张力变化频繁、毫无规律,在塑料凹印过程中

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在塑料凹印过程中,提高油墨的转移效果是控制印品质量的关键。
塑料凹印油墨的转移是指从印版滚筒网孔到承印材料上的物理着墨过程,其机理可以描述为:印版滚筒表面浸在墨槽中,当墨辊转动时,刮墨刀将多余的油墨刮去,而网孔内的油墨在压印滚筒的压力作用下,转印到塑料薄膜上。
下面我将分析一下影响塑料凹印油墨转移的若干因素,希望对大家有所帮助。

凹印的核心部门是张力控制,这里所说的凹印主要是指轮转凹印,由于单张纸凹印不存在张力控制。
单张纸凹印同单张纸胶印一样,主要依赖叼牙来叼纸,然后在前规和侧规的作用下定位,在印刷的瞬时纸张是静止的。
而轮转凹印则不同,承印材料以一个不乱的速度向前递进,橡胶压辊按同步速度对承印材料加压,这两个运动在一个相对静止的状态下合成,因此多色套印的枢纽是承印材料递进不乱,传递过程中料卷的张力不乱。

在印刷过程中,张力变化范围小,套印精度就容易控制。
相反,张力变化频繁、毫无规律,则会影响套准精度。
因为张力的变化直接影响着薄膜的伸长率,因此也就不同程度地改变着印刷路径的长度。

1油墨本身的特点。
1)油墨的细度:如果油墨颗粒太粗,便会堵在网孔内转移不出来,造成堵版现象,尤其对于层次版印刷最为明显。
塑料凹印油墨一般要求细度在10μm以下,转移效果较好。

凹印的张力控制系统分析一般包含以下内容。

一般印刷机的张力控制系统一般分由五个部分组成:送卷部分、进给部分、印刷部分、出给部分、收卷部分。
这样做对于提高印刷套色精度具有良好影响。

2)油墨的粘度:当油墨的粘度偏高时,网点转移不实,会出现抽空现象,印刷后色相会变浅;当粘度偏低时,网点转移出现拖影,油墨饱和度降低。
因此应该对油墨粘度进行调整,一般黑、白墨为16S、3#察恩杯左右,青、品红、黄为18S3#察恩杯左右。

1.张力分区与各区域的控制要求

使各印刷单元薄膜的受力情况基本一致,薄膜两侧所受张力基本平衡。

3)油墨干燥性能:如果初干速度过快,容易出现“干版”现象,造成油墨转移困难和转移稳定性差,应使用二甲苯、醋酸丁酯等慢干溶剂,例如可以在甲苯中混合二甲苯或单独使用二甲苯。

凹印机的张力控制一般分为4个区域,即放卷张力区、进料牵引张力区、出料牵引张力区和收卷张力区,之间以带驱动的橡胶压辊来分隔。
印刷区域从进料驱动辊至出料驱动辊,对印刷区域张力的要求是张力恒定,由于只有在恒定的张力前提下才可能保证套准。
放卷张力是为印刷区域的恒张力服务的,对放卷区域的要求是将料卷放开进入印刷区,保证不论卷径的大小都要能保持传递的张力恒定,否则张力的波动将直接影响到印刷区的恒张力,进而影响套准。
收卷张力则有所不同,在此区域内多色印刷已经完成,只需平滑收卷即可。
收卷方式根据收卷质量要求的不同,有恒张力收卷,也有变张力收卷,常见的递减张力收卷就是指后一种。
因为变张力收卷有可能会影响到最后一个印刷色组的套准精度,因此有效地将印刷区域与收卷区域隔断,驱动料卷从印刷区域向收卷区域递进,使印刷区域仍旧保持恒张力,而收卷区域递减张力,就是靠带驱动的橡胶压辊机构来实现的。
既分段控制又总体协调,使各区域的张力为多色套准服务,这是轮转印刷在张力控制方面的枢纽点,轮转凹印也是如斯。

吸收某些微小的变量,减少放卷收卷部分张力波动对薄膜印刷单元张力的影响,使印刷单元的张力保持稳定。

2印刷速度。
当印速过快时,会产生气孔和拉丝现象,使印品上出现白点,影响印品的外观效果;当印速过低时,油墨转移也会受到影响,表现为流平性不好,色相偏浅且不均匀。
因此印刷速度应该满足承印材料的适应范围。

2.各区域的张力检测与反馈

在进给部分可以对薄膜进行预处理如预热等,使得进入各单元的薄膜的表面状态基本一致。

3制版方面。
不同制版工艺产生的网孔形状、宽度和深度均会对油墨转移的效果有很大的影响。
在塑料凹印中,应该根据承印材料的性质确定版深及加网线数。
如果网穴太浅,没印多久就会被磨平,从而使网穴中的油墨量减少,影响油墨转移效果。
故应在保证质量的前提下,将网穴雕刻得深一些。

各区域一般都存在独立的检测装置,如采用电阻应变片传感器、电容传感器等构成的张力辊检测装置,以及采用浮动辊、电位器构成的位置检测控制装置。
这些不同构造的检测电路在整个系统中承担的作用是显著不同的,张力辊检测装置响应快速,但对于由料卷本身质量题目引起的系统不乱性的控制能力尚欠缺,而位置控制装置虽不直接检测张力,但通过控制承印材料在正常张力状态下在浮动辊纸路中的相对位置保持不乱,从而达到控制张力恒定的目的。
位置控制装置能够通过浮动辊纸路来减缓因为料卷的卷径不圆等原材料质量题目引起的张力波动,这是张力辊检测装置所无法达到的。

常用塑料薄膜在印刷时张力的设定对套印质量的影响是十分明显的,不同材质、规格的薄膜需要设定不同的张力,更换品种时要及时调整各部分的张力。
张力太小时易导致横向套印不准,张力过大时则易引起成品尺寸缩短等问题。

4刮墨刀。
刮墨刀的角度和种类会影响刮墨效果和印版网孔内的着墨量。
调小刮刀压力、采用软刀片、适当减小刀的角度,均可以改善油墨的转移效果。
另外,若刮墨刀离印版压印线较远,小网穴里的油墨容易干结,出现“干版”现象,要将刮墨刀往前推,离压印线近些,这样有利于刮墨刀将多余油墨刮去,使网孔内的油墨很好地转移到承印材料上。

常用的张力执行机构有电磁或磁粉离合/制动器、气动离合/制动器以及伺服电机

在设定合理的张力后,应保持最小限度的张力变化。
张力不稳定主要是由自动张力控制系统的控制部件失灵,损坏或气压不稳定等原因引起的。
除此原因外,造成张力变化的因素如下:

5印刷压力。
相比较凸版和平版印刷,凹版印刷需要更大的压力。
压印辊的印刷压力对塑料凹印油墨的转移影响很大。
提高印刷压力可以增大承印材料与印版之间的相对作用力,从而提高凹印油墨的转移率。
但压力又不能太大,因为时间久了会对压印滚筒有影响,严重会出现裂纹,因此应该合理调整印刷压力。

在传统的齿轮传动系统中还包括360°齿轮箱上的微型执行电机。
值得留意的是,按照自动控制理论,离合器制动器机构属于一阶线性环节,但因为线性段在整个曲线区中只占中间一段,而在曲线区的高端和低端主要仍是仿线性,同线性控制的要求还有间隔,因此这种执行功能仍是出缺陷的。
伺服电机属于二阶环节,在现有的控制理论下,不乱性与随动性都能兼顾,所以提高前辈的张力控制系同一般都采用伺服电机直接驱动控制。

、温度、湿度的变化。

6静电作用。
采用静电工艺有助于提高印版细密部分的油墨转移,能够避免网点丢失等现象的产生。
因此在塑料凹印过程中,安装静电吸墨装置,利用异性电荷相互吸引的作用,能够把印版网孔里的油墨更多地吸附到承印材料上,提高油墨的转移效果。

4.对料卷传递过程中机械同步速度损失的补偿

、基材的经时变化。

7环境温湿度。
如果环境温度过高,溶剂挥发速度太快,且极易干燥,从而出现“干版”现象,造成转移不良;如果环境湿度太大,空气中的水分会进入墨槽,使油墨溶解性变差,影响油墨转移效果。
因此应控制温度为18-23℃,相对湿度为50%-60%。
有条件的车间可以安装中央空调,湿度大时可以在印版附近放些干燥剂,这样都会助于改善油墨的转移效果。

造成机械同步速度损耗的原因有3种:施加于整幅卷材宽度上的印刷压力,承印材料同导辊相接触的表面摩擦力,以及因为导辊轴承不灵活而造成的阻力。

、基材的薄厚变化。

8其他方面。
为了提高塑料凹印油墨的转移效果,我们可以适当调整墨盘的位置,使印版最大限度地浸泡在油墨中,使版面保持湿润状态。
并且能够经常清洗印版,用铜丝刷仔细清洗网穴,把堵塞在里面的油墨洗去,清洗时最好用专用的洗版剂或去污粉

其中起主要作用的是每一色组橡胶压辊对承印材料施加的压力,这种转印过程中必需施加的压力,在所有印刷工艺中凹印是最大的。
按照经验,对不同的承印材料,采用的橡胶压辊的硬度不同,施加的压力也不同。
如对于薄膜类承印材料,一般采用肖氏硬度为65~70度的橡胶压辊,单位压力900kg/m;对纸张类承印材料,则采用肖氏硬度为70~80度的橡胶压辊,单位压力1800kg/m;对纸板类承印材料,采用肖氏硬度为80~90度的橡胶压辊,单位压力4500kg/m。
采用不同硬度的橡胶压辊并施加不同的压力,对承印材料传递中同步速度的影响显然是不同的,橡胶压辊越软,施加的压力越大,机械同步速度的损耗越大。

、运行中速度的变化(由增减速过程、马达运转不稳、负荷的不稳定变化等引起)

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

对机械同步速度损耗补偿的传统做法是递增每一色组主动辊的直径。
众所周知,线速度V=2πrn,假如要调整印刷时版辊的线速度,既可以调整版辊转速n,也可以调整版辊直径。
然而这种补偿依据的是经验积累,而不是精确计算。
很显著,承印材料的特性不同,所施加压力的宽度不同,对机械同步速度的损耗是不同的,因此精确的补偿值也应该是不同的。
然而现在用版辊直径递增0.02~0.03mm的方法来补偿,依据的只能是”恍惚”算法。

、薄膜与相关导辊的接触面的摩擦系数的变化。

海内印机行业在研制伺服型凹印机时,起初以为可以革除版辊直径递增这一规律,由于在设定每一色组版辊伺服电机的转速时,可以预先将因为版辊直径递增带来的放大量计算进去,因此伺服型凹印机不必像传统凹印机那样不能互换印刷色序。
然而印刷实践证实,即使是伺服型凹印机已经将每一色组版辊电机的转速递增,假如版辊继承保持直径递增,印刷套准效果要比版辊直径不递增时好得多。
这说明目前的凹印伺服系统在补偿同步速度的损耗方面还只能局限在经验的范畴,离真正意义上的补偿控制还有不少间隔。

另外,在新旧膜卷接卷过程中,因放卷部分的张力发生波动会造成一定长度的套印损失。

凹印的套准控制必需建立在不乱的张力控制之上,只有在前述4个题目得到基本解决之后,凹印的精确套准才是可能的。
业界对套准题目有一些曲解,尤其是对伺服型凹印机,以为编码器精度可以达到每秒几百万次,套准肯定是没题目的。
实在在套准的实际过程中,电脑跟踪的并不是光标本身,而是光标运动的趋势。
这就像用枪打鸟一样,不是看到了鸟才扣动扳机,而是根据鸟的运动轨迹计算提前量,用这样的方法打鸟才是可靠的。
凹印机的套准系统也是这样的,光标运动的趋势是套准的条件,假如控制不了印刷[百科微博]在承印材料上的光标运动趋势,纵然伺服电机配置的是每秒400万次的编码器,套准误差也很有可能超标,套准损耗可能会大得出乎预料。

不过随着接卷张力控制技术的不断进步,这种损失会变得越来越少。

6.承印材料变形的补偿

在印刷压力的作用下,印刷版辊网眼中的油墨转移到承印薄膜上。
压力过大易引起印刷皱折、印墨斜纹及由此带来的套准问题;印刷压力过小,则易造成脱印、确墨及由此引起的套准问题。
印刷压力是通过压印滚筒与印版辊筒的相互挤压产生的。
而具体实现这个压力却有着不同的方式。
大部分印刷机采用印刷版辊相对固定、压印胶辊对印刷版辊施加压力的形式。

承印材料在运行中的同步速度补偿可以采用伺服机型来保证,但承印材料本身的变形目前还没有可靠的补偿办法。
以薄膜印刷为例,不同种类的薄膜,在同样厚度与宽度前提下,其伸缩变形情况是不一样的;对于不同厚度的统一种薄膜,如20μm和40μm厚的BOPP薄膜。
在同样的干燥前提下两者的伸缩变形也是不一样的。
再以纸张为例,含水率5%和含水率8%的相同材质和厚度的纸张,在相同的干燥前提下,其变形数据也不一样。
对于这些差异,需要建立数学模型并加载于套准控制的数学模型中,才能有效控制印刷套准精度。
若非如斯,凹印的套准精度只能依靠于采用较厚的不轻易变形的承印材料,如PET薄膜来保证。
在凹印出产现场,我们经常听到一线操纵职员诉苦印版不好或者承印材料不好,造成了印刷过程中套色不准或套准误差超标,并由此产生本钱损耗,但检查印版和承印材料,确实又提不出什么能拿得上桌面的理由,据笔者看,主要原因就在于此。

当然,也有的采用压印胶辊相对固定、印刷版辊对压印胶辊施加压力的方式。
两种方式各有各的特点。
不管采用那种方式,应注意以下问题:

江苏申凯包装高新技术股份有限公司成立于2002年,公司注册资本8000万RMB,天交所上市企业,,股权代码000057,高新技术企业,公司总投资超过2.1亿RMB,拥有20000余平方米普包厂区;拥有13000平方米的药包厂区,11000平方米的办公面积。
公司拥有二位行业顶尖研发博士,每年新增超过100多个专利,专业生产食品包装膜、化工包装膜、电子监管码防伪包装等各类彩印复合包装膜。
现位于无锡新区硕放中通路99号,毗邻上海车程2小时内。

、调节时应使压印滚筒两端的压力值相等并保持不变.在版辊相对固定方式中,压印滚筒的升落由两个气缸控制,印刷压力的大小通过气压阀来调节。
印刷压力的稳定就必须保证气源的稳定。
气缸供气不足或气压不稳定都会造成压印滚筒两端的压力不一致,导致压印滚筒运转不平稳、压印力分布不均匀,从而使套印不准确。

而且侧压引起的不平衡状态也会成为套色不良的原因,所以版辊安装后检查水平是必要的。
为了利于这种操作,可安装单侧压力调整手柄。
不过在印刷中使用单侧压力调整手柄,就容易出现横向套色不稳定、薄膜起折等情况,对获得良好精度的印刷品是不利的。

、用于塑料薄膜印刷的压辊其构造多为轻压型同时考虑到作业的方便而缺乏耐压性,所以如果加上500kg以上的印压的话,压辊就会发生弯曲,只要两端受到强压,中央部就容易出现脱色现象。
当然也就会造成套色失准。

、胶辊轴承必须保持平滑运转,压印胶辊出现松动或阻力增大时应立即修复。

、压辊经长时间使用后,由于油墨溶剂的影响,印刷压辊的两端会发生膨胀。
如果就那样使用,那么该单元的图案与其它单元的图案相比宽度就会缩小,就会产生与过加压时相同的弓形状态。

压辊表面为合成橡胶。
由于溶剂的作用而发生溶胀变形、划伤等,就需要经常研磨。
研磨加工时必须注意防止压辊产生锥度,并使多色印刷时圆周长能够保持相同。
如果有锥度,薄膜就容易起折,横向套印就容易产生不稳定。

另外如不是同一圆周长,则纵向套印就容易产生不稳定。

凹印机上使用大量的导辊来定位和传送薄膜。
如果导辊运动精度差,就会导致薄膜张力的无规律变化,从而造成套印不准。
印刷设备长时间运行时,由于自身及外界因素的影响,导辊可能会松动、变形及运转阻力发生变化,从而改变机组间的印刷路径长度或者张力并由此印刷套准。
另外,部分导辊直接与印品正面接触,可能会因冷却不好致使导辊粘墨,同样也会轻微地改变印刷路径长度.因此在印刷过程中,操作人员一定要定期检查导辊的运动状态,出现问题应及时排除。

另外,如果由于EPC边缘控制装置调整不当,则会因薄膜的蛇行直接造成套印误差。

干燥箱热封温度、风量、风速等会直接影响承印薄膜的物理状态,尤其是干燥箱温度过高或不稳可直接导致套印不良。
当发现干燥温度等条件偏离正常条件时,要及时检查风机、电磁阀等控制装置是否正常。
有时通过调节各干燥箱不同温度来对其它误差进行补偿,应该慎用。

印刷薄膜从干燥箱中出来后,本身还带着较高的热量,需要通过冷却加以冷却。
冷却辊冷却状态不良则会造成各单元状况不一,是造成套印误差的重要原因。

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