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张叶翻转双面机的防沾污解决方法

台湾《印刷人》第210期 更新日期:2013-02-06

1990年代,张叶平印机由单色、双色的可变化翻转机构的单、双面两用平印机,一下子变成4+4的前四、后四,一次走纸双面彩色印刷的全彩翻转机面世。但这并不表示这种八色机马上步上坦途,有不少满怀理想的印刷者,去订这么一部价值不菲的张叶八色机,而打退堂鼓的比例在60%左右。在1996~2000年二手印刷市场上,这种八色机翻转机几乎占一半左右,而机器数市面上只有两成左右,为什么那么多人无法经营用下去呢?最主要问题都是先印面的油墨在固化干燥下,于后面转递纸张、压印背面到排纸架发生刮伤,甚至于在真空剎车吸引下,本来单面机的背面是空白的或前面已干燥固化的墨层印纹,现在却是仍然未固化或只有结皮印纹油墨,一旦有磨擦力的剎车吸引,自然会产生刮痕或把以前剎车刮下油墨又沾黏在刚到的印纸上,这一种不好的刮痕是双面机里,十分受到用户不能接受的难题,因此双面全彩八色、十色机的发展曾一度受到阻碍,而今天在DRUPA 12杜塞道夫印刷机材展内,材料、印刷机厂、设备厂纷纷提出他们的一些防沾,防污方法。

A. 防沾的导具和防沾套夹,目前仍在双面机上使用,如在书口切线外或装订线,供一些压轮、导具使纸张通过时虽产生磨擦、拖痕,将来在装订时就能隐去,对书册印刷比较有效,现在则用吹风式导纸板,那么只有压缩空气的吹拂,而没有机械磨擦下,很方便也很有效。至于压力滚筒面,在背面印刷的压力滚筒身,上面加装镀铬粗面防沾夹套,作用有但不太好,后来又有陶瓷粗面防沾套效果好很多,但也不能长久防沾,因墨层会一直往上堆,所以要时时保持清洁,只有一点都不沾才会保长久不沾墨。至于排纸架上的真空剎车,改只有5mm宽幅小吸附盘,使接触面在一定限度下,产生的有履带走动式吸纸带也都是方法之一。这些防沾导具、夹套的发展也没有太大的进展

B. 利用油墨摇变性快的高速结皮油墨来防沾,这是一些印刷厂以前十分纳闷的地方,明明国外正四、反四八色机,能很快速正常的在印刷运作,但国内买了翻转型八色机,才发现印刷发生的污脏使作业困难重重,后来才到国外买双面翻转机专用油墨,果然效果好很多几乎很顺利印完双面,虽有一点点小沾斑,但情况可以忽视。原来油墨厂找到一种十分快速结皮的高摇变性油墨。什么是摇变性呢?也就是油墨在静止下,高分子形成一种网状结构的凝固及结皮不沾手表层在油墨上,反之只要有摇动、沾黏拔丝,油墨又恢复其流动性,一旦摇动、沾黏停止之下,油墨马上借摇变停止而形成预备干涸的网状分子结构、如果借水泥预拌车来说明,当预拌水泥由厂区预拌槽、装入水泥预拌车之后,大家都可以很清楚知道预拌车的水泥储存筒,必须一直保持一定方向的旋转,而问及大家若水泥储存筒不旋转的话,大家都知道下场会很惨,因为水泥在半个小时躺在车上不动,就会逐步凝固,等三、四小时后,就算反方向旋转下,再也倒不出水泥来,因为车上水泥筒内,水泥凝固了!而印刷的是利用摇变性,使印刷机上快速会结皮固着的双面专用油墨,在印刷机上因为一直在搅动不结皮,一旦印在纸面上,马上形成静止印刷皮膜层,只要在前四色或五色印完之后,经中间三个转递滚筒走纸的一秒多的时间里,就足以产生比较不会沾黏的结皮(触干)现象,意味着这层油墨并未完全干燥透底,但表面上的墨层面,用手指轻触时,它不透有湿墨产生指印及油墨黏上手指纹面,这个叫触干的快速结皮面,配合后面压力滚筒上的陶瓷粗面防沾夹,在后印面四色压印下,一如蜻蜓点水的走过去,不会产生沾黏的拉拔油墨痕,也因为如此也不再拉起前印几张印纸湿墨,沾黏后印张的不要印刷的印纸面,产生污渍。在这里除了防沾夹套之外,高度摇度性油墨,也占了一个重要防沾黏角色,但国外一公斤双面翻转机的四色墨要1,500元台币,很多印刷厂几乎用不起,因此会有一些使用一般快结皮一些油墨来做双面翻转机印刷,效果不是那么理想,勉强凑合着用,所以国外成功案例中,是长久以来都在使用高度摇变性油墨提早结皮为主要方法。

C. 使用混合型Hybrid油墨做强制固化。如果在双面翻转机,前印四色每色都用UV固化油墨,每一座印刷单元都有UV灯具,那么是最理想的翻转双面印刷,在先印面已完全干燥的印墨,到后印面的传纸、压印,甚至收纸都不会沾黏、弄脏及刮伤。但使用四处UV灯有其耗电地方,所以日本有一些油墨厂配合印刷机制造厂,使用一种混合型Hybrid油墨,使用一般橡皮墨辊、橡皮布,而不用特制耐UV墨橡皮就可印刷油墨,当四色印刷完了,在中央翻转滚筒当印刷面向外时,利用一组UV灯具固化混合型油墨的印纹墨,这一来进入背面压印不会有污损弄脏之事,如果后印四色也同样使用这样混合型油墨及固化方式,那么收纸台上也不产生背印、沾黏的事。为什么不用UV油墨而用Hybrid油墨,有两个理由,UV油墨比一般油墨贵5~6倍,Hybrid油墨在日本只比一般油墨贵50%,成本低,第二是Hybrid油墨的印版,墨辊、橡皮布,只要采用一般油墨的系统就可使用,而UV油墨必须使用耐UV墨的印版及橡皮辊、橡皮夹。但Hybird油墨在印刷到固化时间没有加长下,产生实时固化,其表面是毛糙没有光泽,就是第一面当黄色墨印完之后,马上进入UV光照射固化,而油墨在离开橡皮布面上,产生拉拔作用时表面如麦芽糖的拔丝面高低不平,若有5~6秒时间「降伏」作用表面才比较光滑平顺,但由第四色压印滚筒后到照射固化,以时速12,000张,每分钟200张,那么只有0.6~0.7秒就马上进行照射固化,争取不到足够的油墨降伏恢复光泽时间,这是比较无奈的事。所以Hybrid油墨在、中间及后段干燥防止沾黏、污损十分有效,却也是表面无光泽的一种印刷方式。

D. 使用低幅射能量UV LED、H UV或LE UV灯,做单面固化再翻转进入第二面印刷,这一种方式和使用UV灯具印刷,使用Hybrid油墨做双面印刷,都是属于同一种固化一面才进背面印刷,等背面印刷之后又做一次强制性幅射化学作用固化,唯一不同的是,一般UV灯具使用于一般UV油墨或Hybrid油墨都是高功率的UV灯,若八色机使用80Kw的动能,那么两面机所使用UV灯必须用到100Kw的灯具耗电量,主要原因是,UV灯具发生有效的UV光只有28~30%,其它是对UV油墨固化无效的可见光,或更大一部份是我们不想要的IR红外线却占了51%的比例,这事情就十分麻烦,因为IR不只使被印物表面温度上升15?~25?C之高,而且使印刷机和周遭十分受到热的困扰,所以又要耗用大量的冷却能量,把灯具产生的IR红外线热能带走,所以UV固化油墨不用一秒之内就能利用UV化学能量使UV油墨中的感光机制启动,并使UV油的感光单体产生高分子链接固化,本来这个作用并不需要红外线的热量就能作用的,但红外线热能多少也带有提高温度增加化学作用效率的机制,但影响性较为薄弱。而新一代高频谱紫外光源是UV LED或小森印刷机所称H-UV、海德堡所用的LE(Low Energy)。很多人以为UV LED或H UV、LE UV是一种比较厉害的新光源能量,其实正好相反,它只是把UV光的频谱往近紫外光部份移动,把较大化学作用能量的UV B、UV C不发生或减少发生。像UV LED是发生单一谱频的晶体发光,由365nm、375nm及385nm等不同频谱中,只发出一种频谱的光量出来,因此UV LED本身发出的光热能少,不太需要用水来冷却气冷就够用,要用水冷也只需很小的冷却能力,但UV LED所固化油墨对象,如果感光频谱太集中在近400nm紫光部份,油墨本身感光频谱太低不符合的话,就完全无法固化,也就是像拿一般UV油墨印刷,而使用UV LED光源去固化的话,就不太有固化效果,再加强十倍感光量仍然不足以固化,因为油墨对高频365~385nm感光太少,所以UV LED的油墨不只感光度要加快,而且感光频谱要对得上UV LED高频谱,就如同一把锁要有合宜的钥匙才能打得开一样,否则不一定会有作用。UV LED很有机会用于彩色4+4的双面翻转机,取代高度摇变性的双面机油墨,而且生产干净利落,又没有一丝丝的臭氧,可说十分理想。UV LED有1.5万~2万小时长效工作寿命,不像一般UV灯,或H UV、LE UV有灯管的高压电气体导电发光灯管,只有1,000~1,500小时寿命,又必须点灯待机,才能因应随开机随印刷。H UV切掉290nm以下UV C发生,仍有小部份320nm以下UV C发生,主要发生频谱在UV A 360~400nm的近紫外光,所以它和LE UV应当很近似的,而H UV的油墨感光频谱,就不必要像UV LED那么集中,可以在360~400nm的范围,而H UV灯管仍发生一些IR发生,须用水冷及气冷装置,所以世界上不少印刷机制造厂如Ryobi、三菱重工,集中在UV LED固化,KBA似乎也有意跟上来,因为UV LED的耗用电能只有一般UV灯的20~25%能源而已,十分节省能源,减少碳足迹的发生又没有臭氧发生,UV LED的发光、冷却装置十分精简,光线外漏对人眼伤害几乎没有。而H UV耗能是一般UV灯30%,在印刷机收纸台不用喷粉,即印、即可折纸加工,十分有利于印刷流程改善。而且不论UV LED、H UV、LE UV的印刷,纸面温度根本不上升或只有小幅度上升,所以除了即印即固化的印刷面粗化问题之外,这种节能UV灯固化,也须配合适当感旋光性的油墨才能发挥作用。

E. 水性上光的双面翻转机油墨固化方法,这是今年在DRUPA 12 KBA展场上所发展出来的,也就是高速翻转平印机,如果油墨必须使用UV或UV LED光来照射固化,那么印刷速度也会成为一个关键因素,一般每小时10,000张以下印刷速度也许OK的,到每小时12,000张,就要看印刷油墨厚薄,墨层太厚、反射率太高或穿透力不足的油墨层,也许就无法做到彻底的固化,所以再高速每小时15,000张以上的双面翻转印刷就无法过关,但KBA的R106双面翻转机,直通印刷每小时达20,000张,等于三十年前轮转平版印刷机的速度,而双面翻转的印速极速每小时仍有18,000张,显然原有的UV或低能量UV光高感度油墨的组合,是无法满足这个需求,甚至于使用高度摇变性结皮防沾的湿印刷方式,也面临到无法解决的难题。KBA的工程师乃借助水性上光的技术,将彩色印刷面的湿墨层,利用水性上光的技术,将彩色印刷面的湿墨层,利用水性压克力涂布料,做结合固化,使印刷油墨层封住死锁在水性压克力涂布层底下,一方面可以做亮光更增印刷的附加价值,也可做雾面上光,产生较雅致的涂布面,而这种上光涂布自然在4色单元之外,又要加入前、后各有一座腔式的水性上光单元,那么八色机就成了10色机。不过先印面在上光之后要有足够的IR及热风作用,才能在高速印刷下,做好水性上光涂布层的足够固化效果,因此KBA工程师又在前面五座及后五座印刷及上光单元之间,加入两座单元,在传纸滚筒转上印刷面时,做一次及第二次的IR加热风蒸发水性上光涂料的水份,固化印刷表面一层不沾黏的上光涂布料,这就十分安全可以进行背面四色印刷及上光,而不会沾污、弄脏,是十分有效也比较费钱的防沾固化,包括排纸架上的吸引拖痕问题也解决掉,而且可因应世界上最高速的双面翻转机。像KBA的R-145双倍大菊全翻转机,直通印速每小时17,000张,翻转15,000张,若论印刷滚筒表面速度又比R106增速45%之多,一般UV光照射已无法因应,仍以水性上光防沾污方式比较有用。

在彩色双面印刷方式发展20%,借着各印版滚筒的同步化,能做更短版的因应,而双面彩色一步到位印刷的长翻转机,也逐步走出自己市场定位。和一般单面四色机不只要喷粉防印刷品沾黏,等干后才能再印刷背面,又因喷粉及纸张不平整,而降低印刷效果,更会出错及加大生产时间、空间,在几乎没有利润情况下和八色长翻机的更完备条件,也厘清一个文化、商业双面彩印一气呵成的新定位。