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談談柔版印刷中網紋輥的清洗問題

   2024-03-08 54

在柔性版印刷中,網紋輥向印版上均勻地傳遞一定量的油墨,既是油墨的傳遞輥,又是油墨的計量輥,使用墨量實現精確化。網紋輥被柔印界人士稱為是柔印機的心臟,最終的印刷效果在很大程度上取決于網紋輥的質量和運轉結果。

在網紋輥出現的質量問題中,其實除少數是因其使用時間過長,造成嚴重磨損外,絕大多數是由于對網紋輥的清洗不當或清洗不徹底造成的。如何保持網紋輥的良好清潔狀態,對保證印刷質量至關重要。

網紋輥的清洗可分為日常清洗和周期清洗,最重要的是日常清洗,每印刷完一個印件就應盡快清洗網紋輥,除掉網紋輥上殘余的油墨。任何一種能令人滿意的網紋輥清洗系統,都必須做到在徹底清除每個網穴底部的殘墨顆粒等殘留物,同時保證不損壞網穴的網墻。
目前,網紋輥的清洗工藝主要有物理清洗法和化學清洗法。下面介紹當前常用的幾種清洗方法和操作要領。

一、物理清洗法

物理清洗法有介質噴射沖洗法(包括小蘇打噴洗法、干冰沖洗法、塑料細珠噴洗法、高壓水沖洗法),超聲波清洗法,激光清洗法。

1.介質噴射清洗法
這種清洗法的噴射形式,主要有正壓推進式、負壓推進式和二級負壓推進式。
⑴正壓推進式。是將清洗介質裝在密封的料斗內,利用壓縮空氣的壓力(1~1.2MPa)把清洗介質直接噴射到輥體表面進行清洗。此法具有清洗機結構簡單、噴射面大等優點。但存在噴射介質分散不勻,噴射壓力較大,不易控制,容易造成網穴損傷,用氣量較大等缺陷。

圖1

⑵負壓推進式。利用射擊流原理(見圖1),當壓縮空氣行經射流器時,B腔內形成真空,清洗介質在大氣壓的作用下被吸入A管中,在壓縮空氣的推動下從噴頭C噴出。負壓推進式具有使用氣壓較低(約0.6~0.8MPa),不會造成網穴損傷,用氣量少(約每分鐘0.8立方米),結構簡單等特點。其缺點是噴射出的介質均勻性較差。此外,推進輸送距離較短,一般在2~3米內有效。

⑶二級負壓推進式。這是為了克服負壓推進式存在的缺點,增強了清洗介質的流動性,達到最佳清洗效果。其優點是散射面均勻,噴射介質分布均勻、穩定;使用的氣壓更低(約0.4~0.6MPa),保證網穴不受損傷;轉送距離較大(可達10~15米)。其缺點是對各部位氣壓、氣流量的調整要有一定的經驗,結構相對復雜。

噴射清洗法是利用氣流把清洗介質小顆粒吹向網紋輥來清除網穴內的殘墨。一般來說,清洗時噴嘴必須小心地定位于網紋輥上方,并一直移動。清洗介質的顆粒必須小于網紋輥上網穴的尺寸。200線/英寸的網紋輥,其網穴邊長為0.05英寸(0.127厘米);122線/英寸的網紋輥,其網穴邊長為0.08英寸(0.2032厘米)。[next]

任何一種介質吹風清洗法,為保證其清洗效果,都必須注意以下幾點:

①清洗介質必須比網紋輥表面涂層柔軟,以免損傷網穴;而且,所用氣流的壓力應剛好可以清除網穴中的殘墨,而又不會損壞網穴。
②清洗介質應是微小粒子,以保證可以順暢地撞擊網穴底部。
③噴射出的介質應保持均勻狀態。
④噴射角度應能調整控制。噴咀必須垂直于網紋輥表面,以保證清洗介質直接吹到網穴中,而不是吹到網穴壁上,避免造成網紋輥損傷。
⑤噴咀與網紋輥表面的距離應能進行調整,以保證噴射出的介質可形成散射面,均勻地噴射在輥體表面上。當然調好后的噴咀與網紋輥表面的距離又要始終保持一致,以取得均勻一致的清洗效果。
⑥推進空氣的壓力不應集中在一點,此外以既能清除網穴殘留物而又不損傷網穴為原則。
⑦噴射頭的移動速度主要應與網紋輥的轉速相匹配,一般應控制在100毫米/分左右。
⑧可重復、長時間地對網紋輥進行介質噴射清洗,以免引起網紋輥上網墻的損壞。對于同一根網紋輥,介質噴射清洗方法最好不要作為每天使用的常規清洗方法,而只能作為一種輔助的定期維護方法,或者將嚴重堵塞的網穴恢復到原來的容墨量才用。

根據噴射清洗使用介質的不同,目前主要有下列清洗法:

⑴小蘇打粉噴洗法。這是一種使用小蘇打粉(碳酸氫鈉)和二碳酸鈉配制成的粉狀清洗介質,靠噴射力清除網穴內干結的殘留油墨、樹脂、涂布料等,達到清洗的目的。其優點是:低壓噴洗,一般使用0.4MPa的安全壓力。此外,小蘇打粉的質地比網紋輥表面涂層柔軟得多,顆粒較小,可進入網穴中,清洗效率較高,又可保證網紋輥表面安全及網穴壁。小蘇打細珠是一種易溶、安全無毒、無害的物質,有利于環保。小蘇打粉清洗不適于600線以上的中高線數的網紋輥,因為它容易引起網壁劃傷現象。

⑵干冰噴洗法。這是利用液態CO2制成固體CO2的干冰,在清洗設備內裝入已制作好的干冰顆粒或干冰塊,在壓縮空氣的驅動下,高密度干冰顆粒或細粉隨著壓縮空氣沖擊到被清洗物體表面,從而起到清洗作用。

干冰噴洗前要將干冰進行粉碎,制成粒徑約1微米的微粒后使用。干冰清洗的獨特之處在于干冰顆粒在沖擊瞬間氣化,固體CO2迅速升華變為氣體,在千分之幾秒內體積膨脹近800倍,這樣就在沖擊點造成微型爆炸。由于CO2揮發掉了,留下的只是需要清除的污垢。由于干冰顆粒與清洗表面間的溫度差,就發生熱沖擊現象。材料溫度降低、脆性增大,干冰顆粒能夠將污垢層沖擊破碎。

干冰清洗的主要優點是:①節約費用。干冰在線清洗,節約了大量的停機時間,不需增加勞動力和生產設備,降低費用。②延長設備使用壽命。③對網紋輥、機上控制元件、開關等都不會損傷。④安全環保。干冰清洗不污染環境,不產生廢物殘留。但干冰清洗容易引起陶瓷表面的爆裂,它不能用于清洗高線數的網紋輥。因為干冰無法深入到網穴底部,當然也就無法清除網穴底部的雜質了。因此,干冰清洗法一般只適用于清洗網線數較低的網紋輥。

⑶塑料細珠噴洗法。此法用的塑料細珠由聚乙烯材料特制而成的,對網紋輥進行清洗時以大約0.5MPa氣壓從噴嘴中噴出來,不采用研磨劑,使用聚乙烯塑性介質,顆粒很柔軟,因聚乙烯塑性有銳利的邊緣,當它與網紋輥接觸時,先發生變形,而后又回彈,這樣就可以將網穴內的殘留墨渣、樹脂、涂料等帶走,達到充分清洗的目的,而對陶瓷網紋輥的網穴表面沒有什么的損壞。
這種清洗法要有一個堿性回收裝置,專門用于清除刮刀上掉下來的鋼屑。殘墨、雜質等被收入一個收集袋中,而聚乙烯塑性介質顆粒則返回到吹風單元,被重復利用。

⑷高壓水沖洗法。它是利用高壓水直接噴洗網紋輥來沖掉殘墨,并可與堿性清洗介質并用。此法的缺點是網穴內殘余墨往往會被高壓水沖入網穴底部,從而影響清洗效果。此法沖洗后的污水直接排放,也影響環境。[next]

2.超聲波清洗法

超聲波清洗是一種高效的清洗方法,但要注意的是超聲波裝置應調到適合清洗的頻率上。大多數使用超聲波清洗的印刷廠還要配合使用強腐蝕性溶液,以提高效率,減少清洗時間。由于柔性版印刷多采用水基油墨,以超聲波清洗法在清洗之前有一個浸泡過程,用來軟化陶瓷網紋輥網穴中的殘墨等硬雜質。這個程序根據輥的大小及油墨堵塞情況而定,一般要0.5~24小時。超聲波清洗法利用超聲波來產生超聲波空化現象——以機械形式形成精微的氣泡,這些氣泡在壓力作用下,當接觸網紋輥表面時會內向爆炸,內向爆炸釋放的能量會形成一種攪動作用或者是摔除作用,將殘墨等雜質從網紋輥的網穴中清除掉。

超聲波空化強度受下列因素影響:
⑴超聲波強度。最好參考清洗設備生產廠商推薦的超聲波強度標準。
⑵超聲波頻率。超聲波頻率與空化現象的強度成反比。頻率增大,氣泡變小,空化強度亦變小。一般情況下,選用最小頻率4萬赫茲所生成的氣泡就可以了。
⑶浸泡溫度。浸泡溶液的溫度一般保持在60℃~70℃較好。
⑷清洗時間。清洗時間是最重要的因素,網紋輥置于超聲波溶液中的時間越長,其網穴越容易受損害。許多超聲波清洗法采用預浸泡程序,而后用超聲波清洗5分鐘,或時間再稍短些,以保護網紋輥上的網穴不受損害。

3.激光清洗法

這是近年研制出的一種新型清洗方法,使用帶特殊光學器件的激光裝置來清洗網紋輥。在清洗系統中,激光被置于光學器件中,以保護陶瓷網紋輥表面,但是可以蒸發掉網紋輥上的殘墨等雜質。據稱,這種清洗法可以清洗最高網線數為1200線/英寸的激光雕刻陶瓷網紋輥,從網穴中清洗掉干墨、融合劑、蠟、硅、聚四氯乙烯、版材顆粒甚至刮刀顆粒等,而不損壞網紋輥上網穴。
在供墨及清洗上,用于向印刷部件定量供應油墨并自動清洗網紋輥、腔式刮墨系統、油墨泵以及油墨管,清洗順序由計算機控制,提高了效率和質量。[next]

二、化學清洗法

化學清洗法也稱堿性溶劑清洗法,它是將具腐蝕性的堿性(pH值為8~14)清洗劑用涂抹、點滴、噴涂或浸泡等方式將網穴內的殘留物軟化、溶解,然后再用高壓水進行清洗。根據清洗劑堿性的強弱,可分為強堿清洗法:清洗劑的pH值為12~14,為高效清洗劑。但它存在對金屬材料具強力腐蝕,對人體接觸有一定危害等缺點,因此不適合抗腐蝕性低的網紋輥。中性堿清洗法:清洗劑的pH值為10~12,是一種應用非常廣泛的溫和型清洗劑,可將色料去除,但可能會留下殘余物,從而影響清洗效果。弱堿清洗法:清洗劑的pH值為8~10,屬于有效清洗劑。但它容易腐蝕網穴,造成網穴損傷。

由于化學清洗法的清洗劑滲透性較強,對1000線以上的網紋輥的網穴也可滲透到底部,因此具有較好的清洗效果,應用較廣。

化學清洗法一般可分為化學溶液浸泡法和化學溶劑刷洗法。

1.化學溶劑浸泡法
該法需要專用設備,先用化學清洗劑來溶解網穴中殘留的油墨等物質,然后再用高壓水流來沖掉已溶解的殘留物。操作時首先將網紋輥放置在清洗機內,并加入清洗劑,將網紋輥全部或部分浸泡在槽內,清洗劑的液面高度以使網紋輥的1/2~1/3被浸泡為準,將清洗劑加熱至40℃~60℃度,網紋輥在不停轉動的狀態下清洗2小時左右,讓溶劑溶解軟化干涸的油墨,然后用高壓水噴射回轉的網紋輥,去除清洗液和已被溶解的油墨等殘渣,最后用高壓氣體進行干燥。但此法存在一個清洗廢水的處理問題,應配備一個分離裝置,把水從殘墨與化學清洗劑中分離出來。

2.化學溶劑刷洗法
化學溶劑劑刷洗法就是將化學溶劑噴射在網紋輥表面,根據網紋輥材料選用適宜的細密刷子(陶瓷網紋輥用不銹鋼絲刷,金屬網紋輥用銅絲刷子),反復刷洗。這種方法只適于清洗粗網線的網紋輥。其優點是設備簡單,操作方便,成本低廉,清洗容易,保護環境。其缺點是無法深入到網穴中刷洗,很難清洗墨穴底部的污垢及積墨,所以清洗不徹底,不能恢復網穴容積。[next]

三、網紋輥涂層/清洗

并用式清洗

在新的網紋輥上機使用之前,先對網穴表面進行預處理,如在陶瓷網紋輥的網穴表面涂布一層很薄的斥水性聚合物涂層,用來防止油墨與網穴表面直接接觸,這樣,印刷油墨就不會堆積在網穴底部。這種先在網紋輥表面施加涂層而便于日后清洗的方法就是涂層/清洗并用式清洗法。

涂層/清洗法具有如下特點:⑴用斥水性聚合物作為陶瓷輥的涂層,不僅對網穴表面的多孔結構可以起到封孔處理效果,而且避免了與油墨和清洗劑直接接觸,并且涂層對網紋輥還會起到良好的保護作用。⑵網穴內涂層的表面張力低于陶瓷的表面強力,可以提高網穴的稀墨性能和油墨的轉移率。⑶由于有涂層的保護作用,所以可采用非腐蝕性清洗劑進行清洗,從而提高了清洗作業的安全性和環保性。⑷可避免對網穴的腐蝕和損傷,使網紋輥能在較長時間內保持良好的工作狀態,從而獲得顯著的經濟效益。

涂層/清洗工藝主要有在機清洗和脫機清洗兩種方式。

涂層/清洗系統適于新的或經充分清洗干凈的網紋輥,無論是寬幅或窄幅柔印機均可應用。但對于清洗網穴內余有殘墨的網紋輥,效果不佳。此外,要注意涂料的稀釋和涂布,注意網穴內的涂布液必須充分,否則會因涂層過薄起不到保護網穴的作用,直接影響清洗效果。涂層/清洗工藝是目前較為理想的網紋輥清洗系統,隨著高性能涂層材料的研制開發和工藝技術的進一步完善,它將成為未來網紋輥清洗的主要方式。

 
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