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金属印刷概况

(一)金属印刷概况
 金属印刷(Metal Printing)为实用印刷中的一种,俗称铁皮印刷。它是以金属板、金属成型制品及金属箔等硬质材料为承印物的印刷方式,其承印材料主要有马口铁(镀锡钢板Tin plate)、无锡薄钢板(化学处理钢板TFS:Tin or Free Steel)、锌铁板、黑钢板、铝板,铝冲压容器以及铝、白铁皮复合材料等。 
 金属印刷很少是最终制品的印刷,而往往是各种容器、盖类、建材、家用电器制品、家具、铭牌以及各种杂用品等加工工艺过程的组成部分,这些制品大都是以丰富人们的生活为主要目的。因此,为了引起消费者的购买欲望,提高商品的销售价值,作为促销手段,都应进行新颖的装帧设计和精_印刷,这样,金属印刷就显得更加重要了。金属印刷的产品一般应具有如下特点: 
 ①色彩鲜艳,层次丰富,视觉效果良好:金属承印材料如是镀锡钢板,因其表面为镀锡层,具有闪光的色彩效果,再经过底色印刷,印刷图文则更加鲜艳。对于无锡钢板或其它金属材料,经表面处理和涂装,印刷后也可再现出特殊的闪光效果; 
 ②承印材料良好的加工性和造型设计的多样性;金属承印材料具有良好的力学性能和加工、成型性能,金属包装容器可实现新颖、独特的造型设计,制造出各种异形筒、罐、盒等包装容器,达到美化商品提高商品的竞争能力之目的; 
 ③有利于实现商品的使用价值和艺术性的统一:金属材料的良好性能和印刷油墨的良好的耐磨性、耐久性,不仅为实现独特的造型设计和精美印刷创造了条件,而且提高了商品的耐久性和可保持性,可更好地体现商品的使用价值与艺术性的统一。 
 基于上述原因,金属材料印刷在近代得到书刊号发展。 
(二)金属印刷工艺类型及其特点
 1.印刷工艺的类型选择 
 金属印刷的印刷方式一般以承印物的形态不同而异。但是,无论采用什么样的材料,均属于硬质材料,所以,金属印刷大多以胶印为主体,即印版上的图文先印在中间载体(橡皮布滚筒)上,再转印到承印物上的间接印刷方式。到目前为止,胶印主要有平版胶印、无水平版胶印、凹版胶印及凸版胶印(干胶印)等4种印刷方式。在金属印刷中,表3-3为承印物的种类、印刷方式、主要制品示例。 
 2.涂装时涂料粘度的控制 
 马口铁涂布的首要条件是涂料要有适当的涂布条件,经过涂布机涂布在马口铁表面上的涂膜要有良好的流展性、均一的厚度及平滑的表面。当涂布机的涂布速度、涂料供给量及烘烤温度一定时,影响马口铁涂膜外观质量的因素主要是涂料的涂布粘度。 
 (1)涂料粘度对涂膜的影响 同一涂料在涂布机供给量、涂布速度、使用的涂布胶辊相同的情况下,如果涂料的粘度不一样,涂膜的涂布厚度就不一样。只有涂布厚度适当,烘烤温度与时间合适,才能使涂布达到预期的效果。 
 涂膜厚度直接影响涂膜质量及涂布成本的高低。涂膜厚度大薄会导致以下问题: 
 ①遮盖力差; 
 ②涂膜涂布不匀,耐蚀性不良,保护性差; 
 ③涂膜过度硬化,加工成型易碎落; 
 ④光泽度降低。 
 涂膜厚度太厚也会出现以下问题: 
 ①相同量的涂料涂布面积减小,增加成本,不经济; 
 ②硬化不完全,铁皮叠放时容易粘结而不易分离; 
 ③降低加工过程中的抗冲击性,盛开时易剥离。 
 因此,在马口铁涂布过程中,欲得到良好的涂布效果,对于涂膜厚度的控制疏忽不得。然而怎样使涂膜厚度控制在理想的范围内,是涂布作业的重点解决的问题,而问题的关键是如何在涂布作业中控制好涂料粘度。 
 一般情况下,在环境温度相同时,粘度越高,涂料中挥发成分少,固体含量就高,相同供给量的涂料涂布后的涂膜厚度就相应厚些;反之,粘度越低,涂料中挥发成分大,固体含量就低,相同供给量的涂料涂布后的涂膜厚度就相应薄些。 
 涂料粘度太高时,马口铁涂布表面易出现涂膜涂布不匀(如斑马条纹、橘皮皱纹),高速运转时涂料易飞浅(类似印刷飞墨),当马口铁表面有油时易出现眼孔(针孔)等涂布问题。涂料粘度太低时,马口铁涂布表面易出现花铁架斑纹,如使用横向留空胶辊,辊的切口易出现涂料积聚,造成马口铁在此位置处重皮,当传送带带静电时则易出现针孔等涂布问题。 
 不同的涂料都有其理想的涂布作业粘度,只有粘度合适,涂料涂布在马口铁上时,涂膜才有良好的流展性,均一性、平滑性及加工性。 
 (2)涂料粘度的测定 涂料在储存-涂布-涂料储存的循环过程中,因溶剂成分裸露在空气中特别容易挥发,从而使粘度升高,对于低沸点的溶剂,这种倾向尤其明显。这就需要对涂料进行稀释,而稀释时粘度会随着稀释剂的添加量而变化。添加的稀释剂越多,粘度变得越低。而且不单是粘度降低,涂料中不挥发成分也降低。这样即使供给等量涂料,涂膜量也会不足。因此,当在涂料中添加稀释剂时,测定涂料的粘度非常重要。 
 一般使用4号福特杯粘度计测定粘度。先在杯内注满涂料,用温度计测量此时涂料的温度(一般测量时可认定当时的环境温度即为涂料的液态温度),打开杯底阀门的同时,按下计时秒表,让涂料从下部的孔流出,流尽为止(丝状流出涂料第一次断掉时按下秒表)的时间以秒表示,建议记录涂料粘度时采用如下格式: 
 ××涂料 ×××秒/4号/××℃ 
 另外,涂料的粘度不仅与稀释剂的多少有关,也与液温的变化有关。液温变高,粘度下降;液温变低,粘度上升。所以测定涂料粘度的同时,必须测定此时的涂料液温致。就是说调整粘度必须考虑稀释剂添加量和液温两方面。 
一般涂料生产厂家提供使用的涂料粘度是使?号福特杯,将涂料控制在20℃时测定的粘度值。但在实际操作中,由于环境温度的不同,生产设备不同,特别是涂布的胶辊硬度不一样,实际生产时涂料涂布粘度往往与生产厂家提供的使用涂料技术粘度有很大的差别。这就要求我们在使用某一种新涂料前,必须对涂料进行试涂,通过加稀释剂的办法,调节涂料的涂布粘度,找出满足某一涂布厚度,涂膜有良好的遮盖性、流平性以及光泽度的实际生产粘度。 
 对使用频率高的涂料,建议平时有目的、有计划地按“××涂料 ×××秒/4号/××℃”格式记录生产时的最佳粘度。比如一天之中早晨4点室温最低,而中午室温最高,这两个时间点在生产同厚度涂膜时追加相同量的稀释剂调整后的涂料的粘度绝对不一样。而一年中室温变化就更大。如果有不同温度下的最佳粘度记录,绘制出“粘度-温度曲线”(见图3-7所示),这样当室温发生变化时,就能很快地找到此时施工的最佳粘度,对涂料粘度进行调整,从而大大提高生产效率。 

 (3)生产前的涂料搅拌 涂料一般是由树脂、溶剂、色料及添加剂等混合而成的胶状溶液。当经过一段时间的储存后,会出现上下分层的现象。一般色料、树脂将沉积在下层,而溶剂与添加剂将浮在上层,特别是有色涂料此现象更加明显。如果即时抽取涂料进行施工,将会发现涂膜色泽、厚度、性能前后不一。 
 只有通过对涂料进行充分搅拌,使整桶涂料中的色料、树脂、溶剂、添加剂均一混合,才能使涂料在生产中保持良好而稳定的性能。因此,在使用前必须对涂料进行充分搅拌,建议搅拌时间不少于半小时。 
 (4)生产中的粘度控制 通常经过搅拌后的涂料不需要添加稀释剂就可进行涂布,但是在涂料的存储期间,由于室温的变化,涂料的粘度会稍微升高。这时一般可依照涂料制造厂商的建议,添加一定量的溶剂稀释,添加过程中应充分搅拌,使涂料达到均匀,搅拌后要稍停留一段时间使涂料中的气泡全部逸出后才能涂布。 
 正确的粘度控制是:先测定此时涂料的液态温度,再根据此涂料的粘度与温度曲线表,找到此液态温度下的涂料粘度。如检测到某涂料粘度偏高于此温度点的粘度值10s,则应选择正确的稀释剂,对涂料进行稀释,稀释剂的使用量刚好使涂料粘度处在其温度点粘度±10s的范围内。 
 如果涂料生产厂家提供的涂料粘度偏低,那么进行上机试涂时,会发现即使增加涂料的从给量,达到涂布要求的涂膜厚度时,外观质量及其它理化指标仍不能满足产品的工艺要求。这时有两种解决办法:一种是换用其它涂料,另一种是让涂料裸露在空气中一段时间,使涂料中的挥发性溶剂挥发掉一部分,从而提高涂料的粘度。 
 理论上讲现场使用的涂料粘度的控制可分两个过程:一是涂布作业前需检查及调整好涂料的粘度;二是涂布过程中应每小时检查一次粘度,并追加稀释剂,弥补作业时挥发的溶剂,以调整涂料的粘度。 
 理论上讲现场使用的涂料粘度的控制可分两个过程:一是涂布作业前需检查及调整好涂料的粘度;二是涂布过程中应每小时检查一次粘度,并追加稀释剂,弥补作业时挥发的溶剂,以调整涂料的粘度。 
 实际生产中,为了降低操作工的劳动强度,采用如下方式也能收到同样的效果:第一步是在涂布作业前按当时的环境温度下某涂料的最佳施工粘度对涂料粘度进行调整,记录好所加稀释剂的量;第二步是让涂料桶的涂料慢慢地流入涂料机旁的涂料容器装置中,使其流出量刚好与涂膜消耗量相等,估算出第一时间使用完一涂料容器装置的涂料所需时间。在定期时间点向涂料容器装置中加入比涂布前量稍多的稀释剂并搅拌均匀,使其加入量刚好满足涂料的粘度处在最佳粘度处,记下此时稀释剂的添加量,同时检查这一时间点涂布的马口铁涂膜厚度及有关理化指标是否满足产品的工艺要求。如果满足工艺要求,则以后每隔同样长的时间吴加同样多的稀释剂量;如果涂布的马口铁的有关理批指标偏低,且涂膜厚度偏厚,则缩短添加稀释剂的时间间隔。 
 (5)正确地选择稀释剂 为了调整涂料的粘度,选择稀释剂非常重要。选择错误不仅会造成涂料的分离沉淀,也会使涂膜线条化,流展性欠佳,硬化程度不够,而这些涂膜上的缺陷只有在涂布烘烤后才会显示出来。无形之中降低产品的质量,造成不必要的经济损失。 
 选择稀释剂时最好选用涂料厂配套的混合溶剂或指定的有机溶剂作稀释剂,以免产生溶解不良,浑浊或沉淀等弊病。有时当一种涂料的配套稀释剂用完时,可选同种类型涂料的稀释剂,使用前先取选择的稀释剂与涂料做溶解实验,充分搅拌后静放15min,检查涂料溶液是否均匀一致。如涂料溶液无分层、浑浊、沉淀等现象,则可用新选的稀释剂代替原稀释剂使用。 
 一般来说,醇酸树脂类、酯胶树脂类可采用200 # 溶剂汽油作稀释剂;氨基树脂类一般采用二甲苯、丁醇混合溶剂作稀释剂;丙烯酸树脂类一般采用二甲苯、醚类的混合溶剂作稀释剂;环氧树脂、聚酯类、乙烯基类可用香蕉水或较强的有机溶剂作稀释剂。觉见的涂料与常用的有机溶剂的溶解性关系见表3-7。 
(二)印刷
 1.分色制版 
 金属印刷的分色制版基本上与一般印刷相同,针对金属印刷的特点,也有其特殊要求。 
 (1)选用链形或圆形点网屏 采用链形网点,在中间调,点与点相互接触,是按单方向连结的菱形网点或随圆形网点,因此,中间调的突变现象比惯用的方网点有所缓解,这种点形对铁皮印刷调子再现是有利的。 
 圆形网点的边缘长度较同样比例的方形网点的边缘小,所以其扩大值也小。但圆网点从70%附近开始存在着急剧跳变的倾向,暗调层次容易糊连,因此考虑原稿的阶调,铁皮印刷用圆形点也是可行的。 
 (2)尽量选用粗网线 由于采用网屏蔽线数越粗,总面积上网点数减少,总的网点边缘长度越短,在同样的条件下印刷网点扩大量就越小,根据铁_印刷的色调传递现状,选择粗网要比细网为好,尤其饼干、糖果包装听等以采用48线/cm适宜。 
 (3)采用标准三原色工艺复制印刷 用标准三原色工艺取代多色版的专用色、辅助色是较为理想的复制工艺。因为多色印刷,增加了套印次数,容易发生套印不准、摩擦损伤等现象,且耗费工时、原料,增加了成本,产品生产周期长、色彩不鲜艳,次品多。 
 (4)白色版的应用 先把铁皮印刷成白色,然后才能在上面印出精美的图案。一般印铁是满版印白,但有金色印刷时,注意金色下面不能垫白,否则达不到金属醒目的效果。做白版时,要考虑到白版与金版的结合部分,相互间要压一线,防止在印刷过程中露出铁边。 
 (5)考虑印铁后的加工成型 马口铁印刷在制版时还应注意以下两点:充分掌握各类原稿的技术要求,根据冲制要求合理安排版面。 
 ①充分掌握各类原稿的技术要求。除一些标牌产品外,大多数马口铁印刷要进行制罐、制盒等加工,在拷贝之前,首先要弄清楚制罐方面的技术要求。从产品的罐型来分,有方形罐、圆形罐和异形罐之分。从罐缝的拼接工艺来分,可以分为止口罐、焊锡罐、高频电阻焊接罐、热熔胶粘结罐等。以制罐工艺来分,又可分三片罐、二片罐等。此外还有一些特殊的成品,如有纹链的文具盒、各种类型的瓶盖等。 
 对止口罐不仅首先要考虑它的外形,同时还要考虑止口的大小。止口大小直接影响图文的拼接效果,严重的会致使图文原有的风格和画面受到损失。以制版角度来看,严格按工艺规定的止口大小或其它拼接方法的要求进行画稿的整理。了解不同产品的制罐工艺是制版人员的一项基本要求。止口分双止口和单止口。通常双止口左10mm右2.5mm,单止口左5mm右2.5mm。 
 对于茶叶罐等三片罐,既要考虑罐身拼缝处的完美,又要顾及罐盖和罐身的色调的谐调一致,至于焊锡罐、高频电阻焊锡罐则要求在接缝处留在适当的间隙,便于焊接。一般间隙在5-10mm之间,即在此范围内不允许有涂料和印刷面,否则要影响焊接效果。 
 ②根据冲制要求合理安排版面。马口铁印刷品还要符合冲制的要求,因此,在一定规格(一般为508mm×712mm,还有一些特殊规格,如712mm×1024mm等)的铁皮上合理而又经济地安排各种产品的位置,这是从事拷贝工作人员的一项重要工作。对手工制版来说就是要打好格子。在合理排列时一定要精心设计。在布局时要考虑到各项因素,如,不同的制罐要求,不同的冲_特点,印刷方面的工艺要求,原材料的规格尺寸等,都要进行全面、细致地推敲和琢磨。 
 在排版时,第一,要了解铁皮印刷品的规格尺寸;第二,在整张的承印材料上,按照制罐要求,尽可能排列较多的单个产品图像;第三,考虑印刷时的技术要求,图案的排列位置和方向尽可能满足印刷操作的要求。印版四角的十字线切不可少。 
 对于各类产品图案的排列要以节约用料为原则,同时又要适合制罐车间的生产特点。堆盖、冷霜盒盖和底、茶叶罐盖、爽身粉盒盖等冲床落料产品,根据不同的冲制方法,大何可分两大类:第一类属于自动落料或数字程序等自动冲制,另一类是手工冲制。在排版时就要根据冲制的不同要求,不同类型的图案,进行不同方式的排版。一般来说,对于落料的产品排版时,应该是满版绞花。而地于手工冲制的产品,不能全纹花,而要便于裁切和手工冲制。通常以二纹花或三绞花居多。如图3-9所示。 
 无论是手工冲制的产品,还是落料或数字程序自动冲制的产品,都要求所排列的产品的间距有一定的规律性。这样,制罐的图文不才致于歪斜。对于手工冲制的产品,在开头第一只和结尾最后一只产品的图文之间留有余料间隙。对落料冲制或数字式程序自动冲制则没有这项要求。落料架冲床的基本原理就是铁皮印刷品的冲制时按纵横两行程的要求冲制,每冲制完一行产品,立即换行进行第二行产品的冲制。换行工序是自动进行的。一直到整张印刷品全部冲制完毕为止。然后手工退余废料。手工操作进行第二张印刷品的冲制。如此循环往复。数字式程序自动控制冲床的基本原理同落料架冲制相似。当然,如果输入程序复杂,它的工作原理也相应复杂,完成自动落料架所无法完成的高难动作。 
 2.制印版 
 金属印刷的印版是采用PS版,其制版工艺基本上与胶印制版相同。如采用干胶印方式,可采用感光性树脂凸版进行印刷。 
  3.印刷油墨 
  由于承印物为非吸收性的金属表面或涂装面,印刷后还要进行机械加工处理,因此,金属印刷油墨与一般平版胶印油墨相比,应具有特殊的性质。 
  (1)金属印刷平版胶印油墨的组成及原料 金属印刷平版胶印油墨一般由以下成分所组成。


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