



虽然凹版滚筒的结构复杂,制版周期和价格高于其他印刷方式的印版,但是一旦凹版滚筒制作完成,可以获得更高的速度生产出优质印刷品。
凹版滚筒有敞开式的空心滚筒和封闭式的实心滚筒,滚筒的长度和周长是根据凹版印刷机的尺寸大小设计加工的,并由多层金属电镀而成。凹印滚筒结构如图3-31所示。
图3-31 凹印滚筒结构
(1)筒芯。凹版的筒芯按照滚筒直径的大小,可以用无缝钢管直接进行加工,也可以用钢板卷压成筒状进行焊接,然后再进行加工。滚筒的加工精度直接关系到滚筒的使用寿命、滚筒的电镀以及电雕和印刷的质量。经过加工的滚筒,要求壁厚均匀,轴心和滚筒外圆中心的不同心度不能超过2μm,滚筒表面光洁度应达 Δ 5,外圆磨床加工后达到 Δ 7以上,直径精度误差为±0.01μm。有时小套筒滚筒也使用铝滚筒,运输和使用起来更轻便,但是难于电镀。
(2)镀镍层。首先用手工或电解的方法去除滚筒表面的油污,然后对滚筒进行酸洗,用化学药剂腐蚀掉滚筒表面的锈蚀产物氧化膜。最后在铁滚筒表面镀一层厚度约为30μm的镍层。镀镍的目的是使铜层能牢固地结合。
(3)镀基础铜层。在镍层上面镀一层厚度为2~3mm的基础铜层。作用是保护筒芯避免制版时“烂穿”印版,并能获得再生的印版。
(4)镀制版铜层。这是图像制版层,在电镀前需要对其表面进行“银化”处理,又叫浇注隔离溶液,目的是可以使印版滚筒“再生”。当印刷完成后,滚筒上的图像需要更换时,可以通过这一层,将制版铜层顺利地与基础铜层分隔开,甚至用手就能将制版铜层从滚筒上剥离,然后重新电镀,得到新的制版铜层,因此浇注隔离液层也叫分隔层。在滚筒旋转很慢的情况下,把银化溶液均匀地浇注在滚筒表面,使滚筒表面获得较薄的分离层。分离层必须能牢固地粘住铜层,在印刷过程中不致发生脱壳的故障,而在印刷结束后能顺利地从滚筒上剥离下来。其后就可镀制版铜层,制版铜层的厚度为0.13~0.15mm。
(5)镀铬层。由于铜的硬度一般在90~180HV。印刷时刮墨刀很容易将印版刮伤。由于金属铬的硬度很高,在800~1000HV,耐磨性很好,所以当凹版滚筒图文制作完成后,再在铜表面镀一层铬,使滚筒表面更加坚固耐磨,且金属铬具有较低的摩擦系数,有助于刮墨刀的滑动,提高凹版的耐印力。凹印版滚筒的使用寿命可达到百万印以上。
从制作方法上区分,凹版印版可以分为两大类:一类是照相凹版,另一类是雕刻凹版。
照相凹版是通过胶片在晒版过程中起到蒙版的作用,再经显影后固化的感光胶保留在凹印版滚筒表面,在腐蚀液中保护凹印版滚筒表面的蚀刻,依据感光胶固化的程度,可得到不同保护程度的滚筒表面,即可以使凹印版滚筒表面得到不同深浅的蚀刻,未固化的感光胶在显影液作用下被去除,该部分的滚筒表面完全暴露在腐蚀液中,蚀刻深度最深。由于工艺的复杂性和蚀刻给制版工艺带来的诸多不确定性因素的影响,凹版照相中的碳素纸间接制版工艺早已被淘汰,将感光胶直接涂布在印版滚筒上的直接蚀刻制版工艺应用也越来越窄,只在特殊的工艺或产品中有所使用,如移印凹印版的制版或包装印刷中线条稿的印刷。
雕刻凹版有手工或机械雕刻凹版、电子雕刻凹版和激光雕刻凹版。在包装印刷凹印生产过程中,大量使用的是电子雕刻凹版和激光雕刻凹版。
(1)电子雕刻凹版
利用电子雕刻机,根据光电原理控制雕刻刀在滚筒表面雕刻出网穴,其面积和深度同时发生变化,如图3-32 ~图3-34所示。
图3-32 亮调
图3-33 中间调
图3-34 暗调
电子雕刻机由原稿滚筒(或叫扫描滚筒)、印版滚筒、扫描头、雕刻头、传动系统、电子控制系统等组成。电子雕刻机的工作原理是:扫描头对原稿进行扫描,从原稿上反射回来的强弱不同的光信号,经过光电转换器使光信号转换成电信号,再通过放大器和数据处理,使光的强弱转换为电流的大小,控制雕刻头在铜滚筒上进行雕刻。电子雕刻机的工作方式,如图3-35所示。原稿滚筒和雕刻滚筒同步运转,同时雕刻系统沿着滚筒轴向移动,金刚石刻针在凹印版滚筒上雕刻出每一个网穴,由于刻刀的雕刻频率是恒定的(3600~4200网穴/秒),所以滚筒的旋转速度决定了每英寸的网点数。由分色工艺提供的数字信息能使刻刀连续有规则地振动,网穴的大小及深度由原稿的密度来决定,被扫描原稿的密度和被刻出的网穴深度之间的数量关系,可以在计算机上调整。电子雕刻比化学蚀刻能够获得更加坚固的网墙。电子雕刻能进行圆周方向无缝雕刻,自动选择层次,调整网线角度等。
图3-35 电子雕刻机工作原理图
电子雕刻机可以直接使用分色加网的底片进行制版,故扫描底片可以在印前的桌面出版系统中制作获取,然后使用吊车将印版安装在电子雕刻机上,雕刻前清除版面的油污、灰尘、氧化物。把扫描底片平服地粘贴在原稿滚筒上。根据原稿(扫描片)的要求和油墨的色相,结合印刷产品制定试刻值。例如,装饰印刷的纸张比较粗糙,吸墨性强,雕刻深度须在45~50μm才能达印刷要求,必须调整雕刻放大器上的电流、电压。最后扫描头对原稿进行扫描,雕刻头与扫描头同步运转,印版滚筒表面被雕刻成深浅不同的网穴。新型的电子雕刻机有三种形状的网点角度,可以在操作时任意选择,如图3-36所示。
图3-36 凹版雕刻形状和角度
无胶片电子雕刻即使用数字文件作为原稿印前信息进行雕刻,其电子雕刻凹版的画面细腻、层次丰富、质量容易控制,广泛应用于凹版印刷之中。
(2)激光雕刻凹版
激光雕刻凹版的基本原理是:激光发生器发生强度恒定的激光,激光受到激光调制器的调制,而激光调制器受印前系统传送来的图文信号的控制,根据图文信号调节激光的通过程度,激光再通过光导纤维传递到聚焦透镜,聚焦透镜将不同强度的激光聚焦在锌层上成为相同的激光光斑半径,从而得到大小相同、随图像明暗变化而深度不同的网穴。
激光雕刻是应用一路或多路高能激光束,在滚筒表面的待雕刻材料(金属层或基漆层)上,烧蚀出网穴或露铜的网穴形状,直接形成网穴印版,或为后续加工网穴做好准备。
目前已使用高能量激光直接雕刻镀锌滚筒表面,形成凹版网穴,但是还不能直接在镀铜滚筒表面雕刻实现凹版网穴。另外一种方法是在铜滚筒上先涂覆黑色基漆层,用激光烧蚀网穴区域,使网穴处的铜层裸露出来,非网穴处由基漆保护抗蚀,待腐蚀后即可获得凹下的网穴。
随着商品和印刷市场的发展需求,套筒印版在凹版印刷中也将逐步有更多的应用,可以用重量为5~15磅的套筒替换重达500磅的凹印版滚筒。方便印刷机的印活转换和滚筒使用,降低凹版印刷印前准备的成本,有助于凹版印刷在中、短版印刷市场向柔性版印刷发起挑战。轻量凹印套筒能够通过印刷机侧面安装和卸下,而且非常耐用。镀铜套筒用于传统雕刻,镀锌套筒用于激光雕刻。