3.2 印刷

3.2.1 印刷工艺设计

印刷工艺设计是指印刷品复制过程中由负责工艺设计和质量控制的人员根据原稿的性质、用户的要求和生产计划,对原稿及复制要求深入解析后,制定出的具体作业流程及相关规定。

工艺设计是一项指导性和技术性极强的工作,是印刷品复制各工序工艺的综合应用与合理匹配,这项工作确定了彩色印刷复制品的复制质量及生产成本。因此,只有确定出合理的工艺才能保证印刷质量,提高经济效益,满足用户的需要。

一、分色制版工艺设计的基础

工艺设计是指工艺技术规程、工艺装备和工艺方法措施的实际生产设计。分色制版的工艺设计则是指以本单位设备条件、技术水平为依据而进行的加工性生产过程中,对工艺规程、生产流程和生产工艺技术措施的设计。

二、印刷工艺设计的原则

印刷是以获得品质优良的图像复制品为目的。彩色复制过程受到以下三大主要因素制约:

(1)原稿。原稿是彩色复制的基础,完成于复制之前,其确定了最终产品的基本面貌。

(2)制版与印刷设备、原材料和测试工具。这个因素决定了复制的技术方法与水平。

(3)各工序人员的素质。它决定了设备效能的发挥、工艺水平的高低,因此,印刷质量的优劣取决于三者之间的合理匹配,其工艺设计亦必须以此为基础,并满足下列原则。

1)立足于本厂条件指工艺设计中应根据自身设备状况、技术力量、原材料类型、工艺和管理水平。

2)根据社会需求指应围绕市场经济这一核心,掌握市场动态、原稿的种类和用户对产品质量、生产成本和生产周期的要求。

3)把握生产发展趋势指应注意行业中新工艺、新设备和新技术动态,有规划、有目的地吸收和引进合适的工艺,使工艺设计日益完善。

三、印刷工艺设计的根据

印刷复制中原稿和产品复制的目的与要求各不相同,既有客观的数据质量标准,又有主观心理上的艺术期望,而且不同的复制对象采用的材料和工艺参数亦不一样,因而其工艺设计只有将彩色图像复制有关理论和复制对象,生产技术条件和工序参数融合,才能获取可指导实际生产的工艺。

(1)工艺设计应在印刷科学技术理论指导下进行。不仅要掌握色彩理论、彩色复制理论、图像传输理论及印刷适应性,而且要不断提高艺术修养和艺术鉴赏力。这样才能集思广益使理论成为工艺基础,使工艺切合生产实际。

(2)工艺设计应深入全面地掌握彩色制版印刷全部工艺中的技术要点,尤其是重要技术环节。能准确解析每个工序中对生产质量、作业速度、生产成本控制的影响因素及其变化规律。使设计出的工艺不仅简明、实用、适应性强、预测准确,而且产品质量高、生产周期短、成本低。

(3)工艺设计应充分依靠本厂各生产工序作业人员素质及技术水平,设计出的工艺内容、工艺方法、执行规程和操作数据,既要能保证图像优质低耗,又能最大限度发挥操作人员的主观能动性且易于掌握。

(4)工艺设计应依据生产实践和生产中已控制稳定的操作数据和设备材料性能数据。同时做好工艺试验与生产实践过程的跟踪反馈,找出各生产工序的可变因素及相互之间的关系及变化规律,使整个复制过程中各工序材料、设备和人员之间得到最合理的匹配,使工艺设计与实际作业协调一致。

(5)工艺设计应依据本厂所具有的生产设备水平和原材料条件,并针对有代表性的原稿的特征及缺陷,在进行数据精密测量和分析的基础上,通过工艺试验,编制出完备的质量控制系统。

四、印刷工艺设计的工作内容

工艺设计贯穿整个生产技术的工艺管理的各个环节,其主要工作内容有:

1.编制工艺规程与工艺文件主要包括

(1)各生产工序技术规范和控制参数。

(2)建立各种数据的记录与分析的方法。

(3)建立生产工艺数据化、规范化、标准化的指令系统。

2.工艺准备主要内容

(1)对主要设备技术性能进行测试,使设备处于优良稳定的工作状态。

(2)建立标准的数据测试方法和仪器。

(3)对使用材料性能指标进行测试。

(4)对准备工序操作人员进行规范化培训,使之具有高水平的操作技术。

3.制定工艺操作数据及操作规范

(1)各工序操作数据测试、最优数据的协调、选配和调整、规范数据的确定、数据图表的综合编制。

(2)对各工序规范操作的监督与数据稳定的监控。

(3)制定各工序质量技术标准和生产控制参数。

4.工艺试验及生产应用

(1)对初步设计的技术参数及质量指标进行工艺试验,检查各工序间的匹配及各种数据指标的合理性和准确性。

(2)通过检查和反馈工艺试验中工艺的不足,修改调整有关参数,并使其在工艺应用中保持稳定。

(3)引进新设备、新材料和新技术时应结合以前工艺,测试相关参数,使之能保证高质量水平并构成新的工艺。

(4)工艺设计试验完成后应直接用于生产,并不断积累数据和反馈相关信息,对工艺作进一步完善。

5.复制工艺方案确定

(1)复制工艺方案是以生产指令、成品要求为依据来确定产品规格、版面构成等常规参数。

(2)根据原稿特点及用户要求,选定合理、简捷、低耗的工艺流程及作业方案,确定原材料和设备类型。

(3)根据工艺流程和作业方案将其分解至每个工序,并确定相应的质量控制参数及生产指令。

6.发挥彩色图像分色设备的作用彩色桌面制版系统或电子分色机是分色制版的核心,工艺设计应根据原稿特点和用户要求,将其他工序中不易解决的难点和不足在分色中予以解决,即形成一个工艺循环控制体系,从后向前将补偿校正内容逆推至分色过程之中,并尽可能发挥分色机每项功能的作用。

总之,工艺设计的内容涉及复制过程的每一技术环节,可变因素极多,因此,工艺设计时要全面、周密、稳定地制定各参数,使每个作业人员既能正确执行工艺中本工序的技术指令,又能了解上下工序的内容,做到相互补充,这样才能真正保障工艺的正确执行和产品的质量与周期。

五、影响复制品质量的因素

彩色制版印刷的产品质量,受所有参与复制过程的诸因素制约,主要的是下列几个基本方面:

(1)彩色原稿图像的阶调层次、色彩、色调及清晰度质量。

(2)分色加网图片阶调层次、颜色以及清晰度等复制调整数据的准确程度。

(3)拷贝或放网、晒版等中间工序网点转换变化量及其稳定程度。

(4)印刷(或打样)的墨层密度、网点扩大值或印刷相对反差值(K值)数据及其控制稳定程度;各色墨层的叠印效率;阶调演变、色彩平衡与灰色平衡再现。

(5)印刷用纸的表现适性与操作适性;油墨的色度特性及其操作适性。

(6)各个操作工序的设备、器材与材料性能以及环境条件的配合等。

这些,可大致综合为设备、器材、与材料的印刷适性,工艺操作质量以及复制对象及其调整三大方面。规范化、数据化工作要依次从这几个方面入手,取得最佳的协调配合,逐步形成适用于重复生产的数据规范。

六、彩色制版印刷总体工艺设计

工艺设计,首先要从一件彩色产品制版印刷的整体考虑,从原稿到印刷再现产品的质量要求标准,从设备、材料等生产技术条件到各工序的工艺方法与工艺操作数据质量,制定出制版印刷全部工艺流程的整体工艺方案。这样,就明确了复制的目标、施工措施、工艺方法、操作标准以及全部工艺流程,可以保证产品质量,减少返工,使生产顺利进行。

对于稳定的生产技术条件,常规产品,正常的原稿,可以作规范化的常规性设计。当材料、设备等生产技术条件有较大的改变,要推行新工艺或是重点产品,除作必要的试验与试生产外,还应当分工序做出细致而周密的整体工艺设计。

在制版印刷生产工艺流程的整体工艺设计中,一方面是产品格式与版面布局的常规设计;另一方面是对整个生产工艺流程施工方案的设计。而后,还要对重点工序-分色过程,做出图像复制调整的详细分步工艺设计。

(一)产品格式与版面设计

产品格式与版面设计,主要在整稿工序进行,表现在以下几个方面。

(1)设计之前,要先审查客户来稿、生产指令、产品格式与版面要求,是单图版面还是多图版面,原稿剪裁与放缩比例是否正确,图片的拼接方式,文字、底纹、花边等附属图案的要求,稿件是否齐全,页码与装订、裁切方式,印数与印刷版面安排,以及有无其他特殊要求等。

(2)要对原稿进行整理、归类、清整工作,对有缺陷的原稿,根据所能达到的技术水平,进行力所能及的修整,以减少分色后的修版工作。而后按画面要求,测定或计算出精确的缩放倍率和准确的裁剪位置,标记清楚。

(3)规划版式,要按客户编辑要求,规划出整个成品版面的格式尺寸、规矩线、裁切成型线等,其中各单图的大小位置、抽空、拼接与套图等形式关系,都需按正式产品格式规划准确、标注清楚。

(4)标明文字、边框、底纹、装饰图案的位置、大小、颜色、网点大小、阴阳图、专色或叠色等,以及其他特殊要求。

(5)采用桌面印前和电子拼版技术制版时,不论是桌面系统,还是电子分色拼版,或者整页拼版系统,除规划出版面布局完整、准确、详细的版式外,还要根据拼版设备的技术要求,标出各自的坐标数据,凡版面所需要的拼版内容和详细要求,都要齐全。

(6)规划出装订成册的版面折叠与页码安排形式、装订方式与裁切尺寸,以及印刷大版的各单元画面的拼版方式。

(7)规划版式,可用制图仪或借助公分格进行。成品版式一定要经审核确认无误,按工艺流程随工艺设计指令单传送各工序,各工序要严格遵照执行。

(二)总体工艺方案设计

制版印刷工艺流程的总体工艺方案设计,是根据原稿和产品要求,从设备、材料等技术条件出发,由印刷逐步推向前工序,其中包括各生产工序的设备、材料性能数据,工艺流程,工艺方法、各工序岗位的操作数据,以及半成品与产品的质量数据标准等主要生产技术内容来进行。一般对同类原稿、同批或同系列产品,可以一次性设计,其中个别原稿需改变复制工艺时,再单独设计。总体工艺方案设计大概步骤如下:

(1)根据原稿、客户要求及产品质量标准等级,选配使用纸张、油墨等印刷原材料及主要辅助材料,并从材料测试记录卡中获得其主要印刷适性数据,使其各自印刷适性达到最佳配合。确定适应产品质量要求的印刷设备和器材。

(2)根据印刷材料、设备器材性能条件,按已测定其达到的规范数据,确定印刷与打样应执行的网点扩大值、墨层密度及相对反差值等主要操作数据。

(3)根据产品质量要求、印刷材料与设备性能以及印刷操作数据,选定相应的印刷版材。按印刷与打样的差距,确定晒制印刷版与打样版的网点转移数据,并按印刷版面要求,确定所晒制印版的版面布局。

(4)根据版面的布局设计、拼版的难易程度,确定使用套图晒版、拼图晒版或连晒,还是采取阳图片拼版或阴图片拼版拷贝,以及放网等相应的工艺方法。

(5)针对版面上的所有原稿,确定哪些原稿可由照相制版,哪些原稿需要电子分色制版或桌面分色制版。并根据后工序决定所采取的工艺方法及制版设备功能条件,确定分色应记录阳网图片,还是阴网图片或连续调图片。针对产品要求、原稿等,决定加网线数,网点点型及四色版网线角度。每一原稿的制版工艺方法确定之后,安排出合理而最简捷的工艺流程,各工序遵照执行。

(6)根据印刷条件与印刷数据,色彩与灰色平衡再现数据,以及各中间工序的转换数据,推导出分色图片的复制要求数据。结合原稿的数据测量阶调层次与色调的综合分析,提出复制调整的具体要求,再进行电子分色、桌面系统或照相分色调整的分步工艺设计。分色设计是在总体工艺设计的所有技术工艺与数据基础上进行的。

将上面针对产品对象、材料设备与生产技术条件设计出来的工艺方法、操作数据和各项要求标准依次详细填入总体工艺设计指令单,连同版面设计按工艺流程依次传送各工序执行。

3.2.2 胶印及其工艺

平版印刷属于间接印刷,除印版滚筒和压印滚筒外,还有作为中间载体的橡皮滚筒,故也称之为胶版印刷,这是不同于其他印刷方式的一个显著特点。平版印刷的特点是图文部分和非图文部分几乎处于同一平面。平版印刷可分为有水胶印和无水胶印(waterless offset printing)两种方式。平版印刷是应用最广泛的印刷方式。

一、传统平版印刷机

平版印刷机也称为胶印机,从供纸系统来说,胶印机可分为单张纸胶印机和卷筒纸胶印机;按每台胶印机的印刷色数分为单色机、双色机、四色机、多色机等;按印刷幅面大小分为八开机、四开机、对开机、全张机、超全张胶印机等。

胶印机的种类繁多,胶印机的印刷装置由于滚筒的大小不同,排列形式不同、数量不同,因而有各种机型。以下分别介绍单张纸胶印机和卷筒纸胶印机的结构。

(一)单张纸胶印机

比较典型的单张纸多色胶印机,如图3-58和图3-59所示,主要由输纸装置(sheet feeder)、印刷装置(printing unit)、输墨装置(inking unit)、润湿装置(dampening unit)、多功能装置、收纸装置(delivery unit)以及传动系统、控制系统和气路系统等组成。有些胶印机是带有翻转机构的,可以单面印刷也可以双面印刷。

图3-58 单张纸平版印刷机主要结构

图3-59 单张纸胶印机配置

单张纸胶印机的输纸装置、收纸装置与一般的单张纸印刷机相应装置的工作原理大致相同。以下将详细介绍印刷装置、润湿装置、输墨装置以及近年来发展的多功能装置。

1.输纸装置

输纸部分由自动升纸机构、纸张分离机构、纸张传递机构、纸张定位机构和自动控制机构组成。

先把平板纸堆放在可保持一定高度并有自动升降装置的纸台上,然后通过纸张分离机构(飞达)将纸一张一张的分离,并传送到纸张传送机构(输纸台)。为了保证纸张在输纸台上顺利通过,在输纸台上都装有双张、缺张、歪斜等自动控制装置,发生上述问题时,输纸机构自动停止输纸。纸张的套准装置由预挡规、前规(front guide)、侧规(side guide)组成。经输纸台传送的纸张边缘先接触预挡规,使纸张减速,再到达侧规和前规,起到横向定位和纵向定位的作用。在输纸台上排列整齐的纸最终被送至前规,纸张定位后,由递纸牙(transfer gripper)或压印滚筒叼纸牙咬住纸张,前规抬起,让纸张进入印刷部分。

2.印刷装置

印刷装置是平版印刷机的核心部件,主要由印版滚筒(用P表示)、橡皮滚筒(Blanket,用B表示)和压印滚筒(用I表示)组成,滚筒的离合压机构和压力调节机构也是印刷装置的重要组成部分。印刷装置的质量、精度、结构的优劣直接影响印刷品质量、生产率、印刷机外型尺寸及印刷机的寿命。

根据滚筒排列方式,一般可分为单面单色平版印刷机、单面多色平版印刷机、双面印刷平版印刷机等。

常用的单面单色平版印刷机为三滚筒排列,一般采用七点钟排列方式(图3-60)。

图3-60 单面三滚筒胶印机滚筒排列(七点钟)

单面多色胶印机的滚筒排列方式有五滚筒式(图3-61)、机组式(图3-62)、卫星式(图3-63)等。五滚筒双色平版印刷机的结构特点是两个色组共用一个压印滚筒,结构简单紧凑,纸张交接次数少,套印准确,但是两色印刷时时间间隔短,油墨干燥时间短,易产生混色现象。机组式滚筒排列结构是在色组中间加上传纸滚筒或传纸链条,每个机组的结构基本相同。卫星式滚筒排列的多色平版印刷机各色组的印版滚筒和橡皮滚筒共用一个大型压印滚筒,一次交接纸张便可同时印刷多色。

图3-61 五滚筒排列示意

图3-62 机组式滚筒排列示意

图3-63 卫星式滚筒排列示意

双面印刷机的滚筒排列方式有B-B型滚筒排列(图3-64)、机组式可翻转式滚筒排列(图3-65)等。B-B型滚筒排列是两个橡皮滚筒互为压印滚筒,纸张从两个橡皮滚筒之间通过,一次完成双面单色印刷。机组式可翻转式单张纸胶印机是在多色胶印机的基础上将某一组传纸滚筒改变为翻转滚筒而成。A为一面印刷时的走纸路线;当印刷双面时,可调节机组使翻转滚筒Ⅰ的叼牙越过交接点,而使纸的尾端与滚筒Ⅱ交接,使纸翻过来,通过B走纸路线,在下一组印刷另一面。

图3-64 B-B型滚筒排列示意

图3-65 可翻转式滚筒排列示意

3.润湿装置

润湿装置定期、定量、均匀地将水涂敷在印版表面非图文部分,主要由供水、匀水和着水部分及给水、停水的离合压机构组成。润湿装置结构形式很多,大多采用辊式润湿装置。

辊式润湿装置可分为间歇式供水润湿装置和连续式供水润湿装置。

(1)间歇式供水润湿装置分为三个部分:供水部分、匀水部分和着水部分。如图3-66所示。供水部分的主要部件是水斗(water fountain)、水斗辊(water fountain roller)和传水辊,其作用是储存和供给润湿液。匀水部分的作用是迅速把润湿液打匀,传递给着水部分,主要部分是串水辊。着水部分的作用是向印版空白部分涂敷润湿液,其主要部分是着水辊(forme dampening roller)。

图3-66 间歇式润湿装置示意

(2)连续式供水装置的水斗辊和着水辊之间互相接触传递润版液,可分为计量辊式润湿装置(图3-67)和达格伦润湿装置(图3-68)。计量辊式润湿装置通过改变水斗辊转速和调节计量辊与水斗辊的间隙来控制水量;达格伦润湿装置中着墨辊着墨的同时也向印版涂敷润湿液,利用速度差使水斗辊与着墨辊相对滑动,形成均匀润湿液膜,适用于酒精润湿液。

图3-67 计量辊式润湿装置

图3-68 达格伦润湿装置

另外还有无辊润湿装置、刷式润湿装置、离心喷雾润湿装置、微孔着水辊润湿装置、空气调节润湿装置、可变式润湿装置、酒精润湿装置等。目前在国外这些装置应用比较广泛,国内也在不断推广。

无水平版印刷机去掉了润湿装置,而采用特殊的印版材料和特殊的油墨使印版空白部分不上墨。

4.输墨装置

输墨装置主要由供墨部分、匀墨部分、着墨部分及保证给墨和停墨的离合机构、压力调节机构组成。其作用是使油墨定期、定量、均匀地涂敷在印版的图文部分。

平版印刷机供墨机构包括墨斗、墨量调节螺丝、出墨量调节版、墨斗辊(ink fountain)、匀墨辊(ink distributing roller)、压辊、串墨辊(ink vibrator)、着墨辊(form inking roller)等,如图3-69所示。

图3-69 供墨结构示意

墨斗处以螺钉调节墨斗辊与钢片间隙,控制输墨量。在开印前传墨辊先与墨斗辊接触,接受墨斗辊上的油墨。串墨辊和匀墨辊都起着使油墨在墨辊上分布均匀的作用,串墨辊除径向转动外还做轴向的往复运动,使传墨辊传出的油墨均匀地分布在着墨辊上。当印版已被润版液充分润湿后,再使着墨辊与印版接触上墨。停印时,当传墨辊与墨斗辊停止接触后,着墨辊与印版脱开。

目前很多新技术应用在供墨系统中得到了应用。例如,可改变墨路和着墨率的匀墨装置,根据印刷品的不同需要可以进行不同的组合,在印刷过程中也可以转换。无墨键供墨系统是一种较成功的新型供墨系统,因为没有墨键,就不会出现因墨键调整而影响周边墨区墨色的问题,使供墨系统的结构大大简化,其典型代表为海德堡公司于2006年在IPEX展会上展出的Anicolor供墨系统,如图3-70所示。高斯DigiRailTM数字式喷墨供墨系统具有数字控制和预设功能,不需要传统的墨键和墨刀片,操作简单,易于维护。油墨预设功能也有了很大的发展,由最初的人工调节发展到主控制台遥控墨色调整,再到数字化设置,由计算机直接计算各色组各墨斗键的预设供墨值。另外还有自动控制供墨装置、自动上墨装置等。

图3-70 海德堡Anicolor墨控技术

5.收纸装置

单张纸平版印刷机的收纸装置用于收集和堆放印刷后的纸张,主要由收纸滚筒、收纸链条、收纸牙排、印张减速装置、防污平整装置、收纸台、齐纸机构和计数器等部分组成。链条上的咬纸牙把印好的成品,从压印滚筒的叨纸牙上接出,通过链条传动传送到收纸板。收纸板设有自动撞齐装置,通过计数器自动计数,堆积到一定数量即可取出。

6.多功能装置

多功能是单张纸胶印机发展的一个重要特点,多功能既可以满足对印刷品多样化要求,又可以提高机器效率。多功能单张纸胶印机应该包括胶印和其他印刷方式的组合,也包括许多新的印刷功能和连线加工功能,用户可根据需要选用。

印刷的新功能包括在厚纸板、塑料片材、瓦楞纸上印刷和UV印刷等。为解决印刷特殊材料,如塑料片材等表面附着力差的问题,可以提供这些材料表面处理技术。如高宝公司的Rapida74机型可以在第一个印刷机组前安装一个电晕机组,即对特殊材料的表面进行高压放电处理,提高油墨在材料表面的附着力。

近年来,很多印刷机制造商在单张纸胶印机上推出了卷筒纸—单张纸给纸机,即卷筒纸在线联机横切,把卷筒纸裁成单张纸,直接进入印刷机组印刷。

单张纸胶印机开始增加印后联线加工功能,如涂布烘干、红外线(IR)及紫外线(UV)上光烘干,烫金、模切、压痕、压凸、打孔、折叠等。

(二)卷筒纸胶印机

卷筒纸胶印机是以纸带形式连续供纸,连续不断地高速完成印刷、折页、收帖等工艺过程的印刷机。它是现代新闻出版、商业印刷、书刊杂志印刷的最重要的高效印刷设备。

卷筒纸胶印机与单张纸胶印机采用同样的印刷原理,其印刷部件、输水输墨部件结构也很相似,主要区别在走纸及其控制系统上。卷筒纸胶印机以纸带的形式由纸卷连续供纸,完成印刷后,与折页、裁切、收卷等工艺过程一起完成。

卷筒纸胶印机通常由输纸装置、印刷装置、干燥、冷却装置、折页装置(或收卷装置)、控制装置和传动系统等几大部分组成。

1.输纸装置

输纸装置由放卷装置、纸带张力控制装置、传纸装置三部分组成。输纸装置由纸架机构、纸卷卡紧机构、纸卷升降或回转机构、纸卷轴向位置调整和自动接纸等机构组成。纸带张力控制装置能够准确控制纸带张力,是保证卷筒纸印刷顺利进行,使印刷质量稳定和提高的关键。为此,纸带在传送过程中必须处于拉紧状态,拉紧的力就是纸带张力。传纸装置由纸带纵向位置调节机构、断纸自动停机机构和自动套准机构等组成。

2.印刷装置

卷筒纸平版胶印机的印刷装置一般都采用B-B型印刷方式,以满足正、反面同时印刷的需要,一个印刷装置由两个色组(即上、下各一个色组)组成。所谓B-B型印刷机构指一种无须反转就可以进行双面印刷的卷筒纸印刷结构,使用两个橡皮滚筒相互挤压。纸张从两个橡皮滚筒中穿过之后就同时完成正反两面印刷,如图3-71所示。

图3-71 B-B型排列

比较常用的还有卫星式、多滚筒型、B-B卫星组合型等。

卫星式是指多组印版和橡皮滚筒绕在一个大的压印滚筒周围,纸张绕压印滚筒一圈,可以同时印刷多色。多滚筒型,包括五滚筒、六滚筒或者七滚筒一个印刷机组的形式,它们都是B-B型的变型或是B-B和三滚筒型机的组合。B-B卫星组合型,如图3-72所示,即用一个四色的卫星机组在纸的一面印刷四色,而利用B-B型机组印刷纸的两面的文字,为扩大用途,两个机组也可以单独使用。此外,还有五滚筒式单面胶印机,如图3-73所示。

图3-72 B-B卫星组合型

图3-73 五滚筒式单面胶印机

滚筒的局部排列形式如上所述,整体结构就是将各种基本形式进行纵向和横向的组合,即塔式(图3-74)和水平机组式(图3-75)结构。

图3-74 H型塔式结构

图3-75 机组式四色单面胶印机

3.干燥装置

干燥装置设在印刷部分和收纸部分之间,它的作用是使印迹上的油墨干燥固化,否则极易发生背面粘脏和擦脏。干燥方式有电热、红外线、微波、紫外线干燥及煤油、石油液化气加热等方式。干燥装置的走纸长度与加热功率成反比,与印刷速度成正比。干燥装置和其他卷筒纸印刷机相应装置类似。

4.裁折装置

纸带印刷后,按照出版要求经过规定的裁切折叠程序成为符合要求的书帖或报刊。其折页方式前面已经介绍过。

目前卷筒纸胶印机向着高速、宽幅以及精密、自动化、智能化方向发展,计算机技术、微电子技术等高新技术都应用到卷筒纸胶印机上,不仅解决了张力控制问题、套印问题、水墨控制问题,而且还配备色彩管理系统、CIP3或CIP4界面。扩大卷筒纸胶印机的使用范围和功能是其另一个显著特点,如图3-76所示,为组合印刷机的一个示例。

图3-76 不同印刷方式和印后加工装置组合印刷机

二、平版印刷工艺

平版印刷的工艺流程:印刷准备、控制参数的预设、装版、调整机器部件、印刷。

(一)用纸准备

用于平版印刷的纸张,要求具有伸缩性小、质地紧密、不拉毛、不脱粉,并具有适当的平滑度、白度等性能。

纸张的主要成分是植物纤维,它能吸收空气中的水分,因此,纸张的含水量随温度、湿度的变化有变化,纸张含水量有变化,便发生纸张的伸缩,同时,在平版印刷过程中又需要有水,纸张与水接触后,含水量也发生变化,纸张的尺寸就难以保持不变,对彩色印刷来讲,就造成套印不准。实验证明,一般空气中相对湿度变化10%,则引起纸张含水量变化约1%,而纸张尺寸约有0.1%的变化,因而只能控制印刷车间的温度、湿度,减少纸张含水量的变化,以控制其伸缩变化。

纸张在从造纸厂出厂、运输、储存的过程中,也受气候变化的影响会造成纸张的变形。如空气中含水量小于纸张的含水量,则纸边的水分散蒸发,会出现“紧边”现象,如图3-7(7a)所示;当空气中含水量大于纸张的含水量,纸边吸收水分,纸张中间含水量少,边上含水量多,则出现“荷叶边”现象,如图3-77(b)所示;当纸张正反面的含水量不等时,则使纸张出现“卷边”,如图3-7(7c)所示。纸张出现变形,也就造成印刷过程中套印不准和纸张折皱。

图3-77 纸张变形示意

为减少纸张在印刷中产生故障,使纸张的含水量适应印刷的要求,并与印刷环境的温湿度相适应,平印纸张一般都需要进行适印处理,最好用晾纸法使纸张与印刷车间的温度、湿度一致,纸张自身的含水量均匀。裁切经适印处理后的纸张,堆放整齐地置于胶印机的输纸台上,以保证印刷时能顺利进行印刷。

平版印刷中对纸张的纤维流向也很注重,纤维流向不一致,影响输纸和套印,为保证套印准确,最好同一块印版所用纸张的纤维流向是一致的。印刷之前可判别纸张的纤维流向,一般使纸张纤维流向平行于印刷滚筒进行印刷。

(二)调配油墨

平版印刷使用的油墨,要求具有着色力强、对纸面固着充分、耐酸、不溶于水、抗乳化性强、色调鲜艳、光泽性强、耐光、不褪色等性能。油墨厂出厂的油墨是原色墨,一般具备了上述要求,印刷厂在具体使用时,由于印刷品不同,其色相要求不同,并根据纸张及气候条件等对油墨要进行调配。

油墨的调配要求色相符合印样、黏度流动性适当、燥油加放量正确以及墨量符合印数等。

油墨调配后,将油墨装入胶印机的墨斗内,并调整上墨装置,使油墨能均匀地传递。

(三)润湿液的调整

润湿液也称为润版液,其主要成分是水,在水中加入某些化学组分,配置成润湿液。配制润湿液时,用浓度较高的原液或固体粉剂,使用时加水稀释。润湿液有普通润湿液、酒精润湿液、非离子表面活性剂润湿液等。

普通润湿液中的成分有阿拉伯树胶、磷酸、铬酸、硝酸及其酸的盐类等。酒精润湿液用酒精作为表面活性物质配制的润湿液,酒精润湿液铺展性能好,大大减少润湿液的用量,也减少了印刷中水和油墨的乳化现象,减少了纸张伸缩变形,提高了套印精度。非离子表面活性剂润湿液一般是把非离子表面活性剂加入含有其他电解质的水溶液中配制而成,它是低表面张力润湿液,成本低,无毒性,不挥发,由于表面张力下降,油墨的乳化便会加剧,使用时要严格控制润湿液浓度和供水量。

润湿液的用量还取决于油墨的性质、印刷品墨层的厚度、油墨燥油的用量、印版的类型、版面图文情况、作业环境的温度、纸张的性质等各种因素。调配好的润湿液,注入胶印机的水斗中,调整供水装置,使供水量合乎印刷要求,以保证印刷的正常进行。

(四)装版

将印版固定在印版滚筒上的过程叫作装版。根据胶印机结构的不同,装版的方式主要有:挂夹上版法、弯边上版法、挂钉上版法。现代多色高速平版印刷机一般都采用定位、挂钉上版法,它方便、快速、准确、安全。

(五)调整机器部件

在印刷前要仔细检查并校准印版,检查胶印机给纸、传纸、收纸的情况;校正压力,调整印版滚筒、橡皮滚筒、压印滚筒之间的关系,使压力均匀,然后检查机器供墨、供水情况。

(六)印刷

印刷时,首先将印版的胶膜擦洗干净,再用汽油除去干固的墨迹,开动胶印机进行试印,检查规矩,确保套印准确。印出印样,经审批合格后即可大量进行印刷。在印刷过程中要随时检查产品质量,包括:墨色的深浅、套印精度、图文的清晰度、网点的虚实、空白部分有无油污墨迹等。

(七)参数预设及控制

印刷过程中保证印刷质量的关键是供水装置以最低量的润版药水提供稳定的水分,控制墨斗的供墨量。国外利用电子技术、数据处理和计算机等先进技术,制造印刷机的各种自动控制系统。如德国海德堡印刷机采用CPC自动控制系统,罗兰印刷机的CCI系统,日本小森印刷机的PQC系统,都可以根据印版上图文的密度,经计算机计算,控制墨斗的输墨量,并能在控制台上通过电钮遥控图形的套准及输墨,使工人摆脱常规操作方法,集中精力于主要的作业,以更经济的方式去提高印刷质量。

现代多色高速平版印刷机的中央控制台操作系统不仅可以进行各种印刷参数的预设,而且可以实现及时控制。由于每个机型的系统程序设计不一样,可控制的内容也存在差异,一般的系统都具有以下功能。

1.输墨量和润湿液输送量的预设及控制

根据活件的画面结构和尺寸规格,预先调节墨斗键的开度值、墨斗辊的转速等,有的机器还可以在中央控制台通过改变传墨频率来控制到达印版墨量的多少。润湿液的供给量也可以通过水斗辊的转速在中央控制台上预先设定,同时可以设定润湿液的成分配比。

2.其他参数的预设

不同的机器自动化程度不同,操作者应充分利用设备的各项功能,提高生产效率。所有设定的信息都被储存在中央控制台,在需要的时候将其调出,传送到机器上,机器会根据指令进行相应的调节。

三、平版印刷中常见的故障

平版印刷中,各种因素稍有配合不当,便产生故障,使印刷质量受到影响。故障产生的原因很复杂,与许多因素都有关。

(一)纸张的掉粉、掉毛(picking)

纸张表面细小的纤维、涂料粒子脱落的现象叫作纸张的掉粉、掉毛。从纸张上脱落下来的纤维、粒子堵塞印版的网纹。造成印刷品脏污,并使印版的耐印力下降。

为防止或减缓纸张的掉粉、掉毛,应选择表面强度高的纸张印刷;在油墨中加入撤黏剂,降低油墨的黏着性;在油墨中加入稀释剂或低黏度调墨油,降低油墨的黏度;适当地降低印刷压力和印刷速度。

(二)油墨叠印不良

后印的油墨不能很好地附着在先印的油墨上,或者后一色油墨把先印的油墨带走,使印刷品色彩的饱和度下降,这一现象叫作叠印不良。为防止这一现象的发生,在多色胶印机上应该有正确的印刷色序,油墨的黏着性和黏度应该按照印刷顺序依次减小,墨层厚度应该依次增大。

(三)套印不准

套印不准是指纸张上的图像发生纵向和横向偏移的现象。为防止套印不准,应该采取以下措施:检查纸张的裁切精度,使之达到规格要求;吊晾纸张,防止紧边、荷叶边、卷曲现象的发生;采用丝缕相同的纸张印刷。在调节印刷机时,准确调节前挡规、侧挡规到正确的位置,调节摆动牙位置;更换被磨损的叼纸牙;调节套印机构,使各部件的动作协调等。

(四)印版引起的故障

印版砂目的粗细不适合,制版操作不当,会引起印刷部分发虚;版面砂目太细,则空白部分容易起脏;版面被氧化,或附有脂肪性物质,也能使空白部分起脏,可采用浮石棒轻轻在版面上摩擦,去除脏点,再涂上阿拉伯树胶,干燥后可以防止起脏。

(五)橡皮布引起的故障

橡皮布发黏,是由于汽油和热的影响所造成的。因此,橡皮布要防止油浸及高温,并常擦些滑石粉。

橡皮布在橡皮滚筒上没绷紧,印刷时可能产生重影,收紧橡皮布,即可消除重影。

橡皮布表面有凹陷,则印品上图文有缺印,可在橡皮布背面进行垫衬修补,极小部分的凹陷可在其上涂擦松节油或煤油,使其膨胀,消除故障。

(六)墨辊引起的故障

墨辊直径不一,使版面着墨不匀,如有细小部分直径不一,可用砂纸、浮石摩擦。墨辊压力过大,易伤及版面的印刷部分,应减小墨辊压力。墨辊上积有尘土或油墨硬化,使墨辊在版上滑动,造成印刷品上色调失去光泽,应采用清洗墨辊消除故障。

(七)水辊引起的故障

水斗辊、传水辊接触不良,会造成供水不均匀,产生墨色变化,水辊绒变硬及水辊对版面的压力太大都能损伤印版,要查明原因予以消除。

(八)各滚筒引起的故障

橡皮滚筒的压力过大,会使版面上的砂目磨损,图文受损伤,压力应适当,可根据图文调整压力。压印滚筒的压力过大,会使纸张伸张、套印不准,并起折皱,无法印刷。压印滚筒上咬纸牙局部磨损,使咬纸牙咬不住纸或咬得很少,薄纸更难以咬住,应及时调换新的。

3.2.3 柔印及其工艺

柔性版印刷自诞生至今已有100多年的历史,最初柔印采用从焦油中提炼的苯胺染料溶于水、醇做的油墨,称为苯胺印刷,直到1952年更名为柔性版印刷,同时成立了FTA(柔性版印刷技术协会)。1980年在美国为了有效地防止环境污染,认定柔性版印刷是符合环保要求的印刷系统,随着印刷市场的发展,采用水性油墨、UV油墨相辅,柔性版印刷已成为包装印刷的主流印刷方式。

一、柔性版印刷机基本组成

柔性版印刷是在传统铅版凸印基础上发展起来的,铅版凸版印刷系统是由硬质的铅印版滚筒、有弹性衬垫的压印滚筒和供墨系统组成,柔印把硬质的铅版改为柔性的橡胶版或者树脂版,压印滚筒由弹性表面改为硬质表面,供墨系统也完全不同,如图3-78所示。

图3-78 柔性版印刷原理

根据柔印机承印物的形态分类,柔印机可以分为单张纸柔印机和卷筒纸柔印机两种。单张纸柔印机与单张纸胶印机基本相同,只是印刷部分采用柔印的方式。柔性版印刷机大部分采用卷筒纸轮转机,主要有输纸装置、输墨装置、印刷装置、干燥装置、复卷部分等组成。

输纸装置的卷筒纸必须呈直线进入印刷部分,而且要求在印刷机转速变动或停机时,卷筒纸的张力能足以消除纸上的皱纹并防止纸张下垂。最重要的条件是控制卷筒材料的张力和套准,使输入印刷机组的卷筒材料保持稳定的张紧程度,套色准确。

柔印机卷筒纸输送装置、干燥部分和复卷部分与其他卷筒纸印刷机输纸装置基本相同。下面主要介绍输墨装置以及印刷装置。

(一)输墨装置

柔性版印刷机的传墨系统采用网纹辊,网纹辊是保证短墨路传墨、匀墨质量的关键部分。网纹辊一般采用无缝钢管为基层材料,在其表面刻出形状相同的、分布均匀的细微凹孔,即墨孔。高流动性的油墨从容器中被涂到橡胶辊上,然后转移到网纹传墨辊上,墨孔起吸附油墨的作用。

1.输墨装置

输墨装置有双辊传墨、刮刀传墨、混合传墨和封闭式双刮刀传墨等。

(1)双辊传墨

双辊传墨系统是由一根墨斗辊和一根网纹辊组成的传墨系统。墨斗辊是软质胶辊,表面包一层橡胶,浸在墨斗中,将油墨黏附在表面,与网纹辊接触时将油墨传递给网纹辊;网纹辊在与印版滚筒接触过程中,将油墨涂布在印版滚筒表面的图文部分,图3-79为双辊式传墨装置示意图。

图3-79 双辊式传墨装置示意

1-墨斗;2-墨斗辊;3-网纹辊;4-印版滚筒;5-压印滚筒;6-承印物

这种输墨装置结构简单,匀墨性比较好,对墨辊磨损小,但墨辊表面墨层厚度随印刷速度的变化而变化,影响印刷质量。

(2)刮刀传墨

在网纹辊上安装刮墨刀机构的传墨装置称为刮墨刀传墨装置。印刷过程中,用刮墨刀将网纹辊表面多余的油墨刮去。刮墨刀可以正向安装或者反向安装,刮墨刀正向安装时,刮墨刀沿着网纹辊的转动方向刮墨,油墨会对刮墨刀产生很大的反压力,但印刷速度提高时,对传墨性能有不利影响。当刮墨刀反向安装时,油墨对刮墨刀没有压力,但刮墨点距网纹辊与印版滚筒油墨转移点较远,油墨层易固结在网纹辊的网穴中。图3-80为反向刮墨刀传墨装置示意图。为解决这个问题,可以将刮墨刀正向安装,刮墨刀前安装一排喷墨嘴,把油墨直接喷到网纹辊上,然后用刮墨刀刮去多余油墨,印墨层较薄,对刮墨刀没有反压力。如图3-81所示为喷墨式刮墨刀传墨装置。

图3-80 刮墨刀传墨装置示意

1-墨斗;2-网纹辊;3-印版滚筒;4-压印滚筒;5-承印物;6-刮墨刀

图3-81 喷墨式刮墨刀传墨装置

(3)混合传墨

混合传墨装置就是把墨斗辊浸在墨斗中,将墨传给网纹辊,网纹辊上安装刮墨刀。如图3-82所示。混合传墨装置结构合理,墨层厚度不受印刷速度的影响,刮墨刀对网纹辊磨损小,传墨均匀。目前主要应用在大型高速柔性版印刷机上。

图3-82 混合传墨装置示意

1-墨斗;2-墨斗辊;3-网纹辊;4-刮墨刀;5-承印物

(4)封闭式双刮刀传墨

封闭式双刮刀传墨装置也称腔式刮刀-网纹辊型传墨系统,有两个刮墨刀,一个正向安装,一个反向安装,墨斗采用全封闭式形式。如图3-83所示。反向刮墨刀起刮墨作用,正向刮墨刀起密封作用。工作中,油墨处于流动状态,可以自行循环。这种输墨装置是目前最理想的供墨系统,传墨量恒定,清洗墨辊方便,即使高速运行也没有飞墨现象,适用于现代高速柔性版印刷,使用这种系统必须配备自动上墨系统。

图3-83 封闭式双刮墨刀装置

1-反向刮墨刀;2-网纹辊;3-侧面密封;4-正向刮墨刀;5-墨室;6-油墨;7-施压装置

2.刮墨装置

刮墨装置也叫刮墨刀组,由刮墨刀座、刮墨刀、刮墨刀垫和定位螺丝组成。

(1)网纹辊

网纹辊是柔印机输墨装置最重要的部件,其性能对供墨性能影响极大。网纹辊传墨量和使用范围决定于网穴的形状、排列角度、大小和深浅,匀墨质量决定于网穴的均匀一致性。

常用的网穴结构有四棱锥形、四棱台形、六棱台形、斜线形和附加通道形等。其中,最常用的是平底、开口为正六边形的六棱台形网穴,如图3-84所示,H表示网穴的深度。

图3-84 网穴的几何形状

网穴连续排列方向线与网纹辊中心线夹角称为网穴的排列角度。在网纹辊轴向方向,单位长度上的网穴个数称为网纹辊线数,单位是线/厘米(L/cm)或线/英寸(L/in),网纹辊线数越高,说明单位长度上的网穴个数越多,为了保证印刷质量,网纹辊的线数必须高于印刷品的网线数,一般印刷品网线和网纹辊线数的比例在1:4~1:6之间。这个比例与印刷品的图文情况、承印材料有关。

网纹辊有镀铬金属网纹辊和陶瓷网纹辊两种。目前,由碳纤维、铝和其他材料组成的特殊复合材料是网纹辊材料的发展方向。

(2)刮墨刀

刮墨刀有很多种类,各种刮墨刀的使用效果直接影响网纹辊的使用寿命。常用的刮墨刀有合金钢、不锈钢和高密度聚乙烯三种,其中,合金钢刮墨刀和高密度聚乙烯刮墨刀的使用较为广泛。刮墨刀的厚度、长度和种类应该根据承印物的印刷幅面和承印物的特点作适当的选择。

刮墨刀与网纹辊接触点切线和刮墨刀的夹角称为安装角,在油墨进入方向测量,安装角小于90°为正向安装,安装角大于90°为反向安装。习惯上,反向安装的刮墨刀安装角用油墨传出方向的角度值表示。正向安装角度一般为46°~60°之间,反向安装角度在30°~40°之间。目前,在高速柔性版印刷机上,一般采用反向刮墨刀装置。图3-85为刮墨刀安装角度示意图。

图3-85 刮墨刀安装角度示意

(二)印刷装置

印刷装置主要由印版滚筒和压印滚筒组成。

1.印版滚筒

印版滚筒一般采用斜齿轮传动,以保证传动的平稳性,也有的采用直齿轮传动。印版滚筒由滚筒体、滚枕、传动齿轮等组成,根据滚筒体的结构特点不同,可分为整体式和磁性式两种,目前整体式应用较多。

磁性式印版滚筒体表面用磁性材料制成,印版的版基为金属材料,装版时,印版滚筒的磁性材料将金属版基的印版靠磁力吸引固定在印版滚筒体上。

整体式印版滚筒体整个圆周上没有空挡,装版时用双面胶带将印版粘贴在印版滚筒体表面。整体式印版滚筒有三种结构形式:轴头式、芯轴插入式和套筒式。套筒式常用于现代柔性版印刷机。如图3-86所示为轴头式一般滚筒结构。其滚筒体多为无缝钢管,两头内孔加工后,将两端轴颈过盈加垫后装入孔中,然后一体加工成为印版滚筒。该结构换版时装拆不方便,而且换一次版就必须调整一次印刷压力,一般机器上很少采用。

图3-86 轴头式滚筒结构

采用芯轴式印版滚筒的柔印机,在换版时只需抽出芯轴,拆装相同重复长度的印版滚筒时无须调整印刷压力,该结构应用比较广泛。套筒式印版滚筒近几年应用比较广泛,采用壁厚约为1mm的薄形套筒,对于尺寸不变而图案变化的印件(如烟包、啤酒标签等)很方便。

印版滚筒体的长度与印刷机最大印刷宽度相符,其每一组印版滚筒的圆周长度必须符合承印产品的规格(长度),即不同规格的承印物需要不同规格的印版滚筒与其匹配。

2.压印滚筒

压印滚筒又称承印滚筒,是支撑印刷材料与印版滚筒接触、产生印刷压力、完成印刷过程的圆筒形滚筒。压印滚筒大多采用铸铁材料,也有采用钢材的,过去一般采用单壁式结构,与印版滚筒结构类似,机组式和层叠式的柔性版印刷机多采用这种结构,卫星式柔性版印刷机的压印滚筒结构较为复杂,用高级铸铁铸造或钢板卷出加工而成,目前大多采用双壁式结构,双臂内腔与冷却水循环系统相连接,并配有自动温度控制系统,由冷、热水循环,对压印滚筒表面进行温度控制,减少温度效应。

二、柔性版印刷机分类

按照印刷幅面的宽度,柔性版印刷机可分为窄幅和宽幅印刷机,一般国际上以600mm为界,小于600mm的称为窄幅柔性版印刷机,大于600mm的称为宽幅柔性版印刷机。根据印刷机组的排列方式又可以分为层叠式、卫星式和机组式三种。

(一)层叠式柔性版印刷机

层叠式柔印机的各个印刷机组相互独立,自成印刷单元,独立印刷单元上下层叠,排列在印刷机主墙板的一端或两端,或者在机架上安装各色印刷单元,它们之间的距离可以变化,中间干燥装置放置方便。如图3-87所示为层叠式柔印机的示意图。

图3-87 层叠式柔性版印刷机示意

层叠式柔印机的特点是各印刷机组的印版滚筒调换、安装都很方便,套印色数多,而且能改变承印物的串接方式,可以单面印或者双面印;可以与裁切机、制袋机、上光机等联机使用。但是其缺点是由于各机组之间距离比较大,多色印刷时套印精度不高,只能用于一般精度印刷品的印刷。

(二)卫星式柔性版印刷机

卫星式柔印机,有时又称为共用压印滚筒式柔印机,简称CI(Common Impress)式印刷机,图3-88为卫星式柔性版印刷机的排列形式。各印刷单元围绕着一个共用压印滚筒转动,各印版滚筒以中心滚筒为压印滚筒完成印刷过程。承印材料围绕在共用压印滚筒上进行套色印刷。

图3-88 卫星式柔性版印刷机示意

1-输纸部分;2-印刷部分;3-干燥部分;4-收纸部分

卫星式柔印机的特点是只应用了一个压印滚筒,承印物覆盖在压印滚筒表面,平整度好,各色组套印精度高,适宜印刷易拉伸的纸类、有皱纹的纸类、塑料薄膜等材料的彩色印刷品。但是由于各印刷色组之间距离短,中间干燥装置简单,不容易干燥,印刷速度比较慢。

(三)机组式柔性版印刷机

机组式柔印机又称组合式或座式柔性版印刷机,其结构图如图3-89所示。机组式柔印机由相互独立且水平排列的印刷单元组成,并通过一根共用的动力轴驱动的,每个印刷机组各承担一种印版的印刷。两机组之间安装干燥装置、张力控制装置和承印材料纠偏装置。多用于窄幅印刷,以小型化机构结构为主。

图3-89 机组式柔性版印刷机示意

机组式柔印机的特点是其不仅可用于卷筒材料的印刷,而且可以印刷单张材料,常用于印刷不干胶商标及新闻纸、单张瓦楞纸板及各种商品包装装潢材料;具有附加性强和可变性好的优点,可根据需要与其他类型的机组(如模切压痕机组等)相互配合使用,如图3-90所示为机组式柔性版印刷机与凹版印刷机相配合的示意图;可通过改变承印物的传递路线实现双面印刷;而且设立了张力、正位、套准等自动控制系统,可实现高速多色印刷。但由于机组装件运行线路较长,套印精度受到一定的限制。

图3-90 机组式柔性版印刷机与凹版印刷机相配合示意

1-网纹辊;2-墨斗辊;3-刮墨刀

三、柔性版印刷工艺

柔性版印刷与其他印刷最大的不同在于它采用柔软的印版和网纹辊供墨,从而使其印刷工艺具有一定的特点。从印刷的形式来看,柔性版印刷属于凸版印刷的范畴。它的印版柔韧有弹性,印版由一根雕刻了着墨孔的金属墨辊施墨,因此省去了复杂的墨路系统,使印刷机大大简化,输墨控制反应迅速便捷。其印刷原理为:低黏度、高流动性的油墨从容器中被涂到橡胶辊上,然后转移到网纹传墨辊上,网穴吸附油墨。多余的油墨则被刮墨刀刮去。网纹辊与印版滚筒相接触,留在网纹辊上的油墨随后转移到柔软版表面上凸起的图文部分,在印版滚筒与压印滚筒的压力作用下,印版上的油墨便转移到承印物表面上。柔性版印刷的原理如图3-91所示。

图3-91 柔性版印刷原理

四、柔性版印刷中应注意的几个问题

(一)印刷色序

在确定印刷色序时,对印刷原稿要进行分析,常用的色序是黄、品红、青、黑,也有黄、黑、品红、青。因为柔性版印刷墨层厚实,色彩明亮,印刷色序不可随意调换。

对于专色印刷,一般采用先浅后深的次序,对于采用叠色方法印刷的专色,先印副色,后印主色。在决定印刷色序时,不能孤立地考虑某一因素,要对印刷品的具体要求进行分析,以求得最佳的印刷色序。

(二)印刷压力

柔性版印刷压力主要体现在两个方面:网纹辊与印刷滚筒间的压力;印版滚筒与压印滚筒间的压力。柔性版印刷是一种轻压力印刷,压力过大会造成印版的严重变形,使网点扩大严重,影响印刷品色调再现。因此,在印刷过程中要注意压力的控制。

(三)印刷张力

柔性版印刷主要是卷筒纸印刷,张力十分重要,在印刷过程中控制张力的恒定是确保套印准确的关键。柔性版印刷中张力控制装置放在放卷部分、印刷部分和收卷部分。张力控制值的大小应视承印材料的厚薄、质地决定,材料越厚、质地越硬张力值应越大。

(四)阶调再现

柔性版的弹性较大,印刷效果和阶调再现性与其他印刷方式不同。柔性版印刷从高光到中间调的网点扩大较大,印刷反差小,图像看起来不够鲜艳;网点边缘容易滋墨,出现“空心”网点,使图像的清晰度下降。为了防止这种现象发生,印刷时尽量采用低印刷压力,选择合适的网纹传墨辊,避免向印版供应过多的墨量。若印刷普通纸张,制作柔性版底片时,宜选择39~52L/cm的加网线数,对原稿的层次进行调整,使它与柔性版阶调再现的范围相适应,采用较低的印刷压力,可以获得高质量的印刷品。

五、凸版印刷中常见的故障

(一)背面蹭脏

背面蹭脏常发生在单面单张纸印刷机印刷时,由于印过一面的印张被输到印刷机的收纸台上一张张地堆积,图文上尚未干燥透的油墨印迹黏附在它上面一张纸的背面,形成印刷品的背面蹭脏。为了防止背面蹭脏,一般在印刷机的收纸部分安装有喷粉装置,使碳酸钙细微颗粒分散在纸与纸之间,以免印张压得太紧发生背面蹭脏的现象。

(二)油墨的渗透

油墨的渗透是指印张背面能明显见到正面的印迹的现象,产生这种现象的主要原因是纸质的紧度不够或过薄,或者油墨的稠性不够引起的。要防止油墨的渗透,在不更换纸张的情况下,可把油墨调稠一点,但油墨中不能加入凡士林、机油、煤油等物质,因这些物质不仅影响油墨的干燥,而且增强油墨对纸张的渗透性。

(三)墨杠

在印张上产生与墨辊平行方向的墨色条痕的现象,称为墨杠。印件上产生墨杠的原因是多方面的,如停机时,着墨辊仍在印版上未离开,压印滚筒的齿轮与版台两边的齿条有磨损,印版的位置装得不适当等。若要防止墨杠,要注意不在印版与墨辊相接触时停机;齿轮有磨损,应及时调换;装版时应注意装版的位置。

(四)溅墨

印张上有极小的墨点起脏现象,是溅墨现象所造成的。产生的原因是:油墨太稀或黏性太大,以及墨辊上油墨过多或墨辊太硬、转动不灵活等。防止的方法是调整好油墨的稠度。着墨印刷时,墨辊上的油墨要少一些;选用弹性好的墨辊。

(五)静电的影响

在印刷输纸时纸张之间不易分离,或者纸张贴附在压印滚筒上不下来,输纸台上纸歪斜而套印不准,收级台上纸收不齐等,这些现象都是由于静电引起的。纸张在造纸机压光时钢辊的摩擦,是产生静电的主要原因;纸张仓库或车间内空气太干燥也会产生静电。

清除静电的方法有以下几种:

(1)保持车间适当温度和湿度。

(2)在印刷机上安装静电消除器或同位素放射器,使印刷机周围的空气离子化,从而将纸张上的正负静电荷中和。

(3)在印刷机周围或压印滚筒的后上方面射适量的水雾或蒸气,以消除纸张上的静电,但水气喷射必须适当,不能影响套印的正确性。

3.2.4 凹印及其工艺

凹版印刷是一种直接印刷方式,具有印刷速度快、印版耐力高、墨色光泽度高、层次丰富、印品墨色厚实、着色力强、色彩再现性好、印刷密度高等特点,目前,在包装印刷中占有很重要的地位,如在广告印刷、装潢中都有很好的应用。由于其印品层次丰富,适合复制精细的彩色图片,而且可以方便地在多种承印物上印刷,适合印量大的长版印刷。另外,凹版印刷难度大,可以用作防伪印刷,如货币、证券等。

一、凹版印刷机

现代凹版印刷机的压印形式均为圆压圆型,印刷装置由印版滚筒和压印滚筒组成,两个滚筒共同完成压印过程,输墨装置采用浸墨或喷墨结构,其结构比胶印机简单,操作维护也简便,印刷速度快,印版滚筒耐印力很高。

(一)凹版印刷机的分类

凹版印刷机按承印物的形态分类,可分为单张纸凹版印刷机和卷筒纸凹版印刷机两类;按印刷色数分类,可分为单色凹版印刷机和多色凹版印刷机;按印刷品的用途分类,可分为书报凹版印刷机和包装材料凹版印刷机两类;按凹版制版工艺的分类,印刷机分为照相凹版印刷机和雕刻凹版印刷机,现使用照相凹版印刷机较多。

1.照相凹版印刷机

照相凹版(Photogravuer)是利用照相制版的方法对铜版进行腐蚀制备。照相凹版印刷机除通常分类之外,根据印品的用途不同,凹版印刷机上还附着一些附属设备,提高印刷及后加工的功能。如作为印刷书籍、杂志和商品目录之用,在收纸部分附有折页装置;用来印刷厚卡纸的印刷机,则附有进行冲轧纸盒的后加工设备;用于印刷塑料薄膜、玻璃纸等的软包装材料的印刷机,在收纸部分设有复卷装置,把印好的软包装材料复卷起来;若作为建材印刷用,如印刷木纹纸、装饰纸等,要求纸幅面较宽的大型印刷机,在收纸部分设有复卷装置,将纸卷成卷筒。

照相凹版印刷机一般使用挥发性油墨,印刷后纸张等承印物通过输送装置和干燥装置,以促进墨迹的干燥。照相凹版印刷机印刷出的产品层次丰富,墨色厚实,可以印刷其他非纸类承印物。因此,适用范围比较广。根据印版形式不同可分为平版式和滚筒式两种。

(1)平版式照相凹版印刷机

平版式照相凹版印刷机采用的印版是平版式的,使用时将其包在滚筒上,其结构包括给纸装置、印刷装置、输墨装置和收纸装置。印刷时,采用着墨辊给印版着墨,刮墨刀刮去多余油墨,压印滚筒的叼牙叼住纸张与印版滚筒压印完成印刷。

此机型不适宜印制高级印刷品,因为刮墨刀到压印线间的距离较大,油墨易挥发固结在印版表面,因此,很少采用。

(2)滚筒式照相凹版印刷机

滚筒式照相凹版印刷机的印版由铜材制成,为改善滚筒的印刷能力,提高表面硬度,于铜表面镀铬等高硬度物质。如图3-92所示,印版滚筒的直径是压印滚筒的一半,压印滚筒表面包有约3.5mm的衬垫,印刷时,滚筒下半部浸入墨槽中,用刮墨刀刮去印版滚筒表面多余油墨,其他过程与平版式照相凹版印刷机的过程相同。

图3-92 滚筒式照相凹版印刷机示意

2.雕刻凹版印刷机

雕刻凹版印刷与照相凹版印刷相比,其图文部分的线条和网点比较深而大,印刷时需要强大的印刷压力,一般线压力在10000N/cm以上,因此,雕刻凹版印刷机在结构上应有较高的刚度和强度。印刷的图文部分有“油墨凸纹”,非印刷部分的背面产生浮雕的效果。

雕版凹版印刷机工作时,首先,对整个印版全面上墨;然后,将多余的油墨用擦拭装置擦掉;最后,通过印刷装置把油墨转移到承印物上,以完成印刷过程。

雕到凹版印刷机的结构型式有:标准型凹版印刷机、刮墨式凹版印刷机、链条给纸式凹版印刷机和集合滚筒式凹版印刷机。集合滚筒式凹版印刷机采用了凹凸综合技术,下面详细介绍此种印刷机的工作原理。

集合滚筒式凹版印刷机的基本构成如图3-93所示,在印版滚筒的周围,有四个自动离合的上墨装置,印版滚筒P上装两块相同的凹版A、B与压印滚筒Ⅰ接触,在印版滚筒P的周围设有4组色模版P1~P4和弹性塑胶辊S1~S4,首先,由各自的着墨装置进行色模板着墨,接着各色模板上的油墨转移到弹性塑胶辊上;然后,由弹性塑胶辊将不同色的油墨,给印版A、B着墨,经擦拭装置C将版上多余的墨擦掉;最后,由印版滚筒在一次旋转中完成多色印刷。此种机型实际上是将各色模凸版上图文部分的油墨经集合滚筒印在凹版上连接起来,而形成一块多色的凹印版图形,并一次转移到承印物上,此机型是完成多色印刷的工艺过程,能在图案、线划之间变换色彩,有利于防伪,因此,最适用于印刷有价证券。

图3-93 集合滚筒式凹版轮转机结构示意

A,B-凹版;C-擦拭装置;S-集合滚筒

(二)凹版印刷机的典型装置

凹版印刷机由传动系统、输料系统、印刷系统、输墨系统、干燥系统和收料系统组成。

单张纸凹版印刷机的系统结构与卷筒纸凹版印刷机大致相同,卷筒纸凹版印刷机的自动化程度比较高。

单张纸凹版印刷机的机型主要包括擦墨式凹印机和刮墨式凹印机。擦墨式凹印机有擦拭装置,由溶剂槽和擦拭辊组成,擦拭辊下半部分浸入溶剂中,上部与印版滚筒接触;刮墨式凹印机采用刮墨刀刮墨,然后再用擦拭装置将多余的墨擦净。

卷筒纸凹版印刷机的机型可分为机组式凹印机和卫星式凹印机两种。机组式凹印机是专供卷筒型纸张、玻璃纸、塑料薄膜等印刷材料进行印刷、上光的印刷机,由多组单色机组组合而成,其整体结构如图3-94所示,单个机组结构如图3-95所示。

图3-94 机组式凹版印刷机整体结构

图3-95 机组式凹版印刷机单个机组结构示意

1-印版滚筒;2-压印滚筒;3-刮刀;4,5-承印物;6-干燥部分;7-循环供墨部分

卫星式卷筒纸凹版印刷机由输纸装置、输墨装置、印刷装置、收纸装置和辅助装置组成,其结构如图3-96所示。

图3-96 卫星式凹版印刷机

1-输纸装置;2-收纸装置;3,4-送纸辊;5-干燥装置;6-反印装置

凹版印刷机压印滚筒、印版滚筒、着墨装置、干燥装置都有特殊要求。

1.压印滚筒

由于印版滚筒呈圆柱体,图文直接制在滚筒表面,如滚筒不平整,就不能与凸版、平版一样进行垫版调节,因此,凹版印刷机的压印滚筒的加压面上要有3.5mm的包衬,包衬最外层是橡皮布,内层是纸和呢绒,当印版滚筒表面直径有差异时,为保证有均匀和足够的压力,要相应地调整包衬的全部或局部。

压印滚筒上的咬纸牙也与平印、凸印有所不同,采用凸板控制加压和弹簧加压两种,因弹簧加压的咬纸牙动作可靠,易于调节,所以应用较多。

卷筒纸凹印机压印滚筒一般不靠齿轮传动,而是与印版滚筒相接触,依靠摩擦力传动。

2.印版滚筒

图文是直接制在印版滚筒上的,每换一次版,需要换一次印版滚筒,因此,每台凹版印刷机备有较多的印版滚筒作周转使用,还要使印版滚筒装卸方便,能作径向移动,在印版滚筒空转时,与压印滚筒脱离接触,是由于印版滚筒产生位移,而压印滚筒仍沿固定轴心运转。

印版滚筒与压印滚筒的排列有垂直式、倾斜式和水平式,印版滚筒均在下方。印版滚筒与压印滚筒直径之比有1:2和1:1两种。

印版滚筒与压印滚筒直径为1:2结构的印刷机,印版滚筒可以做得小些,整个圆周都是版面,压印滚筒转一周完成印刷,印版滚筒必须转两周,着墨、刮墨也进行两次,这对版面磨损大,耐印力受到限制。

印版滚筒与压印滚筒直径为1:1的结构的印刷机,由于压印滚筒需有固定包衬装置的位置,所以印版滚筒的表面不能全部用来制作图文,但两滚筒转速相等,耐印力高。

3.着墨装置

凹版印刷机的着墨机构包括输墨装置与刮墨装置,完全不同于凸版、平版印刷机的着墨装置。如图3-97所示为凹印着墨装置的结构图。

图3-97 凹印着墨装置

(1)输墨装置

凹印油墨呈液体状,盛于油墨槽内,凹版印刷机采用短墨路输墨装置,输墨装置可分为浸泡式、墨斗辊式和喷墨式三种。

1)浸泡式输墨装置

浸泡式输墨方法又称为直接着墨法,其结构如图3-98所示。印版滚筒的1/3直接浸在油墨槽内,印版滚筒作旋转运动时,将沾在滚筒上的油墨带出,再由上端的刮墨刀将多余的油墨刮去,经与纸张压印后完成一次印刷。

图3-98 浸泡式输墨装置

2)墨斗辊式输墨装置

墨斗辊式输墨方法也称为间接着墨法,其结构如图3-99所示。印版滚筒与传墨辊接触,把传墨辊自油墨槽内沾的油墨传给印版液筒,再由印版滚筒上端的刮墨刀将多余油墨刮去,经与纸张压印后完成一次印刷。

图3-99 墨斗辊式输墨装置

3)喷墨式输墨装置

喷墨式输墨装置是密闭式装置,印版滚筒置于封闭的容器内,由喷墨装置将油墨喷淋到滚筒上,版面刮下的油墨再循环使用。其结构如图3-100所示。装置中的喷嘴和刮墨刀可沿印版滚筒左右移动,以保证着墨和刮墨效果。该法可以防止溶剂挥发,减少污染,降低成本。

图3-100 喷墨式输墨装置

1-喷墨装置;2-承印物;3-刮墨刀;4-墨槽

(2)刮墨装置

刮墨装置是凹印机上很重要的组成部分,刮墨刀是由0.15~0.30mm的弹簧钢片制成,刀片的安装位置和版面的压力角都要调整合适。为了保证刀片与版面接触良好,并有适当的压力,刀片用压板压紧以增加刀片的弹性,刮墨刀与印版滚筒接触的角度一般以30°~60°为宜,角度的选择与刮墨量有一定影响,刮墨刀的位置以距压印滚筒较近为宜,使刮掉油墨到压印的时间较短,可防止油墨挥发干燥,影响印刷质量。

用刮墨刀刮去多余油墨,是传统的老方法,目前,高速凹印机改用化学擦拭方法,以特制的擦拭滚筒代替刮墨刀。擦拭装置如图3-101所示。

图3-101 高速凹印机擦拭装置

4.干燥装置

在高速多色凹版印刷机中,各机组之间一般设有干燥装置。凹版采用低黏度溶剂型油墨,需要采用专门的凹版印刷干燥系统。可以采用红外线干燥、蒸汽干燥以及空气干燥等干燥形式,油墨干燥速度必须与印刷速度相匹配。

二、凹版印刷工艺

凹版印刷具有制版质量好,自动化程度高的特点,工艺操作简单,容易掌握与控制,工艺流程如下:

印刷准备→安装印版滚筒→印刷参数设定→正式印刷→印后整理

(一)印刷准备

凹版印刷的准备工作包括纸张、油墨、印版滚筒安装、压印滚筒的调整、刮墨刀的调整等。

凹版用纸要求:纸张表面清洁、平滑,正反面的平滑度无明显差别;含灰量最小,纸张表面不允许有砂粒;有较高的毛细孔性,纤维组织均匀,应具有塑性,能在压力不大的情况下与版面紧密接触。

凹印用油墨是挥发性的油墨,黏度低,流动性好,表面张力低,以便能充分填入凹陷的印刷部分,油墨附着力要强,又要保证纸张压印后其油墨能最大限度地从凹陷内转移到纸张表面。油墨的稳定性好,不能在印刷过程中或存放时发生沉淀现象。凹印油墨的溶剂一般要求溶解力强,挥发快,而且无毒和无嗅,常用的溶剂有甲苯、二甲苯、汽油、酒精等。

压印滚筒的调整,主要是调整包衬,保证印版滚筒与压印滚筒有均匀的压力,压力不匀应调整包衬的厚度。

刮墨刀的调整,主要是调整刮墨刀对印版的距离及刮墨刀的角度,使刮墨刀在版面上的压力是均匀的,又不损伤印版。

(二)安装印版滚筒

安装印版时,应根据套印色序正确准备每一根印版滚筒,上版操作时,要将印版滚筒与印刷机的连接处紧固地连在一起,防止印刷时有松动现象。若是卷筒纸印刷,印刷前还要穿料,最好让承印材料穿越印刷机的每个机组、每根导辊,以保证承印材料运行的最大稳定性。

(三)印刷参数设定

在印刷之前,要设定一系列参数,如干燥温度、印刷张力、印刷压力、各组平衡辊位置归零、印刷色序等。

(四)正式印刷

安装调整后,进行试印,试印样张合格后,经送审签字,即可正式印刷。正式印刷过程中,要进行抽样检查,如检查印刷网点是否完整,套印是否准确,墨色是否鲜艳以及刮墨刀刮墨是否均匀等。

(五)印后处理

印后处理的内容有:回收油墨,印版滚筒、刮墨刀、墨槽的清洗,印张的整理,印刷机保养及作业环境的清扫等。

另外,由于所使用的油墨是挥发性的溶剂油墨,印刷时不仅油墨的消耗量大,而且污染空气,印刷工人容易中毒,同时,溶剂都是易燃物质,容易引起火灾,因此,印刷机上的电器设备要有防爆装置,经常检查维修,以免着火。凹印的工作场地要有良好的通风设备,以排除有害气体,对溶剂应有回收设备。

三、凹版印刷中的质量控制及其印刷故障处理

凹版印刷的质量控制主要是通过自动套印和静电吸墨装置来实现的。运用套印调节辊的微量移动来消除套印误差,利用静电吸附提高油墨从印版网穴到承印材料表面的油墨转移率,使得印刷品亮调层次精细再现。

(一)凹版印刷的质量要求

凹版印刷的质量要求主要包括层次再现、色彩再现、清晰度和外观。其中层次再现要求印刷品高、中、暗调层次分明,层次细腻协调。色彩再现要求网点清晰、色彩自然、协调完整。清晰度要求图文轮廓清晰,角度与套印准确。外观要求版面均匀干净、无脏痕、图文位置准确。

(二)凹版印刷常见的故障及其对策

凹版印刷的常见故障主要是由印版、油墨、承印物、刮墨刀等引起的。

1.墨色浓淡不均

墨色浓淡不均是指凹版印刷品上出现周期性的墨色变化的现象。排除方法是校正印版滚筒圆度,调整刮墨刀角度、压力或者更换刮墨刀。

2.印迹发糊起毛

印迹发糊起毛是指印刷品图像层次并级、发糊,图文边缘出现毛刺的现象。排除的方法是去除承印材料表面静电,油墨加入极性溶剂,适当地增大印刷压力,调整刮墨刀的位置。

3.堵版

堵版指油墨干涸在凹版网穴中,或者凹版网穴被纸毛、纸粉所充塞的现象。排除方法是增加油墨的溶剂含量,降低油墨干燥速度,采用高表面强度的纸张。

4.油墨溢出

油墨溢出是指印刷品实地部分出现斑点的现象。排除方法是添加硬性调墨油、提高油墨黏度和印刷速度、调整刮墨刀角度,选择浅网穴印版。

5.刮痕

刮痕是指印刷品上有刮墨刀痕迹的现象。排除方法是采用干净油墨,调整油墨黏度、干燥性与附着性,选择优质刮墨刀及调整与印版的角度。

6.颜料沉淀

颜料沉淀是指印刷品上颜色变浅的现象。排除方法是选择分散性好、性能稳定的油墨,油墨加入防凝聚、防沉淀等助剂,充分轧制与搅拌墨槽的油墨。

7.粘脏

粘脏是指印刷品上有墨污的现象。排除方法是选择挥发快的油墨、提高干燥温度或适当降低印刷速度。

8.油墨脱落

油墨脱落是指印在塑料膜上油墨的附着性差,用手或者机械力摩擦脱落的现象。排除方法是避免塑料膜受潮、选择与塑料薄膜亲和性好的油墨、塑料薄膜表面重新处理,提高表面张力。

3.2.5 丝网印刷工艺

丝网印刷是孔版印刷中应用最广泛的印刷方法。丝网印刷初期主要应用在纺织、玻璃、陶瓷、木材和皮革行业,现在几乎可以在所有能印刷的材料和物体上印刷。

一、丝网印刷机

(一)丝网印刷机的分类

丝网印刷机按印刷品形状可分为平面丝网印刷机、曲面丝网印刷机。平面丝网印刷机又可分为单张纸印刷机和卷筒纸印刷机;按网版形状可分为平网版丝网印刷机、圆网版丝网印刷机和带式丝网印刷机;按工作台形状可分为平台式丝网印刷机和滚筒式丝网印刷机。

另外,常用的丝网印刷机还有静电丝网印刷机、磁辊丝网印刷机以及数字丝网印刷机等。以下分别介绍几种常用的印刷机形式。

1.平面丝网印刷机

平面丝网印刷机是指在平面上进行印刷的,它又可分为平台式和滚筒式两种。

(1)平台丝网印刷机

平台丝网印刷机又可分为铰链式[图3-102(a)]、水平升降式[图3-102(b)]和滑台式[图3-102(c)]三种形式。

图3-102 平台丝网印刷机机构示意

1-网版;2-刮板;3-承印物;4-工作台;5-滑台

铰链式丝网印刷机的网版和工作台用铰链连接,网版绕铰链轴作摆动,刮墨板移动,工作台固定不动。网版摆到水平位置时,进行印刷,摆动到最高位置时收料和给料。

水平升降式丝网印刷机的平面网版固定,在印刷过程中,平面工作台带着承印物作垂直方向的上下升降运动,刮墨刀水平移动刮墨。

滑台式丝网印刷机的网版架水平方向不动,网版可以做上下运动,工作台带着承印物水平方向往复滑动,刮墨板上下运动和水平方向往复运动。

(2)滚筒式丝网印刷机

滚筒式丝网印刷机采用压印滚筒代替压印平台,省去了升降机构,由丝网框架作横向移动,刮墨刀位于网版中间上方,做上下运动。印刷时刮墨板移到最低位置,网版、承印物、滚筒三者同步运动,刮墨板刮墨印刷。如图3-103所示。此结构多用于速度较高的单张纸全自动丝网印刷机。

图3-103 滚筒式丝网印刷机

1-网版;2-刮板;3-承印物;4-滚筒

另外,还有弧形丝网印刷机,其工作台为弧形,作摆动运动,网版往复移动,刮墨板不动。

2.曲面丝网印刷机(curved surface screen printing machine)

曲面丝网印刷机能在圆柱面、圆锥面、椭圆面、球面的塑料容器、玻璃器皿和金属罐等物上进行直接印刷,在工作台上附有可调换的附件,以适应不同形状的表面印刷,丝网版是平面的,进行水平方向移动,橡皮刮墨板固定在印版上,承印物与网版同步移动(图3-104)进行印刷。承印物的转动是利用滚轴的旋转。曲面丝网印刷机同样有手动、半自动、自动的三种。

图3-104 曲面丝网印刷机示意

3.圆网丝网印刷机

圆网丝网印刷机印刷版是圆筒形的金属丝网,橡皮刮墨板被固定在丝网中。印刷时承印物和圆筒丝网版同步运动,油墨从印版的孔中不断地被刮印到承印物的表面,形成印刷品,这种印刷主要用于对卷曲的织物、塑料膜、金属箔和纸张等的印刷。

圆网印刷机可分为圆网平台式和圆网滚筒式两类。

(1)圆网平台式

圆网平台式即使用圆形网版,对平台上的印件进行印刷的丝网印刷机。此类网印机,一般有长的托印台,并行排列多组圆形网版滚筒,对各种卷筒料进行平面高速、多色套印。如图3-105(a)所示。

图3-105 圆网丝网印刷机

1-承印物;2-圆网版;3-刮墨刀;4-承印台;5-承印滚筒

(2)圆网滚筒式

圆网滚筒式即使用圆形网版,借下方圆辊的承托,对与圆网平台式相同的卷筒料,进行滚筒式高速、多色套印。如图3-105(b)所示。

4.静电丝网印刷机(electrostatic screen printing machine)

静电丝网1印刷是用粉末状油墨,利用静电吸附油墨进行印刷。印版是导电良好的金属丝网,作为正极,而平行金属板为负极,在正负极之间放承印物。粉末油墨本身不带电,通过丝网孔后带正电荷,负极就吸引带正电荷的粉末油墨,油墨落于承印物上形成图文,经加热或其他处理,使图文固化在承印物上,如图3-106所示。

图3-106 静电丝网印刷机

1-模板;2-对抗电极板;3-承印物;4-不锈钢丝网

丝网版与承印物之间的距离越大,则要求电压越高,而粉末油墨容易飞散,因此,一般采角小距离进行印刷,同时印品质量也好。

由于静电丝网印刷时承印物不加压力,因此,能印柔软的、不能加压的或表面不平整的承印物,根据承印物的材质、形状不同,有不同的静电丝网印刷机相适应,而原理是相同的。

5.数字丝网印刷机

数字丝网印刷机是利用数字技术在模板材料上直接成像、直接印刷的机器,数字印刷系统由计算机、样张打印机、RIP和自动丝网印刷机组成。其成像过程如图3-107所示,需要印刷的原稿经过扫描、图像数据补偿、图文处理和尺寸缩放、热控制头直接控制模板成像头,热敏成像头利用红外的热作用,将模板材料的图文部分烧掉而成像。

图3-107 数字丝网印刷系统(模板印刷机)

数字丝网印刷机可实现多个专色印刷,但还不能实现高质量的网目调多色印刷,适合办公印刷和快印店使用。

(二)刮墨装置

刮墨装置是丝网印刷中必备的装置。刮墨板(squeegee)是由弹性的橡皮制成,并可以根据图像尺寸大小调节刮墨行程距离。不同机器使用的刮板硬度不同,按硬度分为特软型、软质型、中等型、硬质型四类。对于刮墨板,要求应具有较强的耐溶剂性和耐磨损性,同时刮墨板与版面形成的角度与刮墨板滑动速度应保持一定的匹配关系,如角度在45°~80°,则速度在60~200mm/s时,印刷效果较好。按刮墨板端部截面形状,可分为尖状棱边型、矩形、正方形等,刮墨板的形状和角度如图3-108所示。

图3-108 刮墨板的形状和刮墨角度

二、丝网印刷工艺

丝网印刷的方法有手工印刷与机械印刷之分,原理都是以手工印刷为基础的。其印刷工艺步骤如下。

(一)印前准备

印前准备包括将丝网框架安装在印刷机上,调整版面与印刷间隙,确定承印物的位置,调配油墨等事项。

根据所用印料的黏度、颗粒度及丝印图形的厚度、精度等,选择丝网目数。若印料黏度大,图形涂层厚,应选用目数低、丝径粗的丝网;若印料粒度小、图形精度高,则应选择目数高、丝径小的丝网。丝网框架的外形尺寸,按网印图形每边放大150~200mm选用。

选择合适的丝网的框架,用铰链或专用夹具装配在底板或工作台上,待丝网框架放平时,调整丝网印版与承印物之间的间隙。

丝网印刷的油墨不是从网孔中流出来的,而是用橡皮刮墨板刮到承印物上的,油墨黏度极为重要,屈服值低的油墨、黏度过高的油墨,其转移性能不良,容易起泡和拉丝,造成深浅不均。

(二)刮墨板的调整

刮墨板起的作用是使油墨在加压滑动的推动下,从丝网版孔中溢流出来。

一般平面印刷用直角形的棱边来刮动油墨,曲面印刷靠刮墨板尖端的棱边刮动油墨,使刮墨板和印版呈接触状态,刮墨板与丝网版的夹角越小,刮墨板速度越慢,印品上的墨量就越大。在实际生产中,刮板在压印时会有一定的弯曲,如图3-109所示。在印刷时要根据承印物的材质选择刮墨板的形状。

图3-109 印刷中刮墨板的形状

刮板角度的确定是丝网印刷中一个比较复杂的问题,受到刮板的硬度、丝网张力的大小、丝印时压力的大小及刮板橡皮的弹性变形等因素的影响。通常进行平面网印时,刮印角多在20°~70°之间;而当曲面网印时,宜在30°~65°之间选择。

(三)网版定位

丝网印刷机网版一般采用定位销定位,从原稿分色片、拼版作业、晒版及网版在丝网印刷机上的固定,都采用统一的定位基准,常用的定位装置有双圆孔定位装置[图3-110(a)],一圆一长孔定装置[图3-110(b)],一边三点定位装置[图3-110(c)]和两边三孔定位装置[图3-110(d)]。两边三孔定位装置三个定位点的距离较大,定位效果好,目前,日本小森的KPS机和德国海德堡都采用这种定位装置,国内有不少厂家也采用。

图3-110 印版的定位装置

1-网框;2-定位孔;3-定位销;4-叼口侧

(四)印刷

在试印样张符合要求后,即可签付印样,正式印刷。平面丝网印刷的工作流程如图3-111所示。

图3-111 平面丝网印刷过程

影响丝网印刷质量的因素有很多,除网距、刮印角、油墨黏度外,还有印刷压力和印刷速度等。

(五)干燥

丝网印刷的油墨干燥得很慢,墨层又厚,妨碍了高速生产,需要有干燥装置,促使油墨的推干送燥油和墨防止重叠粘脏。干燥装置有干燥架、回转移动式干燥机、喷气干燥机、红外线干燥机以及紫外线硬化装置等。

(六)修版

丝印图形转移后,如发现印料图形上有砂眼、针孔及残缺不齐的线条等,可用描笔蘸相应的印料进行修补或用修版刀刮修。严重失真的图形,应返工重印。