零成本改造，根本上解决凹印气泡，产品不合格率降为零！
时间：2021-12-10 来源：
众所周知，凹印油墨为液体油墨，采用泵压循环供墨，过程中不可避免会产生气泡，进而影响印品质量。特别是随着环保政策的日益严苛，以及产品卫生安全要求的不断提高，水性油墨的使用比例不断增加，尤其是水性雪花油墨、水性哑光油墨等的广泛应用，使得气泡问题表现得更加突出，严重影响印刷质量（如图1）。本文，笔者以我公司“红塔山（新时代）”烟包产品为例，分析凹印水性油墨气泡的产生原因以及解决方案。
凹印水性油墨气泡产生的主要因素包括油墨、供墨系统和操作因素。
(1)水性油墨使用水性树脂连接料和以水为主的稀释剂，水的表面张力和极性与有机溶剂有着较大的差异，加大颜料分散难度，必须使用表面活性剂类助剂改善树脂和水以及颜料和树脂的亲和力。理论认为，这些物质在受力运动中，相对于有机类物质更容易与空气进行交换，使气体进入运动的混合液中。
(2)消泡剂的使用可以消除油墨表面堆积的气泡，却无法消除油墨内部的气泡。
(3)油墨中的颜料对油墨中的气泡具有吸附作用。
(4)油墨制造工艺和材料的改进可以减少气泡的产生，但无法完全避免。
(5)印版等固体物质对气泡具有吸附作用，致使印刷品表面更易产生印刷质量问题。
(1)油墨泵的功率、转速、叶片形状等因素，都会对气泡数量产生影响，在保证印刷供墨量的前提下，尽可能减少搅拌动作，以降低气泡数量，但不循环供墨，会导致油墨沉淀，分散不均匀，造成印刷色相不稳定。
(2)输墨管的管径要与油墨泵的功率及供墨量匹配，减少泵墨的冲击力度，可减少气泡的产生。
(3)不论是喷淋式供墨装置，还是浸泡式供墨装置，泵上去的墨短时间内会接触旋转的印版，可以根据印刷车速计算出接触到刮墨刀的时间，在这么短的时间内，如果没有完全自然消泡的过程，刮墨刀就会直接挤破气泡，造成印品表面局部缺墨的印刷故障。
(4)为了保护印版并保证上墨量，上墨装置与印版直接接触或只能采用毛刷之类的软物质与印版接触，中间的间隙或接触的压力不足以完全挤破油墨中的气泡，而部分气泡被挤破后形成的缺墨部分，也无法及时补充油墨。
(1)油墨黏度的控制。不同黏度的油墨在使用过程中与油墨泵叶片产生的冲击力度不一样，从而产生不同数量的气泡；反之，取样量杯内油墨的气泡数量会给油墨内部结构带来变化，从而影响黏度的实际测量结果，给操作人员带来误判。
(2)溶剂配比的准确性。凹印油墨的溶剂主要采用乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙醇、水等物质，根据油墨的不同性质选用不同配比的溶剂作为稀释剂，这些物质的表面张力不同，气泡数量就会有所不同，水是气泡产生的主要因素。
(3)上墨装置的调整及安装的精细程度。上墨装置与印版之间的间隙、上墨装置自身的水平度等都会影响油墨循环使用过程中气泡的产生及自主消泡的程度。
(4)泵墨量的控制。在保证印刷供墨的前提下，通过阀门或回流阀的控制，泵墨量越小，气泡数量越少，这需要操作人员仔细操作。
针对气泡产生原因，技术人员进行多角度试验，以寻求最佳解决方案。
(1)与多家油墨供应商沟通，试图从油墨材料方面改进，主要是树脂连接料的选型和改进，特别是对水性油墨的改进，但气泡问题一直没有彻底解决。
(2)消泡辊在凹印设备上很难固定安装，且消泡效果不理想。
(3)油墨车上改造添加印版浸泡装置，增加油墨静置消泡时间，但改造设备难度较大，且消泡效果仍不理想。
(4)对上墨系统进行改进，包括改造喷墨孔，避免油墨直喷到印版上，减少气泡数量；改造回墨路，减少油墨流动，调节上墨装置与印版的间隙，尽量挤破气泡等多项措施。
(5)试用不同功率、管径、叶片形状的油墨泵。
(6)调整油墨黏度、溶剂配比。
(7)加入不同比例的消泡剂，并对比试用。
经过实践证明，以上多种措施只能改善却不能从根本上解决气泡问题。结合气泡的产生原因，我们认为，既然目前无法从材料上解决油墨流动时产生气泡，就只能考虑物理方法。
初步计划在油墨通过上墨系统覆盖到印版上之后，在刮墨刀刮墨之前的狭小空间内，对覆盖在印版上的油墨中的气泡进行碾压挤破，并在碾压后对挤破气泡处补充油墨，保证印刷图案上墨均匀。
实际生产中遇到较大版面的水性哑光油墨印刷时，会出现严重的气泡问题，甚至无法印出一张合格品，油墨供应商的技术人员也无法解决。为此，我们计划对上述解决方案的初步计划进行实施改造，具体过程如下。
该材料需具备抗水、抗溶剂性能，且具有一定的厚度与强度。经过对比分析，我们决定就地选材，选择厚度为0.125mm的片基，该片基不仅耐用，而且不会摩擦损坏印版。
不同印刷设备的上墨方式以及机械结构有所不同，以我公司使用的尚邦GR830设备为例，考虑到碾压印版表面所覆盖油墨内气泡的力度和间隙、印版旋转的方向、碾破气泡处需继续补充油墨的情况，决定在上墨架的匀墨刀片下面和印版具有一定接触面积且力度较大的位置，加装自制筒状胶片，如图2所示。
手动检测上墨效果与正常情况一致，预计可以正常生产，如图3所示。
上墨架上安装好片基，开机验证气泡问题明显好转，只有零散气泡问题。经分析，仍需加强对吸附在印版表面气泡的碾压，并对碾破气泡处补充油墨，因此对上述安装的片基进行了改进，在固定匀墨刀片的螺栓处再加装筒状胶片，起到对碾破气泡处重新补墨的作用，如图4所示。
改进后再次开机试验，不再出现气泡问题，顺利完成生产，该批次印品不合格率从改造前的100%降为改造后的0%，印样如图5所示。
至此，基本确认改进后的气泡处理装置（如图6所示）可以解决凹印水性油墨气泡问题。
针对上述解决方案，我们后续进行了验证，涉及5种主要凹印水性油墨满版印刷产品的生产情况。
通过2个月、10个产品、500多万印张的跟进验证，所有产品均未出现气泡问题，因此我们认为该解决方案的实施有效解决了凹印水性油墨气泡问题，完全符合大规模生产的需求，可明显提高印品质量，降低操作人员工作强度和工作量，节约原辅材料，产生巨大的经济效益和社会效益。
此外，我们还对片基材料进行了标准化处理，设定上片基尺寸为130mm×840mm，下片基尺寸160mm×840mm，以便大规模生产使用。
作者：珠海经济特区诚成印务有限公司 许东升
编辑：宋慧慧
