李庆岱
尼龙复P E复合膜以聚酰胺(俗称尼龙,polyamide,简称PA)、聚乙烯(polyethylene,简称PE)等为主要原料,采用特殊工艺复合而成,具有较好的耐热性、耐寒性、耐油性、耐磨性、耐穿刺性等特点,适于包装各类物品,例如油腻性食品、肉制品、真空包装食品、蒸煮食品、坚硬食品等。此材质上的条码符号,极易出现条空反射率低、符号反差小、最小边缘反差指数低等问题。2014年以来,连续多年的商品条码质量调查发现,尼龙复PE复合膜包装材料上条码符号质量等级均在1.0左右,未能达到《GB12904-2008商品条码 零售商品编码与条码表示》(以下简称GB12904-2008)中质量等级1.5的要求。
国内外技术现状
国内外专门针对解决尼龙复PE复合膜印刷条码质量问题的技术与方法较少。国外企业为了提高在该材质上条码符号的印制质量,主要采取电晕处理、尼龙薄膜“底涂”等方法,还有一些企业为了规避风险,采用贴不干胶的方式,谋求条码符号质量能够达到本地区标准。在国内,中国物品编码中心河北分中心对河北省内20余家尼龙复PE复合膜条码符号承印企业进行了调查。通过调查发现,在尼龙复PE复合膜及尼龙薄膜条码符号印刷过程中,大多数印刷企业更关注条码符号的印刷方向、清晰度、色差以及图案的整体效果,并没有对条码印制方法采取特殊处理,只有部分企业使用了“白度”比较高的油墨,以提高“空”的反射率,另有极少数企业采取了贴不干胶覆盖的方式,以此来提高条码符号质量等级。
尼龙复PE复合膜条码符号质量等级差的主要原因
条码符号主要通过对识读设备入射光的分析进行译码。识读设备扫描条码符号时,从光发射器发出的光束照在条码上,光电检测器根据光束从条码上反射回来的光强度作出回应。当扫描光点扫到白底面上或处于两条黑线之间的空白处时,反射光强,检测器输出一个大电流;当扫描至黑线条上时,反射光弱,检测器输出小电流。同时,根据黑线宽或窄作出时间长短不同的响应,随着条码明暗的变化,转变为大小不同的电流信号,经过放大后输送到译码器中。随后,译码器将信号翻译成数据,对数据进行局部的检验和显示,并与键盘连接,同时送往电子计算机,以进行数据处理。
从条码符号识读原理发现,条码符号的质量等级主要与条码符号“条”和“空”对入射光反射率以及印刷精度有关系。国家标准《GB/T18348—2008 商品条码 条码符号印制质量的检验》(以下简称GB/T18348—2008)中规定了利用最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、5个光学指标来确定条码的光学指标参数。通过近几年的工作实践,笔者将条码符号光学参数存在的问题、原因以及可以采取的措施进行了分析和梳理。随机抽取了10组尼龙复PE复合膜条码符号样品进行检验发现,质量等级低的原因主要是5个光学参数中符号反差指数低造成的。通过进一步分析印刷过程发现,当条码符号印刷在尼龙膜上时,随机抽取了10组半成品样品,条码符号的质量等级2.0。尼龙膜印刷后与PE膜复合,再随机抽取10组样品,条码符号的质量等级为1.0。之所以出现这样的问题是因为,复合PE膜以后,入射光照射到PE膜上,会有少量的光被反射出去,而照射到条码符号的入射光会减弱,致使条码符号“条”和“空”的反射率都会降低,进而影响了条码符号的光学参数——符号反差。因此、要想解决该材料条码符号质量等级问题,应从如何提高条码符号质量等级入手。
改善印刷工艺,提高条码符号质量
1.选用符合条码特点的激光制版方式制版
制版是条码符号印刷的第一个环节,印刷版制作的精度以及不同的制版方式,直接影响到条码符号的印刷质量。凹版印刷制版的方式分为3种:
①腐蚀制版。它是将阳圖软片包裹在已经涂布好感光胶的滚筒上,利用高压汞灯或氙灯曝光后再显影腐蚀。这种制版方式现在应用较少。
②电雕制版。它于20世纪90年代初期才在我国兴起,是利用雕刻针直接在镀铜滚筒上进行雕刻而成。最初是通过对阳图软片进行扫描,然后进行雕刻。发展到现在,可直接利用PS文件进行无软片雕刻。电雕制版是现在应用最多的一种制版方式。
③激光雕刻。它先在滚筒上用激光进行雕刻,然后再腐蚀,以保证其点型的完好。此种制版设备较少,只有一些大型制版公司有此类型设备,该制版方式普及率不高。
腐蚀制版由于其制版效率和精确度不高,现在已被淘汰。下面重点对使用最广泛的电雕刻制版与新兴的激光制版进行对比分析。
a.网点形状不同。激光雕刻的网点形状有方形、圆形、椭园形、六边形、线性等,电雕刻凹版产生的网点形状只有菱形。
b.网线角度范围不同。电子雕刻网角范围为30°~60°,激光雕刻网角范围可以是0°~360°的任何一个角度,能够更好地避免龟纹。
c.网穴容积存在差异。激光雕刻的网穴为U字形,而电子雕刻的网穴呈V字形,前者的油墨转移率比后者大,转印效果更佳。
条码符号属于矢量图形,条、空处边缘要清晰且无锯齿。激光雕刻制版与电雕刻制版的3个不同方面,决定了激光制版更适合条码符号的制版。这是因为:首先,A特点中,条码制版时选择激光制版,选用适合的网点,能有效减少条空边缘处的锯齿。其次,B特点中,选用激光制版可有效避免龟纹,减少条码边缘的误差。再次,C特点中,使用激光制版比电雕制版油墨转移率高,油墨的印刷厚度会随之增加,使得条码符号的条对入射光的吸收较好,条码符号条的反射率会降低,空白处油墨厚度增加以后,对光的反射率会增加,从而使条码符号的符号反差增大。
在同等印刷条码下,分别采用激光制版和电雕制版方式,对放大系数为1.0的EAN-13条码符号进行检验。在激光制版和电雕制版方式下,分别抽取了10组样品进行检验,而后对检验结果进行平均,得到了激光制版和电雕制版情况下判定条码质量的主要参数,如表1所示。根据国标GB/ T18348—2008判定规则,并综合各项检验指标,在同等印刷条码下,激光制版质量等级为1.5,而电雕制版质量等级仅为1.0。因此,在尼龙复PE复合膜上印刷条码符号,其印刷版应选择激光制版方式。
需要说明的是,我们在采用激光制版方式并抽取的10组样品中,出现个别样品符号反差为0.39情况。这是由于设备在运行过程中,因印刷压力、温度及印刷速度的不同,油墨附着产生了一定差异。
考虑到原来印刷制版方式不同、费用的差异,尼龙复PE膜的透光性及空处的反射率低的问题,我们在更小范围采用了激光制版。条码符号“空”采用了激光制版的方法,对放大系数为1.0的EAN-13条码符号进行检验,激光制版和电雕制版分别抽取了10组样品进行检验,而后对检验结果进行平均,得到了影响条码质量的主要参数,综合判定条码质量等级为1.4,接近国家标准GB12904-2008中规定的条码符号质量等级1.5的要求,具体检验数据对比情况如表2所示。
从以上两组数据可以看出,在尼龙复PE复合膜上印刷条码符号,无论使用激光制版,还是在条码符号的局部(条码符号的空处)使用激光制版,都能提高条码符号的质量等级,但检验结果显示,光学参数特别是符号反差数值比较接近1.5上下边缘判定数值(具体判定条码符号等级重要参数见表3)。条码符号从制版到制成包装袋,每个环节的误差都会对条码符号质量产生影响,因此后续过程也要采取有利于提高条码符号质量等级的措施。
2.印刷过程控制中提高条码符号“空”反射率
条码符号选用激光制版方式,在此基础上对条码符号的“空”进行二次白墨印刷,考虑到印刷机印刷速度和油墨干燥速度的问题,空的二次印刷选择电雕制版的方式。激光制版印刷的油墨转移效果好,印刷后油墨厚度“厚”,油墨厚度增加,干燥时间会随之增加。在二次“托白”时,两次白色油墨选择了不同的制版方式,并对版棍的位置做出了具体的规定,白色油墨版棍放置要正确,条码符号的版棍位置要尽量地靠前放置,最好在第一位。第一遍空版棍选择电雕制版,二次“托白”所使用的版棍为激光制版,放在稍微偏后的位置,且套印的位置一定要准确。选择该印版的排列方式,按照前两次的印刷条码进行了条码符号印刷,在印刷的样品中,随机抽取了10组样品进行检验,测试结果主要参数如表4所示,对照条码符号质量等级判定方法,条码符号质量等级为2.0。
另外,尼龙复PE复合膜是将油墨印刷在尼龙薄膜上,尼龙薄膜极易吸潮,吸潮后将对使用造成不利影响(如尺寸变化导致印刷时套印不准,表面的水膜导致复合强度不足、起泡等),因而在高湿度环境下要对尼龙薄膜做好防潮保护。因此尼龙膜印刷時,应注意以下几方面问题:
①使用前不要过早打开包装;
②尽量一次用完,剩下的余膜用阻隔性好的材料包好;
③印刷时第一色组不上版辊印刷,进行预干燥;
④使用前放入熟化室干燥2~3小时;
⑤保证生产车间合理的温度(2 5℃±2℃)和湿度(≤85%RH)。
3.选择高品质的油墨
油墨的生产厂家有很多,而且不同企业生产的油墨价格和品质也不相同。那么什么是高品质的油墨呢?高品质的油墨就是有效固体成分高,着色力高、附着力好、色相好、颗粒细的油墨。优质油墨外观较稀,实际上很耐稀释,这种油墨因为有效成分高,能多加稀料,这是由油墨的着色力和附着力决定的。优质油墨因为墨性好,油墨细、有筋骨、有油性、不沉淀,印刷工用起来较为好用,不容易出现变性、起泡等问题。
条码符号对精度要求特别高,因此着色力好、附着力强是条码符号最基本的要求。条码符号印刷时,根据不同的油墨,应选择不同的印刷压力,印刷压力过大,致使条码符号锯齿现象比较明显,有类似于“糊版”的现象,如果油墨压力较小,会出现油墨附着力差的情况。在印刷过程中,应根据不同品牌油墨的特点,选择不同的印刷压力和控制过程。条码符号印刷过程中,还要注意“版辊”顺着条码符号的方向,以达到减少粘连、污点等问题的出现。因此,要根据不同的油墨特性,选择好适合印刷设备的油墨进行印刷。
综上所述,通过选择精度更高的制版方式、增加条码符号“空”的反射率、采用高品质的油墨,能有效解决尼龙复PE膜条码符号质量等级低的问题。随着科学技术的进步,材料科学的不断发展,相信会有更多的新材料出现,印刷工艺也在不断的进步,人们只要在前进的道路上及时发现问题,剖析问题,解决问题,尼龙复PE复合膜条码符号质量问题将会更加轻松地得以解决。
作者单位:河北省标准化研究院