凹版印刷

第四章凹版印刷凹版印刷原理第一节凹版印刷的原理与特点第二节凹版制版工艺第三节凹版印刷机第四节软塑包装的凹版印刷工艺第五节塑料软包装的复合加工第六节凹版印刷油墨第七节凹印常见故障主要内容第一节凹版印刷的原理与特点平、凸印：用网点面积大小或线条粗细来表现画面层次。􀂄一、凹印与平、凸印的不同点凹印：靠印版表面凹下去的深浅表现层次。（1）图文部分凹下的深，填入的墨量就多，墨层就厚，表现暗调；（2）图文部分凹下的浅，容纳的墨量就少，墨层就薄，表现高调。（1）先使整个版面涂满油墨，再用特制刮墨机构，把空白部分的墨去除，使墨只留在图文部分的”孔穴“之中。（2）再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面。二、凹版印刷的原理（3）由于印版图文部分凹陷的深浅不同，填入孔穴的墨量有多有少，转移到承印物上的墨层有厚也有薄（墨层厚的地方，颜色深，反之颜色则浅），使原稿上的浓淡层次在印品上得到了再现。凹版印刷原理1、着墨量：由印版上图文部分凹下的深浅决定。2、着墨方式：印版直接浸在墨槽中接触油墨。三、凹版印刷的特点3、油墨转移量比凸印和平印大印品墨层较厚，可达到10μm（凸印为2～5μm，平印仅为1～2μm）。图文有微凸感，质感强。层次丰富、精细，色彩表现效果好。4、印版与印刷滚筒为一整体制版工艺复杂，成本高，周期长，但耐印力高，可达到200万印。5、凹版印刷机大多为轮转多色机，印刷速度快，生产能力强，更适于长版活（印量大）。6、防伪性能好，可用于纸币、邮票等有价证券的印刷7、承印材料范围很广几乎所有的软材料都能成为凹印承印材料（如纸、塑料、薄膜、软片、箔类、复合材料等，特别对于易延伸变形的材料有很好的适应性），这是平、凸版印刷所不能相比的。8、凹版印刷多用挥发性干燥油墨。对于非吸收性材料的印刷较理想。9、印版面积大小可在一定范围内任意选择。就凹印机而言，印版滚筒直径大小可变（据印刷面积大小确定滚筒直径），灵活性大。􀂄包装装潢材料的印刷􀂄建材印刷􀂄有价证券印刷􀂄书刊画报印刷四、凹版印刷的应用主要用于包装、出版和特殊产品领域。⑴包装领域：折叠纸盒(凹印、柔印在增加，最大的是烟包印刷)、软包装(指纸张、塑料薄膜、铝箔复合材料等)、包装纸和标签(贴于罐头、复合罐、瓶等容器的卷筒纸和单张纸标签)以及复合罐的印刷。⑵出版领域：凹印主要用于杂志、样本和内插页的印刷。⑶特殊产品领域：礼品包装纸、木纹纸、壁纸、装饰复合板材、转移印花等。第二节凹版制版工艺照相凹版：网点大小一致，但深浅不同网点凹版：深度相同，但网点大小不同雕刻凹版：网点面积和深度同时发生变化一、凹印版的种类雕刻凹版照相凹版网点凹版二、凹印层次的表现方式1墨层厚度：墨穴深度不同，墨层厚的部分凹眼深，墨层淡的部分凹眼浅。墨色厚实，阶调丰富，尤其是暗调层次。2网点的百分比：凹眼深度一致，网点面积越大，阶调就深。复制画面单薄暗调墨层厚，网点面积大；淡调墨层薄，网点面积小；凹版网眼墨穴深度不同，画面层次丰富，墨色厚实。3墨层厚度和网点的百分比：凹版网眼墨穴深度、大小均不同三、凹印版滚筒的制备1、滚筒的结构凹印版是在空心的生铁或钢质的圆柱体滚筒的表面，镀一层铜壳作为版基（俗称铜滚筒），其上的电镀层由底层铜壳（2～3mm厚，可用较长的时间）和外层铜壳（0.13～0.15mm厚，只供一次印刷用）两部分组成。制作新印版时，须将旧外层铜壳剥掉，重新电镀，以得到新的薄铜壳。（1）镀镍：电镀底层铜壳前，为了使之牢固结合在（铁或钢的）圆柱体表面，需先在其表面镀镍，厚度约为30μm。（2）镀底层铜壳：在硫酸铜和硫酸溶液中镀底层铜壳，厚度2～3mm，可使用较长时间。2、工艺步骤􀂄（3）浇注隔离层(“银化”处理)：凹印完成以后，外层铜壳需和底层铜壳分离，使两者易剥离，电镀外层铜壳前，在底层铜壳表面进行“银化”处理，即浇注隔离溶液。（4）镀外层铜壳：底层铜壳表面“银化”之后，放入铜镀槽内镀外层铜壳，厚度约0.13～0.15mm，只供一次印刷用。（5）磨光：用磨光机磨光表面，方可制版。1、定义：用直接加网腐蚀法制网点凹版。直接在滚筒表面喷涂布感光液，密附网点阳图片进行曝光晒版，然后显影、腐蚀制成网点凹版。四、网点凹版的制作：喷胶腐蚀蚀凹版法（2）这种方法对阶调再现不太好，但稳定性较好，一般适于包装装潢印刷和建材印刷等。（1）墨层厚度相同，用网点大小再现原稿明暗层次。凹版滚筒的准备→铜滚筒脱脂处理→涂布感光液→网点阳图晒版→显影及水洗→涂防腐漆→腐蚀镀铬2、网点凹版的制作工艺流程：(１)涂布感光胶:用聚肉桂酸乙烯脂等光聚型树脂(见光硬化型)。􀂄涂布方法：一般用喷枪涂布法。滚筒顺时针方向旋转，同时带动喷枪作水平移动，保证涂层均匀。喷涂量控制在30～40ml/m2(干燥后的厚度为1μm左右)。喷枪涂布法示意图(2)晒版:将加网阳图片包在涂好感光液的滚筒上，并用两根橡胶辊压住阳图片，一边转动滚筒，一边用细长的高压水银灯或氙灯通过贯穿整个滚筒的细长缝隙进行曝光。压附网点软片用的胶辊网点软片网点凹版晒版示意图非图文部分见光硬化，形成防腐保护膜；图文部分保持原状。结果：(3)显影:将晒好版的滚筒置于显影槽内，正反旋转，使没有硬化的感光膜(图文部分)溶解露出铜层，再用水冲净，干燥后进行腐蚀操作。三氯化铁腐蚀法电解腐蚀法(4)腐蚀(方法有二种)：腐蚀前将滚筒上不需要腐蚀的地方涂抹防腐清漆，置于20℃左右的腐蚀液中，腐蚀液的浓度控制在40～42°B’e(波美度)之间。FeCl3+Cu→CuCl2+Fe三氯化铁腐蚀法：在电解腐蚀装置中，滚筒作阳极，不锈钢作阴极。电解液的主要成分是NaCl和NH4Cl浓度为10°B’e，液温20～25℃，使PH值降低。电压控制在8～10V。电解槽底部装有发泡装置，引起电解液流动并使腐蚀高速、均匀地进行。电解腐蚀法：电解过程中，铜以7μm/min的速度析出，可根据所需腐蚀深度，掌握时间。在阳极：Cl-在阴极:Na+，NH+4Cu+NaCl→CuCl2电解腐蚀机示意图一般掌握在30～60μm，认可后，即可清除表面的防腐清漆，冲洗干净。腐蚀深度的控制：增加铜滚筒的硬度，提高耐印力。达200万印，即可供印刷使用。(5)镀铬：（1）工序简单，稳定性好，凹版网穴深度不变，靠网点大小的变化来表现层次。（2）油墨的转移量变化小，层次不够丰富，阶调范围在5～60%。（3）实地印刷墨层均匀，用网点凹版印刷各种商品的软硬包装，可收到满意的效果。总结：网点凹版制作的优缺点：以手工、机械或激光等方法，在印版滚筒表面雕刻，得到深浅不一的着墨孔，制成雕刻凹版。五、电子雕刻凹版的制作雕刻凹版定义：手工雕刻凹版、机械雕刻凹版电子雕刻凹版（无软片电子雕刻正在盛行）激光雕刻凹版（未来的趋势）电子束雕刻凹版1、雕刻凹版类型：(1)雕刻方式：镀铜的凹版滚筒转动，带钻石的雕刻刀向滚筒表面往复振动（振动频率为每秒数千次），切入深度依图像明暗而变化。2、电子雕机的工作原理即：（1）图像密度高处(暗调)：切入深度大，网穴开口和深度较大；（2）图像密度较小处：切入深度小，网穴开口面积小，深度浅。（2）网穴开口边缘的毛刺被刮刀刮掉。机械电磁式电子雕刻机的雕刻方式凹版滚筒网穴网穴雕刻刀雕刻刀凹版滚筒废屑原稿滚筒(扫描滚筒)雕刻头与扫描头同步运转，雕刻滚筒表面成深浅不同的网穴。图像密度信号→电信号到达电磁体，磁场吸引雕刻头杠杆一端抬起，使带雕刻刀的一端向滚筒运动，对滚筒作切入雕刻。图像信号的强弱决定了电磁力的大小。(2)驱动原理：同时：雕刻刀的一端还受弹性阻力的制约，电磁体的力必须大于弹性阻力才能完成网穴雕刻。凹版滚筒网穴雕刻刀电磁体阻尼系统弹簧雕刻刀的驱动原理在雕刻一个网穴时，当：电磁力阻力，进行网穴雕刻电磁力=阻力(平衡)，达到该图像信号雕刻的深度(控制深度)电磁力阻力，反向运动并回到原位，一个网穴的雕刻就此完成。雕刻速度：通常为几千次/秒(S)如：4000网穴/S,5000～6000个/S，现在可达到8000个/S平印中：每个网点可以包含几百个激光曝光点(12*12=144)，即，每个网点由多个很小的激光曝光点组成，从原理上不同网线数或角度的网点都可以准确实现。􀂄3、网穴形态、网线角度、网线数的控制􀂄凹印中：每个网穴在雕刻刀的一次切入运动中完成的，网穴的形态是一次确定的，这就限制了网线角度。(1)网穴形态：相当于网点形状􀂄由雕刻刀形态决定，或者说取决于雕刻刀的形状。(2)网穴角度：定义：具备共同邻边的网格中心连线与水平线之间的夹角。网穴形状：网穴：菱形，角度范围：30～60度(改变穴点长短轴长度实现)。网点形状：方形、压扁形、拉长形等。网线范围：31.5～200线／cm。方形网点压扁形网点拉长形网点网穴形状取决于雕刻刀形状，网穴形状确定了，角度也就确定了。通过将网穴开口拉长、压偏的方法来实现网穴角度的不同。大于45°→60°菱形等于45°方形小于45°→30°扁菱形网线角度在30°～60°之间变化品红30°、青版60°（以风景或冷色调为主画面，青版用30°，以人物或暖色调为主画面，品红版用30°）。黄版用45°。黑版要兼顾文字，常用高线数雕刻，常用38°。专色版常用30°，以保证专色密度。各个色版的网线角度：以等边长网穴为例(对于≠45°的网线角度在横和纵向的网线不同)(3)网线数：由雕刻频度和滚筒转速决定。设加网线数为L，网线角度为α，圆周方向(纵向)雕刻一次，网穴纵向最大尺寸U；雕刻头沿滚筒轴向(水平)移动的最大宽度为2VU=2V*tgαUVV纵向U=2V*tgα，又∵单位面积内的网穴总数为1/U与1/V的乘积，还∵单位面积内的网穴总数还等于加网线数的平方L2UVV纵向横向所以：当给定了α和L以后，横移步距V、网穴纵向中心间距U就确定了。􀂄UVV纵向横向􀂄电雕机通过控制滚筒转动角度和雕刻刀的横移速度，并与雕刻频率及滚筒半径匹配，达到所需的网穴纵向中心间距U和横移步距V，即可正确控制所需的加网线数和网线角度。控制加网线数和网线角度:网线数大多选择70线/cm，也有用60线/cm的。但在有文字情况下，应结合文字粗细考虑文字版网线数，一般文字笔画中最细的地方应不小于一个网穴的大小。(4)网穴的存墨量􀂄􀂄H=(1/2)*W*ctg(θ/2)􀂄θ越小，网穴越深，但不利于油墨从网穴中转移到承印物上，W越大越好。􀂄􀂄通沟对纵向网穴之间的连通发挥了作用，改变了网穴结构，增大了油墨的容积。(5)雕刻刀的角度􀂄雕刻刀角度越小，网点的深度越深。常用雕刻角度：110、120、130度。网点面积相同，雕刻刀角度不同，网点深度不同。据承印物、油墨、雕刻线数等选择；表面粗糙吸墨量大、雕刻线数高、转移性能差的油墨，选用小角度的雕刻刀。（6）雕刻刀的选择：1995年在DRUPA’95上首次展出了激光凹版电子雕刻机，用激光雕刻铜锌滚筒，雕刻频率在3.5～7万个/S之间。五、激光雕刻凹版1、定义：用激光作为雕刻工具在印版滚筒上雕刻出网穴的方法。􀂄􀂄瑞士MaxDaetwyler公司的激光电子雕刻机，用高强度的掺钕YAG激光，雕刻镀锌滚筒，形成凹版网穴，而不是雕刻镀铜滚筒。2、激光雕刻镀锌凹版􀂄(因为镀铜层对外来光线有较强的反射能力，要更高强度的激光才能完成雕刻工作)􀂄用镀锌滚筒只是妥协的办法。(1)原理:激光束射向镀锌层表面，使之部分熔化成液滴，部分汽化成金属蒸气而逸出。激光雕刻完成后，剩余的氧化锌被刮刀去除，形成网穴。见下图：2、激光雕刻镀锌凹版版面结构特征：凹下深度可变，网穴开口面积不变----经典凹版。网穴熔化物激光束(2)激光电子雕刻机的构成激光电子雕刻机的构成示意图激光发生器激光调制器聚焦透镜光导纤维雕刻时，激光发生器发出强度恒定的激光。激光受到调制器的调制，而调制器受图象信号的控制，根据图象信号值调节激光的通过强度。这样，就可以使雕刻每个网穴的能量随图象明暗的变化而不同，借此雕刻出深度各异的网穴。为什么目前的激光雕刻机不能雕刻出开口面积和凹下深度同时可变的网穴？原因：光学聚焦透镜无法以很高的频率调节激光斑的直径大小。(3)激光雕刻制版系统