印刷的一些原理应用解析
作者:上海印刷厂 http://www.021printing.cn; 发布日期:2018-04-03; 点击率:
        水溶性连结料这类连结料包括聚乙烯醇、羟乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮等。这类连结料可以永久地被水溶解,因而用它调配的油墨的使用范围会受到一定的限制。它们只能应用在不接触水的场合。碱溶性连结料这类连结料在印刷时可以被水溶解,而在印刷干燥后变成不溶于水的物质。此类连结料通常是在一种酸性树脂的碱溶液中加入适量的氢氧化氨,两者经化学作用后形成的可溶性树脂盐。在油墨干燥过程中,氨挥发后使油墨变成不溶于水的物质。这类 油墨的性能主要取决于所采用的酸性树脂的种类。现在国内外普遍采用丙烯酸树脂作为连结料,由于水溶性丙烯酸共聚树脂在光泽、耐候性、耐热性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面具有显著的优势,被广泛应用于水性油墨和水性涂料中。扩散连结料这种连结料是悬浮在水中的细小树脂粒子,通常被称为乳胶。这类连结料中通常含有丙烯、乙烯或丁苯聚合物。乳胶油墨最大的问题是印刷比较困难,而且难于清洗,因为一旦乳胶凝结,就会变成不溶性的物质,所以乳胶通常作为涂层油墨。此外乳胶还可以与碱溶性连结料混合使用,这样既可保留乳胶特有的一些性能,又具备碱溶性连结料 所具有的印刷适性。
        柔性版印刷油墨主要有三种类型:溶剂型油墨、水性油墨和紫外线光固化油墨。溶剂型油墨主要用于塑料印刷;水性油墨(或称水基油墨)主要适用于具有吸收性的瓦楞纸、包装纸、报纸印刷;而口乂油墨为通用型油墨,纸张和塑料薄膜印刷均可使用。柔性版油墨有两个显著特点:一是黏度低,流动性良好;二是能快速干燥。一、溶剂型油墨(一)溶剂型油墨的组成溶剂型油墨主要是由色料、连结料、溶剂和少量助剂组成。(1)色料色料为油墨提供颜色。(2)连结料连结料是一种由树脂和溶剂组成的混合剂。树脂是连结料的主体,在油墨中起扩散、携带颜料或染料以及提供与承印物的黏附力的作用。目前常用的树脂主要有聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、醇酸树脂及硝化纤维素、乙基纤维素等。溶剂溶剂的作用是溶解树脂,使油墨具有流动性和一定的黏度,以便在印刷时实现油墨的转移,并可控制干燥速度。以醇类为主要溶剂加工制作的油墨,又称为醇溶性油墨。醇类溶剂是毒性最小的一类溶剂。包装用的各种塑料薄膜的柔性版印刷绝大部分都是采用醇溶性油墨。醇溶性油墨对柔性印版没有溶蚀和损害,但对环境和安全仍有一定的危害性。一般常用的溶剂为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等,有时也少量加入芳香烃和酯类溶剂。油墨中一般不采用单一溶剂,而是以几种溶剂相配合,以改善溶解性能和干燥性能。
超声波清洗法将网纹辊浸放在一个充满化学清洗溶液的超声波清洗系统的槽内,槽内变频装置发送高频声波,使溶液振动并产生气泡,网穴内的干油墨、树脂、涂布料在溶液振动及气泡定向爆炸而产生的内向爆炸力的共同作用下,从网穴中逸出并随清洗液流走。清洗时间根据辊的大小及油墨堵塞情况而定,一般需要0.5〜24、在这个时间内,网纹辅长期处在高频超声波振动之下,会破坏陶瓷层,对网纹辊的网穴、网穴内壁会造成一定的损坏。另外,这种方法占地面积大、投资成本高、工艺复杂,虽然有一定清洗效果,但这种方法是否完善,尚需实践检验。喷射清洗法将小苏打软化性清洗介质喷射在网纹辊表面上,把固化的油墨击碎,达到清洗的目的。因小苏打是易溶、无毒、无害物质,加之其颗粒与其他物质相碰撞时其结晶易于破碎,不会对网纹辊表面和墨穴壁产生破坏作用,因此,这种清洗方法具有良好的清洗效果,有推广、使用价值。塑料细珠喷射法这种方法是喷射清洗法的特例,是将含有微小聚乙烯塑料细珠的喷洗剂喷射在网纹辊表面,靠塑料细珠射人1000线/化的墨穴中将固化油墨清洗干净。由于塑料细珠是一种非黏性物质,对墨穴的损害较小,具有良好的清洗效果。经实验检测表明,用这种方法清洗的网纹辊提高了油墨的转移率,改善了传墨性能,对金属网纹辊和陶瓷网纹辊均适用。
        网穴的开口、网墙、深度及锥角等参数均直接影响传墨量,应根据印刷要求,合理进行选择。网穴的开口面积实践表明,网纹辊的网线数应与印版的加网线数保持〈3〜4〕:1的比例关系,并采用逆向刮刀方式,这是实现网点印刷的重要条件之一。因此,可根据各色版的加网线数确定网纹辊的网线数。除网穴形状和网纹线数外,网穴排列角度对网纹辊的传墨性能也有影响。网穴的排列 方式多种多样,但一般选择60。和30。排列的六边形网穴和45。排列的棱形网穴三种。60。排列的正六边形网纹辊,已经成为行业标准。主要是因为60”1排列的正六边形网穴有以下优点。①在这种排列方式中,网穴排列最紧凑,在给定的面积上,网穴的数量比其他排列方式可多将近15。因此在相同面积的网纹辊表面上,可以雕刻更多的同等大小的网穴,传输更多的油墨。②在以激光雕刻60。排列的正六边形网穴时,网穴间的多余位置可以被最大限度地消除,在传递相同墨量的条件下,网穴可以做得更浅,这利于油墨的传递。③60。排列的正六边形网穴可以避免出现沟渠,也就不会由此而造成墨痕。④对于网纹辊制造商来说,60。排列的正六边形网穴更易于雕刻,易于保证标准形状和 体积。所以,制作各种网纹辊的稳定性会更高。
当前柔性版印刷机发展较快,既能进行多色套印,又能进行模切、覆膜、打孔、裁切等 多种功能,可对纸张、纸板、塑料薄膜、不干胶等不同承印材料实现精美印刷,因此现代柔印机不仅具备多色的基本印刷机组,以及具备给纸部、输墨系统、滚筒部件、干燥冷却部和收料部等之外,还可增设连线加工装置(如模切、覆膜等〉、自动调节和自动控制系统以及其他辅助装置等,以满足当前印刷技术发展的需要。但是不论柔印机如何发展,柔印机各印刷机组必须由两部分组成,即滚筒部件和输墨系统.印刷部件,柔性版印刷机的特点之一是可以印刷不同纵向长度的图文,因此,柔性版印刷机一般都配有一套与常用印件规格相应的印版滚筒。对于层叠式或机组式柔性版印刷机,压印滚筒的直径较小,结构比较简单,而卫星式柔性版印刷机上的压印滚筒因尺寸较大,工作条件特殊,其结构有多种形式,印刷机组的印刷部件主要包括印版滚筒和压印滚筒。印版滚筒与压印滚筒直接压印,完成图文印刷,滚筒的精度对印刷质量有着直接的、重要的影响.因此滚筒的加工要求非常精密。为提髙滚筒部件运动的平稳性,滚筒传动齿轮一般采用小压力角的斜齿轮,并采用外侧传动方式。
印版滚筒印版滚筒体一般采用无缝钢管。与其他印刷机的印版滚筒一样,由滚筒体、滚枕、滚筒传动齿轮等组成。印版滚筒的形式根据滚筒体的结构特点不同,主要有两种形式,即整体式和磁性式。整体式印版滚筒:采用整体式的滚筒结构,对于卷筒纸柔性版印刷机,其滚筒体不设空当。装版时用双面胶带将印版粘贴在印版滚筒体表面。磁性式印版滚筒:滚筒体表面由磁性材料制成,而印版的版基层为金属材料,装版时将金属版基的印版靠磁性吸引力直接固定在印版滚筒体上。
        在高速凹版印刷过程中,更换料卷的频率较频繁,如停机进行更换则影响生产效率,同时增加材料浪费和废品率。为提高印刷效率,通常采用不停机自动换卷装置进行卷材的更换。自动换卷过程。当正在印刷的卷材小到规定的直径限度时,回卷支架开始回转,直至新卷的位置与承印物保持合适的距离后,回卷支架停止;新卷加速到表面线速度与承印物速度相同时,完成粘接,粘接完毕同时切断旧的承印物,这个过程能做到不停机自动接纸。1.收料机构(收卷机构)承印材料经印刷、干燥后进入凹印机的最后一个部分一一收料机构,在此承印物被复卷成松紧适度、外形规则的卷材,为后续加工做准备。收卷机构的作用是牵引卷材、复卷、张力调节的作用。通常收料机构与放料机构结构基本相似。收料机构一般有专用电机或传动系统带动,卷材所用的收料轴通常是双轴,与放料轴不同,它们在动力作用下主动旋转,旋转速度的改变可调节卷材印刷时的张力,因此,收料机构也是张力控制系统中的重要组成部分,参与整个机器的张力调节。同时,收料轴也能做到不停机自动换卷。轴向调节装置用于调节卷材的轴向位置,以免收卷跑偏,保证卷材端面整齐,低速凹印机上由人工调节,高速凹印机上轴向自动纠偏装置来控制。张力控制装置是用来调节承印材料在收卷时的张力,同时与机器上其他的张力调节装置配合,完成整体的张力调节。
        网穴的开口、网墙、深度及锥角等参数均直接影响传墨量,应根据印刷要求,合理进行选择。网穴的开口面积决定了网纹传墨辊向印版表面的传墨单元的大小。网穴开口边长与网穴间隔墙宽度的比值决定了网纹传墨辊传墨的均匀性。网穴的开口尺寸0和深度1,也影响网穴的传递油墨性能,开口大,深度浅,则容易传递油墨;开口过小、 深度大(锥角小)时,网穴的传递油墨性能对油墨的黏度比较敏感。另外,网穴的边角对传墨有阻碍作用,这种现象可称为“边角效应”。四棱锥形网穴底部的边角效应最为强烈,约占网穴的1/3髙度的底部不能传递油墨。这也是改进采用四棱台、六棱台及半球形网穴的一个原因。网纹线数网纹线数是指单位长度的网线数,一般用“线乂厘图四棱锥形网穴的几何参数 米(口啦)”或“线7英寸”表示。网纹线数可以表示网穴大小,与其容积有着直接的关系。网纹线数愈高,说明单位面积内的网穴数愈多,网穴则愈小;反之,网穴则愈大。一般来讲,网纹辊的供墨量随网线数的增加而降低,即网纹辊线数越高,传墨量越小。在进行半色调或彩色印刷时,需要采用高线数的网纹辊。这是因为,在印版的高光区,网点 的尺寸很小,如果采用低线数的网纹辊,每个网穴的面积会大于印版上某些网点的面积,这样在印刷时,某些网点会正好与网纹辊的网穴相对,由于没有隔墙的支撑,网点浸人网穴 中,不仅网点表面被着墨,网点的侧壁也着了墨。这样的网点在承印材料上着墨所产生的色 调值比周围网点增大;另外,由于柔性版油墨稀薄,黏度低,这种网点有时会与相邻网点粘 连。所以在进行半色调或彩色印刷时,网纹辊的网线数一般较高,保证网穴的开口面积小于印版上最小的网点的面积。对于实地印刷,如果网纹辊的网线数过低,则供墨量太大,印版边缘因积墨而造成印品边缘重影;如果网线数过高,供墨量不足,实地密度不够而发花。实际工作中,必须根据供墨量合理选择线数。
        该机的主要特点是:①利用导向辊改变承印物的穿行路线,实现单双面、多色印刷,方便灵活;②印刷部件相互独立,便于安装干燥装置,以实现高速印刷,还可以在主墙板上安装其他的附加装置,如复合、模切、纵切等,增加印刷机的功能;③印刷部件具有良好的可接近性,便于调整、更换、清洗等操作;④承印物在印刷部件之间没有支承,多色印刷套准精度较低,不适合印刷易伸缩的塑料薄膜和容易起褶的承印材料。 机组式印刷机各印刷部件相互独立,设计灵活,可以通过变换承印物的传送路线实现双 面印刷;也可附设诸如张力、套准等自动控制系统,实现高速多色印刷。但机组式印刷机占 地面积较大,技术水平要求高。目前,机组式柔性版印刷机印刷纸张、铝箔、薄膜、纸板、瓦楞纸、不干胶商标和报纸等各种材料,适用范围广,联线能力强。机组式柔性版印刷机是柔性版印刷发展的主流。机组式柔性版印刷机按印刷幅面大小分为宽幅和窄幅两大系列。承印物幅面在以下的柔性版印刷机可称为窄幅柔性版印刷机。窄幅式柔性版印刷机的各印刷机组间距较小,便于多色套印,所以这种机器可用来印刷精度较高的票证、商标等小型印刷品。该机的主要特点是:①适应各种规格幅面,工艺设计方便灵活;②便于安装辅助设备,印刷后可以进行辅助性联合加工,如烫金、覆膜、打孔等;③印刷装置水平排列,稳定性好;④灵活使用导向辊,可以实现双面印刷;⑤占地面积较大,技术水平要求高,制造成本高。
        目前,国内拥有电雕机的厂家大多采用的电雕工艺为:这一工艺存在着两大弊端,一是电子分色工艺中存在着一个不可避免的瓶颈环节手工修拼版,它制约着高质量、高效率的生产运作,人工拼版、拷贝,工序复杂、套准精度差、材料浪费大,由于手工操作,质量和生产周期都受影响;二是电子分色的输出方式是记录分色软片,软片要经显影,这样就受到软片的质量、显影药液的浓度、温度及处理时间等 因素的影响,造成许多中间误差。因此采用新工艺代替旧工艺已成为必然趋势。 采用无软片雕刻凹版系统后,工艺流程为:与传统工艺相比较,省略了电分机输出分色片、电雕机扫描头扫描分色片的过程,所以 解决了电分机扫描数据与电雕机接口数据的匹配问题,保证了雕刻图像的层次、阶调、色彩的正确复制,是整套工艺的关键部分。 1.无软片电雕系统基本原理,本系统包括与网络连接的彩色整页拼版及无软片雕刻两个系统,该彩色整页拼版系统为与无软片雕刻系统配套增设了曲线校正软件和分辨率变换软件。采用此系统后,原来凹印制版工艺中的修版、拼版、照相、翻晒、显影等手工工序,可完全由彩色整页拼版系统来完成,其结果为黄、品红、青、黑四个丁正?格式文件,一般的彩色整页拼版系统是将这四个II??文件返回电分机的记录部分输出软片,而在本系统中则将四个丁正?文件经过适合于电雕机的层次校正及分辨率变换软件处理后,经网络传送给无软片雕刻系统,再经接口卡和适配卡送给电雕机,真正实现无软片雕刻。无软片电雕系统流程系统构成如下:电分机接口系统将电分机与整页拼版系统相连,电雕机接口与电雕机控制工作站构成无软片雕刻系统,并通过网络与整页拼版系统连接。电分机将彩色原稿,包括反射片、透射片、墨稿等进行扫描,将数据送入计算机,计箅机使用各种软件对图片进行修版、色彩校正、层次校正、剪切等处理,图片拼贴、排字、分色均在拼版系统中完成,最终生成四个或多个分色文件,经由网络送到电雕控制工作站。电雕控制工作站与电雕机一起完成雕刻工作。由电雕控制工作站调入要雕刻的色版文件,同时给出指定雕刻参数、网角、网线等,电雕机的计箅机根据参数编制相应的雕刻程序,然后启动电雕机开始雕刻。电雕控制工作站根据电雕机的状态,自动将不同的分色文件数据送给雕刻头进行雕刻,直至完成全套凹版。
        激光雕刻法是英国克劳斯菲尔德试制成功,1977年首次展出激光凹版雕刻机。其工作原理示意图,其工作过程是,从二氧化碳激光器发出的激光束,按照凹版原稿的信息要求,通过电子计算机控制调制器和光能量调节器,变成一束所需要的激光,再通过反射镜、聚光镜(透镜〉照射到凹版滚筒表面上,熔化蒸发环氧树脂形成一个所需要的凹坑,这些凹坑组成与原稿相对应的印版。激光雕刻工艺过程如下:腐蚀铜滚筒按照传统的腐蚀方法,将经过精细加工的凹版滚筒表面腐蚀成所需要的网格状,供喷涂用。喷涂环氧树脂采用静电喷射法喷射特 别配制的环氧树脂粉末料,使滚筒表面涂布环氧树脂,再将滚筒移到红外炉中,从1801起开始熔化并慢慢旋转滚筒,整个过程由微机控制。为使滚筒达到足够的涂层厚度,可进行第二次喷涂。硬化过程结束时温度达2001。整个过程约需1.51最后将滚筒冷却,为使滚筒表面光洁度达到一定要求,必须进行车光、磨光,使滚筒便于激光雕刻。激光雕刻激光雕刻采用二氧化碳气体激光器(功率150\0,激光束触及处的环氧树脂表面则被蒸发掉。滚筒转速雕刻速度根据滚筒周长而定,一般每分钟雕刻了。激光雕刻滚筒最大尺寸长度。扔镀铬雕刻好的凹版滚筒进行清洗检査合格后,在传统的镀铬机上镀一层铬以提高耐磨性,保证经久耐用。印刷完成后,可将滚筒上的镀层剥去,再用环氧树脂填充网格,以备下次雕刻用。一只滚筒可以重复使用十次以上。激光雕刻的优点:质量好,图像清晰,适用20〜70线夂爪。复制准确,不需要修正滚筒,生产能力高雕刻长,可自动重复连雕.尤其适用包装印刷。还有一种激光雕刻与化学腐蚀相结合的凹版滚筒制版方法,该方法是先在加工好的光亮滚筒表面均匀地涂上一层石蜡保护层,然后用小功率的二氧化碳气体激光器在计箅机的控制,下在蜡层上进行雕刻。图文部分的蜡层被蒸发掉露出铜层表面,蒸发量的大小与激光束的能量大小有关;而非图文部分仍有蜡层保护。然后进行滚筒表面腐蚀得到凹版印版。该方法是在蜡层上进行雕刻,所用激光器的功率很小,雕刻速度快,滚筒表面制作工艺简单,但由于最终采用腐蚀方法得到图文版面,质量稍差。
        电子雕刻凹版,是一种现代化的制版方法,它集现代的机、光、电、电子计算机为一体,可迅速、准确、高质量地制作出所需要的凹版。最基本工作原理是:光电扫描——数据处 理一一电子雕刻,按其雕刻刀具的不同可分为:电子机械雕刻法、激光雕刻法和电子束雕刻法。(一)电子机械雕刻法电子机械雕刻法是发展较快的一种高速全自动凹版网孔形成的方法。它改变了以往腐蚀形成的凹孔,而是由钻石雕刻刀直接对凹版铜面进行雕刻而成。其工艺是先将原稿电分为网点片或连续调片,通过扫描头上的物镜对网点片或连续调图像进行扫描,其网点大小或深浅程度是由扫描密度的光信号大小转换成电信号大小后输入电子计算机,经过一系列的计算机处理后,传递变化的电流和数字信号控制和驱动电雕钻石刻刀,在镜面铜滚筒表面上雕刻形成大小和深浅都不同的凹版网孔,现以尺304电子雕刻机的工作过程为例,来说明机械电子雕刻的工艺过程。其工艺过程如下:软片制作根据电子雕刻机转换头的不同(分为0/0转换头与07丁转换头两种、可分别采用连续调和扫描网点软片。若采用0/0转换头,软片应采用伸缩性小的白色不透明聚酯感光片拍摄而成的连续调软片;若采用转换头,软片应采用扫描加网软片。软片可用阳图,也可用阴图,主要根据加工件复杂程度和要求而定.口)滚筒安装凹印机滚筒可分为有轴滚筒和无轴滚筒两种,无轴滚筒安装时须用两顶尖顶住四版滚筒两端锥孔,有轴滚筒必须在两端轴套上安装后用联轴器与电雕机连接,滚筒安装好后,应用1:500的汽油机油混合液将滚筒表面的灰尘、油污、氧化物清除干净,使滚筒表面洁净无污。软片粘贴粘贴前,用干净的纱布加适量无水酒精将软片与扫描滚筒表面揩干净。粘贴前,软片中线应与扫描移动方向垂直,并与扫描滚筒表面完全紧密贴合,否则因扫描焦距不准,成像发虚,影响雕刻的阶调层次和清晰度。
        电子雕刻凹版,是一种现代化的制版方法,它集现代的机、光、电、电子计算机为一体,可迅速、准确、高质量地制作出所需要的凹版。最基本工作原理是:光电扫描——数据处 理一一电子雕刻,按其雕刻刀具的不同可分为:电子机械雕刻法、激光雕刻法和电子束雕刻法。(一)电子机械雕刻法电子机械雕刻法是发展较快的一种高速全自动凹版网孔形成的方法。它改变了以往腐蚀形成的凹孔,而是由钻石雕刻刀直接对凹版铜面进行雕刻而成。其工艺是先将原稿电分为网点片或连续调片,通过扫描头上的物镜对网点片或连续调图像进行扫描,其网点大小或深浅程度是由扫描密度的光信号大小转换成电信号大小后输入电子计算机,经过一系列的计算机处理后,传递变化的电流和数字信号控制和驱动电雕钻石刻刀,在镜面铜滚筒表面上雕刻形成大小和深浅都不同的凹版网孔,现以尺304电子雕刻机的工作过程为例,来说明机械电子雕刻的工艺过程。其工艺过程如下:软片制作根据电子雕刻机转换头的不同(分为0/0转换头与07丁转换头两种、可分别采用连续调和扫描网点软片。若采用0/0转换头,软片应采用伸缩性小的白色不透明聚酯感光片拍摄而成的连续调软片;若采用转换头,软片应采用扫描加网软片。软片可用阳图,也可用阴图,主要根据加工件复杂程度和要求而定.口)滚筒安装凹印机滚筒可分为有轴滚筒和无轴滚筒两种,无轴滚筒安装时须用两顶尖顶住四版滚筒两端锥孔,有轴滚筒必须在两端轴套上安装后用联轴器与电雕机连接,滚筒安装好后,应用1:500的汽油机油混合液将滚筒表面的灰尘、油污、氧化物清除干净,使滚筒表面洁净无污。软片粘贴粘贴前,用干净的纱布加适量无水酒精将软片与扫描滚筒表面揩干净。粘贴前,软片中线应与扫描移动方向垂直,并与扫描滚筒表面完全紧密贴合,否则因扫描焦距不准,成像发虚,影响雕刻的阶调层次和清晰度。
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