由于凹版印刷机结构和印刷材料(镀铝膜)表面有金属层的原因,极易在每年的3~8月份(梅雨季)产生冷凝现象,尤其南方更加严重。在印刷过程中的冷凝现象对印刷品控管理和印刷质量影响很大,直接影响后道工序的生产和印刷产品的成品率。了解冷凝现象产生的原因有助于我们更好地控制生产,提高印刷质量。
2022-09-02【探讨】冷凝对印刷质量的影响及解决方法
作者:周士芳
本文已刊于《包装前沿》2023年5月号,第三期
由于凹版印刷机结构和印刷材料(镀铝膜)表面有金属层的原因,极易在每年的3~8月份(梅雨季)产生冷凝现象,尤其南方更加严重。在印刷过程中的冷凝现象对印刷品控管理和印刷质量影响很大,直接影响后道工序的生产和印刷产品的成品率。了解冷凝现象产生的原因有助于我们更好地控制生产,提高印刷质量。作者:周士芳
本文已刊于《包装前沿》2023年5月号,第三期
一、冷凝现象的产生
1、什么是冷凝
冷凝是气体或液体遇冷而凝结,如水蒸气遇冷变成水,水遇冷变成冰。故而材料表面与环境温度温差越大,空气环境中的相对湿度越高越容易出现冷凝现象。
湿度,表示空气干湿程度,即空气中所含水汽多少的物理量。在一定温度、一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。
2、印刷材料(镀铝膜)的冷凝现象
镀铝膜是通过真空镀铝工艺将高纯度的铝丝在高温(1100~1200℃)下蒸发成气态,之后塑料薄膜经过真空蒸发室时,气态的铝分子沉淀到塑料薄膜表面而形成的光亮金属色彩的薄膜。镀铝膜又是软包装行业必不可少的材料之一,无论作为复合材料还是印刷材料,冷凝现象对上述两道常用工序的加工都有非常大的影响。
铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料。因此铝材在相对温度下,升温和降温都较快,极易与环境温度形成温差,在材料表面温度低于环境温度时,材料周围的水汽就会凝结吸附在铝层表面。这样的温差再加上梅雨季节空气中的相对湿度较高,镀铝膜表面的铝层容易形成肉眼不可见的“水雾”,这就是材料的冷凝现象。
3、凹版印刷版辊和墨盘的冷凝现象
凹版印刷版辊的结构由基础钢辊、镍层、铜层和铬层组成,制作工艺是在钢辊的基础上采用电镀的方式将其他镀层镀到辊的表面。总之,凹版印刷辊从内层到外层均是由金属制作而成,各类金属材料也极易与环境温度形成温差。
墨盘是凹版印刷中不可缺少的装置之一,它装载着调制好的印刷油墨和稀释溶剂。
版辊浸泡在墨盘的油墨中,在夏天高温环境中,随着墨盘中溶剂挥发速度加快,溶剂挥发会带走版辊表面和墨盘中油墨的热量,从而使版辊和油墨同时产生与环境温度的温差。在空气中相对湿度较高,周围水汽很多的情况下,冷凝下来的水会吸附在版辊上形成“水雾”,并留在油墨中导致油墨含水量超标。这样还破坏了稀释溶剂的挥发平衡,树脂膨胀并析出,从而产生印刷黏连和糊版现象,直接影响烘干速度和印刷品质量。
二、现有解决方案
目前部分中大型企业单独给每台印刷机组做了封闭空间且装上恒温除湿装置(功耗约在10~15kW),以保证整体生产环境做到恒温恒湿可控状态。但一些小微型凹版印刷企业考虑各方面原因没有办法做到这一点。
在印刷材料方面,大中型企业解决方案是将镀铝膜材料储存在一个有安装制冷除湿设备的仓库里。但是,小批量印刷或者不具备上述仓储条件的企业就没法这么做,影响较大,直接影响印刷效果。
1、现有解决方案的优点
现有解决方案的优点是凹版印刷机从放卷到收卷无论中间有几组在印刷,生产过程中被印基材、油墨、版辊始终处在一个相对稳定可控的温度工作环境中。对生产环境适应性较强,不受一年四季温度湿度影响。各类印刷材料如薄膜、镀铝膜、纸张等和各品种油墨、溶剂等也不会受环境变化的影响。
2、现有解决方案的缺点
现有解决方案的缺点是需要封闭生产空间较大,以整组印刷设备车间为单位,封闭空间造价较高。除湿设备购买成本高,少则十几万,多则二三十万。违反能量守恒定律,印刷设备都是热能烘干,除湿设备的主要原理是通过压缩机制冷的原理,在相对低温情况下才能起到除湿的效果,既要保证印刷烘干机构的工作温度,又要对生产车间保持一个恒温状态,互相矛盾的结果是导致电能耗增加,从而影响生产成本。这也是小微型企业对大型降温除湿设备望而却步的原因。
三、经济型解决思路构想
1、印刷材料受潮解决方案(略,更多内容请点击“阅读原文”查看 )
2、印刷版辊和墨盘冷凝现象解决方案(略,更多内容请点击“阅读原文”查看 )
四、结语
综上所述,本文提出的思路方案是为了解决金属薄膜材料、易受潮薄膜材料和版辊墨盘受梅雨季高温潮湿影响形成水雾的方法之一。相对于老的处理方式,本文提出的思路方案具备适用企业范围更广、成本更低、相对能耗更低等优点,更符合国家节能减排的政策。