柔性版印刷的現在和將來 丁一 中國包裝 2001 06 柔性版印刷已成為包裝印刷領域的主力軍。
對柔性版印刷的起源尚無定論。我國于七十年代初期才引進柔性版印刷工藝,經過多次的技術革新,至今已在包裝印刷領域確立了地位。
本文針對正在受歡迎的柔性版印刷技術的現狀及其前景進行剖析介紹,以饗包裝印刷業(yè)內人士。 沿革 據說,在1890年前后,在英國看到利用旋轉式的橡皮圖版印刷機,當時只能印制簡單的商標、紙袋,以及向包裝紙上印字。
由于使用苯胺染料制作油墨,所以就稱它為苯胺印刷。不久,推廣普及到了歐洲大陸,在第一次世界大戰(zhàn)后才傳至美國。
經過對油墨、印刷機、烘干機的改進,開始印起玻璃紙來了。很快得到社會公認,接著于1940年前后,由美國發(fā)明了網紋輥(aniloxroller),從而提高了印刷品質。
時至1952年,于瑞典斯德哥爾摩召開的印刷會議上,對苯胺印刷的稱呼給予否定,與會者一致同意改為Flexography。當時對它討論的含義是,因為感光性樹脂已經萌芽,聚乙烯、聚酯的出現,供作承印物的載體大為增加,所以Flexography的應用途徑富有彈性,可以適合于各種用途的印刷,故命為此名,國內的譯者在不了解它的背景的情況下,從字面上直譯為柔性版印刷傳了開來,約定俗成至今。
到了二十世紀前半期,被采用來印透明非吸收性包裝材料玻璃紙之后,其應用迅速擴展,涉及到聚乙烯及各種合成樹脂薄膜,作為包裝材料的印刷方法,在歐美各國奠定了基礎。 日本則從二十世紀初才引進這項技術,用來印瓦楞紙、紙袋等,與歐美不同,起初一直沒有應用于軟包裝材料和紙盒領域,理由有二,一是對柔性版印刷的品質不甚滿意,二是早已引進凹印和膠印技術滿足了需求。
近來,隨著柔性版印刷技術的環(huán)境已經趕上了凹印和膠印,所以拓展的速度已經加快。 技術現狀 近五、六年來,柔性版印刷技術的進步,確實令人羨慕。
之所以贊賞它的理由是在于①印刷機、②網紋輥、③版材、④制版、⑤油墨等各個方面都有了革新,以下針對適于窄幅卷筒紙的聯機式柔性版印刷機為中心進行介紹。 (1).柔性版印刷機 根據柔性版印刷機的機組排列,可分為三種類型(見圖1)。
其中的聯機型在過去,尤其是,在印刷軟包裝等的薄膜時,品質方面的套印精確度上,以美國的COMCO公司生產的Flexopak機來說,采取對給收紙部位安裝了柔張力調節(jié)器,對機組部位作了S形搭接機構的設置,對干燥部位裝備了激冷滾筒等的措施,已經實現了與凹印相匹敵的套準精確度。將COMCO公司生產的Flexopak機與過去的印機的機組作一下對比,如圖2所示 此外,在COMCO機上安裝了標準的:;干燥裝置,與油墨的開發(fā)相互結合,實現了可保護環(huán)境的印刷。
進而為了縮短準備時間和提高操作性能做到快速更換印版滾筒、網紋輥、墨斗槽等,裝設了標準的COMCO編入程序系統,更有利于多品種小批量的生產活動。據最新信息,已完成可連續(xù)變動園周的可變重復系統,在結構上更接近于凹印。
(2).網紋輥 以往對網紋輥的鐵芯是采用化學手段腐蝕,或者是以機械雕刻之后表面施予硬質鍍鉻制成,其線數至多不過400-500lpi,因此印刷線數也只能限于100-120lpi。由于印刷分辯力受到限制,加上在品質上不甚穩(wěn)定等因素,在日本就始終沒有在軟包裝、紙盒印刷領域得到推廣。
后來開發(fā)了對鐵芯采用熔射陶瓷后用激光雕刻的網紋輥,最高線數達到了1200lpi。其著墨孔形的任意度也擴大了。
于是印刷線數量高能達到300lpi了。目前,日本在包裝印刷用的凹版印刷的線數是1200lpi,輥的壽命也有了飛躍的改進,所以供作軟包裝印刷完全不成問題了。
(3).柔性版印刷用的版材 目前用的版材,橡皮、感光性樹(液體、固體).是主流,尤其是在包裝印刷用的高品質印刷方面使用的是感光性樹脂固體版。感光性樹脂版是從七十年代初誕生的,從此曬版工程趨向合理化,而且可以做成薄印版,印刷品質也有提高。
現在所用的版材因用途而異,供作包裝印刷用的厚度為1.14-1.70mm,硬度一般是50-60度。版材的表面狀態(tài)與其樹脂構成對油墨向承印物上轉移有一定影響,對品質很重要,因與油墨的關系較密切,故開發(fā)符合版材的油墨也很重要。
鑒于此,要想進一步改善印刷品質,有待于版材廠家與油墨廠家的密切協作。近來海外逐漸采用起水顯影版來了,這對環(huán)境保護有益。
(4).制版·印版 過去是通過在照相工序制成的陰圖片,借助紫外線曝光,使圖像部分硬化后顯影,除去未硬化的非圖像部分制成印版,最近這種工藝已由凹印、膠印引進。在歐美各國已開發(fā)的由計算機制利用激光將圖像直接成像到版上的各種規(guī)格的CIP,如下表,日本也已引進。
過去法與CIP法的工序對比,示于圖3-見后。利用CIP的直接制版,與過去法比較,不需要軟片輸出,做到交貨期短、降低工價,因為可以再現較小的點子,提高了亮調的再現性,細線和文字的表現也獲得較大的改進,使得版面設計的表現范圍大大地提高。
(5).印刷油墨 目前使用的各種油墨,以合成樹脂系的水性型為主,但無溶劑柔性版油墨的紫外線硬化型油墨(UV油墨),早在歐美各國作為制約溶劑的對策普遍推廣使用,日本的油墨制。
美國柔性版印刷協會于1980年正式將柔性版印刷定義為:柔性版印刷是直接輪轉印刷方式,同凸版印刷方式相似,使用的是彈性橡膠版或樹脂版。
印版固定在印版滾筒上,由一個網六結構的、可以計量油墨的“網紋輥”轉移一定量的快速干燥的液體油墨到印版上,在壓印滾筒的共同作用下,印刷到包括吸收性材料或非吸收性材料在內的幾乎任何材料上。 我國國家標準GB 9851。
4—90《印刷技術術語凸版印刷術語》的定義:柔性版印刷是使用柔性版,通過網紋輥傳遞油墨的印刷方式。 柔性版印刷源自英文Flexographic,也稱柔印。
從其字義上看, 所有使用柔軟印版的印刷技術,均可稱為柔性版印刷。 柔性版印刷,融匯了鉛印、膠印、凹印三種印刷工藝的特點。
如使用高彈性的凸版,采用帶網穴的金屬網紋輯定量供墨,印刷油墨的流動性好,選用黏度較低的快干性溶劑型油墨或水性油墨, 印刷質量可以與膠印相比,適合印刷各種紙張、塑料薄膜、金屬箔、不干膠等多種承印材料。 柔性版印刷機由于采用了短墨路的金屬網紋輥供墨系統,墨量容易控制,并且自動化程度較髙,因此,印刷的操作技術比凸印、膠印簡單。
原始的柔性版印刷是非常低劣的。印版材料的改進和印版制版方式得到大幅度改進——通常是照相曝光然后用化學腐蝕,采用激光直接雕刻。全彩色圖像的印刷也成為可能的。
柔性版印刷最初被稱之為苯胺印刷,起源于二十年代初期的美國,因其使用的苯胺染料油墨有毒,而沒有得到發(fā)展,此后,油墨制造廠開始使用大家公認且可以接受的色料藥劑,于1952年在美國第十四屆包裝研討會上被更為名柔性版印刷(FLEXOGRAPHIC PROCESS),在臺灣也被翻譯為富瑞凸版印刷。七十年代中期以后,由于材料工業(yè)的進步,特別是高分子樹脂版材和金屬陶瓷網紋輥的問世,促使柔性版印刷的發(fā)展有了質的飛躍。在世界范圍內成為增長速度最快的印刷方式,特別是在美國,得到了充分的發(fā)展,無論是印刷機的制造技術還是柔印的應用技術都代表了柔性版印刷的最高水平。美國國內市場所見到的大部分商品包裝幾乎都是柔性版印刷產品。據統計,在美國國內柔性版印刷的市場份額在軟包裝印刷領域占70%;在標簽印刷領域占85%;在瓦楞紙印刷領域占98%;在紙盒印刷領域占25%。在歐洲也分別占到了60%、35%、85%和2%。在美國甚至有20%的報紙也是用柔性版印刷的。這些數字足以證明柔性版印刷的生命力。
柔性版印刷是一種直接輪轉印刷方法,使用具 有彈性的凸起圖像印版,印版可粘固在可變重復長度的印版滾筒 上;印版由一根雕刻了著墨孔的金屬墨輥(網紋傳墨輥)施墨,網 紋傳墨輥由另一根墨輥或刮墨刀控制輸墨量。
柔性版印刷可將液 體或脂狀油墨轉印到各種承印材料上。 柔性版印刷近年來迅速發(fā)展,成為最有活力的一種印刷方法, 雖然它實質上仍屬于凸版印刷的范疇,但由于其印版、油墨和壓 印過程都不同于傳統的凸版印刷,所以,將其獨立地列為一種印 刷方法。
由于對承印物的廣泛的適應性、低廉的印刷成本,再加 上良好的印刷效果(兼有凸版印刷的清晰、平版#刷的柔和、凹 版印刷的厚實和高光澤),使其越來越受到印刷界和客戶的青睞。 塑料袋、軟包裝、復合包裝、紙板和瓦楞紙等印刷,已越來越多 地采用柔性版印刷,并且,許多國家還采用柔性版印刷報紙。
柔版印刷具有獨特的靈活性、經濟性,并對保護環(huán)境有利,已被證實是 一種最優(yōu)秀、最有前途的印刷方式。
柔版印刷一般使用卷筒紙,機組式柔印機一般由以下部件組成:開卷裝 置、糾偏裝置、張力及套準控制裝置、印刷單元、干燥系統、模切單元、排廢裝 置、覆膜及上光單元、成品收集裝置等。 為保證承印材料在進入印刷單元前橫向位置穩(wěn)定,機組式柔印機常常 采用自動糾偏裝置,它可以檢測出承印材料某一邊緣橫向位置的偏差,并及 時加以修正,其精度可達±0。
5毫米。 柔印機開卷軸釆用氣動式剎車裝置來形成開卷張力,剎車力的大小隨 紙卷直徑的變化而變化,從而得到一個穩(wěn)定的開卷張力。
開卷裝置一般還 配有一個接紙臺,必要時還可在開卷裝置后安裝一套除粉塵、靜電的裝置, 以保證進入印刷單元的承印材料的表面質量。 印刷機組的輸墨系統主要有以下三種形式:提墨輥/網紋輥、提墨輥/網 紋輥/刮墨刀或網紋輥/刮墨刀。
柔印機采用短墨路的金屬網紋輥供墨系統,網紋輥是柔印機的傳墨輥, 其表面有凹下的墨穴或網狀槽線,用于印刷時控制油墨的傳送量。 采用網 紋輥不僅簡化了輸墨系統的結構,而且可以控制墨層厚度,為提高印品質量 提供了重要保證。
由于柔性版材質地柔軟,可壓縮,所以印刷單元上印版與網紋輥之間以 及印版與承印材料表面之間的壓力都需要能夠非常精細地調節(jié)。調節(jié)旋鈕 通常采用極細的螺紋,而且要求四個方向的調節(jié)彼此相互獨立。
經過精細 調節(jié),所達到的最佳狀態(tài)應在印刷過程中始終保持下去。 機組式柔印機在每個機組后面都裝有一個烘干器,采用紅外電阻絲加 熱空氣,并用鼓風機將熱空氣高速吹向印刷后的承印材料,形成沖擊式的氣 流,以達到最佳的干燥效果。
①準備,包括上墨、上版、上料。
上墨:將油墨放入墨槽,使其形成良好循環(huán)回路,保證網紋 輥接受到均勻墨量的油墨。 上版:將柔性印版固定到印版滾筒上或將裝好印版的印版滾 筒固定在印刷機上。
裝版時不能用力拉印版,要使印版粘貼平服, 接縫處要均勻。 上料:將承印材料裝到輸料裝置上,如系卷料應穿過各輸料 回路到達收料裝置上,并調整好張力。
在準備過程中,還要對干燥裝置進行預熱。 ②壓力調節(jié)。
包括墨輥與網紋輥,網紋輥與印版滾筒,印版 滾筒與壓印滾筒之間的壓力調節(jié)。壓力調節(jié)均由各壓力調節(jié)機構 來實現。
各壓力的大小由所需傳遞墨量的大小來決定。各壓力的 調節(jié)一般在印刷前完成,印刷時只作微調節(jié)。
③印刷。首先應離壓運轉,到一定程度后,再合壓試印。
根 據試印樣再來調整壓力、墨量、輸料及收料張力、套印程度等,直 到印樣符合質量要求,再將印刷機逐漸加速到正常的高速印刷速 度完成印刷。 ④檢測。
對印刷質量進行跟蹤檢查,確保印刷的圖文清晰,并 且套印準確。 ⑤印后處理。
印刷完畢后,應將印品按要求放置;關掉干燥 裝置;清洗印版、墨槽、網紋輥等;卸下多余材料,歸位放置;使 印刷機各裝置處于非印刷態(tài);關掉總動力源;清理機器周圍的 廢紙、污物。
多數紙張和紙板可采用任意型號的柔性版油墨,選用時考慮經濟性、實用性、印品使用要求和對_版的適應性。
非涂料紙可 以選用水基油墨,涂料紙制作的包裝盒等要選用溶劑型油墨。當 在紙張上進行大面積印刷時,如果采用水性油墨,則油墨中的水 分會潤脹紙張表面的纖維,造成紙張翹曲。
這種現象即使是干燥 之后仍會保留。對某些印品,稍有翹曲并不影響印品的使用,但 是如果翹曲已成為印品使用中的問題,則應該用溶劑型油墨代替 水基油墨。
柔性版印刷印網點版和文字版的印版,其硬度可用肖氏硬度 50?66,而實地版的印版,可用肖氏硬度40?50。 網點印刷的柔性版,其網線數的選擇取決于印品質量的要求 和紙張平滑度。
對于較精細的印品若采用涂料紙印刷,印版的網 線數可用85?133線/英寸,對于一般印品若用非涂料紙,印版的 網線數為50?65線/英寸即可。 卷筒紙柔性版印刷的張力控制不娘對塑料薄膜的要求嚴格, 但是收卷張力最好與放卷張力相近。
紙帶張力的絕對值取決于紙 。的定量與紙帶的寬度,其推薦數值是毎10g定量每100mm紙寬為 300?500g。
紙張的柔性版印刷干燥溫度不能太高,否則會使紙質變脆,如 果紙面溫度超過200°C有變焦的可能。因此雖然干燥裝置的溫度 達到180?260°C,但紙面的最高溫度要控制在150°C以內。
原始的柔性版印刷是非常低劣的。印版材料的改進和印版制版方式得到大幅度改進——通常是照相曝光然后用化學腐蝕,采用激光直接雕刻。全彩色圖像的印刷也成為可能的。
柔性版印刷最初被稱之為苯胺印刷,起源于二十年代初期的美國,因其使用的苯胺染料油墨有毒,而沒有得到發(fā)展,此后,油墨制造廠開始使用大家公認且可以接受的色料藥劑,于1952年在美國第十四屆包裝研討會上被更為名柔性版印刷(FLEXOGRAPHIC PROCESS),在臺灣也被翻譯為富瑞凸版印刷。七十年代中期以后,由于材料工業(yè)的進步,特別是高分子樹脂版材和金屬陶瓷網紋輥的問世,促使柔性版印刷的發(fā)展有了質的飛躍。在世界范圍內成為增長速度最快的印刷方式,特別是在美國,得到了充分的發(fā)展,無論是印刷機的制造技術還是柔印的應用技術都代表了柔性版印刷的最高水平。美國國內市場所見到的大部分商品包裝幾乎都是柔性版印刷產品。據統計,在美國國內柔性版印刷的市場份額在軟包裝印刷領域占70%;在標簽印刷領域占85%;在瓦楞紙印刷領域占98%;在紙盒印刷領域占25%。在歐洲也分別占到了60%、35%、85%和2%。在美國甚至有20%的報紙也是用柔性版印刷的。這些數字足以證明柔性版印刷的生命力。
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