- 大学生生产实习规范与指导:印刷包装类专业用
- 钟云飞
- 17073字
- 2025-02-17 15:00:50
3.3 印后加工
印后加工是采用不同的方法使印刷产品获得所要求的形态和使用性能的生产技术的总称。按加工的目的不同,印后加工可分为对印品的表面进行美化的表面整饰加工、使印刷品获取特定功能的功能性加工和使印品具有一定规格形状的成型加工。
印品的表面整饰加工是锦上添花的工艺,通过整饰加工可以提高和改善印品的外观效果,提高印品表面的耐光、耐水、耐热、耐磨等使用性能,起到美化印刷品和保护印刷品的作用,能提高印品的价值。如电化铝烫印能使书刊封面增光添彩、凹凸压印能使印品具有立体感和浮雕感、上光和覆膜能使印品增加光泽且能防潮、防污、耐磨,有效地保护了印刷品。
3.3.1 上光
一、上光的定义及应用
上光(varnishing)是在印刷品表面涂上(或喷、印)一层无色透明涂料,经流平、干燥后,在印刷品表面形成薄而匀的透明光亮层的加工工艺。
上光加工通过涂料在印刷品表面的流平成光滑的表面,不仅可以增加其表面平滑度,使之呈现出更强的光泽,而且能够对印刷图文起到保护作用,因而被广泛地应用于包装装潢、书刊封面、画册、商标、广告、挂历、大幅装饰、招贴画等印刷品的表面加工中。
常用上光涂料主要包括氧化聚合型、溶剂挥发型、热固化型、光固化型四种。
鉴于绿色包装、绿色印刷的主题要求,解决印后加工污染的有效方法——水性上光和UV上光,近年来被普遍使用。
二、上光工艺过程
印刷品的上光工艺过程一般包括上光涂料的涂布和压光两项操作。
上光涂料的涂布,即采用一定的方式,在印刷品的表面均匀涂布一层上光涂料的过程。常用的涂布方式有喷刷涂布、印刷涂布和上光涂布机涂布三种。
喷刷涂布为手工操作,其工作速度慢、涂布质量较差,但操作方便、灵活性强,适于批量小、表面粗糙不平的印刷品的涂布。
印刷涂布通常是利用印刷设备、经改造后用作上光涂料的涂布。这种方式较之手工喷刷涂布的质量好、生产效率也高,能利用已有印刷设备,一机两用,简便易行,适合一般中、小型印刷厂上光涂布加工。但一般应使用溶剂型上光涂料,操作中应注意保证涂料黏度值的相对稳定,需控制一定的涂布量。
专用上光涂布机涂布,可实现涂布量的准确控制。涂布质量稳定可靠,适合于各种档次印刷品的上光涂布加工,是目前应用最普遍的涂布方法。
上光涂布的质量要求是:在涂布表面上涂层要均匀、涂布量适宜、流平性好,并与印刷品表面有一定的黏着力。在印刷品表面涂布上光涂料之后,通常尚需经过压光机压光。压光机压光能够改变干燥后的上光涂层的表面状态,使其形成理想的镜面。
上光的方法有印上光油法和涂布罩光油法。
(一)印上光油法
这种方法适宜小批量生产,它不需要另增设备,使用印刷机印上亮光油即可。在印刷完毕的产品上,用与产品同样大小,但无图文的印版,再加印一次亮光油,上光油的印刷纸张,吸墨性能越差,获得的效果越好。
(二)涂布罩光油法
采用上光机涂布,罩光油是由醇溶性合成树脂、醇、酯溶剂等组成,具有树脂含量高而黏度低、干燥快、流平性好、亮度大、韧性好的特点,在铜版纸上可直接涂布罩光油,在白板纸、胶版纸上,先用干酪素打底,而后再涂布罩光油。
与胶印技术相关的最重要的上光类型有:水性上光(分散体上光)、印刷上光、UV上光。
三、影响上光质量的工艺因素
(一)影响上光涂布质量的工艺因素
上光涂布过程的实质,是上光涂料在印刷品表面流平并干燥的过程。主要影响因素有印刷品的上光适性、上光涂料的种类和性能、涂布加工工艺条件等。
(1)印刷品的上光适性是指印刷品承印的纸张及印刷图文性能对上光涂布的影响。在上光涂布中,上光涂料容易在高平滑度的纸张表面流平。故纸张表面平滑度越高,上光涂布的效果越好,反之亦然。同样,纸张表面的吸收过强或吸收过弱都不能在印刷品表面形成高质量的膜层。
印刷品油墨的质量也直接影响上光涂料的涂布质量和流平性。油墨的颗粒细,其分散度高,图文墨层就容易被上光涂料所润湿,在涂布压力作用下,流平性好,形成的膜层平滑度高。反之,油墨颗粒粗,印刷墨层铺展差,涂布中不易形成高质量的膜层。
(2)上光涂料的种类不同,其性能也不同,即使在相同的工艺条件下,涂布、压光后得到的膜层状况也不相同。如上光涂料的黏度对涂料的流平性、润湿性有着重要的影响。不同表面张力值的上光涂料对同一印刷品的润湿、附着力及浸透作用不同,其涂布和压光后成膜效果差异很大。溶剂的挥发性也有影响。挥发速度太快,会使涂料层来不及流平成均匀的膜面;反之会引起上光涂料干燥不足,硬化结膜受阻,抗粘污性不良。
(3)涂布工艺条件的选定对涂布质量也有很大影响。涂布量太少,涂料不能均匀铺展于整个待涂表面,干燥、压光后的平滑度差;涂布量太厚会影响干燥,增加成本。
涂布机速、干燥时间、干燥温度等工艺条件也互相影响。
上述工艺因素,对上光涂布的质量有时具有交联性质的影响。工作中,为获得良好的上光涂布质量,需对这些因素进行综合考虑,以求得各因素之间的适当匹配。
(二)影响压光质量的工艺因素
压光中,影响印刷品压光质量的主要因素是压光温度、压力和机速。
压光过程中,热压、上光和冷却剥离各阶段应有合适的温度,以利于涂料中主剂分子对印刷品表面的二次润湿、附着和渗透,增强两者之间的接触效果。在一定温度条件下,可使涂料膜层的塑性提高,在压力作用下而使印刷品压光表面的平滑度大大提高。
还要根据上光涂料的种类、印刷品的上光适性等,经综合考虑后合理地确定压光温度、压力和机速。
3.3.2 覆膜
覆膜的定义及应用
覆膜(laminating)就是将塑料薄膜涂上黏合剂,与印刷品经加热、加压后使之黏合在一起,形成纸塑合一的产品的加工技术。
经覆膜后的印刷品,由于表面多了一层薄而透明的塑料薄膜,表面更加平滑光亮,从而提高了印刷品的光泽度和牢固度,图文颜色更鲜艳,富有立体感,同时还起到防水、防污、耐磨、耐折、耐化学腐蚀等作用,如图3-112所示。

图3-112 印刷品覆膜后的截面
1.塑料薄膜;2.黏合剂;3.印刷品
覆膜可以很大程度地弥补印刷产品的质量缺陷,许多在印刷过程中出现的表观缺陷,经过覆膜以后(尤其是覆亚光膜后),都可以被遮盖。因此,覆膜工艺在我国广泛应用于各类包装装潢印刷品,各种装订形式的书刊、本册、挂历、地图等,是一种很受欢迎的印品表面加工技术。
覆膜用的塑料薄膜,主要有聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜和聚酯(PET)薄膜。聚乙烯薄膜防老化性能较差,聚丙烯膜比聚乙烯膜更透明,强度和刚性都比低压聚乙烯好,有良好的耐热性。目前,最常用的是新型双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP),聚丙烯薄膜具有透明度高、光亮度好、无毒无味、柔软、耐磨、耐水、物美价廉等特点。
(一)覆膜工艺流程
即涂覆膜工艺和预涂覆膜工艺是覆膜工艺的主要形式,为目前国内普遍采用。另外,又新推出了水性覆膜工艺,在近几年也广为流行。下面将从即涂型覆膜、水性覆膜和预涂型覆膜三个方面介绍覆膜工艺流程,并进行比较。
1.即涂型覆膜工艺
即涂覆膜是在操作时先涂黏合剂,随后热压而得成品,其工艺流程如图3-113所示。工艺比较复杂,并且在操作过程中使用的原材料具有强挥发性,严重威胁操作工人及使用人员的健康,即涂覆膜机一度面临淘汰的局势。由于国内即涂型覆膜技术已经成熟,工艺流程已广泛推广,并且设备和原材料供应链很便捷,至今仍较多采用。

图3-113 即涂覆膜工艺流程
2.水性覆膜工艺
水性覆膜是近几年新兴的一种覆膜工艺,水性覆膜是对印刷品表面进行加工,达到提高印刷品表面光泽度、强度、增强美感效果、耐温、耐水、耐磨、提高印刷品档次和商品价值的目的,因而深受客户青睐。
水性覆膜属于冷裱工艺,它的工艺操作复杂程度介于即涂覆膜与预涂覆膜之间,无须烘道和升高压合辊温度,只需控制好覆合速度、覆合压力以及施胶量的大小就可以完成整个工艺流程,它的工艺流程见图3-114。但由于水性覆膜胶干燥速度很快,因此在使用上有一定的区域性,南方用户多,北方用户少。

图3-114 水性覆膜工艺
3.预涂型覆膜工艺
预涂覆膜是将黏合剂预先涂布在塑料薄膜上,经烘干收卷,在覆合到印刷制品表面时,只需热压即成。它的工艺流程如图3-115所示。由于预涂膜工艺能够提供优质的产品,使覆膜后的印刷包装品光洁度、清晰度、色彩鲜艳度明显提高,安全卫生,消除了对生产者及消费者的健康危害,消除了火灾隐患等缺陷,具有较强的吃粉能力,覆膜速度提高,停机时间短,废品率低,覆膜过程易于操作,节省劳动力以及成本低等优点。现在欧美等发达国家已全面采用预涂覆膜工艺。

图3-115 预涂覆膜工艺
(二)三种覆膜工艺综合比较
覆膜作为印后精加工的重要手段,带动了材料生产、设备制造、生产管理、科技研究等的发展。预涂膜干式复合工艺的大力推广,避免了即涂膜湿式复合工艺长期存在产品易起泡、脱膜、卷曲的质量问题和生产过程中产生对大气的污染、对操作人员的毒害及易引起火灾等落后局面。无污染,可靠、方便的热熔胶及其制品日益表现出优越性。从发达国家的发展看,预涂膜干式复合工艺取代传统即涂湿式复合工艺是必然趋势。
随着覆膜技术的发展,溶剂型即涂覆膜技术,将慢慢消失在人们的视线中;水性覆膜、预覆膜,将是以后覆膜工艺的主导;新的冷覆膜、数字印刷品覆膜也将会在覆膜市场崭露头角,整个覆膜市场的格局正悄悄发生变化。
3.3.3 烫金
一、烫印原理
烫印是借助一定的压力与温度,将金属箔或颜料箔烫印到印刷品或其他材料表面上的整饰加工技术,俗称烫金。
烫印时,烫金纸的黏结层熔化,与承印物表面形成附着力,同时烫金纸的离型剂中的硅树脂流动,使金属箔与载体薄膜发生分离,载体薄膜上面的图文就被转移到承印物上面。转移之所以会进行,在于热熔胶受热产生黏结力而离型剂受热黏结力消失。烫印具有独特的金属光泽和强烈的视觉放果,使其装饰的产品显得格外华贵和富丽堂皇。
采用现代烫印方法,可以使印品表面同时具有多种颜色的金属质感的图案,另外还可以把不同的烫压效果结合起来。烫印除具有表面整饰功能外,还有一个重要作用就是防伪。在美国和欧洲,绝大多数证件或证书都利用烫印及全息烫印作为防伪手段。在苏联,烫印使用更为普遍,如香烟包装和伏特加标签之类的产品,为了促销都用金属箔进行表面整饰,利用全息图案防伪,这种安全防伪标志同时也是产品品位的象征。
二、烫印材料及工艺
烫印材料种类很多,主要有金属箱、粉箱、电化铝箔、复合箱、全息烫印箔和辅助材料等。它们各自具有不同的性能。
(一)电化铝箔
电化铝箔是一种在薄膜片基上真空蒸镀一层金属箔而制成的烫印材料。电化铝箔可代替金属箔作为装饰材料,以金色和银色为多,它具有华丽美观、色泽鲜艳、晶莹夺目、使用方便等特点,适于纸张、塑料、皮革、涂布面料、有机玻璃、塑料等材料上进行烫印,是现代烫印最常用的一种材料。
1.电化铝箔结构
电化铝箔由两个主要的薄层组成:聚酯薄膜片基和转印层。这两个主要的薄层又可分为五种不同材料(见图3-116)。

图3-116 电化铝箔的结构
1.聚酯薄膜片基;2.隔离层;3.染色层;4.镀铝层;5.胶黏层
(1)聚酯薄膜片基
片基层是转印层的载体,常采用有很好拉伸强度的双向拉伸聚酯薄膜为基膜片基(也有使用双向拉伸涤纶薄膜),片基厚度为12~25μm,用于向印刷品表面转印的其他各层物质依此黏附在片基表面上。对片基性能的要求是:
1)耐热。在烫印工作温度作用下,不能产生收缩变形和因温度升高而熔化。
2)抗拉强度大。在烫印过程中,如电化铝箔放料、烫印热压合、烫印成品收料的拉伸、热压、拉伸综合作用力下,不产生超出标准的尺寸变化、张力不一致的变形,更不允许有断裂现象发生。
(2)隔离层
隔离层也称为脱离层、剥离层,其厚度为0.01μm。它的作用是隔离着色转印层与片基层形成直接亲和,保证在烫印时镀铝转印层能完整与片基层脱离。也可以用黏附力较小的联结料均匀地涂布在片基层表面。
(3)染色层
染色层也称为颜色层,是电化铝箔的色彩层,其厚度为1μm。在烫印热压力共同作用下,染色层因有机硅脂的隔离作用,迅速从薄膜片基上全部转移到印刷品基材表面。染色层经烫印后表面光滑明亮,以自身具有的颜色覆盖在图文表面。
(4)镀铝层
镀铝层厚度为0.02μm,它的作用是给染色层一个能产生金属光泽的底衬。利用铝具有的高反射率,能较强地反射光线的光学特性,使与染色层反射出的色光综合成为有金属光泽参与和烘托的彩光。
(5)胶黏层
胶黏层厚度为1.50μm,它是把由甲基丙烯酸的共聚物热塑性树脂、古巴胶或虫胶、松香溶于有机溶剂,或经表面活性剂聚合,制成溶剂型或乳液型胶黏剂,通过涂布机均匀涂布在真空镀铝层的表面,经烘干后形成。烫印加工时,胶黏层受热熔融,产生良好的亲和力,在烫印机的热压力作用下完成转印层在隔离层作用下向印刷品载体表面的转移,把电化铝箔黏结到被烫印整饰加工的印刷品表面。
2.电化铝箔的分类
(1)按颜色分类
电化铝箔的颜色有金色、银色、大红色、蓝色、绿色、草绿色、翠绿色、淡绿色等。其中,金色最为常用,其次是银色。
(2)按光泽分类
电化铝箔按光泽可分为高光泽类、雾度消光泽类、压线折光泽类和全息射散光类四种。
(3)按纹理分类
电化铝箔按呈现纹理可分为平滑镜面类、线条纹理类、网格纹理类和仿生(动物皮革、植物木纹等)纹理类四种。
(4)按烫印基材分类
电化铝箔以对纸张印刷品进行烫印装饰为主。随着新工艺、新技术、新材料的采用,现已能扩大到皮革、人造革、棉布、绒布、绢绸、塑料、覆膜制品、上光制品、UV油墨、金属、木材、玻璃等多种基材进行表面整饰。
3.电化铝箔的质量要求
电化铝箔的光亮度要好,色泽条款符合标准色相要求,涂色均匀,不可有条纹、色斑、色差等,烫印后色泽鲜艳闪光。光泽度主要取决于电化铝箔的镀铝层和染色层。电化铝箔表面无发花、砂眼、皱褶、划痕等,涂布均匀,卷取均匀。
(1)黏着牢固
电化铝箔表面的胶黏层能与多种不同特性的烫印物牢固地黏着,并且应在一定温度条件下,不发生脱落、连片等现象。对特殊的烫印时间、烫印温度和烫印压力等工艺条件有关,调整烫印工艺也可改善电化铝箔烫印的牢固程度。
(2)箔膜性能稳定
电化铝箔染色层的化学性能要稳定,烫印、覆膜、上光时遇热不变色,表面膜层不被破坏、烫印成图文之后,应具有较长期的耐热、耐光、耐湿、耐腐蚀等性能。
(3)隔离层易分离
隔离层应与片基层既有黏着,又易脱离。电化铝箔产品生产、运输、储存过程中不得与片基层脱离。当遇到一定温度和压力时,即刻与片基层分离,受热受压部分要分离彻底,使铝层和染色层顺利地转印到烫印材料表面,形成清晰的图文。没有受热受压部分仍与片基层黏着,不能转移,转移部分和非转移部分要界限分明、整齐。
(4)图文清晰光洁
在烫印允许的工作温度范围内,电化铝箔不变色,烫印“四号字”大小的图文清淅光洁,线条笔画之间不连片或少连片。电化铝箔的染色层涂布要均匀,镀铝层无砂眼、无折痕、无明显条纹。印迹清晰是电化铝箔的重要性能,烫印出的字迹应无毛刺,这与隔离层和胶黏层的粘合力大小、涂布是否均匀有关。
(5)电化铝箔卷轴平直
电化铝箔轴平直,松紧均匀,不粘连。
4.电化铝箔卷烫印的适应性
电化铝箔的型号、性能不同、烫印适应性也不同。电化铝箔烫印材料主要有:纸张、纸板及纸制品、漆膜、塑料及塑料制品、皮革、木材、丝绸和印刷品油墨层。各种材料的结构、表面质量、性能各不相同,要求电化铝烫印的适性也不相同,比如空白纸张与有墨层纸张的性能不相同,对烫印的要求就有差异。
烫印图文的结构有文字、线条和实地。文字分大号字和小号字;线条有粗线条和细线条,所有这些差别对电化铝箔都有不同要求,一般情况下,烫印粗线条图文和大号文字,要求电化铝箔结构松软,染色层容易与片基层脱离;烫印细线条图文和小号文字,要求电化铝箔结构紧硬,染色层与片基层结合得较牢固。此外,气温较高的情况下,宜使用结构松软的电化铝箔;气温较低时,宜使用结构紧硬的电化铝箔。
鉴别电化铝箔性能的方法为:用透明胶带去粘电化铝箔的胶黏层面,或用手揉擦胶黏层面,观察电化铝箔脱落的难易度,若箔膜与片基容易脱落,说明电化铝箔的结构是松软的;反之,箔膜与片基不易脱落,说明电化铝箔的结构是紧硬的。温度较低或烫印温度较高,但未超出工作允许范围,则可用烫印速度与之配合,也能烫印出质量好的产品。温度低时,烫印速度慢些;温度高时,烫印速度快些,超出允许工作范围,则不能保证烫印质量,如果温度过高,片基会变形;温度过低,不能正常运转。烫印温度一般在70~130℃。烫印温度范围的下限温度越低越容易操作,对设备要求也高;上限温度越高,则越能保证在一般烫印温度下不致使电化铝箔失光泽而丧失金属质感。烫印温区间越宽,越便于操作,烫印质量越能得到保证,这个温度取决于黏合剂的性质。
5.电化铝箔的烫印工艺
电化铝箔烫印是利用热压转移的原理,将铝层转印到承印物表面。即在一定温度和压力作用下,热熔性的有机树脂脱落层和黏合剂受热熔化,有机硅树脂熔化后,其黏结力减小,铝层便与基膜剥离,热敏黏合剂将铝层黏结在烫印材料上,带有色料的铝层就呈现在烫印材料的表面。
电化铝箔烫印的方法有压烫法和滚烫法两种。无论采用哪种方法,其操作工艺流程一般包括以下几项内容。
烫印前的准备工作→装版→垫版→烫印工艺参数的确定→试烫→签样→正式烫印。
6.烫印的质量要求
我国已于1991年颁布了烫箔质量要求及检验方法,即中华人民共和国行业标准CY/T7.8-91,对烫箔的质量要求如下。
(1)烫印的版材、温度及时间
1)烫印的版材用铜版或锌版,厚度不低于1mm。
2)烫印压力、时间、温度与烫印材料、封皮材料的质地应适当,字迹和图案烫牢,不糊。
(2)烫印
1)有烫料的封皮:文字和图案不花白、不变色、不脱落,字迹、图案和线条清楚干净,表面平整牢固,浅色部位光清度好、无脏点。
2)无烫料的封皮:不变色,字迹、线条和图案清楚干净。
3)套烫两次以上的封皮版面无漏烫,层次清楚,图案清晰、干净,光洁度好,套烫误差小于1mm。
4)烫印封皮版面及书背的文字和图案的版框位置准确,尺寸符合设计要求。封皮烫印误差小于5mm,歪斜小于2mm。书背字位置的上下误差小于2mm,歪斜不超过10%。
(二)全息标识烫印
全息标识烫印技术是一种新型的激光防伪技术,尽管问世至今时间不长,但在国内外已得到了广泛的使用,主要用于各种票证、信用卡、护照、钞票、商标、包装的防伪。正由于独立图案全息标识烫印具有直观性和技术难度高等特点,到目前为止,是一种最好的包装防伪手段。
1.全息烫印箔
全息烫印箔的厚度刚刚可以满足烫压的基本要求,而且结构与普通烫印箔相比,染色层是光栅,显示色彩或图像的不是颜料,而是激光束作用后在转印层表面微小坑纹(光栅)形成的全息图案,这是全息烫印箔与普通电化铝在结构上的最大不同,其生成相当复杂。
和其他印刷方式相比,全息图像印刷所用的印刷设备不需要输墨装置,而是通过压印装置在压印机上的金属模版完成印刷过程的。压印按热、冷却、剥离工艺过程进行。通过压印将模版上的干涉条纹转移到承印材料上。

图3-117 圆压圆压印机示意图
1.给料辊;2.加热器;3.印版辊;4.冷却辊;5.收料辊;6.压印辊
2.生产工艺注意事项
(1)装料
模压前先装好的待压材料,使全息图案位于薄膜中央。对于不合要求的材料,如卷材偏心、松脱等,要重新处理合格后方可上机,否则影响同步调节。
(2)裁版与装版
全息金属模版的裁切与安装对模压的生产极为重要,在很大程度上决定了模压的全息质量。首先要根据实际图案裁切金属模版,对平压方式而言,压印面积不宜超过10cm×10cm;对滚压方式而言,应保证压印尺寸满足装版所需的尺寸。若裁切边缘不平整光滑,可用细砂纸打磨,防止损坏模辊。然后测量模版厚度,每边至少取3个测量点,对于不合要求的模版不能上机。装版时应尽量将模版装在模压机的中央位置,便于均匀调整压力。保证模辊与模版之间没有异物。对于滚压装版时不能太松太紧,否则模版易变形或破裂。
(3)温度设定
模压温度应根据原材料的种类、压力和生产工艺速度而设定。若温度过高则基材易变形和成像层易脱落;温度过低则模压图像不清楚完整。聚酯薄膜高弹态在150℃左右,PVC硬膜在70~150℃模压质量最好。全息压印膜的模压加工条件与聚酯薄膜类似,而原材料厚度一般在30~50μm之间。故对滚压的压力辊温度设定在100℃左右为好,模压辊温度在150℃左右。
(4)张力与压力
对于模压卷材,模压前先调节放卷与收卷的张力,使薄膜张紧不抖动,以便能平整地压印出产品,一般情况下,初始放卷、收卷时,若张力过大,收卷易起皱,产生“暴筋”等现象;若张力过小,则收卷不平整,也易产生皱褶。压力应根据原材料的种类、模压温度和模版的情况而定。压力过高,模版易损坏,成像层脱落;压力过低,模压图像不清楚完整。对于圆压圆,两边的压力辊的压力一般初始为68.947kPa左右。模压开始后,慢慢将压力辊的压力均匀地加大到0.35~0.50MPa。
(5)同步调节
同步调节对全息图产品中的质量保证很重要。若模压设备没有自动调节装置,模压开始后应仔细检查模压图像,小幅度调节同步装置至模压同步为止。在生产过程中应作不断调整保持模压同步。
(6)其他
热塑性材料在加工过程中都会产生大量的静电,会吸附粉尘,影响模压质量和寿命。同时,模压机在高温高压下运转,粉尘对机器危害极大,故模压车间需无尘,温湿度适宜,停机后应加盖防尘罩并定期作常规维护。
3.3.4 模切
一、模切压痕的定义和工艺流程
把特定用途的纸或纸板按一定的规格,用钢刀切成一定形状的工艺方法称为模切。利用钢线按一定的规格,在纸或纸板上压出印痕,以便弯折,这种工艺方法称为压痕。
模切与压痕可按两道工序用模切机和压痕机分别完成,也可以将模切与压痕工序合并在一起,由模切压痕机一次完成。模切与压痕工艺特点相似,一件待加工产品往往既要模切又要压痕,而且模切工艺与压痕工艺不相冲突,所以很多场合都把模切压痕工艺一次完成,把模切压痕工艺简称为模切工艺或模压工艺,把模切压痕机称为模切机或模压机。
一般模切压痕工艺的流程为:
上版→调整压力→确定规矩→黏塞橡皮→试压模切→正式模切→整理清废→成品检查→点数包装。
模压前,需先根据产品设计要求,用钢刀(即模切刀)和钢线(即压线刀)或钢模排成模切压痕版(简称模压板),将模压版装到模压机上,在压力作用下,将纸板坯料轧切成型,并压出折叠线或其他模纹。如图3-118为模切压痕原理图。

图3-118 模切压痕原理图
1.版台;2.钢线;3.橡皮;4.钢刀;5.衬空材料;6.纸制品;7.垫版;8.压板
二、模切压痕机的分类
模切压痕机根据压印形式可以分为平压平模切压痕机、圆压平模切压痕机、圆压圆模切压痕机;根据模板放置形式可以分为立式模切压痕机、卧式模切压痕机;根据自动化程度可以分为半自动化模切压痕机和自动模切压痕机。此外,有的模切压痕机还可以烫金,称为模切烫金两用机。
3.3.5 装订
平装(softback)是最常用的装订形式,其特点是工序简单、出书周期短、效率高、成本低,一般500页以下的书籍,无特殊要求时均采用此种装订形式。书刊平装的类型根据书皮形式可分为:勒口平装书(如图3-119)、不勒口平装书(如图3-120)、复口平装书(书皮与衬页相黏)等。

图3-119 勒口平装书

图3-120 不勒口平装书
平装是现代书籍的主要装帧形式之一。通常用纸质软封面,以齐口为多。平装书籍加工工艺简单、成本低廉,是目前我国应用最普遍的装订方式,其加工工艺流程如图3-121。

图3-121 平装加工工艺流程
一、手工生产装订工艺
(一)书芯加工
1.裁切
使用裁切机将撞齐的印张、原纸等裁切成规定的尺寸,或者将装订成毛本的书册按规定的尺寸裁切成光本书册的操作过程,统称为裁切。前者由平板纸切纸机加工,常称为开料或裁切;后者用三面切书机加工,称为切书。
在书芯加工中,单张纸印刷机印成的书页,一般情况下都要根据折页机的规格和每一书帖中的页数进行裁切。裁切之前,须将印张的两边撞齐,以保证裁切尺寸的准确。目前,撞页工作大部分是由人工完成的。
2.折页
折页(folding)是指将印刷好的大幅面印张按照页码顺序和规定的幅面大小,用机器或手工折叠成书刊开本大小书帖的工作过程,是成帖的主要方法。任何书籍的装订,几乎都首先要把大幅面的书页经过折叠成书帖,才能供下道工序工作。除卷筒纸轮转印刷机有专门的折页装置,能使印刷和折页在一台机器上连续完成外,其余印刷机的大幅面印张都要由单独的折页机完成。
(1)折页方法
装订生产中,依印张版面排列方式,可以使用不同的折页方法。一般依据折页过程中印张转动的情况和折缝的位置,折页方式分为垂直交叉折页法、平行折页法、混合折页法和特殊折页四种。
1)垂直交叉折页法
相邻两折的折缝相互垂直的折页方式称为垂直交叉折页法,简称垂直交叉折或十字折。手工折页时,书页必须按顺时针方向转过90°后,对齐页码及折边再折页,依次几折完成为书帖。其折数与页数、版数都有一定的规律,容易掌握。垂直交叉折页法是最常见、最普遍的一种折法,如图3-122所示。

图3-122 垂直交叉折页法
采用垂直交叉折页法折叠成书帖的特点有:相邻两折的折缝相垂直,摊开书帖看折缝,一折和二折,二折与三折,三折与四折之间的折缝各相互垂直并相互交叉;加工方便,书帖的折叠、粘页、配页、订书等各工序的加工都比较方便;折数与页数成比例关系,折数与页数、版数都具有一定的规律。
2)平行折页法
相邻两折的折缝呈平行状态的折叠方式称为平行折页法,平行折又分为包心折(也称卷筒折或连续折)、翻身折(也称扇形折或经折)、门式折页、对对折等。如图3-123所示。平行折一般适用于纸张比较厚实的印刷品,如少儿读物、图片、画册等。

图3-123 平行折页法
包心折是指按照书刊幅面的大小顺着页码连续向前折叠,折第二折时,把第一折的页码夹在书帖的中间,所以叫包心折。
翻身折是指按页码顺序折好第一折后,将书页翻身,再向相反方向顺着页码折第二折,依次反复折叠成一帖。翻身折一般用于长条8面/帖的折页。
对对折是指按页码顺序对折后,第二折仍然向前对折。对对折一般也用于长条8面/帖的折页。
3)混合折页法
混合折页法又称综合折页法。即在同一书帖中既有平行折页又有垂直折页。混合折页法适用于3折6页、3折8页的书帖,32开全张双联折页,一般也采用此法。
4)其他折页方法
根据书帖不同的折叠方法,还可分正折和反折(图3-124)、单联和双联(图3-125)等各种不同的形式。

图3-124 正折和反折

图3-125 单联和双联
5)特殊折页法一般指书帖中粘插图表的折叠方法。
(2)折页机分类
机器折页是把待折的印张,按照页码的顺序和规定的幅面,用机器折叠成书帖。目前,常用的折页机都是由给纸装置、折页机构和收帖机构三个部分组成。
折页机的折页形式基本上分为三种:
1)栅栏式折页机
将要折叠的书页,用摩擦方法一张一张分别送到两个同时向里旋转的折页辊之间,由于折页辊对印张的摩擦,印张就沿着上栅栏轨道向前运动,被送到装在栅栏内的挡规,在折页辊的继续摩擦作用下,印张被迫折转并转弯后继续向前动,直到送至下栅栏挡规,就完成了第一折。由于折页辊的旋转将完成一折的纸张又被迫折转弯,又由折页辊送出,如此完成二折书帖,继续前进可进行三折、四折的书帖。其工作原理如图3-126所示。

图3-126 栅栏式折页原理示意图

图3-126 栅栏式折页原理示意图(续)
栅栏式折页机的特点是机身小、速度高、操作方便,但所能折叠的幅面较小,加工的纸张不宜过薄,否则会影响折页精度。
2)刀式折页机
折页机构是由折刀将纸张压入不断相向旋转的两折页辊之间,来完成折页过程的,同时使纸张随同传送线带一起运动,被送到第二折、第三折的位置,最终被加工折成书帖。刀式折页机的工作过程如图3-127所示。

图3-127 刀式折页过程示意图
3)栅刀混合式折页机
同一台折页机的折页机构,既有刀式,又有栅栏式,这称为栅刀混合式折页机,混合式折页机的折页速度比刀式折页机要快,每分钟可达120帖左右。
3.配页(gathering)
将折叠好的书帖和附加页(零头纸、插页等),按照各种书刊装订的要求,经过粘页后,以页码顺序配齐各版、各页,使之组成册的工艺过程,称为配帖(collating)或配页,又称排书。配页又分为配书帖和配书芯。
(1)配书帖
把附加页按页码顺序粘贴或套入某书帖称为配书帖。
附加页包括插页、衬页、零头页等。
(2)配书芯
配书芯,也叫配页,就是将折叠好的并粘上插页等的书帖,按页码顺序配齐成册。在配页加工中,为保证新配书帖的质量和便于上下工序的工作,在配页前要进行上蜡,配页后要进行捆扎。
配书芯的工作大部分由机器来完成,也可用手工进行。配书芯的方法有两种:一种是配帖法,一种是套帖法。如图3-128所示。

图3-128 配书芯方法
配帖法:是将各个书帖,按页码顺序一帖一帖地叠加在一起,成为一本书刊的书芯,供订本后再包封面。该法常用于各种平装书籍、精装书籍或无线胶黏订的书刊。
套帖法:将一个书帖按页码顺序套在另一个书帖的外面或里面,使其成为一本书刊的书芯。套帖法主要适用于装订骑马订的杂志和小册子,书帖较少的出版物。
(3)配页机的类型
按配页的方法,配页机分为配帖法配页机和套帖法配页机两大类。
1)配帖法配页机是将书帖一个一个地按顺序叠放在一起。配帖法配页机既可以同其他机器组成流水线,也可以单独使用,因此配页机实际上指的是配帖法配页机,如图3-129所示。

图3-129 配帖法配页机示意图
1.传送带;2.书斗;3.书帖;4.拨书辊;5.收帖装置
2)套帖法配页机是将一个书帖套在另一个书帖的外面,采用骑马订方法订书。套帖法配页机一般作为骑马订联动机中的一个机组,而不单独使用。如图3-130所示。

图3-130 套帖法配页机示意图
1.书帖;2.贮帖台;3.挡书块;4.输帖链;5.链轮
(4)配页质量检查
配帖时不能有缺帖、多帖或前后颠倒,为了帮助配帖和检查配帖可能发生的错误,在印刷时,每一印张的帖脊处,按帖序印上一个小黑方块称为折标,通过配帖,书脊上就形成明显的阶梯状的检查标记(图3-131),检查时,只要发现梯档不成顺序,就可发觉有误而及时纠正。

图3-131 折标的作用
a.配书帖;b.重帖;c.缺帖;d.多帖;e.乱帖
经过配帖后,除锁线订以外,应将配齐的书芯扎捆,在背脊上刷上稀薄的胶水或糨糊,干燥后可使整本书的书帖初步粘连,有助于进行订书。
4.订书
把配好的散帖书册或散页,应用各种方法订连,使之成为一本完整书芯的加工过程称为订书。常用的方法有:铁丝订、有线订和无线胶黏订三种。
(1)铁丝订
铁丝订是一种应用最广、成本最低的装订方法,常见的订书形式有两种:一种是铁丝平订(图3-132),一般用于270页以下书刊的装订;另一种是骑马订(图3-133)。

图3-132 铁丝平订

图3-133 骑马订
铁丝订书机结构简单,铁丝圆盘在机器上面,由送料轮、导丝孔送入铁丝,能根据订本厚薄调节铁丝长短,然后用切刀裁断,将直形铁丝弯曲,压订穿入书帖,再由两块紧钩爪在推板作用下作弧形旋转进行弯脚。
书页配好,包括封面在内套成一整套之后,用铁丝订书机将铁丝从书刊的书脊折缝外面穿到里面,这样的装订方法称为骑马订(saddle stitching)。采用骑马订装订的书刊不宜太厚,而且多帖书页还必须套合成一整帖才能装订。这是骑马订书刊装订的一个特点,现广泛用于期刊装订。铁丝在潮湿地区易生锈腐蚀,且所订书芯越厚,书芯摊平程度越差。因此,这种装订方法易造成书页的散失。
(2)有线订
有线订包括三眼订、缝纫订、锁线订、塑料线烫订胶黏装订等。
三眼订也称敲眼穿订法,是在离书脊5~7mm处,打三个眼,用手工将双股粗纱穿入眼内把书芯订牢的方法(图3-134)。一般用于订连较厚的书芯或加工合订本。

图3-134 三眼订
缝纫订是书芯加工的一种形式,缝纫订是利用缝纫机串线原理,将书页沿订口边用线缝订牢固,再包上封面,经三面切光,成为一本书籍(图3-135),能装订各种厚薄的书刊,现以装订较薄的书刊为多。

图3-135 缝纫订
锁线订(图3-136)就是将配好的书帖,按顺序用线沿折缝串订成书芯的装订方法。锁线订主要用于摊平程度要求高或较厚的平装书的装订,如高质量的精装书籍,由于其装订效率较低,成本较高,因此使用较少。

图3-136 锁线订
塑料线烫订胶黏装订是在折页机进行最后一折前,在每一个书帖的折缝线上穿出一根特制的塑料线,其两根订脚在外,在订脚处加热使塑料线熔化,沿折缝使其与书帖黏合,然后进行最后一折,成为塑料线烫订书帖。如图3-137为塑料线烫订胶黏装订书芯。这种方法既可装订平装书刊,也可装订精装书刊,但其需要配套特殊类型的塑线烫订折页机,因此使用较少。

图3-137 塑料线烫订胶黏装订书芯
(3)无线胶黏订
无线胶黏订(图3-138)是指用胶质物质将每一帖书页沿订口相互黏结为一体的固背装订方法。无线胶黏订具有翻阅方便,不占订口等优点,用无线胶黏订加工的书芯既能用于平装也能用于精装,是一种广泛采用的订书方法。

图3-138 无线胶黏订
无线胶黏订克服了铁丝平订的缺点,可用于500页以下各种书刊的装订,其装订质量高、书籍牢固、书芯摊平程度高,但装订成本比铁丝平订高。无线胶黏订平装书和铁丝平订平装书均是目前较为广泛使用的书刊装订形式。
(二)装帧
1.包封面
根据书刊装订的方式、开本大小和厚度,封面的包裹形式有:平订包式封面、平订压槽包式封面、平订压槽裱背封面、平订勒口包式封面和骑马订封面。图3-139所示为平装封面的包裹形式。

图3-139 平装封面的包裹形式
1.书芯;2.封面;3.铁丝订脚;4.胶;5.封面、封底;6.包条
2.切书
切书就是切去平装书看三面毛边成为一本可阅读书册的操作过程。三面裁切的目的是使书刊的开本符合有关规定,便于阅读并使书刊具有整齐的外观。三面切书是用三面裁切机来完成的,该机可以连续裁切书籍的三个边缘,如图3-140所示。

图3-140 三面切书原理示意图
1.夹书器;2.压书器;3.左侧刀;4.右侧刀;5.前刀;6.递书滑道
二、联动生产线装订工艺
平订书加工联动生产线是一条由三大机组组成的专门加工平装中的平订书的设备。其工艺流程为:配页机组配页→传送、撞齐、夹紧→涂黏合剂→烘干→分本→半成品检查→订书→包封面→烫背→干燥→三面切书→成品检查→包装贴标识。
平装书籍除用单机加工之外,在我国还普遍使用骑马订生产线、平装无线胶黏订生产线和订、包、烫生产线。
(一)骑马订生产线
常用的骑马订书机有两种:一种是半自动骑马订书机(单机),另一种是全自动骑马订书联动机。全自动骑马订书联动机是一种多工序的联动化装订机械,配页、装订、包本、三面裁切一次完成,生产效率高,是目前印刷采用较多的一种书刊、杂志的装订机械。国产骑马订联动机有三联型(搭页机、订书机、三面切纸机)和五联型(折封皮机、搭页机、订书机、三面切纸机、自动堆积计数机)。但最有代表性的是瑞士马天尼公司生产的“天马”联动机生产线,它由搭页(配页)、订书、三面裁切机构组成,并带有质量检测控制、废页剔除、成品堆积计数和安全装置。该机最大的特点是采用积木式组合,可以根据需要在上述组成基础之上再添加堆积机、包装机、插页机等组合成新的多种形式的装订联动机,对生产场地的安排更为灵活。
骑马联动订书机能自动完成套帖、折封面和配页、订书、三面切书、叠积计数后输出等连续五道工序,其工作示意图如图3-141所示。

图3-141 骑马订联动工作示意图
1,2,3.书帖;4,5,6.套帖配页;7.订书;8.废书剔除;9.切前口;10.切天头地脚;11.计数收集
(二)无线胶黏订生产线
由于无线胶黏订工艺具有工序少、加工速度快、生产周期短、质量稳定、劳动强度低及装订美观等特点,被越来越多的消费者和出版商所认可,在现代书刊印刷中发展迅速,20世纪80年代以后已逐步成为现代装订的主要方式。未来书刊印装工艺的装潢档次将不断提升,设备自动化程度也将不断提高。
无线胶黏订工艺从简单的无线胶黏订机发展到当今复杂的无线胶黏订联动生产线,是书刊印刷的巨大进步。现在,无线胶黏订工艺已遍及全国,无线胶黏订联动生产线已成为平装书籍的主要设备。
平装书籍装订联动机,大都是无线胶黏订,一般能连续完成配页、撞齐、铣背、打毛、刷胶、黏纱布、包封面、刮背成型等装订工序的工作。有的不带配页,手工输入书芯和封面,有的带烫背,有的不需要烫背,有的用冷胶,有的用热熔胶黏等,图3-142为PRD-1型胶订联动机工作过程示意图。

图3-142 胶订联动工作过程示意图
1,2,3.书帖;4,5,6.套帖配页;7,8,9,10.订位、竖直、撞齐;11.铣背;12.锯槽;13.刷胶;14.黏纱布、卡纸;15.刷胶;16.封面输送;17.封面、书芯套准;18.黏结;19.成型;20.输出;21.堆积
三、精装书的装订
精装(hard-cover binding)书刊的书皮一般选用丝织品、漆布、人造革、皮布或纸张等材料做封面粘贴在硬质纸板表面制成书壳,然后与书芯配套成册;或者用塑料预先加工成书壳,在同书芯上下环衬黏结在一起的卡纸在塑料书壳的套层中成册。
精装装订工序复杂,出书慢、成本高、效率低,但其装订质量最高,耐用性最强,收藏价值高。因此,主要用于需长期保存或经常翻阅使用的书籍,如辞典、工具书、经典著作等。
精装分为普通精装和特种精装两种。普通精装书因书芯的厚度不同,它的造型有平背、圆背之分,因封面面料及书壳制作方法不同,精装又有多种封面形式,常见的有整面料硬壳封面、布脊纸面硬壳封面、整体封面、塑料套壳封面、空芯封面5种。特种精装因其工艺特点,又分为塞脊装、锁线式蝴蝶装和装脊装3种。
(一)精装书的结构
精装书的结构比较复杂,如图3-143所示,加工好的整体书芯8在背脊上先粘贴上纱布6、背脊纸5和堵头布4后,其上的环衬1和7分别与书壳2黏结在一块,再经过加热、加压,使书脊槽9与书脊封面连接处3黏结牢固。

图3-143 精装书的结构
1,7.环衬;2.书壳;3.书脊封面连接处;4.堵头布;5.背脊纸;6.纱布;8.书芯;9.书脊槽
按书籍的外形分为圆背有脊(真脊)、圆背无脊(假脊)和方背(平脊)三种。如图3-144所示。

图3-144 精装形式
书壳按外形分为方角、圆角、包角书壳三种;按封面结构分为整料书壳、配料书壳和活络套书壳三种。
(二)精装工艺
精装工艺是指折页、配页、订书、切书以后对书芯及书籍的外形进行加工的工艺,主要有书芯加工、书壳制作及上书壳三大工艺。工艺流程如图3-145所示:

图3-145 精装工艺流程
1.书芯的加工
书芯的制成是指将松散书芯加工成整体书芯,它与平装工艺相同,具体如下。
印张→裁切→折页→压平→配页→锁线/无线胶黏订。
书芯的加工是指精装书刊特有的加工工序。由于精装书芯的外形不同,其加工方法与工艺流程也各不相同。
各种书芯的加工工艺如下。
(1)圆背有脊书芯:压平→刷胶→干燥→裁切→扒圆→起脊→刷胶→贴纱布→刷胶→贴堵头布、背脊纸→干燥
压平(nipping):压平的作用主要是排除页与页之间的空气,使书芯结实平服,提高书籍的装订质量,书籍的装帧不同,压平要求也不同,精装书的压力可以轻些,特别是圆背书芯,这样有利于扒圆的加工。
刷胶:刷胶使书芯达到基本定型,在下工序加工时,书帖不致发生相互移动,书芯刷胶可分为手工刷胶和机械刷胶两种。刷胶时胶料比较稀薄为好。
干燥:刷胶后使书芯初步定型,然后使其自然或稍微加热烘干。
裁切:经刷胶基本干燥后,进行裁切,成为光本书芯。
扒圆(rounding):书芯由平背加工成圆背的工艺过程称为扒圆,圆背书芯都必须经过扒圆,扒圆后使整本书的书帖能互相错开,便于翻阅,提高书芯的牢固程度和书芯同书壳的连接牢度。扒圆分人工扒圆与机械扒圆两种。
起脊(backing):书籍的前后封面与书背的连接处称为书脊。利用书背上下两边的变形弧度高出于书芯,在书背与环衬连线边缘做成沟槽,其做沟槽的工艺叫起脊(图3-146),脊高一般与封面纸厚度相同。起脊的加工也分工人和机械两种。人工起脊称为敲脊,机械起脊称为轧脊。

图3-146 书脊示意图
1,2.夹书块;3.书芯;4.起脊块
贴背:在书背上黏纱布、黏背脊纸、黏堵头布的工艺,俗称“三黏”。贴背的目的是:固定书背形状,提高书背牢固程度,提高书帖与书帖之间、书壳与书芯之间的连接牢度,并使上壳后的书籍美观、耐用。
(2)圆背无脊与方背书芯:加工工艺过程与圆背有脊书芯的加工方法基本相同,无脊只是圆背的书芯加工省去了起脊的工序,而方背书芯的加工则省去了扒圆、起脊两道工序。
(3)活络套式书芯:在压平后需经裱卡、干燥,然后按照圆背无脊书芯加工工艺进行。
2.书壳的制作
书壳(book case)是书芯的外衣,它一方面起着外部装饰的作用,另一方面也是为了保护书籍使其具有完好的实用性。
书壳制作的工艺过程为:刷胶→摆纸板和中径(接布腰)→包边、包角→烙圆压平→干燥→整饰→烙圆。
刷胶:在封面材料上刷一层胶黏剂。
摆纸板和中径(接布腰):按规定在刷好胶的封面材料上摆正封面、封底的纸板和中径纸。
包边、包角:将封面材料多出部分与纸板和中径纸连接在一起。
压平:对整个书壳进行压实,使封面材料与纸板、中经纸黏结牢固。
干燥:书壳制作完成以后必须经过干燥,以排除糊封时黏结剂中的水分,保证下面的工序正常进行。干燥又分为自然干燥和人工干燥。
整饰:对加工好的书壳进行装饰加工,使其更加美观。书壳的整饰加工根据其所采用的表层材料,在书壳上采用油墨压印、烫金、凹凸印、丝网印等方法加印文字和图案。
烙圆:使书壳的脊背成圆弧形,以适应书芯的圆弧形状。
3.上书壳
上书壳工艺流程为:套壳→扫衬→压平→压书槽。
套壳:将加工好的书壳与书芯套合在一起,经过刷胶后使其黏合固定的过程。
压书槽:采用向书壳两侧加压的方法把上壳后衬页与书壳之间的残留空气除掉,使书壳与书芯黏结的更牢固,并在书壳前后封面与书脊连接处的部位压出一道凹槽,这样在翻阅时,硬封面沿槽翻开,而书背脊保持不动,书封与书芯不易断裂,书芯不易变形,从而延长了使用寿命也使其更加美观。方背假脊的书沟槽如图3-147所示。

图3-147 方背假脊书籍结构示意图
1.包面材料;2.中径纸;3.书背纸;4.堵头纸;5.纱布;6.书帖;7.环衬;8.书壳纸板;ACB.书沟槽
过去都采用单工序的机械,如扒圆机、起脊机、套壳机等单机来分别完成相应的各个工序的加工,而现在书芯加工与上书壳这两大工序都能在精装联动生产线上自动连续地完成,只有制壳这一工序仍单独在制壳机上完成。
4.精装装订自动线
目前,采用精装装订自动线,能将锁线或无线胶黏订的书芯进行连续自动的流水加工,最后成品输出,大大加快了装订的速度,提高了工效。自动线能完成书芯供应、书芯压平、刷胶烘干、书芯压紧、三面裁切、书芯扒圆、起脊、书芯刷胶黏纱布、黏卡纸和堵头布、上书壳、压槽成型、书本输出等一套完整的精装装订工作。JZX-01型精装线是目前唯一国产的精装生产线,能装订厚度为6~75mm,幅面为64至16开本的书籍,每分钟装订速度为18~36本。国外精装生产线的性能较稳定,速度也比较快,如德国柯尔布斯(KOLBUS)精装自动线,BL100自动生产线等。其总的发展趋势是实现程序控制,从而减少调整时间,提高装订质量和生产效率。如德国斯塔尔(STAHL)公司的STAHL-VBF BL200型精装联动线上装有CAC微处理机系统和数据自动存储的电子测量台和监控系统。图3-148为KOLBUS70精装自动线工艺流程示意。

图3-148 KOLBUS70精装自动线
1.进书;2.扒圆;3.起脊;4.输送翻转;5.黏背刷胶;6.黏纱布;7.刷胶;8.黏脊背纸和堵头布;9.托打;10.皮带运输;11.上书壳;12.输出;13.压槽成型