凹版印刷機(jī)工作原理與應(yīng)用

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)結(jié)課大作業(yè)第一章 概論凹版印刷作為印刷工藝的一種，以其印制品墨層厚實(shí)，顏色鮮艷、飽和度高、印版耐印率高、印品質(zhì)量穩(wěn)定、印刷速度快等優(yōu)點(diǎn)在印刷包裝及圖文出版領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)極其重要的地位。1.1 凹版印刷原理及特點(diǎn) 1.1.1 凹版印刷的原理凹版印刷從其名稱上就可以得知：它的文字圖像是凹入版面的。也就是說凹版的空白部分都在同一平面上(版面)，而圖文部分位于空白部分之下，并以不同深度凹入版面來表現(xiàn)原稿圖像的濃談層次。這樣的印版稱之為凹版。用凹版復(fù)制圖像的印刷稱為凹版印刷。原稿上的暗調(diào)層次在凹版上相應(yīng)的印刷部分，其低凹的深度大；反之，原稿上最明亮的層次在凹版上相應(yīng)印刷的部分，其低凹的深度就淺

2、。因此，凹版的印刷部分是根據(jù)其凹下去的深淺程度所含的油墨的不同來表現(xiàn)印刷圖像的深淺層次。1.1.2 凹版印刷的特點(diǎn)凹版印刷與凸版、平版相比較，凹版保存并傳遞油墨的載體是網(wǎng)穴。由于網(wǎng)穴的油墨容積可以各不相同，所以傳遞的油墨量也就各異，因此，凹版印刷的印品與平、凸、絲網(wǎng)印刷相比，具有墨層厚實(shí)、色彩鮮艷、層次清晰豐富和真實(shí)感強(qiáng)等特點(diǎn)。（1）墨層厚實(shí)。一般來說，印刷的油墨層厚度乎印約2ym，凸印約7嚴(yán)m(xù)，而凹印可達(dá)920Pm，僅次于絲網(wǎng)印刷，墨層的厚實(shí)可產(chǎn)生許多特殊效果，如立體感強(qiáng)，能在大幅面的粗質(zhì)紙、塑料薄膜和金屬箔上印刷的優(yōu)點(diǎn)。 （2）墨層干燥快，不需要噴粉，可以進(jìn)入下一工序。（3）凹版印刷屬于干

3、式疊印，無潤版液干擾，圖像質(zhì)量和紙張尺寸比較穩(wěn)定。（4）承印材料適應(yīng)廣。（5）耐印率高，適合大批量印刷。目前，凹版印刷的印品主要有以下幾類：紙包裝，如煙盒、酒盒、酒標(biāo)、香皂盒、藥盒等等。塑料軟包裝，如食品包裝、化妝品、醫(yī)藥包裝、種子包裝、工業(yè)品包裝等。有價(jià)證券印刷，如鈔票、郵票等。第二章 凹版印刷的分類按承印物形狀，凹版印刷可分為單張印刷和卷筒印刷。按制版的方式不同，凹版又可分為腐蝕凹版和雕刻凹版兩大類。腐蝕凹版又包括照相凹版和照相加網(wǎng)凹版。雕刻凹版包括電子雕刻凹版、激光雕刻凹版、機(jī)械雕刻凹版和手工雕刻凹版。2.1 雕刻凹版雕刻凹版是用刻刀直接在印版滾筒的表面刻出與原稿圖文相對應(yīng)凹版印刷凹版印

4、刷的凹坑，按刻刀的控制方法可分為手工雕刻凹版，機(jī)械雕刻凹版及電子雕刻凹版。2.1.1 手工雕刻凹版手工雕刻凹版是技術(shù)人員用刻刀在印版滾筒的表面按照原稿圖文進(jìn)行手工雕刻制成的，印版材料可用銅板或鋼板。手工勞動繁重，制版費(fèi)用大，周期長。但是手工雕刻的凹版線條清晰，印刷品層次感強(qiáng)，難以偽造。大多用于制作有價(jià)證券及高質(zhì)量藝術(shù)品的印刷凹版。2.1.2 機(jī)械雕刻凹版機(jī)械雕刻凹版是用機(jī)械控制刻刀在印版滾筒的表面進(jìn)行雕刻制作的，它減輕了手工雕刻的繁重勞作，制版速度快，周期較短，制版費(fèi)用也較低。主要用于制作有價(jià)證券的印刷凹版。由于手工和機(jī)械雕刻制版的費(fèi)用較高，制版周期長，所以使用范圍受到限制。但事物都是一分為二

5、的，就防偽包裝來說，手工雕刻凹版也許就是最好的制版方法。因?yàn)槊卦E防偽是防偽包裝的一個(gè)主要方法，技術(shù)人員在手工刻制凹版的過程中可以采用各種方法雕刻出一些暗記，這些手工雕刻凹版上的暗記不易被發(fā)現(xiàn)，在印刷品上就更難被分辨，這就形成了秘訣防偽。2.1.3 電子雕刻凹版這種版是由電子控制裝置控制刻刀在印版滾筒表面進(jìn)行雕刻的。 利用電子雕刻機(jī)，按照光電原理，控制雕刻刀，在滾筒表面雕刻出網(wǎng)穴，其面積和深度同時(shí)發(fā)生變化。2.2 腐蝕凹版腐蝕凹版是按照原稿圖文用化學(xué)腐蝕的方法在印版滾筒的表面蝕刻出一個(gè)個(gè)墨坑制成的。根據(jù)原稿圖文轉(zhuǎn)換方法的不同，可將腐蝕凹版分為蝕刻凹版，照相凹版，網(wǎng)點(diǎn)凹版。蝕刻凹版是用雕刻與腐蝕相

6、結(jié)合的制版方法制成的。即先用手工雕刻出原稿圖文的形狀，再用腐蝕的方法制出凹版。照相凹版應(yīng)用比較廣泛，是凹印中應(yīng)用最多的印版，主要用于印刷畫版等。網(wǎng)點(diǎn)凹版主要用于包裝裝潢印刷及建材印刷等。第三章 凹版印刷材料3.1 凹印紙張根據(jù)印刷方法不同，紙張具有特定的性能。例如，印刷報(bào)刊的新聞紙和印刷書籍的凸版印刷紙，吸墨性好和不透??；用于套色彩印的膠印新聞紙，則有高的吸水變形伸縮率；用于凹版印刷的證券紙，其紙面細(xì)膩，印出的線條清晰逼真。凹版印刷紙供印刷鈔票、債券和各種證件等用的紙。紙質(zhì)強(qiáng)韌，耐磨耐折，具有高的耐久性。并帶有水印，以適于印刷各種高級制品。原料用漂白化學(xué)木漿或漂白新破布漿，也可摻用部分棉麻漿，

7、經(jīng)長纖維游離狀打漿，一般不加填料，用長網(wǎng)造紙機(jī)抄造。也有的在造紙機(jī)上用淀粉或明膠進(jìn)行表面施膠，以進(jìn)一步提高紙的外觀。3.2 塑料薄膜用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他樹脂制成的薄膜，用于包裝,以及用作覆膜層。 塑料包裝及塑料包裝產(chǎn)品在市場上所占的份額越來越大，特別是復(fù)合塑料軟包裝，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，其中又以食品包裝所占比例最大，比如飲料包裝、速凍食品包裝、蒸煮食品包裝、快餐食品包裝等，這些產(chǎn)品都給人們生活帶來了極大的便利。3.2.1 塑料薄膜的表面特性1.表面張力低一般說來，塑料的表面張力比較低，如PE的臨界表面張力只有31mNm，PP只有29mNm，表1為幾種

8、常見塑料的臨界表面張力值。2.溶解度參數(shù)小塑料的溶解度參數(shù)比溶劑要小，如PE的值只有161(JmI)，而一般印刷油墨的溶劑的溶解度參數(shù)為163。245(Jm1)，印刷時(shí)一般要求二者的差值小于3(Jm1)。而且塑料的溶解度參數(shù)大小與其透氣性有關(guān)，一般兩者的溶解度參數(shù)相近時(shí)，其透氣性就大。3.結(jié)晶度高塑料分子的結(jié)晶度高，化學(xué)性能穩(wěn)定，難以被溶劑溶脹或溶解，因此，油墨中的高分子聚合鏈很難與塑料分子相互擴(kuò)散或編結(jié)形成粘附力。4.表面平滑度高塑料薄膜的表面平滑度較高，但是這種光滑的表面不利于油墨在上面進(jìn)行附著，這是因?yàn)槠浔缺砻娣e較小，且不能形成機(jī)械咬合力。6.易形成靜電由于塑料分子既不能電離，也不能傳遞

9、自由電子，摩擦產(chǎn)生的電荷難以消失，其結(jié)果是使塑料表面帶上靜電。3.2.2 塑料薄膜的表面處理塑料薄膜表面處理的方法有：電暈處理法、化學(xué)處理法、機(jī)械打毛法、涂層法等，其中最常采用的是電暈處理法。 1.電暈處理法電暈處理法的基本原理是：通過在金屬電極與電暈處理輥（一般為耐高溫、耐臭氧、高絕緣的硅橡膠輥）之間施加高頻、高壓電源，使之產(chǎn)生放電，於是使空氣電離并形成大量臭氧。同時(shí)，高能量電火花沖擊薄膜表面。在它們的共同作用下，使塑料薄膜表面產(chǎn)生活化、表面能增加。電暈處理塑料薄膜表面濕張力的大小與施加於電極上的電壓高低、電極與電暈處理輥之間的距離等因素有關(guān)。當(dāng)然，電暈處理應(yīng)當(dāng)適度，并非電暈處理強(qiáng)度越高越好

10、。值得注意的是塑料薄膜與電暈處理輥之間應(yīng)避免夾入空氣，否則有可能使薄膜的反面也被電暈處理了。電暈放電的優(yōu)點(diǎn)如下：(1)處理材料的范圍廣，可用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙聚酰胺、聚酯類塑料，以及各種相應(yīng)的共聚物；(2)處理時(shí)間短，速度快，可在生產(chǎn)線上進(jìn)行處理；(3)操作簡單，易于控制； (4)電暈處理只涉及塑料表面極淺的范圍；量級，基本不影響塑料的機(jī)械性能；(5)無廢液排放，基本不污染環(huán)境。電暈處理廣泛用于薄膜印刷、涂布和復(fù)合前的表面處理及厚度小于06mm片材的表面處理。2.火焰處理法火焰法的機(jī)理；在火焰的氧化焰作用下，塑料薄膜表層分子被氧化或分解，生成經(jīng)基、碳基等含氧極性基團(tuán)和不飽和雙鍵；分子鏈的

11、斷裂、分解，改變了塑料表面的微觀幾何形狀增加了表面粗糙度；高溫火焰還能燒掉塑料表面的油脂、污垢等，從而消除表面的薄弱界面層?；鹧娣ǖ膬?yōu)點(diǎn)：(I)處理時(shí)間短、速度快，可在線進(jìn)行； (2)處理效果好，并且處理后效果穩(wěn)定； (3)對設(shè)備要求不高，可自制，易上馬；(4)無毒，不污染環(huán)境；(5)適用范圍廣，可用于PE、PP、PET等多種塑料的表面處理。3.3 復(fù)合材料復(fù)合包裝材料是兩種或兩種以上的單一材料經(jīng)過一定的加工使之復(fù)合在一起，在性能上取長補(bǔ)短，具有其他材料所沒有的性能的包裝材料。復(fù)合材料一般由紙、塑料薄膜、鋁箔等復(fù)合而成?？梢苑譃楸Ｗo(hù)層(印后6層)、隔絕層、內(nèi)保護(hù)層三層組成，層與層之間大多數(shù)用適

12、當(dāng)?shù)恼澈蟿┖私佣?，有的采用熱熔涂布等方法生產(chǎn)。第四章 凹版印刷工藝4.1 凹版印刷油墨的轉(zhuǎn)移凹版印刷機(jī)采用短墨路翰墨系統(tǒng)，將低粘度的油墨輸送到印版的網(wǎng)穴之中。輸墨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)與油墨的性能是保證凹印油墨正常傳輸?shù)那疤帷?.1.1 影響凹版印刷油墨的因素在凹版印刷中，圖像層次的變化主要取決于墨層厚度的變化，而墨層厚度不像其他印刷方式那樣可以在印刷中調(diào)節(jié)，主要取決于網(wǎng)穴的體積和傳墨率的大小。1. 網(wǎng)血形狀與油墨的傳遞凹版網(wǎng)穴的形狀因制版方法不同而有所差別電子雕刻凹版的網(wǎng)穴形狀為倒錐形，腐蝕版的網(wǎng)穴形狀為盆形。同樣深度，錐體狀網(wǎng)穴的容思量低于盆形網(wǎng)穴。但是，雕刻的網(wǎng)穴表面光滑，沒有死角，在印刷過

13、程中實(shí)際傳遞油墨性能較好。據(jù)測算，雕刻網(wǎng)穴傳墨串達(dá)80，而腐蝕的網(wǎng)穴傳墨率僅有50，網(wǎng)穴的邊角對傳墨有阻礙作用這種現(xiàn)象稱為“邊角效應(yīng)”。2.油墨黏度隨著油墨強(qiáng)度的增加，油墨的轉(zhuǎn)移率有所下降，這一點(diǎn)在開口小、深度深的網(wǎng)穴中特別明顯。3.印刷速度與印刷壓力增加印刷壓力，在一定范圍內(nèi)油墨的轉(zhuǎn)移率會增加，但超過此范圍，轉(zhuǎn)移率反而會減少。印刷速度增加則承印物與油墨接觸的時(shí)間縮小了，所以油墨的轉(zhuǎn)移率有所減少。4.2 印刷壓力在印刷過程中壓印體之間相互作用的力稱印刷壓力，凹印與乎印、凸印一樣，必須借助印刷壓力才有可能將印版表面上的圖文轉(zhuǎn)移到承印物上。印刷壓力不僅是實(shí)現(xiàn)印刷過程的根本保證，而且在很大程度上決定

14、了印刷的質(zhì)量。第五章 凹版印刷品質(zhì)量檢測凹印版的圖文部分低于版面，它以不同的深度凹入印版來表現(xiàn)原稿圖像的不同層次，空白部分處于同一版面上。印刷時(shí)，先將油墨填涂于印版上，然后用刮墨刀把印版表面的油墨刮掉，再通過壓力的作用，使存留在印版凹陷部分(即圖文部分)的油墨與紙(或其它承印物)接觸，將該部分油墨轉(zhuǎn)印到紙張(或其它承印物)上，則得到所需的印刷品。 特點(diǎn)：凹版印刷具有墨層厚、色彩鮮艷、耐印力高、適用范圍廣、適合連續(xù)綿延的圖案的印刷。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于塑料包裝印刷、紙制包裝印刷、裝飾印刷、轉(zhuǎn)移印花、出版印刷等領(lǐng)域。 凹版印刷與平、凸版印刷相比較，其突出的優(yōu)點(diǎn)是印刷質(zhì)量好，通過不同深

15、淺程度的油墨層，能將連續(xù)性色調(diào)原稿豐富的層次較完整地表現(xiàn)出來，墨色厚實(shí)，色彩鮮艷，富于立體感，它的墨層比平印產(chǎn)品厚5倍之多，比凸印產(chǎn)品厚2倍以上。 凹版印刷具有墨層厚、色彩鮮艷、耐印力高、適用范圍廣、適合連續(xù)綿延的圖案的印刷?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于塑料包裝印刷、紙制包裝印刷、裝飾印刷、轉(zhuǎn)移印花、出版印刷等領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)是： 提高產(chǎn)品質(zhì)量 計(jì)算機(jī)替代了手工的修拼版工作，操作準(zhǔn)確、精細(xì)。計(jì)算機(jī)直接控制將分色數(shù)據(jù)送人電雕機(jī)，不用分色軟片，減少了工藝環(huán)節(jié)以及出軟片和電雕機(jī)再掃描造成的信息損失，使雕刻質(zhì)量提高。 提高制版效率 使用計(jì)算機(jī)替代的人工修拼版工作，并省去了

16、舊工藝的照排、剪貼、翻曬、顯影等手工勞動，制版周期大大縮短。降低成本和費(fèi)用 由于無需分色軟片，故膠片、顯影、沖洗、照相等材料已不再需要。對一臺電雕機(jī)而言，每年可節(jié)約幾十萬元的相關(guān)材料與設(shè)備費(fèi)用。 減少了設(shè)備投資 由于不用分色軟片，用戶可以使用一臺價(jià)格低廉的高檔掃描儀來替代價(jià)格昂貴的電分機(jī)，這對原先無電分機(jī)的廠家來說尤為重要。 提高了設(shè)計(jì)制作能力 計(jì)算機(jī)整頁拼版系統(tǒng)突破了手工制作和修版的局限性，它可充分發(fā)揮創(chuàng)作人員的想象力與創(chuàng)造力，做各種復(fù)雜的美術(shù)創(chuàng)意。同時(shí)，無軟片雕刻使雕刻方式更加靈活多樣，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)雕刻難以完成的工作。 第六章 凹版印刷未來趨勢1、大中型規(guī)模的包裝凹印企業(yè)將占主流，特別是煙包

17、凹印企業(yè)更加追求規(guī)模效益、高質(zhì)量和高技術(shù)含量。2、由于環(huán)保與衛(wèi)生方面的原因，食品、藥品、煙、酒等行業(yè)越來越注重包裝材料和印刷工藝的環(huán)保性，凹印企業(yè)更加關(guān)注印刷車間的環(huán)境。環(huán)保型油墨和光油將會越來越廣泛地受到歡迎，封閉式刮墨刀系統(tǒng)和快速更換裝置會推廣應(yīng)用，適應(yīng)水性油墨的凹印機(jī)將被廣泛地采用。3、寬幅凹印機(jī)和紙張凹印機(jī)的比例將會不斷增加。一方面，裝飾印刷（主要是木紋紙印刷）和紙箱凹印市場會迅速增長，另一方面，軟包裝凹印機(jī)的幅度也會不斷增加，大幅面凹印機(jī)的數(shù)量將快速增加。4、凹印生產(chǎn)線加工將更加多樣化，功能配置越來越強(qiáng)，如以上光、模切、橫切、軟標(biāo)裁切等。相應(yīng)地，凹印機(jī)管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離技術(shù)支持系統(tǒng)將被越