防伪溯源标识多工艺高速组合印刷系统及应用.pdf

标准【实验室】STANDARD防伪溯源标识多工艺高速组合印刷系统及应用防伪溯源标识因其具有数字身份信息等多重防伪功能，其生产过程复杂，高速在线一体化生产一直是行业的难点。本文在分析防伪溯源标识生产工艺瓶颈基础上，开发了一体化组合印刷系统，使产品质量、一致性、稳定性得到明显改善。文/刘祥李艳君吴迪随着防伪印刷市场竞争加剧，防伪企业采取了很多应对措施，如减员增效、降本增效、技改增效等，防伪溯源标识多工艺高速组合印刷系统是笔者所在企业利用北京市经信委“基于产品质量追溯的防伪标识产业结构调整项目”，获得引导资金2 0 0 万人民币，对柔版印刷机不满足防伪追溯标识在线一体化生产的工艺瓶颈环节进行改造，取得的成果之一。技改完成后，企业产品质量、一致性、生产效率等显著提升，产品成本大幅度降低，行业竞争力明显增强。一、防伪溯源标识生产工艺流程速发展，产品保真需求与日俱增，防伪溯源标识因其具有数字身份信息便于追溯需求也呈爆发式增长，同时因其工艺复杂，防伪点多、加工难度大，大多数防伪印刷企业都采用离线分步生产模式。中小企业覆盖式防伪追溯标识生产的工艺流程如图1所示。从图中可知，防伪溯源标识生产要经历制版、印刷、打码、烫金（可选）、上光油、检验、覆盖、覆盖层印刷、模切、产成品最终检验等环节。前后需经历超过8 次的离线工艺，才能完成全部生产加工流程，产品生产过程长，损失浪费严重，产品成品率低、成本始终居高新经济新业态直播带货、电商平台等高不下，产品一致性、稳定性无法保证。二次制版印刷弯数码烫金光油检码覆盖印刷模切检验图1覆盖式防伪追溯标识生产工艺流程图印刷质量与标准化2 0 2 3.431实验室】标准STANDARD产品个性化需要。由于各个企业经营状况不同、印刷、赋码、烫金、光油、制版检码、覆盖、二次印刷、模切等图2 改造后覆盖式防伪标签生产流程图二、多工艺防伪溯源标识高速在线生产的难点防伪溯源标识的印刷方式有凸印、胶印、柔版、数码等多种印刷方式，这些印刷方式受到印刷机本身的速度、结构、可扩展性限制，要实现一体化高速在线生产防伪溯源标识并不具有普遍性。柔版印刷机因其印刷速度高、可扩展性好，具有广阔的改造空间。目前市场销售的柔版印刷机主要是以完成普通标签高速印刷机型居多，针对特定防伪行业的柔版印刷机，则需要防伪企业根据自身防伪产品的特点，对柔版印刷机进行个性化定制或企业对其进行二次改造，满足本企业自身自有资金、技术能力等差别，行业内应用柔版检验入库组合印刷模式，进行防伪溯源标识生产的企业也各有特点，且普遍存在组合印刷单元匹配不尽合理问题。笔者将对所在企业在柔版印刷机的改造及应用情况做出总结。通过对柔版印刷设备进行改造升级，变单一印刷为组合印刷，满足防伪追溯标识在线生产工艺要求，改造的重点是利用生产线平衡理论，对机台组合单元的功能参数进行测定。具体工艺路线要解决传统防伪溯源标识离线生产问题，本项目确定的组合印刷机，总体目标是满足防伪追溯标识一体化在线生产，速度不低于10 0 12 0 米分钟，印刷精度不低于0.1mm。改造基础是企业的12 色柔版印刷机，改造方案是加装不停机接纸收纸单元，部分色组加装了红外烘干单元实现水墨印刷和UV印刷方式自由切换，增加二次追套、除胶、双表1喷印单元喷头技术参数比较表桑巴（SambaPHG3L)喷孔数2046单喷头打印宽度43物理分辨率1200dpi点火频率100纵向分辨率300/400/500.1200dpi12001200dpi打印速度1200600dpi最小墨滴2.5p1拼接方式平行四边形设计，无缝拼接品支持的墨水UV墨水/水性墨水/溶剂喷头内循环供墨是对比1128054.600dpi50300/360/600.dpi80-100m/min600X600dpi150-190m/min600300dpi5p1品字拼接，有缝隙UV墨水/水性墨水/溶剂是（更不容易堵头，不容易产生气泡）否对比22560108600dpi30300/360/600.dpi80m/min600X600dpi130-150m/min600X300dpi3p1品字拼接，有缝隙UV墨水否50-75m/min130-145m/min32印刷质量与标准化2 0 2 3.4标准【实验室STANDARD表2在线检测单元相机技术参数比较表项目最大检测宽幅机台最高速度横向成像系统精度纵向成像系统精度点缺陷检测精度高对比情况下0.0 3mm，一般情况下0.0 7 mm套印检测精度横向0.0 8 mm，纵向0.1mm指标1：330mm150米/分钟0.075mm/单像素0.1mm/单像素指标2330mm120米/分钟0.05mm/单像素0.1mm/单像素高对比情况下0.0 2 mm，一般情况下0.0 45 mm横向0.0 5 mm，纵向0.1mm冷烫单元，双机座在线喷码单元，高速在线检测单元，模切单元，加装了丝网印刷单元，平张收纸台等，实现了多工艺防伪溯源标识，一体化在线高速印制，改造后的效果如图2所示。三、基于多工艺的组合印制单元选型研究组合印刷机组单元选型及参数测定较为重要，关系到整机生产线平衡和性能。本案机组单元选型和参数配置如下。（一）喷印单元喷头选择喷印单元的喷头好坏，直接影响防伪溯源标识质量和整机生产效率，为此本案对喷头型号，进行了大量对比研究和测试，并围绕喷头对平台机械结构进行了优化设计，实现了正背对位双色码个性化喷印。具体选型参数见表1。从表1中可以看到，不同厂家的不同型号喷头各具特点。此案例因为有速度、精度指标要求，需综合考虑。选择打印精度在1200600dpi，打印速度在15 0-19 0 m/min范围内，能很好地匹配组合印刷产线，精度完全表3丝网印刷单元技术参数最高印刷速度最低印刷速度纸幅张力橡胶承印辊印刷精度齿轮气压装机功率横向调整材料间隙调整（材料）对角线调整刮刀调整刮刀长度150米分钟（48 0 英尺分钟）1.5米分钟（4.5 英尺分钟）最大值0.3N/mm（可选钢制反压辊）+/-0.15mm1/8”（可选1/6”）6-8bar(87-116PSI)1Kw5mm0-0.85mm无5mm标准设置为2 5 mm印刷质量与标准化2 0 2 3.433实验室】标准STANDARD满足防伪溯源标识手机识别要求，故选择了桑巴（SambaPHG3L）喷头作为喷印单元核心组件，从近几年的产线运行效果看，喷印单元的精度和速度完全满足防伪溯源标识生产需要，溯源标识质量得到了用户的认可。（二）在线检测单元选型在线检测单元是保证产品印刷质量，防止防伪溯源标识生产过程缺陷产品大面积发生的有效手段，本案通过多家检测单元比较测定，最终选择指标1检测单元相机参数，作为本案的在线检测单元组件，如表2 所示。10012 0 米分钟目标值。（四）不停机接纸单元选型组合印刷机加装不停机接纸单元，可以减少停机换卷次数，提高整机印刷效率，避免生产过程频繁停机，带来的原材料损失和浪费。鉴于本案柔版印刷机幅宽为330 mm，故不停机接纸单元技术参数选择指标1，不停机接纸单元的技术参数比较图如表4所示。四、防伪溯源标识组合印刷生产需要注意的关键点（三）丝网单元选型丝网印刷单元一直是覆盖式防伪溯源标识生产瓶颈工艺，本案选择施托克丝网单元的技术参数如表3所示。从表中可以看出，该单元的丝印速度最高可达15 0 米分钟，完全满足组合印刷整机研发初期设定的防伪溯源标识多工艺高速组合印刷系统的改造完成后，实现了柔印、正背喷印、丝印、烫印、在线模切、在线检测和分切单张等多工艺组合印刷，机组最高速度可达到12 0 米/分钟，套印精度小于0.1mm，如此高速组合印刷，生产过程管理重点是印前准备、印中在线管理、表4不停机接纸单元技术参数比较图指标1型号：HAU/350名称不停机放卷机最大材料宽度350mm最大机器速度180米/分最大放卷直径850mm放卷接纸方式零速对接（正反面贴胶带）放卷张力精度2%放卷接纸模式卷径模式+手动模式功率4.5KW机器占地面积2800mm（长）2 40 0 mm（高）机器重量1.6吨适用材料40-200g纸张走料方式从操作面以右到左指标2HAU/450不停机放卷机450mm180米/分850mm零速对接（正反面贴胶带）2%卷径模式+手动模式6KW2800mm（长）2 40 0 mm（高）1.6吨40-300g纸张从操作面以右到左34印刷质量与标准化2 0 2 3.4标准【实验室STANDARD印后检验等。等印后工作正是企业赢得客户的关键所在。（一）印前准备工作五、防伪溯源标识组合印刷系统应用印前准备工作既包括制版、贴版、喷码、情况冷烫、模切等多个单元测试，又包含生产环境近年来，直播带货、平台销售、大企业的管理，例如车间温度、湿度、洁净度等，这促销流行，因其销量大且对时效性要求高，顾些准备工作要严格按照操作规程进行，这客体验感较好，要求防伪印制企业具有快速反是避免组合印刷机组高速生产造成损失浪费应能力，交货及时质量稳定可靠，多工艺高速的前提。在线组合印制系统，集成度高离线次数少，生(二)印中管理产的产品人为干预少，质量稳定交货及时，深印中管理涉及不停机接纸上下料、在线受防伪企业欢迎，但限于资金、技术和市场，冷烫、可变码喷印、在线模切、在线圆丝网、能够按照生产线平衡要求，做到组合印刷平均在线检验等众多环节，集成前需要8 个工序，速度10 0 12 0 米分钟，套印精度小于0.1同一项目生产人员达到12 16 人，现在只依毫米，其中既要求硬件指标，还对软件的兼容托柔印机组2 人完成，没有印中管理则难以实性提出了较高要求。因此对其的改造难度较大，现，因此制定组合印刷在线标准化操作规范，需要企业具有一定的资金、技术实力和良好的并持续改进是高速组合印刷机组人员必须跨过管理队伍。的门槛。此时强调的是预防为主，把可能出现从应用效果看，该改造项目2 0 16 年完成的缺陷形式进行归纳，把可能出现的问题提前至今，累计生产防伪溯源标识超亿元，应用领进行预防性操作。域涉及茶、酒类、食品、电子产品、金融支付（三）印后管理类产品、保健品、药品和奢侈品等，防伪溯源印后管理是保证产品质量、一致性、稳标识采用组合一体化生产，成品率明显提升，定性的最后环节，必须高度重视。这一环节既合格率由原来离线生产的8 2%提升至9 2%以要根据客户对产品质量提出的要求进行分析整上，最高成品率达到9 6%。超过10 个百分点，理，制定具体检验标准，同时还要依据这些标产品质量一致性、稳定性得到了明显改善，顾准对生产过程进行巡检，确保生产全过程不出客满意度已连续3年达到10 0%，企业也连续现问题。2年（2 0 2 2 年度、2 0 2 3年度）被行业评为“中此外，这一环节还直接对应客户信息贴国标签行业品牌影响力5 0 强”企业。箱，与库房、物流等多个环节相关，现场管理（作者单位：中标防伪印务有限公司）工作任务十分繁重，强化质量意识，做好检验责任编辑王亦天电子邮箱7 9 12 8 418 8 印刷质量与标准化2 0 2 3.435