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陶瓷網(wǎng)紋輥的創(chuàng)新網(wǎng)型及其應(yīng)用（上）
時(shí)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(xué)包裝工程專業(yè)，14年柔版印刷行業(yè)從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，尤其對(duì)陶瓷網(wǎng)紋輥的生產(chǎn)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(guò)《網(wǎng)紋輥全面管理》等相關(guān)技術(shù)文章。
本文介紹了柔版市場(chǎng)發(fā)展中遇到的陶瓷網(wǎng)紋輥相關(guān)問(wèn)題，以及能夠解決或者改善這些問(wèn)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(yǔ)。隨著商品市場(chǎng)的供應(yīng)飽和甚至過(guò)剩，年輕一代審美和生活方式的改變，為應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的終端市場(chǎng)，品牌商無(wú)不主動(dòng)或被動(dòng)推出各種創(chuàng)新的包裝解決方案。與之對(duì)應(yīng)，印刷廠也在主動(dòng)或被動(dòng)地參與到各種包裝產(chǎn)品的創(chuàng)新中。
由于國(guó)家環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，在環(huán)保方面更具優(yōu)勢(shì)的柔版印刷已經(jīng)被推上了前臺(tái)。由膠印和凹印轉(zhuǎn)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(yīng)對(duì)這一問(wèn)題，印前系統(tǒng)供應(yīng)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(diào)幅網(wǎng)點(diǎn)150LPI的印刷效果）；版材供應(yīng)商推出了各種能夠提高高光網(wǎng)點(diǎn)還原效果和穩(wěn)定性的印版；油墨供應(yīng)商推出了高色強(qiáng)、低粘度的油墨，以便能進(jìn)一步提升印刷實(shí)地密度；設(shè)備供應(yīng)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(duì)比
如此種種柔印創(chuàng)新技術(shù)，對(duì)“柔印機(jī)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(chǎng)上應(yīng)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(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出諸多局限性，制約了柔印品質(zhì)、印刷速度和生產(chǎn)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(chǎn)商為解決這些現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題而提出新的解決方案。這應(yīng)該也是過(guò)去十多年來(lái)市場(chǎng)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(guò)列舉傳統(tǒng)網(wǎng)型網(wǎng)紋輥容易產(chǎn)生的問(wèn)題、分析背后的原因，以及英國(guó)Sandon為解決這些問(wèn)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(wèn)題提供新的思路，也希望能夠?yàn)槲磥?lái)的柔印市場(chǎng)帶來(lái)更多的網(wǎng)紋輥創(chuàng)新解決方案。
網(wǎng)紋輥甩墨問(wèn)題
70%連通率的傳統(tǒng)60° 網(wǎng)型
網(wǎng)紋輥甩墨問(wèn)題是現(xiàn)代高速衛(wèi)星式柔印機(jī)比較容易出現(xiàn)的問(wèn)題之一，對(duì)生產(chǎn)效率和印刷質(zhì)量的影響非常大。其主要是由兩個(gè)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(wú)法再次進(jìn)入油墨循環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)象稱為背刮）產(chǎn)生的油墨沿刮刀和網(wǎng)紋輥接觸點(diǎn)向兩端流動(dòng)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(dāng)然，擋墨塊封墨不良的問(wèn)題，需要調(diào)整封閉腔刮刀系統(tǒng)的設(shè)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(wèn)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(guān)系。2006年7月Sandon和某國(guó)際知名衛(wèi)星式柔印機(jī)生產(chǎn)廠商共同發(fā)起的測(cè)試表明，Sandon設(shè)計(jì)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(yīng)減少網(wǎng)紋輥甩墨問(wèn)題。
這是因?yàn)?0%連通率的網(wǎng)孔可使油墨在相鄰網(wǎng)孔之間平穩(wěn)流動(dòng)，如圖4所示，網(wǎng)孔排空性能良好，單個(gè)網(wǎng)孔中油墨壓力積聚最小化。與之對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)的全封閉網(wǎng)墻網(wǎng)孔中油墨的流動(dòng)如圖5所示，油墨封閉在每一個(gè)網(wǎng)孔的孤立網(wǎng)墻之內(nèi)，容易在網(wǎng)孔內(nèi)造成壓力積聚；而且，網(wǎng)墻開(kāi)口比例較差的網(wǎng)紋輥，雕刻太深，為達(dá)到要求的載墨量必須過(guò)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(dòng)示意圖
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圖5 全封閉網(wǎng)墻網(wǎng)孔油墨流動(dòng)示意圖
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圖6 過(guò)度拋光的網(wǎng)孔油墨流動(dòng)示意圖
高線數(shù)網(wǎng)紋輥不耐磨的問(wèn)題
Xpro 網(wǎng)型
隨著柔印技術(shù)的進(jìn)步，印版線數(shù)在不斷提高，更高線數(shù)的網(wǎng)紋輥被生產(chǎn)出來(lái)，以印刷精細(xì)的高光網(wǎng)點(diǎn)，這就不可避免地造成網(wǎng)孔更精細(xì)、更脆弱。不幸的是，盡管網(wǎng)紋輥技術(shù)越來(lái)越向微觀方向發(fā)展，但是相對(duì)于網(wǎng)孔被要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的網(wǎng)紋輥生產(chǎn)并沒(méi)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(zhì)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(lái)解決印刷相關(guān)問(wèn)題。并且，印刷廠也越來(lái)越傾向于讓印刷機(jī)每周多工作幾個(gè)小時(shí)，也就是網(wǎng)紋輥多磨損幾個(gè)小時(shí)，同時(shí)減少了預(yù)定的網(wǎng)紋輥維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間。所有這些因素都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)紋輥更快磨損及增加潛在的損壞風(fēng)險(xiǎn)。
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(wèn)題，也是造成網(wǎng)紋輥非正常報(bào)廢的主要原因之一。對(duì)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(shuō)一根發(fā)絲的直徑70μm會(huì)比網(wǎng)墻厚度大30-50倍。盡管陶瓷涂層的硬度通常高達(dá)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(jìn)行每分鐘700轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)出來(lái)的目的就是為了適應(yīng)線數(shù)越來(lái)越高、高清柔印需求越來(lái)越多的場(chǎng)合。精密的溝槽型網(wǎng)墻環(huán)繞頂點(diǎn)，如圖7所示，在實(shí)現(xiàn)高線數(shù)雕刻的同時(shí)保持堅(jiān)固的網(wǎng)墻。Xpro網(wǎng)型具有略高于其他區(qū)域的頂點(diǎn)。頂點(diǎn)的存在可便于精密拋光，增強(qiáng)網(wǎng)孔對(duì)刮刀壓力的韌性，從而使得網(wǎng)孔強(qiáng)度更高。刮刀被數(shù)百萬(wàn)這樣的高點(diǎn)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(nèi)的相關(guān)問(wèn)題。
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Xpro精密溝槽型網(wǎng)墻環(huán)繞頂點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，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(diǎn)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(zhuǎn)移性能以形成鮮明的高清色彩。Xpro網(wǎng)型有嚴(yán)格定義的三維數(shù)據(jù)，包括頂點(diǎn)和網(wǎng)墻的寬度等。經(jīng)驗(yàn)表明，相對(duì)于開(kāi)放網(wǎng)型，Xpro網(wǎng)型表現(xiàn)出了相當(dāng)好的印刷清晰度。而開(kāi)放網(wǎng)型由于對(duì)油墨在特定方向上的控制性不良，更容易造成網(wǎng)點(diǎn)搭接和臟版。這個(gè)也是為什么Xpro網(wǎng)型是半通溝卻沒(méi)有完全連通的原因。Xpro的另一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是61° 的雕刻設(shè)計(jì)非常接近傳統(tǒng)網(wǎng)型的60° ，這樣就基本消除了產(chǎn)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(duì)油墨流動(dòng)的限制