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      電子油墨數字印刷出現“蹭臟”“印不上”?這樣來改進!

      時間:2023-06-02 來源:

       
      IC卡(集成電路卡)具有體積小、易攜帶、存儲容量大、可靠性高、使用壽命長、保密性強、安全性高等特點,在實際生活中被廣泛應用。隨著信息化、多元化、個性化的市場需求不斷增加,IC卡也被賦予了個性化的信息(如校園卡要求體現身份證號碼、照片、電話號碼等),這時就需要用到數字印刷機來進行印刷,因為數字印刷機可以快速、大量、經濟地復制出每一張均不相同的印刷品,這是傳統膠印無法實現的。

      采用數字印刷機印制IC卡外觀圖案是目前最常見的生產方式,行業內尤以采用電子油墨的HP Indigo數字印刷機應用最為廣泛。本文以采用電子油墨的HP Indigo數字印刷機為例,對印刷IC卡外觀個性化圖案過程中常見的油墨印不上、蹭臟等問題進行剖析,并提供了行之有效的解決方法。

       

      工作原理
       
      個性化IC卡的制作過程一般需要先將微電子芯片和感應天線焊接好嵌入到PVC片材中,層壓成型后,再與有個性化圖案的PVC片材進行層壓。
      在印刷個性化圖案的PVC片材時,電子油墨數字印刷機與傳統膠印機均采用三滾筒(印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒)結構來完成工作。其中,傳統膠印機的印版不可再生(或者說不可以短時間內重復使用),每更換一個圖案就要進行換版、調色、控制水墨平衡,費時費力,這就使其生產出的產品比較單一,可變數據印刷更是無法實現。而電子油墨數字印刷機,可以瞬間實現多種圖案印刷,可變數據盡情體現、產品豐富多樣,可以說能夠快速印刷出每一張都不相同的產品,是傳統膠印機無法做到的。
      傳統膠印機依靠滾筒間的壓力、吸附等實現油墨的轉移,而電子油墨數字印刷靠電壓差、溫度、滾筒壓力共同實現。不管是將油墨輥上的油墨轉印到印版上,還是將印版上的油墨轉印到橡皮布上,或是將橡皮布上的油墨轉印到承印物上均靠此來實現。

      圖1 HP Indigo數字印刷機內部結構示意圖

       

      如圖1所示,HP Indigo數字印刷機采用電子油墨技術,電腦上做好的圖案傳輸到印刷機上,通過給印版充電,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),完成多種圖案復制;呈色原理與傳統膠印機類似,都是 采用CMYK四色油墨疊印,即根據呈色原理,CMYK四色油墨疊加在一起形成五彩斑斕的顏色,然后將油墨由印版傳到橡皮布上,再傳到承印物上,實現個性化圖案復制。

       

      常見問題及解決方法
       
       
      油墨印不上、印不全
       
       
       
      與紙張不同,當承印物為PVC片材時,油墨在PVC片材上的附著力會大大降低,更有甚者,當摩擦產生靜電且較大時,會出現油墨印不上、印不全的問題。
      為解決這一問題,經常采用的一種方法是將PVC片材預先進行涂布,降低PVC片材的表面張力、增加油墨附著力。為更好地實現油墨快速干燥的效果,提高油墨的轉印率,橡皮布滾筒上加熱棒的溫度一般為135℃~160℃,這時油墨在PVC片材上的附著力將會徹底得到解決。
      解決了油墨附著力的問題,新的問題又會出現,因為在印刷產品的過程中并不是所有的版面都是滿版圖文印刷,如一幅風景畫、人像照片、文字說明等,每一個圖文都或多或少有空白部分,當印刷合壓時,空白部分由于橡皮布與承印物之間沒有油墨將其分隔開,PVC片材上預先涂布的涂布液在高溫壓力的作用下會有少量殘留在橡皮布上,造成橡皮布“記憶”。印刷的數量越多,“記憶”的積累越多,久而久之就會影響油墨的轉移率,造成淺色圖文部分網點丟失、深色圖文部分有“記憶”陰影。而滿版印刷圖文部分因為橡皮布與承印物之間有油墨的間隔,油墨的轉移率不會受到影響。
      為了提高橡皮布的使用壽命,開發出了一次轉印功能,即不同于前文所說的印刷模式(根據呈色原理,CMYK在承印物PVC片材上依次壓印四次呈現出想要的色彩),將CMYK四色油墨先全部疊印在橡皮布上,然后再一次轉印到PVC片材上,從而完成色彩的復制,大大減少涂布后的PVC片材與橡皮布的接觸機會,降低涂布液殘留在橡皮布上的幾率,減少橡皮布“記憶”,大大提高油墨的轉印率。
       
      油墨蹭臟
       
       
      在一次轉印過程中,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現油墨轉移。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間隙是一定的,但壓印紙安裝完全依靠手動,如果與壓印滾筒貼合不好,就會存有空隙,在一次轉印過程中,CMYK四色油墨集結在橡皮布上還沒有轉移到PVC材質上時,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與經驗,沒有機構來支持張緊、自鎖。因為這個缺陷的存在,很容易造成廢品,大大降低生產效率,造成浪費。

      圖2 尺寸合適、厚度約為0.3mm的啞粉紙

       
      為解決這一難題,采取的技術方案是:預先準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)、叼紙牙配合嚴謹,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,安裝蝸輪蝸桿機構(如圖4所示)。鐵夾子卡槽固定在蝸輪的一側,壓印紙的頭部掛在定位銷上,叼紙牙用來叼住承印物(PVC、PET等材料)使其不發生位移,保持印刷過程的準確性、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,保持穩定傳動,將壓印紙的定位銷孔掛在壓印滾筒的定位銷上,轉動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,手動轉動蝸桿,蝸桿帶動蝸輪轉動使鐵夾子卡槽轉動張緊壓印紙,使整張壓印紙都緊貼在壓印滾筒的表面,完成安裝。

      圖4 蝸輪蝸桿機構示意圖

       
      印刷過程中,印版滾筒、橡皮滾筒、壓印滾筒在漸開線齒輪的嚙合下穩定傳動,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,可以更好地轉印油墨,持續不斷地進行個性化信息、圖案復制。
      以上改造方案結構簡單、易于操作、使用便捷,不僅對電子油墨數字印刷機的正常使用沒有任何影響,還能夠有效地解決電子油墨印刷PVC片材時帶來的油墨印不上、印不全、蹭臟等問題。壓印紙起到了絕緣、張緊、自鎖、防止過印等功能,大大提高了生產效率,減少了材料浪費,保證了印刷品可以持續不斷地產出。

      文章作者|李傳龍  魏洪標  劉進  徐廣

      工作單位|山東華冠智能卡有限公司 

       

       

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