有关柔印墨杠的十个事实

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柔印涉及的众多滚筒表面,特别是印版滚筒和压印滚筒表面很重要,这是一个机械工程问题。然而,正如DFTA技术中心最近评估发现的那样,很多业内人士忽略了这点。事实上,每个柔印机长都应该熟悉这点。

首先,就柔印的原理而言,它是一种凸版印刷方式,印版上凸起的部分为需要印刷的图文,直接接触承印物。由于印刷图文无法覆盖滚筒圆周360°的每一部分,通过滚间的摩擦力来驱动滚筒是不现实的,因此无法将印版滚筒与由压印滚筒驱动的承印物捆绑。

其次,滚筒通常是由机械驱动的。齿轮驱动的印刷机通过齿轮啮合来驱动滚筒,现代的无齿轮印刷机通过伺服电机来驱动滚筒,但原理并没有改变。仍然有必要使所有滚筒的走纸同步。

再次,很容易被忽略的一点是,柔性印版的表面是弹性的。这个弹性表面在压印中会变形,因此改变了印版滚筒的实际半径。必须给出印版套筒为承载印版的实际半径,印版与版滚之间的支撑结构十分重要。所谓压缩补偿量,大多数情况下是根据所选滚筒厚度来计算的。

使用齿轮驱动的印刷机,因为各个滚筒的表面线速度是由齿轮驱动的,除非印版厚度作相应地优化(所谓的被动模式),否则很难获得无墨杠的印刷结果。相反,无齿轮印刷机允许合理范围内的固定和可变速度,可以实现同步走纸,代价可能是放弃理想重复周长的几毫米。对同步走纸的偏离程度尚不清楚。无齿轮驱动可实现某些特定的重复周长,有时可能与实现无墨杠印刷的操作完全相反。

多年来所熟知的“印版厚度+背衬厚度(例如双面胶带)=印版滚筒压缩补偿量”是不完整的。最近有针对性的评估发现,更完善的计算方法可以帮助许多柔印机实现更好的印刷质量。

 

重要发现

 

 

 

为了进行评估,选择了不同的参数进行实验:印版厚度、印版类型、不同硬度的双面胶带、压印程度,重复长度(变化幅度±3 mm),接近于行业的正常作业。然而,尽管重复长度的变化很小,带来的后果还是相当严重,具体如下。

1.墨杠的对称性

 

 

 

当印刷版材和承印物之间同步走纸时,重复长度在相反方向上的等量变化会产生类似墨杠 效果的印刷。如果与理想的走纸方向偏差相同,变形尺寸大致等于理想走纸与实际的差异。然而,变形要么与滚筒方向一致,要么与滚筒方向相反。图1的显微照片非常清楚地显示了这一现象。

 

上行为20%网点,下行为50%网点,左列为理想的重复长度,中列为重复长度+3 mm,右列为重复长度-3 mm

图1 网目调网点在各种情况下的微观图像

2.奇怪之处

 

 

 

DFTA研究人员发现,印版在使用中会比其实际重复长度变短,这很奇怪。在无齿轮印刷机上,可以很容易缩短印刷总长度。然而,由于印版表面与承印物表面的相对运动,特定的图像元素会被拉长。这可以概括为:在滚筒方向上长度大于压印线的所有图像元素都会缩小,而小于压印线的图像元素(如半色调网点)则会被扩大。

3.网点扩大

 

 

 

在油墨转移量不变的情况下,通过印版上网目调网点在承印物表面的滑动,其色调值都会上升。尽管使用了相对温和的修改,但网点扩大5%还是很常见。由于实验中的原始色调值只有20%,扩大5%网点已经是很大的变化。

4.墨杠带来的横条纹

 

 

 

印版和承印物之间的墨杠可能会造成横条纹。在评估前已经知道这一点,但实验结果再次强化了这一认知。表面线速度的差异,部分是由印版弹性引起的,部分是由滚筒驱动引起的,最终导致了印版和承印物表面的墨杠。然而,这种表面线速度的不一致并非持续发生的,而是不连续的零星发生。就像地壳的构造板块一样,在发生滑移之前必须有一定的力积累。滑移会释放这些力,在滑移结束时,一个表面已经没有力量再向另一个表面移动,尤其是在两个表面相互挤压的情况下。在滑移过程中,所有经过压印线的图像元素都将向滚筒周向延伸。其效果是,会在印刷品上看到一个水平的条杠,看起来比其他部分更暗。然而,这种累积力需要两个滚筒之间有一定的接触面积,这就是为什么造成条杠的零星滑动不会发生在色调的高光部分,而是在中间调和暗调部分。

5.必须重新考虑压缩补偿量

和理想走纸速度

 

 

 

特别令人吃惊的是,在某些情况下,同步走纸与相应印版尺寸的几何偏差高达10 mm。例如,如果使用几何尺寸为480 mm的滚筒,并据此设置印刷机,实验结果是,产生了多达10 mm的偏差!而且这种“长度缺陷”有时只能在印刷出的网目调网点上用高倍放大镜模糊地辨认出来。

6.测控条元素

 

 

 

由于重复长度的错误在视觉上不够明显,即使是熟练和敏感的印刷机长也可能出错。可以对相应的测控条元素进行修改,目前DFTA的版本可以很好地检测到与理想无重影情况的最小偏差,同时DFTA也正在研究一种新测量方法,便于印刷机操作者检测这种偏差。

 

图2 DFTA AKE2.0测控条

7.较软印版与较硬印版

 

 

 

较软的印版更容易在几何重复长度和同步走纸之间产生较大差异,这很正常。评估结果进一步证实了这点。较软的印版材料似乎比较硬的印版材料更容易产生尺寸差异。目前还不能确定这是否是聚酯材料配方造成的后果,或许印版对滑移的敏感性与其硬度等级有关。硬度等级确实是反映材料内部弹性的参数,即印版材料在承印物表面的反应较硬,相反则较软。这一问题仍有待研究。

8.较薄印版与较厚印版

 

 

 

印版厚度与墨杠的产生也有关系。与相同配方的较厚印版相比,较薄的聚酯印版与承印物接触的反应更强烈,产生的墨杠要少得多(或者说“更晚”,即与理想重复的偏差更大)。常用的1.14 mm印版有时甚至采用高硬度的特殊化学配方,由墨杠引起网点扩大等印刷故障的风险不高。但是,即使没有发现印刷质量问题,印版的磨损也会增加。

9.印版磨损

 

 

 

即使印刷周期越来越短,印版的过早磨损仍然频繁发生。印版表面在印刷压印线处的摩擦是造成印版寿命过短的最大原因。经过评估实验发现,这个问题在很大程度上也可以用墨杠来解释。

10.实地区域的油墨覆盖率

 

 

 

在某些柔印生产中,无法执行无墨杠的操作,特别是如果没有所需的特定套筒,而必须在两个标准重复长度之间印刷作业时。现在的问题是,应该选择两个套筒中的哪一个?是使用较大的重复套筒并通过伺服驱动缩短重复长度,还是使用另一种?由于印版成本较高,人们常常选择后一种方法,将稍短的印版“拉长”。但DFTA研究人员认为,与其他方式相比,多花几平方厘米的印版费用更值得。使用较大的重复尺寸,并将其缩短以适应所需的重复长度。经验表明,印刷墨膜会被稍微“压缩”,从而增强油墨的延展度。不过,这种差异相对较小,因此建议首先优化套筒的补偿(或壁厚),这样才能实现同步走纸。

 

 

 

 

DFTA技术中心的实验评估表明,对柔版印刷机主滚筒的同步走纸、无墨杠操作应给予更多关注。尽管有时只有在作业一段时间后才会显现出来,但这对印刷质量和印版磨损的影响要比想象中的大。

(本文原文刊载于《印刷杂志》2024年第4期)

 

 

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2024年7月19日 15:50
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