用于PETG復合薄膜加工的凹版印刷技術

 

轉自《包裝前沿》

 

 

摘要：本文詳細介紹了一種應用于PETG復合薄膜的可自動化快速清潔、可控變向調節的凹版印刷新技術，實現對轉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定性，明顯提升包裝材料成品印刷質量水平。

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、非結晶型共聚酯，其常用的共聚單體為1,4-環己烷二甲醇，全稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環己烷二甲醇酯。作為一種高性能的聚酯材料，PETG是對原有PET材料進行改性優化形成的，通過在PET分子鏈上增加環己基，大幅度提高分子鏈的剛性，同時降低規整性，克服了PET在尺寸穩定性不足、透光性較差等方面的缺陷。PETG也因其優異的透明性、加工性和耐化學性，在包裝、醫療、電子等領域得到了廣泛的應用。特別是在復合薄膜領域，PETG薄膜作為基材，通過與其他材料復合，形成具備優良的透明度、光澤度、柔韌性、抗劃傷性的多功能性復合薄膜,成為包裝印刷材料的優先理想選擇。除此之外，PETG因其符合食品接觸管理要求，對人體和自然環境無毒無害，其熱加工時不會產生難聞氣味，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]的環保型材料優勢，隨著我國對環保要求的提高和生產監管的收緊，PETG復合薄膜在包裝材料領域成為主流趨勢，每年以15%漲幅牢牢占據包裝材料主要市場。

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

根據最新研究報告《到2025年包裝印刷的未來》數據顯示，全球包裝印刷市場份額持續以2.6%的復合年增長率增長，而其中PETG復合薄膜也以2.75%的復合率高速穩定增長，這無疑顯現出凹版印刷復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，國內就已經明顯出現凹版印刷復合膜料的市場流行趨勢，在生活中隨處可見的產品外包裝有力證明了凹版印刷PETG復合薄膜早占據產品包裝銷售的大部分市場。

傳統的凹版印刷設備因自動化程度低、油墨清潔難度大，極大地降低了生產印刷效率和成品質量合格率。因此，研究具有自動化快速清潔、可控變向調節功能復合薄膜凹版印刷技術，突破當前包裝印刷產業對于油墨清潔困難和收卷不穩定等共性技術難題，對我國包裝印刷產業發展具有重要意義，有助于提高復合薄膜印刷制品的精度，滿足市場需求，提升我國印刷行業的國際競爭力。

二、具有自動化快速清潔、可控變向調節功能復合薄膜凹版印刷技術研究

為了解決復合膜料凹版印刷存在的油墨流變阻礙和收卷不穩定性等影響PETG復合薄膜凹版印刷成品質量的技術難題，通過優化傳統凹版印刷裝置清潔構件和收卷構件，形成一種自動化快速清潔、可控變向調節復合薄膜凹版印刷新技術，有效提升裝置各部件的貼合度和印刷收卷的穩定性，明顯提升包裝材料成品印刷質量水平，實現高精度、高速度、高品質的PETG薄膜凹版印刷生產。

(1) 研究具有自動化快速清潔、可控變向調節功能復合薄膜凹版印刷工藝技術路線，見下圖:

【圖1】具有自動化快速清潔、可控變向調節功能復合薄膜凹版印刷工藝技術路線

(2)具有自動化快速清潔功能凹版印刷工藝關鍵技術研究

針對當前PETG膜料凹版印刷工藝中，傳統的復合薄膜凹版印刷裝置經過長時間使用后，轉輥表面會積攢大量的污漬，由于部分轉輥位于設備內部，需要對裝置進行拆卸清理，造成清理不方便和維護成本增加，降低生產印刷效率和油墨粘連影響印刷成品質量的技術難題，通過開發復合薄膜凹版印刷用的自適應清理新技術，形成自動清理環和轉輥的彈性自適應貼合設計，可有效提升清理棉和轉輥的貼合度，實現對轉輥的快速自動化清理，解決傳統復合薄膜凹版印刷設備需要人工拆卸裝置進行清理，導致費時費工的技術問題，有效提高復合薄膜凹版印刷油墨質量和清潔工作效率。

 

【圖2】具有自動化快速清潔功能復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本體1，并于印刷機本體1內設有排污裝置和清污裝置。排污裝置包括排污板3、排污口31，排污構件與主架32活動連接。清污裝置包括清理環4，清理環4的內底面與外表面均開設有一個滑槽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。

通過研發自適應清理新構件技術，在印刷機本體內設置排污裝置，在印刷生產時污水通過兩個滑槽流進排污板內，再從排污口排出去，并以滑槽內表面活動連接的清理棉構件，結合十字滑塊與T 字滑槽配套構件設置，協同多齒輪嚙合作用，保持清理棉與轉輥本體的貼合度。利用清潔多重貼合機構，實現對兩個轉輥本體表面進行快速清理，從而保持兩個轉輥本體表面的清潔度，同時無需拆卸轉輥構件，減低了印刷設備維護成本，配合支撐板下方固定連接的彈簧設計，達到自適應清理環的高度的效果，實現對轉輥的徹底自動化高效清理。

(3)具有可控變向調節功能復合薄膜收卷工藝關鍵技術研究

傳統的PETG復合薄膜凹版印刷裝置在進行凹版印刷中經常會使用平壓裝置，為PETG薄膜在復合按壓過程中提供支撐的穩定性，避免PETG薄膜在復合平壓時出現褶皺，且因力度把控不當造成復合薄膜損壞。但在實際的加工過程中，壓平后的復合薄膜需要移動到其他地方，在移動收卷的過程中，壓平后的復合薄膜容易受到自身的重力或其他外力的作用下出現褶皺的情況，進而導致影響復合薄膜凹版印刷后續工作及成品質量的問題。通過創新研發一種應用于復合薄膜凹版印刷的可控變向調節收卷工藝技術，利用矩形塊與卷環相卡接配合，實現復合薄膜收卷可控調節。同時利用絲桿自身的螺紋與定位板之間的配合變向切割，避免了在卷環收卷完成時，加工膜因刀口撕斷張力過大和運輸轉移操作不當導致褶皺的情況出現，從而提高了收卷的質量，避免薄膜印刷浪費，從而節約生產成本，提高了對薄膜復合的工作效率。

【圖3】 具有可控變向調節功能復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402，伺服電機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404，卷環404的圓弧面繞卷有加工膜3，卷環404的表面開設有卡槽405，并與固定板406表面固定連接。

通過研發可控變向調節功能收卷構件，利用伺服電機帶動矩形塊轉動，矩形塊與卷環相卡接，以及固定板與半螺紋桿的螺紋連接和半螺紋桿與卷環上開設的卡槽之間的配合，使卷環帶動加工膜進行轉動，借助限位板和轉軸與轉環之間的配合，實現復合薄膜收卷可控調節，對加工膜進行拉緊。同時，設置變向切割構件，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行斬切，防止卷環帶動復合薄膜切割收卷時出現卡頓，導致加工膜的撕斷處出現褶皺的情況，從而提高了收卷的質量，進一步提高復合薄膜印刷工作效率和成品質量。

三、結論

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節功能復合薄膜收卷工藝的技術集成，形成一種應用于復合薄膜凹版印刷的具有自動化快速清潔、可控變向調節功能凹版印刷創新工藝，有效解決當前包裝印刷產業對于油墨清潔困難和收卷不穩定等共性技術難題，實現在凹版印刷工作過程中對轉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定性，進一步增強了復合薄膜凹版印刷裝置的穩定性和實用性，明顯提升包裝材料成品印刷質量水平和企業生產效益。

以上新技術在應用推廣過程中展現出廣泛的適用性，不僅有效提高了復合薄膜凹版印刷裝置的機械自動化程度、生產印刷效率和成品質量合格率，同時還可與其他印刷工藝和技術相結合，形成更加完善、高效的印刷解決方案，為印刷行業的創新與發展注入了新的活力，展現出廣闊的應用前景和市場價值，推動包裝材料產業朝向高效化、高值化可持續發展。

參考文獻

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

[2]楊華，朱云，王紹輯. 關于凹版印刷發展應用數字化應用. 2021年50期.