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【印刷机长分享】柔版印刷常见故障及解决方法与分析!


​油墨粘连

原因:油墨不干;油墨内增塑剂过多;收卷张力过大;成品库温度过高;
解决方案:提高干燥温度或采用低沸点溶剂;减少增塑剂;降低收卷张力;成品应放在阴凉处。

堵版
原因:印版太浅;印刷压力过大;供墨量过多;油墨粘度过高;油墨干燥过快;
解决方案:加深印版;调整印刷压力;降低供墨量;降低油墨粘度;降低干燥温度或减少风量。

叠色不佳
原因:套色时前一色油墨为干燥;后印油墨使前印油墨剥离;
对策:提高干燥温度或增加风量或使用快干溶剂;降低后印油墨粘度或减轻印刷压力。

针孔
原因:油墨在墨辊上干燥过快,传墨不均;油墨在结膜时有孔隙;
解决方案:减缓油墨干燥速度,使用慢干溶剂;调整添加剂改善油墨成膜性。

墨层太薄
原因:油墨粘度太低;网纹辊网线过浅;
解决方案:提高油墨粘度;挑换粗网纹的网纹辊。

斑点
原因:塑料薄膜厚度不均;油墨太稀;油墨的粘性不够;印版涂墨不均;
解决方案:更换为厚薄均匀的薄膜;调稠油墨;添加增粘树脂、增加油墨粘性;检查供墨设备。

凝胶沉淀
原因:气温太冷、油墨凝固;油墨放置时间过长、发生缓慢聚合反应;溶剂中不溶成分过多;
解决方案:放在温水中熔开;油墨应及时用完;调整溶剂。

墨色不均
原因:印版不平整;薄膜厚度不均;金属辊磨损导致传墨不均;油墨在薄膜上附着力差;
解决方案:研磨印版背面或矫正贴胶双面胶纸带;更换厚度均匀的薄膜;更换金属辊;注意薄膜的预处理。

线条边缘发毛
原因:油墨干燥过快;压力不均;静电作用;
解决方案:降低油墨的干燥速度;调整印版和网纹辊间的压力;消除静电。

油墨水化
原因:雨季空气潮湿;有水渗入油墨;
解决方案:控制车间湿度;注意油墨加盖、避免油水污染。


图片

原因分析:

一.堵 版
堵版是柔印的常见病之一,国内外同行的不少产品都存在这个毛病。所谓堵版,也就是层次版印刷中细小网点的脏污问题。印刷过程中,在印版上互不相连的网点由于某种原因印在纸张或薄膜上时,圆形网点油墨外溢,两个网点,有时是几个网点,不规则地连在了一起,形成印版的脏污。停机擦版的时候,可以发现印版对油墨的转移不良,在同一块印版上,实地部分的油墨转移得很彻底,印版干干净净,而网线部份则粘着不少多余的油墨,积墨严重时,一般用揩布擦洗还擦不净,要用软毛刷蘸溶剂仔细清洗才行。堵版有两种类型,一种是30%以下网点,尤其是5%以下网点,即我们常说的高光部份,还有一种是45%-55%范围的堵版,由于柔性版中调的扩张一般在20%左右,所以,胶印的50%临界点在柔印上一般在70%左右。这样,印版上45%-55%的区域,正是两个圆网点的边缘靠得比较近的部位,这一部份的堵版,是另一意义上的堵版。在比较容易印刷的平网上,稍不注意,往往会出现这种意想不到的毛病。国外柔印界的同行把这种现象称之为ink fill in,即油墨堵塞了印版上两个相邻网点间的凹陷区,也称之为bridging,国内同行则笼而统之为脏版,积墨中没有垃圾,也没有灰尘,用溶剂完全可以化解开,仅仅是油墨而已,是在不该出现油墨的部位出现的油墨在作祟。堵版的原因,按笔者的分析大约有以下三项:

1.印版线数与网纹辊线数匹配失当
柔印不同于其它印刷方式的关键点是网纹辊,网纹辊是油墨转移的计量辊,用什么样的网纹辊就会得到什么样的上墨量。网纹辊的主要参数是:线数,储墨量与网穴的角度。网纹辊的线数是指沿网纹辊轴向单位长度网穴的个数,印版也有线数,组成图象最小单元是网点,每英寸上的网点数即印版的线数。柔印工艺中,印版线数与网纹辊线数的匹配是一个十分重要的问题。我们以前的观点是,印版线数与网纹辊线数的配比,常用的参数为:网纹辊线数的选择应是印版线数的4-7倍。由于网点面积与网穴面积在位置上是不可能完全包容的,因此在网点的边缘就会有几个网穴的局部的油墨会多出来。这多余出来的油墨,无法象对应部份的油墨一样,完全从网纹辊的网穴中转移到印版的网点上,而是根据其粘度与表面张力成弧线状向网点转移,这种转移的好坏,就构成了堵版的隐患。后来发生的一些问题促使我们修正了自已的看法。国内自已生产的第一批CDI印版,当时由上海信华公司的外国专家制造的测试版在泰格包装(上海)公司试印时,我们使用的是800 L/inch的网纹辊,在分析测试条上的数据时,我们发现了一个奇怪的现象。对133 L/inch印版的测试条,其5%、3%、2%、1%各处网点的大小为:5%网点的面积>3%网点的面积>2%网点的面积,但1%网点则不然,在用75倍放大镜观察下,1%网点区域明显有不少点甚至大过3%或5%网点面积。在150 L/inch测试条区域,我们同样观察到,其3%以上网点面积是遵循了由大到小的变化,但在2%与I%区域,则出现了不规则的或大或小的网点,其点形也是乱的,随意地各处长角。这些现象很形象地表露了这样一个事实,即这些不规则的点是细小的网点在接触网纹辊上的网穴时,由于其网点直径小于网穴开口的直径,因此,印版的网点塞进网穴中去了,当印版上的网点与网穴离开时,不仅它的表面,而且它的四周也蘸上了油墨,转移到印刷基材上时,就出现了上述的怪异现象。因此,我们对上述问题的观点也随之修正为:选择网纹辊线数与印版线数的匹配时,不能仅仅靠4-7倍这样一个定性的分析,而应进一步提出印版最小网点的直径≥网纹辊网穴开口直径这样的定量分析。举例来说,印版线数分别为100L/inch与150 L/inch,按传统定性的算法以4-7倍计算,100 L/inch的印版配400-700 L/inch网纹辊,150 L/inch的印版配600-1050 L/inch的网纹辊。若按定量计算,100 L/inch印版的最小网点是2%,其网点直径可求得为4l u。根据上式,网纹辊要配网穴开口为38u的600L/inch,若最小网点不是2%而是5%,则其直径为64u,只要选网穴开口为58 u的400 L/inch即可。同理,若150 L/inch最小网点为2%,其网点直径可求得为27 u,应配备网穴开口为25 u的900 L/inch网纹辊。若150 L/inch印版上最小网点是5%,其网点直径为43 u,则需选配网穴开口为42u的550 L/inch网纹辊就可以了。这样看来,定量计算在结论上是合理的,在经济上是合算的。

2.印刷压力异常
柔印工艺中所说的印刷压力,包含着两个内容,一是网纹辊对印版辊的压力,我们称之为上墨压力,另一是印版辊对压印辊的压力,我们称之为印刷压力。这种压力,来源于两个辊筒之间的间隙对印版的挤压。造成压力异常的主要原因是机械精度误差与不合理的调节量。

机械精度误差,主要是指各辊筒的径向跳动误差,行业中也称为同心度误差,国外称之为TIR。各辊筒的径向跳动误差应该控制在10-20 u之内。不论是卫星式柔印机或机组式柔印机,这是个很关键的数字。

不合理的调节量,主要是指各辊筒之间的间隙没有调整好,尤其是网纹辊对印版辊之间隙的调整,是上墨压力异常的主要原因。如果上墨压力过大,印版上网点受压变形,网点上所沾油墨过多,势必向四周外溢,此时,只要印刷压力也不恰当的大一些,堵版就很可能发生。

印版高低不平,即它的厚度误差在高速运转时造成的间隙性挤压也是印刷压力异常的诸原因之一。我们所用的柔性版材,根据材料供应商提供的数据,如杜邦赛丽版的1.4mm薄版,最大误差是13 u。我们所用的双面胶,不论是0.38mm或0.50mm,由于涂胶的原因,经常会产生涂布不匀局部凹陷的情况。若印版的误差位置与双面胶的误差位置不幸重合,所造成的印版高低不平将在版辊高速旋转时形成间歇性挤压。

3.油墨对印版的表面张力配合不当
纸张与薄膜的表面湿润张力是可以测定的。油墨表面也有湿润张力,也是可以测定的。各种油墨,由于树脂不同,配方不同,表面张力是不同的。油墨表面张力同印刷基材表面湿润张力的相差值越大,其印刷适性越好。在柔印的短墨路印刷中,油墨是先转移到印版上,然后再转移到印刷基材上。这样,首先就有一个油墨同印版的张力配合问题。对油墨与印版来说,由于张力相差值小,则油墨很容易从印版转移到印刷基材,而在印版上不留或所留甚少,如果油墨与印版的表面张力相差值不是很小,则印版上的油墨转移得不彻底,就会有油墨填塞了两个网点之间凹陷的部位,这就是堵版。
根据上述的原因,相应的解决方法为:

(1)根据印版最小网点直径≥网纹辊网穴开口直径的原则选择网纹辊线数,不必拘谨于传统的4-7倍。

(2)有针对性地解决异常的印刷压力。

a.对机械精度误差超标的设备,要修复之,使之达标。

b.控制好上墨压力,上墨压力切记不可过大。上墨压力过大的网点,一个圆里的墨色是不均匀的,一半浅一半深,或者在圆点四周有微量的油墨溢出,而印刷压力过大的网点,则是圆点变形,由圆变为椭圆。上墨压力调整时,要由轻而重,压力逐渐加上去,而不能一下子就加得过重,然后再退回来,此时印版上已蘸满了油墨,包括印版的凹陷区,这样还未压印就已经造成了堵版的隐患。上墨压力加上后再逐渐加上印刷压力,经观测印刷压力正常,印版各处全部着墨印出,而网点又不变形,此时再将上墨压力略退些,观测印品无误,方再提速。上墨压力若退得过多,印品上会出现空心网点,此时墨色饱和度上会有所差异,但此时堵版现象会有很大改善。

c.调整印版与双面胶的不平整是采用垫平印版而不是加大印刷压力,这在操作上是十分重要的概念。常用的垫平措施是,实地版下面可贴胶带,一般单面胶带的厚度在50-60 u左右。网线版下面可涂虫胶漆,涂一层的厚度约为4 u,一层不够可以涂几层。

d.用低密度双面胶缓冲网点的异常变形。该双面胶弹性好,虽然在印实地时易出现针孔,但在印网线时却是最佳选择,网点不易变形,恢复性好。
e.从印版受压先后次序上,需要选择图案从挂网线数少的部位到多的部位逐渐受压,也就是说,在印版凸出部份,要从密度低的部位到密度高的部位逐渐受压。此时压力变化是渐变的,而不是突变的。如果与之相反,则堵版的概率大幅度上升。

f.注意排版时纵向上的不间断。由于排版上的间断性,纵向上的印版凸出部份总会有高位与低位的差异,此时压力的冲击将会是有规律的。若印版两侧加上等宽的压条,压条将整个版辊包复,这样压力的冲击就会减少许多。或错开排版,在整个周长上使之没有完全低区位,则此时版辊运转更为平稳,冲击也会更小。

(3)合理解决油墨与印版张力配合。

a.选择合适的油墨,寻找与印版表面张力相差不多的油墨。例如UV油墨,由于树脂与配方不同,发生这种问题的概率不是很高。

b.选择印版参数,使印版表面硬些,这可以选择版材,也可以选择制版过程中改变UVC与UVA参数。当印版在上机印刷时因故停机而被揩洗过后,不要急于开机,要用压缩空气将印版吹干,在没有干透的情况下不要马上开机。因为印版的干透与否与其表面张力关系极大。

c.用特殊溶剂调整印版表面参数,使之接近于油 二、大面积实地上的针孔

大面积实地上的针孔有两种类型,一种是薄膜印刷时的针孔,如塑料薄膜、喷铝纸、表面用PE树脂淋膜的纸张。这些材料上的针孔,是印版受到压力的作用,双面胶受挤压而产生的气隙。另外,网纹辊墨量小,遮盖率差,油墨粘度高,油墨流平性不好,容易地把网穴里的油墨一点一滴转移到印刷基材上,实地上就会留下白乎乎的一片,称之为针孔。针孔的另一种类型出现在纸张上,尤其是在表面比较粗糙,吸水性好的纸张上,用放大镜观察,可以清晰地看到纸纤维,纤维凸出来的地方颜色深,凹进去的地方颜色浅,粗看上去也是白乎乎的一片,也称之为针孔。但是若换一批光洁度平整度好的铜版纸,此类针孔就大大改善,很明显,这是一种不同于薄膜上针孔的特殊现象。

对针孔的解决思路是:
1.尽可能采用高密度双面胶,它的弹性差,气隙小,常用于实地印刷。但如果大实地版面上同时还有细小反白字,则在使用这种双面胶时要防止压力过大而糊版。高密度双面胶有一明显的副作用,即图案边框容易出印痕,这是柔性版印刷压力过大的特征性缺陷。为了解决这个问题,就要十分小心地控制好印刷压力,即印版辊对压印辊的压力。

2.采用储墨量大一些的网纹辊,也即线数低一些的网纹辊,使墨量大一些,颜色的饱和度高一些。

3.调整合适的油墨粘度,不要太高,要充分利用油墨流平在网纹辊表面的作用,在油墨中多加一些慢干剂,这将有效解决针孔问题。

4.控制印刷速度。印速的高低与网纹辊上的墨量也有间接关系。在单刮刀柔印机上,车速越高,墨色越深;反之,在双刮刀柔印机上车速越高,墨色越浅。同一根网纹辊在车速高低时其载墨量不是绝对不变的,在解决针孔问题时,为了得到相对大一些的载墨量,对单刮刀柔印机,车速可提高些,对双刮刀柔印机,车速可放慢些。

5.叠色。胶印与凸印有一个传统,在颜色饱和度达不到规定值时,选用叠色,即印两印,在柔印上同样也可采用这种方法。有印两印的,甚至有印三印的。凡采用叠色工艺的,基本上找不到针孔,因为针孔在相叠的过程中被重迭了,被掩盖了。

6.对于前面所说的纸张上出现的另一类针孔,解决的思路有二种:

a.众所周知,油墨在吸收性基材上,如比较毛糙的纸张上,采用的主要是渗透吸收干燥方式。因此,油墨转移到纸张上后就向纸张内部渗透,直到油墨中的色料粒子变得足够紧密,粒子间的间隙不断缩小,在颜料颗粒间的毛细管拉力与纸张内的吸收连接力相等时,完成吸收渗透过程。油墨向纸张内部渗透的程度与纸张内毛细管拉力成正比。d:=(P X r2 X t/2 n)1/2式中:d一油墨压人纸张深度,P一印刷压力,r一纸张毛细管半径,t一时间,n一油墨粘度。由于印刷压力远远比毛细管引力大得多,因此在此式中后者忽略不计。从式中可以看出,油墨压人纸张的深度,也就是它的遮盖力,主要取决于印刷压力。印刷压力过大,在薄膜上会出现柔印的印痕,即四周打框。但是,在纸张印刷上,即使压力打得大一些,我们还是很少发现四周打框这种现象的。这种差异的主要原因是油墨在这两种不同材料上的干燥机理不同,在薄膜上是挥发成膜,在纸张上是渗透吸收。另外,从材料表面密度上分析,薄膜表面密度也比纸张表面密度大,在薄膜表面将印版挤压变形以至于引起四周打框的力被比较疏松的纸张表面所分散所转移,所以尽可以放心地加大一些压力,而不用担心引起边框效应。

b.换用油墨转移性好的柔性版材。常用的杜邦赛丽版材有通用型的EXL、NOW,UVP等,在印刷纸张与薄膜时均能使用。但若纸张表面过于毛糙,如牛皮纸,不妨试用一下表面硬度较低的PLS版。笔者以前曾在牛皮纸印刷时使用过该类版材,确有奇效。

三、条 杠
条杠也叫墨杠,症状比较简单,即垂直于印刷方向的以齿轮节距尺寸为等距的印子。

条杠的起因主要就是齿轮与机械振动。机械精度高低与否,齿轮设计得是否合理,齿轮装配得是否妥贴,这是产生条杠的主要原因。

解决条杠的对策有:
1.修正齿轮:轴向力在传动中是有害的,它会使齿轮在传动中来回窜动,就是这种窜动,会导致印品上产生墨杠,并使印版磨损。由于螺旋角角度是由主传动齿轮确定了的,因此版辊齿轮的这个参数必须与之相同,但是在消除轴向力的影响上各制造商的处理就各不相同了,一般的做法是在齿轮的顶角处倒角45度,把锋口去掉,但某知名厂家的做法却是在齿轮两侧由齿根到齿顶的斜向打磨,打磨高度达齿高的1/3-1/2不等;把轴向力的间隙空出来,以避免在齿轮的运转中产生的轴向力引起齿轮的振动。

2.将印版错开排版错开排版的意图是减轻由于印版排版的原因而引起版辊的跳动。实践证明,仅仅靠两侧的压条是很难托住由于版式不合理造成的跳动,我们发现,这种情况严重的时候,版辊的跳动引起网纹辊的振动,再引起刮刀的异常磨损,在300m/min的车速下,50000m的一个订单,印完后发现使用瑞典蓝钢的刮刀竟然被磨出了很明显的波浪纹。

3.用较软的双面胶做为衬垫加以缓冲,这是一个很实用的解决办法。但在采取此法时必须要考虑到用中密度双面胶或低密度双面胶在实地印刷时造成的针孔,这就需要按上节关于解决针孔问题的思路从油墨方面去加以弥补,以达到既缓冲了条杠的出现,又避免了针孔的弊端。

四、鬼 影
鬼影的特征是在印刷每个重复周长的单位产品时,在固定的位置上出现了局部墨色偏淡,这偏淡墨色的轮廓是产品图案本身的一部份。鬼影不是套色造成的,出现鬼影的时候仅仅是单个颜色的产品也会产生这种情况。鬼影往往会在实地版上发生,由于很难说清它的形成原因,故国外的同行称之为Ghosting,意为幽灵,国内同行则称之为鬼影。鬼影产生的原因其实就是印版在网纹辊上留下的痕迹。

解决鬼影的对策是:
1.印版的重复周长≥网纹辊周长。很明显,当网纹辊直径比较小,即网纹辊转得较快,补充油墨的频率比较高时,鬼影是不会产生的。因此,根据柔印机网纹辊周长有针对性的选择产品周长,这在设计定稿时就必须考虑到。

2.拼版产品图案上的色块,按照网纹辊周长与版辊周长的相差值出现的位置,应该置于重复图案的空档中,而不要与原有色块部份重叠。由于我们的产品大多是采用拼版印刷的,真正能做到单位产品的重复周长≥网纹辊周长的毕竟是少数。因此在大量的产品单位重复周长小于网纹辊周长的情况下,我们必须按网纹辊周长与版辊周长的相差值,去检查一下在这个位置上有没有大的色块图案,若此处正好是一个空档,这产品不会有鬼影,若此处存在大的色块图案,则出现鬼影的概率非常大。

3.使用慢干剂。在真正遇到了这种设计上无法避免的问题时,使用慢干剂将是一个很实用的办法。加慢干剂的主要目的是为了提高油墨在网纹辊上的流平,使油墨在网纹辊上干得尽可能慢些。使用UV油墨的机器,出现鬼影的机会较少,这是因为若不开UV固化装置,UV油墨是不大会干燥的。水墨与醇溶性油墨都可以加慢干剂,这对处理鬼影的效果是比较明显的。

4.鬼影的出现往往在实地版上,这同实地版印刷时,我们不少操作手都喜欢加大压力有关,因此解决鬼影的另一方法就是减轻上墨压力。有时候我们在慢车速的条件下发现了鬼影,通过提升印刷速度鬼影也逐渐消去,这其实就是压力减轻的缘故。

五、实地版中的深色墨点
实地版中的深色墨点,这在新的柔印机上是很少遇见的,往往机器在使用了3-4年后,这个问题就逐渐暴露出来。笔者接触到这一问题时是在一台德国柔印机使用了3年以后。在实地印刷中我们发现了图案中有细小的深色墨点,如深蓝(蓝+紫)版,均匀的深蓝色版面中存在着许多不规则的直径0.5mm以下的墨点,墨点的颜色深于正常的深蓝色,用放大镜观察,无法区别深色墨点与其它均匀墨色的分界。起初怀疑是气温太低造成油墨树脂冻结,(该油墨中确实也含有一些聚酰胺树脂)使颜料与树脂分层,遂对油墨采取保温措施,且使用前用气动搅拌机搅拌之,不见成效。继而怀疑是油墨里的杂质,用多层过滤网过滤,也不见成效。后来发现当车速放慢时,深色墨点的情况得到了较明显的改善,而且油墨粘度高时深色墨点的效应明显,粘度低时则能有较好改善,另外在整个油墨槽中,靠近输墨管处深色墨点出现的概率低,而在靠近回墨管处出现深色墨点的概率高,这些现象的出现促使我们对设备与材料作了一个较为全面的检查,并得出了实地版中产生深色墨点的分析。

1..网纹辊的跳动。新机器所配置的网纹辊,径向跳动误差一般在10-15 u左右,不会太大,但用了3-4年后,由于磨损,这个参数会出现误差。网纹辊产生径向跳动后,刮刀压不住,就会产生抖动,因此产生同颜色的深色墨点。

2.柔印机在高速印刷时,具有一定粘度的油墨对刮刀会形成一个冲击力,车速越高,油墨粘度越大,这个冲击力也就越大,当刮刀压不住这种冲击时,必然会产生深色墨点。故障现象中,靠近输墨管处深色墨点出现得少而靠近回墨管处深色墨点出现得多,正是因为在墨泵的作用下,输墨管处油墨流动性好,粘度低,而回墨管处总有一些堆积的死角,流动性差,油墨粘度高。

3.刮刀的配置。常用的以瑞典蓝钢为基材的钢刮刀,厚0.15mm左右,坚硬度580HV,常用的刀头为圆头,单侧成一定坡度的尖头与以1/2刀厚为刀嘴的刮刀,刮刀的作用是刮去网纹辊上多余的油墨,当网纹辊发生跳动时,若刮刀太软,则无法刮净网纹辊上多余的油墨,若刮刀太硬,也无法紧贴着网纹辊一起运动,因此,即使将刮刀紧紧压在网纹辊上,但已有一定误差的网纹辊同刮刀的关系还是若即若离的,实地印刷时的深色墨点正是在这些若即若离之处的油墨转移到了印版上,形成了比正常墨色饱和度更深的墨点。

据此,对实地印刷中的深色墨点解决方案是:
1.修复并解决机械上的误差,使网纹辊的跳动控制在应有的范围之内。
2.控制油墨粘度,千万不能过高,尤其是对双刮刀柔印机系统,平时用惯了高粘度的油墨,DIN#杯要用到20-25秒。若遇到此故障,可先将油墨粘度下降到产品可以接受的水平。
3.控制车速不可过高,车速越高,油墨对刮刀的冲击力越大。
4.选用带刀嘴的钢刮刀。推荐使用刀嘴宽度1.3mm,刀嘴厚度75 u刀厚0.15mm的钢刮刀,硬度580HV,使刮刀紧紧贴着网纹辊,当网纹辊不正常跳动时,刮刀也应能随之一起微微跳动,刀锋不能离开网纹辊。
5.在可能的条件下,加大刮刀对网纹辊的压力。
6.调整墨槽中进出墨管的压力,使墨槽里无明显的油墨粘度不同的区域,墨槽中不应有明显的油墨滞留区,否则这一部份的粘度偏高的区域很可能就是造成刮刀顶不住油墨冲击的隐患之地。

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