进口冷烫机国产化如何实现？这两款设备能给你思路
近年来，随着客户对印刷产品质量、效率和工艺防伪等要求的提高，联机冷烫技术在印刷工艺中的使用越来越普遍。所谓冷烫，就是利用前一印刷单元在纸张上印冷烫胶黏剂，紧接着在后一印刷单元将冷烫膜和上了胶黏剂的纸张压在一起，这样有胶黏剂的地方就附着了冷烫膜，即冷烫膜被“印”在了纸张上，从而实现联机冷烫印刷。
目前国内使用的冷烫机以进口为主，普遍使用德国Heidelberg公司的Foilstar冷烫机（图1）和荷兰Vinfoilg公司的Optima冷烫机（图2）。它们都可以在印刷时实现对冷烫的几乎所有要求。本文从分析以上两款进口冷烫机的特点入手，探索冷烫机国产化的可行性思路。
图1 德国Heidelberg公司的Foilstar冷烫机
图2 荷兰Vinfoil公司的Optima冷烫机
众所周知，为了冷烫膜的顺利转移，冷烫机的冷烫膜和印刷机的纸张需同步运行，也就是说，冷烫膜和橡皮布滚筒要求具有相同线速度，即在一个橡皮布滚筒运转周期内，冷烫膜需要走过和橡皮布滚筒周长等值的膜长。然而并不是所有的印刷品都是满版冷烫，如果印刷纸张上需要冷烫的图文面积较小，冷烫膜的浪费就比较大，成本增加也就无可避免。为了减少冷烫膜的浪费，两款设备采用了异曲同工的思路进行解决。
Heidelberg公司的Foilstar冷烫机
Foilstar冷烫机实物如图3所示，其使用图4所示的Dancing unit跳步机构来解决冷烫膜的浪费问题。当橡皮布滚筒旋转到和压印滚筒的空挡处，两个滚筒表面存在间隙，利用跳步装置（如图5中1、2两处）通过1处和2处的两组伺服马达带动的跳步辊机构高速往回拉冷烫膜，使没有使用过的冷烫膜可以再次合压印刷使用，从而提高冷烫膜的有效利用率。
图3 Foilstar冷烫机实物图
图4 Dancing unit跳步机构
图5 跳步机构中的跳步装置
为了更直观地理解，笔者建立了一个简单的数学模型来说明冷烫膜的有效利用率。不带跳步和带跳步的冷烫膜数学模型如图6所示。
图6 不带跳步和带跳步的冷烫膜数学模型(单位：mm)
假设一，冷烫图文各式各样，所以计算比较困难，这里选取方块实地进行模拟计算。
假设二， 由于冷烫膜膜卷宽度必须要比冷烫图文宽度宽，膜在这个方向上的浪费是固定且无法避免的，所以不考虑这个方向的浪费。客户可以根据需要选择对应宽度尺寸的冷烫膜卷。
假设三，由于Foilstar冷烫机是间歇式持续回拉冷烫膜，没有橡皮布滚筒周长的限制。使用这个尺寸计算主要是和下文的Optima冷烫机进行对比（CD102为例）。经计算，冷烫膜的有效利用率如表1所示。
表1 冷烫膜的有效利用率
可见在没有使用跳步机构时，冷烫图文越小，冷烫膜的浪费就越大；而在使用跳步机构以后，冷烫膜的浪费就会比较小，可以说几乎完美解决了冷烫膜的浪费问题。
Vinfoil公司的OPtima冷烫机
OPtima冷烫机解决冷烫膜浪费的思路和Foilstar冷烫机完全不同。它配备了MFU unit（图7），设计思路是印刷过一遍的冷烫膜，不直接到回收卷而是绕过MFU单元，再次经过橡皮布滚筒印刷。MFU单元上由伺服电机控制的两根翻纸杆，通过改变位置可以使冷烫膜和前一膜保持印品设计所需要的横向距离；通过另外的伺服电机可以设定整个MFU单元上下移动的位置，这样就改变了冷烫膜的压印位置，刚好可以再次使用上一次印刷没有使用过的冷烫膜，从而提高冷烫膜的有效利用率。
图7 OPtima冷烫机的MFU unit
OPtima冷烫机配备了两个MFU unit，可以灵活选择单卷冷烫膜印一、二、三膜或者两卷冷烫膜各印一、二膜的多种印刷方式。如图8所示，可以看到单卷印刷三膜（左）和两卷各印刷两膜（右）的示意图。
图8 单卷印刷三膜（左）和两卷各印刷两膜（右）
参照图9的数学模型，其冷烫膜的有效利用率见表2，可见OPtima冷烫机冷烫膜的有效利用率显然比带跳步机构的Foilstar冷烫机略逊一筹。
图9 两膜印刷和三膜印刷数学模型(单位：mm)
表2 冷烫膜的有效利用率
了解了进口冷烫机的工作要点，就可以给国产化提供参考和方向。目前国内冷烫机做得较好的是天津长荣的MK1020/750CF冷烫单元，其技术路线和Foilstar冷烫机相似，带有摆杆式跳步装置，其官网查到最高印刷速度为8000张/时，而带跳步功能的Foilstar冷烫机在其手册中查询到当印刷最大幅面时，最高速度可达10000张/小时，实际使用中，针对小幅面的产品，正常印刷速度可达12000张/时甚至13500张/时，因此国内在此方面还有改进上升的空间。
国内目前还没有类似Optima设计类型的冷烫机，这款机器关于冷烫膜的再利用设计思路是将纵向问题通过横向来解决，构思非常巧妙，印刷时冷烫膜的速度与印刷机同步且一直保持不变，可以高达18000张/时。这值得有兴趣的个人和企业研究尝试，期待早日见到类似的国产冷烫机的出现。