且相鄰砂目間應(yīng)保持一定的距離，距離應(yīng)保持在3μm(指ps版，ctp版可能要短一些)以上。
若相鄰兩砂目間的距離小于3μm，則印版的砂目過(guò)細(xì)，貯水量偏低，達(dá)不到印刷的要求。當(dāng)然若相鄰兩砂目之間的距離過(guò)大，印版的砂目較為粗疏，貯水量過(guò)多，印版上的水分會(huì)被高速旋轉(zhuǎn)的橡皮滾筒帶走，反而使印版貯水量降低，造成空白部位上臟。
＋砂目的另一個(gè)重要功能成為支撐油墨的顆粒底基。油墨是形成印刷品圖文部分的材料。理論計(jì)算表明，每粒油墨顆粒通常需要5個(gè)以上的砂目來(lái)支撐，才能使油墨處于穩(wěn)定狀態(tài)而不致滑動(dòng)。
膠印油墨顆粒的直徑即油墨的細(xì)度一般為7.5μm左右(現(xiàn)在的油墨顆粒要細(xì)一些)，可覆蓋的面積約為44.2μm。如按以上假設(shè)，每粒砂目的底面應(yīng)是直徑為3μm的圓形，則每粒油墨顆粒將有6個(gè)砂目來(lái)支撐，這是足夠能保持油墨穩(wěn)定的。
砂目的大小及狀態(tài)還關(guān)系到印刷品階調(diào)和色彩的再現(xiàn)。平版印刷品圖像的階調(diào)和色彩，是通過(guò)網(wǎng)點(diǎn)覆蓋面積的大小來(lái)體現(xiàn)的，網(wǎng)點(diǎn)數(shù)越高，單位面積內(nèi)的網(wǎng)點(diǎn)越多，再現(xiàn)的階調(diào)和色彩越豐富。
底圓直徑為3μm左右的砂目，在印版內(nèi)含藏潤(rùn)版液、砂目支撐油墨粒子以及砂目支撐的印版網(wǎng)點(diǎn)、保證圖像的階調(diào)和色彩再現(xiàn)性等方面都是較理想的。所以理想的ps版砂目，其表面粗糙度ra值應(yīng)為:
ra=0.375μm。當(dāng)然這是理想狀態(tài)的，實(shí)際上ps版的砂目值要高于這一值。
實(shí)際上，ps版的砂目不可能太細(xì)，因鋁板表面本身也是有一定粗糙度的，一般為0.15~0.25μm，有的鋁板表面粗糙度甚至超過(guò)0.35μm。另外鋁板表面總有這樣那樣的弊病，如細(xì)劃傷粗劃傷就不能用、細(xì)小的雜質(zhì)點(diǎn)、雜質(zhì)線等，在電解時(shí)必須要消除這些不良的弊病掩蓋掉，所以ps版或ctp版的砂目最細(xì)也應(yīng)在0.40μm以上。[next]
從近幾年我們對(duì)國(guó)內(nèi)外ps版、ctp版的版基表面粗糙度ra值的實(shí)測(cè)情況看，也說(shuō)明ps版和ctp版的表面粗糙度ra值不會(huì)低于0.45μm。現(xiàn)各品牌膠印版材的砂目值ra的范圍。
目前國(guó)內(nèi)外各廠家生產(chǎn)的ps版、ctp版的砂目值基本上在上述兩表的范圍內(nèi)。
印版的表面粗糙度ra不可能太低，盡管理論上要求ra值越低越好；當(dāng)然ra值也不能太高，即砂目太粗，這樣顯然要影響到膠印版材的網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)線質(zhì)量。ps版鋁版基的ra值保持在0.50~0.75μm為好，最好不要超過(guò)0.80μm。近年來(lái)推出的ctp版，其砂目ra值一般為0.45~0.60μm。
前面介紹了版基砂目的基本情況，砂目層看上去是由峰、谷組成的凸、凹不平的一個(gè)面，實(shí)際上這一三維結(jié)構(gòu)的砂目層學(xué)問(wèn)還大著呢?選峰的平均高度，谷的平均深度，峰與峰之間的平均間距，峰與谷之間的距離及其峰谷的狀態(tài)都對(duì)版材的性能、質(zhì)量有影響。
我們?cè)鲞^(guò)三個(gè)ps版樣，一個(gè)砂目ra值偏高，一個(gè)偏低、一個(gè)居中，分別測(cè)其ry、rz、rpm、sm值。
輪廓最大高度ry與微觀不平度十點(diǎn)高度rz之差過(guò)大，說(shuō)明其砂目存在過(guò)高的峰或過(guò)深的谷，對(duì)曬版質(zhì)量和印刷質(zhì)量都不利。
ry與rz之差較小，則說(shuō)明砂目均勻，則適于曬版與印刷的需求。當(dāng)然ry與rz之差過(guò)小，極有可能形成平臺(tái)，也不利于印刷。
日本e-30a粗糙度測(cè)定儀可測(cè)砂目中心線以上平均峰值高度rpm，理論上講rpm值應(yīng)為rz值的1 / 2，但實(shí)際砂目值不可能那么理想化，隨著電解條件的不同，鋁版基的內(nèi)在成份不同，rpm值可能大于1 / 2 rz值，也可能小于1 / 2 rz值。
有的粗糙度測(cè)量?jī)x可測(cè)rp和rm值，rp+rm=ry。但這里的rp、rm和ry都是最大值，而不是平均值。
如rpm值接近和等于1/2 rz值，則說(shuō)明中心線以上的峰高值和中心線以下的谷深值基本上是相等的，峰谷上下均勻，這樣砂目應(yīng)該說(shuō)對(duì)ps版的感光性能及保水性能都是比較有利的。
如rpm值小于1/2 rz值，即中心線以上的峰頂比較平緩，且峰較粗，就極有可能出現(xiàn)平臺(tái)。這種砂目耐磨性好，但分辨率低，網(wǎng)點(diǎn)還原性不好，保水性差。
如rpm值大于1 / 2 rz、說(shuō)明中心線以上的峰頂較陡峭。這種砂目應(yīng)該說(shuō)耐磨性差，如高的不太多，分辨率、網(wǎng)點(diǎn)網(wǎng)線質(zhì)量應(yīng)該是好的，如高的太多就不行了。
綜上所述，與微觀不平度高度特性有關(guān)的參數(shù)，ra及ry、rz等值對(duì)評(píng)價(jià)砂目對(duì)ps版質(zhì)量的影響是顯而易見(jiàn)的、至關(guān)重要的。
砂目峰谷平均間距sm值對(duì)ps版的質(zhì)量影響也是可想而知的。峰谷平均間距愈小，對(duì)網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行支承的峰谷就愈多，網(wǎng)點(diǎn)強(qiáng)度大。當(dāng)然間距不能過(guò)小，過(guò)小將會(huì)使砂目的凹谷窄小，影響版面保水率，容易導(dǎo)致印版上臟。砂目峰谷平均間距sm值過(guò)大，將明顯影響印刷品的網(wǎng)點(diǎn)、網(wǎng)線質(zhì)量。
表面粗糙度各參數(shù)對(duì)ps版或ctp版制成印版質(zhì)量的影響，對(duì)印版上機(jī)印刷的影響是很微妙的，本文也僅是粗淺地進(jìn)行了介紹分析。
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