從理論上說(shuō),刮刀將網(wǎng)墻上的油墨刮去以后,網(wǎng)墻上應(yīng)該是干干凈凈的,不應(yīng)該有油墨。但產(chǎn)生糊版的時(shí)候,刮刀其實(shí)并沒(méi)有將油墨刮凈,由于刮刀角度的關(guān)系,網(wǎng)墻上殘留了一層薄薄的油墨(薄到用肉眼很難分辨),轉(zhuǎn)印到印刷基材上造成糊版。印刷透明薄膜時(shí),這種原因造成的糊版在單張印品上是很難發(fā)現(xiàn)的,但印刷成卷,許多透明印品疊在一起,就會(huì)顯現(xiàn)出沒(méi)有刮凈的墨色,在收卷好的成品卷兩側(cè)可以很明顯地觀測(cè)到透明薄膜被染色。更嚴(yán)重的糊版故障,油墨在圖文四周滲透開(kāi)來(lái),這是油墨黏度過(guò)低和刮刀角度沒(méi)調(diào)整好造成的,不僅僅是操作者技術(shù)問(wèn)題,更是責(zé)任心問(wèn)題。
凹印糊版的造成,其實(shí)同凹印工藝比較粗放有關(guān)。傳統(tǒng)的凹印工藝控制,一般是要求油墨黏度和刮刀角度控制在某個(gè)范圍內(nèi),而不是具體的數(shù)值,生產(chǎn)時(shí)主要由一線員工自行掌握,印得好壞,損耗高低,全在一線機(jī)長(zhǎng)。所以印刷企業(yè)推崇的是機(jī)長(zhǎng)的一把刀,把所有的希望全寄托在機(jī)長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心上。雖然培訓(xùn)年年搞,經(jīng)驗(yàn)?zāi)昴陮W(xué),然而損耗率不見(jiàn)明顯減少,成品率始終提不上去。
控制凹印糊版,要注意不要一種傾向掩蓋另一種傾向,即拼命加大刮刀壓力,把刀片的角度調(diào)得更陡。若采用這種矯枉過(guò)正的辦法,除了加速版輥的磨損外于事無(wú)補(bǔ),要知道版輥的角度總是在正向范圍內(nèi),不可能像柔印那樣采用反向刮刀的。刮干凈網(wǎng)墻上的油墨,版輥表面的光潔度也是一個(gè)重要問(wèn)題,刮刀的角度和壓力只有與版輥的光潔度相配合,才會(huì)有實(shí)際的意義。
油墨“白化” 油墨“白化”主要是指溶劑中含有水分,印在薄膜上失去光澤,嚴(yán)重時(shí)色相也會(huì)有些變化。其實(shí)從材料供應(yīng)方面分析,溶劑中含有水分的概率倒不是很高,絕對(duì)不含水分是不可能的,所有溶劑的純度總有一定的百分比。印刷過(guò)程中使用的溶劑,對(duì)水分總有一個(gè)寬容度,不必斤斤計(jì)較。
油墨白化的產(chǎn)生往往同使用過(guò)程中油墨吸收環(huán)境中大量的水分有關(guān)。筆者曾看到一家企業(yè)在梅雨季節(jié)用新墨印刷,剛開(kāi)始的2個(gè)小時(shí)內(nèi)印品色相沒(méi)有變化,但2小時(shí)后,由于油墨中所用的乙醇吸收了空氣中的水分,油墨逐漸分層,印品失去了光澤,要更換新墨才能恢復(fù)正常。凹印在使用醇溶性油墨時(shí)對(duì)環(huán)境會(huì)有一些特殊要求,如周?chē)h(huán)境的濕度不能太高,否則乙醇會(huì)從環(huán)境中吸收水分,因此要車(chē)間安裝恒溫恒濕裝置,溫度控制在25℃左右,濕度不超過(guò)70%,以避免油墨白化。
對(duì)于水分造成的白化,筆者主張從溶劑進(jìn)行調(diào)整,在周?chē)鷿穸容^高的時(shí)候,用一些吸水性小的醇類(lèi)溶劑來(lái)取代乙醇。當(dāng)然,用空調(diào)制冷抽濕來(lái)改善車(chē)間環(huán)境也是一個(gè)辦法,不過(guò)筆者不主張,從成本上計(jì)算,實(shí)在是太浪費(fèi)了。
油墨“白化”的另一種原因是凹印生產(chǎn)過(guò)程中溶劑的綜合平衡被破壞。
混合溶劑中快干劑和慢干劑的揮發(fā)速度不等,造成快干劑失逸,慢干劑滯留。若快干劑是油墨的真溶劑,而慢干劑僅僅是調(diào)節(jié)油墨干燥速度的假溶劑時(shí),油墨的溶解性變差,印刷適性變壞,印品失去光澤。
在傳統(tǒng)的凹印工藝中,很少有人去研究溶劑的綜合平衡。在溶劑綜合平衡圖中,橫軸表示該溶劑在油墨混合溶劑中的百分比,縱軸則表示在揮發(fā)時(shí)揮發(fā)氣體中該溶劑的百分比,若圖中為一根一定斜率的直線,說(shuō)明溶劑平衡是穩(wěn)定的,但許多混合溶劑呈現(xiàn)的一般都是較大曲率的非直線,甚至兩段反方向的曲線,說(shuō)明在混合溶劑中快干劑和慢干劑的比例跟揮發(fā)氣體中快干劑和慢干劑的比例是失衡的。
若我們簡(jiǎn)單地按照油墨中混合溶劑配比的同一比例來(lái)補(bǔ)償揮發(fā)溶劑的損失,必然會(huì)造成快干劑和慢干劑比例的失衡。溶劑綜合平衡的破壞會(huì)造成油墨印刷適性的改變,會(huì)影響到印品的光澤甚至顏色密度。
背黏和溶劑殘留
凹印產(chǎn)品,尤其是凹印薄膜產(chǎn)品,由于干燥系統(tǒng)故障,印品沒(méi)有干透,往往容易背黏,即油墨表面干了,但收卷后,由于膜卷張力的存在和薄膜的收縮,對(duì)膜卷內(nèi)的油墨層會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的正壓力,這個(gè)壓力會(huì)使里層薄膜的背面黏上外層薄膜上印刷的油墨,使印品臟污,造成質(zhì)量損失。
分析背黏故障的原因,首先要檢查油墨的質(zhì)量,即樹(shù)脂連結(jié)料的質(zhì)量。常用的方法是Blocking測(cè)試:用刮棒在PE膜上制得印樣,2分鐘后將印跡相對(duì)折疊,夾在兩片20mm×20mm薄玻璃片中間,上加300~500g/cm2壓力,恒溫60℃,歷時(shí)24小時(shí),檢查印跡是否黏連,以不黏連為合格。
印刷基材中的低分子物(如滑爽劑、抗靜電劑等)析出,也會(huì)使油墨對(duì)基材的附著力下降,產(chǎn)生背黏,甚至墨層脫落現(xiàn)象。常用測(cè)定薄膜表面張力的方法進(jìn)行判定,并決定相應(yīng)的解決措施。
絕大部分背黏故障的原因在于印品沒(méi)干透,即溶劑殘留量偏高。雖然用手輕觸印品墨層并不黏手,但收卷后在一定壓力下,油墨中殘存的溶劑使墨層軟化,造成背黏。干燥不徹底造成背黏,這是從表面上就能看到的,但背黏的更大危害在于印品中的溶劑殘留會(huì)對(duì)內(nèi)裝的食品產(chǎn)生污染。這是因?yàn)榘加∷褂玫娜軇┬陀湍m然通過(guò)干燥能揮發(fā)掉絕大部分溶劑,但殘留溶劑會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)遷移到包裝的內(nèi)容物上,對(duì)食品造成污染。近來(lái),我國(guó)政府和有關(guān)部門(mén)十分關(guān)注食品包裝的安全性,并已啟動(dòng)QS認(rèn)證,嚴(yán)格控制食品包裝的溶劑殘留量。
印品油墨干燥不徹底一般有以下幾方面原因:
(1)版輥網(wǎng)穴較深,有時(shí)候會(huì)達(dá)到60μm,上墨量大,干燥會(huì)有困難。
(2)為保證高光小網(wǎng)點(diǎn)的順利轉(zhuǎn)印,凹印生產(chǎn)中必須要向油墨中添加慢干劑。
(3)混合溶劑的綜合平衡不易掌握,造成慢干劑大量滯留于油墨中。
(4)某些里印工藝的最后一色印刷白墨,然后就收卷,干燥和收卷單元的距離過(guò)短,干燥困難。而且用白墨鋪底時(shí)要求墨層的遮蓋力要高,一般來(lái)說(shuō)其上墨量是所有顏色中最大的。
(5)薄膜印刷時(shí),干燥裝置的溫度不能過(guò)高,烘道不能過(guò)長(zhǎng),否則薄膜會(huì)發(fā)生拉伸變形,影響到套印精度與印品長(zhǎng)度。常用的方法是采用低溫、大風(fēng)量,在干燥工藝上采用揮發(fā),舍棄了蒸發(fā)。
(6)溶劑揮發(fā)對(duì)大氣條件有依賴(lài)性,當(dāng)環(huán)境氣壓較低時(shí),用機(jī)械式的排風(fēng)裝置就很難有效控制干燥效能。
(7)印品表面的墨層同大氣的接觸表面有一個(gè)分界層(國(guó)外稱(chēng)為Boundary layer,國(guó)內(nèi)有人譯為鏡膜),這是一層包含熱量、空氣和溶劑蒸汽的混合物。油墨干燥時(shí)在熱量的作用下,油墨中的液態(tài)溶劑會(huì)蒸發(fā)并移動(dòng)至分界層,若分界層中無(wú)溶劑,溶劑蒸汽將很容易轉(zhuǎn)移到大氣中。但隨著分界層中溶劑蒸汽濃度的不斷增加,蒸發(fā)比率將減小,當(dāng)分界層中的溶劑蒸汽趨于飽和時(shí),蒸發(fā)過(guò)程將停止。
傳統(tǒng)的凹印干燥工藝沒(méi)有重視分界層的存在,忽視了蒸發(fā)在干燥中的作用,雖然對(duì)烘道的曲線做了一些改進(jìn),減小了風(fēng)阻,提高了風(fēng)量,但由于這層不隨空氣流動(dòng)的分界層的存在,將油墨中一些未揮發(fā)的殘留溶劑包裹在其中。
目前凹印在解決干燥問(wèn)題上常用的方法是:①在油墨中加入快干溶劑;②降低印刷速度,以延長(zhǎng)印品在烘道中的干燥時(shí)間;③改進(jìn)凹印機(jī)的烘道曲線,減小風(fēng)阻,加大風(fēng)量,甚至加長(zhǎng)烘道,提高干燥效果。
由于凹印行業(yè)以前對(duì)干燥問(wèn)題并不是很重視,所以對(duì)干燥過(guò)程的一些理論問(wèn)題沒(méi)有充分的準(zhǔn)備,例如對(duì)分界層的認(rèn)識(shí)。不少凹印機(jī)上的干燥裝置將含有溶劑蒸汽的熱風(fēng)第二次回用,直接返回烘道,稱(chēng)為熱風(fēng)循環(huán),殊不知正是這種含有大量溶劑成分的熱空氣抑制了溶劑的蒸發(fā)。因此對(duì)于國(guó)家在溶劑殘留方面提出的新的控制參數(shù),凹印工藝還無(wú)法在各種氣候條件下都能絕對(duì)控制,在關(guān)系人們健康的食品和藥品包裝印刷方面,這將是一把高懸于其上的達(dá)摩克利斯劍。
他山之石 可以攻玉 凹印產(chǎn)品在以上9個(gè)方面存在著質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)然還不包括由于油墨的質(zhì)量和使用問(wèn)題等供應(yīng)鏈上的諸多問(wèn)題引發(fā)的產(chǎn)品質(zhì)量故障,也不包括由于現(xiàn)場(chǎng)管理出錯(cuò)而造成的質(zhì)量損失。由于工藝的原因,凹印的質(zhì)量損耗有著必然性。在所有的印刷工藝中,凹印工藝的紙路是最長(zhǎng)的,因此在裝版、換卷的損耗中凹印也是最大的,因此凹印在進(jìn)一步提高成品率方面存在著瓶頸。凹印普及很快,深入很難,大多數(shù)凹印企業(yè)都擠在同一個(gè)平臺(tái),紅海搏殺,價(jià)格戰(zhàn)在所難免。
凹印該怎么辦?要解決凹印工藝中存在的缺陷,筆者有以下幾點(diǎn)看法與大家交流。
(1)凹印界的有識(shí)之士有必要認(rèn)真研究凹印工藝,解決一些懸而未決的理論問(wèn)題。如凹印的轉(zhuǎn)印原理,一些理論說(shuō)是印刷基材的毛細(xì)管吸附,那么它同版輥網(wǎng)穴、膠輥硬度、壓印時(shí)的壓力有什么聯(lián)系?凹印機(jī)制造工藝中對(duì)壓印膠輥的壓力是有具體參數(shù)要求的,但這是因?yàn)閭鲃?dòng)方面的要求還是轉(zhuǎn)印方面的要求?這些問(wèn)題不搞清楚,僅靠靜電吸墨裝置是不行的。靜電吸墨對(duì)印刷基材在壓印以后的靜電釋放性能有很高的要求,否則印刷中靜電的積累會(huì)產(chǎn)生極大的危害。又比如產(chǎn)生刀絲的原因,真有“活性粒子假設(shè)”嗎?如果有,為什么使用同一油墨的柔印卻沒(méi)有呢?凹印有必要總結(jié)一下自己的實(shí)踐,并上升到理論。在國(guó)內(nèi)已有了幾十年歷史的輪轉(zhuǎn)凹印,在印刷高校中至今仍無(wú)法像膠印一樣形成專(zhuān)業(yè),而只能開(kāi)辦講座,這同我們這些搞了凹印幾十年的人但在一些凹印的基本理論方面仍然缺失,顯然不無(wú)關(guān)系。
(2)要解決版輥的淺版化。實(shí)踐證明,目前大量使用的電子雕刻凹版有其不足之處,所以激光雕刻凹版才有了用武之地。但是淺版問(wèn)題,至今還沒(méi)有成效。凹印有不少印刷弊病與版輥的網(wǎng)穴深度有關(guān),與電子雕刻凹版網(wǎng)穴深度同網(wǎng)點(diǎn)面積成正比有關(guān)。凹版的加網(wǎng)角度同膠印與柔印是不同的,它的黑版和黃版可以采用同一個(gè)網(wǎng)線角度,可以在同一圖案中采用不同的加網(wǎng)線數(shù),這種特點(diǎn)雖然有其他印刷方式無(wú)法比擬的長(zhǎng)處,但也有其局限性。凹版淺版化會(huì)牽涉到網(wǎng)穴形狀、網(wǎng)線角度、加網(wǎng)線數(shù)等一系列問(wèn)題,估計(jì)其難度不小。凹印制版從碳素紙腐蝕制版、布美蘭制版發(fā)展到今天的電子雕刻制版,激光雕刻制版,是一個(gè)進(jìn)步,但也舍棄了凹印不少有用的東西,使自己進(jìn)一步提高成品率走到了瓶頸。凹印不解決淺版化問(wèn)題,許多工藝弊病就無(wú)法克服,當(dāng)前正在興起的水性油墨凹印工藝將無(wú)法完善。
(3)封閉式上墨系統(tǒng)。柔印的封閉式腔式刮刀,簡(jiǎn)單地照搬到凹印機(jī)上顯然是不行的,這已為實(shí)踐所證明。但敞開(kāi)式上墨單元容易產(chǎn)生刀絲、墨點(diǎn)、印刷區(qū)域的污染等問(wèn)題,且溶劑的大量揮發(fā)不僅增加了生產(chǎn)成本,對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和操作人員的健康也構(gòu)成了威脅。凹印應(yīng)該研究刮刀的正反向角度與其墨路合理的長(zhǎng)短,來(lái)解決這一系列問(wèn)題。
(4)對(duì)印刷基材伸縮變形的套準(zhǔn)控制。凹印目前的伺服控制革除了長(zhǎng)軸和齒輪箱
用伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。對(duì)于印刷基材的伸縮變形,應(yīng)該盡快建立數(shù)學(xué)模型,并結(jié)合伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)反饋。只有將印刷基材的變形問(wèn)題考慮進(jìn)去的反饋方案,才是可靠的。
(5)能夠有效更新油墨干燥過(guò)程中分界層的烘干系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)有凹印機(jī)烘干系統(tǒng)的改良不能解決根本問(wèn)題,減小風(fēng)阻可以略微加大風(fēng)量,但流體力學(xué)的有關(guān)定律表明,進(jìn)出風(fēng)量最終是平衡的,實(shí)踐也已證明,提高的效能不是很明顯。美國(guó)PCMC公司的專(zhuān)利技術(shù)采用一定壓力的加溫的壓縮空氣進(jìn)行干燥,能不斷更新分界層,用高速氣流來(lái)沖擊印刷基材,提高溶劑的蒸發(fā)效率,以提高傳熱的最大化,流速越高,熱量傳輸越多,能完全克服分界層的負(fù)面作用。這些已經(jīng)在柔印上取得的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)該可以給凹印一定的幫助。
凹印的紅海搏殺迫使我們回過(guò)頭來(lái)審視凹印工藝的不足。實(shí)踐表明,凹印的質(zhì)量損耗是同目前采用的工藝密切相關(guān)的。凹印多年來(lái)一直在自身的范圍內(nèi)尋找解決辦法,然而收效甚微。他山之石,可以攻玉,如果我們從其他相關(guān)工藝方面找一下自己的不足,是不是可能會(huì)得到一些新的啟示?柔印工藝的特點(diǎn)就涵蓋了膠印的色彩復(fù)制理論和凹印的張力控制理論,近年來(lái)得到了很大的發(fā)展,除了在環(huán)保方面柔印有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)外,柔印的高成品率更是促進(jìn)其逐步發(fā)展的重要原因之一。當(dāng)然在包裝印刷方面,柔印不可能完全取代凹印,但柔印可以在一定范圍內(nèi)對(duì)凹印起到推動(dòng)和補(bǔ)充作用。檢視凹印工藝的不足,尋找解決問(wèn)題的方案,以減少損耗和提高成品率,是我們當(dāng)前急迫地想要做到的,但我們無(wú)法像開(kāi)藥方那樣列出一長(zhǎng)串解決辦法,這不是我們的目的,而且也無(wú)法準(zhǔn)確地做到。解決凹印產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題,只能是具體問(wèn)題具體分析。我們唯一能做的,就是找出產(chǎn)生凹印質(zhì)量問(wèn)題的真正原因,只要找到了真正原因,離解決問(wèn)題也就不遠(yuǎn)了。
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