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軟包裝中的凹版印刷技術
時間:2017-02-08   來源: 包裝前沿   閱讀:13011次

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  中國軟包裝凹印行業應該說是從上世紀90年代開始蓬勃發展,到今天已經具有了非常明顯的發展區域性和規模層次性的劃分,較具代表的為京津,長三角,珠三角等包裝印刷基地。這些企業擁有的設備比較先進,技術經濟實力雄厚,產品品質較高并且占有較大的軟包市場份額。這些條件使他們近年來得到了快速發展,投資規模和生產規模日益壯大。同時也正是這些企業不斷得引導我國的軟包裝印刷業趨于成熟,促使行業發展規范化,標準化。本文就軟包裝凹印技術做簡要介紹。

  一、凹版印刷簡述

  凹版印刷,是用圖文部分低于空白部分的印版進行印刷的工藝技術。其版面上的圖文部分低于印刷平面,以印版表面凹下的深淺來呈現原稿上暈染多變的濃淡層次。如果圖文部分凹進的深,填人的油墨量多,壓印后承印物面上留下的墨層就厚;圖文部分凹下的淺,所容納的油墨量少,壓印后在承印物面上留下的墨層就薄。印版墨量的多少和原稿圖文的明暗層次相對應。印刷時,先使印版滾筒通過墨槽或用傳墨棍使油墨涂滿整個印版,然后用刮墨刀,刮去附著在空白部分的油墨,而填充在凹陷的空穴中的油墨,在適當的印刷壓力下,被轉移到承印物表面。凹版印刷具有速度快(可達300m/min以上)、印版耐印力高(可達300~400萬印)、印品墨色厚實、色彩豐富、清晰明快、反差適度、形象逼真、產品規格多樣等優點。能在紙、鋁箔、塑料軟包裝、厚紙紙容器、液體紙器、商標等承印物上印刷。

  二、軟包裝的凹版印刷

  (一)、軟包裝定義

  軟包裝又稱柔性包裝。最初專指塑料薄膜袋式包裝,后來指各種單一材料或復合材料的軟性包裝物或軟性容器,現在甚至還包括半剛性包裝中的如泡罩包裝、貼體包裝及一些熱成型包裝形式。

  (二)、承印材料

  對于軟包裝的凹印印刷基材有很多要求,基本上有:(1)印刷基材表面應光滑平整,無雜質、破損,具有良好的印刷適性;(2)對非極性材料表面應進行處理,以提高表面能;(3)印刷基材不能過于松弛,基材收縮伸長變形率最好小于1%;(4)具備一定抗張強度和剛性,耐熱性能良好且要求受熱變形不能太大;(5)具有耐摩擦、耐穿刺性,對中間層起到保護作用;(6)雙層復合膜時,表層最好也起到阻隔作用。

  常用的表層材料有:BOPP、BOPET、PT、紙等。(1)BOPP薄膜是聚丙烯熔融擠出后經過縱、橫向拉伸所制得的薄膜,具有拉伸強度高、彈性膜量大,但抗撕裂強度低;剛性好、化學穩定性好,阻水性佳的特點。(2)PET就是通常所說的聚酯,俗稱滌綸,以強度、韌度和透明度著稱,具有良好的剛性、硬度、耐磨性、耐折性和尺寸穩定性,良好的防止異味透過性、氣密性和防潮性,耐熱、耐寒性好。(3)PA聚酰胺,俗稱尼龍是一類在主鍵上含有許多重擔酰胺基團的聚合物的總稱。(4)PT即玻璃紙又稱透明紙,具有優良的透明性、光澤性、印刷性和非導電性。

  (三)、軟包裝中的凹印油墨

  凹版印刷油墨是指凹印機印刷各種不同基材時使用的油墨。它又分紙張凹印油墨和塑料凹印油墨。在塑料凹印油墨中,又有表印凹版油墨和里印復合油墨兩類。

  塑料凹版油墨一般是用于印刷PE、PP、OPP、NY等塑膜的油墨,但也可印刷復合軟包裝,只要印刷版面沒有較大的色塊經過復卷冷風檢驗,復合氣味和牢度還是基本可以的。塑料凹版表印油墨主要由連結料,聚酰胺樹脂,加上顏料和助劑等經過研磨過濾制成的。聚酰胺樹脂的軟化點控制在121度,否則因樹脂軟化點低在霉雨季節印刷時會出現印品粘連。樹脂軟化點高在冬季使用時會出現凍結,就需加熱混拌,使之溶化。塑料凹版表印油墨的稀釋溶劑是甲苯,異丙醇,二甲苯,丁醇等。也可適時添加一些酯類溶劑來調整油墨的粘度。甲苯、異丙醇屬快干溶劑。二甲苯,丁醇屬慢干溶劑。在使用丁醇時要注意,如果油墨干燥太快,造成圖文網點損失,適當加入丁醇使油墨再現力好,小字和網點清晰,但加多了會造成油墨不干,尤其在霉雨季節會出現印刷品粘連反粘。

  塑料凹版里印油墨又稱復合油墨,是指印刷在基材里面的油墨。這種油墨的連結料主要是氯化聚丙烯樹脂,它對印刷OPP、PET、NY等簿膜粘附力高。經復合后,黑油墨夾在里層,是印刷高檔次的塑料軟包袋的油墨。它稀釋用的主要溶劑有甲苯、乙酮、丁酮和醋酸乙脂等。甲乙酮、甲苯、醋酸乙脂屬快干溶劑,丁酮屬慢干溶劑。這類油墨不得加入醇類溶劑,否則油墨會變質。在使用塑料凹版復合油墨時要注意,因為油墨制造廠家在設計油墨時有高速機快干墨和低速機收干墨之區別。印刷時要以凹印機的轉速來確定油墨的選擇,否則,凹印機的轉速慢,油墨干在凹版網點凹坑里;凹印機轉速快印件又干燥不了。

  對耐蒸煮的塑料軟包裝或印刷鋁箔,要選擇耐蒸煮的雙組分凹版油墨和鋁箔專用油墨。否則起不到耐蒸煮作用,會出現復合后里層的油墨經過蒸煮變稀,變色,圖文不清晰等現象。在生產耐蒸煮的包裝袋時還需選擇耐高溫的材料和耐蒸煮的雙組分復合膠。

  塑料凹版油墨的表面張力一般是36達因,而PE、OPP的表面張力一般只有32達因左右,這就要求在進行凹版印刷時,薄膜要經過電暈處理,破壞塑料表面分子結構,提高薄膜表面張力,使之達到38達因以上,讓油墨和薄膜親和粘牢,用手搓和膠粘帶撕不下油墨,才達到印刷質量要求。 塑料凹印油墨由于在生產中氯化聚合物對臭氧層有影響,在凹版印刷時大量使用甲苯來溶解和調節油墨的粘度,對工人的健康和安全產生傷害,這就要求油墨制造廠盡快研制低毒、無毒的醇溶性和水溶性凹版塑料印刷油墨。我們在生產紙塑復合卷材(供用戶上自裝機包裝藥品、袋泡茶等)和生產液體包裝膜卷材時,采用了塑料柔版油墨。此油墨是醇溶性,所添加溶劑是醇類和酯類,毒性低,達到無味、無苯衛生要求。

  (四)、軟包裝凹印生產中常見問題

  軟包裝凹印常會出現許多質量問題,其中刀線就是最為常見的問題之一。刀線的產生原因多種多樣:(1)、刀線與油墨的粘度有關。刀線的產生與油墨的粘度高低有著直接的關系。在實際生產中,油墨的粘度越高,越容易產生刀線。刀線的產生與油墨的粘度高低有著直接的關系。在實際生產中,油墨的粘度越高,越容易產生刀線。(2)、刀線與油墨顆粒粗細程度的關系。油墨顆粒越細印品質量越好,產生刀線的幾率也就相應降低。對油墨的粒度粗細有嚴格的要求,通常要求油墨細度直徑為15μm。油墨細度達不到要求,粗糙的顆粒將會把刮刀頂起,從而產生刀線。同時太粗糙油墨顆粒,對刮刀印版損傷都很大。油墨的粗細應適中,太細也不好。(3)、刀線與刮墨刀的關系。刀線的產生與刮墨刀的質量、安裝角度、實際調節有很大關系。優秀印刷操作工,能將刮刀調整到最佳位置。不僅能減少刀線產生,而且對整個印品的質量提高都有關系。可以說刮刀調節、安裝是凹印的核心問題。刮墨刀研磨的好壞與刀線有很大關系,研磨得好,不易產生刀線,否則就容易產生刀線。

  另外,圖文前后套印不準也是常見故障之一,其現象是在多色豐美印過程中,每一色不能完全重疊,有一定的偏差,如果偏差超過規定要求(GB7707-87正面圖案≤0。3mm,背面圖案≤0.5mm),就成為不合格品。由于套印不準會造成材料浪費。所以引起了業內人士的高度重視。而了解套印不準的原因,掌握其排除方法變得非常必要。引起塑料薄膜凹印套印不準的原因有很多,既包括機械設備(卷筒直徑的影響、導輥帶電、裝版不正確、齒輪磨損、膠輥選擇不當);油墨適性(油墨的黏度過大也會導致圖像產生位移,所以黏度值應根據實際情況來調節);環境溫度(溫度控制在25℃、濕度控制在40%為宜,過高,過低都將影響套印精度);印版遞增量(在凹版印刷中,考慮到塑料薄膜的拉伸,根據色序,印版有一個遞增量,它是逐步增大的。如果遞增量有誤差,超過允許范圍,套色精度同樣會下降);收卷張力(塑料薄膜在運行過程中,要求收卷張力平穩,隨著收卷直徑的逐步增大,收卷張力也應相應增大,同時要注意收卷的抖動范圍)等客觀因素的影響,也包括操作人員的質量意識等主觀因素的影響。

  再次,油印等也是軟包裝凹印中常見的缺陷。

  造成以上誤差因素有人員因素、設備因素、印版因素、操作工藝等因素,因為這些誤差是客觀存在的,要使其控制在一定的范圍內,就要求操作員工有極強的工作能力。

  三、軟包裝凹印工藝要素

  (一)、印刷色序

  凹印一般有表印和里印兩種方式。紙張由于其物理特性基本上均采用表印,塑料薄膜兩種方式都有。印刷色彩還原過程中,名色版運用其相應顏色的油墨經過顏色疊加就能獲得原稿的色彩。根據這個套色原理,以用生產過程中的實際經驗,一般表印的印刷色序為:白→黃→品紅→青→黑;里印的印刷色序為:黑→青→品紅→黃→白。專色可放黑色后面,也可放在三原色后面,有時候根據生產計劃安排可作適當的調整。

  (二)、印刷張力控制

  印刷張力是印刷工藝的重要工藝參數,其張力系統也是整個印刷設備的核心內容。印刷張力的設定是根據承印基材性質來確定的。易延伸的BOPP、PE等一般張力值設定在100N,不易延伸的紙張、紙鋁復合材料等一般設定在120N左右,NY、PET、PT等一般設定在110N左右。對于不同機型、不同規格材料,其張力設定值會有所不同。

  (三)、干燥溫度

  干燥溫度的控制也是根據基材的性質決定的。干燥溫度、印刷速度和溶劑沸點之間也存在一定的關系。溫度恒定,若溶劑的沸點較高,則速度要降低,反之速度可以高點;當溶劑溶劑沸點恒定,則速度加快時,要適當提高溫度,反之可降低溫度;當速度恒定時若溶劑沸點較高,則溫度要升高,反之溫度要降低。另外干燥溫度的控制還與工藝條件、圖文面積、油墨性質和油墨厚度等有關。

  (四)、印刷壓力

  印刷壓力不夠,油墨轉移不佳,易出現圖文缺損;壓力太大易壓出痕跡,薄膜發皺。不同承印物的印刷壓力不同,具體生產過程中還要根據印刷版面的效果以及油墨等相關因素進行適當的調整。

  (五)、油墨黏度

  凹印過程中油墨黏度的準確性和一致性也是關鍵點之一,特別是高速輪轉印刷中,油墨的黏度控制與一系列印刷故障相關,是影響印品質量的重要因素。凹印時,首先要調整好油墨的黏度,把溶劑加入到油墨中,使它的黏度降低到適應印刷機性能與條件所要求的程度。生產過程中由于油墨不停循環導致溶劑時刻在揮發,應每隔一段時間檢測一次油墨的黏度,超出控制范圍應立即添加新的溶劑去調整,使其控制在正常范圍內。

  (六)、刮刀

  刮刀的運用是凹版印刷的一大特色,也是影響凹印質量的重要因素之一。在印刷工藝中,對刮刀的選用、安裝、調節要求都很高。一般刮刀的接觸角以55°最為理想,另外刮刀壓力對印品質量也有很大的影響。過大的壓力會降低油墨的轉移率,對印版、刀片的磨損較大;過小的壓力容易發生臟版或出現刮刀線。刮刀的磨損主要發生在與圖文區域相西北角的部分,因此在印刷不同圖像時,特別長時間使用后,仍然采用相同的刮墨刀,可能引起刮干凈油墨造成條痕和臟版。

  (七)、印版滾筒

  由于凹印主要靠凹印版滾筒網目穴里存儲的油墨轉移到承印物來實現印刷圖案,所以版滾筒的存放、清洗都顯得尤其重要。長時間油墨堆積用在網目穴中發生堵版而影響使用。

  四、凹版印刷設備

  凹版印刷是目前在中國軟包裝行業應用最為廣泛的印刷技術,全國所有的軟包裝印刷設備中,凹印設備占94%以上。凹版印刷技術廣泛適用于PVDC、PET、PE、NY、CPP、OPP、BOPP等多種薄膜及復合膜類,所印刷的包裝產品涵蓋食品業、飲料業、醫藥業等等與生活休戚相關的行業。調查顯示,95%以上的軟包裝生產企業都使用凹印設備進行印刷。隨著國內高速凹版印刷機的成本不斷下降,凹版印刷的市場占有額將繼續增加。

  然而作為軟包裝設備的制造廠商,隨著軟包裝印刷業的發展成熟也逐漸面臨著新的任務和挑戰。雖然我國的軟包裝設備經過多年發展已有不少進步,甚至已有部分制造廠商已造出能讓國外制造商感到壓力的設備,但這并不能代表我國的軟包裝設備已經能夠滿足國內軟包裝印刷業基本需求。國內軟包裝設備的制造廠商很多,有以陜西北人為代表的陜西制造,有以寧波欣達為代表的浙江制造,有以松德為代表的廣東制造。在這眾多的國內設備供應廠商中,每個企業的經營理念不同,目的不同,生產能力及設計技術水平差異很大。軟包裝設備的制造廠商需要軟包裝印刷企業不斷的指引和支撐才能得到快速、持續、健康的發展。

  國內凹印包裝設備制造業與國外發達國家(特別是歐洲)相比仍然有著相當大的差距,主要體現在電子軸傳動技術、印刷小車、套筒技術、機器管理系統及遠距離技術支持系統等方面。而且在中國軟包裝領域,凹版印刷使用溶劑性油墨的比例還相當大,溶劑殘留問題使軟包裝面臨著食品、藥品等行業的嚴格要求的挑戰,同時也面臨著國家相繼出臺的一系列環保法規的約束,不過人們正研究將符合環保標準的水性油墨和醇溶性油墨用于凹印設備,并且已經取得可喜的成果。

  隨著中國印刷行業新工藝的不斷突破以及市場需求的不斷加大,凹印設備將朝著多用途、多色、高速、自動化、聯動化和環保化的方向不斷發展。

  結束語:歐洲凹印協會(ERA)代表認為:從歐洲食品展覽會的盛況來看,食品軟包裝形勢喜人,對凹印軟包裝也很有利,尤其是那些批量大、質量講究的名牌食品軟包裝仍青睞凹印。我國是個軟包產品消費大國,紙張、塑料、復合材料等在許多領域內有著廣泛的應用。軟包裝印刷行業將會有很大的發展空間,而做為倍受青睞的凹印,當然也有空前的發展機遇。謹希望凹印技術能在軟包裝工業中發揮更多更大的作用。


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