2022 FTA论坛上关于网纹辊的大讨论(下)
Harvey:根据我的经验,白色油墨的使用量约占油墨总量的35%。与遮盖率相关的讨论,必须关注墨层厚度、针孔的多少和大小,以了解油墨转移的动力学和网纹辊在输送系统中起到的作用。
网纹辊网穴中如果能消除气泡的影响,针孔会减少。使用最佳深度开口比、油墨能顺畅转移的网纹辊,将能确保印刷结果的一致性;与油墨、印版、印版表面加网等其他工艺参数相匹配的网纹辊,能优化遮盖率的印刷表现。
Woodard:在不增加载墨量的情况下实现更好的油墨转移,对于获得需要的遮盖率和控制成本至关重要。开放式网穴网纹辊已被证明是最有效的,无论是30°沙漏式通沟网穴,还是70°或 75°拉长六边形网穴(图10),都会提升油墨释放能力,并且不易堵塞网纹辊。
Poulson:Harper公司的XCAT网纹辊通沟与60°网穴结合,实现了更好的油墨传输和均匀的墨层厚度,可以更好地铺展油墨;这个说法在水性油墨、溶剂型油墨和UV油墨上都得到了证实,显示出良好的印刷效果。与某些开放式通沟网穴不同,XCAT使得额外的油墨转移提升遮盖率,在标准载墨量的情况下就可以做到很好的实地油墨转移,更高的载墨量也有同样表现。
30°的通沟还有助于最大限度地减少白墨针孔。当然,还有许多其他变量在起作用,比如油墨类型、印版表面加网技术、印版硬度等,不仅仅是网纹辊的问题。调整网纹辊的网穴网形会有所帮助,油墨消耗少的同时能减少针孔,就意味着降低了油墨成本。我见过节省10%~15%油墨的案例,也就意味着每一百万美元的白色油墨,可节省十万美元以上!
针对这个问题,我会推荐做个网纹辊测试,就是用一支有多种线数和载墨量的测试网纹辊来找到答案。测试网纹辊也应该从供应商处购买,这样它与正式生产使用的网纹辊才有可比性。一旦我们认证了这支网纹辊,客户就可以将其用于日常校准。如果使用的测试网纹辊与其供应商提供的网纹辊类型不同,那么测试和正式生产的结果就会有所不同;除非使用与供应商相同的检测设备,否则印厂必须有一个基准辊(校准辊),再把用干涉显微镜(图11)或基于其他理论的测量设备获得的测量结果关联起来。
Middleton:Interflex激光雕刻公司推荐使用通沟中断的网纹辊(图12),这是一种半开放式网穴设计。该类网纹辊可以提供良好的油墨流平性能,减少了针孔;与波浪形通沟网穴的工作方式类似,但后者是一种开放型网穴设计。具体情况可与我们的工程师讨论。
Rastetter:印刷厂经常有这样一种情况,即他们用50%的油墨支出用来购买白墨;通过选择合适的网纹辊和网穴设计,有很大机会减少白墨消耗。例如,Pamarco公司EZFlo的30°通沟降低了网穴间网墙的高度,但仍然可以准确控制油墨量。该技术可为印版提供良好的油墨流平,然后印版再把油墨均匀地转移到承印物上。通沟技术还允许网纹辊在通过墨腔时快速填充油墨。
另一个可以考虑的网穴是Pamarco公司的75°EFlo网纹辊。这种改进的网穴技术允许使用更高的线数,同时保持必要的传墨量。通过提高线数,它提升了传递到印版上的油墨均匀性,进而改善了印版到承印材料上的油墨均匀性。
Beeson:在这个问题上,Sandon公司有两种截然不同的解决方案。对于UV油墨,我们提供适用于高遮盖率白墨的HOW系列网纹辊。这是一种带有通沟结构的网穴,允许油墨从一个网穴移动到另一个网穴,让大颗粒的钛白粉颜料有效地转移到印版上。当印刷带网点的白墨时,HOW网纹辊是个不错的备选方案。我们的客户使用HOW 3网纹辊,一次印刷就达到83%的遮盖率。
对于溶剂型油墨和水性油墨,Sandon公司提供HVP系列和FLUID FP网纹辊产品。
如何将质量控制引入印刷厂
Batistatos:这件事分两步进行。第一步,了解客户的需求,比如在网纹辊上打钢印、识别标记、包装或任何其他特殊需求,并不断与客户一起审视这些问题,以确保满足他们的需求。第二步,与客户一起了解彼此的网纹辊测量设备,要与客户保持一致;这对于网纹辊的检验以及符合客户要求的公差范围都至关重要。
Harvey:Apex公司正在开发一个针对客户的网站,让客户可以随时访问订单状态,以及了解产品实时位置。我们还提供了一份在全球范围内标准化的QCA文件,详细列出了公差和客户服务程序以及一个独特的二维码。扫描这个二维码,可以看到QCR记录,可以下载与之相关的生产数据和图片。这是一个强大的自动文件系统,在检查并保存测试结果后,图像和网纹辊传墨量等数据会自动添加到文档中。
此外,Apex公司对领先的数字显微镜进行了广泛的测试和验证,包括环境的抗震分析,以确保尽可能控制产品一致性。
在过去两年里,Apex公司每天都有来自17台设备的记录和数据,因此,我们完全了解设备的能力。测量结果存储在独立服务器上的一个数据库文件当中,数据显示的界面有不同颜色,对应设备的不同状态,以便于监控设备的一致性。有一台备用设备始终处于待用状态,当17台设备中的某一台超出公差时,会立即使用备用设备进行生产,同时将有问题的设备送回去进行维修或重新校准。
Woodard:我们进行大量的网纹辊检测,并为客户提供现场保养和网纹辊使用培训服务,帮助他们了解网纹辊的状况和性能。这通常会使得一些客户自己购买测量设备进行日常监测。
Poulson:我们目前就在进行原材料测试,这是对陶瓷原料的额外测试。这类测试将交给第三方实验室,以量化原材料,同时我们对产品性能上的实用经验加以复制和保持。我们是第一家获得ISO认证的网纹辊供应商,开发了一种新的网穴,已经展现出更高的印刷品质,网穴形态变化中还意外获得了其他方面性能的提升。
Beeson:Sandon公司正在与印刷厂合作,鼓励他们测量和记录网纹辊数据,这样就可以看到网纹辊磨损情况和损坏的趋势。如果你不能测量,你就无法控制。柔印是一个过程,锁定变量,结果就可以再现。
检测、清洁本身就是一个专业领域。假设您企业的运营成本是350美元/时,如果因为网纹辊不干净,无法达到客户需要的颜色,每天损失一小时开机时间,这种情况每周发生6天,持续48周,那么当年可能损失100 800美元。质量控制是一件大事,我们正在与客户一起克服这些挑战。
如果每个供应商都将网纹辊雕刻同样的线数、载墨量和网形,印刷效果会不会一样?如果不一样,为什么
Batistatos:不太会一样。几年前,Troika公司进行了一项研究,将带有多个雕刻参数不同的测试网纹辊送到13家不同的网纹辊公司进行测量。对于同一组雕刻参数,测量的结果差别很大。这个研究表明,每家公司都有不同的测量技术和设备,这个情况至今没有改变;不仅各家公司的设备测量范围不同,而且校准的频率和精度也各不相同,这也会造成读数的不同。
Harvey:请理解,上述三个要素与网纹辊性能没有绝对关系。
第一,加网线数是指沿雕刻角度(60°)的每英寸中的网穴数,具体是指从网穴的中心到下一个网穴的中心。因此,对于300 lpi的网纹辊,网穴开口加上网墙间距的总和是85μm,可以由65μm网墙和20μm网穴开口制成,或80μm的开口网穴和5μm的网墙构成;两支300 lpi网纹辊,但两者表现完全不同。
第二,载墨量或BCM是对网穴容积以及网穴内可以容纳多少油墨的测量,而不是对油墨转移量的测量。具有厚网墙的封闭式网穴需要雕刻得更深,才能达到与开放式网穴相同的传墨量。
因此,要回答这个问题,线数和载墨量数值不足以判断网纹辊性能,只看数字太简单了。如果使用相同的陶瓷雕刻工艺,比如网穴形状、网穴深度、开口尺寸、网墙宽度、网穴容积(需要用相同的设备测量)、表面抛光,那么结果将非常相似。
Woodard:答案是否定的,我们已经不止一次遇到这种情况。不同供应商分别用什么测量设备?该测量设备使用哪个版本的软件?测量设备是如何校准的?当然,使用的激光雕刻技术也需要考虑。
Poulson:供应商之间存在差异,这可能是因为使用不同的检测设备,同时雕刻质量以及每家公司校准检测设备的方式也有所不同。我们有许多干涉显微镜,都校准到同一水平;同时,我们还有许多三维质量检测设备,也做到了让它们的读数相同。但是,有些测量仪器的理论与干涉显微镜测量会有明显差异,测量结果差异可能很大。如果了解客户订单和对传墨量的要求,网纹辊库存管理会变得容易。
传墨量相同的网纹辊的印刷一致性,是需要注意的问题,标准化可以实现提问中所说的一致性。如果您有10支2.0 BCM的1 000 lpi网纹辊,它们应该能提供相同的传墨量和印刷实地密度。
在网纹辊线数之外,还有雕刻角度、网穴深度、网穴开口和载墨量这些参数,其中载墨量是最重要的。综合这些参数,可以满足网点印刷需求,同时它们还影响着墨膜厚度、网点扩大和印刷实地密度。在知道所需的载墨量后,可以再考虑加网线数和网穴形状,但这取决于到承印物上的传墨量。根据油墨化学成分及其功能,需要考虑网穴形状、加网线数和网穴开口,每支网纹辊选择对应的载墨量也很重要。如果遵循Harper网纹辊载墨量表(表1),它会引导您进行正确的选择。
Middleton:简单地说是不一样,了解载墨量测量方式的差异是一个关键因素。每个网纹辊供应商可以接受的公差是多少?要回答这个问题,需要一个通用的测量标准。
Beeson:简单说就是不相同。一些因素导致它们永远不会相同。陶瓷不同;孔隙率不同;载墨量测量没有标准,测量设备和设置也不同;人员操作差异;网纹辊的雕刻方式和雕刻方法不同、设备水平不同、操作员技术水平不同;测量方式的准确性;网纹辊是如何进行抛光和精磨的,是手工、机器还是根本不做?这些因素都会影响网纹辊的印刷能力。这就是为什么没有两个供应商的网纹辊完全相同。对于相同测量设备的客户,无论是他们使用Troika Ani-cam、MicroDynamics的测量设备还是Voltec油墨刮擦测量系统,Sandon公司都可以提供校准标准服务。
后记:关于网纹辊激光雕刻和曝光技术的一些基本介绍
Joe Trungale在他1997年出版的《网纹辊》(The Anilox Roll)一书中,将激光雕刻陶瓷网纹辊的最早测试工作追溯到20世纪70年代后期。50年来,用激光雕刻陶瓷涂层的方法几乎没有变化,尽管技术不断发展,但基本原理还是一样的。
陶瓷网纹辊激光雕刻的一种简单方法是,把激光束聚焦到旋转的滚筒表面,激光脉冲和滚筒旋转同步。沿着滚筒旋转方向,激光脉冲的数量和沿着网纹辊轴向间脉冲的数量,就决定了单位区域内的网穴数量。网纹辊网穴中心到中心相对位置定义了网纹辊的角度,如30°、45°、60°等。网纹辊雕刻的基本原理是,网纹辊旋转,被固定焦距的激光束扫描。这个做法在世界各地都可以找到,不管是过去的还是现代的雕刻机,原理基本不变。
网穴容积
从物理角度来看,提升激光曝光量,伴随着激光束焦距的变化(激光散焦),一直是增加陶瓷网纹辊网穴容积的主要方法。激光曝光的另外两种形式是增加激光脉冲波长和用多束激光脉冲雕刻同一个网纹辊单元。
能量密度
虽然改变激光焦距(散焦激光)并为每个网纹辊网穴提高激光功率,听起来像是一个好主意,但为了增加网穴容积,这是有局限性的。每次激光散焦时,网纹辊表面的能量密度都会降低,最终在降低网线数以获得额外网穴体积时,这个做法变得不那么实用。当使用激光雕刻和激光聚焦作为控制网穴容积的单一方法时,这种能量密度上限是固定的。
双轨激光
该技术以两种方式控制激光束,一是通过控制聚焦光束的功率,二是通过控制聚焦光束在每个网纹辊单元内的位置。这种双轨方法具有几个显著的优势。使用该技术,不再需要散焦激光填充网纹辊单元。聚焦激光束可以到达网穴内的任意位置,并且可以控制网穴中每个位置的功率。这意味着能量密度上限不再是问题,因为使用较低的雕刻深度可以获得更高的网穴容积。当聚焦的激光束在网纹辊网穴周围移动时,激光功率是动态变化的,从而保持网穴底部更平坦。如果可以用较小的深度获得更大的网穴容积,那么陶瓷涂层就不必那么厚。
从过去看,网穴深度与开口比率已被用作评价网穴质量的指标,但网穴深度与体积比可能更具价值。假设考虑有两个虚构的网穴,一个圆锥形的、一个圆柱形的,那么这些网穴可以具有相同的深度与开口比。但是,深度与体积之比显然会大不相同。油墨将更容易从底部平坦的网穴转移出来,狭窄尖底的倒锥形网穴会更困难,油墨干燥并堵塞网穴的可能性就越大。
双轨激光更适合雕刻低网线网纹辊而不是高网线网纹辊。因为网穴越大,实际上将聚焦的激光束形态转变成所需的网穴形状就越实用。雕刻技术扩大了激光雕刻机可以生产的低网线网纹辊的范围,这为涂料和涂覆辊领域开辟了新的市场机遇。
(原文刊载于《印刷杂志》202305期)
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