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凹印產(chǎn)品一直以精美、精細(xì)著稱,從畫報(bào)、圖片、塑料薄膜包裝到人民幣,都是凹印工藝的杰作。除了單張紙凹印外,凹印一般采用輪轉(zhuǎn)印刷,短墨路,正向單刮刀上墨,從當(dāng)年的碳素紙腐蝕版、布美蘭制版、電子雕刻制版,到今天的激光雕刻制版,凹印走過了一段漫長的發(fā)展之路。
凹印的產(chǎn)品質(zhì)量問題,從20多年前從國外引進(jìn)凹印機(jī)后,凹印界的同仁就一直在分析并努力尋找解決辦法。套印不準(zhǔn)、刀絲、色差、飛墨,諸如此類的一系列問題,年年在提出解決方法,然而年年在重復(fù)發(fā)生相同的問題。凹印的損耗率居高不下,一般在10%左右。多年前,當(dāng)凹印軟包裝行業(yè)的利潤率還在30%左右時(shí),這10%的損耗還沒有引起業(yè)內(nèi)的重視,然而如今不少企業(yè)已經(jīng)走到了微利的邊緣,紅海搏殺異常激烈時(shí),這一損耗就引起了業(yè)內(nèi)的驚覺。因此有必要仔細(xì)地分析一下凹印的產(chǎn)品質(zhì)量問題,探究造成該質(zhì)量問題的主要原因,進(jìn)而分析凹印成品率損失的控制點(diǎn)何在。
套印精度
輪轉(zhuǎn)凹印套印精確的關(guān)鍵是保證卷料張力穩(wěn)定。幾乎所有的套色跟蹤裝置,從早期的IC470到DT860,以至后來的DT950,其正常運(yùn)作的前提都是系統(tǒng)的張力穩(wěn)定。光電檢測裝置把印在薄膜邊緣的套印標(biāo)記轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入計(jì)算機(jī),將此脈沖與計(jì)算機(jī)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置相比較,計(jì)算出變化量,該變化量與套印誤差的大小成正比。計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)換為電壓值,經(jīng)處理后驅(qū)動(dòng)電機(jī)及機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)對誤差進(jìn)行修正,并在顯示屏上顯示誤差的大小和方向。由于這種自動(dòng)調(diào)整過程是一種循環(huán)的、不間斷的動(dòng)態(tài)平衡過程,既要使誤差及時(shí)、快速得以糾正,又要避免由于糾正時(shí)的超調(diào)而使系統(tǒng)不穩(wěn)定,因此檢測誤差的光電裝置的導(dǎo)通角一般是在版輥旋轉(zhuǎn)360°中的5°~7°,即版輥旋轉(zhuǎn)一周的1/6時(shí)間內(nèi)執(zhí)行操作。糾正誤差的機(jī)構(gòu)有兩種,一種是卷料縱向的調(diào)節(jié)輥機(jī)構(gòu),通過調(diào)節(jié)該輥的上下位置來改變卷料到達(dá)壓印位置的前后;另一種是改變版輥相位的伺服機(jī)構(gòu),直接調(diào)節(jié)印版。從控制的直接性和快速性來看,伺服機(jī)構(gòu)明顯優(yōu)于調(diào)節(jié)輥機(jī)構(gòu),但伺服機(jī)構(gòu)有一定的技術(shù)難度,設(shè)計(jì)調(diào)整不當(dāng)有可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定。由于凹印套準(zhǔn)是建立在卷料進(jìn)料的精確定位上的,因此卷料張力的波動(dòng)就會影響到套印精度。傳統(tǒng)凹印機(jī)造成張力波動(dòng)的因素一般有以下6個(gè)方面。
(1)收放卷料卷直
徑的變化引起卷料張力的變化。
(2)加減速時(shí)張力的變化。
(3)印刷基材本身張力的變化,如卷料厚薄不均勻,有荷葉邊,縱橫向拉伸強(qiáng)度變化太大,或者卷芯不圓造成料卷的跳動(dòng)。
(4)卷料在印刷過程中的變化,如薄膜在干燥時(shí)受熱變形,而牽引張力又比較大,致使薄膜被拉長,或者紙張?jiān)谏夏珪r(shí)吸水過多,烘干時(shí)受熱收縮,材料本身發(fā)生變化。
(5)機(jī)組式凹印機(jī)各主要構(gòu)件如底座、墻板、導(dǎo)輥等的制造精度和裝配精度存在偏差。例如底座組裝的平面度和直線度,墻板與底座組裝的垂直度,各導(dǎo)輥組裝的水平度及它們相互之間的平行度,它們各自的跳動(dòng)量偏差,質(zhì)量動(dòng)靜平衡偏差等。若誤差超標(biāo),當(dāng)卷料在眾多導(dǎo)輥上運(yùn)行時(shí),張力就會有微小的變化。傳動(dòng)中各齒輪從理論上應(yīng)做到無間隙精密傳動(dòng),確保各色組的版輥同步運(yùn)轉(zhuǎn),但由于采用的是齒輪傳動(dòng),尤其是設(shè)備在運(yùn)行3年多后的正常磨損,間隙增大,印刷過程中引起傳動(dòng)同步誤差,也勢必使各印刷單元的張力發(fā)生變化。
(6)機(jī)組式凹印機(jī)在印刷過程中每一色組的加壓都會影響卷料通過時(shí)的運(yùn)行速度,理論上的同步速度其實(shí)會有誤差。若各色組加壓不同,卻采用相同的版輥直徑遞增的方法來提高各色組的線速度,對整個(gè)系統(tǒng)的張力也會有影響。
機(jī)組式考慮了上述因素中的大部分,然而在材料變形方面的補(bǔ)償,以及在各色組加壓不同而造成機(jī)械同步速度損失上的補(bǔ)償,由于難于建立數(shù)學(xué)模型,電腦自動(dòng)調(diào)整的基礎(chǔ)不扎實(shí),所以對張力波動(dòng)的控制還是很有限的。輪轉(zhuǎn)凹印機(jī)與單張紙凹印機(jī)在套準(zhǔn)方面的不同之處在于,后者在前規(guī)和側(cè)規(guī)的作用下保證紙張定位正確,然后在紙張靜止?fàn)顟B(tài)下印刷,而前者是將卷筒狀的紙張?jiān)趶埩愣ǖ臈l件下拖曳到位,在動(dòng)態(tài)情況下印刷,套印精度是不同的。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CY/T6-91“凹版印刷品質(zhì)量要求及檢驗(yàn)方法”中規(guī)定的套印允許誤差見表1,國家標(biāo)準(zhǔn)GB7707-87“凹版裝潢印刷品”中的套印允許誤差見表2。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對書刊印刷品,國家標(biāo)準(zhǔn)針對薄膜印刷品,比較這兩項(xiàng)數(shù)據(jù),張力對套印精度的影響可一目了然。
那么,有沒有卷料的張力基本不影響套印精度的?有,典型的例子是衛(wèi)星式柔印機(jī)。在這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備上,卷料在一根橡膠壓輥的作用下,緊貼在一個(gè)直徑達(dá)2~3米的金屬中心壓印滾筒表面,包角達(dá)85%以上,并同中心壓印滾筒同步運(yùn)行。中心壓印滾筒內(nèi)有恒溫的冷卻水,保證滾筒表面的溫度不超過
因此,凹印的套印精度受到張力波動(dòng)和材料形變的影響,有著先天不足的缺陷,如果印刷基材預(yù)先定型,如雙向拉伸過的BOPET,套印精度就要好一些,若是沒有經(jīng)過定型的PE,套印就困難些;即使對同一種材料,如BOPP,厚一些的不易變形,薄一些的容易變形,其套印的精度也是完全不同的。從目前的凹印機(jī)結(jié)構(gòu)來看,要顯著減少由于套印誤差引起的損耗,尚需時(shí)日。
表1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CY/T6-91“凹版印刷品質(zhì)量要求及檢驗(yàn)方法”中關(guān)于套印誤差的規(guī)定表2國家標(biāo)準(zhǔn)GB7707-87“凹版裝潢印刷品”中關(guān)于套印誤差的規(guī)定:
刀絲
刀絲是凹印的常見故障,根據(jù)刀絲在產(chǎn)品上出現(xiàn)部位的不同,一般可為明刀絲與隱刀絲。國家標(biāo)準(zhǔn)中對刀絲的定義是:刮刀不良引起的順滾筒旋轉(zhuǎn)方向出現(xiàn)的非正常條狀墨線,英文表述是Doctor blade strakes。這種刀絲出現(xiàn)在凹版圖文的邊緣處,是油墨在凹陷的圖文處拉出的墨線,我們一般稱之為明刀絲。在凹印企業(yè)里經(jīng)常會見到機(jī)長耳朵上夾一根竹簽,在巡檢中如發(fā)現(xiàn)有刀絲就用竹簽在刮刀上挑掉,這類刀絲就是明刀絲。還有另一種刀絲,國標(biāo)上的定義是:在網(wǎng)墻上的塵粒、墨刀或紙屑等引起的彗星狀的條紋,英文表述為Comet streak。這種刀絲出現(xiàn)在凹版鍍鉻表面原本不應(yīng)該有油墨的地方,不限定在版輥軸向的某一點(diǎn),斷斷續(xù)續(xù)地出現(xiàn),時(shí)有時(shí)無。處理這種刀絲時(shí),操作人員一般把刮刀退下,然后重新壓上去,有時(shí)候這種處理會有效,但大部分時(shí)候操作人員會無所適從。企業(yè)中也有人把這種故障稱為竄墨,意思就是刮刀沒有把油墨刮凈,油墨從刮刀下竄出來。當(dāng)然,這種刮墨不凈跟由于刮刀角度和壓力沒調(diào)整好導(dǎo)致的刮墨不凈不同,后者產(chǎn)生的刮墨不凈故障,從版輥表面上看油墨是刮凈了,但在產(chǎn)品的邊緣能很清楚地看到薄膜被淺淺地染色了。而隱刀絲則不同,刮墨后的版輥表面確實(shí)沒有油墨,薄膜兩側(cè)絲毫沒有被染色的痕跡,但就是在版輥表面不應(yīng)該出現(xiàn)油墨的地方,油墨時(shí)而呈線狀漏出,印在薄膜上成為刀絲。
造成第一種刀絲的原因一般是:①油墨中的超常顆粒(沉淀或析出);②無機(jī)雜質(zhì)的存在;③不良生產(chǎn)環(huán)境的影響;④油墨黏度過高;⑤刮刀有缺損;⑥刮刀的安裝角度不正確;⑦版輥的表面光潔度和網(wǎng)穴的光潔度不夠;⑧油墨表面張力同版輥的配合不合理。
造成第二種刀絲的原因主要是:①版輥不正常的徑向跳動(dòng)凹印行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CY/T9的數(shù)據(jù)是≤
業(yè)內(nèi)對刀絲的產(chǎn)生還有一種“活性粒子假設(shè)”,認(rèn)為:①油墨在加工和使用過程中,樹脂和顏料在研磨、撞擊和攪拌等外力作用下使分子鏈斷裂,產(chǎn)生帶極性的離子或基團(tuán),即活性粒子;②刮刀和版輥的摩擦使版輥的鍍鉻表面產(chǎn)生較多的鉻離子;③活性粒子在印刷過程中不斷產(chǎn)生和結(jié)合,并黏附在版輥上,積聚到一定量時(shí)會竄出;④約2/3的活性粒子轉(zhuǎn)移出去,剩余部分繼續(xù)結(jié)合、累積;⑤當(dāng)有外來粒子成為吸附劑或成核劑時(shí),反應(yīng)加快,造成更密的刀絲出現(xiàn)。
因此,這種假設(shè)的結(jié)論就是:這種情況產(chǎn)生的刀絲不是由刮刀產(chǎn)生的,而是印刷過程中內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。“活性粒子假設(shè)”其實(shí)是認(rèn)為這種故障的產(chǎn)生無法用物理方法測定,要徹底解決它是困難的。
筆者認(rèn)為凹印刀絲的產(chǎn)生原因是可以測量也可以檢查出來的。對于第一種刀絲,不管是油墨中的灰塵或雜質(zhì),還是沉淀析出物,均可用一定目數(shù)的篩網(wǎng)過濾而檢出。這種檢測方法也適用由于靜電過大而使灰塵吸附、凝結(jié)成過大的顆粒,卡在刮刀與印版之間形成的刀絲。油墨黏度是否合適,用黏度杯測一下就可以判斷。至于刮刀的安裝情況,依靠目測和手動(dòng)調(diào)整都可解決,不是難事。印版的質(zhì)量問題,只要按照制版廠的出廠數(shù)據(jù)復(fù)測,也完全能把握住質(zhì)量關(guān)。至于油墨張力同版輥的配合,主要靠歷史數(shù)據(jù)的積累和分析,油墨的表面張力主要同所用溶劑有關(guān),一般而言,油墨與溶劑的參數(shù)沒有改變,張力配合不會出問題,若出現(xiàn)問題,一般是在油墨方面。應(yīng)該注意的是,油墨和溶劑都是化工產(chǎn)品,印刷企業(yè)可能對其不很熟悉,因此在采購或領(lǐng)用時(shí)有時(shí)可能會出錯(cuò),所以企業(yè)質(zhì)管部門應(yīng)該制定相應(yīng)的檢測方法和檢測數(shù)據(jù),以保證該類材料的準(zhǔn)確性;若發(fā)現(xiàn)有問題,簡單的辦法是換用,當(dāng)然也可以添加一些助劑來加以改變。所以,上述尋找刀絲產(chǎn)生原因的結(jié)論是:只要查出不正常的數(shù)據(jù),也就有了相應(yīng)的解決辦法。
對第二種刀絲,更要強(qiáng)調(diào)查數(shù)據(jù),要查印刷機(jī)與版輥的相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)筆者多年來對凹印一線的了解,一線員工一般不會去測量這些數(shù)據(jù),因此當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)出問題時(shí),也拿不出相應(yīng)的解決辦法。其實(shí)這種刀絲的產(chǎn)生,正是版輥的跳動(dòng)與刮刀的跳動(dòng)不同步,如果我們利用刮刀的彈性或版輥的粗糙度,使刮刀做到隨著版輥跳動(dòng),從而達(dá)到不使油墨從刮刀下漏出的目的,從而堵住了墨線從刮刀下竄出的漏洞。至于“活性粒子假設(shè)”,筆者只想提一個(gè)問題:同樣使用溶劑型油墨的柔印,為什么從來沒有遇到過刀絲這個(gè)問題呢?
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