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  将文字、图画、照片等原稿经制版、施墨、加压等工序,使油墨转移 到纸张、织品、皮革等材料表面上,批量复制原稿内容的技术。称之为印 刷。印刷有多种形式分为:传统胶印,丝网印刷,数码印刷等
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从解决柔印堵版问题谈质量是设计出来的

2012-03-288  阅读:3583

  柔印堵版(也称塞网)是大多数柔印机长切身的痛。有5%以下特别是1%~2%高光网点的印品在发生堵版故障时,柔印机长除了控制三辊压力(网纹辊、印版辊、压印辊)和在印版的高光处喷涂硅油之外,并没有其他更有效的方法。其实,解决柔印堵版问题不仅仅是柔印机长的责任,也是柔印印前人员的责任,更是产品工艺员的责任。正所谓“三分印刷、七分印版”,从设计环节开始就注定了印品良品率的高低和印刷速度的快慢。因此,印刷质量不仅是制造出来的,更是设计出来的。
  在柔印不干胶标签中,高色相反差、渐变绝网都是常有的事。而这类设计又极易造成柔印堵版。通常造成柔印堵版的原因有:最小网点浸入网纹辊网穴、三辊压力控制不好形成网点搭桥、印版表面张力与油墨不匹配,以及其他诸如墨层厚、暗调搭桥等。了解了这些原因,我们就可以从印前设计与制版环节提前做好预防,并制定合理的流程参数,让柔印机长可以轻松高质地完成订单。
  
  最小网点不浸入网纹辊网穴
  现在业界早已不再提“网纹辊线数与印版加网线数比是5∶1或7∶1”的说法,而是直接计算印版的最小网点直径,保证其不小于网纹辊的网穴开口,也就是以印版最小网点不浸入网纹辊网穴为前提条件。若最小网点浸入网穴内,网点肩部就会吸附油墨(如图1所示),局部网点印刷出来就会增大(如图2所示),人眼看上去会有网点发花、印色不均的问题。经长时间印刷后就会在网点之间的浮雕处累积油墨,最终形成印版堵版。制版方式不同,网点大小也不一样。采用传统胶片制版工艺,不易制作出1%的网点,且制作出的2%网点实际要大于2%;而采用CTP制版工艺,由于是圆顶网点,所以实际制作出的1%网点要小于1%,因此相比传统印版而言更容易堵版。为了让CTP制版工艺得到的最小网点容易被“洗”出来,同时也不易掉进网纹辊的网穴内,通常CTP印版上的实际最小网点直径会在20μm左右。
 


图1

 


图2


  由于早期网纹辊的网壁宽度与网穴开口比大多在1∶14左右,且网穴形状较现在的“U”型而言更趋近于“V”型,因此,网纹辊在使用的前半年里更易磨损,BCM值下降更快,网壁宽度与网穴开口比就会变为1∶12,随着使用年限的增加,甚至会达到1∶10。笔者实际测量过已用5年的网纹辊,1200 线/英寸网纹辊的网壁宽度为1.7μm;1000线/英寸网纹辊的网壁宽度约为2μm;800线/英寸网纹辊的网壁宽度约为3μm;400线/英寸网纹辊的网壁宽度约为5μm,与网穴开口的比大约为1∶12。需要说明的是,每个网纹辊厂家的比值结果不尽一样,最新的网纹辊网壁宽度与网穴开口比约为1∶8,所以各标签印刷企业需要实际测量才可以得出适合自己的比值。最终实际的最低网纹辊线数都会较网纹辊厂家提供的数据有所改变,具体例子如表1和表2所示。表1和表2中网纹辊网壁宽度与网穴开口的比约为1∶12,所用到的计算公式为25.4mm×1000μm/(网点直径+网壁宽度)μm。
        


表1 理论最高网纹辊线数与实际最高网纹辊线数(150线/英寸印版)


表2 理论最高网纹辊线数与实际最高网纹辊线数(175线/英寸印版)

  在柔印日化标签中,150线/英寸、175线/英寸是常用的加网线数。既然印版上的小网点不可以掉进网纹辊的网穴内,那么在进行工艺安排时就要尽可能避免1%甚至2%的小网点。如果印品图文中存在绝网,就用2%~3%的网点铺满;如果印品图文中并无高光小网点,那么,将印版加网线数提高至200线/英寸甚至更高,以提高印品的细腻度。相信只要有良好的沟通,通常客户会尊重标签印刷企业的意见。但如果客户拿胶印或凹印的绝网样品来追样怎么办?如果要满足0~100%的渐变,实地要深、网点要浅的问题,又该怎么办?这就需要产品工艺员在产品设计时发挥重要作用。
  产品工艺员在整个工艺中负责制程评估与设计,并对可能存在的风险加以预防,如套印工艺的设计、墨杠的避免、堵版的预防、排版综合成本控制等。其目的是要达成在成本最低的条件下,既可满足客户要求,又可达到顺利量产的需求。
  那么,在追胶印或凹印的绝网样品时如何避免柔印堵版呢?
  第一,选用折中的加网线数,如175线/英寸,而不要盲目追逐胶印的高线数。追样时,使用桑巴网(调频网)时不能印得太深,压力不能太大,否则不符合亚洲人的审美观。使用艾司科HD高清网点时,由于1%的网点数量减少仅相当于0.3%的网点(此点不作介绍,具体可见2010年第6期《印刷技术》,赵嵩、秦超华撰写的《突破柔印“瓶颈”的高清网点柔版技术》一文),尽可能将网点版与实地版分开,不能分开也必须严格遵循“最小网点不浸入网纹辊网穴内”的原则。如在2010“太阳杯”标签印制大奖评审中获得全场印制大奖的“蓝月亮自然清香洗衣液标签”(如图3所示),其渐变到0的蓝色网点使用1300线/英寸网纹辊上墨,完全看不出绝网痕迹,若不用放大镜观察还以为是胶印印品。
 

 


图3 蓝月亮自然清香洗衣液标签

         第二,由浅到深的渐变,只要暗调部分网点没到100%,印前分色时就要提升暗调的网点百分比,以提高网纹辊线数,以保证印品颜色不受影响。
  第三,选用色浓度高的油墨或美系油墨。油墨的色浓度增高,自然网纹辊的BCM值可以降低,相应的网纹辊线数可以提高。
  第四,对于0~100%的渐变,即便印刷出来的暗调区域太浅,也不可以采用降低网纹辊线数的方法,可以采取印刷两遍的方法。例如,200ml力士沐浴露所用的标签为凹印收缩标签(如图4a所示),1000ml力士沐浴露所用标签是柔印不干胶标签(如图4b所示),客户要求柔印不干胶标签必须要追凹印收缩标签样品。由于凹印网点的二维特性,绝网处网点浅而小,印品无断痕痕迹,渐变至暗调处网点大而深,颜色饱满厚实。柔印在追样时,绝网处用桑巴网(也可用艾司科HD网点和柯达FlexcelNX网点),暗调用调幅网,并且用1000线/英寸以上网纹辊来供墨,可避免堵版。采用两遍印刷的方法,但第二遍印刷时只在第一遍印刷图文的中间调与暗调处以1%~100%来印刷,以增加暗调层次。这样的印品不但可以让实地与网目调两全,而且减少了脏点的产生,避免了凹印非常难解决的跳阶(70%处网点并级)问题。
 


图4

  第五,尽可能运用业界最新技术,如柯达FlexcelNX的方形激光器可以让0.8%的长方形网点对角长度比1%的圆形网点直径大,更能有效避免最小网点浸入网纹辊网穴内。杜邦充氮气曝光的平顶网点制版技术的开发同样具备类似的原理。对于目前正火的GTT 网纹辊,还需要业界特别是标签行业来证实其在高光网点方面的表现。

  三辊压力的控制
  由于本文重点在于讲述“质量是设计出来”的话题,对三辊压力控制就不做重点论述。虽然是七分靠印版,但毕竟还有三分要靠印刷。柔印机长对三辊压力的控制必须寻求临界点压力,特别是不易直接看见的网纹辊与印版的压力控制。否则,网点被强行挤压变形,甚至倒掉,网点之间发生连接搭桥,形成堵版,再好的设计也会功亏一篑。
  但是,临界点压力印刷是有印压轻风险的。通常情况下,我们要求柔印机长将实际生产中的压力控制得要比临界点压力稍大一些。
  因压力控制不好而形成堵版的问题常出现在30%~60%的网点处(如图5所示),因为60%以上的网点自身扩大已经连接在一起,而30%以下的网点因直径小、网点边缘之间距离大,不易搭桥连接在一起。
 

图5

  笔者曾与美国COMCO技术工程师交流,他谈到一种训练柔印机长调整临界点压力的方法:将印版的文字、网目调、小实地的浮雕做得很浅,而背基做得很厚。用这种印版印刷时,一旦压力稍大,印刷图文就会立刻变形,印得粗大。以此训练柔印机长对压力的敏感度。
  
  印版表面张力与油墨的配合
  在这里笔者需要强调一下,本部分所引用的数据均来自笔者对柔印UV油墨的实验,其他油墨还尚未验证。
  在之前,业内还很少有人知道堵版与印版表面张力有关系,而且是很大的关系。笔者曾经在2006年因印版堵版故障严重,同时请油墨供应商、版材供应商的技术人员坐在一起商讨原因与对策,最后并未找到有效的对策,直到2009年听了蔡成基老师的课程才有所感悟。
  相信不少柔印机长都会或多或少地遇到过新制印版不沾油墨的现象,这是因为印版表面张力低的缘故(通常低于30mN/m)。目前,柔印UV油墨的表面张力大多在34mN/m左右,若印版表面张力低于30mN/m,那么柔印UV油墨会在印版表面有所收缩、不易流平。这时,柔印机长可以依据印版不沾油墨的程度,由轻到重,依次用酒精、80℃热水、香蕉水擦拭印版表面,以提高其表面张力。但这种做法仅适用于印版上的实地部分,不能也不需要用于网目调部分,否则会将网点擦倒、擦掉。当然,这种做法也只是一种救急之道,真正的解决之道是要在制版时提高印版的表面张力。
  不少柔印机长还会遇到新制的印版在印刷不到3000转时就出现堵版的问题,这是因为印版表面张力太高(高于40mN/m)的缘故,因为新制印版通常不会在如此短的时间内就因为三辊压力过大或最小网点掉进网穴里的问题而堵版。印版表面张力高,其抓墨能力过强,致使小网点肩部更易吸附油墨且不易释放出去,慢慢累积,最终造成堵版。这时,柔印机长通常会将硅油喷在棉签上,再用棉签浸润已擦拭干净的印版,以降低印版浮雕部分的表面张力。经过处理后,堵版现象在印刷10000转之后才会出现。但这样做法也仅是“亡羊补牢”,且印刷10000转之后还会再出现堵版故障,并不能让人满意。既然质量是设计出来的,那么应该在制版时就降低印版的表面张力。
  根据表面张力润湿理论:印版的表面张力小于油墨表面张力,油墨与印版的接触角大于90°,导致油墨收缩,严重时就像水珠掉在荷叶上一样。这时印版抓取油墨的能力差,自然其转移的油墨量就要小。若印版表面张力大于油墨表面张力,油墨容易转移至印版上,且流平性好。印版表面张力越大,印版抓取油墨能力越强。只有抓取油墨多,释放油墨才会多。
  对于堵版现象,印版图文浮雕处的表面张力是影响堵版的关键,此处的表面张力比油墨大,在印刷时的“吻压”过程中,油墨会慢慢因毛细作用吸到浮雕深处。并且印版表面张力比油墨表面张力大得越多,堵版现象越严重。无论低速还是高速印刷,印刷时间不长,就开始在1%~10%的网点处发生堵版,且迅速延伸至20%网点和1%以下的网点,或高光调频网点处。人眼就可看见印版上堵满了油墨。用手指按印版,会有大量油墨沾在手指上,如图6所示。当印版上的油墨累积到一定程度时,就会在某个地方瞬间释放,产生飞墨故障,在印品20%以下的高光网点处会不固定地出现一个直径大于0.2mm的深色墨点,如图7所示。堵版严重的区域还会有网点均匀扩大现象。因此,从堵版角度来讲,印版表面张力要比油墨的表面张力小比较好,且在保证印版能沾上油墨并能印刷平整的基础上越小越好。
 

图6

  既然提高油墨转移量要提高印版表面张力,解决堵版问题又要降低印版表面张力。这不是一对矛盾吗?如果不矛盾,那么印版的表面张力多大才是合适的呢?
  实际上,印版制作出来时,版面与浮雕处的表面张力是差不多的。印版的表面张力略低于油墨表面张力,低速印刷时油墨略有收缩,但稍微提高印刷速度后,油墨来不及收缩就已被转移至承印材料上。印刷过程中,印版不断与网纹辊和承印材料摩擦,其表面张力会提高。同时,印版与油墨、擦版洗剂的接触也会增加印版的表面张力。因此,最终所获得的印品表现完好,实地印刷平整。印刷约100~200米之后,版面的表面张力就会提高5mN/m以上,并稳定下来,而图文浮雕处的表面张力几乎没有变化。柔印UV油墨的表面张力大多为33~35mN/m,因此,用于印刷的印版表面张力应该≥36mN/m,才可以保证油墨正常转移,且印版浮雕处表面张力要≤32mN/m,才可以保证不堵版。从而得出未上机的新印版表面张力应在31(36-5=31)~32mN/m之间才可以符合上述理论,这也是印版表面张力的最佳理论值。
  但在实际工作中,印版表面张力控制到这么小的范围是不容易的。在一个较小的表面张力区间内,油墨转移是比较微观、不明显的,但对于堵版现象来说,影响非常明显,具体如表3所示。印版表面张力低于27mN/m时,油墨在其表面收缩严重,实地印刷不平整。当印版表面张力高于36mN/m时(高过了油墨的35mN/m),发生油墨堵版的风险就已相当高。但印版表面张力在29~42mN/m之间,油墨的实地色密度并没有发生明显变化,基本可以视为无变化。因此,笔者结合前文得出的31~32mN/m的印版理论最佳表面张力,实际制版时将印版表面张力控制在29~32mN/m比较好一些。 
                                      

表3


  大多数标签印刷企业并无测量印版表面张力的仪器,但可以用一个看似很“土”却很实用的方法进行粗略测量。具体操作是:用棉签沾取少量的柔印UV油墨,在印版实地处划过,要求墨层薄(低于5μm)且均匀,观察其收缩状况;或者,直接上机让印版与网纹辊接触后,观察其油墨收缩状况。若略微收缩,则印版表面张力比油墨要低,网目调处就不易堵版。若不收缩,则印版的表面张力比油墨高,网目调处非常容易堵版。总之,只要油墨在印版上略有收缩,且实地印刷平整、无外观影响,就是一块不易发生堵版故障的好印版。
  
  供墨量与暗调搭桥
  也许供墨量对堵版的影响程度不及最小网点浸入网纹辊网穴所造成的影响,但它毕竟会影响网点的扩大,同时,供墨量大使印版浮雕处容易沾上更多的油墨,从而造成堵版。因此,即便最小网点不浸入网纹辊网穴,笔者也不建议用低于600线/英寸的网纹辊来供墨。例如:印版加网线数为150线/英寸,最小网点为8%,以最小网点不浸入网纹辊网穴为前提,应该可以用440线/英寸的网纹辊,但笔者却将其修正为600线/英寸的网纹辊,由此造成的色浓度低的问题可以用前述方法解决。
  对于暗调搭桥,严格意义来讲并不算堵版,只因为其印刷故障表现与30%~60%的网点搭接类似,印品看起来就像堵版一样。柔印大部分使用的是圆形网点,因为在所有网点形状中,相同面积情况下,圆的周长是最短的,因此网点扩大率也是最小的,套色印刷也是最细腻的。圆形网点的理论网点搭桥点为78.5%。但由于网点扩大的原因,55%~70% 的网点也会开始不同程度地连接在一起,形成搭桥。通常网点边缘之间相距在25μm以上才不易出现搭桥问题。柔印机长通过控制压力、减小墨量的方法也不能根本解决问题,应从前端制版环节入手,运用胶印的方圆网技术来改善中间调的搭桥。方圆网技术就是将方形和圆形两种网点结合在一起,35%时还是圆网,随后慢慢变化,在50%时最终演变成方网。由于网点扩大的原因,其搭桥点约在40%~44%处,见表4。而传统圆网搭桥点在55%~70%。由于方圆网的搭桥区间明显小于传统圆网的搭桥区间,因此,对搭桥现象的解决有改善作用。 
          

表4

  值得注意的是,针对不同图文印品有不同的做法,不可一味使用方圆网。在印品设计中,如果暗调区域较长,中间调区域较短,就非常适合方圆网;如果暗调区域较短,就不适合运用方圆网,比较适合圆网;如果渐变梯度比较短,亮暗调在较短的区间呈现时,方圆网也是非常适合的。
  综上所述,印品质量是印前人员、产品工艺员设计出来的,其次才是印刷环节制造出来的。堵版、套印、墨杠、脏点等影响印品良品率和生产效率的因素,排版、排色等影响成本的因素等,无不与前端设计息息相关。控制好印版,就控制了70%以上的质量。在此,笔者再次强调:质量不仅是制造出来的,更是设计出来的。

图7 印品20%以下的高光网点处有脏点


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