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目前燙印工藝在煙包中應用非常廣泛,且越來越復雜。對于運用了復雜燙印工藝的煙包,僅控制好燙印工序質量還不夠,還要將燙印質量控制的觸角延伸到整個與之相關的工序,只有這樣才能全面掌控煙包燙印質量。本文將從印刷過程控制、燙印過程控制、燙金設備選型這三方面探討煙包燙印質量控制。
印刷過程控制
在印刷過程中,影響煙包燙印質量的主要因素包括紙張、油墨和印刷操作,下面就從這三方面簡單談談它們對燙印質量的影響。
1紙張控制
(1)紙張背涂工藝
煙包承印材料大多是紙張,使用背涂工藝的紙張伸縮變形量小、穩定性高,因此高檔煙包用紙張幾乎都運用了背涂工藝。
對于燙印產品而言,紙張在使用背涂工藝時,背涂材料是需要考慮其耐溫性的。有些背涂材料在一定溫度下就會軟化發粘,在燙印過程中因溫度和壓力的作用紙張就會粘附在燙印底版上發生燙印掉紙問題,所以在這里需要重點強調,在新產品開發時如有燙印工藝,就要提示紙廠在紙張背涂時需要選用具有耐溫性的背涂材料,以防燙印工序因掉紙問題而無法正常運轉,最終導致煙包燙印工藝實施受阻或打樣失敗。
(2)轉移紙膜層附著力
因為轉移紙具有環保和成型效果好的特性,所以高檔煙包轉移紙的運用越來越廣泛。轉移紙膜層非常薄,其純鋁箔厚度一般在0.015~0.030μm之間,在燙印工藝運用過程中易發生燙印反拉問題,即紙張轉移膜層被燙印箔反拉掉露出基紙層(如圖1所示)。
圖1 紙張轉移膜層被燙印箔反拉掉露出基紙層
這類燙印問題的解決辦法主要從以下兩方面考慮:
①提高轉移膜層對基紙層的附著力,以及膠粘層耐溫性;
②降低電化鋁松緊度,提高電化鋁轉移性能。
根據燙印箔與紙張材料的具體情況,可以采取對其中一種或兩種材料同時改進的方法加以解決。
2油墨控制
油墨對于燙印質量可以說有著直接和致命的影響,因為油墨干燥后其表面性能已基本定型,如果燙印材料與油墨不匹配,則會發生燙印質量問題,一般表現為以下兩種情況。
(1)燙印不實
燙印箔無法完好轉移并附著于印品表面,常常會出現缺邊、斷筆、花麻等燙印質量問題,燙印不實與油墨相關的因素主要有以下兩方面。
第一,油墨中撤粘劑、亮光漿之類的添加劑過多,影響電化鋁附著性能。
對于此類問題的主要改善辦法有:①降低油墨中不利于燙印的助劑含量;②選用燙印適性好的助劑,最終達到解決問題的目的。
第二,燙印材料與光油不匹配。煙包產品一般都會運用上光工藝,產品研發時應重點關注UV光油表面燙印適性測試,因為UV光油燙印適性一般較差,一旦印刷之后出現問題處理起來非常困難。
(2)燙印反拉
煙包燙印反拉與油墨相關的情況主要有以下兩種情況。
第一,電化鋁將油墨從紙張表面拉掉。對于此類燙印反拉問題,其燙印效果表征為燙印后未燙上部分會露出紙張底色。
新產品研發時,我們應當研究紙張表面張力與油墨附著力的關系,提高紙張表面張力,加強油墨對紙張的附著力,同時還要注意考慮油墨耐溫性,在一定溫度下墨層對紙張的附著性能不發生改變。
如果是半成品,我們可以選用松一點的電化鋁,降低電化鋁轉移層與基膜層之間所需要的剝離力,最終達到解決問題的目的。當然選用松一點的電化鋁也有尺度,電化鋁過松會造成燙印野金問題。
因此,在研發時與燙印適性相關的基礎工作必須做扎實,否則很可能會導致產品研發失敗。
第二,電化鋁將表層油墨與內層油墨分離。此類燙印反拉問題形成原因與第一種不同。因此它們的解決辦法也完全不同,此類燙印反拉問題大多出現在多層疊色的底色上燙印,因墨層過厚導致干燥不良而發生燙印反拉問題(如圖2所示)。
圖2 因墨層過厚導致干燥不良而發生燙印反拉問題
對于此類問題我們可以采取以下兩種辦法應對。
①被動型。待油墨自然干燥后再進行燙印,或通過二次干燥工藝實現油墨徹底干燥,最后解決因油墨干燥不良導致的燙印反拉問題。
②主動型。在膠印工藝設計時,提前考慮油墨墨層厚度對燙印質量的影響,運用油墨深調淺印技術,或開啟色組間干燥裝置,或選用干燥性能好的油墨等辦法,提前處理好油墨干燥不良問題。
3印刷操作控制
在膠印過程中,操作人員需重點關注水墨平衡問題,印刷過程切記不可水大墨大導致油墨過度乳化,從而造成印刷墨層不平實,油墨的異常狀態會導致燙印質量問題發生。
在普通油墨膠印時,操作人員應當時刻關注產品噴粉量的大小,以最少的噴粉量進行印刷生產,最大限度地防止噴粉對燙印質量造成影響。同時還需注意車間環境溫濕度,防止紙張表面因濕度大或溫差大結露而影響后續燙印加工。
燙印過程控制
在煙包燙印生產過程中,影響燙印質量的主要因素有燙印參數和燙印材料,需對這兩方面進行控制。燙印參數控制是指對燙印溫度、燙印壓力和燙印速度的控制,前兩者相對簡單,后者相對復雜。燙印材料控制是指對電化鋁和燙印版的控制。
1燙印參數控制
在燙印過程中,燙印壓力的調節雖然復雜,卻是最重要的燙印參數。目前煙包常用燙印方式有平壓平、圓壓平和圓壓圓型三類,看似三類,其實按燙印原理來分只有兩類,即面接觸燙印和線接觸燙印。
(1)面接觸燙印控制
面接觸燙印方式是指在合壓瞬間各個燙印版的表面同時處于受壓狀態,此時燙印壓力會分布到每個燙印版上,在正常燙印狀態下每個燙印版所受壓力基本一致。如果某個燙印版面局部壓力與其他燙印版面壓力不同,則會發生燙印不良問題。
為了解決燙印壓力不平衡問題,我們可以在燙印版面壓力不夠的區域墊上合適厚度的墊版紙增壓,在壓力較大的區域撤去適當墊版紙減壓,最終達到燙印版面壓力平衡實現正常燙印。
這種面接觸燙印方式的燙印壓力平衡比較容易實現,解決面接觸燙印問題的過程其實就是一個找燙印壓力平衡的過程。只要操作人員細心、細致,明白其工作原理就能迅速解決此類燙印問題。
在此,還要探討一種特殊的面接觸燙印工藝,即燙壓工藝。所謂燙壓工藝,就是將燙印和壓凹凸工藝合二為一的一種燙印技術(如圖3所示)。
圖3 燙壓版及燙壓效果
該燙印工藝在煙包中運用廣泛,特別是在高檔煙包中運用更為頻繁。目前煙包燙壓工藝的主要質量問題有兩種:
①燙印圖案邊緣出現部分燙印不上問題;
②燙印質量穩定性差,質量控制難度大。其原因主要是燙壓版的表面與平燙版的表面不同,是弧形凹面(如圖3所示),其受力情況比平燙版復雜得多。
在燙印過程中,正確處理燙印壓力,便是解決此類燙印問題的關鍵所在。
在燙印過程中,如果發現文字邊緣部分燙印不上,而且是有規律地出現在文字筆畫某側,那么這種情況基本可以判定為樹脂版發生了偏位,從而導致燙印版面局部壓力不均,進而出現燙印故障(如圖4所示)。
圖4 燙壓偏位故障
由于燙印材料對燙印壓力的要求比較苛刻,所以燙壓工藝中最棘手的問題就是解決燙印壓力均勻性問題,因此燙壓工藝對于燙壓版的制作要求也相當嚴格。
如果銅版與樹脂版表面弧度吻合度超過一定限度,那么通過簡單的墊版操作是無法解決此類燙印問題的。這就是為什么有些燙壓版無需做過多調整就能燙上,而有些燙壓版無論怎樣調整都會出現燙印問題。要想解決此類問題,就必須更換燙壓版或樹脂底版。
(2)線接觸燙印控制
眾所周知,圓壓圓燙印方式在燙印速度方面具有絕對優勢,為適應煙包大規模和高速生產需要,煙包印刷企業大量引進圓壓圓燙金機以適應市場需求。當處理不規則圖形燙印壓力不均問題時,對于面接觸燙印方式來說可以通過簡單的墊版操作就能解決,但對于線接觸燙印方式并非如此容易。
如圖5所示,在燙印三角形圖案時,從三角形頂部開始合壓,此時燙印面受壓情況很明顯,同等條件下燙印開始時燙印壓強最大,隨著燙印面積增大,燙印版面壓強逐漸減少,其實任何一種燙印材料對壓強的承受范圍都是有限的,如果燙印版面首尾壓強超過燙印材料承受范圍,就會出現燙印質量問題。
圖5 線接觸燙印示意圖
為更深入地分析問題,在此引入燙印壓強分析法,讓大家明白導致燙印質量問題的根本所在(如圖6所示)。
圖6 壓強與位置曲線
在分析三角形A、B兩個燙印部位壓強情況之前,我們先定義:燙材壓強允許范圍ΔP、燙材實際壓強范圍ΔP′、設備設定壓力F、輥筒限位分壓量F′。
首先我們要清楚在實際燙印過程中,圓壓圓燙印方式并非是絕對的線接觸,我們可以運用微積分建模計算出具體壓強大小。為引導燙印墊壓思路,在此僅對燙印壓強做定性分析。
定義A、B兩點接觸即時面積分別為:SA和SB,且SA遠遠大于SB,那么在燙印過程中,實際A、B兩點的燙印壓強為:PA=(F-FA′)/ SA,PB=(F-FB′)/ SB。
根據上式可推導出燙印材料實際壓強范圍:ΔP′=PA-PB=(F-FA′)/ SA-(F-FB′)/ SB。
如果A、B兩點不存在輥筒限位分壓,ΔP′將遠遠大于ΔP,那么在此情況下燙印是無法實現的。在實際燙印過程中,設備分壓裝置保障了圓壓圓燙印方式的可行性,當然輥筒限位分壓裝置作用力的大小是由燙印版輥與壓印輥之間的間距以及墊版紙厚度共同決定的。
通過定性分析后,我們再去思考如何進行燙印墊壓操作就會容易很多。當采用線接觸方式燙印此三角形圖案時,我們可以制作出類似形狀的墊版紙,然后通過砂布打磨墊版紙,讓B到A段墊板紙厚度逐步減少(如圖7所示),再利用設備輥筒限位裝置分去一部分壓力,保證燙印首尾壓強范圍保持在燙印材料的承壓范圍內,最終實現不規則圖案的燙印加工。
圖7 不規則圖案的燙印加工
2燙印材料控制
(1)電化鋁
電化鋁選型將直接影響煙包燙印質量。電化鋁的選擇,一般要根據承燙材料性能、燙印圖案情況、燙印工藝特點等方面綜合考慮。
①承燙材料性能。根據紙張及印刷油墨表面張力情況確定電化鋁類型。在電化鋁選型時,我們要檢測其對承燙材料的附著能力,當電化鋁燙印在紙張、油墨或多種材料都存在的產品表面時,我們就必須在所有類型承燙材料表面進行燙印試驗。
②燙印圖案情況。根據燙印圖案面積和形狀確定電化鋁類型。當燙印圖案面積較大且圖案中間無復雜鏤空圖案時,可選用剝離力較小的電化鋁,也就是大家常說松一點的電化鋁,這類電化鋁的優點在于轉移性能強,缺點是容易出現掉粉和野金等燙印質量問題。
當燙印圖案面積較小且圖案以線條和精細鏤空為主時,則要選用緊一點的電化鋁,這類電化鋁能確保線條圖案鏤空部分邊緣清晰,但對燙印操作要求較高,燙印時易出現燙印斷筆和燙印不實等質量問題。
③燙印工藝特點。煙包燙印工藝主要有普通平燙、燙壓和先燙后印工藝。對于普通平燙和燙壓工藝而言,燙印滿足燙印轉移良好不掉金就行;但對于先燙后印工藝,除了滿足燙印基本要求外,其對電化鋁附著牢度提出了更高要求,還要關注電化鋁野金問題,這些基本條件是實現先燙后印工藝的基礎。
(2)燙印版
高質量的燙印版是保證燙印質量的前提條件。目前制作燙印版主要采用照相腐蝕工藝和電子雕刻技術,燙印版材常用銅版、鋅版和鋼版。在燙印版材的選擇上,需要根據燙印圖案的特點和產品規模來決定。
傳統的照相腐蝕工藝一般用于制作燙印鋅版,這類燙印版工藝簡單、成本較低,主要用于文字、粗線條、一般圖像。
電子雕刻工藝一般用于制作銅版和鋼版。銅版材質細膩,表面光潔度、傳熱效果都優于鋅版,采用優質銅版可提高燙印圖文光澤度和輪廓清晰度,鋼版優勢在于成本低、使用壽命長。
對于大規模燙印產品而言,煙包印刷企業都會采用銅版和鋼版進行燙印,因為這些版材不僅可以大大降低制版費用,還可以提高生產效率和產品合格率。
燙金設備選型
1燙金設備特點
目前主流燙金設備包括圓壓圓、圓壓平、平壓平三種。圓壓圓、圓壓平燙印是線接觸燙印方式,優點在于燙印效果好,適合大面積實地燙印,此外圓壓圓燙印方式還具有燙印速度快的特點,但圓壓圓弧形燙印版制作成本相對較高。而平壓平燙印方式操作靈活方便,比較適合短線產品的燙印生產。
2燙金設備選型
雖然國產設備在性價比上有明顯的優勢,但進口設備在套印精度、穩定性和功能上還是優于國產設備,也比國產設備耐用,適合大批量高檔包裝產品的生產加工。
燙金設備決定了產品的燙印工藝和質量。如果企業追求燙印加工的靈活性和多樣性,則可選擇平壓平和圓壓平燙金機;如果企業追求規?;?、穩定性和高效性,則可選擇圓壓圓燙金機。
一般大型企業往往是3種設備搭配選擇,具體哪種設備占比大,則需根據加工品牌以及產品生產工藝來決定,燙金設備選型對于企業產品結構和研發方向具有重要意義。
印刷過程控制、燙印過程控制和燙金設備選型是煙包燙印質量控制的3個重要方面,當然煙包燙印質量控制涉及因素不僅限于這3個方面,各企業根據產品具體情況會有更多、更靈活、更有效的質量控制方案。在燙印工藝設計時,我們只要注入了全面和前瞻性的燙印質量控制思維,注重細節,那么產品燙印質量必將踏上一個全新的臺階。
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