柔性版印刷的关键技术要点(三)


  三、网纹辊和刮墨刀
  1.网纹辊
  网纹辊是柔印机的传墨 辊,它可称为柔版机的心 脏。其表面有凹下的墨穴或 网状槽线,用于印刷时控制 油墨传送量。采用网纹辊不 仅简化了输墨系统的结构, 而且可以控制墨层厚度,为 提高印品质量提供了重要保 证。网纹辊的质量与线数对 传墨量的多少,以及墨层厚 度的均匀性有重要影响。
  早期使用的网纹辊是机 械雕刻的铜质辊,并在铜辊 上镀铬,以提高耐磨性,增 加携墨量。现在网纹辊多采 用镭射雕刻的陶瓷畅。两种 网纹辊都有较好的传墨性 能。但陶瓷网纹辊价格偏 高。在印刷高精度的网线版、印刷速度达到200m/min时,陶瓷网纹辊更能显示出 其耐磨、耐热的优势,但陶瓷辊的墨穴易堵塞,在使用时 必须注意清洗及保养。金属网纹辊由于有镀层、墨穴不易 堵塞,但使用寿命不如陶瓷辊。很多人认为,尽管陶瓷辊 初期投资大,但是这种网纹辊使用寿命长(特别是在使用刮 墨刀的输墨装置场合),性能优异(镭射雕刻可以得到更精 致的网线),足以补偿与一般网纹辊相比的额外支出。
  网纹辊的网纹线数用单位长度内的网线数表示,至目 前止,世上最精细的网纹辊的网线数已达到每英寸500 线。网纹传墨主要有机械加工法、照相腐蚀法、电子雕刻 法及镭射雕刻陶瓷网纹棍等。
  机械雕刻的镀铬网纹辊,由于采用低碳网或铜板焊接 至网辊上,经过机械加工,就制作网纹辊。由于镀铬层很 薄,一旦镀销层长时间磨损,其内层低碳网和铜层就会磨 损,严重影响网纹辊的传墨量。为了达到储墨要求,改用 陶瓷网纹辊,并采用机械方法雕刻,及在表面用等离子喷 涂上层合成陶瓷粉末。陶瓷辊耐磨性高,陶瓷多孔性会使 网格形成很微细墨囊,有助墨膜变薄及均匀。
  镭射雕刻是为了加强网基体表面的粘结性,需用喷砂 法进行清洗,需要时重新加工其直径,用火焰喷涂法将无 蚀金属粉末喷至辊体表面,或将网焊接到基体上,处理基体后,将陶瓷铬氧化物粉末用焰喷涂至网辊基体。陶瓷表 再用菱形的金钢石加工,及进行抛光。最后一个加工步骤 是镭射雕刻,把辊子装到镭射雕刻机上调整好角度后进行 雕刻。雕刻完成后,还要进行一次抛光,除去由镭射雕刻 造成的未氧化的重熔物。镭射雕刻出的网格有很平滑的网 墙,有利于油墨传递,陶瓷网纹辊其线宽与网孔容积有较 宽的选择范围。最好的网格是60度的六角形,因为六角 形为几何形状,单位面积利用率高。网孔间有最窄的墙和 最小的空馀面积,传墨量最大,可产生均匀的墨膜。
  网纹辊的传墨性能与网纹辊的墨穴雕刻角度、墨穴容 积、墨穴深度、网线数、清洗情况等因素有关。
  墨穴雕刻角度。网纹辊的表面是由无数大小一致,分 布均匀的细小凹孔组成的,称为墨穴,墨穴作为传递油墨 的载体,具有储墨和匀墨的作用,在高速运转的情况下能 有效地克服飞墨现象。最新发展的镭射雕刻网纹辊技术, 墨穴角度主要30°、45°、60°和90°,墨穴排列 可相互交错或相互平行。由于雕刻过程由电脑控制,因此 网纹辊及其墨穴可以反复复制。国外有人建议,网纹辊墨 们的雕刻角度为60°。
  墨穴雕刻形状。墨穴一般有斜齿形、棱锥形、棱台形 等。斜齿形网纹辊供墨量较大,一般用于涂布。现代镭射 雕刻网纹辊多采用正六边形开口。实践证明,这种正六 边形的开口供墨方式可以有效地避免莫尔条纹的产生(印版 加网角度不当可产生龟纹)。注意,不要采用对称的墨穴圆 形开口,因为圆形墨穴开口的墨穴之间的网墙面积增大(网 纹辊上凸的部分称为网墙),不仅降低了供墨量,而且传墨 的均匀性下降。
  墨穴深度与宽度。油墨从墨穴中向印版上转移的墨 量除了与油墨的性能、印刷速度等因素有关外,还与墨穴的深度与宽度的比值有关。显然,如果墨穴开口窄而深,那 么墨穴底部的油墨就无法转移,不仅降低了墨穴中的油墨 向印版上的转移率,而且也不利于网纹辊的清洗,由此造 成墨穴的永久堵塞。实践证明,墨穴开口宽度(b)与深度(h) 的比值约等于0.28时,油墨转移较流畅。
  网纹辊网线数与网线角度。网纹辊的传墨量一般以网 丝数(线/cm)来衡量。网线数是指在每厘米范围内所雕刻 的墨穴数量。一般讲,网纹辊的供墨量随网线数的增加而 降低。实践证明,要获得品质优良的印品,网纹辊的网线 数应与印版加网线数保持一定的比例关系,即网纹辊的网 线数一般应为印版加网线数的4倍左右。对于实地印刷, 如果网纹辊的网线数过低。则供墨量太大,印版边缘因积 墨而造成印品边缘重影;如果网线数过高,供墨量不足, 实地密度不够而发花。实际工作中,必须根据供墨量合理 选择线数。
  网纹辊的网线角度目前尚无统一规定,实际工作表 明,较为理想的网线角度为30°和60°,但是,目前应 用较多的是45°,确定网线角度时应以减轻莫尔条纹(龟 纹)为基本原则。
  墨穴体积。墨穴角度、网线数、墨穴形状及墨穴深度 和宽度决定了墨穴的体积,网纹辊正是靠这些凹下的墨穴 来传墨。墨穴体积一般用于理论分析,实际工作中很难测 量出其精确值。目前,测量墨穴尺寸的方法是用墨穴的平 均数量来表示,墨穴数= D×π×L×M2,式中D为网 纹辊宜径(in), L为网纹辊长度(in), M为网线数(线/in)。 不同的墨穴形状,不同的网线及不同的网线角度可组合成 不同墨穴容积的网纹辊。不同网线网纹辊的容量及其相应 的适用印刷产品。由于网纹辊的磨损和堵塞,实际传墨量 为理论值的70%~80%。
  网纹辊在选择和使用过程中,应注意考虑油墨类型、 印版材料、印版类型、承印基材、刮墨方式等,这些因素 的不同对于网纹辊的上墨、传墨、印刷等都有很大的影 响。此外,网纹辊在平常的使用和维护中,就注意以下几 点。(1)更换网纹辊时要保护好网级辊辊面,存放时应使用 皮套;(2)更换的网纹辊要及时清洗;(3)在油墨槽中应放置 磁性筛检程式,避免金属杂质划伤网纹辊;(4)选用优质刮 墨刀和刀口类型,可以更好地保护网纹辊,如使用塑胶刮 墨刀等;(5)经常用检测网孔(用网孔显微镜),如发现磨损 和堵塞,应及时处理。



上图的网纹辊适合于印刷160线的印刷品而当追求更高的印刷质素 时,则需要选择可印更高线数的网纹辊。下图的网纹辊可印线数高达 1000,印刷的质素逼近柯式印刷。

  2.刮墨刀
  刮墨刀的作用是从网纹辊表面刮去多余的油墨,更好 地控制向印版滚筒转移的墨量。油墨固化不良(固化过快或 过慢)、油墨化学成分配比不当、勾墨不均等故障,都会影 响刮墨效果。柔印油墨中有机颜料的颗粒宜径一般为2~5μm,这种小的颗粒一般不会造成刮墨刀的磨损。但 是,由于颜料颗粒在油墨中的粘结而使其颗粒变大,有的 颜料颗粒宜径达到10~25μm,此时颜料分散的不均匀 性将会加快刮墨刀的磨损,影响刮墨性能,所以油墨在使 用前必须充分均勾分散。刮墨刀与网纹辊配合使用,可对 输墨量定量控制。如前分析,这可以使柔印机适应各种粘 度的柔印油墨,在高速印刷下获得高品质印品。
  刮墨刀装置的两种类型:简单刮墨刀装置。即一片刮 墨刀相切在网纹辊表面。这种简单刮墨刀装置有正向式和 逆向式两种刮墨方式,正向式刮刀一般采用在与网纹辊接 点处切线成45~70°的角度刮墨。正向式刮刀,余墨由 刀内流去,由于液压会使刮刀浮起,所以必须对刮刀施加 压力,这就增加了网纹辊的磨损。由于液压会使刮刀浮 起,所以有可能使油墨中的异物、纸毛等通过,会擦伤版 面从而影响印品质量,这时,就需要刮刀横向不断往复窜 动机构,使墨刀装置复杂。
  逆向式刮刀,一般采用与网纹辊接点处切成140~ 150°的钝角刮墨。逆向式刮刀,余墨由外流去,不必施 加额外压力,不伤网纹辊。闭封式逆向双刮刀装置。这种 装置由墨室(又称刮刀座)、两片刮刀、墨室两端由耐磨软 材料制造的侧面密封板与网纹辊构成一个封闭的墨腔。墨 室有进墨口与出墨口,油泵经进墨口将柔印油墨喷到网纹 辊表面并储存在墨室中,著墨后经刮刀刮墨,刮下的油墨 可继续回圈使用。因为封闭式供墨,所以具有良好的密封 性,可以有效地减少油墨的挥发以及气味的外泄,对卫生 和环保有很大好处。这种封闭式装置还可以通过加热或冷 却手段调节油墨粘度,同时还可增设清洗装置,方便地将 网纹辊墨穴内的积墨及时清洗干净,以保证稳定的输墨性 能。需要补充说明的是两片刮刀作用各不相同,一片为反向式,称逆向刮刀,起刮掉网纹辊上多余油墨的作用;另 一片为正向式,称为正向密封刮刀,起密封作用。
  刮墨刀技术的发展提高了柔印质量,有效控制了油墨 从墨斗转移到承印物表面上时对印品的污染。常见的带有 墨槽的两滚筒供墨系统(墨斗辊,网纹辊)是一个完全开放 的,大量的溶剂都直接和空气接触,极易挥发。箱式刮墨 刀系统控制了这种挥发,油泵使油墨从墨槽中转移到油箱 中,这样油墨所在的大部分区域都是密封的,只有网纹辊 处的极小部分暴露在外。当网纹辊转到合适位置时,刮刀 把多余的油墨刮下并送回到油箱中,另外在油箱的内部还 有一把塑胶或金属的刮刀。油箱是完全封闭的,所以不会 有油墨外漏。网纹辊技术早已适应这种刮墨刀系统,当清 洗网纹辊时,使用带有超声波或高压的自动系统,液体清 洗(而不是机械清)洗减少了对网纹辊和网点的破坏。镀铬 辊已经被镭射雕刻的陶瓷辊所取代。
  随著箱式刮刀系统的应用和其他相关性能的提高,溶 剂的挥发量大大减少。油墨只是从网纹辊转移到印版而后 转印到承和物时才有微量的挥发。无论印刷速度如何,刮 刀刮剩的油墨量都是固定的。带有自动清洗系统(自动橡皮 清洗装置和油墨调节装置)的刮刀系统解决了残墨回收问题 并减少了清洗印刷系统的用水量。当然,该刮墨系统还存 在一些问题:密封处漏油、油墨从鼓形和版上喷溅出来、 箱式系统的安装和清洗、水基油墨造成局部腐蚀。刮墨刀的选择一般要考虑与网纹辊配套,使之刮墨干净且对网纹 辊没有什么损害。(待续)

[时间:2002-07-23  作者:薛 波  来源:印刷资源]

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