薄膜白底品質:全面性的評估方案



透明膜軟包裝的白底很重要,它是所有其他印刷顏色的基礎。如果白底的效果不佳,將嚴重影響其他顏色的飽和度,也會導致視覺衝擊力下降。常見的挑戰是當白墨轉移到印刷材料時,著墨會不均勻,這種嚴重程度受油墨、印刷材料及印版之間的交互作用影響,產生斑紋、顆粒狀或針孔的情況不一。


印刷人員為了改善這些問題,採取的做法有:


- 提高網目輪的載墨量,來減少白墨層的孔隙及改善上墨均勻性


- 多印幾次白墨,或乾脆改用白膜


- 在白膜上再印一道白墨


這些做法都提高了成本,不如從一開始就把白墨印好。


 

白底質量的評估


印刷行業評估白底品質的一般標準是不透明度,然而不透明度並不是一項全面的評估手段。不透明度是對白墨遮蓋能力的衡量,但無法評估白墨層的均勻性或平滑程度。油墨層的顆粒度、針孔及波紋是常見的缺陷,但是卻在評估印刷品白底時經常被忽略,這是不對的,因為它們確實會影響印刷品質。


圖1 圖2



對比圖 1及圖 2,兩者的不透明度均為 52 %,但圖 1 的均勻性遠優於圖 2。只看不透明度並不能體現這種視覺效果及品質上的差異,必須測量斑紋或顆粒程度,把均勻性考慮進去,才能有效鑑別出來。


斑紋是指比較巨像的瑕疵,例如針孔,顆粒度則是微觀的瑕疵。根據美國材料與試驗學會的標準測試過程,斑紋及顆粒度都是由印刷測量儀器將圖文分割成小方塊,再針對這些方塊裡白墨遮蓋比率的標準差計算出來。針對斑紋,分割的方塊比較大;針對顆粒性的比較小。標準差值越小,就表示油墨遮蓋的均勻程度較好。這些測量結果加上不透明度,可以讓我們對白底的狀況有比較全面的評價,也便於衡量最終印刷效果的亮度及品質。


 

多維度色彩量測


評估及管控白底可以藉助色彩量測的結果,比色法可以將肉眼主觀的色彩感知轉變為可具體量化的數據。一般印刷品的色彩量測是每次針對一個顏色進行一維的密度及網點成數測量,直到價格較低廉的手持分光密度儀上市後,才開始讓從設計端到印刷端立體的 L*a*b 色彩空間測量變得普及,也讓色彩量測與視覺感受更加接近。立體的色彩量測加上新的軟體及工具,大幅改善了印刷色彩管理的能力,進一步提升印刷品質。類似的立體量測手段現在也可以應用到白底的質量評估上。


提升白底品質的主要方法之一,是採用特殊的印版表面加網技術(例如杜邦的 EASY BRITE),可提高白墨的遮蓋能力、更好且更穩定的印刷品質、提高印刷機速,並因此減少油墨消耗、降低成本。一部印刷機平均每年要花費 70萬美元在白墨上。


針對改善油墨遮蓋率,結合印版特性及版面加網的技術,可在白底上印刷或實地上疊印時展露優勢,包括:比較不會有虛邊、提高不透明度、減少波紋及顆粒度、墨層更均勻,以及更好的總體印刷效果。


EASY BRITE 具體的方案設計,是針對上墨量 4.0 BCM 以上的實地印刷設計一套五種特殊網形。其中兩種是針對不使用 HD Pixel+ 的方案,另外三種則是配合 HD Pixel+ 使用。


 

整體評估


為配合 EASY BRITE 網點,杜邦開發了 " Cyrel EASY BRITE " 指標。這個指標針對不透明度及均勻度進行多維度測量後,計算出一個數值來評估在白底上的整體印刷品質。


我們用 BetaFlex Pro 或 QEA PIAS-II 來測量白底的均勻度(或說波紋或顆粒度),並可由測量的結果計算出 Cyrel EASY BRITE 指標。這個指標由遮蓋率除以均勻度(或稱波紋或顆粒度)得出。波紋或顆粒度越厲害、均勻度越差,則白底的品質就越差。反之,遮蓋率越好,則白底的品質越好。


 

Cyrel EASY BRITE 指標 = 遮蓋率 / 均勻度的測量結果


註:均勻度測量數值與測量儀器有關,因此只有相同儀器測量的結果,才有比較意義。


印刷品的剖面圖顯示白墨層的厚度及均勻度如何影響白底的顆粒度及整體外觀

(兩者的不透明度均為 52 %,左側的墨層較薄,但分佈均勻、瑕疵較少,得出的指標值是 58;右側的油墨分佈不均勻、墨層厚薄不一、瑕疵較多,得出的指標值是 8.8)



我們用 QEA PIAS-II 來測量顆粒度,並用 Techkon 的 SpecroDens 來測量圖 1 及圖 2 的不透明度,均為 52 %,但顆粒度分別是 0.9 及 5.9。因此 Cyrel EASY BRITE 指標分別是圖 1 的 52 / 0.9 = 58,以及圖 2 的 52 / 5.9 = 8.8。圖 1 的效果明顯高於圖 2,但如果光看不透明度是無法得出這樣的差距。


圖 4 上半部未加網,下半部加網



接下來是圖 4 這個範例,我們要分別計算加網及未加網區域的 Cyrel EASY BRITE 指標。圖 5 及圖 7 分別是按 QEA PIAS-II 量測的結果。顆粒度是利用紅框裡的黑色通道測量而得。由於印樣覆了膜,使用放大鏡觀測可以看到氣泡,這是薄膜貼合過程產生的,對加網及未加網區域的影響是相等的。


圖 5 QEA 測量未加網區域顆粒度的結果



圖 6 未加網區域 50X 放大的情況,可以看到瑕疵較多



未加網區域的不透明度是 48 %,顆粒度是 2.7,所以 Cyrel EASY BRITE 指標是 48 / 2.7 = 18。加網區域的不透明度是 51 %,顆粒度是 1.5,得出的指標是 34。加網區域的指標值比較高,可見加網的白底質量比較好。


圖 7 QEA 測量加網區域顆粒度的結果



圖 8 加網區域 50X 放大的情況,可以看到墨層比較均勻



圖 6 及圖 8 是測量區域的放大圖像,可看出加網區域的油墨覆蓋比較均勻,得以證明指標值越高代表白底的品質越好。


 

加網協助降低成本


使用合適的版面加網不僅可以讓墨層更均勻,還能減少墨層的厚度。這個道理類似粉刷牆壁時使用很厚的滾刷,必須來回刷個幾遍才能讓著墨均勻。但更好的方案是使用帶合適紋理的滾刷,雖然每次轉移的墨量比較少,但分佈得比較均勻,反而能夠比較快刷完,而且耗用的油墨還少。


這就是為什麼合適的版面加網可以耗用較少的油墨,協助降低成本,還能更快、更好地實現印刷的整體品質。


 

※ 本文翻譯自美國 FTA " FLEXO " 雜誌 2021年 11月刊

原文標題:White Ink Laydown

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:Shyamal Desai

杜邦公司 美國地區技術市場經理,在杜邦有17年工作經歷






Brad Taylor

在杜邦公司工作超過30年,是杜邦成像科技的獲獎者







Scott Riakard

杜邦成像科技 研發人員,專責開發新版材







Douglas Staggs

杜邦公司 美國西岸技術銷售經理,曾有製版及包裝公司的工作經歷







※ 譯者:信華柔印科技 * 嘉昱有限公司--林嘉彥 先生