PE薄膜凹印套印的案例说明

　　PE薄膜容易拉伸变形，在机组式凹印机上印刷时套印精度是个大问题，尤其当PE薄膜的厚度只有40～50μm时，由于套印误差超标造成的损耗会很大，令不少印刷企业望而生畏。
　　PE薄膜的密度较低，LDPE薄膜的密度为0.91～0.92g/cm3，MDPE薄膜的密度为0.94g/cm3，HDPE薄膜的密度为0.96g/cm3。PE薄膜的软化温度也低，LDPE的软化温度为94℃，HDPE的软化温度为128℃，LLDPE的软化温度为107℃，VLDPE的软化温度为61～70℃，mPE的软化温度为81～113℃，UHMWPE的软化温度为132℃。由于软化温度与薄膜受热时在较大张力拉伸下的变形温度还有些差别，因此采用机组式凹印机印刷PE薄膜时，如果也像印刷PET薄膜或BOPP薄膜那样，将各色组的烘干温度设定在60～70℃，PE薄膜必然变形而无法控制套印精度。因此首要的问题是烘干温度的设定必须比较低，必须远离PE薄膜的软化温度。

　　用机组式凹印机印刷PE薄膜，尤其是较薄的PE薄膜，是现代凹印机制造业目前的一个局限。目前的凹印机在印刷BOPP、BOPA、BOPET等经过双向拉伸定型的薄膜时，套印精度方面是没有大问题的，即使是印刷厚度仅为12～15μm的BOPA薄膜或BOPET薄膜，或者20μm的BOPP薄膜，都不会有什么解决不了的困难。现代凹印机保证套印精度的两个主要手段是：卷料的张力控制系统与电脑控制的光电套准装置。张力控制系统保证了卷料传递过程中的匀速特点；光电套准装置的光电检测头，读取薄膜上印刷的光标，同前一色组的光标作前后距离的比较，根据前后色组光标的偏离数值，及时作出调整。在采用伺服控制系统以后，凹印机套准装置的反应灵敏度和响应速度都有了大幅度提高，使套准时间缩短，精度提高。但是，套准装置的基本原理并不是光电检测头找到光标位置就能将版辊调整到该位置，它是根据光标的前后位置先判断出它的运动趋势，并提前使版辊到达相应位置与之配合，使之套准。因此，印在薄膜上的光标运动的稳定性对套准来说其实是最为关键的。目前的凹印机传动控制模式是建立在机械运动的数学模型控制上，而对于不同软化温度的薄膜、不同厚度的薄膜、不同印刷宽度的薄膜，尚难建立各自的数学模型，在薄膜变形方面目前还无法提供确切、有效的补偿和控制。因此，在机组式凹印机上印刷PE薄膜时，在现有的张力控制系统和热风干燥系统等固有条件的配合下，如何得到像双向拉伸定型薄膜上一样的印刷套准效果，就成了困扰凹印行业的一个大问题。
　　现有设备条件影响薄膜变形、从而影响光标运动稳定性的几个因素如下。
　　（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。