传墨网纹辊网孔的堵塞原因和改善方法

2021-01-14 11:15株洲恒旺包装材料有限公司刘兴旺
上海包装 2020年12期
关键词:网孔辊的网纹

株洲恒旺包装材料有限公司 刘兴旺

常州市武进海力制辊有限公司 杜建春

传墨网纹辊网孔堵塞和难以清洗是纸箱柔印中的常见现象,也是柔印行业常常受其困扰的一个痛点。

图1.堵塞的网纹辊一

图2.堵塞的网纹辊二

是什么堵塞了传墨网纹辊的网孔?导致传墨网纹辊网孔堵塞的原因和改善方法?如何清洗传墨网纹辊被堵塞的网孔?

本文从以上三个方面和大家分享对传墨网纹辊网孔堵塞现象的认识和改善方法的经验。

众所周知,传墨网纹辊是依靠辊面雕刻的、容积完全一致的网孔,接受水性油墨,经刮刀或刮墨橡胶辊刮去辊面网孔外的水墨,实现向印版上连续不断、高速和均匀地传递印刷所需并精确计量的墨量。

传墨网纹辊传送墨量的多少,主要由所选择网孔的网线和容积规格而决定,网孔一旦发生不同程度的堵塞,就必然减小了网孔的容积,直接影响网孔接受、储存和传递水性油墨的能力,导致印刷墨量减小,甚至严重缺墨,造成印品废次损失。

一.是什么堵塞了传墨网纹辊的网孔

传墨网纹辊传送的是水性油墨(以下简称水墨),所以网孔堵塞一定和水墨及水墨输送和传递过程中相关的事物有关。事实告诉我们,网孔堵塞物质的成分主要是干凅水墨中的树脂包裹的颜料颗粒和其他杂质,吸附在网孔的内壁,堆积在网孔中。

为此,我们首先认识一下水墨。

我们都知道,色彩颜色是由光照到物体上,物体吸收一部分后,剩余的光反射至眼睛中所感受到的。

图3.人类感印刷品知色彩的原理

印刷品的颜色是如何呈现的呢?是水墨(水溶性树脂包裹着颜料)由印刷设备中的网纹辊传递到柔印版的图文上,再印刷到承印物上。印刷到承印物上的水墨,其溶剂经挥发干燥后,凝固聚合的树脂所形成的三维网状透明膜,将颜料颗粒固定在承印物上,由光透射到颜料上再反射致我们眼睛所呈现的。

1.水墨的成分和特性

柔性版水性油墨简称为水墨,它是由水溶性树脂、颜料、水及相关助剂等,经复合研磨、分散加工而成的均匀浆状物质。

2.水墨的干燥原理

水墨是由水作溶解载体(溶剂),水溶性树脂或水分散性树脂作为连接料,将颜料颗粒均匀分散其中,使水墨便于流动输送并能均匀分布。由水墨的成分决定的其物化特性,液态的水墨是溶于水的,一旦干燥凝固后的水墨,在自然条件下不可再逆向溶解。因为水墨中的树脂连接料,随着溶剂挥发,逐渐浓缩、团聚、凝固成膜,把颜料颗粒牢牢固定在承印材料上,所以,印刷品的颜色会在一定的时间内持久存在,同时具有耐水性。

为了使印刷品上的颜色牢固、耐水、耐摩擦,水墨中还添加连接料助剂——耐磨剂、防水剂,(耐磨剂、防水剂的主要成份是水溶性液态蜡浆)。印刷品在压力下摩擦会产生热量,墨膜上的腊颗粒就会发生滚动、降低摩擦阻力,起到保护墨膜、提高耐摩擦性能的效果。但在水墨中添加过多的耐磨剂、防水剂(蜡浆),蜡干燥后不溶于水,会附着在网孔内不易清洗。

3. 水墨在印刷中必须具有的适印性能

水墨的液体形态是为了便于在树脂中均匀分散颜料,并赋予水墨具有一定的流动性,以适合分布和转移。这样在印刷工作时,水墨才能通过网纹辊均匀地传输到柔印版上,再印刷到承印物上。

在印刷时,承印物常常还需要进入下一色组或多色组进行印刷(套印、叠印等)、上光油或完工堆叠。所以在整个印刷过程中,要求水墨必须具备以下性能:

(1) 水墨在高速传递输送过程中要保持很好的流动和湿润性能,并确保网纹辊和印版上的水墨不能干燥。

(2) 在同一时间,印刷到承印物上的水墨在进入下一色组印刷前或印完堆叠前要确保已经干燥。

其一,传墨网纹辊在高速运转中不间断地补充获得水墨、同时不间断地向柔印版的图文部分传递输送水墨,在同一瞬间又把印版上的水墨印刷到承印物上。在这个过程中,水墨具有一定程度的复溶性能和不断获得补充的水墨,维持了网纹辊和印版上水墨的液态性能,使水墨顺畅流动和转移传输,同时又不会干燥。

其二,要确保承印物上的油墨能在理想的时间(印刷速度)内及时干燥,是依据承印物本身的吸墨性能和设备对承印物上油墨的干燥条件而设定的水墨干燥速度来实现。

不同承印物的吸墨性能、印刷速度和有限的水墨干燥速度调节范围,决定了相关印刷设备是否必须配置相应的干燥功能设施。所以,只有实现水墨的干燥速度与水墨的性能、承印物的吸墨性能、设备干燥条件及印刷速度等之间相匹配的平衡,才能确保承印物上的水墨能及时干燥,而同时网纹辊和印版上的水墨始终维持原有的液态和性状不变,使印刷工作得以顺利进行。

4. 网纹辊的堵塞成因

以印刷行业不断追求并不断实现的越来越快地印刷速度可见,印刷中的水墨需要越来越快的干燥时间。当带墨运转的网纹辊一旦停止工作,如不能在水墨干燥速度的时间内用水及时冲洗干净,网孔中的得不到新水墨补充的水墨暴露在环境空间的空气中,会随着时间不断挥发溶剂,逐渐凝固固化,直至聚合的树脂包裹着颜料颗粒及混入水墨内的其他杂质干凅在网孔内。由于水墨的高分子树脂是非常稳定的化合物,一旦聚合,在自然条件下是不可再逆向溶解的,必然一次次的沉积在网孔内,使网孔逐渐堵塞。

5.网孔内干凅水墨中的其他杂物微粒

由于印刷中塑料刮刀磨损产生的塑料微粒、金属刮刀磨损产生的金属和塑料微粒、承印纸板上的纸毛纸灰、分切刀产生的磨屑和环境中的尘埃微粒都会带入水墨的循环供墨系统,不可避免的成为遭堵塞的网孔内干凅水墨中的其他杂物微粒的来源,这些都使干凅水墨更难以分解。

6.造成水墨干凅的因素

我们知道了导致传墨网纹辊网孔堵塞的唯一条件就是水墨干凅,而造成网孔内水墨干凅的主要有以下因素:

(1)在网孔中得不到循环补充且不流动的水墨;

(2)在网孔中不流动并暴露在环境空间与空气接触的水墨;

(3)在网孔中受到环境温度影响的水墨(比如临近高温干燥装置和处于高温环境,水墨中溶剂挥发过快);

(4)在网孔中受到环境湿度影响的水墨(低湿度干燥环境下,水墨中溶剂挥发更快);

(5)干燥速度过快与印刷环境条件不平衡的水墨;

(6)复溶性能过低的水墨;

(7)耐磨剂、防水剂(蜡浆)添加过多的水墨;

(8)长时间循环未得到补充维护而粘度过高的水墨。

二.导致传墨网纹辊网孔堵塞的原因和改善方法

1. 机械、电气故障造成网纹辊停止运转,没有及时回墨和清洗,导致网孔水墨干凅堵塞:

(1)正常生产时突发停电故障造成设备停止运转;

(2)因设备机械故障导致网纹辊停止运转;

(3)因吸墨口堵塞导致墨泵停止工作造成循环供墨系统停止运转;

(4)因气路故障导致墨泵停止工作造成循环供墨系统停止运转;

(5)因墨泵机械故障造成供墨系统停止运转。

生产过程中突发以上情况,第一时间采取的措施是抢在水墨干凅时间前,立即回墨并即刻清洗网纹辊。离故障发生时间越短越容易清洗,时间越长越难清洗。同时,在日常的工作中要做好以下改进工作:

(1)制定设备的维护保养规范,严格执行有效的设备保养和对机械、电气的及时检修工作,减少机械、电气的故障率。

(2)合理选择进墨过滤装置,确保和维护水墨过滤的有效性,根据水墨循环流量确保有足够的过滤面积和合适的过滤精度,对进墨过滤装置要每天定时检查清理和清洗。

做好以上的工作可以减少因机械、电气故障造成网纹辊网纹堵塞的概率。

2. 由于水墨维护管理原因造成网纹辊堵塞的原因:

(1) 水墨干燥速度与印刷环境条件不平衡,过于快干;

(2) 水墨长时间使用,造成PH值下降、性能变化后没有及时维护处理;

(3) 水墨结皮(半干半湿状态)未过滤处理,随循环供墨系统进入网纹辊的网孔;

(4) 细小墨渣、纸毛未过滤,随循环供墨系统进入网纹辊的网孔;

(5) 因水墨偏少没有及时补充水墨而导致墨泵不能正常供墨,造成网纹辊的堵塞;

(6) 水墨使用前没有充分搅伴均匀也容易造成网纹的堵塞。

针对以上由水墨维护管理原因造成网纹辊堵塞,建议做好以下改进工作:

(1) 根据工厂的产品结构、印刷机的性能、印刷速度等选择适合自身印刷条件的水墨;

(2) 建议在供应商支持下建立适合企业实际印刷条件的水墨技术标准及维护使用的管理规范;

(3) 请供应商提供水墨的维护使用的技术培训,组织操作人员学习掌握水墨维护使用方法;

(4) 建立执行水墨维护使用的管理规范的考核制度,并强化执行和考核;

(5) 严格根据实际产品的耗墨量控制上机的各色水墨份量,做到少加勤加,减少水墨循环使用的时间,可以有效减少水墨中的各种助剂成份因挥发而发生的变化。同时也减少了在用水墨由于长时间循环、因水墨中溶剂挥发所必须补充的水墨专用助剂的成本;

(6)切实做到水墨在供墨循环系统中进出口的有效过滤,清除水墨中的墨碴、沙粒、纸毛等杂质;

(7) 做好下机后的水墨管理,下机后的水墨要及时盖好盖,做到背光储存。

做好以上工作可以减少因水墨原因造成网纹辊堵塞的概率。

3. 操作、保养不规范造成的网纹辊的堵塞:

(1) 印刷结束放完墨后,墨泵停止工作但没有及时抽水清洗整个输墨系统,造成网纹辊的网纹堵塞;

(2) 网纹辊清洗后未擦干辊面,并没有使网纹辊与刮墨橡胶辊或刮刀脱离,会导致接触处成条的水渍状堵塞网孔;

(3) 网纹辊清洗后未擦干辊面,留在网纹辊底部的水滴状水渍中残留的水墨同样会干凅在网孔中,逐步堵塞网孔;

(4) 刮刀与网纹辊的压力太大也会造成网纹辊堵塞(特别是使用钢刮刀,由于过大的刮刀压力导致刮刀剧烈磨损并导致发热,所以网纹堵塞后的表面会由很多斑纹,这种混合很多磨损的金属刮刀铁屑堵塞非常难清洗);

(5) 刮刀刮墨系统的色组,洗机后没有及时清理刮刀刀口和擦试网纹辊,长时间也会造成网孔堵塞;

(6) 当刮刀与网纹辊不平行时,强行加压并长时间使用将会造成网纹的堵塞(如果是使用钢刮刀的设备,堵塞网纹辊表面会出现很多斑纹,同时网纹辊会出现局部发热现象,这种情况引起的堵塞非常难以清洗)。

因以上原因造成网纹辊堵塞,建议做好以下改进工作:

邀请机械厂家有关技术人员或其他培训公司对机长和相关操作人员进行技能培训,让大家详细了解印刷机的工作原理、设备保养、刮刀的使用及调整,从而减少网纹辊的堵塞频率。

4. 因网纹辊选型不合理也会造成网纹辊容易堵塞:

网纹辊选型的原侧是:根据承印材料的吸墨量、车速、匀墨方式、印刷图文的内容、网线和灰度合理选择网纹辊线数、网型及载墨量,使网纹辊在产品印刷中的适应性、宽容性达到最大,如果选择不合理会造成网纹辊出现周期性堵塞。

过分追求高网线大载墨的特殊网型,超过实际所需墨量。承印物上水墨不能及时干燥导致叠色不实和窜色等现象,操作时往往会采取提高水墨干燥速度来追求印刷速度。这样的后果会造成柔印版文字边缘积墨、网点塞网、堵塞网纹辊网孔。

大载墨量的网孔由于存在有很多未转移的水墨一直沉积在网孔底部,过快的水墨干燥速度使水墨很容易堵塞在网孔内,如不注意有效的日常清洗工作,随着使用时间而逐步加重堵塞程度。因为墨量本来就过大,随着网孔逐渐堵塞而逐渐减小的墨量,在很长一段时间内都不会影响到印刷,因此操作者往往会疏忽网纹辊清洗工作的质量。这种情况下的网纹辊,一般在使用后三个月甚至一年之内,才会发现因网纹辊网孔堵塞而影响到了印刷,当发现网纹辊堵塞时,非常难清洗了。

针对以上原因造成的网纹辊堵塞,建议做好以下改进工作:

网纹辊选型一定要慎重,网纹辊选型时多与网纹辊厂家技术人员及有经验的专业人员勾通,广泛听取专业人员见意,当网纹辊载墨量选的过大导致墨量过大,就容易出现堵塞现象,反之就会出现印刷露、颜色不鲜艳、不饱满等现象。

网纹辊是印刷机的关健核心零件,我们从机械故障、电气故障、操作、保养、设备的调整、水墨的选择、水墨的使用、网纹辊的选型等等原因,一旦处理不当,都会造成网纹辊堵塞,严重影响印品品质。

总之,要防止和改善网纹辊网孔的堵塞现象,就是要做到早预防、早发现、早处理、早清洗。

三.如何清洗传墨网纹辊被堵塞的网孔

从网纹辊网孔堵塞的原因我们已经了解到被堵塞的网孔中的干凅水墨,由于在自然条件下的不可逆向再溶解性能,是很难被清洗的。

由于强酸、强碱能破坏分解水墨树脂,但会导致网纹辊因腐蚀而失效;火焰和蒸汽高温烘烤在破坏树脂的同时会使网纹辊产生不可恢复的变形,所以这些方法都在禁止使用的范围内。

目前为止,全球都没有真正安全、有效、方便、经济并高效率的清洗网纹辊被堵塞网孔的方法,操作不当都会对网纹辊造成一定的损伤。

在此我们向大家推荐在不同阶段对网纹辊的清洗方法和必备的检测工具。

1.检测网孔堵塞程度的工具

由于网纹辊的网孔很小,需要200倍放大镜才可以分辨网孔的堵塞程度。放大镜可以提前和有效观察到网孔堵塞程度以及实际清洗效果,还可以用于方便的观察检测印刷网点的品质状态和印品细部效果。

2.网纹辊的日常清洗

对于防止网纹辊网孔堵塞,最重要和最有效的方法是做好日常清洗工作。印刷完毕,网纹辊一旦停止工作,即刻要放掉水墨后,马上用清洁水把网孔内的水墨冲洗干净。对于最后一次作业后的清洗,一定要用放大镜检查网孔,确保清洗后的网孔内没有墨迹。清洗完毕,必须松开刮墨橡胶辊或退出刮刀墨盒,用干净布擦干或气枪吹干网纹辊。同时擦干橡胶辊的辊面和清洁刮刀。日常清洗工作做得越彻底,网纹辊堵塞的几率就越小。

3.网纹辊轻微堵塞时的清洗

当用放大镜观察到网孔出现轻微堵塞时,建议用洗机水加入水墨循环系统进行循环清洗,为了提高清洗效率,可以采用挂版式的清洗版,挂在印版辊上,与网纹辊压在一起运转、和洗机水一起循环清洗。清洗版中的纤维会不断的挤入网孔刮擦干凅的水墨,和洗机水一起作用,能提高清洗效率。

4.严重堵塞的网孔清洗

由于大部分纸箱直接柔印设备的网纹辊不具备快换功能,网纹辊不便于拆卸和安装,所以清洗工作限于在线操作,十分不便,可是目前大部分的清洗设备限于线下操作。而对堵塞越严重的网纹辊,清洗难度和时间越长,没有合适和有效的在线清洗设备,清洗难度可想而知。

当网纹辊的网孔已经严重堵塞时,清洗就非常困难了,目前一般有以下几种方式:

(1) 用清洗版清洗的方法进行多次和反复的清洗,所谓水滴石穿,铁棒磨成针的功夫,付出的是时间和毅力。

(2) 用专用网纹辊化学清洗剂,必须禁止使用强碱强酸型的,否则会损伤网纹辊导致报废。化学清洗剂一般均为手工操作,操作者要穿戴防护用具,所以比较麻烦,要获得网孔内彻底干净的效果还真不容易,同时清洗成本也不低。

(3)苏打粉在线喷射清洗设备或线下清洗设备进行清洗,利用小苏打微颗粒,由压缩空气带动,冲击网孔内干凅的水墨,也要做反复多次的清洗。

(4)超声波水槽清洗,利用超声波在水中激发的微小气泡冲击网孔内干凅的水墨,清洗效果和效率都可以,但强度控制不当易损伤网墙,使网纹辊受损。超声波清洗只能在线下进行,纸箱直接柔印设备中具有网纹辊快换功能的才方便应用。

(5) 近 几 年推出的激光清洗设备开始进入视眼,有线上和线下的。用激光清洗网孔,据说清洗效果还不错,主要利用低功率激光在不损伤网纹辊陶瓷涂层的情况下,把网孔内干凅的水墨树脂烧掉。由于激光束很小,所以效率还较低,有待市场检验。

2020年全印展上国内也开始有推出激光清洗设备,但还是线下清洗的。

说到这里,大家也就能够理解清洗传墨网纹辊网孔堵塞问题的困难了。解决传墨网纹辊网孔的堵塞问题还是要靠预防为主,一定要在水墨没有干燥前及时用水清洗干净。只有认真做好每一次的日常清洗工作,才能延缓网孔堵塞。传墨网纹辊网孔一旦堵塞就是个世界难题,因为清洗是个极其麻烦和不易的事情,唯一有效的办法还是进行有效的日常清洗工作,做到早预防、早发现、早处理、早清洗。

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