電子油墨數(shù)字印刷出現(xiàn)“蹭臟”“印不上”？這樣來(lái)改進(jìn)！
時(shí)間：2023-06-02
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IC卡（集成電路卡）具有體積小、易攜帶、存儲(chǔ)容量大、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、保密性強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，在實(shí)際生活中被廣泛應(yīng)用。隨著信息化、多元化、個(gè)性化的市場(chǎng)需求不斷增加，IC卡也被賦予了個(gè)性化的信息（如校園卡要求體現(xiàn)身份證號(hào)碼、照片、電話號(hào)碼等），這時(shí)就需要用到數(shù)字印刷機(jī)來(lái)進(jìn)行印刷，因?yàn)閿?shù)字印刷機(jī)可以快速、大量、經(jīng)濟(jì)地復(fù)制出每一張均不相同的印刷品，這是傳統(tǒng)膠印無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。
采用數(shù)字印刷機(jī)印制IC卡外觀圖案是目前最常見的生產(chǎn)方式，行業(yè)內(nèi)尤以采用電子油墨的HP Indigo數(shù)字印刷機(jī)應(yīng)用最為廣泛。本文以采用電子油墨的HP Indigo數(shù)字印刷機(jī)為例，對(duì)印刷IC卡外觀個(gè)性化圖案過(guò)程中常見的油墨印不上、蹭臟等問(wèn)題進(jìn)行剖析，并提供了行之有效的解決方法。
個(gè)性化IC卡的制作過(guò)程一般需要先將微電子芯片和感應(yīng)天線焊接好嵌入到PVC片材中，層壓成型后，再與有個(gè)性化圖案的PVC片材進(jìn)行層壓。
在印刷個(gè)性化圖案的PVC片材時(shí)，電子油墨數(shù)字印刷機(jī)與傳統(tǒng)膠印機(jī)均采用三滾筒（印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒）結(jié)構(gòu)來(lái)完成工作。其中，傳統(tǒng)膠印機(jī)的印版不可再生（或者說(shuō)不可以短時(shí)間內(nèi)重復(fù)使用），每更換一個(gè)圖案就要進(jìn)行換版、調(diào)色、控制水墨平衡，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，這就使其生產(chǎn)出的產(chǎn)品比較單一，可變數(shù)據(jù)印刷更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而電子油墨數(shù)字印刷機(jī)，可以瞬間實(shí)現(xiàn)多種圖案印刷，可變數(shù)據(jù)盡情體現(xiàn)、產(chǎn)品豐富多樣，可以說(shuō)能夠快速印刷出每一張都不相同的產(chǎn)品，是傳統(tǒng)膠印機(jī)無(wú)法做到的。
傳統(tǒng)膠印機(jī)依靠滾筒間的壓力、吸附等實(shí)現(xiàn)油墨的轉(zhuǎn)移，而電子油墨數(shù)字印刷靠電壓差、溫度、滾筒壓力共同實(shí)現(xiàn)。不管是將油墨輥上的油墨轉(zhuǎn)印到印版上，還是將印版上的油墨轉(zhuǎn)印到橡皮布上，或是將橡皮布上的油墨轉(zhuǎn)印到承印物上均靠此來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖1 HP Indigo數(shù)字印刷機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
如圖1所示，HP Indigo數(shù)字印刷機(jī)采用電子油墨技術(shù)，電腦上做好的圖案?jìng)鬏數(shù)接∷C(jī)上，通過(guò)給印版充電，激光頭曝光，在印版上生成圖文（一張印版可以快速、多次利用），完成多種圖案復(fù)制；呈色原理與傳統(tǒng)膠印機(jī)類似，都是 采用CMYK四色油墨疊印，即根據(jù)呈色原理，CMYK四色油墨疊加在一起形成五彩斑斕的顏色，然后將油墨由印版?zhèn)鞯较鹌げ忌?，再傳到承印物上，?shí)現(xiàn)個(gè)性化圖案復(fù)制。
與紙張不同，當(dāng)承印物為PVC片材時(shí)，油墨在PVC片材上的附著力會(huì)大大降低，更有甚者，當(dāng)摩擦產(chǎn)生靜電且較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)油墨印不上、印不全的問(wèn)題。
為解決這一問(wèn)題，經(jīng)常采用的一種方法是將PVC片材預(yù)先進(jìn)行涂布，降低PVC片材的表面張力、增加油墨附著力。為更好地實(shí)現(xiàn)油墨快速干燥的效果，提高油墨的轉(zhuǎn)印率，橡皮布滾筒上加熱棒的溫度一般為135℃～160℃，這時(shí)油墨在PVC片材上的附著力將會(huì)徹底得到解決。
解決了油墨附著力的問(wèn)題，新的問(wèn)題又會(huì)出現(xiàn)，因?yàn)樵谟∷a(chǎn)品的過(guò)程中并不是所有的版面都是滿版圖文印刷，如一幅風(fēng)景畫、人像照片、文字說(shuō)明等，每一個(gè)圖文都或多或少有空白部分，當(dāng)印刷合壓時(shí)，空白部分由于橡皮布與承印物之間沒(méi)有油墨將其分隔開，PVC片材上預(yù)先涂布的涂布液在高溫壓力的作用下會(huì)有少量殘留在橡皮布上，造成橡皮布“記憶”。印刷的數(shù)量越多，“記憶”的積累越多，久而久之就會(huì)影響油墨的轉(zhuǎn)移率，造成淺色圖文部分網(wǎng)點(diǎn)丟失、深色圖文部分有“記憶”陰影。而滿版印刷圖文部分因?yàn)橄鹌げ寂c承印物之間有油墨的間隔，油墨的轉(zhuǎn)移率不會(huì)受到影響。
為了提高橡皮布的使用壽命，開發(fā)出了一次轉(zhuǎn)印功能，即不同于前文所說(shuō)的印刷模式（根據(jù)呈色原理，CMYK在承印物PVC片材上依次壓印四次呈現(xiàn)出想要的色彩），將CMYK四色油墨先全部疊印在橡皮布上，然后再一次轉(zhuǎn)印到PVC片材上，從而完成色彩的復(fù)制，大大減少涂布后的PVC片材與橡皮布的接觸機(jī)會(huì)，降低涂布液殘留在橡皮布上的幾率，減少橡皮布“記憶”，大大提高油墨的轉(zhuǎn)印率。
在一次轉(zhuǎn)印過(guò)程中，橡皮滾筒帶有600V的電壓，壓印滾筒電壓為0，二者合壓后存有電壓差，在印刷壓力和溫度的共同作用下實(shí)現(xiàn)油墨轉(zhuǎn)移。其中，在壓印滾筒上有一張0.3mm左右的啞粉紙可有效隔開橡皮滾筒與壓印滾筒，起到絕緣作用。壓印滾筒與橡皮滾筒在未合壓時(shí)間隙是一定的，但壓印紙安裝完全依靠手動(dòng)，如果與壓印滾筒貼合不好，就會(huì)存有空隙，在一次轉(zhuǎn)印過(guò)程中，CMYK四色油墨集結(jié)在橡皮布上還沒(méi)有轉(zhuǎn)移到PVC材質(zhì)上時(shí)，極易使油墨蹭到壓印紙的尾部，造成蹭臟，而壓印紙的安裝是否到位、牢固、主要靠操作人員的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，沒(méi)有機(jī)構(gòu)來(lái)支持張緊、自鎖。因?yàn)檫@個(gè)缺陷的存在，很容易造成廢品，大大降低生產(chǎn)效率，造成浪費(fèi)。
圖2 尺寸合適、厚度約為0.3mm的啞粉紙
為解決這一難題，采取的技術(shù)方案是：預(yù)先準(zhǔn)備尺寸合適的啞粉紙（如圖2所示），厚度約為0.3mm，模切出定位銷孔，叼紙牙孔。二者的位置、大小要與壓印滾筒上的定位銷（如圖3所示）、叼紙牙配合嚴(yán)謹(jǐn)，互不影響。模切完成后，在啞粉紙的尾部安裝鐵夾子，方便固定到壓印滾筒上。
圖3 壓印滾筒上的定位銷
在壓印滾筒上安裝定位銷、叼紙牙，安裝蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)（如圖4所示）。鐵夾子卡槽固定在蝸輪的一側(cè)，壓印紙的頭部掛在定位銷上，叼紙牙用來(lái)叼住承印物（PVC、PET等材料）使其不發(fā)生位移，保持印刷過(guò)程的準(zhǔn)確性、緊湊性。叼紙牙孔是為了壓印紙避開叼紙牙的張合，不影響其工作。印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒之間用漸開線齒輪嚙合，保持穩(wěn)定傳動(dòng)，將壓印紙的定位銷孔掛在壓印滾筒的定位銷上，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒使其緊貼在壓印滾筒的表面，將壓印紙的尾部卡入鐵夾子卡槽，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)使鐵夾子卡槽轉(zhuǎn)動(dòng)張緊壓印紙，使整張壓印紙都緊貼在壓印滾筒的表面，完成安裝。
圖4 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)示意圖
印刷過(guò)程中，印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒在漸開線齒輪的嚙合下穩(wěn)定傳動(dòng)，壓印紙包裹在壓印滾筒的表面，PVC片材作為承印物有了壓印紙的保護(hù)，可以更好地轉(zhuǎn)印油墨，持續(xù)不斷地進(jìn)行個(gè)性化信息、圖案復(fù)制。
以上改造方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、使用便捷，不僅對(duì)電子油墨數(shù)字印刷機(jī)的正常使用沒(méi)有任何影響，還能夠有效地解決電子油墨印刷PVC片材時(shí)帶來(lái)的油墨印不上、印不全、蹭臟等問(wèn)題。壓印紙起到了絕緣、張緊、自鎖、防止過(guò)印等功能，大大提高了生產(chǎn)效率，減少了材料浪費(fèi)，保證了印刷品可以持續(xù)不斷地產(chǎn)出。
文章作者|李傳龍 魏洪標(biāo) 劉進(jìn) 徐廣
工作單位|山東華冠智能卡有限公司
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