网纹辊的介绍.ppt

第五章印刷器材 第三节网纹传墨辊 网纹传墨辊 简称网纹辊 是柔性版印刷机专用的传墨辊 其表面制有无数大小 形状 深浅都相同的凹孔 这些凹孔又称为网穴 或着墨孔 凹下的网穴 能储存油墨 如图6 1所示 网纹传墨辊的作用是向印版上图文部分定量 均匀传递所需要的油墨 高速印刷时 还可防止油墨的飞溅现象 图6 1网纹辊网穴结构图 镀铬网纹辊 陶瓷网纹辊 图6 11网纹辊的组成示意图1 辊体2 基层材料3 表面镀层4 网穴5 网墙 一 组成 1 辊体 又叫辊芯 它的加工尺寸精度和几何精度 对传墨精度均有直接影响 因此 一般都要经过精细加工 保证具有良好机械加工精度 使尺寸精度 表面粗糙度 几何精度等均符合传墨辊的质量要求 2 基层材料网纹辊上进行雕刻加工的表面称基层 基层一般是在辊体上另加上去的 基层的材料对网纹辊的寿命和使用性能十分关键 选择时应从强度 耐腐蚀性和加工性能等方面综合考虑 1 强度 主要指的是抗局部冲出的能力 如果基层材料过软 在冲击力作用下将产生较大变形 则会引起网纹辊表面镀铬层或陶瓷涂层剥裂 2 耐腐蚀性 指的是对油墨溶剂等的抵抗能力 如果基层材料过硬 则加工出的网穴可能不均匀 隔墙会出现裂纹 根据上述要求 有的网纹辊制造厂选用不锈钢合金作为基层材料 喷涂在辊芯表面 为了保证良好的加工性能 最常用的基层材料是电镀铜 在加工完网穴的网纹辊表面镀一层铬或陶瓷 称为表面镀层 它的主要作用是提高网纹辊的耐磨性和阻挡溶剂对基层铜层的腐蚀 一般表面镀层的厚度为 镀铬层为0 0127 0 01778mm 喷陶瓷层的厚度为0 0254 0 03048mm 1m 1000mm1mm 1000 m1 m 1000nm 3 表面镀层 现代雕刻网纹辊的网穴多采用正六边形的开口 采用这种网穴开口供墨 有利于提高供墨量和较好地避免印品龟纹的产生 若采用全对称的圆形开口 则网穴间的网墙增大 降低了单位面积内网穴的数量 不仅降低了供墨量 而且传墨均匀性也有所下降 四边形开口的特性介于二者之间 网穴的开口宽度与深度的比值与油墨的转移量也有密切的关系 如果网穴开口窄而深 那么网穴底部的油墨就无法转移 从而降低了网穴中的油墨向印版的转移率 甚至会因无法清洗底部而永久堵塞 一般认为网穴开口宽度和深度的比值在28 左右比较合适 4 网穴 它是指网穴间的隔墙 网墙面积的大小与网穴的形状有关 如正六边形的网穴开口 比全对称圆形开口的单位面积内的网墙面积要小 为了提高供墨量和改善传墨性能 应尽量减少单位面积内的网墙面积 5 网墙 二 网纹辊的种类和性能比较 网纹辊的加工 辊体加工 表面网穴加工 机械加工法 滚压法 电子雕刻法 激光雕刻法 非雕刻涂陶瓷法 腐蚀法 车削 磨削 抛光 1 网纹辊的种类 2 陶瓷网纹辊 是用等离子的方法 将金属氧化物 Al2O3或Cr2O3 熔化 熔射涂布在金属光辊表面 形成高硬度 并与金属辊结合牢固 致密的陶瓷薄膜 按表面镀层分类 金属镀铬网纹辊 陶瓷网纹辊 1 金属镀铬网纹辊 是在金属辊表面用电子雕刻机先雕刻出网穴 然后再镀铬制成的 喷涂陶瓷网纹辊 激光雕刻陶瓷网纹辊 2 制作工艺 机械滚压镀铬网纹辊 电子雕刻镀铬网纹辊 喷涂陶瓷网纹辊工艺过程 激光雕刻陶瓷网纹辊工艺过程 分析如下 3 网纹辊的性能比较 见表6 1 从表6 1可以看出 机械雕刻金属镀铬网纹辊最高只能达到500L in 激光雕刻陶瓷网纹辊网线范围宽 最高可达1200L in 可满足精细印刷的要求 较高的网线数可以形成更薄 更均匀的墨膜 在高速印刷时能减少网点扩大 并得到更快的干燥速度 更准确的套印和更少的油墨消耗 从而保证印刷质量 1 雕刻精度 金属镀铬网纹辊 耐印力约1000 3000万次 造价比较低 在一般水平的柔性版印刷机使用较为广泛 但由于镀层太薄 所以极易磨损 铬辊磨损后会使网穴体积发生变化 从而影响印刷质量 喷涂陶瓷网纹辊 耐磨性比金属镀铬网纹辊好 网穴间有天然气孔 易于形成所需要的墨膜 陶瓷网纹辊 耐磨性高出镀铬辊20 30倍 可达4亿印次 具有寿命长 耐磨 耐腐蚀的特点 由于耐磨性极好 可使用刮刀装置 对于减少更换网纹辊的次数 提高印刷效率十分有利 2 耐印力 金属镀铬网纹辊表面镀铬层与激光雕刻陶瓷网纹辊常用的陶瓷材料的表面能量相近 因此两者都具有较好的着墨性能和油墨释放性能 激光雕刻的网孔形状好 薄壁圆底 网穴有很平滑的墙 有利于油墨的传递 其线宽与网孔容积有较宽的选择范围 能满足各种用途需要 更重要的是激光雕刻出的网穴有三种角度 30 45 60 和两种网穴形状 六角形和菱形 可供选择 3 传墨和释墨性 金属网纹辊由于有镀层 墨穴不易堵塞 但使用寿命不如陶瓷辊 陶瓷网纹辊价格偏高 在印刷高精度的网线版 印刷速度达到200m min时 陶瓷网纹辊更能显示出其耐磨 耐热的优势 但实践证明 陶瓷辊的网穴易堵塞 应用时必须注意清洗及保养 大部分用户认为 尽管陶瓷辊初期投资大 但是这种网纹辊使用寿命长 特别是在使用刮墨刀的情况下 性能优异 足以补偿与一般网纹辊相比的额外支出 4 性能价格比 3 描述网纹辊特征的参数 1 网纹辊线数 网纹辊线数是指沿网纹辊轴向方向单位长度内网穴的个数 常用的单位是 L in或L cm 网纹辊线数不仅决定传墨量的大小 也决定传墨的均匀性 2 网穴的形状 从截面积看网穴有斜齿形 棱锥形 棱台形 碗形 试管形等 从俯视看孔边形状有四边形 六边形 菱形 连通形 螺旋形等 如图6 2所示 图6 2网穴形状示意图 1 四棱锥形网穴 倒金字塔形 是柔性版印刷机上最普遍使用的 加工这种网穴时 雕刻刀要具有锋利的刀尖 所需雕刻压力小 易于保证网穴的几何精度 可以加工的网线范围为30lpi 300lpi 网穴角度一般为30或45度 四棱锥形网纹辊一般是配合橡胶墨斗辊使用的 2 四棱台形网穴其底部是平截棱锥而形成的平面 棱台形网穴的侧面一般较棱锥形的更趋垂直 网穴之间的隔墙比四棱锥形网穴的宽 网纹辊的传墨性能较好 具有通用性 可配合橡胶墨斗辊也可配合刮墨刀使用 网纹辊线数较大 一般为10lpi 550lpi 从而扩大了使用范围 3 六棱台形网穴开口角度较大 因而着墨 传墨性能较前述两种网穴要好 其网穴间的隔墙具有更高的强度 可减缓刮墨刀造成的磨损 现代激光雕刻网纹辊多采用正六边形的开口 这种正六边形的开口供墨方式可以有效地避免莫尔条纹的产生 4 梯形截面斜齿形网穴斜齿形网穴的法向截面为等腰梯形 是与网纹传墨辊轴线成45 螺旋雕刻斜槽而形成的 这种网穴可保证油墨 或涂布液体 的流动性 具有良好的传墨性能 斜齿形网纹辊供墨量较大 一般用于涂布 5 附加通道形它是四棱台网穴的该进型 即在沿垂直网纹辊轴方向 将相邻网穴之间雕刻出通道 以提高网穴内油墨的流动性 其传墨性能得到明显改善 网纹线数为250lpi 600lpi 适用于网目调印刷 指网穴的排列方向与轴线方向的夹角 如图6 3所示 3 网纹辊角度 图6 3网纹辊常用的网穴角度 30 45 60 60 指网穴表面的开口宽度 4 网穴开口 5 壁厚 壁厚是网穴之间墙壁的宽度 6 网穴开口度 网穴开口度是指网穴的深度 H 与其开口 b 的百分比 即 b HX100 如图6 4所示 通常在23 33 之间 最佳在28 图6 4网穴开口和深度之间的匹配关系 是指网纹辊在正常条件下 单位表面积可容纳的油墨量 单位为 BCM m2 B Billion C Cubic M Micro 7 网纹辊容积 定义 网纹辊的传墨性能是指其接受油墨的能力 传递油墨的能力和接受和传递油墨的均匀性 网纹辊传墨性能的有关因素 三 网纹传墨辊的传墨性能 网穴的结构 网纹辊的线数 网穴的排列角度 网穴容积 印刷速度 1 网穴结构对传墨性能的影响 图6 5四棱锥形网穴的几何参数 1 网穴的容积与网穴开口面积 深度成正比 而网穴的容积又与传墨量有关 2 网穴的开口面积决定了网纹传墨辊向印版表面的传墨单元的大小 b 3 网穴的开口尺寸a大和深度h浅 锥角a大 则容易传递油墨 开口过小 深度大 锥角小 时 网穴的传递油墨性能对油墨的粘度比较敏感 4 网穴的边角对传墨有阻碍作用 这种现象可称为 边角效应 四棱锥形网穴底部的边角效应最为强烈 约占网穴的1 3高度的底部不能传递油墨 5 网纹辊在长期使用过程中 由于墨斗辊或刮墨刀的作用将出现磨损 磨损使网穴的开口变小 深度变浅 造成网纹辊传墨单元面积减小 总传墨量也相应减小 2 磨损对网穴容积的影响 图6 6磨损对网穴容积的影响 四棱锥网穴 锥角大的四棱台网穴 锥角小的四棱台网穴 1 四棱锥网穴 曲线1当深度减少 h h0 20 时 体积将减少 v v0 49 25 2 四棱台网穴 曲线2曲线3比较曲线1 2可以看出 四棱台形网穴深度变化对体积的影响较小 比较曲线2 3可以看出 对于四棱台形网穴 锥角较大时 深度变小引起的体积减少较为明显 2 网纹辊线数对传墨性能的影响 网纹辊的线数与其容积有着直接的关系 对于一只容积为3 2BCM cm2的网纹辊 要求相对应的线数大约为500L in 如果要求线数为1000L in 网穴则相对地要雕刻得很深 相反地 如果要求线数为120L in 网穴则相对地要雕刻得很浅 一般讲 网纹辊的供墨量随网线数的增加而降低 即网纹辊线数越高 传墨量越小 1 在进行半色调或彩色印刷时 需要采用高线数的网纹辊 这是因为 在印版的高光区 网点的尺寸很小 如果采用低线数的网纹辊 每个网穴的面积会大于印版上某些网点的面积 这样在印刷时 某些网点会正好与网纹辊的网穴相对 由于没有隔墙的支撑 网点浸人网穴中 不仅网点表面被着墨 网点的侧壁也着了墨 这样的网点在承印材料上着墨所产生的色调值比周围网点增大 另外 由于柔性版油墨稀薄 粘度低 这种网点有时会与相邻网点粘连 2 在进行半色调或彩色印刷时 网纹辊的网线数一般较高 保证网穴的开口面积小于印版上最小的网点的面积 实践证明 要获得品质优良的印品 网纹辊的网线数应与印版加网线数保持一定的比例关系 即网纹辊的网线数一般应为印版加网线数的4倍左右 对于实地印刷 如果网纹辊的网线数过低 则供墨量太大 印版边缘因积墨而造成印品边缘重影 如果网线数过高 供墨量不足 实地密度不够而发花 实际工作中 必须根据供墨量合理选择线数 3 网穴排列角度对传墨性能的影响 网穴的排列方式多种多样 但一般选择600和300排列的六边形网穴和450排列的棱形网穴三种 分别见前图6 3所示 1989年美国首先推出600排列的正六边形网纹辊 今天已经成为行业标准 主要是因为600排列的正六边形网穴有以下优点 在这种排列方式中 网穴排列最紧凑 在给定的面积上 网穴的数量比其他排列方式可多将近15 因此在相同面积的网纹辊表面上 可以雕刻更多的同等大小的网穴 传输更多的油墨 在以激光雕刻600排列的正六边形网穴时 网穴间的多余位置可以被最大限度地消除 在传递相同墨量的条件下 网穴可以做得更浅 这利于油墨的传递 600排列的正六边形网穴可以避免出现沟渠 也就不会由此而造成墨痕 对于网纹辊制造商来说 600排列的正六边形网穴更易于雕刻 易于保证标准形状和体积 所以 制作各种网纹辊的稳定性会更高 油墨从网穴中向印版上转移的墨量还与网穴的深度与宽度的比值有关 如图6 4所示 显然 如果网穴开口窄而深 那么网穴底部的油墨就无法转移 不仅降低了网穴中的油墨向印版上的转移率 而且也不利于网纹辊的清洗 由此造成网穴的永久堵塞 实践证明 网穴开口度 即 宽度b与深度h的比值b hx100 23 33 时 油墨转移较流畅 最佳值在28 也就是说 如果网穴的开口为100 m 那么 它的深度在28 m最佳 4 网穴的开口度对传墨量的影响 小结 网穴角度为60 网穴形状为正六边形 b h 100 28 的网纹辊传墨好 5 网穴容积对传墨量的影响 网穴角度 网线数 网穴形状及网穴深度和宽度决定了网穴的体积 网纹辊正是靠这些凹下的网穴来传墨 网穴容积一般用于理论分析 实际工作中很难测量出其精确值 目前 测量网穴尺寸的方法是用网穴的平均数量来表示 1 网穴数 D L M2式中 D 网纹辊直径 in L 网纹辊长度 in M 网线数 L in 不同的网穴形状 不同的网线数及不同的网线角度可组合成不同网穴容积的网纹辊 2 不同网线网纹辊的容量及其相应的适用印刷产品 由于网纹辊的磨损和堵塞 实际传墨量为理论值的70 80 若对三种不同的输墨系统分别进行试验可以发现 当改变印刷速度时 测定各输墨系统的传墨量 则可得到印刷速度与传墨量变化的关系曲线 如图6 7所示 由此可以得出如下结论 采用墨斗辊 网纹辊型输墨系统 当印刷速度小于200mm min时 印刷速度对传墨量的影响较小 当印刷速度由200m min增加到400m min时 印刷速度增加1倍 传墨量则增大3倍左右 这说明印刷速度对传墨量将产生很大影响 其输墨性能较差 6 印刷速度对传墨性能的影响 图6 7印刷速度与传墨量关系曲线a 胶辊 网纹辊型b 正向刮刀型C 反向刮刀型 6 印刷速度对传墨性能的影响 1 采用墨斗辊 网纹辊型输墨系统 当印刷速度小于200mm min时 印刷速度对传墨量的影响较小 当印刷速度由200m min增加到400m min时 印刷速度增加1倍 传墨量则增大3倍左右 这说明印刷速度对传墨量将产生很大影响 其输墨性能较差 2 正向刮刀型输墨系统 印刷速度的提高 对传墨量产生一定影响 但其影响并不十分显著 特别是当印刷速度小于500m min的范围内 其输墨性能较好 3 反向刮刀型输墨系统 无论印刷速度如何变化 其传墨量基本保持稳定 说明其输墨性能最佳 因此 对于网点印刷应采用反向刮刀型输墨系统 图6 7印刷速度与传墨量关系曲线a 胶辊 网纹辊型b 正向刮刀型C 反向刮刀型 四 网纹传墨辊的选配 在选择使用网纹传墨辊时 需要考虑印品的精细程度 承印材料种类 油墨类型及经济因素等 选择的项目包括网纹辊网穴的结构 网纹辊线数及表面涂层材料等 作为实地 线条 文字等印品主要根据供墨量的大小来选择网纹辊线数 对于实地印刷 如果网纹辊的网线数过低 供墨量太大 印版实地边缘积墨而造成印品边缘重影 如果网线数过高 供墨量不足 实地密度不够而发花 如果两实地叠印或印刷版面实地较小时可选择较高一些的网线数 文字 线条版可根据文字的大小 线条的精细选择合适的网纹辊 对于彩色网线印品的印刷 根据印品本身的线数来确定网纹辊的网线数 1 根据印品的精细程度选择网纹辊线数 一台柔性版印刷机在配置网纹辊时 首先要根据该机器生产的产品定位考虑 正确有效地配置好网纹辊 做到又经济又实用 一般来说选购一台6 1的柔性版印刷机 通常基本配置见表6 3所示 网纹辊的选择应根据承印材料的吸墨性选择不同线数的网纹辊 承印材料有纸张 塑料 金属薄膜等 纸的吸墨量大 油墨在纸上的干燥主要靠纸的吸收 纸的种类又很多 如瓦楞纸板 道林纸 不干胶纸等 其吸墨量也各异 塑料 金属薄膜对油墨无吸收性 油墨的干燥主要靠挥发 把牛皮纸印刷采用的墨量用在塑料印刷上会发生油墨过量而不干的问题 或造成印件粘脏 反之 把塑料印刷的墨量用在牛皮纸印刷中则会因墨量不够而导致印件墨色露白 一般产品印刷用的材料及相应网纹辊的线数见表6 4所列 2 根据承印材料及印刷要求选择网纹辊线数 柔性版印刷机印刷所用的陶瓷网纹辊通常采用60 角 即网穴呈正六边形排列 这种排列易于油墨的释放 涂布及上光时使用的陶瓷网纹辊宜采用30 角 上光油通常粘度较高 30 角的网纹辊较适用于传输粘度较高的光油 对于双辊式刮墨系统 采用30 角的网纹辊在印刷实地 线条及文字时效果较好 3 选择合适的网线角度 斜齿形网穴网纹辊用于涂布和上胶 适用于粘度很高的涂料 连通的网穴可保持涂料的流动性 提高网纹传墨对涂料的传递性能 采用这种网纹辊传递荧光油墨等高触变性的液体效果最好 斜齿形网穴网纹辊要配合刮墨刀使用 而涂料是由网纹辊直接涂布在被涂材料上的 4 网穴与油墨的配合 通常一定网线数的网纹辊对应一定的标准传墨量 规律是传墨量随网线数的提高而减少 目前 国内陶瓷网纹辊制造商已可以提供同一种网线数不同传墨量的网纹辊 例如 360L in的网纹辊其标准传墨量为4 60BCM in2 国内陶瓷网纹辊制造商最新推出的网纹辊可以提供高于或低于此标准的传墨量 即传墨量高达5 10BCM in2或低至4 45BCM in2 这种网纹辊的出现 提供了一种调节墨层厚度的独特手段 在网线数确定的条件下 可通过更换不同传墨量的网纹辊达到调节墨层厚度的目的 给印刷机操作提供了极大的方便 5 选择合适的传墨量 6 网穴结构与输墨系统形式的配合 1 四棱锥形结构网穴的网纹传墨辊 一般适用于橡胶墨斗辊 网纹传墨辊输墨系统 这是因为采用橡胶墨斗辊对网纹传墨辊刮墨时 可通过调整两辊间的压力 使网纹传墨辊的表面附加一层油墨 以补偿仅靠网穴内的油墨的传墨时出现的墨量不足及不断减少 同时 橡胶墨斗辊对网纹传墨辊的磨损较刮刀要轻 可延长网纹辊的使用寿命 以雕刻镀铬网纹辊为例 采用橡胶墨斗辊刮墨时 使用寿命可达三年 而采用刮刀时只能有几个月 在相同线数的条件下 四棱锥形网穴的容积会因磨损而迅速减少 2 在网纹传墨辊 刮墨刀输墨系统中 要使用四棱台 六棱台形网穴的网纹传墨辊采用刮墨刀时 理论上网纹辊表面不再有油墨 所以与橡胶墨斗辊 网纹传墨辊输墨系统相比 网纹传墨辊 刮墨刀输墨系统中所用的网纹辊网穴的容积必须要大一些 五 网纹辊的维护与保养 网纹辊是柔性版印刷机上最精密的部件 是一种耐消耗品 切实注意日常使用过程中的维护保养是延长其使用寿命的重要一环 1 网纹辊的保养1 陶瓷网纹辊边缘的保护 通常网纹辊边缘制作成90 的直角 在拆卸网纹辊时极易碰伤边缘 另外 在装卸轴承及齿轮时 不小心也会碰伤陶瓷网纹辊的边缘 导致的结果是 刮墨刀极易磨损 当油墨的pH超出通常范围时 通过这些碰伤处容易引起底基的腐蚀 从而引起陶瓷层的脱落 网纹辊报废 解决办法 1 购买具有边缘倒角 圆角 的陶瓷网纹辊 通常在机械加工中 0 2mm的倒角是最理想的圆角 因此在陶瓷网纹辊制作工艺中增加一道精加工 将边缘精加工为小圆角 从而使网纹辊在使用中不易被碰伤 2 使用网纹辊保护套 制作良好的网纹辊保护套可以起到较好的减震作用 从而有效防止碰伤 同时网纹辊保护套对于保持网纹辊的清洁也有较好的作用 2 陶瓷网纹辊上轻微伤痕的修补陶瓷网纹辊上大的修复需送到网纹辊制造商处 但对某些轻微破损 可用环氧树脂涂在伤处 注意在涂环氧树脂前 需将待修复处清洁干净 待环氧树脂固化后用12号砂纸 最细的砂纸 砂平 3 网纹辊在应用中的保养与维护 在安装或者卸载网纹辊时 一定要均匀用力 轻拿轻放 把网纹辊稳妥地安装到支承槽内或者从印刷机上卸下来 在印刷过程中 要使刮墨刀同网纹辊以及胶辊同网纹辊之间的压力尽可能地小 以减少对网纹辊的磨损 停机后 一定要使网纹辊跟胶辊离压 否则的话 网纹辊会由于长时间单方向受力而出现弯曲变形 从而造成网纹辊传墨不均 每次印刷结束之后 一定要及时对网纹辊进行认真的清洗 防止油墨中的颜料颗粒干结在着墨孔中 在储存过程中也防止表面被异物硌伤或者碰撞 此外还要将其放到专门的储存箱中 以防表面沾上油污 灰尘或者粉尘 油墨堵塞网穴是柔印中令人头痛的问题 用10倍或20倍放大镜可以很清楚地观察网穴堵塞的情况 网孔堵塞是陶瓷网纹辊不能继续使用的重要原因之一 网纹辊旋转时转移到印版上的墨量实际是一个变量 受很多因素的影响 在正常情况下 网穴内所填充的油墨量能转移到印版上在70 80 范围内 通常网孔堵塞原因是由于网纹辊在工作过程中其网穴被干固的油墨堵塞所致 网穴底端的干墨 尤其是水基油墨干燥后较难溶解于新墨 周而复始堵塞的现象越来越严重 将影响到网穴的储存 转移油墨的效率和功能 减少网穴的有效传墨量 2 网纹辊的清洗 1 更换产品时 网纹辊清洗不彻底 1 引起堵塞原因 2 长时间停机 没有及时清洗网纹辊 3 油墨干燥过快 所以 要保持墨量的精确传递 必须对网纹辊进行合理的清洗 网纹辊的清洗分为日常清洗和周期清洗 日常清洗是在停机后及时对网纹辊进行的清洗 可有效防止油墨干结在网孔里 对于网孔堵塞严重的网纹辊 采用周期清洗的效果会更明显 2 清洗方法 1 化学溶剂刷洗法 将化学溶剂喷射在网纹辊表面 根据网纹辊材料选用适宜的细密刷子 陶瓷网纹辊用不锈钢丝刷 金属网纹辊用铜丝刷子 用刷子反复刷洗 这种方法只适于清洗粗网线的网纹辊 优点是成本低 清洗方便 不污染环境 缺点是无法深入到墨穴中刷洗 所以清洗不彻底 很难清洗网穴底部的污垢及积墨 因此 不能恢复墨穴容积 2 化学溶液浸泡法将网纹辊全部或部分浸入高pH