关于凹印版辊的基础知识科普

关于凹印版辊的基础知识科普,希望对大家了解凹印版辊有所帮助。

凹印版辊
凹印版辊

 

上世纪90年代初,受国内包装市场飞速发展和国际制版先进设备迅速更新的影响,制版设备与技术得到快速发展,制版企业遍地开花,版材市场供不应求。90年代中后期,随着计算机的普及与性能提高,制版质量大幅提高,制版周期不断缩短。经历了近20年的高速发展,我国软包装制版行业也经历了一个不断发展的过程。

俗话说,印刷品质量“三分在印刷,七分靠制版”。那么,当前我国塑料软包装行业制版技术如何?其市场状况怎样?印刷制版过程中需要注意哪些问题?本期技术专题,编辑部将和您一起关注制版的相关技术。

凹版印刷作为印刷工艺的一种,以其印制品墨层厚实,颜色鲜艳、饱和度高、印版耐印率高、印品质量稳定、印刷速度快等优点在印刷包装及图文出版领域内占据极其重要的地位。从应用情况来看,在国外,凹印主要用于杂志、产品目录等精细出版物,包装印刷和钞票、邮票等有价证券的印刷,而且也应用于装饰材料等特殊领域;在国内,凹印则主要用于软包装印刷,随着国内凹印技术的发展,也已经在纸张包装、木纹装饰、皮革材料、药品包装上得到广泛应用,运城制版有限公司就是一家在各个领域均有水准的专业制版公司,其使用的设备均从德国或瑞士进口,其生产的各种凹印版辊质量在全国都是首屈一指的,其生产的凹印版辊已有部分向国外出口。近年来,凹印版辊印刷大量采用醇溶性油墨和水性油墨、UV油墨,既符合了国家绿色环保印刷的要求,又能适应薄膜、复合材料、纸张等多种介质,因而在包装印刷领域保持了常胜不衰的局面,成为国内印刷行业中不可或缺的重要一员。

凹印版辊的制作工艺,从其发展的过程来看,有多种工艺选择,分别是碳素纸照相法、直接加网法、胶凹印转换电子雕刻、数字电子雕刻、激光雕刻后腐蚀、激光直接雕刻等等。在此,我主要谈谈其中目前最重要也是应用最广泛的电子雕刻凹印版辊的制作。

从凹印版辊的制作流程来看,主要有以下步骤:印版基体制作、印版辊筒镀铜处理、原稿(或设计)图像文件制作、印版图像电子雕刻制作、印版辊筒镀铬。其中,印版基体制作及印版镀铜辊筒处理是与原稿(或设计)图像文件制作是同步进行的,当印版镀铜辊筒处理与原稿(或设计)图像文件制作完成后,才可进行印版图像电子雕刻制作,最后印版镀铬,至此完成印版的全部制作过程。

1)印版基体制作

印版基体的材料一般为无缝钢管,也有少数采用铝材料制作的。因钢管价格低且坚固牢实,大多数都采用钢管,重量从10千克(窄幅小机型印刷机)到几百千克(宽幅大机型印刷机、单色凹版印刷机)。钢管的壁厚从10mm到30mm,大尺寸滚筒则更厚。按印刷机的需要,印版分为无轴和有轴类,一般小型软包装印刷机均用无轴空心印版,大型印刷机用有轴印版。在制作前,首先会由印刷厂提供其印刷机所用版辊的图纸,然后完全按照图纸要求选取合适的无缝钢管切割、焊接法兰、车倒角、研磨版辊表面,如果是带轴类的还要在印版的轴上加热封套,再经过必要的精度检验,达到图纸技术要求。至此印版的基体加工就已完成了。在此要注意的是无论做出的原版如何好或者电子雕刻的数据如何精确,若不能制出高精度的印版基体,仍无法保证印刷品的质量,从这方面来说凹版可以说是各种印刷版中要求最严格的,其制造过程中用的各种精密加工机械设备有力地保证了版辊的精度要求。

2)印版辊筒镀铜处理

不论印版辊筒基体是钢或铝材料(只要能满足要求的),在制作制版铜层之前,都要在其新加工出来的基辊表面镀预镀层,有多种方法可供选择。如镀镍、氰化物镀铜。然后镀制版铜层,这个铜层是电子雕刻的工作面,所以它的质量必须符合下列要求:铜的纯度高、品粒细;镀层表面应光滑无凹陷、无条纹等;镀层有足够的硬度和韧性。硫酸盐镀铜工艺是目前工艺较为先进的酸性高速硬质电镀铜法,其阴极电流密度可以在13~20A/dm2范围内变化,所制得的铜层硬度为维氏(210±10)HV能满足电雕版的要求。高速电镀所用阳极消耗较快,阳极选用球形铜块能尽量扩大阳极实际表面积防止阳极钝化,又因纯铜阳极溶解不良,易产生铜粉影响铜层质量,而含磷0.1%的铜阳极由于Cu3P(非化学计算成分)的存在,在相同条件下溶解均匀且有较高的溶解速度。硫酸盐镀铜法镀液一般工艺:在此情况下,阳极和阴极电流效率接近100%
硫酸铜     150~300g/l
硫酸      40~110g/l
温度      20℃~50℃
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阴极电流密度  10~30A/dm2
添加剂     适量

要注意的是电解镀铜要达到相当的速度和质量要求,添加剂是必不可少的,其选择要具体到工艺规范。铜层镀好以后,还要经过从瑞士进口的车磨联合机切削或研磨机研磨、抛光机抛光等工序制作,使版辊的直径公差、平行度公差及表面光洁度均达到要求,至此镀铜版理基本完成。由于工艺等原因制得的铜层有时难免出现砂眼、短划痕等缺陷。补救方法如下:清洁修正区域,把辊筒作为阴极,从整流器正极引一导线,
裸露部分用棉花包裹,浸渍电镀液作阳极在待修正区域上来回轻擦,直到完全补镀上铜为止,要注意电压的调整,以防镀层烧焦,造成刷镀层与制版铜层的结合力不强而前功尽弃。最后用水磨砂纸打磨或再次在研磨研磨即可。

版辊印刷
版辊印刷

 

3)原稿(或设计)图像文件制作

首先要了解客户的要求,是原稿复制,还是在原稿上基础上进行再设计,然后对原稿扫描,要求扫描得到的图像清晰、色彩尽量接近原稿、文字线条清晰不要有虚影,尺寸不要变形等,然后按照客户要求结合凹印印刷的特点使用专业处理软件如Photoshop、Illustrator、Freehand、Coreldraw等等对图像、文字、渐变色等等进行制作处理。在处理过程中,要遵循以下原则:

一、电分图整体调整为主,不要这里选一下调一下,那里选一下调一下,容易出现局部色偏现象,能用曲线调整的,尽量不要用选校。二、能用专色制作的,尽量用专色制作,以保证印刷稳定。三、对于一些在小印刷机的印版,因其速度慢,转移差,应将电分图和喷图整体稍做加深,便于客户印刷。四、细小文字的应适当加粗,线条细小于0.2mm的也应适当加粗,以保证能雕刻出来。五、弥盖的做法应刻浅色进深色下,一般在0.2mm以上,以保证套印。六、图像的色彩管理一定要到位,否则最终印版很难达到客户的要求。

4)印版图像电子雕刻制作

上海运城制版有限公司使用从德国或瑞士进口的先进雕刻机在图像文件制作完成后,并对图像文件进行RIP后,然后在电雕工作站上进行操作,具体有以下步骤:定电雕工艺、拼版、装印版、试雕刻、雕刻。首先根据需要选定各色所用的电雕工艺,即网线、网角、曲线、暗调、通道、高光、针角、边缘增强;然后再按照客户要求的拼版图进行拼版,即设置辊周长、雕刻宽度、套版线的位置、各色图案的位置及横向、竖向的数量、设置雕刻方式(螺旋、步进、无缝接);然后装印版准备雕刻,在雕刻版辊以前,要将版辊表面进行清洁、润滑处理,使之达到雕刻中不易打针、滑伤版面;然后进试雕刻,按照所定雕刻工艺参数,选用所需电雕针角,试出需要的网点暗调、通道、高光的大小,然后就可以进行正式雕刻了,雕刻完成后,注意检查版面有无滑伤、打针等不正常现象。值得注意的是常用的电雕针有90°、100°、110°、120°、130°、140°,电雕的网线范围从40线至200线,电雕网角从30°至60°,其产生的工艺参数匹配有很多种,能否正确选用,直接关系到客户的产品质量,在使用时一定要慎重。

5)印版辊筒镀铬

凹印版辊经过电雕在铜层上形成网穴以后,版辊制作就算完成了。但印刷过程中油墨掉落于铜层表面非网孔部分时,铜面容易被刮刀刮伤,因此要在铜层表面镀上一层10μm左右的硬铬层。至此,一根凹印印版滚筒就制作成了。在镀铬这一道程序里,需要经过以下步骤:清洗、脱脂、镀铬、抛光。清洗与脱脂的目的是将版面的油脂、脏污去掉,抛光则是为了把镀铬过程中网穴边缘的毛刺打磨掉。凹印版辊表面所镀铬层有很高的硬度及高度的耐磨性和化学稳定性,通过镀铬使印版表面的铜层不受损伤是制作印刷版辊必须的一道程序,而要提高印版的耐印力主要也是提高铬层的硬度。如印数要达80万转,铬的硬度需要950HV左右。铬层硬度与温度、电流密度、铬酐及硫酸的含量都有密切的关系,需要严格控制。

随着凹印制版技术的不断发展创新,电子雕刻凹版的制作工艺也在不断的完善,涉及的领域也在不断的扩展,相信在未来的一段时期内,电子雕刻凹版制作工艺仍然能发挥它独特的魅力,在凹印行业中占有不败之地。

一、套印不准
在凹版印刷中影响套印精度的因素很多,如,采用的主电机及其控制系统的稳定性和可靠性,齿轮箱的传动形式及精度,导纸辊动静平衡的好坏,电气系统的灵敏度及可靠性,设备在使用过程中出现的违章操作,机械系统保养不档造成的磨损,局部变形等均是套印不准的因素。在这主要分析一下与版辊相关的一些因素。

(一) 版辊的机械精度
目前制版商出厂的版辊机械精度一般均要达到以下要求:

项目 要求
长度极限偏差 辊长的±0.2%
直径极限偏差 ±0.02 mm
壁厚范围 6 mm-12 mm
键槽宽度深度极限偏差 +0.3 mm
0
锥孔锥度极限偏差 ±1°
圆柱度 不大于0.03 mm
法兰圆角 7 mm~11 mm
动平衡 80 g以下(1200 r/m)
版辊精度超差是造成套印不准的原因之一。
单凹机目前制版有两种形式一种带轴版,一种空心版。

1.带轴版
带轴版费用高,但加工精度也高。因为带轴版制版商加工时要经过进口MDC车磨而成,一方面车磨机的精度高,另一方面车磨时的基准点与印刷时的基准点相同,所以印刷时版辊机械精度高。

2.空心版
空心版费用略低,但由于制版时的加工基准难以同印刷基准相同,其次即使制版同印刷基准找一致,还存在印刷时操作工穿轴时不规范或穿杠轴长期拆卸,尤其是野蛮拆卸造成轴损伤,使得实际穿轴后,版辊左右跳动超差,不圆度超标等均是套印不准的主要原因。

(二) 纸张丝缕方向对套印的影响
一般来说,纸张纤维的横向膨胀要比纸张纤维的纵向膨胀大得多,一般为2~8倍。因此,纸张纤维的横向伸长也就比纵向伸长大得多了。直丝缕纸张印刷是指印刷的纸张纤维方向与滚筒转动方向一致。横丝缕纸张印刷是指纸张纤维方向与滚筒轴线方向一致。直丝缕纸张从开机到印完,纸张的伸缩变化是横向大于纵向,印刷后就出现了纸张图文容易产生横向套印不准。横丝缕纸张印刷后,纸张的伸缩变化是纵向大于横向,印刷后图文容易产生纵向的套印不准。因此用何种丝缕纸张印刷,此丝缕纸张的伸缩变化量均要提供给制版公司。

(三) 制版公司在电雕工段有整体缩放功能
可根据纸张丝缕的固定变化量进行横向整体缩放或纵向整体缩放来弥补纸张丝缕引起的变化。

(四) 利用陷印(弥盖)弥补套印误差
从根本上来说,弥盖技术的目的主要是为了补偿印刷机的套印误差。(因为再精确的印刷机均存在机械误差)。弥盖方式分内缩和外扩。

1. 内缩(表印印刷色序一般为由浅至深)
弥盖内缩是将上一色均匀内缩小于下一色0.05 mm~0.1 mm。例如:大红色下将黄缩小一线。深紫色下将红缩小一线。但内缩一般适用于较大面积两色相叠的图案,不适用小图案。

2.外扩(表印印刷色序一般为由浅至深)
外扩式弥盖在实际运用中很多,凡相邻颜色一般均采用浅向深扩大0.15 mm~0.3 mm,弥补套印误差造成相邻两色露白缝的质量缺陷,使成品率大大提高。

二、凹印堵版浅析
在凹印中,油墨的转移率一般为60%~80%,有2/5~1/5的油墨会残留在网穴中,当油墨的转移率降低时,会导致印刷品图像发虚、字迹模糊、线条不清,在浅网部位尤为明显。堵版严重时,还会影响正常生产。造成堵版的原因主要有以下几个:

(一) 油墨方面的原因
1. 油墨黏度较高,油墨中的颜料分布不均,流平性不好。
2. 溶剂挥发速度过快,或者使用的溶剂对颜料的溶解性不强。
3. 印版浸在墨槽的深度不够,着墨不良。
解决这一问题,需要适当降低油墨黏度,或选用慢干型混合溶剂以降低溶剂的挥发速度。调高墨槽位置。

(二) 刮刀方面的原因及解决方法
1.刮刀位置不当,刮墨点距离压印点太远。
2.刮刀角度太大或者刮刀气压偏大。
解决此类堵版问题,需适当调节刮刀的压力及刮刀角度,让刮刀距离压印点近一些,并防止干燥箱中的热风漏出直吹版面。

(三) 印版方面的原因及解决方法
1.印版使用时停机时间过长或上次印刷后印版网穴未清洗干净,印版网穴被油墨干固,导致堵版。
2.版深度过深,网底清洗不净,导致堵版。
3.印版本身质量不好,网穴呈倒梯型。
出现此类问题,印版应该重新镀铬。

(四) 其他方面的原因及解决方法
压力太轻或者印刷速度较快、压印时间短而导致堵版时,应适当地加大压力
环境温度较高或者相对湿度较小,空气中灰尘多,因静电吸尘等原因也会导致堵版,因此保持洁净的工作环境也可减少堵版现象的产生。

三、着墨不实或着墨过量的问题

(一) 纸张平整度因素
理想的纸张两面都应该光滑、平整且厚度均匀,这样才能使其与接触的平整表面(如衬垫、橡皮布、印版等)形成良好的接触。但实际上,多数纸张并不是理想的,主要表现在:厚度不均匀,纸面起伏不平,只能接触到印版的某一边;纸张表面粗糙,只能与印版有小面积的不连续的接触,是造成纸张着墨不实的因素之一。
通常,表面起伏不平但厚度均匀的纸张可以通过调整印刷压力,使其与印版之间形成良好的接触。但是凹凸不平的纸张如果压缩性能较差,就不能通过这种方式来调整。然而,如果纸张单面平整,则可以通过一个软垫做衬,使其与印版之间形成良好的接触。但这两种方式都会引起纸张本身的延展或弯曲,需要的压力则根据纸张表面起伏的幅度、频率、凹凸不平的程度及纸张的硬度进行调整。

(二) 纸张表面不同着墨性的因素
目前常使用的纸张有铜版纸、白卡纸、金卡、银卡、玻璃卡纸,同时金卡、银卡又分复铝箔金卡、银卡和复PE膜金卡、银卡。
纸张除平整度对印刷着墨性有影响外,更重要的是其材料本身的吸墨量亦是主要因素。如白卡纸与金卡、银卡相比白卡纸吸墨量要远远大于金卡、银卡。但复铝箔的金卡或银卡与复PE膜的金卡、银卡相比前者吸墨量明显在大于后者。
由于以上纸张的因素,制版时客户应提供准确的纸张信息,以便制版公司根据不同的纸张性能,制定不同的制版工艺。

(三) 信息传递存在的问题
印刷过程中,纸张、油墨、版辊、印机均是印刷厂的供应商,一个高质量的产品必须是它们最佳的配合,无论那一个环节出现问题均要产生印刷次品。因此四方的合作交流是非常重要的。但在实际工作中由于行业跨度大,相互交流的机会少,印刷出现综合性问题时仅靠单方面解决就十分困难。例如,我公司在为一客户制做一个软包品种时,其中的一处大红色空白字时(英文字,中文会更糟),印版上机后印后空白字比样品明显偏细,再看我公司凹样空白文字比样品略偏粗。我们同客户一起分析,想从提高油墨黏度、减少印刷压力来解决,印后油墨外扑现象很明显,后来重新更换油墨配方后此现象消除。
再一个问题,由于种种因素许多厂商都一味要求将版辊深度加深,使得印版几乎达到电子雕刻的极限深度。实际上,版辊越深越不利于高速印刷,越容易产生刀丝、堵版、图案边缘拖墨等现象。

四、印品左右色差现象
造成印品左右色差的因素也很多,例如左右胶辊压力不均匀,左右刮刀未调平,装版时未装平使左右与胶辊之间压力不匀等等。在这里主要讨论一下如何确定是印版问题和如何排除印版因素。
在制版过程中,尤其是满版实地时,电雕从左至右容易产生网点大小的变化,一般左右正常误差在0.3丝以内,若偏差过大时即会产生左右色差。排除制版原因可以采用以下方法:
1.将印刷品与制版凹印打样放在一起观察看其深、浅是否一致,若一致可基本确定是印版问题。
2.版辊左右调转重新平整装版,开机后观察前后两张印品是否深浅一致,若仍深浅相同亦可基本确定印版问题。
3.制版产生的问题最大的特点是固定不变,无论你怎样调整它仍会在原处。
例如,在实际工作中我们曾碰到由于版辊表面水渍干固清洗不掉,造成印品印后有水渍样印痕,遇到此种情况可用5%浓度的稀盐酸擦拭水渍处,若仍处理不掉,可返回制版厂处理。

五、印刷中的刀丝或串墨等故障分析
在印刷过程中经常会出现刀丝、串墨等现象,此现象也是一个综合因素。
油墨中混入灰尘、纸屑、粉屑等杂物积攒到刮刀下,高速印刷时极易划伤版辊产生串墨、刀丝现象。
刮刀有细小刀口,使油墨刮不干净就会产生刀丝。
由于印版是通过电雕刻在版辊镀铜面上,后来又为增强版辊印刷时的耐磨性和耐腐蚀性,镀了一层铬,铬层硬镀一般在800 HV~1000 HV。镀铬后要经过抛光工序,我公司引进了世界一流的MDC自动抛光机,可自动设定100多个个性化参数,完全可以满足客户对抛光的不同要求。
以上介绍了制版的抛光工序。若制版时抛光处理不佳,或铬层表面粗糙也会引起刀丝现象。再一个若版辊深度过深,图案棱角处硬度很大,易将刮刀磨出刀口也容易产生刀丝。
油墨质量不合格,颗粒过粗,印刷时极易形成墨块堆积在刮刀下方,从而产生刀丝和串墨。

六、胶印、丝印、凹印结合印刷时的注意事项
由于凹版相对胶印、丝印制版加工工艺复杂,周期费用高,所以胶、丝、凹结合时要以凹版为基准。常采用的方式有:
1.凹版制版后将凹版电子文件送到出片公司发软片,胶印再以此软片为基准制作胶印印版。
此种方式主要存在出片公司良莠不齐,较好的出片公司亦存在所用胶片、药水、输出设备参数设定等可变因素,往往出现相同电子文件,早上出的软片同下午出的软片套不准;今天出的软片同明天出的软片套不准等。目前避免此问题的控制方法一是出片后要用标准软尺测量整体尺寸是否准确;二是软片出来后与印版相套,使软片铺平且无间隙与版辊粘贴,用放大镜检查套印线是否吻合。
2.先将凹版印出印样,再以印样为基准制胶印版。
3.先胶印后凹印制版的产品。
虽然我们不提倡如此制作,但遇到特殊情况还是要有应对方法。遇此情况制版时要给制版厂提供平整的印样、电子文件、制胶印版时的软片。我们会以印样为标准,软片为参考调整电子文件尺寸,达到与胶样套印准确。但当胶凹图案要求套印误差不得超过0.1mm时,往往第一次制版就找准基准较难。

由于纸张的伸缩性,不论是胶印、凹印结合,还是各色全部采用凹印,当遇到大面积实地印刷后极易使纸张变形,因此车间恒温恒湿及烘箱温度的控制均很重要。纸张伸缩量大印刷无法弥补时,应考虑制版时(找准变量)整体缩放。达到套色准确的目的。

 

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