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近几年,随着印刷业的发展壮大,特种油墨逐渐被业内人士所熟知,各种类型的特种油墨也不断涌现出来。特种油墨可以实现多种特殊的印刷效果,深受业内人士和消费者的青睐。其中,雪花油墨就是一个很好的例子,它能在金(银)卡纸、镭射卡纸、PVC等承印物上形成一种具有细密砂感的效果,使印品表面呈现出一层薄雪或冰状的效果,故业内俗称
“雪花(花纹较大)”或“冰点(花纹较小)”。雪花油墨具有墨色饱满、耐磨、附着力好、不易变色、手感细腻等特点,在视觉上具有花纹细密、立体感强、豪华典雅的优势,广泛应用于烟包、酒盒、礼品盒及其他精美印品的印刷。
近年来,尽管有很多油墨厂家都相继推出了雪花油墨,但由于对其印刷方式缺乏深入研究,基本只局限于网印工艺,在凹印机上的应用尚缺乏具体研究。而采用网印工艺实现雪花效果存在以下缺陷:
(1)印刷质量受多种因素的影响,如丝网目数、绷网角度、印刷压力、刮刀角度等,不易控制。
(2)印刷效率较低,网印速度一般为2500~3000张/小时,与凹印速度相差甚远。
(3)网印的网框在印刷过程中易变形,在套印上存在不稳定性,如果变形严重或出现破网现象,将对印刷质量和效率产生很大影响。
如果改在凹印机上印刷雪花油墨,上述缺陷将会得到有效解决。但由于凹印与网印在印刷原理、设备结构、机械传动、套准系统和输纸机构等方面存在很大差异,因此,为了完美呈现雪花效果,需要对凹印机改造、印刷速度、制版参数、光源选用等进行深入的研究与试验。
我公司原来是在上海三印的全自动网印机上印刷雪花油墨,采用的是300目丝网(印刷面涂布2次感光胶、背面涂布2次感光胶),网印速度为2300张/小时,雪花效果明显,手感细腻。后来,通过对一台单凹机(贞亨利YA1B1-72 X 102型)进行光源改装和局部结构改进,以及各项参数的调节,同样达到了良好的凹印雪花或冰点效果。下面,笔者将对此项技术改造中的几个重要方面进行详细阐述,希望对有同类需求的印刷企业能够有所帮助。
灯管与通风设施的改进
雪花油墨是一种UV油墨,其中反应性预聚物(连结料)约40%、稀释剂约30%、光引发剂约10%、活性单体约10%、其他油墨助剂约10%。要形成所需的雪花或冰点效果,油墨印刷后必须经过成纹(引爆)与光固两个过程。
在UV成纹(引爆)过程中,采用1支金属卤素UV灯管作为UV成纹(引爆)光源,其功率为5000W,长度为84cm,即功率密度为60W/cm。这支UV灯管加装在纸张传送链条之间,且与纸张之间的距离为13cm。由于UV成纹(引爆)光源的功率较低,在其照射下,光引发剂会引发油墨内的部分预聚物发生聚合交联反应,形成细腻的皱纹。此过程发生的聚合交联反应,是在雪花油墨处于半干状态的情况下完成的。
在UV光固过程中,采用3支UV灯管进行照射,使成纹(引爆)后的雪花油墨彻底固化,从而达到稳定的雪花或冰点效果。每支UV灯管的功率均与UV成纹(引爆)灯管一致,即每支UV灯管的功率为5000W,长度为84cm。这是由于雪花油墨的黏度较大,在凹版网穴内的着墨量较大,且印刷墨层较厚实,因此需要大功率的UV光源对其进行固化。我公司这台单凹机的UV光固部分原本配有2支UV灯管,但因其功率不够,导致印刷墨层固化不彻底,印品表面的印迹不牢固,用指甲就能抠掉。为此,我们又在UV光固部分加装了1支功率与UV成纹(引爆)灯管相同的UV灯管。加装UV灯管后,将印刷速度调整为4300~6000张/小时,墨层固化效果良好,印迹牢固。
需要注意的是,两组UV灯管(即UV成纹(引爆)灯管与UV光固灯管)之间的距离应保持在1.5m左右,这样既能保证两组UV灯管不会相互干扰,也能保证印刷墨层在受到UV成纹(引爆)灯管照射后,有足够的时间发生表面成纹起皱并稳定。
另外,由于UV灯管温度较高,特别是UV成纹(引爆)灯管离墨槽和凹版滚筒较近,必须采取一定的通风措施来保证UV灯管周围的空气流通,以免引起纸张起火或过度变形等问题。因此,在增加UV成纹(引爆)灯管与UV光固灯管的同时,我们还在UV灯管周围增加了风扇、抽气泵等通风设备(如图1所示)。
在实际操作中,雪花效果的好坏与单凹机的印刷速度有很大关系。印刷速度快,则雪花开花效果较小,手感不明显;印刷速度慢,则成纹(引爆)时间较长,雪花开花效果较大。但是,印刷速度也不能太快,否则可能会导致油墨固化不良;也不能太慢,否则容易导致雪花效果成纹(引爆)过度,呈裂纹蚀刻效果,失去了雪花细腻的感觉。而且,印刷速度太慢还会造成纸张因受热时间较长而变形较大。因此,要获得完美的凹印雪花效果,必须在成纹(引爆)、固化、印刷速度之间找到一个最佳
平衡点。
在最初的试验中,由于所用的UV成纹(引爆)灯管只有半开与全开两种状态,其功率固定,不能做细微调整,导致雪花开花效果不理想。后来,我们在UV成纹(引爆)灯管的电源上加装了一个可变电阻,可对其进行可变电流控制,从而实现在一定范围内无级调节UV成纹(引爆)灯管的功率。经过多次试验后,我们发现,UV成纹(引爆)灯管的功率约为4500W(电流为20A)时,获得的凹印雪花效果与网印雪花效果基本
一致。
凹版制版参数的设定
网印雪花效果与丝网目数、网印速度、刮刀角度(约75°)、刮刀压力等都有关系。而在单凹机上印刷雪花油墨时,最终的雪花效果与凹版雕刻线数和网穴深度、印刷速度、UV灯管功率等因素都有一定关系。
考虑到单凹机印刷速度及UV成纹(引爆)灯管功率的限制,我们首先将印刷速度确定为4000~6000张/小时,将UV成纹(引爆)灯管的功率确定为5000W。在此前提条件下,为寻找获得理想雪花效果最适合的凹版雕刻线数和网穴深度,我们与凹版制版厂的技术人员进行了研讨,并进行了几种不同雕刻效果的试验。
根据前期试验结果,我们在同一支凹版滚筒上采用几种不同的加网线数和网穴深度组合进行激光雕刻,并进行凹印雪花效果试验。试验版面如图2所示。
经过多次调试和试验后,我们发现,在单凹机速度为4300张/小时、UV成纹(引爆)灯管全功率引爆、3支UV光固灯管同时开启的条件下,凹版滚筒上“加网线数60线/厘米、网穴深度55μm”激光雕刻区域形成的雪花效果较好,基本能满足客户要求。
基于上述打样试验,我们要求凹版制版厂(武汉东运制版有限公司)采用“加网线数60线/厘米、网穴深度55μm”的激光雕刻参数制作了正式生产用的雪花油墨印刷凹版。值得注意的是,凹版制版过程中,要使网穴角度与纸张上网纹(如果有的话)的角度保持一致,或使两者的角度差大于22.5°,以免出现轻微的龟纹,影响凹印雪花效果。例如,我公司印刷的一款“红金龙”烟包,采用的是布纹镭射光柱卡纸,布纹的角度为90°,由于凹版雕刻角度没有处理好,在初次打样时,产生了印刷网点与纸张布纹撞网的现象,造成凹印雪花效果表面出现隐约可见的龟纹。不过,当雪花爆开后,凹版网墙对雪花纹路基本无影响了,龟纹也基本看不到了。
雪花油墨的选用
在凹印生产过程中,我公司最初采用的是深圳市深赛尔实业有限公司生产的网印雪花油墨,为达到客户需要的雪花效果,通常将两种不同细度的网印雪花油墨按一定比例调配而成。这两种网印雪花油墨的型号分别为SRA-2000HH7和SRA-2000YZ3,前者产生的雪花效果的花型较粗,后者产生的雪花效果的花型较细。这两种网印雪花油墨的基本性能参数如表1所示。为达到理想的雪花效果,我们将粗雪花油墨与细雪花油墨按3∶2的比例进行调配,最终获得的凹印雪花效果达到了客户需求。
此外,由于网印油墨的黏度比凹印油墨大得多,因此在实际凹印生产中,我们在网印雪花油墨中添加了适量的UV油墨稀释剂。网印雪花油墨与稀释剂的比例为15∶1,稀释剂的添加量不能过多,否则会影响雪花效果。
为便于印刷,烟包印刷企业也可直接与油墨生产商进行沟通,订购可直接在单凹机上使用的凹印雪花油墨。这样一来,雪花油墨的黏度、预聚物和光引发剂的含量就能更好地适应凹印的特点,获得的雪花效果和质量更稳定,同时也节约了成本以及油墨的调配时间。
后来,我公司在深圳市立美特环保油墨有限公司订购了配套的凹印雪花油墨,型号为UVA-1000,无须调配即可直接在单凹机上进行印刷,且获得的雪花效果良好。我公司在生产一款“红金龙”烟包时采用该油墨进行了试验生产,效果很好。
单凹机输纸架的改造
众所周知,雪花油墨对UV光源是相当敏感的,而全自动网印机采用耐高温传送带进行纸张传输,使得纸张始终处在同一平面上,这样就能使纸张及其表面的印刷墨层在UV成纹(引爆)、UV光固以及冷却的过程中,与光源的距离整体保持一致,从而保证印品各部分受UV光照均匀。但单凹机的输纸机构却与全自动网印机不同,它采用的是牙排叼纸后由链条传送的方式,纸张在被叼住、传送的过程中,叼口部分较高,而拖梢部分在重力作用下会垂在托纸钢架上并进行拖动(如图3所示)。这样一来,在UV成纹(引爆)过程中就会存在以下几个弊端。
(1)整个纸面与UV成纹(引爆)灯管的距离不同,离叼口近的部位距离UV成纹(引爆)灯管近一些,而离拖梢近的部位距离UV成纹(引爆)灯管远一些。距离远近决定了受UV光源照射程度的强弱,距离远的部位受UV光源照射的程度弱,产生的雪花开花效果也就略差一些。因此,必须减少纸张叼口和拖梢部位与UV成纹(引爆)灯管之间距离的差异。
(2)叼纸牙排叼住并输送纸张时,接近拖梢的大部分纸张垂在托纸钢架上,由于托纸钢架的宽度小于纸张宽度,因此纸张左右两侧边缘约5cm的部分下垂,从而导致拖梢端纸张边缘部位比中间部位距离UV成纹(引爆)灯管更远,吸收的UV光能量更弱,进而导致这两个部位的雪花效果出现较明显的差异。比如,纸张中间部位的雪花已完全爆开,而边缘部位的雪花却没有爆开。另外,由于我公司单凹机所用的UV成纹(引爆)灯管不够长(灯光有效长度为84cm),灯管两端的亮度偏弱一些,这更加大了纸张边缘部位墨层与中间部位墨层的受光量差异。因此,必须要想办法增加纸张左右两侧边缘部位墨层的受光量,使其与中间部位墨层的受光量平衡。
(3)叼纸牙排连接杆在输送纸张的过程中,当纸张位于UV成纹(引爆)灯管的斜前方一点儿时,会在纸张上产生阴影,导致叼口边缘的墨层固化不彻底。
针对以上弊端,我公司采取的临时解决方法如下。
(1)在UV成纹(引爆)灯管两端增加高亮反光铝版,其相当于一个反光镜,可以略微增加纸张左右两侧边缘部位的受光量。采用这种办法后,虽然纸张左右两侧与中间部位的受光量仍有一定差异,但已不太明显,可临时满足生产要求。当然,最有效的办法应是更换更长的UV成纹(引爆)灯管,使纸张各部位受UV光源照射的程度一致。
(2)在托纸钢架上增加一个托盘(也可以使用一张废PS版),以提升纸张拖梢部分的高度,减少其与叼口部分的高度差异,保证纸张在传输过程中保持平整。我公司在改造单凹机时,在托纸钢架上增加了一个金属平板托盘(如图4所示),凹印雪花效果有了明显好转。
(3)增加UV成纹(引爆)灯管前后的光源挡板长度,以减少光源斜射时因叼纸牙排连接杆产生的阴影对雪花效果的影响。
经过以上改进之后,基本消除了印刷版面上雪花效果不一致的现象。
总结
综上所述,在单凹机上进行雪花油墨印刷是切实可行的,只要按照本文介绍的方法对单凹机进行光源改造和局部结构改进,再通过工艺参数调整,即可达到与网印工艺相近的雪花效果。根据对我公司反复试验后总结的经验,在单凹机上印刷雪花油墨的工艺参数如表2所示。
在单凹机上实现雪花(冰点)效果还具有以下优点。
(1)方法简单,成本低,效果突出,可有效解决因网印设备不足造成的生产困难。
(2)凹版耐印率高,效果稳定,避免了网印过程中出现的破网、网框变形等故障,且省去了绷网、涂布、晒版、冲版、烤版等环节。
(3)凹印速度快,生产效率高。改造后的单凹机印刷雪花油墨时的速度可达到网印速度的2倍以上。
(4)凹版质量稳定,套印影响因素明显少于网印,因此套印精度要高于网印,有效提高了印品质量。
(5)使单凹机实现了一机多用,有效提高了其使用率。
当印刷企业缺少网印设备,而又需要生产雪花效果的印品时,按照本文介绍的方法,利用现有的单凹机来实现,确实是一套切实可行的办法,而且能够给印刷企业带来相当可观的经济效益。