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国内瓦楞纸箱的技术浅析

2007-03-13 11:232420

瓦楞纸箱的基本功能是在物流运输过程中保护商品不受损害,但随着消费者购买心理的不断变化,瓦楞纸箱又担负起展示商品、促进销售的任务。其色彩越来越鲜艳醒目,图案印刷越来越精美,只有这样才能吸引顾客的兴趣,刺激购买欲望,另外也能对产品品牌起到良好的提升作用。这就要求瓦楞纸箱在满足强度的同时还要具有优良的表面印刷质量。

纸箱印刷工艺

  目前我国瓦楞纸箱的印刷主要有胶印,柔性版直接印刷、柔版或凹版预印刷等方式。每一种方式都有其优缺点,要根据实际情况和生产的纸箱的特点选择合适的印刷工艺。

纸箱的胶印工艺

  胶印制箱又分胶印间接印刷和直接印刷两种方式。间接印刷方式是用胶印印刷瓦楞纸箱面纸,然后使用单机复裱瓦楞。印品加网线数可达200线/英寸,图案精美,品质稳定,质量高加之PS版制版容易,还可进行覆膜、上光等表面修饰工艺,在目前销售包装的高档瓦楞纸箱印刷中占了相当一部分比例。虽然胶印技术比较成熟,但该方式不适合纸板联动生产线,生产效率较低,工序复杂,周期长。而且胶印压力大,会降低纸箱强度,废品率高,进而会加大生产成本,以及印刷幅面有限等因素,不能满足大批量纸箱生产的需要。

  瓦楞纸箱直接胶印工艺目前在国外已经比较成熟,将瓦楞纸板直接放到特殊的胶印机上进行印刷,适于加工薄型瓦楞纸箱。该工艺既能保证纸箱的成型性,又能完成精美的面纸印刷,但对印刷机要求较高,且价格较贵,会是今后微型瓦楞高档纸箱印刷的发展方向,还不适合国内中小企业的生产。

纸箱的柔性版印刷工艺

  柔印纸箱生产工艺也分为柔版直接印刷和预印刷两种方式。直接印刷是使用水性油墨直接在瓦楞纸板上进行印刷,目前在我国的纸箱企业中应用很广泛。

  柔性版印刷具有幅面大,色彩多,品质高的优点。宽幅柔印机的最大幅宽可达2.5m~2.8m,卫星式柔版印刷机组可同时印刷6色。柔印采用不同网线印刷表现图案,可使网点细腻,色彩鲜艳,一致性强;是轻压印刷,对瓦楞纸板的强度破坏性小。使用水性油墨,价格较低且健康环保。还可联动生产,印刷、开槽、压痕等工序一次即可完成。

  但由于柔性版的传墨特性,印刷压力问题难以控制,图案的高光部分网点易丢失或增大严重,在暗调部分,网点大约在85%左右就会并级为实地状态,所能复制的阶调范围较窄,仅约为8%~85%。因此一些层次丰富的原稿就很难用柔性版呈现其丰富的层次和色彩。加之高速印刷过程中设备很难保持稳定,使多色套印精美图案存在困难。这使得目前大多数柔版直接印刷的纸箱印刷质量处在中低档状态。

纸箱预印刷工艺

  预印刷的方式主要有凹版预印和柔版预印,是使用凹版或柔版印刷机在卷筒纸上进行印刷,印刷后仍然收料成卷筒纸,再将印刷好的卷筒纸作为纸箱面纸上瓦线做成瓦楞纸箱板,再模切成箱的工艺。预印工艺避免了直接印刷对纸箱强度造成的损伤,纸箱的印刷和成型质量都比较高,采用卷筒纸印刷方式,可以实现不停机换纸,适合于高质量、大批量产品的生产。预印好的图案在瓦线上进行纸板的生产,切断时就要考虑图案的因素,因此要在横切刀上加装光电跟踪横切控制系统,从而在图案的分界处能准确切断纸板。

  凹印产品具有墨层厚,墨色饱满,立体感强和色彩艳丽,层次丰富,清晰度高、光泽度高等优点。在各种印刷方式中,印刷质量最好,且印刷质量稳定。加之凹印机各系统的高性能可以得到很高的印刷品质。在印刷高档精品包装方面,具有独特的优势,正日益受到人们的青睐。

  目前,国内生产的凹印用纸张、油墨等都已经比较成熟,可以经受瓦楞纸生产线上200℃高温和热板摩擦的要求。凹版印刷还可以将印刷和上光一次完成。凹印雕刻版耐印力高,每一色印完后都有干燥装置,可直接进入到下一道工序,生产效率高。不足之处是凹印制版复杂,周期长,价格较高,且凹印工艺技术比较复杂、工序相对较多、生产线的投资比较大。

纸箱印刷工艺的发展趋势

  从纸箱品质的发展来看,瓦楞纸箱的印刷必须逐步向高档次、高质量、多色彩、视觉效果强烈的网点印刷方向发展,也就是以商品包装逐步替代运输包装,不仅要具有包装功能,还要起到广告宣传的作用,美观并且健康环保。要达到上述效果,对制版、油墨,印刷设备等都提出了较高要求,必须高速、套色、裁切准确、误差小,高技术含量方向发展。此外,瓦楞纸箱行业还应拓宽自己的产品和服务对象,积极开发微型细瓦楞纸盒,超市货架、蜂窝纸板等新产品,要从广度和深度两方面发展。

  从工艺方法来看,胶印后对裱的过程,会因压力和胶体中遗留过多水分,使纸箱的平压强度、粘合强度等技术指标难以满足高档商品对包装的要求。柔版直接印刷也存在纸板表面不平整,易导致搓衣板的现象。水性印刷开槽机精度不高,印品质量档次难以提升。

  预印工艺吸收了上述优点,摒弃了它们的不足。先采用精密的柔印或凹印设备印刷高档彩色图文,以满足宣传促销商品的需求,再经瓦线生产纸板,最后模切成箱,保障了纸板的强度,达到了高档包装保护和促销的双重功能。从效率上看,瓦楞生产线速度可达120m/min,满足了高速生产的需求,经高速自动模切机模切成箱,使生产周期大为缩短,满足了客户及时供货的要求。从原材料使用上看,面纸是高级涂布纸,纸板模切受压小,能保证很好的瓦楞形状,尤其是能满足低克重高强度的纸板发展趋势,降低了定量,节约了成本。预印在工艺控制和生产效率两个方面都降低了纸箱的总体成本,对高质量、大批量的制作,预印刷无疑是最好的方式。

纸箱柔印质量的控制

  柔版印刷方式,工序简单,效率高,长短版适宜,目前,国内大部分的瓦楞纸箱生产都采用这一工艺。从世界范围来看,柔性版印刷也会是今后的主流生产技术。

 高质量的纸箱柔版印刷是各相关环节相互调整和配合的过程,如印刷设备,制版,水墨,瓦楞面纸入印刷技术等各个环节都很重要。如何印刷出高品质的柔印纸箱产品,主要取决于以下几个方面的问题。

机械设备因素

印刷设备是印刷的五大要素之一,良好的设备是生产高质量产品的前提,设备的使用状态,精度调整,保养良好与否直接影响产品质量。优秀的纸箱印刷机,首先在于能使瓦楞纸板在高速印刷过程中保持稳定,从而保证至少四色以上的极佳套印精度。另外,在于以最小的压力完成网纹辊到印版,印版到纸板的油墨传递,从而实现图像的真实还原。所以设备精度和压力的调整至关重要。如意大利比路里柔印机其印刷幅面最大幅宽为1200mm。印刷速度可达250m/min~300m/min,使用无毒无害的水性油墨,能满足实地版、网线版175线以下各类产品的需求,PLC控制套印准确,网点还原好,层次再现能力强。在采用四色印刷和高效的联机上光后,与胶印覆面的效果不相上下,并且经过一系列运输、仓储、搬运过程后仍然能保持良好的印刷质量,能有效地维护产品形象。

精度调整及维护

在印刷过程中,印刷机的印版、压印滚筒,网纹辊、上墨辊及各传动齿轮,输纸装置等,由于各种因素的影响,会使本身的精度和调节精度发生变化,从而影响印刷图像的精度和质量。在印刷过程中应认真仔细地检查,发现问题,及时解决。

要调整好各滚筒间的同心度和平行度,确保印刷机正常运转时,振动误差不能超过0.01mm,否则会出现油墨传输及网点印刷的故障。齿轮精度是保证各辊同心度的基础,传动齿轮精度发生变化,会产生微振动等机械弊端,影响印刷压力。机械振动还会使网纹辊及印版产生损伤,影响使用寿命和产品质量。平行度主要指两滚筒间的轴线相对位置平行,否则,会出现两端间隙大小不同,造成滚筒间压力的差别,影响油墨转移量。

要注意上墨辊与网纹辊表面状况,如果辊子表面有丝纹或划痕、在印刷网点产品时,会使传墨不匀。发现磨制的丝纹或划痕,应及时更换。生产结束后,要及时清洗网纹辊。日常生产过程中,除了检修之外,还要注意车间环境的清洁,若传动齿轮表面不清洁、有污物,也会影响其传动精度。

压力的调整

无论何种印刷方法,印刷压力的正确与否对产品的质量都很关键。柔性版网线印刷对压力的要求更高,只有正确的压力,才能印刷出精美、高质量的产品。柔版印刷机的印刷压力主要有以下三个:
         印刷压力
印刷压力是印版辊与压印辊之间的压力,主要是将印版上的油墨均匀地转移到承印物上,直接关系到印品的质量。

印刷压力过重,一方面在承印物上容易使线条变粗,网点扩大,图文精度下降。另外,过大的压力还会使瓦楞变形,纸板强度下降。压力过轻,在承印物上则不能转移合适的墨量,再现图文能力差,线条易出现断线,实地易产生印迹不实的故障,直接影响印刷效果,严重时使印刷不能正常进行。

印刷压力的确定以油墨均匀适中、墨迹清晰,瓦楞面无凹陷、平整不变形为宜。压力一旦确定,不要随便调整。
       印刷着墨压力
印刷着墨压力是网纹辊与印版辊之间的压力,是将网纹辊的油墨均匀地传给印版。在生产中,这一压力对印刷质量,特别是网点清晰度有很大影响。压力过重,网纹辊对印版的压力就大,使图像网点扩大,线条变粗,高调处网点扩大,暗调处网点合并。压力过重,还会影响印版的耐印率。反之,则会使印版不上墨,印迹发虚,高调处网点丢失。因此在印刷过程中应注意调节两辊的间隙,使网纹辊上的墨层正好和印版面圆切水平接触,以保证印刷能顺利进行。
       传墨压力
这个压力是上墨辊与网纹辊之间的压力,起到控制油墨大小,并均匀传递油墨的作用,压力的大小与墨层的厚薄成反比,与辊间间隙成正比。压力过大,会减小墨量,反之则增大墨量。墨量少时网点可印清晰,字、线可印清楚挺括,但缺少光泽。传墨压力的大小一般应视产品的特征而定,网线产品两辊间压力相对可大些;大字及实地产品可相对小些。印刷面积较大的,压力可轻一些,以增加油墨量,从而提高实地密度和鲜艳度、光亮度。印刷面积较小或较为细腻的,压力要大一些,以降低油墨量提高印刷的清晰度。

各辊间压力的调也就是辊间隙的调整。由于压力过大将会破坏纸板强度,出现印迹铺展、层次模糊等质量缺陷,在保证印刷效果的同时,应尽量加大间隙,减小压力。其次,过高的压力也会对各辊筒和齿轮造成机械损伤,影响其使用性能。在实际操作中,由于瓦楞纸板的平整度及纸张的平滑度不一致,所以在印刷过程中很难做到这一点。因此,要求纸板生产过程中尽量控制好纸板的平整度,适应印刷的要求。

网纹辊的合理选择

网纹辊是柔印机传墨系统的核心,网纹辊线数的高低,质量的好坏,直接影响传墨效果。目前主要有金属网纹辊和陶瓷网纹辊两种,相同线数的陶瓷网纹辊载墨量比金属网纹辊大,相对容易出现网空阻塞现象,但耐用性较好。

网纹辊的线数并非越高越好,一般来说,网纹辊线数越高,传墨量越小;线数越低,传墨量越大。在实际操作中,需要根据印刷机类型,所印图文,承印物及经济因素等来综合考虑。如进行高网线及彩色层次网点印刷时,可选用较高线数的网纹辊,使用较低粘度的油墨,采用较快印刷速度。

对图文精度要求不是很高的产品,采用一般金属网纹辊即可满足需要。一般来讲,网纹辊的线数至少在印刷要求的线数5倍以上时,才不会出现糊版现象。若印刷过程中发现网纹辊的网线数目与印刷品的质量要求不匹配,则应及时更换。生产中要注意网纹辊的保养,油墨要注意过滤,防止出现颗粒造成划伤。

印刷材料

水墨问题

  水性油墨采用碱溶性树脂体系,具有一定的碱性,主要用于纸张、纸板等吸收性材料的印刷,以其独特的环保优势和优良性能,已被广泛应用于以瓦楞纸箱为主的各类纸箱包装印刷中。水墨的性能关系到印刷颜色的纯正,鲜亮,均匀传递和附着,是获得良好印品的关键,在选用和使用过程中要特别注意。
         水墨的基本要求
颜色是水性油墨的最直观性能,使用前应充分摇匀,要对颜色进行确认以保证其纯正性。优质的油墨与色标无明显差异,手感细腻、粘稠,有高细度的油墨颗粒,对印版无腐蚀或腐蚀性很低,批量印刷无色差。加水或醇类溶剂稀释无沉淀、凝结等异常现象,搅拌无泡沫产生,与其他油墨混合配色,互溶性好,所配出的墨色纯正、流动性好、对承印物有高度附着力。
预印对油墨的耐热性和耐摩擦性还有特殊要求,印刷后的面纸在瓦线上进行压平及烘干时,要求水墨具有较好的耐高温、耐磨性能,否则印刷图案会产生色彩的变化,墨面拉花,掉墨成为废品。同时,多层复合采用的黏合剂含有大量的水分,这就要求预印水墨必须具备良好的抗水性,以保证在加工中已印成的图案不发生任何变化。
         注意事项
黏度是水性油墨的主要指标,黏度偏低,会造成印刷图案颜色变浅、发虚、网点增大、传墨不匀。其上机黏度可根据印版的设计状况和印刷速度来确定。对此可选择适合印刷工艺条件的助剂,对油墨的流动性和黏度进行调整,以降低印刷过程中油墨层对纸面的粘力和剥离张力。如采用去粘剂或亮光油调整油墨的粘性和流动性,当然同时要注意印刷墨色效果和干燥速度不受影响。所以,根据印刷特点选择合适的助剂,是十分重要的工艺措施。印刷过程中需经常注意黏度的变化,检测黏度,做好记录并及时调整。对于网点印刷最好用低粘度、高色浓度的油墨。

柔性版印刷中,水墨易产生气泡。适当加入消泡剂改善水墨表面张力是一种直接有效的方法,但要减少加入消泡剂的次数,对保持油墨的印刷适性和减少柔性版出现凹陷有作用,用量一般控制在0.2%以内,要防止出现缩孔等现象。也可减少循环搅拌作用;降低印刷速度;加入稳定剂,补充油墨中挥发掉的氨或胺类碱性助剂,提高油墨的PH值,保持油墨的稳定,避免因油墨的黏度过大而引起的过度稀释油墨等错误操作。采用挡墨板,适当提高车速,使气泡不易转移到网纹辊上,减少气泡接近网纹辊的几率或采用人工撇泡的方法,在停机时墨斗内的油墨停止高速翻转,油墨内的气泡会慢慢浮到油墨表层,用硬纸板将气泡撇开。

此外,为防止色差,同一批次的产品,印刷时最好一次完成。同一桶油墨,也会出现色差。原因是原墨加水或醇类溶剂稀释后,不密封,长时间暴露在空气中,油墨中的化学成分与空气中的氧发生反应,会降低色素,同时强光对油墨也有分解作用。油墨在使用过程中由于溶剂的挥发,常常会出现粘度增加,随着油墨不停地循环,同时水分的挥发,使印刷颜色加深。因此,在印刷过程中(特别在封样时),应控制油墨粘度,最好每隔半小时左右加一次稳定剂,适当加点水,以保证浓度、色相前后一致。

未用完的油墨,须装回墨桶,密闭置于阴凉处保存。重新使用时,最好用80目以上的过滤网过滤后再使用。不要混合、调配使用不同厂家的油墨,以免出现油墨凝胶现象,造成印刷故障。

柔版版材

纸箱印刷机的印版通常采用橡皮版和柔性树脂版,两者的弹性和着墨能力有一定的差距。通常柔性树脂版表面的平整度要比橡皮版好些,所以对于印刷要求较高、有大面积实地或有网点印刷的纸箱必须选择柔性树脂版进行印刷。

柔性印版要有良好的耐磨性、均匀的厚度,适中的弹性,较好的表面平整度,以防止造成版面的着墨量差异,印迹出现“露底”、“白点”等现象。网点扩散主要是印版上的网点在受压下扩大变形造成的,除了压力调整之外,用于高网线印刷的印版,硬度要略高一些,以便精确地还原细小网点。印版太软会导致传墨量过大,不利于墨量控制,易出现偏色、堵网等故障。除此之外,还要求版材要有很好的网点再现范围,能制细小的高光网点,细小网点不易磨损等。对精细的网点印刷,还要使用质量较好的菲林片,才能达到预期的效果。

柔性制版时,要了解印刷设备情况,如网纹辊的类型和线数、输纸系统、刮刀系统,纸张类型等情况,确定最佳的既能适合印刷,又能体现产品设计效果的解决方案。比如颜色要求太多,网点线数太高,高光部分要求过高(3%以下的网点无法保证,可能丢失)等都很难适合瓦楞纸箱的生产。纸箱设计尽量由专业的设计人员来完成。

承印材料

优质原纸不仅是纸箱强度的保障,也是获得高质量印品的基础。用于瓦楞纸箱面纸的品种较多,其理化指标、表面性能和印刷适性存在较大的差异,印刷时应针对不同纸张进行调整。

用低克度原纸做瓦楞纸板面纸时,容易出现纸板表面露瓦楞痕迹的毛病,引起显楞和瓦楞低凹处图文发虚或印不出的故障,应选用回弹性较好的柔性版来克服这一缺陷。如果瓦楞纸板的面里克度相差太大,还容易导致瓦楞纸板出现翘曲。翘曲纸板对印刷会带来套印不准和印刷开槽走规现象,因此对翘曲纸板应压平后再印。

纸张表面平滑度与油墨的吸收有很大关系。一方面,表面粗糙或者纸板在复合时由于用胶量大等因素引起的“搓板”造成的纸板本身平滑度差,使印版表面不能够与面纸充分接触,致使油墨中的连结料不能完全填充纸张空隙。当面纸为白版纸印刷时,会出现白色小孔,产生“露底”,“白点”现象。另外,结构疏松,吸收性大的原纸上使油墨的渗透性大,印刷墨迹干燥快,因此应加大施墨量,反之应减少施墨量。

原纸的吸收性能、表面色彩、厚度要保持一致,厚度偏大的原纸会引起印刷压力增大而导致墨色过重,纸的表面色彩不一也会引起墨色深浅和颜色相貌上的变化。应对这些问题,应尽量使用同一批次的原纸来印刷同一批次的产品。但是在同一批次原纸数量不够时,即便要使用不同批次的原纸,也要考虑批与批之间参数的差别,对不同批次的原纸印刷出的产品应进行标注,以示区分,确保成型的产品色泽一致。

预印工艺对相应的材质也提出了更高要求,既要纸张具备很高的边压强度和耐破性能,又要求纸张的平滑度好,以达到良好的适印性。实践证明,涂布白板纸虽有很好的色彩表现力,但在高温烘干过程中,色彩会产生变化,影响图案效果;挂浆白板纸,虽然能够满足瓦楞高温烘道粘合过程的要求,但因其表面粗糙不平,导致网点印刷效果差,同时油墨消耗量大,也不是最理想的预印用纸。而白卡纸,既能充分表现印刷图案色彩,又能经受瓦楞高温烘道粘合过程的考验,是理想的预印刷用纸。

  综上分析,纸箱企业要提高竞争优势,瓦线设备要升级改造,印刷质量也要不断提升。纸箱的生产是各工艺技术综合配合的过程,只有整个生产线上技术得到提高,才到得到满意的产品。未来纸箱的生产,低克重、高强度是趋势,降低成本、提高印刷质量是发展的方向,要分析自身状况,合理应对,不断提高,才是发展之路。

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