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非凹凸烫印式多色浮雕烫印工艺 及其应用

发表时间:2018-09-05 10:35:38

  随着社会的进步和消费者审美观的提高,人们对包装产品的要求越来越高。为了提升包装的精美度,包装产品上不仅要有五颜六色的绚丽色彩,还要有高档质感的金属光泽,更要有立体感,以突显出产品的华丽、高贵。
  然而,在采用装帧布料、冲皮纸张等特种纸张,制作精品包装时,许多特种纸张表面的烫印图案容易出现氧化或烫印不良的质量问题;另外由于定量在140g/m2以下的纸张(如较低定量的铜版纸、单粉卡、白牛皮等)较薄,烫印压凹凸后,在涂布胶黏剂裱糊成型时,原来的压凹凸效果会被胶黏剂软化粘平,从而无法呈现原设计规划的高浮雕金属装饰效果。而此类需求一直是业内想设计应用却无法量产的技术问题。
  浮雕烫印工艺原型技术方案
  为解决上述技术难题,非凹凸烫印式多色浮雕烫印工艺应运而生。该工艺采用印刷+烫印的组合,解决了特种纸张烫印不上、薄纸立体成型不好的技术难题,还能够多色套烫,以实现在不同材质纸张上呈现高光泽浮雕烫印效果,从而增强了此类产品的工艺表现形式和工艺亮点,为此类高端包装产品提升附加值。
  1.印刷包装行业现有实现包装产品立体烫印效果的方法及其劣势
  印刷包装行业现有实现包装产品立体烫印效果的方法主要有两种,一是先对纸张待烫印图案部位进行烫印,然后对该烫印部位进行压凹凸;二是凹凸烫印一次成型,形成具有立体效果的图案。
  然而,由于纸张具有一定的伸缩性,压凹凸部位的基部难以形成图案,又由于厚度较薄的纸张比较柔软,压凹凸的高度和成型效果不理想。致命的是,较薄面纸在涂布胶黏剂裱糊成型时,原来的压凹凸效果会被胶黏剂软化粘平。因此,上述两种方法形成的立体图案很难长期保持立体效果。
  2.印花行业现有实现纺织品立体烫印效果的方法及其劣势
  印花行业现有实现纺织品立体烫印效果的方法,通常是运用走台网印烫金浆方式在纺织品表面实现特种烫印工艺,即先在布料表面多次网印待烫印图案,再在网印好的图案表面烫印。
  在制作网版过程中,采用该方法需要贴预敏化型直接法感光胶片(俗称“水胶片”),并多次晒版,在网印图案时需重复网印多次才能达到较强的立体效果,因此工艺比较繁琐,而且需要多次走台反复网印才能达到好的立体效果,在重复网印叠加过程中也会出现走位,增加了产品不良率,更重要的是,走台网印生产效率太低,生产成本太高,无法形成大规模量产。
  3.本课题先期原型技术方案的优点及流程
  本课题先期原型技术方案则运用印刷包装行业现有常规设备,在薄纸和装帧布料、冲皮纸张等特种纸张表面一次性实现立体感很强的多色浮雕烫印图案与文字,其优点如下。
  (1)只需普通半自动网印机与普通平压平烫金机就可以生产,印刷包装厂不需重复投资,且能充分利用原有设备产能资源。
  (2)只需印、烫各一次就能达到1.5mm高的立体浮雕烫印图案效果,不需像纺织品烫印一样网印很多次,既降低了成本,还提高了产量,缩短了交货时间。
  (3)改写了印刷包装行业在薄纸上不能实现具有很强浮雕烫印立体效果的历史,此项工艺可在定量为80g/m2的薄纸上烫印出1mm左右厚的立体图案,并且可实现多色套位浮雕烫印效果。
  (4)所用工艺材料环保,烫印后的表面质感及光亮度高。
  本课题先期原型技术方案的原理流程如下。
  (1)设备与材料:半自动网印机、平压平烫金机、31T尼龙网纱、感光浆、晒版机、烤箱、烫金浆、烫金箔、软垫。
  (2)技术操作流程:用31T尼龙网纱拉网→涂布厚版感光浆→烤箱烘烤→晒版机曝光→网印烫金浆→自然条件下摆放吹干→平压平烫金机上烫金箔→烫压成型。
  (3)工作原理及功效:依靠加热加压使烫金浆熔化,实现烫金箔转移,平压平烫金机温度控制在120℃,利用烫金浆的热熔性将其与烫金箔背胶在瞬间加热加压后形成结合,印后的产品表面金属光泽度、立体手感效果强烈。
  本课题先期原型技术方案可以实现多色套烫,当需要烫印多种色彩的图案时,需对每一种颜色对应的网版各网印一次烫金浆,然后在烫金机上安置对应颜色的烫金箔,对待烫印部位再烫印一次。
  浮雕烫印系列组合应用技术方案
  本课题项目组根据印刷包装行业高端产品的需求属性不同,成功开发了多种材料工艺组合应用技术方案,可充分利用浮雕体本身的热熔性和黏性,结合烫金版,完成特定图案的烫印,可减少使用烫金浆的步骤,简化操作,以实现在不同材质纸张上实现高光泽浮雕烫印效果,并且制得的浮雕烫印效果高光炫闪、效果新颖,适用于各类高档包装产品。
  浮雕烫印工艺4个系列组合应用技术方案的原理流程简述如下。
  1.热熔成型浮雕烫印工艺
  (1)准备第一网版、热熔成型油墨及承印物。
  本工艺技术方案实施例中,第一网版网目为24T,这样下墨量大,一次或两次刮墨就可以做出1~2mm高度的浮雕印刷图案。实际生产中,第一网版网目设置范围可根据产品需要来调整。
  第一网版先进行晒版处理,在选择好网目的网版通过预定图案胶片涂布一次厚版感光胶,将涂布感光胶后的网版放入烤箱烘烤,然后通过晒版机进行曝光,得到第一网版。
  其中,感光胶的组成及含量如下(按重量份计):丙稀酸树脂55~65份,萜稀树脂25~35份,丙三醇1~3份,消泡剂1~3份,流平剂1~2份,分散剂1~3份,水1~3份,涂布时感光胶厚度设置范围通常为0.2~1.5mm。通过使用不同图案的胶片晒版,可以得到不同图案的第一网版,具体图案可根据产品要求来确定。
  所述热熔成型油墨的组分及重量百分比如下:PVC35%~70%、增塑剂25%~60%、色浆0.510%。也可以不添加色浆,做透明效果。调制该热熔成型油墨至油墨黏度为13000~22000mPa・s。
  该热熔成型油墨可以是透明热熔成型油墨,也可以是带有颜色的半透明热熔成型油墨,抑或是在调制好的油墨里面添加重量百分比为2%~40%闪金粉的热熔成型油墨。此第一优选实施例中使用的是添加30%闪金粉的热熔成型油墨。闪金粉具体添加比例,可按产品需求来确定。
  (2)使用第一网版在承印物上印刷热熔成型油墨,形成未固化图案层。
  利用手动或网印机刮板把已按比例添加闪金粉的热熔成型油墨从网版镂空处印刷到纸张表面。通过对第一网版封版部分不漏墨印刷,刮1~2次,生产完成后,承印物局部印刷成凸起1~2mm的热熔成型油墨层。
  (3)将印刷好的承印物送入加热烘道加温固化图案层。
  把印刷好的承印物放入烘道加温,热熔成型油墨层受热后热熔流平成型。热熔成型油墨的热熔温度为120~180℃,故烘道加热温度设置为160~200℃。
  所用烘道为红外烘道。烘道长度为6~12m,烘道皮带电机转速为0~2400r/min,烘道加温功率为10~48kW。
  (4)冷却定型,在承印物上形成浮雕体。
  此时,承印物表面的浮雕体会呈现一种玻璃质感,形成浮雕体的热熔成型油墨里面是闪金效果。即使不进行后续烫印处理,该具有浮雕体的承印物也具有很好的装饰效果,具有一定实用价值。
  (5)使用烫金机对浮雕体进行烫印。
  烫印时,在烫金机上安装烫金纸及预定图案烫金版,对上述承印物浮雕体部分进行烫印,依靠加热加压使热熔成型油墨表层熔化具备强黏性,从而实现烫金纸表面金属箔的转移,完成对承印物待烫印图案一次性烫印的操作。可以根据需要选择烫金版图案,既可以整体烫印,也可以局部烫印。
  烫金机温度控制在115~125℃;烫金版应是由橡胶片材、硅胶片材等制作而成的软版(厚约1~3mm),以免烫印过程中出现局部烫不实现象。
  烫印完成后,由于该浮雕烫印采用热熔成型油墨,热熔成型油墨在成型过程中有流平性,所以表面不像其他油墨有微孔、气泡等,在这种油墨高光表面烫印,成型后烫印效果非常高光炫闪。
  2.微珠浮雕烫印工艺
  参考上述热熔成型浮雕烫印工艺流程,为了达到更好的效果,形成浮雕体时还可以结合使用微珠印刷,在其中步骤(2)形成的未固化图案层上加入微珠。
  具体来说,应在上述热熔成型浮雕烫印工艺流程的步骤(2)与步骤(3)之间,加入如下步骤:将微珠均匀撒在未固化图案层上,并清除未粘结在未固化图案层上的微珠。
  上述应用的微珠可为玻璃微珠、塑料微珠、金属微珠等直径为0.15~1.00mm的珠类。此优选实施例中选用PVC微珠就可以进行烫印加工。
  微珠浮雕烫印工艺通常要求未固化图案层厚度为0.7~1.5mm,以保证形成的浮雕体高度适宜。
  本方案中,还应将步骤(3)中烘道加热温度调整至180~200℃;步骤(5)中的烫金机温度控制在115~150℃,依靠加热加压使PVC微珠或其他种类塑料微珠表层熔化,从而实现烫金纸表面金属箔的转移,烫印时直接在微珠表层烫印即可,进而完成对承印物待烫印图案的一次性烫印操作。
  微珠浮雕烫印工艺烫印出来的效果,既有微珠堆积的错落高低纹理,又有普通烫印炫闪的烫印效果。采用PVC微珠在150℃温度下烫印会有轻微的熔化现象,这样烫印出来的效果更为特殊。
  3.微球发泡浮雕烫印工艺
  参考上述热熔成型浮雕烫印工艺,为了达到更为特殊的效果,还可以在进行步骤(2)之前,对承印物进行预处理,在承印物表面形成浮雕布纹。
  具体预处理方法如下:准备第二网版、微球发泡油墨;利用手动或网印机刮板将微球发泡油墨从第二网版镂空处印刷到承印物表面;将预处理后的承印物进行常温干燥,直到其表面的微球发泡油墨至面干或干燥;将处理后的承印物送入加热烘道加温,使印刷的微球发泡油墨受热发泡;冷却定型,在承印物表面形成浮雕布纹。
  第二网版印刷满版时,不需要进行晒厚版处理,只需利用网纱自带的各种纹理在后续步骤中形成各种浮雕布纹即可,若需要制作局部浮雕布纹效果,则需要进行晒厚版处理。
  具体来说,在选择好网目的网版不需做局部浮雕布纹效果部分涂布一次感光胶,将涂布感光胶后的网版放入烤箱烘烤,然后通过晒版机进行曝光,形成第二网版,在需要做局部浮雕布纹效果的部位保留网纱自带的各种纹理,以便在后续步骤中形成各种浮雕布纹。使用的微球发泡油墨主要由丙烯酸、直径5~80μm可发泡微球、色浆等构成;使用的承印物为装帧布料或定量150~400g/m2的纸张(如常规灰底白卡、单粉卡、牛皮纸等),这样纸张在加温过程中变形小,利于后道加工。微球发泡油墨黏度设置范围为8000~16000mPa・s,发泡温度为120~150℃。
  经过预处理后,在承印物表面形成浮雕布纹,再如前述实施例教导进行后续步骤(2)~步骤(5),在得到烫印浮雕的同时,丰富了底纹样式,效果美观多变、立体层次丰富。
  4.UV成型连线浮雕烫印工艺
  前述3种非凹凸烫式浮雕烫印工艺实施方案中网印用的油墨均为自干型,印刷后需在自然环境下干燥5小时后才可进行烫印加工,生产效率较低,生产周期太长。
  近期,本课题项目组正在研发测试适合网印或凹印处理的一种新型高黏度并有一定流平性的UV油墨,并结合开发可连线滚筒式压合烫印的滚烫设备,在烫金箔与UV油墨压合时,UV油墨通过UV灯照射固化并同时分离转移烫金膜,以实现网印或凹印UV油墨与烫印连线加工的高效表面处理工艺,并将浮雕烫印工艺适用范围拓展到金银卡及已作覆膜处理的各类印张上,同时,大大缩短浮雕烫印工艺的生产周期,减少生产时晾纸干燥装置和周转场所的面积。
  浮雕烫印工艺的量产应用
  本课题项目开发的非凹凸烫式多色浮雕烫印工艺从早期原型技术方案量产应用已近8年,其和后续改进提升开发的浮雕烫印系列组合应用技术方案,已在多款知名酒类包装、化妆品包装、茶叶包装、首饰包装和高端文具、台历上量产应用,该项目工艺技术有别于传统烫印压凹凸工艺的高浮雕金属纹理及质感效果,受到广大客户认可及消费者的喜爱,应用此项目工艺技术生产的包装产品产值至今超过了1亿元,为企业创造了可观的经济和社会效益。
底部面板