凸版印刷设备绝地重生
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作者: 韩晓良
凸版印刷有悠久的历史。中国活字印刷术是世界最早的四大发明之一，曾经推动我国创造了悠久的历史文化与文明，也对世界的印刷业发展作出了积极贡献。
凸版印刷的工作原理比较简单，手工雕版和版画复制印刷是最早的凸版制作工艺，这样的印刷品传承了近千年。近代传统凸版印刷工作原理，首先是给墨装置将油墨输出，并使其均匀分布，再通过传墨辊将油墨转移到印版上。由于凸版上的图文部分高于非图文部分，因此，着墨辊上的油墨只能转移到印版的图文部分，而非图文部分则没有油墨。当输纸机构将纸张输送到印刷机构时，纸张在印版装置和压印装置的共同作用下，印版图文部分的油墨转移到承印物上，从而完成一件印刷品的印刷。在印刷压力作用下，纸背面会有轻微的凸起印痕，图文边缘部分整齐，而印刷油墨在中心部分显得浅淡一些，这是凸版印刷品的独有特点所在，凸版印刷的坚实曾给人们留下美好的记忆。在凸版印刷逐步被胶版印刷取代之后，市场极度萎缩，凸版印刷设备渐渐退出市场。然而，在印版、油墨、网纹辊等零部件经过技术创新以后，凸版印刷再次获得新生，尤其这种印刷技术具有环保、结构简单等性能，又一次推动了这种印刷方式的绝地重生！
近代凸版印刷发展沿革
凸版印刷工艺曾是书刊、报刊、包装印刷的主要印刷方式。我国20世纪70年代末，先进的胶版印刷工艺逐步替代凸版印刷，凸版印刷仅在包装印刷和不干胶标签印刷领域继续应用，然而随着制版工艺的技术创新，这种印刷方式已大为改观。不干胶标签印刷主要采用两种印刷方式，一种是传统的凸版印刷方式，凸版印刷机的印刷输墨装置主要由墨斗、传墨辊、串墨辊、匀墨辊、着墨辊、印版滚筒和压印滚筒等组成。墨斗承担储存和供给油墨的作用，墨斗辊承担从墨斗中输出油墨，再经传墨辊将油墨传到匀墨辊和串墨辊。匀墨辊担负传递和碾匀油墨的作用。串墨辊在旋转运动的同时，还做轴向串动，将均匀的油墨传递到着墨辊上，再将油墨传给印版滚筒，此时承印物从印版滚筒和压印滚筒之间经过完成印刷。另一种凸版印刷发展成为现代的柔性版印刷方式。柔性版印刷机的印刷机组均装有墨斗、墨斗辊、网纹辊、刮刀、印版滚筒和压印滚筒。墨斗一般由不锈钢材料制作成密封式结构，可以保证油墨的稳定性。墨斗辊外层包裹橡胶的钢辊，主要作用是经过转动将油墨传递给网纹辊。网纹辊经过激光雕刻机根据印品需要，将表面雕刻成截面形状各异的无数大小、深浅相同的网孔穴，网纹辊接到墨斗辊的油墨后，经刮刀刮去多余的油墨，形成定量的油墨存储量，再传给印版滚筒，与压印滚筒一起完成印刷。网纹辊可以保证传墨过程中形成更薄、更均匀的墨膜，减少了网点扩大和油墨消耗量，加快了干燥速度。网纹辊的选择在印刷中是一项非常重要的因素，网纹辊的线数越高，传墨量就越少，形成的墨层越薄。反之，网纹辊线数越低，传墨量越多，形成的墨层越厚。
凸版印刷的印版形式发展轨迹代表了时代特点，主要经过手工雕刻凸版和电子雕刻凸版；热铸铅活字手工检字凸版和机械活字检字凸版；复制凸版包括纸型铅凸版、电铸凸版、橡皮凸版和塑料凸版；照相凸版包括照相锌凸版、照相铜凸版、感光树脂版，以后发展成计算机直接制版的感光树脂版，最终发展成为网纹辊定量传墨方式的突破，达到当代最先进的柔性版印刷方式。照相制版阶段应该是传统凸版印刷发展的最高阶段，因为照相腐蚀制版与胶印照相制版技术的产生与发展相关。照相凸版又称为金属凸版，是利用照相原理把原稿图文信息反映到涂有感光胶膜的金属板上，再通过化学处理制成的凸版。所用版材主要有锌板和铜板。对于一般质量要求的印品，大多采用1～2mm厚的锌板。照相锌、铜版可以制成各种较复杂的图案、文字的印版，能够满足对图文结构和规格变化的需要，还可以满足技术要求较高的包装装潢产品的特殊要求，在包装装潢印刷中曾占有一定比重，而后逐步被感光树脂版所取代。另外，照相凸版制版周期较短，设备投资较低，对多品种、小批量的包装装潢印刷更为有利。
照相凸版主要有线条凸版、网线凸版和彩色凸版3种形式，线条凸版是使用各种粗细形状不同的线条和一定面积的实地表现图文的凸印铜锌版，在有价证券、货币、邮票印刷领域至今还在应用；网线凸版也称网目调凸版，一般采用锌板或铜板版材，晒版时需加网，通过网点大小变化再现原稿的浓淡层次。铜板用来制作对印品质量要求较高的精细网目凸版，在制版过程中，为了提高印版质量，提高印刷时对原稿层次的表现，还需经过二次腐蚀，从而得到所要求的腐蚀深度；彩色凸版也称为四色凸版，通过分色工艺把彩色原稿分解成青、品红、黄、黑4张分色加网胶片，再通过晒版工艺制成4块印版，印刷时四色套印能还原原稿色彩。为了防止龟纹的产生，各种颜色版加网时应采用不同的网线角度。
近代凸版印刷技术向3个方向发展：一个方向是被胶版印刷技术替代，胶印设备已经成为市场占有率最高的印刷方式，已经垄断了新闻出版印刷、书刊印刷的全部或包装印刷绝大部分市场。近年来产生的PS版机组不干胶标签印刷机，进一步分割了凸版印刷机市场。另一个方向是产生了柔性版印刷机，利用水性油墨和网纹辊技术，成为科技发展方向性的新技术，即现在市场上出现的层叠式柔性版印刷机、机组式柔性版印刷机、卫星式柔性版印刷机、柔性版上光机和柔性版印刷专用机组等形式，广泛应用于包装印刷。由于这种印刷方式具有良好的环保性能，更多地应用在食品包装印刷。近年来，这种印刷方式已经开始进入书刊印刷领域，国外新闻印刷业也开始应用柔性版印刷方式。第三个发展方向是仍然以凸版印刷设备的传统名称发展起来的柔性版印刷设备。这种设备将感光树脂版统称为现代凸版，机器将印版上的油墨先转印到橡皮布滚筒，再转移到承印物上，因此，也称为间接凸印。由于印版无须润湿，它既有凸印墨色较厚实的优点，又避免了胶印润湿带来的弱点。但制版成本较高，橡皮布因长期受浮雕型版面的压印容易出现凹陷痕迹，使用寿命较短，因此应用不太广泛，并逐步被柔性版印刷技术所取代，从而产生了一批应用于不同领域的印刷设备。
近代柔性版印刷出现的初期，有一种采用模压橡胶凸版进行印刷的工艺，由于最初用苯胺染料配制的印刷油墨，故曾称为苯胺印刷，至今在进出口产品税目中仍然沿用这个名称。最早的苯胺印刷机于1890年由英国人首创，最初用于纸袋印刷，后来被推广到食品、药物等包装印刷。因为苯胺染料存在毒性，已被世界卫生组织禁止，所用油墨配方早已淘汰，人们也不断提出更换名称的要求。1952年在第十四届世界包装年会上，通过议决将具有可挠曲含义的印版更名为柔性版。柔性版版材由感光性聚合物，主要由合成橡胶组成，制版时需要有机溶剂显影，同时还产生醇溶性、碱溶性及水溶性的柔性印版油墨，由于水溶性油墨的环保性能突出，成为现代前途广阔的印刷方式。由于版材、水性油墨、网纹辊及印刷设备的创新改进，柔性版印刷质量有了很大提高，传统的凸印工艺被逐渐替代。 柔性版材由液状或片状的感光性树脂层、黏着剂及版基所组成。制版时，使用阴图片曝光，见光部分硬化，未见光部分在显影时可溶于显影液，在印版上形成凸起的图文部分和凹下的空白部分，经热风干燥后即制成感光性树脂版。用感光树脂版进行的网线版印刷，其网线数可达60线/厘米左右。经过版材的不断改良以及制版技术的不断进步，其分辨率也在不断提高，并形成柔性版计算机直接制版工艺，大大提高了制版效率。
柔性版印刷和凸版印刷在印刷原理上都属于凸版印刷方式，但是柔性版印刷是传统凸版印刷的更新换代技术，应用范围逐渐扩大。在推广印刷设备应用柔性版印刷技术的今天，已经出现多种柔性版印刷设备种类。最近，我国柔性版印刷领域也从包装印刷拓展到书刊印刷，出现大幅面机组式柔性版印刷机，这种设备还可以联线折页、裁切、复卷等功能，已经应用于绿色书刊印刷领域。但在印刷包装市场中还有一定数量的传统凸版印刷设备在应用，凸版印刷还在进出口设备中有一定的市场份额。瓦楞纸箱、标签、不干胶印刷领域应用的凸版印刷机现状还有一些模糊概念，值得进一步澄清。
现在凸版印刷已经不是传统概念的凸版印刷，因为版材、油墨、设备的技术水平已经发生了天翻地覆的变化，柔性版印刷设备已成为现代凸版印刷的主要发展方向。
作为重点印刷包装设备――瓦楞纸彩盒加工设备，已经快速走过技术升级和创新发展的路径，瓦楞纸板印刷设备已经进入高端。大家知道，根据瓦楞纸板用途，瓦楞纸板根据瓦楞高度、瓦楞线数、瓦楞层数或采用蜂窝瓦楞纸来提高纸板强度，瓦楞型可分类A、B、C、D、E、F、N，还有细瓦楞。但在瓦楞纸板成箱之前，印刷容易变形，最早印刷采用镂空版，用喷涂或刷涂的方法印刷，效率低、质量差，主要在工业产品、农产品等简易包装上使用。后来发展成丝网版手工印刷，质量有所提高，但效率仍很低下，并且没有实现机械化作业。随着科技进步产生了瓦楞纸印刷开槽机，自动化水平和印刷效率大幅提高，但印版仍然采用金属凸版或橡皮凸版，制版采用传统的腐蚀或雕刻制版技术，制版工艺依然落后。在柔性版印刷问世以后，瓦楞纸印刷开槽机开始采用照相制版的感光树脂版，输墨辊也开始使用网纹辊，从而使瓦楞纸印刷开槽机升级为瓦楞纸印刷开槽模切机，形成多色印刷、联线开槽、联线模切的高科技设备，并且形成一种在名称上没有体现柔性版印刷命名的环保印刷设备。此时，瓦楞纸印刷开槽机大部分还是低端印刷机，直接印刷对象仍是粗糙的瓦楞纸板。近代瓦楞纸箱已经广泛用于家用电器、食品、乳品、饮料外包装箱等高档产品的包装，随着多色印刷设备的涌现，现代瓦楞纸印刷设备开始进入高端。此时，瓦楞纸印刷不再被瓦楞纸印刷开槽模切机一种设备独享，裱纸复合技术和预印技术的不断发展，高档瓦楞纸板印刷市场被凸版、胶版、柔性版和凹版印刷所分割，高端瓦楞纸纸箱的多色印刷成为印刷包装业发展的重要领域。
我国不干胶标签印刷大量使用的设备仍然是凸版印刷机，有统计表明，设备总量占到市场的70%以上，未来的技术升级仍是艰巨的任务。不干胶标签的种类很多，如易碎标、单色不干胶、四色不干胶、普通不干胶、透明不干胶、金箔不干胶、银箔不干胶、哑银不干胶、异型不干胶、滴塑标、水晶滴塑标签等，医疗标签、电子标签，食品标签，玩具标签，模内标签等也在不断发展。因此不干胶标签印刷市场前景广阔。
圆压圆凸版间歇式不干胶标签印刷机，代表了市场上的高端凸版印刷设备。该设备为间歇式凸版印刷机，非常适合现代小批量、多品种、要求精美的标签印刷业务，间歇式印刷正在成为标签印刷的主流。这种设备采用多种先进技术，包括传动实现独立驱动，即每个色组都有单独的高性能伺服电机系统，实现各印刷机组的速度跟踪和套印精度的调整，为高精度运转和印刷提供了保证。张力控制系统也实现纸卷收放卷的自动张力控制和纸张的纠偏自动调整。触摸屏控制台上能进行大部分操作，提高工作效率。定位系统只需按下定位键，每个色组自动移至预定位置。间歇式往复运动可以实现纸张的可变印刷，克服了滚筒直径尺寸带来的周向尺寸无法调整问题，减少调整时间和纸张浪费。该机还有多项功能提供用户选择，如辊式模切装置、UV柔性版机组、色组墨键系统、覆膜装置、背面印刷色组等。
2000年，山西太行率先制造出了国内第一台柔性版印刷机，该设备采用了国际最新技术，包括网纹辊、自动纠偏、自动张力控制、UV干燥、自动检测，采用水性油墨，极大地改善了生产环境，更符合环保的要求。YT150高速不干胶商标印刷机的生产，为刚进入标签印刷的民营企业提供了物美价廉的产品。2002年，YT300往返式不干胶印刷机的试制成功，为我国自行生产高档商标印刷机开辟了一条新路。该机采用三轴伺服系统，UV烘干技术，极大地提高了印刷速度和印刷质量，尤其采用纸张往返运动，适应印刷不同版面的商标印刷，节约了成本。2005年底，又推出了YTWX5250卫星式商标印刷机，该机速度高、套印准、印品精美，适应规模化生产的厂商。这两款机型可与进口机媲美，但价格仅为进口机的一半，为用户带来良好的经济效益。作为最具绿色环保属性的印刷方式，柔性版印刷取得了令人瞩目的成绩。在柔性版印刷机领域，窄幅柔性版印刷机在标签印刷领域的应用正在快速增长，并成为国产自给率很高的高端设备。由于生产效率和印刷质量的需求，国内相当一部分标签印刷企业已经开始关注并购置窄幅机组式柔性版印刷机以替代传统的凸版印刷方式。
标签印刷市场的分割
我国目前标签印刷方式主要以凸版印刷为主，胶印也占有一定比例，柔性版印刷和其他印刷方式也占一定的比例。由于薄膜标签材料自身印刷适应性问题，凸版印刷或凹印仍是传统的印刷方式，仍占有较大的市场空间，已拥有柔性版印刷机的标签印刷企业一般也可印刷不干胶标签和薄膜标签。原来以凸印、胶印、网印为主印刷标签的企业，柔性版印刷应该是发展的方向，其市场的分割将会发生巨大变化。
1.传统凸版印刷
采用凸版印刷不干胶标签，印版已转向感光树脂凸版，印刷标签具有墨色饱满的优点，但现在凸版印刷设备档次差别较大，有的仍在使用圆压平凸印机，有的使用普通轮转凸印机，也有的采用了专业的斜背式、卫星式或机组式不干胶标签印刷机。以凸版印刷为主的专业不干胶印刷机，具备印刷薄膜标签的能力，如增加伺服电机独立控制和张力控制系统、增设薄膜表面处理单元，机器还可增加精确的自动套准，UV光源或LED烘干装置，即可完成设备升级。对于使用传统凸版印刷机印刷不干胶标签的企业，如果印薄膜标签，可以把感光树脂版换为高弹性柔性版，既能适合柔性版的水性墨或UV油墨，就可通过改变油墨的性质来适应承印物的改变。 2.传统胶版印刷
胶印是我国标签印刷企业印刷纸质标签的主要方式。胶印的特点是图文精细，层次丰富，适于大批量印刷，而且印刷设备可一机多用，既适应标签印刷的市场需求，又可以适应其他印刷品的需要。随着切纸生产线的推广应用，纸质标签的加工效率再度提高，成为大批量的标签印刷优选的加工方式。但单张纸胶印不适于印刷表面没有吸收性的薄膜，因为薄膜标签多为卷到卷印刷，需要挥发性干燥油墨，但胶印可印制较厚的塑料材料，如模内标签、标签吊牌等，但机器必须加装UV或LED固化装置。
近代，PS版窄幅不干胶标签印刷机已经批量生产，使传统胶印设备在标签市场有了更广阔的用途。
3.柔性版印刷
目前柔性版印刷品的质量不亚于胶印，甚至有其独特的绿色印刷和环境友好的特点。这种印刷工艺的机器结构简单，印刷成本低，印刷质量可与胶印、凹印相媲美，且具有比胶印产品墨层厚实，采用水性油墨和UV油墨等优势。由于柔性版的弹性较大，阶调再现性与凹版和普通凸版不同，柔性版印刷的高光到中间调的网点增大较大，印刷反差小，高光层次容易出现断层，在印刷精细图文标签时，为了弥补层次缺陷，高光部分可采用调频网点，暗调或中间调用调幅加网以提高质量。没有柔性版印刷机的标签印刷厂可引进专用于不干胶标签印刷的层叠式窄幅柔性版印刷机，此印刷机适于薄膜标签印刷。由于柔性版印刷机采用圆压圆印刷、开槽、模切，模切辊的价格高，制作周期长，因此适用于长版标签，对于短版不干胶标签需求量大的不适应。但它是一种可供技术转型或设备升级的标签印刷设备，其联线冷烫印、分切、缝合、封口等工序，提高了设备的生产效率。
4.数字标签印刷机
对于小批量个性化的标签印刷有了新的选择，国内有多家企业推出数字标签印刷设备供用户选择，主要制造企业有北人集团、潍坊东航、威海印机、上海紫光、北大方正、上海豹驰等企业。这种设备适应了个性化和短版标签市场，其需求量在不断增长，将会推动企业技术升级和产品创新，促使一个双赢市场的快速形成。
柔性版印刷将占领凸版印刷市场的趋势已经形成，主要表现在环境友好的印刷性能，还表现在大面积实地印刷和适应性印刷。由于柔性版印刷过程中，网纹棍连续不断地为印版供应油墨、几乎没有中断情况，所以柔性版印刷不会出现鬼影现象。当前，网纹辊的选择是推广这种印刷方式的主要技术难点，印刷需要根据以下几个方面来选择合适的网纹辊：其一是根据图文内容来选择。印刷网点细小文字时，要选择网线数较高的网纹辊；印刷大面积色块及粗体文字时应选择网线数略低的网纹辊。其二是根据承印物选择。承印物表面粗糙，吸墨性能好，需要选用网线数较小的网纹辊；承印物表面光滑，吸墨性差，则选用网线数较大的网纹辊。其三是根据印版的加网线数来选择网纹辊。一般网纹辊线数与印版加网线数之比至少为3.5∶1。其四是网纹辊需要进行日常性清洗和周期性清洗，以消除网纹辊的网穴因干燥堵塞影响油墨储量。日常性清洗应在印刷停机后立即取出网纹辊，用专用清洗剂喷在网纹辊表面，用专用刷子进行反复刷洗；周期性清洗可以采用低压喷洗或超声波清洗。低压喷洗是把网纹辊放置在专用的全封闭自动清冼机里，用特殊加工处理的焙干苏打粉作为喷洗介质进行低压清洗；超声波清洗是把网纹辊放在充满化学清洗溶液的超声波清洗系统内，利用变频装置发送高频声波使溶液产生气泡来清洗网穴内的油墨。
现代凸版印刷的发展已经走向柔性版印刷时代，瓦楞纸箱印刷开槽模切机的前身――瓦楞纸印刷开槽机已濒临淘汰；即使仍沿用凸版印刷名称的设备，其印版、网纹辊、传动系统也已经完成技术升级，传统意义凸版设备的历史任务已经完成，退出市场在所难免，企业应该认清企业和技术转型的方向，尽快淘汰落后产能和落后印刷设备。
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