印刷技术

先烫后印工艺的几点问题

来源:《印刷技术》作者:王安东时间:2017/10/31 点击:

  先烫后印工艺一般是为了增强印刷设计后图案的金属视觉感,而采取先烫印打底,再在烫印图案上进行四色印刷设计的一种工艺方法。通常可以用网点叠印出渐变的、有金属光泽的彩色图案,具有较好的视觉表现性。一般,先烫后印工艺分为局部烫印满版套印(叠印套准)和局部烫印局部套印(边缘套准)两种,第一种是为了增强印刷设计图案局部的金属感,如产品的边框或者图案上的Logo标识;第二种是为了突出图案中烫印区域的金属效果,这种设计印刷无法用金属油墨实现,其不用叠印网点。在工艺实现难度上,第一种由于对印刷设计套印有更高的要求而具有一定的工艺难度,下面对其进行重点介绍。

  “先烫”主要工艺要求

  局部先烫后印工艺最主要的就是前后两个工序的套印准确度和印刷设计稳定性问题。一般,套印误差要求不大于0.5mm,但随着客户对质量要求的提高,印刷设计和烫印的套印误差向印刷设计网点的套印误差看齐,精度要求提升到0.1mm的级别,极大提升了工艺难度,要在批量印刷设计中满足前后两个工序套印精度要求,对材料、设备、模具、人员等都提出了更加严格的要求。例如,我公司一款电子产品包装印刷盒,由于客户对套印精度有非常严格的要求,在打样开发过程中做了大量的工艺测试,才得以实现大批量生产。

  在工艺流程上,我们设计印刷的路线是:模切边框→烫印→四色印刷设计→覆预涂哑膜。在烫印前设计印刷一道模切边框工序,目的是保证纸张尺寸的一致性,并且将模切版一个角做成小圆弧型,以区别纸张的叼口和拉规方向,防止放反。

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  在工序实现上,主要从以下5点加以考虑。

  1.材料选取

  材料是打样生产的前提,其性能对后道工序有决定性影响。

  首先,承印材料要选取品质较高的白卡纸,其具有良好的松紧度和挺度,纸张变形量小,印刷设计适性优良,纯木浆进口白卡纸是不错的选择。

  其次,就是电化铝的选择,要考虑其印刷设计适性、分离层的松紧度等性能。电化铝印刷设计适性较差,其表面对油墨没有足够的附着能力,会导致印刷设计时无法顺利上墨,容易造成印刷设计不良。电化铝分离层过松,图案边沿会残留金料碎屑,这种碎屑会给印刷设计造成极大的困扰,分离层过紧又容易出现烫印不良的问题。

  因此,在材料选取时进行测试是非常必要的,某些情况是客户指定材料,这就需要结合先烫后印工艺的特点,给客户提供合理的选材建议。

  2.烫金版制作

  通过对比测试:面积较大的烫印图案可采用纯度较高的黄铜做模具,其具有优良的热传导效应,有一定的“弹性”,硬度适中,非常适合CNC(数控机床)加工,能进行表面镜面抛光,装机后可以很好地进行压力调试。面积较小的烫印图案可以采用钢模,不易变形,耐用性好,但缺点是CNC加工难度大,制作成本偏高。

  为了保证烫印图案和印刷设计图案的套准,一般用线宽0.1mm的胶片作为对位工具(胶片材质为PP/PET/PVC,尺寸稳定性较好),烫印后的图案要能满足对准胶片文件的要求,在理论上,胶片文件与烫印图案和印刷设计图案是完全一致的。但实际中往往面临烫印图案无法和胶片对齐的问题,这是因为烫金版有热膨胀效应,完全和文件一致的烫金版烫印出的图案尺寸会膨胀,如图1所示。

  通过研究图1变化规律,得出3个主要影响因子:烫金版面积(图文的大小)、烫印温度、纸张纹路。

  (1)烫金版面积越大,烫印图案膨胀比例越大。以黄铜为材料,温度升高到最佳烫印温度140℃,烫印图案的尺寸变化如图2所示。

  (2)烫印温度越高,图案膨胀比例越大,膨胀系数符合公式a=△L/(L×△T)(黄铜线膨胀系数a=18.5×10-6)。

  (3)纸张横纹方向图案的涨缩要比顺纹方向大,根据测试得出的经验比例系数为1.0003。

  因此,在加工烫金版时,CNC编程前需要对文件进行缩放处理,缩放比例遵循如下经验公式:

  △L顺纹=a×(L顺纹×△T);△L横纹=a×(L横纹×△T)×1.0003

  其中,△L顺纹:顺纹方向烫印图案涨大的尺寸,即制作烫金版时要缩小的尺寸,单位mm;L顺纹:烫印文件顺纹方向尺寸,单位mm;△T:烫印实测最佳温度,单位℃;△L横纹:横纹方向烫印图案涨大的尺寸,即制作烫金版时要缩小的尺寸,单位mm;L横纹:烫印文件横纹方向尺寸,单位mm;a:模具材料的热膨胀系数。

  在实际生产中,制模时可以考虑不改变烫印文件,而对印刷设计文件进行微调以满足对烫印图案的套印,相对于调整烫印版尺寸,这是一种更高效的方法,但很大一部分客户要求不能改变其印刷设计文件,且印刷设计图案包括大量矢量信息,内存较大,修改速度慢,也增加操作风险。

  3.烫金设备及拉规定位要点


  在设备选取上优先考虑圆压平烫金机,其是线接触原理,压力均衡并容易调整,特别是烫印面积比较大或长线条型图案,不容易因压力不均衡导致局部烫印压力过低而造成电化铝附着力不强;其次考虑平压平烫金机,其成本低,操作简单,通用性广。

  批量烫印时,每张印张之间的针位线有差异,经实际数据得出,半自动烫金机由于是手工放纸,误差基本在0~0.3mm之间,自动烫金机由于是自动靠位,定位误差基本可以控制在0.2mm之内。为了让这种定位误差尽可能小,需要保持烫印拉规和印刷设计拉规的位置一致。为此,设计印刷了3个尺寸为10mm×20mm的标准铁块用于纸张靠边定位。第二个措施是在烫金机上安装一块有“V”字刀的“小刀模”,位置放在纸张拉规对侧的边沿处,烫印时纸张边缘就会被切一个“V”形的小缺口。根据缺口的大小可以清晰地看到纸张走位的情况,以便进行有效的目视化管理。

  4.测量技术要求

  由于精度要求,普通目视法已无法满足要求,需采取高精度的三次元测量和二维影像测量方法,对3个关键环节点位进行测量监控:首先是烫金版本身的尺寸,采取每一款烫金版在装机前用CMM测量模具本身的精度,要求尺寸的CPK值达到1.33,杜绝模具误差;其次是烫印后图案的尺寸测量,要求套准胶片,这是检验控制步骤;第三是套印后偏差值的测量,采用OMM影像测量的方式,精度达到0.01mm,打样调试到连续抽查测试32组印张,CPK值达到1.33,即满足大批量生产条件。

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  5.包装印刷运输

  烫印完的半成品印张经过烫印的高温“烘烤”,会有轻微涨缩,在车间放置期间,受环境温湿度影响,也会有一定的形变,因此在半成品转运保存方面,要求烫印之前将纸张提前24小时放置在烫印车间进行温湿度平衡,烫印完后立即用薄膜缠绕起来,最好12小时之内进行上机印刷设计,并保持印刷设计车间和烫印车间温湿度一致,减少纸张涨缩形变对印刷设计套印造成的影响。

  “后印”主要工艺要点

  首先,烫印完的半成品进行再印刷设计,由于烫印图案边沿是靠剪切作用形成的,会有一些细微的电化铝碎屑余残留,即“金料毛边”现象,用放大镜看比较显著。在印刷设计时,这些残留的金料会被反粘在橡皮布上面,随着印刷设计数量的增多,反粘的电化铝会在橡皮布上越来越多,甚至形成一圈明显的图形,导致印刷设计丢网现象,因此印刷设计前需先空压一遍,把电化铝碎屑压掉,或者进行人工扫粉处理。

  其次,在生产过程中必须定时清洗橡皮布,实践表明2000张左右清洗一次效果较佳;对于印刷设计反拉电化铝现象,油墨对电化铝表面的瞬间黏性大于电化铝对纸张的附着力,解决措施是在油墨中增加5%左右的去黏剂,降低油墨黏性,如果色彩管理上许可,还可以尝试调换油墨顺序,将黏性较弱的黄墨放在第一机组来印刷设计。

  第三,印刷设计开机人员要根据情况适当减轻印刷设计压力,这对油墨拉金也有改善作用,但如果遇到前工序烫印压力过重,用手摸起来有手感,则需要加大印刷设计压力, 以免因烫印图案部分“凹陷”而导致上墨不良。

  第四,要求生产人员及时进行抽查,如有不良现象及时发现及时解决,前后工序负责人到现场处理,避免造成批量品质不良现象发生。