據中國包裝報報道，食品、藥品、服裝、衣料、香煙等的包裝所使用的紙、玻璃紙、塑料薄膜、鋁箔等，由于其自身的特點，多使用凹版輪轉印刷機印刷。近年來由于印刷的多樣化及印刷的高速化，特別是下道工序設備對尺寸精度的要求，以及為節約材料，提高成品率等。張力控制方法被廣泛利用。當前國外對張力控制的利用上已趨于成熟，使用非常普遍。
現在本文中試分析一下張力控制原理和特性。
一、凹印的特點
目前，印刷主要應用的版式有凸版、平版和凹版三種，凹版的特點是圖文部分凹下，把版面全部浸入墨盤，然后用刮刀將多余油墨刮掉，將殘留在凹下部分的油墨轉移到被印刷物上的方法，就是凹版印刷。
凹版印刷的特點主要是：
積在版面凹部的油墨能夠轉移出充足的油墨，得到有層次的印刷品，印刷品的濃淡是由版的深淺表示的，所以印刷物具有立體感，細小的線條也能清晰地印出來，能夠自由廣泛地選擇和使用各種版材。
二、關于凹版的張力控制
敘述這一問題之前，應對何為張力控制有所了解。
目前，使用的凹印機需要適用張力控制原理的主要有兩個部分：
第一部分是從給料到給料牽引輥。套印誤差，即多色印刷的各色間的套印精度差。如果印刷機機構位置關系正確，誤差是由于材料的伸長或縮短引起的，在容許范圍內控制一定的伸長量，張力控制是最有效的。
第二部分是從收料牽引輥到收料后各部，應注意對收料卷松緊、齊整、可靠等因素進行張力控制。
下面詳說一下從給料軸到給料牽引輥之間的張力控制作法。
由于牽引輥的動作把印刷材料以一定的速度、張力從給料軸拉出并送入印刷部，這部分的張力要大于印刷部的張力，通常用連在給紙軸上的制動器來控制張力。眾所周知，作業的同時卷徑逐漸變小。近年來由于高速化，使用材料的多樣化，卷徑變化大。因此過去所使用的手動式機械式制動器不可能得到高品質印品。所以選用自動控制方式，特別是使用張力測量表用數據管理成為必要的做法。其檢測方法有彈簧搖動輥式和微變位式檢測。機械式制動器從很早就被使用，價格便宜，但把握力矩值不準確。所以逐漸有其它形式出現。磁粉制動器是利用磁粉作為摩擦介質通過電流產生制動力，由于其轉矩---電流特性的直線性好。因此被廣泛使用。氣壓制動器，雖然有的印刷機械使用較多，但由于力矩特性的非線性及磨損大的因素。也逐漸被大容量磁粉制動器所取代。
再說給料的張力控制問題，給料的張力由以下因素決定：
①由于厚度不均引起的拉伸變化；
②材料的打滑和偶被掛住變慢；
③料卷未裝好，材料及軸偏心；
5翻轉裝置在旋轉中產生的周速變化；
⑤接紙時壓輥和裁刀的反作用力；
⑥各個輥的圓度不夠。
以上大部分變化部分都是在短時間內發生的，作為張力變化全部被傳到印刷部。從機械結構角度，必須注意到處于給料軸與牽引輥之間的導向輥的慣性和制造誤差都是引起張力增加的原因，特別是幾公斤以下的低張力決不能忽視。
再說一下牽引輥到版輥間(牽引部)張力的變化和控制。
凹印機中牽引輥與第一版輥相鄰通常設有周速同步機構。這與給料情況不同，直徑是不變化的，所以用其它原理控制張力大小。
印刷材料與一般的物體一樣具有彈性和塑性，印刷加工要在彈性界限內進行。因此控制張力要根據彈性定律。這就是要對不同材料的特性有所了解。常見印刷材料的特性和設定張力見下表1、表2。
使用中為了得到同樣的伸長度可按材料的寬度與厚度的各種比例決定張力。
有下面兩種方法可以得到適合的張力：
①使壓緊輥直徑稍有變化；
②修正壓緊輥的轉數。
使印刷材料工作中從無張力狀態達到設定的張力所需時間是把壓輥間距離、速度降低值作為時間常數的一次延遲響應，這種形式通常叫拉伸控制。
對于凹印機的基本形式給紙牽引與版輥之間，版輥之間、版輥與收料牽引之間都是根據這個原理產生張力。
另外還有擺輥式控制張力的方法，原理是張力隨重量的變更和配重位置的變更而變化，不論在什么情況下，擺輥有吸收張力變化的效果，擺輥一般采用制造誤差小慣性小重量輕且直徑大的輥子(如中空鋁管)，通常用這個方法把在給料與牽引輥之間產生的短時間同期的張力變動除去，使微小的張力變化穩定下來。這個方法還可減少接紙時的損失。
再敘述一下收料牽引部，從版輥到收料牽引之間為了干燥，通常把距離加大，由于干燥加熱，延伸車發生變化，引起材料伸縮變化，這些都是引起套印不準的原因。所以同給料牽引部一樣需要較好較準的張力控制。再有極薄紙低張力的材料也有被干燥器的風吹動容易受到靜電的附著，而產生微小變化，這些也必須予以考慮。
卷取部(從收料牽引輥到收料軸之間)這部位的張力控制也是一個重要課題。
這部分是把被印刷的材料作為最終制品，送到復合、分切、制袋等下道工序。同時要注意使均勻卷取的制品避免刮傷、起皺。值得注意的是在塑料薄膜和鋁箔中，要注意防止厚度的變化。這不僅僅是用多大的張力卷取的問題，重要的是在卷徑增大的同時調整張力，是用定張力進行調整，還是用維度張力進行調整。
在卷取部驅動方式樣一般有兩種：
(一)表面驅動；
(二)中心驅動。
一般中心驅動式雖使用較多，但表面卷取式也具有良好的性質，在輥周速度一定時情況良好。所以在有些行業使用較多。收料部和給料部相比，收料部要更注意錐度張力，慣性補償誤差。
中心驅動是在紙管上直接卷取材料，過去使用摩擦式控制方法而現在采用的是高度，自動，高性能的電氣控制方法，收料卷取手段如下：
①使用磁粉離合器；
②使用力矩電機；
③使用直流電機。
磁粉離合器以便宜的價格便可獲得優異的性能；力矩電機在卷徑變化大時不好用；大容量和自動接紙多使用直流電機。
三、錐度張力
一般情況下采用定張力卷取收料，隨著料卷的增大相對于內側材料的力矩變大，產生打滑即卷取收縮。再有由于材料的收縮及空氣的放出指向中心的壓力加大材料被擠壞或被橫向擠出，產生所謂竹筍現象。靠近卷芯的地方產生縐紋，使表面凹凸不平。解決這些問題，就是卷徑逐漸變大時張力應逐漸減小，即采用錐度張力。卷取時的初始張力決定了卷取終了時的張力。其減少的程度叫錐度。一般使用10％-50％的錐度。例如用30％錐度；即以10kg張力開始，則從7kg張力結束，這時的變化比率根據材料和機構的性能是不同的，廠家應經試驗做出各種類型的試驗曲線，以便生產中對照調整。
四、慣性補償
所謂慣性補償就是為了吸收機器起動時，作業當中，速度改變時或者由靜止達到所定速度時，由于料卷的慣性引起的張力變化而進行的補償。實踐中慣性矩與直徑成非線性關系與材料密度和材料寬度之間成比例，印刷廠家應用公式計算求出平均值，精確計算補償曲線指導生產。
目前，我國印刷機行業對先進的張力控制裝置的應用還不廣泛，隨著改革開放形勢的發展，，各種印刷機械，包裝機械將會更多的采用張力控制這一方法來提高產品質量。 |
