用于PETG復(fù)合薄膜加工的凹版印刷技術(shù)

 

轉(zhuǎn)自《包裝前沿》

 

 

摘要：本文詳細(xì)介紹了一種應(yīng)用于PETG復(fù)合薄膜的可自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)的凹版印刷新技術(shù)，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)輥的自動化快速清理，提升裝置各部件的貼合度和印刷收卷的穩(wěn)定性，明顯提升包裝材料成品印刷質(zhì)量水平。

Abstract:This paper introduces in detail a new gravure printing technology applied to PETG composite film that can be automatically and quickly cleaned and controllable to change direction, so as to realize the automatic and rapid cleaning of the rotating roller, improve the fit of each component of the device and the stability of printing and winding, and significantly improve the printing quality level of finished packaging materials.

一、前言

PETG是一種透明、非結(jié)晶型共聚酯，其常用的共聚單體為1,4-環(huán)己烷二甲醇，全稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)己烷二甲醇酯。作為一種高性能的聚酯材料，PETG是對原有PET材料進(jìn)行改性優(yōu)化形成的，通過在PET分子鏈上增加環(huán)己基，大幅度提高分子鏈的剛性，同時降低規(guī)整性，克服了PET在尺寸穩(wěn)定性不足、透光性較差等方面的缺陷。PETG也因其優(yōu)異的透明性、加工性和耐化學(xué)性，在包裝、醫(yī)療、電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在復(fù)合薄膜領(lǐng)域，PETG薄膜作為基材，通過與其他材料復(fù)合，形成具備優(yōu)良的透明度、光澤度、柔韌性、抗劃傷性的多功能性復(fù)合薄膜,成為包裝印刷材料的優(yōu)先理想選擇。除此之外，PETG因其符合食品接觸管理要求，對人體和自然環(huán)境無毒無害，其熱加工時不會產(chǎn)生難聞氣味，焚燒時不會釋放有毒氣體，填埋處理后也不會污染地下水源[1]的環(huán)保型材料優(yōu)勢，隨著我國對環(huán)保要求的提高和生產(chǎn)監(jiān)管的收緊，PETG復(fù)合薄膜在包裝材料領(lǐng)域成為主流趨勢，每年以15%漲幅牢牢占據(jù)包裝材料主要市場。

隨著我國城鄉(xiāng)居民收入和消費持續(xù)增長，包裝材料下游產(chǎn)品應(yīng)用市場逐漸擴(kuò)大，消費者對于產(chǎn)品外包裝不止重視材料性能的提升，同時也對復(fù)合膜料印刷技術(shù)提出更高的要求。凹版印刷作為當(dāng)前復(fù)合薄膜最主要最廣泛使用的印刷技術(shù)，在PETG復(fù)合薄膜的印刷加工中占據(jù)重要地位。

根據(jù)最新研究報告《到2025年包裝印刷的未來》數(shù)據(jù)顯示，全球包裝印刷市場份額持續(xù)以2.6%的復(fù)合年增長率增長，而其中PETG復(fù)合薄膜也以2.75%的復(fù)合率高速穩(wěn)定增長，這無疑顯現(xiàn)出凹版印刷復(fù)合薄膜制品未來市場的廣闊與主流市場的取向偏愛。在近幾年，國內(nèi)就已經(jīng)明顯出現(xiàn)凹版印刷復(fù)合膜料的市場流行趨勢，在生活中隨處可見的產(chǎn)品外包裝有力證明了凹版印刷PETG復(fù)合薄膜早占據(jù)產(chǎn)品包裝銷售的大部分市場。

傳統(tǒng)的凹版印刷設(shè)備因自動化程度低、油墨清潔難度大，極大地降低了生產(chǎn)印刷效率和成品質(zhì)量合格率。因此，研究具有自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜凹版印刷技術(shù)，突破當(dāng)前包裝印刷產(chǎn)業(yè)對于油墨清潔困難和收卷不穩(wěn)定等共性技術(shù)難題，對我國包裝印刷產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義，有助于提高復(fù)合薄膜印刷制品的精度，滿足市場需求，提升我國印刷行業(yè)的國際競爭力。

二、具有自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜凹版印刷技術(shù)研究

為了解決復(fù)合膜料凹版印刷存在的油墨流變阻礙和收卷不穩(wěn)定性等影響PETG復(fù)合薄膜凹版印刷成品質(zhì)量的技術(shù)難題，通過優(yōu)化傳統(tǒng)凹版印刷裝置清潔構(gòu)件和收卷構(gòu)件，形成一種自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)復(fù)合薄膜凹版印刷新技術(shù)，有效提升裝置各部件的貼合度和印刷收卷的穩(wěn)定性，明顯提升包裝材料成品印刷質(zhì)量水平，實現(xiàn)高精度、高速度、高品質(zhì)的PETG薄膜凹版印刷生產(chǎn)。

(1) 研究具有自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜凹版印刷工藝技術(shù)路線，見下圖:

【圖1】具有自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜凹版印刷工藝技術(shù)路線

(2)具有自動化快速清潔功能凹版印刷工藝關(guān)鍵技術(shù)研究

針對當(dāng)前PETG膜料凹版印刷工藝中，傳統(tǒng)的復(fù)合薄膜凹版印刷裝置經(jīng)過長時間使用后，轉(zhuǎn)輥表面會積攢大量的污漬，由于部分轉(zhuǎn)輥位于設(shè)備內(nèi)部，需要對裝置進(jìn)行拆卸清理，造成清理不方便和維護(hù)成本增加，降低生產(chǎn)印刷效率和油墨粘連影響印刷成品質(zhì)量的技術(shù)難題，通過開發(fā)復(fù)合薄膜凹版印刷用的自適應(yīng)清理新技術(shù)，形成自動清理環(huán)和轉(zhuǎn)輥的彈性自適應(yīng)貼合設(shè)計，可有效提升清理棉和轉(zhuǎn)輥的貼合度，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)輥的快速自動化清理，解決傳統(tǒng)復(fù)合薄膜凹版印刷設(shè)備需要人工拆卸裝置進(jìn)行清理，導(dǎo)致費時費工的技術(shù)問題，有效提高復(fù)合薄膜凹版印刷油墨質(zhì)量和清潔工作效率。

 

【圖2】具有自動化快速清潔功能復(fù)合薄膜凹版印刷裝置示意圖

參見圖2，具有自動化快速清潔功能凹版印刷加工裝置包括印刷機(jī)本體1，并于印刷機(jī)本體1內(nèi)設(shè)有排污裝置和清污裝置。排污裝置包括排污板3、排污口31，排污構(gòu)件與主架32活動連接。清污裝置包括清理環(huán)4，清理環(huán)4的內(nèi)底面與外表面均開設(shè)有一個滑槽41，并配備活動連接一個清理棉42，每個清理棉42的下面均固定連接有兩個彈簧34，通過兩個彈簧34活動連接在兩個滑槽41內(nèi)。

通過研發(fā)自適應(yīng)清理新構(gòu)件技術(shù)，在印刷機(jī)本體內(nèi)設(shè)置排污裝置，在印刷生產(chǎn)時污水通過兩個滑槽流進(jìn)排污板內(nèi)，再從排污口排出去，并以滑槽內(nèi)表面活動連接的清理棉構(gòu)件，結(jié)合十字滑塊與T 字滑槽配套構(gòu)件設(shè)置，協(xié)同多齒輪嚙合作用，保持清理棉與轉(zhuǎn)輥本體的貼合度。利用清潔多重貼合機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對兩個轉(zhuǎn)輥本體表面進(jìn)行快速清理，從而保持兩個轉(zhuǎn)輥本體表面的清潔度，同時無需拆卸轉(zhuǎn)輥構(gòu)件，減低了印刷設(shè)備維護(hù)成本，配合支撐板下方固定連接的彈簧設(shè)計，達(dá)到自適應(yīng)清理環(huán)的高度的效果，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)輥的徹底自動化高效清理。

(3)具有可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜收卷工藝關(guān)鍵技術(shù)研究

傳統(tǒng)的PETG復(fù)合薄膜凹版印刷裝置在進(jìn)行凹版印刷中經(jīng)常會使用平壓裝置，為PETG薄膜在復(fù)合按壓過程中提供支撐的穩(wěn)定性，避免PETG薄膜在復(fù)合平壓時出現(xiàn)褶皺，且因力度把控不當(dāng)造成復(fù)合薄膜損壞。但在實際的加工過程中，壓平后的復(fù)合薄膜需要移動到其他地方，在移動收卷的過程中，壓平后的復(fù)合薄膜容易受到自身的重力或其他外力的作用下出現(xiàn)褶皺的情況，進(jìn)而導(dǎo)致影響復(fù)合薄膜凹版印刷后續(xù)工作及成品質(zhì)量的問題。通過創(chuàng)新研發(fā)一種應(yīng)用于復(fù)合薄膜凹版印刷的可控變向調(diào)節(jié)收卷工藝技術(shù)，利用矩形塊與卷環(huán)相卡接配合，實現(xiàn)復(fù)合薄膜收卷可控調(diào)節(jié)。同時利用絲桿自身的螺紋與定位板之間的配合變向切割，避免了在卷環(huán)收卷完成時，加工膜因刀口撕斷張力過大和運輸轉(zhuǎn)移操作不當(dāng)導(dǎo)致褶皺的情況出現(xiàn)，從而提高了收卷的質(zhì)量，避免薄膜印刷浪費，從而節(jié)約生產(chǎn)成本，提高了對薄膜復(fù)合的工作效率。

【圖3】 具有可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜收卷裝置示意圖

參見圖3，收卷裝置4包括伺服電機(jī)402，伺服電機(jī)402的輸出端固定連接有矩形塊403，矩形塊403的表面卡接有卷環(huán)404，卷環(huán)404的圓弧面繞卷有加工膜3，卷環(huán)404的表面開設(shè)有卡槽405，并與固定板406表面固定連接。

通過研發(fā)可控變向調(diào)節(jié)功能收卷構(gòu)件，利用伺服電機(jī)帶動矩形塊轉(zhuǎn)動，矩形塊與卷環(huán)相卡接，以及固定板與半螺紋桿的螺紋連接和半螺紋桿與卷環(huán)上開設(shè)的卡槽之間的配合，使卷環(huán)帶動加工膜進(jìn)行轉(zhuǎn)動，借助限位板和轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)環(huán)之間的配合，實現(xiàn)復(fù)合薄膜收卷可控調(diào)節(jié)，對加工膜進(jìn)行拉緊。同時，設(shè)置變向切割構(gòu)件，利用絲桿自身的螺紋與定位板之間的配合，帶動連接板移動，連接板帶動切板對加工膜進(jìn)行斬切，防止卷環(huán)帶動復(fù)合薄膜切割收卷時出現(xiàn)卡頓，導(dǎo)致加工膜的撕斷處出現(xiàn)褶皺的情況，從而提高了收卷的質(zhì)量，進(jìn)一步提高復(fù)合薄膜印刷工作效率和成品質(zhì)量。

三、結(jié)論

通過開展具有自動化快速清潔功能凹版印刷工藝和具有可控變向調(diào)節(jié)功能復(fù)合薄膜收卷工藝的技術(shù)集成，形成一種應(yīng)用于復(fù)合薄膜凹版印刷的具有自動化快速清潔、可控變向調(diào)節(jié)功能凹版印刷創(chuàng)新工藝，有效解決當(dāng)前包裝印刷產(chǎn)業(yè)對于油墨清潔困難和收卷不穩(wěn)定等共性技術(shù)難題，實現(xiàn)在凹版印刷工作過程中對轉(zhuǎn)輥的自動化快速清理，提升裝置各部件的貼合度和印刷收卷的穩(wěn)定性，進(jìn)一步增強(qiáng)了復(fù)合薄膜凹版印刷裝置的穩(wěn)定性和實用性，明顯提升包裝材料成品印刷質(zhì)量水平和企業(yè)生產(chǎn)效益。

以上新技術(shù)在應(yīng)用推廣過程中展現(xiàn)出廣泛的適用性，不僅有效提高了復(fù)合薄膜凹版印刷裝置的機(jī)械自動化程度、生產(chǎn)印刷效率和成品質(zhì)量合格率，同時還可與其他印刷工藝和技術(shù)相結(jié)合，形成更加完善、高效的印刷解決方案，為印刷行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展注入了新的活力，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和市場價值，推動包裝材料產(chǎn)業(yè)朝向高效化、高值化可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]中研普華研究院. 2023-2028年中國PETG行業(yè)發(fā)展分析與投資研究咨詢報告. 2023.03.

[2]楊華，朱云，王紹輯. 關(guān)于凹版印刷發(fā)展應(yīng)用數(shù)字化應(yīng)用. 2021年50期.