柔性版印刷的現(xiàn)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(lǐng)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(jìn)柔性版印刷工藝,經(jīng)過多次的技術(shù)革新,至今已在包裝印刷領(lǐng)域確立了地位。
本文針對正在受歡迎的柔性版印刷技術(shù)的現(xiàn)狀及其前景進(jìn)行剖析介紹,以饗包裝印刷業(yè)內(nèi)人士。 沿革 據(jù)說,在1890年前后,在英國看到利用旋轉(zhuǎn)式的橡皮圖版印刷機(jī),當(dāng)時只能印制簡單的商標(biāo)、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(jīng)過對油墨、印刷機(jī)、烘干機(jī)的改進(jìn),開始印起玻璃紙來了。很快得到社會公認(rèn),接著于1940年前后,由美國發(fā)明了網(wǎng)紋輥(aniloxroller),從而提高了印刷品質(zhì)。
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(dāng)時對它討論的含義是,因為感光性樹脂已經(jīng)萌芽,聚乙烯、聚酯的出現(xiàn),供作承印物的載體大為增加,所以Flexography的應(yīng)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(nèi)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(jì)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(yīng)用迅速擴(kuò)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(chǔ)。 日本則從二十世紀(jì)初才引進(jìn)這項技術(shù),用來印瓦楞紙、紙袋等,與歐美不同,起初一直沒有應(yīng)用于軟包裝材料和紙盒領(lǐng)域,理由有二,一是對柔性版印刷的品質(zhì)不甚滿意,二是早已引進(jìn)凹印和膠印技術(shù)滿足了需求。
近來,隨著柔性版印刷技術(shù)的環(huán)境已經(jīng)趕上了凹印和膠印,所以拓展的速度已經(jīng)加快。 技術(shù)現(xiàn)狀 近五、六年來,柔性版印刷技術(shù)的進(jìn)步,確實令人羨慕。
之所以贊賞它的理由是在于①印刷機(jī)、②網(wǎng)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(lián)機(jī)式柔性版印刷機(jī)為中心進(jìn)行介紹。 (1).柔性版印刷機(jī) 根據(jù)柔性版印刷機(jī)的機(jī)組排列,可分為三種類型(見圖1)。
其中的聯(lián)機(jī)型在過去,尤其是,在印刷軟包裝等的薄膜時,品質(zhì)方面的套印精確度上,以美國的COMCO公司生產(chǎn)的Flexopak機(jī)來說,采取對給收紙部位安裝了柔張力調(diào)節(jié)器,對機(jī)組部位作了S形搭接機(jī)構(gòu)的設(shè)置,對干燥部位裝備了激冷滾筒等的措施,已經(jīng)實現(xiàn)了與凹印相匹敵的套準(zhǔn)精確度。將COMCO公司生產(chǎn)的Flexopak機(jī)與過去的印機(jī)的機(jī)組作一下對比,如圖2所示 此外,在COMCO機(jī)上安裝了標(biāo)準(zhǔn)的:;干燥裝置,與油墨的開發(fā)相互結(jié)合,實現(xiàn)了可保護(hù)環(huán)境的印刷。
進(jìn)而為了縮短準(zhǔn)備時間和提高操作性能做到快速更換印版滾筒、網(wǎng)紋輥、墨斗槽等,裝設(shè)了標(biāo)準(zhǔn)的COMCO編入程序系統(tǒng),更有利于多品種小批量的生產(chǎn)活動。據(jù)最新信息,已完成可連續(xù)變動園周的可變重復(fù)系統(tǒng),在結(jié)構(gòu)上更接近于凹印。
(2).網(wǎng)紋輥 以往對網(wǎng)紋輥的鐵芯是采用化學(xué)手段腐蝕,或者是以機(jī)械雕刻之后表面施予硬質(zhì)鍍鉻制成,其線數(shù)至多不過400-500lpi,因此印刷線數(shù)也只能限于100-120lpi。由于印刷分辯力受到限制,加上在品質(zhì)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(lǐng)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(wǎng)紋輥,最高線數(shù)達(dá)到了1200lpi。其著墨孔形的任意度也擴(kuò)大了。
于是印刷線數(shù)量高能達(dá)到300lpi了。目前,日本在包裝印刷用的凹版印刷的線數(shù)是1200lpi,輥的壽命也有了飛躍的改進(jìn),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(zhì)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(zhì)也有提高。
現(xiàn)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(gòu)成對油墨向承印物上轉(zhuǎn)移有一定影響,對品質(zhì)很重要,因與油墨的關(guān)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(jìn)一步改善印刷品質(zhì),有待于版材廠家與油墨廠家的密切協(xié)作。近來海外逐漸采用起水顯影版來了,這對環(huán)境保護(hù)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(jìn)。在歐美各國已開發(fā)的由計算機(jī)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(jìn)。
過去法與CIP法的工序?qū)Ρ?,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(xiàn)較小的點(diǎn)子,提高了亮調(diào)的再現(xiàn)性,細(xì)線和文字的表現(xiàn)也獲得較大的改進(jìn),使得版面設(shè)計的表現(xiàn)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(xié)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(zhuǎn)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(wǎng)六結(jié)構(gòu)的、可以計量油墨的“網(wǎng)紋輥”轉(zhuǎn)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(nèi)的幾乎任何材料上。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 9851。
4—90《印刷技術(shù)術(shù)語凸版印刷術(shù)語》的定義:柔性版印刷是使用柔性版,通過網(wǎng)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(shù),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(diǎn)。
如使用高彈性的凸版,采用帶網(wǎng)穴的金屬網(wǎng)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(zhì)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(jī)由于采用了短墨路的金屬網(wǎng)紋輥供墨系統(tǒng),墨量容易控制,并且自動化程度較髙,因此,印刷的操作技術(shù)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(jìn)和印版制版方式得到大幅度改進(jìn)——通常是照相曝光然后用化學(xué)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(rèn)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(jìn)步,特別是高分子樹脂版材和金屬陶瓷網(wǎng)紋輥的問世,促使柔性版印刷的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。在世界范圍內(nèi)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(jī)的制造技術(shù)還是柔印的應(yīng)用技術(shù)都代表了柔性版印刷的最高水平。美國國內(nèi)市場所見到的大部分商品包裝幾乎都是柔性版印刷產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計,在美國國內(nèi)柔性版印刷的市場份額在軟包裝印刷領(lǐng)域占70%;在標(biāo)簽印刷領(lǐng)域占85%;在瓦楞紙印刷領(lǐng)域占98%;在紙盒印刷領(lǐng)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(shù)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(zhuǎn)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(fù)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(wǎng)紋傳墨輥)施墨,網(wǎng) 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(zhuǎn)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(zhì)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(tǒng)的凸版印刷,所以,將其獨(dú)立地列為一種印 刷方法。
由于對承印物的廣泛的適應(yīng)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(fù)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(dú)特的靈活性、經(jīng)濟(jì)性,并對保護(hù)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(jī)組式柔印機(jī)一般由以下部件組成:開卷裝 置、糾偏裝置、張力及套準(zhǔn)控制裝置、印刷單元、干燥系統(tǒng)、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(jìn)入印刷單元前橫向位置穩(wěn)定,機(jī)組式柔印機(jī)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(dá)±0。
5毫米。 柔印機(jī)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(jìn)入印刷單元的承印材料的表面質(zhì)量。 印刷機(jī)組的輸墨系統(tǒng)主要有以下三種形式:提墨輥/網(wǎng)紋輥、提墨輥/網(wǎng) 紋輥/刮墨刀或網(wǎng)紋輥/刮墨刀。
柔印機(jī)采用短墨路的金屬網(wǎng)紋輥供墨系統(tǒng),網(wǎng)紋輥是柔印機(jī)的傳墨輥, 其表面有凹下的墨穴或網(wǎng)狀槽線,用于印刷時控制油墨的傳送量。 采用網(wǎng) 紋輥不僅簡化了輸墨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),而且可以控制墨層厚度,為提高印品質(zhì)量 提供了重要保證。
由于柔性版材質(zhì)地柔軟,可壓縮,所以印刷單元上印版與網(wǎng)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(xì)地調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)旋鈕 通常采用極細(xì)的螺紋,而且要求四個方向的調(diào)節(jié)彼此相互獨(dú)立。
經(jīng)過精細(xì) 調(diào)節(jié),所達(dá)到的最佳狀態(tài)應(yīng)在印刷過程中始終保持下去。 機(jī)組式柔印機(jī)在每個機(jī)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(fēng)機(jī)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(dá)到最佳的干燥效果。
①準(zhǔn)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(wǎng)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?qū)⒀b好印版的印版滾 筒固定在印刷機(jī)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(yīng)穿過各輸料 回路到達(dá)收料裝置上,并調(diào)整好張力。
在準(zhǔn)備過程中,還要對干燥裝置進(jìn)行預(yù)熱。 ②壓力調(diào)節(jié)。
包括墨輥與網(wǎng)紋輥,網(wǎng)紋輥與印版滾筒,印版 滾筒與壓印滾筒之間的壓力調(diào)節(jié)。壓力調(diào)節(jié)均由各壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 來實現(xiàn)。
各壓力的大小由所需傳遞墨量的大小來決定。各壓力的 調(diào)節(jié)一般在印刷前完成,印刷時只作微調(diào)節(jié)。
③印刷。首先應(yīng)離壓運(yùn)轉(zhuǎn),到一定程度后,再合壓試印。
根 據(jù)試印樣再來調(diào)整壓力、墨量、輸料及收料張力、套印程度等,直 到印樣符合質(zhì)量要求,再將印刷機(jī)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(zhì)量進(jìn)行跟蹤檢查,確保印刷的圖文清晰,并 且套印準(zhǔn)確。 ⑤印后處理。
印刷完畢后,應(yīng)將印品按要求放置;關(guān)掉干燥 裝置;清洗印版、墨槽、網(wǎng)紋輥等;卸下多余材料,歸位放置;使 印刷機(jī)各裝置處于非印刷態(tài);關(guān)掉總動力源;清理機(jī)器周圍的 廢紙、污物。
多數(shù)紙張和紙板可采用任意型號的柔性版油墨,選用時考慮經(jīng)濟(jì)性、實用性、印品使用要求和對_版的適應(yīng)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(dāng) 在紙張上進(jìn)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(xiàn)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(yīng)該用溶劑型油墨代替 水基油墨。
柔性版印刷印網(wǎng)點(diǎn)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(wǎng)點(diǎn)印刷的柔性版,其網(wǎng)線數(shù)的選擇取決于印品質(zhì)量的要求 和紙張平滑度。
對于較精細(xì)的印品若采用涂料紙印刷,印版的網(wǎng) 線數(shù)可用85?133線/英寸,對于一般印品若用非涂料紙,印版的 網(wǎng)線數(shù)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(yán)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(shù)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(zhì)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(dá)到180?260°C,但紙面的最高溫度要控制在150°C以內(nèi)。
原始的柔性版印刷是非常低劣的。印版材料的改進(jìn)和印版制版方式得到大幅度改進(jìn)——通常是照相曝光然后用化學(xué)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(rèn)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(jìn)步,特別是高分子樹脂版材和金屬陶瓷網(wǎng)紋輥的問世,促使柔性版印刷的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍。在世界范圍內(nèi)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(jī)的制造技術(shù)還是柔印的應(yīng)用技術(shù)都代表了柔性版印刷的最高水平。美國國內(nèi)市場所見到的大部分商品包裝幾乎都是柔性版印刷產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計,在美國國內(nèi)柔性版印刷的市場份額在軟包裝印刷領(lǐng)域占70%;在標(biāo)簽印刷領(lǐng)域占85%;在瓦楞紙印刷領(lǐng)域占98%;在紙盒印刷領(lǐng)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(shù)字足以證明柔性版印刷的生命力。
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