淺談印刷版材的涂布弊病及涂布生產在線弊病檢測

曾建鮮

（柯達（中國）圖文影像有限公司，福建 廈門 361012）

隨著PS/CTP版材使用的普及，生產廠家在逐步提高PS/CTP版的性能及穩定性的同時，對PS/CTP版的表觀質量要求也越來越嚴格。PS/CTP生產工藝復雜，特別是影響版基處理和涂布過程的因素很多，版材的表觀弊病也主要在這兩個工序產生。版材表觀弊病大都會引起印刷中上臟或網點的缺失，即使是個別部位的弊病，都可能造成整張PS/CTP版報廢。所以通過總結PS/CTP版表觀的各種弊病，了解其形成原因及消除辦法，是生產質量控制的一項重要任務。本文主要探討PS/CTP版材生產中由于涂布工藝產生的弊病，并簡單介紹了一種涂布生產在線弊病檢測系統。

1 版材涂布弊病及原因分析

通常意義上涂布工序包括涂布和干燥兩部分，PS/CTP版材生產主要使用槽式擠壓涂布設備，干燥道分為預干燥段、平板干燥段和空氣棒干燥段，涂布預干燥為空氣棒干燥方式，用于干燥版材濕處理后帶來的水分，平板干燥的干燥風通過蜂窩網后直接吹到版材表面進行干燥，空氣棒干燥的干燥風通過上下空氣棒吹到版材表面進行干燥，同時控制上下空氣棒的空氣壓力使版材懸浮干燥道。影響涂布質量有設備、工藝、物料、操作和環境等方面因素，脫涂、條道、涂布不均、花紋和點狀弊病就是典型的5類涂布弊病。

1.1 脫涂

脫涂就是涂層不能完整覆蓋版基，未涂部位呈不規則帶狀，有時候整個版面都脫涂。缺少涂層的脫涂部位，在制版時不能感應光，不能形成網點，只能報廢處理。

正常涂布時，涂布液在涂布嘴與版基間形成穩定的彎月面，彎月面的斷裂就會導致脫涂。涂布液流量不足，涂布嘴的縫隙堵塞、涂布嘴負壓氣流不穩定都可導致彎月面斷裂，從而引起脫涂。通常調整涂布系統就可以解決脫涂，比如，保證涂布液供料和涂布嘴負壓穩定，就可使涂布穩定進行。

1.2 條道

條道是指顏色與版面其他部位有明顯差異的條帶，沿支持體（鋁板帶）運行方向的條道叫縱條道，與支持體運行方向相垂直的條道為橫條道，根據條帶顏色深淺也分為增密度條道和減密度條道。由于條道處的涂層厚度與正常版面的涂層厚度相比，偏厚或者偏薄，在制版時條道處曝光不足或曝光過度，導致印刷時網點丟失或上臟，影響印刷質量。橫條道的產生有許多影響因素。支持體張力控制系統不穩，計量泵運行有較大波動，或供液泵有大的脈沖時，供料管路顫料，涂布嘴負壓使用不當或負壓氣流不穩定，這些因素都會導致涂布間隙一直在變動，從而形成橫條道。所有這些影響因素都有波動性，因此我們可以看到橫條道具有一定的周期性。縱條道的產生也有下面這些影響因素。（1）擠壓嘴唇口有缺口，造成缺口處涂布液增量，（2）擠壓嘴中的固體雜質或微小氣泡排斥或吸附涂布液，（3）涂布液溫度差異，局部涂布液密度大，（4）涂布后涂層表面未干燥時，因局部風速大，在固定部位吹出條道。所有這些因素都可歸結為，在涂布過程中或者涂布后涂層未干燥時，涂層受到一個固定干擾從而形成橫條道。解決橫條道主要依靠調整拖動系統、供料系統和涂布嘴的負壓系統，減少干擾，保證涂布的穩定性。如果涂布嘴唇口有損傷，可以用800#以上油石打磨。為了保證涂布嘴清潔，在涂布開始和產品切換過程中，使用異丙醇和清洗液清洗涂布嘴和供料管線。為了清除氣泡，更換過濾芯后要進行過濾器排氣，涂布前先開涂布液管線閥門排管線的氣泡，然后開涂布嘴腔體上方的管線連接閥門排涂布嘴腔體的氣泡。采取以上措施，基本上可以消除縱條道。

1.3 涂布不均

涂布不均是一種常見的涂布弊病，通常表現為波浪式條紋、寬條道，也有版材邊緣涂層明顯變厚，涂層沒有光澤，顏色發暗。這些弊病表現為有周期性與非周期性的，和定位與非定位的。產生的原因很多，主要受機械設備和操作等影響，也與涂布液攪拌不均、溫度變化、表面張力等有關。涂層在初開車時偏厚，涂一段后，后面便薄而均勻；涂布液在流向涂布嘴的過程中溫度發生了變化，導致涂布液黏度發生了變化，引起涂布層邊緣和中間厚度不一致；涂布時修邊器設置不正確或修邊器密封松動或損壞，涂布液受到背輥的吸引，黏附到背輥上，并擴散到版面上導致了邊厚。版材邊緣涂層變厚，涂層顏色發暗，會造成曝光不足，顯影不干凈，如果版材背面邊緣有不規則帶，可以考慮改裁為合適的規格或者只能按報廢處理。解決涂布不均可通過調整涂布嘴溫度控制，涂布嘴寬度調整裝置和負壓系統。

1.4 涂布花紋

涂布花紋指的是涂層烘干后，一種滿片幅的形狀不規則的不均勻弊病，表現出明顯的、紊亂的花紋。通常情況是干燥道送、排風量調整不合適，風速過大，或不均勻，吹花了涂層；另外，過接頭或剛開始涂布，高負壓階段設置不當，使彎月面不規則波動，涂層混亂。適當調整干燥道、送、排風量和涂布嘴的負壓系統，即可解決此問題。

1.5 點狀弊病

點狀弊病包括臟點、蘭點、碎片點、抗涂點、水跡點等。臟點、蘭點、碎片點都可以歸結為涂布臟點，通常中心為一黑點、蘭點和碎片，周圍涂層顏色稍淺，像一圈規則的白環。涂布液包含異物，涂布液中有不溶的原材料，涂布時空氣中灰塵飄落在版面上都可能造成臟點。抗涂點是涂布液局部缺損，露出了下面白色版基。涂布液中有氣泡或者混有水，隨涂布液涂到版面上，使涂布液不能完全鋪展，造成涂層缺損。涂布液攪拌均勻，足夠的靜置時間和有效過濾，就可以去除涂布液中的臟物和氣泡，涂布室、干燥道及其相關的輥筒保持清潔，定期更換涂布室空調的濾芯和干燥風的濾芯，可以有效去除空氣中灰塵，這樣就可以消除臟點和抗涂點。

2 版材生產在線弊病檢測系統

版材的表面質量對其使用起著至關重要的作用，通過抽樣和人工實時檢測的方法來發現版材表面弊病，已經適應不了現在版材高速、大量生產的要求。先進版材生產企業在設計生產線時，就已經設計和安裝了版材弊病在線檢測系統，有些企業選擇與科研機構合作開發弊病在線檢測系統，有些企業選擇使用市場上商業化的表觀弊病在線檢測系統。下面簡單介紹德國E+L公司生產的ELSIS系統在印刷版材表面弊病檢測上的運用。

2.1 系統構成

系統采用CCD相機組成線陣進行掃描檢測，系統結構框如圖1：

圖1

檢測系統包括紅色LED光源、成像系統、多線陣CCD陣列、通訊卡（數據采集卡）及計算機系統構成。LED光源穩定地照射在沿涂布方向做勻速運動PS/CTP版表面，不同角度的線陣CCD陣列接收PS/CTP版表面的反射和漫射光信號，線陣CCD把圖像光信息轉化為數字信息，通過不停地掃描勻速運動的PS/CTP版表面，線陣CCD相機就可以完成版材表面的完整成像的采集，再通過圖像采集卡把版材表面弊病的圖像信號送到計算機系統進行弊病圖像的處理、分析和判斷。

檢測系統的現場布局示意圖如圖2：

圖2

2.2 操作界面

檢測系統電腦操作界面包括在線檢查、檢查菜單、系統配置、檔案文件等部分（如圖3）。

圖3

在線檢查：在主菜單欄的“檢查”中，可以選擇不同種類的材料進行檢查。對于正在檢查的材料，除了可以查看當前收集的在線數據，檢測到的弊病位置、大小，甚至圖像可以立即顯示和評估，還可以在缺陷表中或統計表中顯示已檢查材料的缺陷評估。可以查看目前和最近五份檢查材料的數據。同時，可以為下一個材料檢測做些調整。

檢查菜單：只有作為“管理員”才能在主界面中修改“菜單”中的設置。為了進行完美的檢查，必須準備一個明確無誤的菜單。為了這個，必須在相應的數據集中配置過濾器和缺陷類別。如果為特定的材料設置了錯誤的菜單，則檢測使用了錯誤的數據，而檢查結果是不充分或無用的。

系統配置：只有作為“管理員”才能在主界面的“配置”中確定和更改設置菜單。正確的配置是ELSIS表面檢測系統有效運行的最重要前提。主要配置已經由廠家完成了，不應該被改變。配置的基礎是相機的數量和它們在機器上的安排，以及檢查系統的輸入和輸出。這些元素在結構化菜單中管理。輸入和輸出是用戶可定義的。

檔案文件：在主菜單欄的“存檔”中，所有檢查過的材料都保存在不同的文件夾數據庫中。它們的內容和報告可以在任何時候閱讀。

2.3 弊病檢查

弊病檢查系統需要將CCD獲得的版材表面弊病圖像信息通過各種圖像處理算法，轉化成版材表面弊病的特征信息，同時需要在系統軟件中對各種弊病的過濾器、弊病分類正確設置，才能實現對弊病有效識別和剔除。

從版材表面弊病的圖像特征看，主要有下面3種類型：

（1）白點、臟點、蘭點和碎屑點等外形類規則圓形的點狀弊病。

（2）劃痕、黑線、氣泡線等線狀弊病，寬度不大，分布地方比較廣泛。

（3）脫涂、涂布花紋、帶料、條道等條狀弊病，表現為不是太規則的形狀、紊亂的花紋或者具有周期性。為了有效剔除各種弊病，要根據檢查產品的類型、表觀特性、質量控制要求，分別設置弊病的過濾器、弊病分類等。弊病的過濾器主要設置相機的掃描頻率和幅度，圖像灰度值的上下限閾值，掃描區域范圍，掃描邊緣范圍，單個弊病是否合并設置，條道缺陷的掃描距離等。

弊病類別主要設置要探測弊病的大小（X軸、Y軸尺寸），觸發弊病報告的灰度值上下限，探測到弊病后是否存儲弊病圖像，是否在弊病報告中報告，弊病圖中該弊病顯示顏色等。點狀、線狀和條狀弊病根據弊病特征分別設置。下面是一些系統檢測到的典型弊病圖（如圖4～7）。

圖4 臟點和白點

圖5 劃痕

圖6 條道

圖7 蚊蟲

對于檢測系統弊病檢測正確率，需要定期進行產品審核，安排人工檢查一定數量的系統檢測過的版材，統計出未被檢測并剔除的版材數量、弊病類型，然后優化調整檢測系統中具體材料的檢測菜單，這樣才能提高系統弊病檢測正確率，滿足質量控制的要求。