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柔印工艺技术的原理及其新动向

[   时间:2015-11-23 11:27:50   人气:  ]

   第一台柔性版印刷机1905年诞生于英国。上世纪50、60年代,柔印受到人们重视。1984年,由于激光技术的成熟发展以及各行业的广泛应用,激光雕刻的网纹辊被柔印正式采用。此后柔印技术在欧美取得飞速发展,据统计,2000年欧洲包装印刷方式中,胶印占8%,柔印占32%;美国70%以上的包装产品则是采用柔印印刷的。

  第六届北京国际印刷技术展览会“2005国际柔印技术发展高峰论坛暨技术交流会”上,有专家分析预测:在未来5年中,欧美柔印市场还将继续维持1%~3%的增长率;中国柔印市场的增长速度令人惊讶,可能保持8%的年增长率,与国民经济增长速度持平或超过。

  目前,我国和欧美发达国家的印刷产业构成很不一样,比如在美国,胶印、柔印、凹印各有其天下,柔印在软包装印刷中占的比例很高,而在我国这个比例不到8%;发达国家不干胶标签的人均年消费量是14 m2,美国是16 m2,而我国却只有0.5m2,差距接近30倍。我国人口众多,杜邦公司在China Print 2005展览会上预言:2010年中国将会有1亿的中级消费者,也就是说中国人的购买能力和消费能力将大大增强,中国印刷品市场增长空间不可估量。柔版印刷最适合的范围是软包装印刷,以及食品、医药、化妆品、洗浴用品等包装印刷,而我国柔印在这些方面的应用刚刚起步,所占份额非常小,因此可以预见,柔印在我国的未来一定会很美好。

 一、柔印技术的优势与

 核心竞争力

   柔性版印刷具有承印材料广泛、印刷速度快、耐印率高、操作方便、印刷与印后加工可组成联动生产线、生产周期短且无公害污染等优点,在西方发达国家已被当作是一种“最优秀、最有前途的印刷方式”,在许多方面得到广泛应用。目前,我国包装印刷企业也正在不断地引进柔性版印刷生产线,提高竞争力。归纳起来,柔印具有如下优势:

   1.广泛采用无毒的水性油墨和UV油墨,有利于保护操作人员的健康和保护环境,在食品包装和日用品包装领域显示出强劲优势。

   2.承印介质广泛。柔性版印刷方式可广泛用于印刷各类包装产品,承印物厚度范围可以从0.012 mm到0.6 mm,可在各类纸张、塑料薄膜、玻璃瓶体、软管、金属卡片等介质上完成印刷和后加工;广泛应用于印刷生产各类商品的纸包装、折叠纸盒、纸袋、纸杯、纸餐具、墙纸;以及各类塑料薄膜、真空镀铝膜、纯铝箔包装产品印刷,如食品包装、饮料包装、日化洗涤用品及医用包装品印刷。

    3.设备综合加工能力强。几乎所有的窄幅机组式柔性版印刷机都可以进行印刷和印后加工,如正反面印刷、上光、覆膜、模切、横断、分切、打孔、扇折、自动排废等,甚至可以在印刷机组上增加打号码、烫金或丝网印刷单元。因此,将柔性版印刷机称之为印刷加工生产线不无道理。在美国,由于自动贴标机的使用和不干胶的大量应用,柔性版印刷机成为主要的生产手段。

    4.生产投资小。柔性版印刷机由于结构相对简单,设备投资低于相同规模的胶印机或凹印机,一般可低30%~40%。

    5.生产周期短。使用柔印技术,尤其是使用计算机直接制版、套筒技术、无轴传动技术和UV技术之后,在印品质量得到显著提高的同时,生产周期进一步大大缩短,更加适合于短版印刷和按需印刷。

二、柔印的基本原理和

“心脏”

    柔印属于直接印刷,如图1所示。

    油泵在进墨口将柔印油墨喷到网纹辊表面并靠其张力保持在F辊中,刮刀刮去多余油墨之后,当F辊和C辊上的印版接触则把油墨转移到树脂版的图文(即凸出网点)部分,再由C辊和D辊转动合压至承印物H上,即可完成一次单色印刷。

墨腔系统中两片刮刀作用各不相同,一片为逆向刮刀,用来刮去网纹辊上多余的油墨;另一片为正向密封刀片,起密封作用。刮下的油墨可继续循环使用,这样可以节省大量油墨。

    这里的核心部分是网纹辊和印版;网纹辊被称做柔印机的心脏,其网穴的深浅(储墨量多少)、形状都直接影响到印品的质量;印版是直接接触承印物,现在使用的感光树脂版多采用激光雕刻,解像力最高可以达到200线/英寸,可以完成一些较为精美的印刷,印品质量可以与胶印和凹印媲美。

作为“心脏”部分的网纹辊,上面排列着大小相同、位置均匀、深度一致的凹陷,我们称之为网穴。网穴分别有如图2所示的形状规格:

    目前用得最多也是最好的是60°蜂巢型的网穴。据计算,同等面积、同等网线的情况下,蜂巢型网穴所达到的网穴面积是钻石型的1.155倍之多,即在同样的区域范围内,六角形所占有的空间面积约比钻石形多出15%,所以在网纹辊上六角形网穴就意味着可以减少约15%的穴深而不影响其原有容量,很明显,使用六角形的网穴时其深度可比钻石形雕得浅一些,故其达到的解像力更高一些。

    目前国内外很多的柔印机安装了陶瓷网纹辊,陶瓷网纹辊制作工艺相当复杂,其中最关键的两个参数是网线数和网孔传墨量。网纹辊的线数,一般是根据印刷网线和网纹辊线数的特殊比例关系来确定。目前采用先进激光雕刻设备雕刻的网线可以达2 000线/英寸,但这种高网线却不会在短期内应用于实际柔版印刷,即使200线/英寸的印刷品所配置的网纹辊也不会超过1 400线/英寸。由于超高网线的网纹辊的网孔开口小,网壁太薄,耐磨损能力较差,使用寿命也会降低;另外,超高网线的网纹辊还会增加网纹辊的清洗难度。综合各种因素,印刷厂在印刷许可的条件下尽量选用低线数的网纹辊。

网纹辊制作的另外一个重要参数是网孔传墨量,单位用BCM表示(即每平方英寸网穴容量),是网孔容积的标准计量单位。激光雕刻网纹辊传递的墨层厚度取决于网穴的容积大小,如以一支500线6.00BCM容积的网纹辊与一支800线2.00BCM容积的网纹辊相比较,显然800线的网纹辊由于其容量较小,故其传递的墨层就较薄,墨层愈薄,愈能控制高光网点的印刷效果。

   三、柔印设计的注意事项

    目前我国柔印产品处于很低的层次,印刷品质量以低、粗、简为主,精细的多色套印不怎么过关;同时,应用范围较小,主要印刷文字线条和实地,网点活印得不是很多。制约柔印在中国的应用和发展,除了设备和技术上的问题外,另一个主要的原因在于设计人员不了解柔印技术的特点,导致设计和印刷之间缺乏沟通,不能充分发挥柔印的优势。

由于东方文化与欧美文化存在差异,使得各自的产品包装在设计风格上有明显的不同,这也使得柔印短期内在我国的发展受到一定影响。欧美强调以简明的色块、线条给人造成强烈的视觉冲击,这类产品便于用柔印印刷。而我国包装界长期受凹印、胶印的统治及影响,更着重于写实,使用了大量的写实层次图案,因而要用柔性版印刷去追求胶印、凹印的印刷效果,最终用户势必难以接受。所以柔印在我国被接受的程度要低于胶印和凹印。

柔印印品在设计时,应当避免如下方面:

1.避免设计太小的文字及太细的线条;

2.避免两色或多色的线条及文字套印;

3.避免设计细小的反白文字及线条;

4.避免图片高光断网或1%的小网点;

5.避免在photoshop等位图软件中设计文字或线条;

6.避免沿印刷滚筒水平方向设计宽而长的实地和渐变;

7.除非特殊要求,避免将大面积实地与网点及细小文字做在同一版面上;

8.避免操作软件的不统一。

   四、柔印的未来发展趋势

 1.UV技术在柔印中的广泛使用

     在China Print 2005展览会的柔印峰会上,丹麦Nilpeter等公司都强调了UV技术在柔印中的应用和发展。目前,国外安装有UV油墨固化系统的柔印机在不断增加,同时现有柔印机也在不断地改装UV油墨固化系统。以UV柔印油墨取代水性油墨和溶剂型油墨,已成为一种发展趋势,在宽幅和窄幅柔印机上都得到了较广泛的应用。可以说继水性油墨成功之后,UV油墨再一次推动了柔印的发展。

    UV油墨印刷适性好,在印刷中完全不会改变物性,并可用于较高粘度的印刷,所以在彩色印刷中网点扩大大幅度地减少,从而提高了柔印印刷质量,这对提高我国以写实为主的包装装潢印刷品质量十分重要。从印刷质量的角度看,采用UV油墨的柔印优于溶剂型油墨和水性油墨的柔印。另外,柔性版印刷的新选择是通用的UV油墨(即从纸张到薄膜印刷都可适用的油墨),这种油墨在欧美已进入实用阶段。

   UV柔印油墨之所以在国内外受到普遍重视和青睐,归纳起来主要是柔印UV油墨有以下优点:

⑴UV柔印油墨安全可靠。

    无溶剂排放,不易燃,不污染环境,适用于印刷食品、饮料、烟酒、药品等卫生条件要求高的包装品。

⑵大大提高柔印质量。

    UV柔印印刷适性好,印刷质量高,印刷过程不改变物性,不挥发溶剂,温度稳定,不易糊版、堆版,可用较高粘度印刷,着墨力强,网点扩大减少,弥补了柔印存在的网点扩大现象,网点清晰度高,阶调再现性好,墨色鲜艳光亮,附着牢固,适合精细产品印刷。

⑶生产效率高,适应范围广。

    UV柔印油墨可瞬间干燥,在纸张、铝箔、塑料等不同的印刷载体上均有良好的附着力,产品印完后可立即叠放,不会发生粘连。

⑷UV柔印油墨理化性能优良。

    UV固化干燥的过程是UV油墨光化学反应由线型结构变为网状结构的过程,所以具有耐水、耐磨、耐老化等许多优异的理化性能,这是其他各种类型的油墨所不及的。

⑸UV柔印油墨用量省。

    由于没有溶剂挥发,有效成分高,可以几乎100%转化为墨膜,其用量还不到水墨或溶剂油墨的一半,而且可以大幅减少印版和网纹辊的清洗次数,所以综合成本比较低。

2.套筒技术

    原来柔性版印版在制版后要将印版贴在版滚筒上,然后才能印刷,现在有一种更先进的柔印直接制版技术,可在套筒上直接制版,然后把套筒套在版滚筒上就可印刷,工作效率更高。这种技术就是套筒直接制版技术。

    激光雕刻套筒技术中所雕刻的套筒是印版,是由印前系统预先制作好版面,效率极大地提高。目前网纹辊及激光雕刻无接缝橡胶辊普遍采用套筒技术,目的是快速更换,便于操作。对于宽幅机如采用悬臂梁式轴芯,则更便于装卸。套筒技术的关键在耐用率、精度、重量,此外还有价格及服务。这些都是柔印机印刷用户要考虑的。

3.平台替换和组合印刷

    在柔印技术中,组合印刷一直是一个亮点,它可以轻松实现胶印、凹印、丝印和柔印等印刷方式的无缝接合,可以按照需要添加模切、涂布和冷/热烫金等印后加工工艺。平台替换技术,可以使上面的功能更加容易实现,大幅度节省成本和空间,亦可满足客户的需求。