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软包装中的凹版印刷技术
时间:2017-02-08   来源: 包装前沿   阅读:3129次

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  中国软包装凹印行业应该说是从上世纪90年代开始蓬勃发展,到今天已经具有了非常明显的发展区域性和规模层次性的划分,较具代表的为京津,长三角,珠三角等包装印刷基地。这些企业拥有的设备比较先进,技术经济实力雄厚,产品品质较高并且占有较大的软包市场份额。这些条件使他们近年来得到了快速发展,投资规模和生产规模日益壮大。同时也正是这些企业不断得引导我国的软包装印刷业趋于成熟,促使行业发展规范化,标准化。本文就软包装凹印技术做简要介绍。

  一、凹版印刷简述

  凹版印刷,是用图文部分低于空白部分的印版进行印刷的工艺技术。其版面上的图文部分低于印刷平面,以印版表面凹下的深浅来呈现原稿上晕染多变的浓淡层次。如果图文部分凹进的深,填人的油墨量多,压印后承印物面上留下的墨层就厚;图文部分凹下的浅,所容纳的油墨量少,压印后在承印物面上留下的墨层就薄。印版墨量的多少和原稿图文的明暗层次相对应。印刷时,先使印版滚筒通过墨槽或用传墨棍使油墨涂满整个印版,然后用刮墨刀,刮去附着在空白部分的油墨,而填充在凹陷的空穴中的油墨,在适当的印刷压力下,被转移到承印物表面。凹版印刷具有速度快(可达300m/min以上)、印版耐印力高(可达300~400万印)、印品墨色厚实、色彩丰富、清晰明快、反差适度、形象逼真、产品规格多样等优点。能在纸、铝箔、塑料软包装、厚纸纸容器、液体纸器、商标等承印物上印刷。

  二、软包装的凹版印刷

  (一)、软包装定义

  软包装又称柔性包装。最初专指塑料薄膜袋式包装,后来指各种单一材料或复合材料的软性包装物或软性容器,现在甚至还包括半刚性包装中的如泡罩包装、贴体包装及一些热成型包装形式。

  (二)、承印材料

  对于软包装的凹印印刷基材有很多要求,基本上有:(1)印刷基材表面应光滑平整,无杂质、破损,具有良好的印刷适性;(2)对非极性材料表面应进行处理,以提高表面能;(3)印刷基材不能过于松弛,基材收缩伸长变形率最好小于1%;(4)具备一定抗张强度和刚性,耐热性能良好且要求受热变形不能太大;(5)具有耐摩擦、耐穿刺性,对中间层起到保护作用;(6)双层复合膜时,表层最好也起到阻隔作用。

  常用的表层材料有:BOPP、BOPET、PT、纸等。(1)BOPP薄膜是聚丙烯熔融挤出后经过纵、横向拉伸所制得的薄膜,具有拉伸强度高、弹性膜量大,但抗撕裂强度低;刚性好、化学稳定性好,阻水性佳的特点。(2)PET就是通常所说的聚酯,俗称涤纶,以强度、韧度和透明度著称,具有良好的刚性、硬度、耐磨性、耐折性和尺寸稳定性,良好的防止异味透过性、气密性和防潮性,耐热、耐寒性好。(3)PA聚酰胺,俗称尼龙是一类在主键上含有许多重担酰胺基团的聚合物的总称。(4)PT即玻璃纸又称透明纸,具有优良的透明性、光泽性、印刷性和非导电性。

  (三)、软包装中的凹印油墨

  凹版印刷油墨是指凹印机印刷各种不同基材时使用的油墨。它又分纸张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复合油墨两类。

  塑料凹版油墨一般是用于印刷PE、PP、OPP、NY等塑膜的油墨,但也可印刷复合软包装,只要印刷版面没有较大的色块经过复卷冷风检验,复合气味和牢度还是基本可以的。塑料凹版表印油墨主要由连结料,聚酰胺树脂,加上颜料和助剂等经过研磨过滤制成的。聚酰胺树脂的软化点控制在121度,否则因树脂软化点低在霉雨季节印刷时会出现印品粘连。树脂软化点高在冬季使用时会出现冻结,就需加热混拌,使之溶化。塑料凹版表印油墨的稀释溶剂是甲苯,异丙醇,二甲苯,丁醇等。也可适时添加一些酯类溶剂来调整油墨的粘度。甲苯、异丙醇属快干溶剂。二甲苯,丁醇属慢干溶剂。在使用丁醇时要注意,如果油墨干燥太快,造成图文网点损失,适当加入丁醇使油墨再现力好,小字和网点清晰,但加多了会造成油墨不干,尤其在霉雨季节会出现印刷品粘连反粘。

  塑料凹版里印油墨又称复合油墨,是指印刷在基材里面的油墨。这种油墨的连结料主要是氯化聚丙烯树脂,它对印刷OPP、PET、NY等簿膜粘附力高。经复合后,黑油墨夹在里层,是印刷高档次的塑料软包袋的油墨。它稀释用的主要溶剂有甲苯、乙酮、丁酮和醋酸乙脂等。甲乙酮、甲苯、醋酸乙脂属快干溶剂,丁酮属慢干溶剂。这类油墨不得加入醇类溶剂,否则油墨会变质。在使用塑料凹版复合油墨时要注意,因为油墨制造厂家在设计油墨时有高速机快干墨和低速机收干墨之区别。印刷时要以凹印机的转速来确定油墨的选择,否则,凹印机的转速慢,油墨干在凹版网点凹坑里;凹印机转速快印件又干燥不了。

  对耐蒸煮的塑料软包装或印刷铝箔,要选择耐蒸煮的双组分凹版油墨和铝箔专用油墨。否则起不到耐蒸煮作用,会出现复合后里层的油墨经过蒸煮变稀,变色,图文不清晰等现象。在生产耐蒸煮的包装袋时还需选择耐高温的材料和耐蒸煮的双组分复合胶。

  塑料凹版油墨的表面张力一般是36达因,而PE、OPP的表面张力一般只有32达因左右,这就要求在进行凹版印刷时,薄膜要经过电晕处理,破坏塑料表面分子结构,提高薄膜表面张力,使之达到38达因以上,让油墨和薄膜亲和粘牢,用手搓和胶粘带撕不下油墨,才达到印刷质量要求。 塑料凹印油墨由于在生产中氯化聚合物对臭氧层有影响,在凹版印刷时大量使用甲苯来溶解和调节油墨的粘度,对工人的健康和安全产生伤害,这就要求油墨制造厂尽快研制低毒、无毒的醇溶性和水溶性凹版塑料印刷油墨。我们在生产纸塑复合卷材(供用户上自装机包装药品、袋泡茶等)和生产液体包装膜卷材时,采用了塑料柔版油墨。此油墨是醇溶性,所添加溶剂是醇类和酯类,毒性低,达到无味、无苯卫生要求。

  (四)、软包装凹印生产中常见问题

  软包装凹印常会出现许多质量问题,其中刀线就是最为常见的问题之一。刀线的产生原因多种多样:(1)、刀线与油墨的粘度有关。刀线的产生与油墨的粘度高低有着直接的关系。在实际生产中,油墨的粘度越高,越容易产生刀线。刀线的产生与油墨的粘度高低有着直接的关系。在实际生产中,油墨的粘度越高,越容易产生刀线。(2)、刀线与油墨颗粒粗细程度的关系。油墨颗粒越细印品质量越好,产生刀线的几率也就相应降低。对油墨的粒度粗细有严格的要求,通常要求油墨细度直径为15μm。油墨细度达不到要求,粗糙的颗粒将会把刮刀顶起,从而产生刀线。同时太粗糙油墨颗粒,对刮刀印版损伤都很大。油墨的粗细应适中,太细也不好。(3)、刀线与刮墨刀的关系。刀线的产生与刮墨刀的质量、安装角度、实际调节有很大关系。优秀印刷操作工,能将刮刀调整到最佳位置。不仅能减少刀线产生,而且对整个印品的质量提高都有关系。可以说刮刀调节、安装是凹印的核心问题。刮墨刀研磨的好坏与刀线有很大关系,研磨得好,不易产生刀线,否则就容易产生刀线。

  另外,图文前后套印不准也是常见故障之一,其现象是在多色丰美印过程中,每一色不能完全重叠,有一定的偏差,如果偏差超过规定要求(GB7707-87正面图案≤0。3mm,背面图案≤0.5mm),就成为不合格品。由于套印不准会造成材料浪费。所以引起了业内人士的高度重视。而了解套印不准的原因,掌握其排除方法变得非常必要。引起塑料薄膜凹印套印不准的原因有很多,既包括机械设备(卷筒直径的影响、导辊带电、装版不正确、齿轮磨损、胶辊选择不当);油墨适性(油墨的黏度过大也会导致图像产生位移,所以黏度值应根据实际情况来调节);环境温度(温度控制在25℃、湿度控制在40%为宜,过高,过低都将影响套印精度);印版递增量(在凹版印刷中,考虑到塑料薄膜的拉伸,根据色序,印版有一个递增量,它是逐步增大的。如果递增量有误差,超过允许范围,套色精度同样会下降);收卷张力(塑料薄膜在运行过程中,要求收卷张力平稳,随着收卷直径的逐步增大,收卷张力也应相应增大,同时要注意收卷的抖动范围)等客观因素的影响,也包括操作人员的质量意识等主观因素的影响。

  再次,油印等也是软包装凹印中常见的缺陷。

  造成以上误差因素有人员因素、设备因素、印版因素、操作工艺等因素,因为这些误差是客观存在的,要使其控制在一定的范围内,就要求操作员工有极强的工作能力。

  三、软包装凹印工艺要素

  (一)、印刷色序

  凹印一般有表印和里印两种方式。纸张由于其物理特性基本上均采用表印,塑料薄膜两种方式都有。印刷色彩还原过程中,名色版运用其相应颜色的油墨经过颜色叠加就能获得原稿的色彩。根据这个套色原理,以用生产过程中的实际经验,一般表印的印刷色序为:白→黄→品红→青→黑;里印的印刷色序为:黑→青→品红→黄→白。专色可放黑色后面,也可放在三原色后面,有时候根据生产计划安排可作适当的调整。

  (二)、印刷张力控制

  印刷张力是印刷工艺的重要工艺参数,其张力系统也是整个印刷设备的核心内容。印刷张力的设定是根据承印基材性质来确定的。易延伸的BOPP、PE等一般张力值设定在100N,不易延伸的纸张、纸铝复合材料等一般设定在120N左右,NY、PET、PT等一般设定在110N左右。对于不同机型、不同规格材料,其张力设定值会有所不同。

  (三)、干燥温度

  干燥温度的控制也是根据基材的性质决定的。干燥温度、印刷速度和溶剂沸点之间也存在一定的关系。温度恒定,若溶剂的沸点较高,则速度要降低,反之速度可以高点;当溶剂溶剂沸点恒定,则速度加快时,要适当提高温度,反之可降低温度;当速度恒定时若溶剂沸点较高,则温度要升高,反之温度要降低。另外干燥温度的控制还与工艺条件、图文面积、油墨性质和油墨厚度等有关。

  (四)、印刷压力

  印刷压力不够,油墨转移不佳,易出现图文缺损;压力太大易压出痕迹,薄膜发皱。不同承印物的印刷压力不同,具体生产过程中还要根据印刷版面的效果以及油墨等相关因素进行适当的调整。

  (五)、油墨黏度

  凹印过程中油墨黏度的准确性和一致性也是关键点之一,特别是高速轮转印刷中,油墨的黏度控制与一系列印刷故障相关,是影响印品质量的重要因素。凹印时,首先要调整好油墨的黏度,把溶剂加入到油墨中,使它的黏度降低到适应印刷机性能与条件所要求的程度。生产过程中由于油墨不停循环导致溶剂时刻在挥发,应每隔一段时间检测一次油墨的黏度,超出控制范围应立即添加新的溶剂去调整,使其控制在正常范围内。

  (六)、刮刀

  刮刀的运用是凹版印刷的一大特色,也是影响凹印质量的重要因素之一。在印刷工艺中,对刮刀的选用、安装、调节要求都很高。一般刮刀的接触角以55°最为理想,另外刮刀压力对印品质量也有很大的影响。过大的压力会降低油墨的转移率,对印版、刀片的磨损较大;过小的压力容易发生脏版或出现刮刀线。刮刀的磨损主要发生在与图文区域相西北角的部分,因此在印刷不同图像时,特别长时间使用后,仍然采用相同的刮墨刀,可能引起刮干净油墨造成条痕和脏版。

  (七)、印版滚筒

  由于凹印主要靠凹印版滚筒网目穴里存储的油墨转移到承印物来实现印刷图案,所以版滚筒的存放、清洗都显得尤其重要。长时间油墨堆积用在网目穴中发生堵版而影响使用。

  四、凹版印刷设备

  凹版印刷是目前在中国软包装行业应用最为广泛的印刷技术,全国所有的软包装印刷设备中,凹印设备占94%以上。凹版印刷技术广泛适用于PVDC、PET、PE、NY、CPP、OPP、BOPP等多种薄膜及复合膜类,所印刷的包装产品涵盖食品业、饮料业、医药业等等与生活休戚相关的行业。调查显示,95%以上的软包装生产企业都使用凹印设备进行印刷。随着国内高速凹版印刷机的成本不断下降,凹版印刷的市场占有额将继续增加。

  然而作为软包装设备的制造厂商,随着软包装印刷业的发展成熟也逐渐面临着新的任务和挑战。虽然我国的软包装设备经过多年发展已有不少进步,甚至已有部分制造厂商已造出能让国外制造商感到压力的设备,但这并不能代表我国的软包装设备已经能够满足国内软包装印刷业基本需求。国内软包装设备的制造厂商很多,有以陕西北人为代表的陕西制造,有以宁波欣达为代表的浙江制造,有以松德为代表的广东制造。在这众多的国内设备供应厂商中,每个企业的经营理念不同,目的不同,生产能力及设计技术水平差异很大。软包装设备的制造厂商需要软包装印刷企业不断的指引和支撑才能得到快速、持续、健康的发展。

  国内凹印包装设备制造业与国外发达国家(特别是欧洲)相比仍然有着相当大的差距,主要体现在电子轴传动技术、印刷小车、套筒技术、机器管理系统及远距离技术支持系统等方面。而且在中国软包装领域,凹版印刷使用溶剂性油墨的比例还相当大,溶剂残留问题使软包装面临着食品、药品等行业的严格要求的挑战,同时也面临着国家相继出台的一系列环保法规的约束,不过人们正研究将符合环保标准的水性油墨和醇溶性油墨用于凹印设备,并且已经取得可喜的成果。

  随着中国印刷行业新工艺的不断突破以及市场需求的不断加大,凹印设备将朝着多用途、多色、高速、自动化、联动化和环保化的方向不断发展。

  结束语:欧洲凹印协会(ERA)代表认为:从欧洲食品展览会的盛况来看,食品软包装形势喜人,对凹印软包装也很有利,尤其是那些批量大、质量讲究的名牌食品软包装仍青睐凹印。我国是个软包产品消费大国,纸张、塑料、复合材料等在许多领域内有着广泛的应用。软包装印刷行业将会有很大的发展空间,而做为倍受青睐的凹印,当然也有空前的发展机遇。谨希望凹印技术能在软包装工业中发挥更多更大的作用。


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