柔版印刷技术和应用

——1853年，美国金斯来获得橡皮印版专利权开始——19世纪60年代，出现了简单的印刷机，采用苯胺染料油墨，具有弹性的橡皮作为版材——苯胺印刷或橡皮版印刷苯胺染料油墨非常鲜艳，但易褪色，且有毒，目前已被不褪色、耐光性强的染料或颜料代替；——1952年，第14届包装印刷会议用“柔性版印刷”代替“苯胺印刷”。——近几十年来，在印版、油墨、输墨系统、印刷机四个主要方面有了很大的发展，成为继凸印、平印、凹印之后的又一大印刷工艺。——基本概念使用具有弹性的凸起图像印版，印版可粘固在印版滚筒上，印版由一根雕刻了着墨孔的金属网纹辊施墨；网纹传墨辊由另一根墨辊或刮墨刀控制输墨量；可将液体和脂状油墨转印到实际是所有种类的承印材料上。第四节柔印原理、工艺及应用第二章印刷原理、工艺及应用一、柔印的原理及特点柔性版：由橡胶、感光性树脂等弹性固体材料制成的凸版之总称。柔性版印刷机：使用柔性版，通过网纹传墨辊传递油墨完成印刷过程的机器。（1）柔性版印刷，简称“柔印”，是一种直接轮转印刷方法。（2）是利用柔软可挠曲材料作为印版，通过网纹辊进行印刷的轮转凸版印刷。（3）印版由一根雕刻了着墨孔的金属墨辊施墨；金属墨辊（网纹传墨辊）由另一根墨辊或刮刀控制输墨量；（4）典型的轮转柔印工作单元主要由墨槽、传墨辊、网纹辊、印版滚筒、压印滚筒构成。1、油墨2、传墨辊3、网纹辊4、印版滚筒5、压印滚筒6、承印物7、油墨层典型的轮转柔印工作单元第二章印刷原理、工艺及应用总体来看——印版柔软有弹性，耐印力高由网纹辊施墨，墨路短，输墨控制反应迅速，操作简便柔印油墨粘度低、干燥快制版周期短，印刷速度快，投资小适于多种承印物图文精度低于凹印和胶印多用于包装印刷：塑料薄膜、烟标、铝铂第二章印刷原理、工艺及应用具体讲来看——柔性版印刷实质是凸印的一种演变，但目前已经成为一种独立的印刷方式其既包含着凸印的清晰、平印的柔和、凹印的厚实和高光泽，又有着自己鲜明的特点。1、环境性能优良。柔印最大的好处就是对环保的贡献，这是其它印刷方式可望而不可及的，被人们称为“绿色印刷”，特别适合包装印刷产品对环保特性的要求，广泛用于环保要求高的食品和药品包装。第二章印刷原理、工艺及应用（1）柔印广泛采用低毒的醇溶性油墨及无毒的水性油墨印刷，完全废弃了有毒的苯胺油墨，具有良好的环境性能。（2）柔印能够较好地解决软包装复合膜溶剂残留的难题。传统的凹印工艺由于生产过程中的影响因素较多，给控制溶剂残留带来一定的难度：1）慢干性溶剂的使用。凹印中为了克服高光部位的小网穴发生堵塞，造成印品上小网点丢失的问题，采取向油墨中添加慢干性溶剂（如二甲苯、丁酮、丁酯等）的做法，这些慢干性溶剂的沸点较高，必须要掌握好添加量，否则就可能埋下溶剂残留的隐患；第二章印刷原理、工艺及应用2）不同的树脂的应用。溶剂型凹印油墨常用的树脂一般有聚酰胺、聚乙烯醇缩丁醛、氯化聚丙烯、聚酯等，不同的树脂对溶剂的释放性不同，有些树脂对溶剂的释放性差，但印刷适性好，价格又比较便宜，往往成为主流产品，使用这种油墨印刷软包装产品时容易发生溶剂残留问题；3）烘干过程。在印刷过程中，为了避免小网点丢失或油墨“假干”现，干燥箱的温度不能设定太高，同时，凹印机最后一组印刷单元距离收卷单元过近，使印刷后的薄膜在油墨没有干透的情况下就收卷，这也是造成溶剂残留的极大隐患。第二章印刷原理、工艺及应用2、印刷产品质量好。柔性版印刷墨层均匀厚实，墨色一致，具有良好的印刷效果。目前柔印采用了新型的高质量感光树脂版和陶瓷网纹辊等材料，印刷精度已达到175线∕英寸。柔印的墨层虽薄于凹印，但绝对厚于胶印，同时在相同的颜色密度下，柔印墨层比凹印要薄，其印刷产品与凹印相似，具有层次丰富、色彩鲜艳的特点，特别适合于包装印刷产品的特色要求。柔印采用网纹辊传墨，一般如果纸张情况不变、水墨情况不变，则无论是同批次产品，还是不同批次产品的墨色均能保持一致，这也正是包装印刷产品最基本的要求，也是胶印方式所不易做到的。另外，废品率低于凹印和胶印方式。第二章印刷原理、工艺及应用3、印版耐印力高，印刷速度快，设备结构简单柔性版的耐印力通常可以达到100万～300万次；一般机组式窄幅柔印机印刷速度可达150m∕min，卫星式宽幅柔印机印刷速度可达350m∕min；柔印机区别于其它传统印刷机的突出优点是采用了网纹传墨辊，省去了复杂的输墨辊组，机构大大减化，设备投资少。4、设备综合加工能力强，易形成生产线从双面多色印刷到上光、覆膜、烫金、模切、排废、打孔、收卷、分切等工序一次连续作业完成，甚至可以在印刷机组上增加丝网印刷单元。有人将柔印刷机称之为印刷加工生产线。第二章印刷原理、工艺及应用5、广泛的承印材料几乎所有纸类和塑料包装产品都可以采用柔印方式印刷，柔印不仅可印刷各类纸张，还可以印刷铝箔、塑料薄膜、不干胶纸、不干胶膜、玻璃纸、金属箔及纺织品等，适印介质的种类多于凹印方式。而胶印方式除纸张外，其余介质都不能或不好印刷。另外，柔印在瓦楞纸印刷上也有独到之处。目前，柔印方式已广泛用于各类包装印刷产品。在美国不干胶标签成为柔性版印刷机的主要产品，能够完成几乎所有的标签印刷工艺；包装纸箱的印刷是柔性版印刷机的另一主要业务来源。第二章印刷原理、工艺及应用6、存在的主要缺点：（1）柔印高光处丢点子，暗调处成实地，缺乏层次感是比较突出的问题。柔印虽可以达到较高的精度175线∕英寸，但柔印由于印版有弹性，在印刷压力作用下，极易使网点面积增大，网点扩大现象严重。柔印不适于印刷层次变化大，精度要求高，阶调细腻丰富的高档印刷品，其高精度加网图像质量仍不能与胶印相比。（2）套准精度也是柔印比较难以处理的问题。第二章印刷原理、工艺及应用7、柔性版与胶印、凹印的比较柔印胶印凹印适印基材薄膜、纸张纸张、金属薄膜、纸张印刷质量弱强强印墨种类水、溶剂型树脂型溶剂、水型制版时间较短短长印刷速度快慢快制版费用较低低高工业污染无有有第二章印刷原理、工艺及应用胶印凹印柔印印前数字化数字化数字化制版低高较低制版成本假定为100元435元135元印刷机单张纸、卷筒纸适于印长版简单、投资较低图像精度70-80线/cm120线/cm60线/cm耐印力最大100万1亿几百万第二章印刷原理、工艺及应用柔版基本工艺流程印前设计及图文处理分色出片印版制作贴版、打样印刷模切等印后工艺第二章印刷原理、工艺及应用二、柔性版制版方法柔性版印版种类第二章印刷原理、工艺及应用柔性版类型手工雕刻橡胶版感光树脂版橡胶版模压橡胶版（铸造橡皮版）固体感光树脂版液体感光树脂版印版制作（一）橡皮版橡皮版的版材主要是天然橡胶和合成橡胶。橡皮版的重要技术参数有3个，即印版的硬度、橡胶的种类和印版的厚度。橡皮版分为：1、手工雕刻橡皮版——30年代的制版工艺，与手工雕刻橡皮图章一样；第二章印刷原理、工艺及应用勾描原图往橡皮版转拓原图刻版制版方法的特点：这种制版方法主要用于简单活件，具有方便、快捷、成本低廉等优点。要求制作人员技术娴熟和具有丰富经验，印版质量不高，除少数粗糙的活件还使用外，基本上已经被淘汰。2、模铸橡皮版（几乎占整个橡皮版的95％以上）——是用模型将天然橡胶或合成橡胶材料加热、加压制成印版的方法。1）制作一块金属原版，即金属凸版2）热硬化树脂(如酚醛树脂)制作树脂凹版(铸模版)。3）在热压机上加热、加压制作橡皮出版。其制作过程如下：底样（原稿）拍阴图底片晒金属版腐蚀铜（锌）版压制凹模板压制橡胶版研磨橡胶版第二章印刷原理、工艺及应用（二）感光树脂柔性版（也称为光敏树脂柔性版）是利用单体与聚合物的光聚合过程形成版面图文的技术。主要优点是制版工艺简单、装版速度快、耐印力高、传墨性能好。与模铸橡皮版相比，其制版的时间仅为几分之一。第二章印刷原理、工艺及应用1、组成(1)保护膜保护感光树脂层不被粘污和损伤，并可防止空气中的氧或潮气渗入感光层内部影响感光性能。(2)光敏树脂层起感光作用，以形成浮雕图像，是感光树脂柔性版构成图像和可被印刷的关键部分。(3)粘合剂层（尺寸稳定层）它是底基与光敏树脂层之间的连接层，可保持尺寸的稳定。第二章印刷原理、工艺及应用（4）底基（又称版基），可以是聚酯薄膜，也可以是金属薄板。要求厚度匀、尺寸稳定。（5）保护层有些类型的柔性版底基的背面涂有预粘贴衬垫，并用防粘剂材料保护，装版时，只要将防粘材料揭下来，便可直接将印版粘贴到滚简上，印版即可固定。第二章印刷原理、工艺及应用2、制版工艺（1）阴片准备大多数柔性感光树脂版制版是采用光聚合交联过程；因此制版时是使用正像的阴图底片。（2）背面预曝光，也称为“裸曝光”。指在无任何底片的情况下进行的版材背面曝光，目的是为了增加版基厚度，保证印刷所需要的耐印力。（3）主曝光是指将图像底片与柔性版材正面密切接触进行曝光的过程。主曝光时间是一个很重要的参数，它决定了印版上凸面图像的清晰程度和深度。第二章印刷原理、工艺及应用（4）冲洗腐蚀经曝光的版材通过冲洗腐蚀才能表现出浮雕型凸面图像。冲洗腐蚀即是将末受光的树脂胶体溶解形成凹面，而受光固化的树脂胶体则保留在版面上，成为浮雕的凸面。冲洗腐蚀的深度与冲洗时间成正比，冲洗时间越长，印版显影越彻底，腐蚀深度越大，网点成型清晰，光洁有力，但高调区域的小点子容易被冲洗掉。（5）印版的干燥经冲洗后因受溶剂侵蚀而略有膨胀、并且粘而软，原来的直线似乎为波浪线，文字也会是歪扭变形的。必须使版材内的溶剂彻底挥发，所以要进行干燥。第二章印刷原理、工艺及应用（6）后处理印版干燥之后，还需将其表面残留的单体物质清除，可用洁净的布及溶剂前、后擦拭．然后再干燥5min。同时为消除印版的粘性和增加印版的硬度，最后还需要进行氯化处理。（7）后曝光也称为定型曝光，是指将印版的底面和图文正面分别进行一定时间的“裸曝光”。目的是为了让制好的印版彻底硬化，这对提高印版的耐折度、硬度和耐印力都很有必要，也能减少油墨和溶剂对印版的影响。第二章印刷原理、工艺及应用UV-A光源聚酯支撑层感光树脂层聚酯保护层背面曝光正面曝光第二章印刷原理、工艺及应用三、柔性版印刷机1、结构组成柔性版印刷机在组成上，一般均由解卷供料部件、印刷部件、加热干燥部件和复卷收料4部件组成。现代柔印机为了控制印刷质量，一般还有张力控制、承印材料导向、印刷图像质量观测等控制、检测装置。同时还加配模切、压痕、复膜、上光、烫印、打孔等装置组成生产线。第二章印刷原理、工艺及应用印刷部件是柔印机组的核心，主要由压印滚筒、印版滚筒、墨斗、刮刀、传墨辊、送墨辊(墨斗辊)或网纹辊等组成。（1)压印滚筒和印版滚筒是表面光滑的金属滚筒，柔性印版粘贴在印版滚筒上；（2)传墨辊是光滑或蚀刻的金属辊，也可以是表面铸有橡胶的辊子，墨斗辊表层也是铸有橡胶的辊。目前，柔性版印刷机普遍使用短墨路输送系统，采取将网纹辊直接浸入墨槽，利用刮墨刀刮去辊面上多余的油墨来实现输墨，墨辊少、墨路短，输墨结构简单。第二章印刷原理、工艺及应用（3）网纹辊在传墨和着墨中发挥着重要的作用，是柔性版印刷机的要害部件。一般是由金属钢材（一般是铬钢）作为基材，经磨光、表面镀铜、镀铬后再进行精密加工形成硬度、光洁度、精度很高的外圆表面，再通过机械雕刻、激光雕刻或化学腐蚀等方法在表面制作出不同形状的着墨孔（墨穴或网穴）。着墨孔的结构和线数决定了网纹辊的传墨性能和使用范围；着墨孔的均匀一致程度决定了匀墨的质量；着墨孔表面的镀层对传墨性能也有一定影响，同时关系网纹传墨辊的使用寿命。第二章印刷原理、工艺及应用根据网纹辊表面涂层不同可分为镀铬网纹辊和陶瓷网纹辊。——镀铬网纹辊经镀铬表面处理，其镀层薄容易出现磨损现象，特别是采用刮墨刀结构的输墨装置更容易因出现磨损而影响产品印刷质量。——陶瓷网纹辊的出现极大地提高了柔印产品的质量，具有耐磨、耐腐蚀，使用寿命长，传墨性能良好的优点。第二章印刷原理、工艺及应用2、柔印机的分类柔性版印刷机大多使用卷筒式承印材料，采用轮转式印刷方式。按印刷幅面：以幅面宽度600mm为基准，可分为窄幅柔印机和宽幅柔印机。按印刷机组：机组式、卫星式、层叠式。柔印机的发展趋势：多色、高速、多功能连线加工。