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陶瓷網(wǎng)紋輥的創(chuàng)新網(wǎng)型及其應用（上）
時間：2020-10-21
作者：admin
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崔三亮，上海鳴謙印刷器材有限公司總經(jīng)理。畢業(yè)于西南大學包裝工程專業(yè)，14年柔版印刷行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗，尤其對陶瓷網(wǎng)紋輥的生產加工和使用保養(yǎng)有較深入的研究。并在柔印雜志發(fā)表過《網(wǎng)紋輥全面管理》等相關技術文章。
本文介紹了柔版市場發(fā)展中遇到的陶瓷網(wǎng)紋輥相關問題，以及能夠解決或者改善這些問題的創(chuàng)新網(wǎng)型。
今天的柔印行業(yè)和十多年前相比，已不可同日而語。隨著商品市場的供應飽和甚至過剩，年輕一代審美和生活方式的改變，為應對競爭激烈的終端市場，品牌商無不主動或被動推出各種創(chuàng)新的包裝解決方案。與之對應，印刷廠也在主動或被動地參與到各種包裝產品的創(chuàng)新中。
由于國家環(huán)保政策日趨嚴格，在環(huán)保方面更具優(yōu)勢的柔版印刷已經(jīng)被推上了前臺。由膠印和凹印轉向柔印的訂單日趨增多。但是由于柔版印刷的特性，相比之下高光漸變圖案的大批量穩(wěn)定印刷并不是很理想。為應對這一問題，印前系統(tǒng)供應商推出了各種高解析度高穩(wěn)定性的加網(wǎng)方案（如圖1，右上角為ProjectBlue 350LPI的印刷效果，左下角為傳統(tǒng)調幅網(wǎng)點150LPI的印刷效果）；版材供應商推出了各種能夠提高高光網(wǎng)點還原效果和穩(wěn)定性的印版；油墨供應商推出了高色強、低粘度的油墨，以便能進一步提升印刷實地密度；設備供應商也在張力控制和壓力控制的穩(wěn)定性上做足了功夫。
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圖1 ProjecBlue 350LPI與傳統(tǒng)加網(wǎng)的印刷樣對比
如此種種柔印創(chuàng)新技術，對“柔印機的心臟”---網(wǎng)紋輥（如圖2所示）也提出了更高的要求。目前市場上應用較為廣泛的傳統(tǒng)網(wǎng)紋輥網(wǎng)型是正六邊形60° 網(wǎng)型，其在實際生產中表現(xiàn)出諸多局限性，制約了柔印品質、印刷速度和生產穩(wěn)定性的提高。行業(yè)的發(fā)展客觀上需要網(wǎng)紋輥生產商為解決這些現(xiàn)實存在的問題而提出新的解決方案。這應該也是過去十多年來市場上各種各樣的創(chuàng)新網(wǎng)型網(wǎng)紋輥如雨后春筍般層出不窮的根本原因。
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圖2 套筒網(wǎng)紋輥
本文希望通過列舉傳統(tǒng)網(wǎng)型網(wǎng)紋輥容易產生的問題、分析背后的原因，以及英國Sandon為解決這些問題而推出的創(chuàng)新網(wǎng)型，為印刷廠和其他同行共同解決這些問題提供新的思路，也希望能夠為未來的柔印市場帶來更多的網(wǎng)紋輥創(chuàng)新解決方案。
網(wǎng)紋輥甩墨問題
70%連通率的傳統(tǒng)60° 網(wǎng)型
網(wǎng)紋輥甩墨問題是現(xiàn)代高速衛(wèi)星式柔印機比較容易出現(xiàn)的問題之一，對生產效率和印刷質量的影響非常大。其主要是由兩個因素造成：第一種是擋墨塊封墨不良，第二種是上刮刀作為封墨刀的情況下，網(wǎng)紋輥背刮（如圖3所示，網(wǎng)紋輥上一定量的油墨被封墨刀擋在墨腔外面，從而無法再次進入油墨循環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)象稱為背刮）產生的油墨沿刮刀和網(wǎng)紋輥接觸點向兩端流動到網(wǎng)紋輥端面從而造成的甩墨。
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圖3 背刮現(xiàn)象示意圖
當然，擋墨塊封墨不良的問題，需要調整封閉腔刮刀系統(tǒng)的設置，或者更換密封性及耐磨性更佳的擋墨塊。但是網(wǎng)紋輥背刮的問題卻和網(wǎng)孔雕刻以及網(wǎng)紋輥表面的粗糙度有直接的關系。2006年7月Sandon和某國際知名衛(wèi)星式柔印機生產廠商共同發(fā)起的測試表明，Sandon設計的70%連通率的傳統(tǒng)60° 網(wǎng)型的網(wǎng)紋輥在高速工況下可以極大減輕背刮現(xiàn)象，從而相應減少網(wǎng)紋輥甩墨問題。
這是因為70%連通率的網(wǎng)孔可使油墨在相鄰網(wǎng)孔之間平穩(wěn)流動，如圖4所示，網(wǎng)孔排空性能良好，單個網(wǎng)孔中油墨壓力積聚最小化。與之對應傳統(tǒng)的全封閉網(wǎng)墻網(wǎng)孔中油墨的流動如圖5所示，油墨封閉在每一個網(wǎng)孔的孤立網(wǎng)墻之內，容易在網(wǎng)孔內造成壓力積聚；而且，網(wǎng)墻開口比例較差的網(wǎng)紋輥，雕刻太深，為達到要求的載墨量必須過度拋光，如圖6所示。
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圖4 70%連通的網(wǎng)孔中的油墨流動示意圖
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圖5 全封閉網(wǎng)墻網(wǎng)孔油墨流動示意圖
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圖6 過度拋光的網(wǎng)孔油墨流動示意圖
高線數(shù)網(wǎng)紋輥不耐磨的問題
Xpro 網(wǎng)型
隨著柔印技術的進步，印版線數(shù)在不斷提高，更高線數(shù)的網(wǎng)紋輥被生產出來，以印刷精細的高光網(wǎng)點，這就不可避免地造成網(wǎng)孔更精細、更脆弱。不幸的是，盡管網(wǎng)紋輥技術越來越向微觀方向發(fā)展，但是相對于網(wǎng)孔被要求實現(xiàn)的任務來說，現(xiàn)在的網(wǎng)紋輥生產并沒有比之前更容易。用以刮去網(wǎng)紋輥表面多余油墨的刮刀質量和硬度通常都不一樣，印刷操作人員也經(jīng)常用增加刮刀壓力的辦法來解決印刷相關問題。并且，印刷廠也越來越傾向于讓印刷機每周多工作幾個小時，也就是網(wǎng)紋輥多磨損幾個小時，同時減少了預定的網(wǎng)紋輥維護保養(yǎng)時間。所有這些因素都會導致網(wǎng)紋輥更快磨損及增加潛在的損壞風險。
另外由于封閉式刮刀系統(tǒng)的存在，網(wǎng)紋輥劃傷一直都是衛(wèi)星式柔印很難避免的問題，也是造成網(wǎng)紋輥非正常報廢的主要原因之一。對于高清印刷需要配套的1000-1500 LPI網(wǎng)紋輥而言，如果按照傳統(tǒng)網(wǎng)型正常雕刻，則網(wǎng)墻的厚度為1.5-2.5μm，也就是說一根發(fā)絲的直徑70μm會比網(wǎng)墻厚度大30-50倍。盡管陶瓷涂層的硬度通常高達HV1350-1550，但是考慮到其易碎的特征，如果封墨刀和網(wǎng)紋輥之間偶然嵌入的高硬度異物與厚度只有2μm左右的網(wǎng)墻進行每分鐘700轉左右的高速摩擦，則網(wǎng)墻被刮傷也就很容易被理解了。
Xpro網(wǎng)型被設計出來的目的就是為了適應線數(shù)越來越高、高清柔印需求越來越多的場合。精密的溝槽型網(wǎng)墻環(huán)繞頂點，如圖7所示，在實現(xiàn)高線數(shù)雕刻的同時保持堅固的網(wǎng)墻。Xpro網(wǎng)型具有略高于其他區(qū)域的頂點。頂點的存在可便于精密拋光，增強網(wǎng)孔對刮刀壓力的韌性，從而使得網(wǎng)孔強度更高。刮刀被數(shù)百萬這樣的高點支撐，足以形成均勻的刮墨效果和均一的刮刀磨損。增加拋光之后的網(wǎng)孔耐磨性更好，這就使得高線數(shù)的Xpro網(wǎng)型網(wǎng)紋輥更能抵抗網(wǎng)墻磨損變厚, 另外在日常使用中也不太容易出現(xiàn)包括劃傷在內的相關問題。
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Xpro精密溝槽型網(wǎng)墻環(huán)繞頂點的結構，非常適合高清印刷所需要的高線數(shù)和良好控制因素。這些精密網(wǎng)墻為高光網(wǎng)點提供印刷精度，半通溝型網(wǎng)孔（如圖8所示）為油墨提供良好的轉移性能以形成鮮明的高清色彩。Xpro網(wǎng)型有嚴格定義的三維數(shù)據(jù)，包括頂點和網(wǎng)墻的寬度等。經(jīng)驗表明，相對于開放網(wǎng)型，Xpro網(wǎng)型表現(xiàn)出了相當好的印刷清晰度。而開放網(wǎng)型由于對油墨在特定方向上的控制性不良，更容易造成網(wǎng)點搭接和臟版。這個也是為什么Xpro網(wǎng)型是半通溝卻沒有完全連通的原因。Xpro的另一個重要優(yōu)勢是61° 的雕刻設計非常接近傳統(tǒng)網(wǎng)型的60° ，這樣就基本消除了產生干涉條紋（摩爾紋）的可能性。
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圖8 半通溝型網(wǎng)孔對油墨流動的限制