第四章柔性版印刷工艺

第四章：柔性版印刷工艺第一节：概述第二节：柔性版制版第三节：柔性版印刷机第四节：柔性版印刷工艺第一节：概述一、基本概念柔性版：由橡胶、感光性树脂等弹性固体材料制成的凸版之总称。柔性版印刷机：使用柔性版，通过网纹传墨辊传递油墨完成印刷过程的机器。柔版（Flexography）印刷：使用具有弹性的凸起图像印版，印版可粘固在可变重复长度的印版滚筒上，印版由一根雕刻了着墨孔的金属墨辊施墨；网纹传墨辊由另一根墨辊或刮墨刀控制输墨量；可将液体和脂状油墨转印到实际是所有种类的承印材料上。二、柔印的特点1、承印材料广泛。2、印版柔软可弯曲并富有弹性。3、使用新型水性油墨和紫外油墨，既环保又质量。4、生产周期短、效率高。5、短墨路系统、设备结构简单、操作方便。6、印品质量好、层次丰富、色彩鲜艳、墨层饱满。7、印刷速度快。8、操作及维护简便。柔性版印版的显微图片柔性版网点的显微图三、柔版基本工艺流程印前设计及图文处理分色出片印版制作贴版、打样印刷模切等印后工艺四、柔印的发展苯胺印刷：使用苯胺油墨的橡皮凸版印刷。美国那时所使用油墨颜料是从苯胺油中提炼出来的煤焦油的颜料。1952年10月，第四届国际包装学术会议通过了将苯胺印刷改名为柔性版印刷的决议。1974年，美国杜邦（DuPont）公司推出CYREL感光树脂版，大大提高了印版的解像力和网点再现性，实现了柔性版的彩色套印。20世纪80年代，柔性版印刷应用领域广泛。20世纪90年代，随着先进柔性版印刷机的引进、国产窄幅柔性版印刷机的开发和推广应用、陶瓷网纹辊、UV油墨以及制版等技术逐渐成熟，国内柔性版印刷进入了一个新的发展时期。五、柔性版与胶印、凹印的比较柔印胶印凹印适印基材薄膜、纸张纸张、金属薄膜、纸张印刷质量弱强强印墨种类水、溶剂型树脂型溶剂、水型制版时间较短短长印刷速度快慢快制版费用较低低高工业污染无有有胶印凹印柔印印前数字化数字化数字化制版低高较低制版成本假定为100元435元135元印刷机单张纸卷筒纸适于印长版简单、投资较低图像精度70-80线/cm120线/cm60线/cm耐印力最大100万1亿几百万第二节：柔性版制版一、柔性版的类型柔性版类型手工雕刻橡胶版感光树脂版橡胶版模压橡胶版固体感光树脂版液体感光树脂版1、手工橡胶版手工雕刻橡皮布制作流程图：勾描原图往橡皮版转拓原图刻版制版方法的特点：这种制版方法主要用于简单活件，具有方便、快捷、成本低廉等优点。要求制作人员技术娴熟和具有丰富经验，印版质量不高，除少数粗糙的活件还使用外，基本上已经被淘汰。2、橡皮复制版橡皮复制版制版流程图：底样（原稿）拍阴图底片晒金属版腐蚀铜（锌）版压制凹模板压制橡胶版研磨橡胶版制作模压橡胶版时，首先制作金属原版（铜锌版），然后用热硬化酚醛树脂热压成凹型铸模作为母型，最后模压成橡胶版。3、液体感光树脂版感光树脂版：以感光树脂版为材料，通过曝光、冲洗而制成的光聚合型凸版。感光机理：在一定外界光源的刺激下（一般为紫外光），激发感光树脂中的光引发剂发生分解反应，而产生游离基。游离基具有很大的活性，可以使树脂中的不饱和键打开，打开的不饱和键相互连接，最终形成一种网状的空间立体结构，这种结构使物质表现出难溶或不溶于水的性质。液体版的制版过程液体感光树脂版制版工艺流程图：放置阴图片铺流前曝光主曝光后曝光显影、冲洗后处理干燥液体树脂版特点：液体树脂版成本低廉，制版设备简单。因其树脂光联速度较快，所以容易冲洗。这种印版的分辨率较低，其加网线数一般只能为40-48线/cm，适合于印刷质量要求不高的印件。4、固体感光树脂版（1）、版材的构成：固体版材的结构因生产厂家的不同会稍有差异，但其结构基本相似，下面一杜邦（DuPont）赛丽板材为例说明其基本结构。a、聚酯保护膜：保护感光树脂层表面在搬运、裁切和背面曝光过程中免受损伤。b、感光树脂层：版材的主体。c、聚酯支撑膜：是感光树脂层的版基。聚酯膜变形小、尺寸稳定性优良，可减少印版变形，提高套准精度。abc单层柔性版结构示意图（2）、版材的应用及特点该版材性能优异，印版的分辨率较高，在国际上得到广泛应用。目前世界范围内，其市场占有率达到70-80%。主要特点如下：★聚酯膜厚度均匀，变形较小，具有良好的尺寸稳定性，有利于保证套印精度。★印版图文浮雕清晰，在印刷压力的作用下，较小的网点和线条仍能进行复制。★有良好的耐溶剂性，能够承受多种溶剂的浸蚀，印刷适性好。★有较高的硬度，耐印力高。（3）、固体感光树脂版制版工艺板材准备背面曝光主曝光显影烘干后曝光去黏负片准备①、负片的准备：选用磨砂软皮后，应检查负片的尺寸、密度值（≥4.0）、清晰度、有无划伤。特别是网点图像必须清晰，文字和线条整齐实在，图文部分不能被划伤，乳剂面不能有脏污。②、版材的准备：根据要求确定版材的型号和厚度后，即可对版材进行裁切。裁切版材时，应根据负片尺寸大小，版边预留12mm的夹持余量进行裁切。③、背面曝光：对版材的背面进行全面均匀的曝光，建立印版图文的深度，加强稳定层于感光树脂层的结合力，减少主曝光时间。操作方法：将感光版材放入曝光装置，光源预热5min，把版材正面朝下放在晒版架上吸紧，调节曝光定时器，进行决定浮雕深度的曝光。曝光时间长可使浮雕深度减小，曝光时间短浮雕深度大，浮雕深度约控制为版厚的80%左右。④、正面曝光：通过负片或遮盖层对柔性版材的正面进行曝光，将负片上的图文信息转移到版材上，版材上的树脂层被UV光照射发生聚合反应而固化。具体操作：放置版材贴合阴图片覆盖聚酯膜覆盖塑料片抽真空曝光UV-A光源聚酯支撑层感光树脂层聚酯保护层背面曝光正面曝光a、曝光正常，划线上宽下窄，图文清晰b、正面、背面的曝光量都不足c、背面曝光过量，使图文深度不足d、正面曝光不足e、正面曝光过量f、背面曝光量不足⑤、显影：版面经主曝光后，用显影液除去版面上未受光硬化部分的树脂的工艺过程。显影溶剂多以氯化烃系溶剂（三氯乙烯等）作为主剂。显影时间通常为数分钟至20min左右。如果显影时间过短，易出现浮雕浅，底面不平和出现浮渣等弊病；如果显影时间过长，容易出现图文破损、表面鼓起和版面高低不平。另外，还要注意保持显影液内感光树脂成分的浓度，否则会因溶液内树脂浓度过高，不仅会影响显影速度，而且还会降低版面的粗糙度，造成版面发黏、发胀等不良现象。为此，每次显影后都应适当补充新鲜的显影溶剂，以保持显影溶剂中树脂成分含量的稳定性。⑥、烘干：工序必要性：显影后，由于大量溶剂渗入版材内部，造成印版膨胀变厚，线条成波浪形，文字也会有些歪扭现象，这是印版吸收溶剂过多所至，需将溶剂去除即可恢复原状。为此，应采用热风进行干燥。工序控制：烘干一般在烘箱内进行，关键是应合理控制烘干温度和烘干时间。热风温度一般为50-70℃，烘干时间为数分钟至30分钟左右。⑦、去黏（后处理）：工序必要性：印版经显影烘干后，版面具有黏性，为了消除黏性，必须对版面进行去黏处理，以增强版面强度。处理方法：a、光处理法：用波长为254nm的短波光源（UV-C）对版面进行短时间照射。b、化学处理法：用漂白粉水溶液或盐酸与溴化物溶液处理版面的黏性。c、喷粉处理法：将细玉米粉或滑石粉喷洒在版面上。不适合精细产品版材的处理。⑧、后曝光：对印版表面进行全面、均匀的曝光。工序意义：经后曝光可使印版树脂充分发生光聚合反应，版面树脂全面硬化，满足硬度的基本要求，以保证印版质量，提高印版耐印力和耐溶剂性。注意：但并不硬度越高越好。特别是对细线条印刷和网目调印刷，如果硬度过高，会引起图文变形、小网点丢失等现象。因此，必须要严格控制后曝光的时间和光源强度。第三节：柔性版印刷机一、概述（一）、柔印机的基本组成1、开卷供料部：柔印机的输纸部分，其作用是使卷筒纸开卷、平整地进入印刷机组。当印刷机转速减慢或停机时，其张力足以消除纸上的皱纹并放置卷筒纸拖到地面上。2、印刷部分：由印版滚筒、压印滚筒、输墨系统组成。3、干燥冷却部：为了避免未干油墨产生脏版和多色印刷时出现的混色现象，在各印刷机组之间和印后设有干燥装置。4、复卷部：柔印机的收卷部分。在现代柔性版印刷机中，除上述基本结构外，还有张力控制于横向纠偏装置、检测装置、自动调节和自动控制系统等。现代机组式柔印机还配备了连线复合、上光、烫印、压凸、贴磁条、模切、打孔、分切等印后加工装置。（二）、柔印机的分类柔性版印刷机大多使用卷筒式承印材料，采用轮转式印刷方式。1、按印刷幅面：以幅面宽度600mm为基准，可分为窄幅柔印机和宽幅柔印机。2、按印刷机组：机组式、卫星式、层叠式。柔印机的发展趋势：多色、高速、多功能连线加工。机组（排列）式柔印机特点：a、各色印刷机组互相独立且呈水平排列。b、零件标准化、部件通用化、产品系列化程度较高。c、可实现多色印刷，通过变换承印物的传动路线还可实现双面印刷。d、配置灵活，操作维修方便，易实现组合印刷与印后连线加工。e、应用范围广，适合各种标签、纸盒、纸袋、礼品包装纸、不干胶纸等印刷。机组式柔印机结构层叠（叠加）式柔印机特点：★可进行单面多色印刷，也可通过变化承印物的传送路线实现双面印刷，提高了使用范围。★便于操作，具有良好的使用性能。★可将其与裁切机、制袋机、上光机等联机使用，以实现多工序加工。★占地面积小。★层叠式排列使印刷部分具有良好的可接近性，便于调整、更换，清洗等的操作。层叠式柔印机层叠式柔印机印刷机组结构简图卫星式柔印机特点★各印版滚筒在共同压印滚筒的周围，承印物在压印滚筒上通过一次可完成多色印刷。★与机组式相比，卫星式柔印机具有更高的套印精度和印刷速度，且机器的结构刚性好，使用性能更稳定。★承印材料广泛，既可印刷29-700g/m2的纸张和纸板，又可印刷铝箔、薄膜等材料，特别适用于印刷产品图案固定、批量较大、精度要求高的伸★缩性较大的承印材料。各滚筒之间距离短，要求油墨干燥速度较快。卫星式柔印机卫星式柔印机印刷机组结构简图二、柔印机的基本结构（一）、印版滚筒传统的印版滚筒由滚筒体、滚枕、传动齿轮等组成。根据滚筒体的结构特点不同可分为：整体式：装版时用双面胶带将印版粘贴在其表面。磁性式：滚筒体表面由磁性材料组成，印版的版基为金属材料，靠磁性吸引装版。套筒式：套筒式印版滚筒由芯轴、气撑辊和套筒组成。套筒式印版滚筒原理：更换印版滚筒(或网纹辊)时，只要打开印刷机组上的气压开关，压缩空气输入到气胀辊後，从气胀辊的小孔中均匀排出，形成气垫，使套筒内径扩大而膨胀，原来所使用的印版滚筒(或网纹辊)套筒会自动弹出，更换新的印版滚筒(或网纹辊)套筒，新套筒能轻松而方便地在气胀辊上滑动到所要求的位置。关上气压开关，印版滚筒和网纹辊就会固定好。当切断压缩空气後，套简会立即收缩，并与气胀辊紧固成为一体。（二）、输墨系统对于柔性版印刷机，采用网纹辊的输墨系统，一般称为短墨路系统。由于使用溶剂型油墨，不需要对墨层进行反复滚压和碾匀的匀墨过程，所以，输墨装置比较简单。通过网纹辊墨穴的不同形状、大小及深浅可以控制传墨量，以达到所需的墨层厚度。输墨部件主要有以下几类：墨斗辊-网纹传墨辊系统（两辊式）网纹传墨辊-刮墨刀输墨系统（刮刀式）墨斗辊-网纹传墨辊-刮墨刀输墨系统（综合式）墨槽-刮墨刀系统（封闭式）1、墨斗辊——网纹传墨辊输墨系统（两辊式）优点：运行费用较低，网纹辊与橡胶辊表面滚筒摩擦，磨损较轻，使用寿命长。对于速度中等或较低的柔性版印刷机，两辊式输墨系统的传墨质量可以适应大多数印刷品的要求。缺点：不适于高速印刷，否则会出现传墨量过多的故障。很难保证小墨量传递的均匀性，一般不能满足较高网线阶调的单色及彩色印刷的要求，已逐渐被淘汰。2、网纹传墨辊-刮墨刀输墨系统（刮刀式）网纹辊与刮墨刀相配合，使得柔性版印刷机可以使用各种粘度的油墨，在更高的速度下获得更高的印刷质量。刮墨系统的作用：把网纹辊上多余的油墨均匀地刮下来，使网纹辊在传递油墨中获得定量传墨的功能。根据刮墨刀相对于网纹辊的安装位置不同，刮墨刀可分为常规角度（正向）刮墨刀式输墨系统和反向角度刮墨刀式输墨系统。（1）、常规角度刮墨刀式输墨系统沿网纹辊的转动方向刮墨，刀直接安装在网纹辊上，刀刃