转移印刷气候环境条件的控制原理

    气候环境

    经常可以听到这样的抱怨：“我的移印机就一天好用”，有类似感慨的人都确信他们没动过机器，同样的机器设备，同样的移印版，同样的油墨，同样的稀释剂，甚至连操作人员都没换。但在绝大多数条件下，一个重要的变量发生了变化，那就是气候环境，或者至少是建筑物内的环境条件发生了变化。

    移印原理

    为什么温度的变化和移印周围环境的改变对移印质量能有如此显著的影响呢?为了很好地理解其中的道理，有必要先回顾一下移印的基本原理。为了使硅橡胶头从移印版上将油墨带起，再将油墨转移到承印材料上，油墨的表面张力要发生很快的改变，而这种变化是靠油墨溶剂的挥发产生的，图1说明了这一基本过程。

    墨层厚度变薄的工序

    移印是一个使墨层厚度变薄的印刷过程，是在蚀刻深度为25μm的印版上将其上一半的油墨带起，这部分的湿油墨中有60%是溶剂，溶剂挥发后留下的干燥的油墨层厚度仅为5μm。这就很容易理解油墨层为什么极易受温度、湿度、静电甚至是气流变化的影响了。减少周围环境中各个变量对移印影响的关键是控制溶剂从油墨中挥发出来的速率。如果溶剂挥发得太快，油墨就不能从移印版上被带起，因为它已经干固在移印版上的蚀刻区了；如果溶剂挥发得太慢，油墨表面黏性不够，粘不到硅橡胶头上，也不能从蚀刻版上被带起。这两种情形虽是两个极端，但结果相同，就是没有或有极少量的油墨转移到移印头上。如果溶剂挥发太快，油墨就干固在印头上；如果溶剂挥发太慢，则只能有少量油墨从移印头转移到承印物上。

    添加溶剂

    通常在移印过程中，要求有规律地向油墨中添加溶剂，至于相隔多长时间添加一次溶剂取决于周围印刷环境和所使用的设备的类型(如果印刷机是封闭式覆墨系统，则溶剂挥发得少，在印刷过程中一般不需要添加溶剂)。如果室温高，就有必要每隔20～30min添加一次溶剂。添加溶剂的量是要经过测量的，千万不要猜测。

    下面有个例子很好地说明了这个原理是如何起作用的。

    一家印刷光盘的公司，在室温条件下用全自动的机器分三班工作，一班的平均产量是3000张，次品率为30%，显然有必要采取措施改变这种状况，建议如下。

    1．每一班开始的时候调制好新一批的油墨，添加定量的溶剂，慢干剂和稀释剂的比例为25：75。

    2．在机器每小时停运的间隙里添加一定量的溶剂，这时不考虑是否会影响印刷质量。

    就这样花了近两天的时间终于把慢干剂与稀释剂的比例、添加溶剂的量、两次添加溶剂的时间间隔完全弄清楚了。在实际操作中严格遵守这些规程，结果每班产量超出原来的4倍，平均达到1.3万张，次品率降到了2%。产品产量和工人士气都提高了，由于团队进一步改善了生产流程，目前能达到每班产量1.5万张，次品率低于0.5%。

    使用不同的溶剂

    如果选用了正确的溶剂，则很容易控制整个印刷过程。不同的溶剂沸点不同，沸点低的溶剂称为快干剂，挥发快；沸点高的溶剂称为慢干剂，挥发慢。供应商将这些不同的溶剂用字母或数字区分开来。ANo.1是挥发快的溶剂，一般称作快干剂；ANo.9挥发慢，习惯上称为慢干剂。

    选择合适的溶剂，关键是选择合适的溶剂挥发速度。适合在康沃尔夏季使用的溶剂就不适用于在设得兰群岛的冬季使用，除非这两地的印刷车间条件，如温度、湿度环境一样。油墨供应商会为客户提供各类溶剂的使用标准，这有助于用户根据气候条件选择最适合的溶剂。如果找不到理想的溶剂，也可以像上边提到的公司那样自己调配。具体方法是将稀释剂与油墨混合前，用挥发速度最快的稀释剂作为底料，然后加入挥发速度慢的稀释剂，不要直接向油墨中加入慢干剂，要用快干剂与慢干剂混合后再加入到油墨中，这是为避免“溶剂冲突”现象，“溶剂冲突”就是油墨看起来好像已经干固似的。

    当混合不同类型的溶剂和油墨时，应按照生产商的建议进行。要对每一混合成分的重量进行测量，并且记录每份混合物的组成成分，千万不要将不同厂家的溶剂互相混合。

    控制油墨的转移过程

    印刷工人遇到的许多问题都可归结为墨盒中溶剂的挥发问题，解决的方法之一就是仔细地测量油墨到机器的流速或是使用密闭式油墨系统。

    油墨泵对于一色的长版活没问题，但对短版活就不行了。因为油墨泵构造简单，就是一个通到油墨池或墨盒的带自动供料装置的容器。必须认真选择管道材料，移印油墨包含的很多溶剂都具有侵蚀性，这将会损坏大部分热塑性塑料，除了聚乙烯或聚丙烯，即便是后者，过一段时间也会损坏。其他材料如Viton或P.T.F.E.也可以用，它们耐溶剂，但价格不菲。

    自动给料系统有时也会受到干扰，你可以向机器生产商购买高级的油墨泵系统或者组装一个有压缩功能的泵。在自动给料装置中对输墨管道材料的选择很重要。在自动给料的状态下，泵的运行使管道收缩迫使油墨顺着管道流动，达到恰当的排出量。挤压活动给管道以机器压力，此外，管道还要受到溶剂的侵蚀，在很短的时间内就会被损坏，使自动给料不能正常进行。泵的生产供应商可以提供很多类型的管道系统供选择，其中必有一款符合你的需要。泵可以使油墨以低流速填满油墨槽。另外一个方案是组装一个出墨和回墨的系统，在这个系统中泵将油墨压到油墨槽和蓄墨池中。油墨槽里溶剂的挥发比整个系统中油墨的总量小得多，这样就能维持油墨与溶剂的整体平衡。

    溶剂给料系统与油墨给料系统原理类似，自动给料已应用得相当成功。曾经试用过带有发动机的皮下注射器，但经过一段时间以后注射器就被溶剂损坏了。利用泵系统进行给料是最好的选择，但将溶剂混合到油墨中时也会遇到问题。溶剂进入到油墨槽中的位置很重要。一些机器供应商提供一种改进的抹刀，它有助于溶剂和油墨的混合。

    ?市场上有许多定量给料系统可供选择，或者是组装一个应用压缩泵的给料系统。

    ?选择泵系统要考察流量的控制、管道材料是否耐溶剂以及管道是否容易被清洗等因素。

    UV固化油墨和热塑油墨技术

    许多油墨生产商开始研究UV固化油墨在移印中的使用情况，这样做有以下原因。

    1．为了消除溶剂对环境产生的污染问题。考虑到UV固化油墨中的活性单体和其他化学成分，两权相害取其轻。

    2．为了使在变化的环境条件下移印操作更稳定。

    3．即便在移印过程中有停机现象也可保证印刷质量的连续性。

    到目前为止有一种简单的解决方法是在UV油墨中加入少量的溶剂，大概为10%～20%，这同溶剂含量为60%～70%的普通油墨相比，溶剂量明显减少，从而也减少了空气污染。

    另一种方法是将移印油墨改造成目前用于玻璃、陶瓷印刷的热塑油墨。在热塑油墨中颜料悬浮在对温度敏感的介质中，在室温下看上去像一种硬质的蜡。当温度升到80℃时，热塑油墨就变成液态，像普通的油墨一样。油墨槽和印版加热到一个恒温状态下，机器如平常一样运转。移印头的冷却会使带起的油墨冷却，使油墨外层变得有黏性，当和承印物接触时就从移印头上剥离下来。这种方法可以从蚀刻印版上转移大部分的油墨到承印物上，颜料和UV树脂悬浮在热塑塑料介质中。

    在这两种油墨系统中，一旦油墨印刷到承印材料上就要经过UV固化处理。涉及UV油墨工艺的问题是另一回事，另有文章详述。这里并不完全，因为油墨的研究发展还在继续。

    使用密封式油墨系统的印刷机已经有好几年了，移印机与铸模机联机使用也得到广泛地应用，这在生产中减少了溶剂的使用量。

    密封式系统中油墨的稳定性比在开放式系统中要好。在油墨被带起和附着在承印物上时，油墨还受到环境的影响。

    机器可以运转得很快，因为使用了快速挥发的溶剂，那么在开放式油墨系统中由于溶剂挥发得过快，而无法使印刷正常进行。

    不建议使用双组分的油墨，特别是异氰酸酯的油墨，因为它在密封式的油墨系统中会变成凝胶状，且有效使用期大大减少，从8h减到2h。