影响机组式凹印机光标运动稳定性的几个因素
(1)机组式凹印机的热风干燥系统。由于凹印机相邻色组距离比较长,一般均在6~7m,烘道长度也较长,一般在1.5~2.0m,常规的烘干温度在50~70℃,风量一般在1.4~1.5m3/s,风压在1400Pa左右。这些常规的数据设置在印刷BOPP、BOPET等薄膜时,薄膜的软化变形风险是不大的;一旦印刷PE薄膜,在常规条件下,PE薄膜在70~90℃条件下容易受热而变软,薄膜变形的风险很大,进而带来的套准风险也很大。
(2)张力系统。薄膜在整个系统中传递时的线速度是不相等的,后级线速度与前级线速度之差就形成了传递过程中的薄膜张力。薄膜必须要在一个最合适的张力条件下绷紧,不能松弛,从一个色组传递到另一个色组,从而完成多色套印。但是由于PE薄膜本身并未经拉伸定型,因此若张力过大,PE薄膜会产生延伸,在完成印刷、张力释放后,PE薄膜又会回弹,常见的现象就是印刷重复长度会缩短。张力越大,PE薄膜变形的风险也越大。
薄膜的特点和现行凹印机的性能,印刷PE薄膜的具体解决措施如下。
(1)张力控制要平稳,张力设置不能太大。根据凹印机制造厂商提供的张力设置建议值,采用下限数据的办法,各闭环张力之间递增20%,完成整机张力数据设置。卷料在印刷过程中的张力越大,在同等干燥条件下(热量、风量)变形的风险也越大。
(2)烘干温度设定不能太高,烘干温度越接近PE薄膜的软化温度,当印刷速度较低时,PE薄膜通过烘道的时间较长,受热而软化变形的风险就越大。烘干温度一般设置在40~45℃,不能超过50℃,要尽可能地发挥风在干燥系统中的作用,风量要大,若有可能,希望还能提高风速。
(3)即使在正常设置张力条件下(如单位张力21.45g/cm),PE薄膜还是比较容易拉伸变形的,主要体现在沿印刷方向(纵向)的缩短和轴向(横向)的扩展。因此在制作凹版时就必须对这种必然会产生的误差事先加以调整。将在常用的PE薄膜厚度和宽度、常用的张力设置参数、常用的干燥参数条件下得到的印刷长度与宽度等数据提供给专业制版公司,在凹印制版时预先做好补偿。
由此,我们已将在PE薄膜印刷时控制套准的几个变量,如张力、热量、风量、速度等,在某种程度上转化成了常量,只剩下印刷速度一个变量。将多个变量作为常量来处理,这是PE薄膜凹印工艺的主要思路。根据此思路设计的PE薄膜凹印工艺路线,只要控制印刷速度,使光标跟踪在印刷精度允许范围内,PE薄膜凹印的套准难题就基本可以解决。
这种工艺在实施过程中有几个问题必须注意。
(1)以推荐的张力设置值下限,先在厚度为20μm的BOPP薄膜上验证其可行性,即将张力设置得比正常值低一些,完全依靠凹印机的张力控制系统和套色控制系统,验证机器本身的性能。有些凹印机本身性能并不过关,验收时往往是靠加大张力来保证套准,实际上是掩盖机器本身的不足。笔者经常看到一些机器的验收方案采用BOPET薄膜,估计也是这个道理。对于实施这一方案的机器,笔者从不认为有进口或国产之分,但机器性能必须要保证。
(2)烘干温度的设置必须同油墨的干燥性能联系在一起考虑。由于凹印墨层较厚,油墨的干燥是个大问题。虽然PE薄膜凹印都是表印方式,按以前的标准,溶剂残留允许值为30mg/m2,GB/T 10004-2008实施后,用户对此问题都提高了警惕,再按原来的“墨层表面不粘手”的老方法来鉴别,质量风险很大。因此,合适的印刷速度必须权衡油墨的干燥情况。一般的,油墨供应商提供的溶剂配方都会有快干溶剂、标准溶剂和慢干溶剂之分,由于该方案实施的是低温烘干,因此切忌大量使用慢干溶剂。有必要提出一点,若印刷图案客观上要求必须使用慢干溶剂,否则高光小网点不容易转移,印刷过程中会因网穴堵塞而堵版的话,此时建议从分色加网角度入手,将容易因干燥而塞网的印版加网角度调整为30°~45°。解决凹印堵版问题,在此处不推荐使用慢干溶剂,因为这将影响产能。
(3)关于印版的补偿调整。按照经验,即使是在正常印刷张力控制条件下印刷BOPP等薄膜,薄膜也会出现纵向收缩、横向扩展的现象。因此对外形尺寸要求严格的产品,必须在印版上预先作补偿调整。对于未经过双向拉伸定型处理的PE薄膜,这个工作更是必不可少。建议在实际印刷前先在一定张力、一定烘干温度条件下模拟印刷一定厚度的PE薄膜,测量其印刷前后的纵横向误差,再将此参数调整到正式产品的生产中。
(4)掌握只依靠调节速度来控制套印精度的手感。按照套色跟踪装置屏幕的光标曲线,调节印刷速度,观测误差控制的可靠性。该工艺对印刷速度没有特殊要求,只要求在指定的速度段,光标能够跟得上,油墨能够干得透。如果具备高速印刷的条件,采用这种工艺也能提高产能。
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