低壓供墨腔:降低供墨腔壓力,優化供墨



早期的柔版印刷並不重視網目輪網穴堵塞的問題 , 當時的網目輪是機械雕刻的 , 上墨量很大,網目輪線數越低的,形成的墨層就越厚。

試想:

- 1970 年代網目輪的最高線數只有 360 線/英寸

使用橡膠輥傳墨給網目輪,上墨量超級大

- 柔印剛起步,印刷效果很粗糙

- 大多印刷一些標識、說明及簡單的圖案

- 多數印刷業者還在為漸層效果及大實地的條紋頭疼

- 只有少數印刷廠有能力進行四色印刷


當時柔印品質的主要障礙是墨層厚度,不易精確控制印版的上墨量,基本上:

- 沒有兩個圖案可以印出一致的效果

- 必須經常停機擦版

- 太厚的墨層讓疊色難以控制,很難得到理想的效果


當時採用橡膠輥給網目輪供墨,橡膠輥壓力受速度影響,印刷速度越快,墨層就越厚, 所以柔印被戲稱為橡皮圖章印刷。


快轉至今,柔印可以印出很好的品質,無論是標籤、食品或醫療包裝。這樣的提升主要是把網目輪表面的油墨刮除了,印版只接觸到網穴裡的墨,如此才能讓圖案清晰。刮墨刀按一定的角度與網目輪表面接觸,將表面多餘的油墨刮除 ,載墨量由網穴的開口、深度及網牆厚度決定,供墨變得可控。此外,油墨轉移量還受印版特性、印壓、表面張力及速度影響。


 

供墨腔


封閉式供墨腔在 90年代問世 ,它有效減少供墨系統所需的墨量 。 依據印刷設備的幅寬而異,供墨腔可以從開放式供墨所需的 40加侖(約 150公升)減少為 7加侖(約 26公升)。 同時 , 封閉式供墨腔還有溶劑揮發少 、避免雜質混入油墨 、清洗比較容易 、調機時間短的優點,所以很快就被行業接受。


同樣在 90年代,激光雕刻陶瓷網目輪取代了機械雕刻金屬網目輪,線數大幅提高,墨層厚度大幅減薄。


現代的低壓供墨腔(左)及低壓墨泵(右)



衛星式印刷機的供墨單元



供墨腔朝向網目輪這側,在上下兩支刮刀間形成一個開口,其中一支刮刀用於封墨,另一支是刮墨,將網目輪表面的油墨刮除,這樣就只有網穴裡裝有油墨。這個設計的概念是把油墨侷限在供墨腔的範圍內,油墨只有兩個出路,不是填到網穴裡,就是流回迴圈的墨路。


封閉式供墨腔常見的缺點有密封墊漏墨以及背刮。當網目輪的墨層太厚,容易被封刀擋在供墨腔外面,就會發生背刮現象,供墨腔下面的集墨槽一下子就被淹沒了。停機更換密封墊或刮刀的時間可達每個色站 20分鐘,清理需要花費更多時間。刮刀碎片以及油墨雜質如果卡在供墨腔裡,會造成印刷不良及網目輪損壞。


標準供墨腔的結構

(圖中上面是刮刀、下面是封刀)



油墨自上面的管道流入充滿供墨腔

到達一定液位後從迴流管道流下,自下方管道流出



這些問題的根源之一是空氣被困在網穴裡,導致新墨無法回填,造成缺墨 。試想,一根一千線的網目輪按 300 米/分的速度運行,網穴大小只有不到 0.025 毫米,深度只有 1/3 開口大小,通過刮刀跟封刀之間大約 5釐米的開口,速度是直線上每分鐘 12000 個網穴。


假設一個印刷產品已經調好機開始印刷,準備在 12小時內印完 20萬米,允許有 10 %的損耗 。印刷幾個小時後,會發現色彩密度開始下降,常見的原因就是網穴裡的空氣阻礙油墨回填。陷在網穴裡的空氣越多,密度下降就越厲害。情況如果繼續惡化 ,會開始出現氣泡的堆積。


有些操作人員會增加流入供墨腔的墨量,強迫油墨回填,此時密封墊受到壓力就開始漏墨。這樣做的結果,密度是上升了,但並不是原本設想的原因,實際上:

- 刮刀受擠壓變形,已經不是用刀口而是刀背在刮墨

- 刮刀已經失去正常刮墨的功能

- 刮刀與網目輪接觸面變大,導致油墨堆積在刮刀底部

- 堆積的油墨將刮刀抬升,打開一道缺口

- 網目輪的墨層變厚,出現髒版及網點擴大

- 過厚的墨層導致油墨堆積在封刀外側,淹沒下面的集墨槽


由於這樣的背刮,一部寬幅機每年會損耗 30萬美金(約 900萬台幣)的油墨,並且導致幾百小時的停機。


高強度的供墨腔



快速換刀的刮刀座


 

供墨腔設計


提高供墨腔壓力並不是解決缺墨的好辦法,正確的解決方案必須從網穴形狀、油墨性能及供墨腔的設計下手。油墨流入及流出供墨腔應經過墨泵調節,避免墨腔壓力累積。最新的設計還會有出口讓空氣排出 。供墨腔的強度要夠,刮刀必須保持最佳的刮墨角度,而且不能出現中間彎曲變形的現象。這樣即使保持供墨腔的低壓力 ,也不會有缺墨現象,刮刀跟密封墊的壽命還能延長,印版不容易起髒,集墨槽也只會有零星的墨點。


最新低壓供墨腔的設計特點包括:

- 增加刮刀跟封刀之間開口的距離,並增加供墨腔的容量,改善空氣陷入網穴的情況

- 在原有供墨腔裡面再加上一個輕量化的內腔,自內腔漏出的油墨會流出外腔繼續循環,

不會流入外部管道與外界接觸,這樣就不需要增加供墨腔的壓力


高穩定性的供墨腔設計



散布的進墨口讓供墨更均勻



當前業界使用的大多是高壓供墨腔,存在很多弊端。改裝低壓供墨腔可以減少漏墨、降低成本,帶來很多好處,值得大家考慮。


 

※ 本文翻譯自美國 FTA " FLEXO " 雜誌 2021年 6月刊

原文標題:Perfect Inking & Print

由「信華柔印科技 * 嘉昱有限公司」提供予「台灣柔版印刷協會」網站使用


※ 作者:Paul Sharkey

美國 FLXON 公司 董事長

(具26年歷史的印刷解決方案供應商)



※ 譯者:信華柔印科技 * 嘉昱有限公司--林嘉彥 先生