油墨的印刷方式
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印品的生产包括了八种基本的印刷方法:凸版印刷;凹版印刷;平版印刷;丝网印刷;热转移印刷;喷墨印刷;照相复印;静电复印。
其中,前三种印刷方法是运用比较普遍的,在每年生产的印刷品中由前三种方法进行生产而得到的印刷品占据了很大的一部分。
下面,针对每一种印刷工艺,进行简单的描述。
一、 凸版印刷
当油墨涂于凸起的表面并且用一张纸覆压在这涂过油墨的表面上时, 油墨就转移到纸上了。
运用这个原理进行印刷的方法被称作凸版印刷。
凸版印刷是最古老的印刷方法。
现在有多种不同的印版被用在不同类型的印刷机上来印刷丰富多彩、变化万千的产品,包括报纸、书籍和杂志等。
凸版印刷是指印刷版的印纹凸起,印刷时油墨会沾在凸起的印纹部分;而非印纹部分凹陷,印刷时则因凹陷而不会沾到油墨。
凸版印刷流传的年代最久远,因此由其发展出来的种类也最多。
凸印有平台型和轮转型两种。
平台型是以印版为平面,压印辊筒为圆筒式,而轮转型指印版和压印辊筒都是圆筒式结构。
凸版印刷由于印刷质量不如胶印和柔印,印刷速率也不如胶印和柔印,现在使用越来越少,因此凸印油墨生产也越来越少。
优点:凸版印刷是惟一可以印制流水号码,连续号码,烫金,压裂线,压凸的印刷版。
油墨表现力强,约为80%左右,其纸张浪费程度比其他印刷方法少。
缺点:制版不易,印刷表面的费用高,不适合大版面的印刷制品,彩色印刷时成本较高,而且只有使用昂贵的纸张才能获得较好的效果。
印刷物品举例:名片,喜帖,瓦楞纸箱
柔版印刷时凸版印刷的一种,它是一种应用柔软、带有弹性的橡皮版或弹性体版来印刷的轮转型凸版印刷。
由于柔印工艺适应性广,对不同承印材料都能适用,除了传统的纸张,一些非吸收性承印材料如玻璃纸、塑料薄膜、塑料制品、金属箔(如铝箔)、玻璃制品等,以及在较厚的纸板、瓦楞纸上都能印刷。
印刷成本较低,能进行多色套印,印刷质量接近胶印,印刷速率也较快(可达300m/min);同时裁切、成型、模切、穿孔、折页、烫金、覆膜或上光等工序可以连成一条生产线,生产效率极高,自动化程度也很高,所以近年来发展较快,特别在包装印刷中广泛应用。
目前软包装
印刷、瓦楞纸箱印刷、不干胶标签、折叠纸盒的印刷几乎都用柔性版印刷,部分报纸和杂质印刷也采用柔印。
柔性版印刷过程是油墨经网纹传墨辊传到柔印印版,由墨刀刮去多余的油墨,柔性印版安在印刷辊筒上,由网纹辊将油墨转移到印版,再由印版直接转移压印到承印物表面。
柔印油墨黏度极低,一般在0.1~2Pa.s,是一种接近于牛顿流体的油墨。
因为主要用于印刷包装材料,所以要求油墨色彩要鲜艳,透明度要好,而且光泽也要好。
柔性版印刷的墨层比较薄,一般在4微米左右,所以柔印油墨中颜料含量也较高,一般在12%~18%。
二、 凹版印刷
凸版印刷把油墨从一个凸起的表面传递到纸上,而凹版印刷过程正好与此相反。
在凹版印刷过程中,油墨从一个凹陷的表面传递到纸上,凹版上的图文部分低于 或陷入印版表面。
印刷过程中,先在整个印版表面涂上油墨,然后把版面擦干净,这样在印版的凹 陷部分就留下了油墨,接着将纸张压在印版上,油墨也就随之传到了纸上。
一般认为是 Karl Kleitsch 在 1879 年发明了凹版印刷工艺。
1894 年,他设计了 一种印刷机——用腐蚀的铜滚筒而不是平台印版来印刷。
此后的二十年中,凹版滚筒一直被用来印刷多种产品。
今天,平台和滚筒型印版都被使用在多种不同的 印刷机上来印刷报纸的星期日副刊、杂志、大宗函购定单、邮票、甚至纸币等等, 许多的印花织物也是凹版印刷的产品。
凹版印刷的原理与凸版印刷的原理完全相反,凹版印刷的印纹部分低于印版版面,凹版印刷时蕴藏在凹版印纹的油墨比凸版,平版多,所以印刷出来的印件图纹会有稍微凸起的感觉,表现出来的层次和质感都比凸版和平版佳。
凹印与其他印刷方法不同的是它的印版上经过腐蚀或者雕刻;形成很多低于印版表面的不同容积的着墨孔,这些着墨孔形成了凹印印版的图文。
在印刷过程中,印版辊筒表面浸入墨槽中,表面上的着墨孔填满了油墨;由刮墨刀将多余油墨刮掉,只在着墨孔内充满油墨;印版辊筒继续转动,着墨的印版辊筒与承印物和压印辊相互接触,在压力作用下,着墨孔内的油墨接触承压物,由于承印物具有吸附性,油墨转移到承印物上;随着印版辊筒继续转动,着墨印版与承印物分
离,这时一部分油墨转移到承印物上,一部分油墨流回着墨孔中,完成印刷过程。
在印刷过程中,凹版印刷工艺比胶印简单,不存在胶印的水墨平衡,而且是直接印刷,其颜色再现和色彩的一致性更好,而且废品率低,承印物浪费少,特别是耐印力远比胶印高,印数可达50万印以上,非常适用于高档烟酒包装的印刷。
凹印最大特点是印品的墨膜比较厚,一般在9~20微米,比柔印的墨膜几乎要厚一倍,印品立体感强,层次清晰,色泽鲜艳和饱满。
凹印油墨黏度很小,通常在20~300mPa.s之间,以保证油墨具有良好的传递性能,得到优良的印品质量。
凹印的使用范围较广,纸张、薄膜、铝箱等都可印刷,而且印刷速率快(一般在100~300m/min)。
凹印油墨由于墨层厚,所以油墨中颜料的含量相对比较低,一般在6%~9%之间。
UV凹印油墨在配方设计上与UV柔印油墨接近,要选用低黏度,固化速率快的低聚物和活性稀释剂。
优点:油墨浓厚,色调表现力强,使用低价格的纸张就可以印刷出良好的效果. 由于制版困难,因而具有较高的防伪性,适合凭证,纸币,有价证券等的印刷.其耐印力强, 适合于印制大量的印刷品.
缺点:只适合大批量的印件,修改困难且费用高
印刷物品举例:钞票
三、 平版印刷(通常也被称为胶印)
平板印刷是利用水与油墨之间的相互排斥的原理,印刷版上的印纹部分吸收油墨,非印纹部分则吸收水而排斥油墨.
平版印刷基于油水相斥原理,其印刷工艺过程如下:
首先,在平版上形成着墨的图像部分。
图像能够直接用油性铅笔在平版上画出,也可用照相方法形成。
其次,给印版供水。
因为油水相斥,水被图像所排斥,所以水覆盖了印版的非图文部分。
再次,给整个版面覆盖一层油墨,因为油水相斥,油墨被着水部分所排斥,所以 油墨黏附到油性图像上。
然后,纸张被压印在平版表面,着墨的图像也就转移到了纸上。
与凸版印刷及凹版印刷不同,平版印刷的印刷图像仅仅平置于印版表面上。
在印刷过程中,纸张和图像相摩擦,图像很快就会被磨损,当印版用于高速运转的印刷机上时尤其如此。
为了减少印版上图像的磨损,图像首先应被转移到橡皮布上。
据有关资料显示,平版印刷术是德国人Alois Senefelder 在 1798 年所发明的,他是把涂在一块笨重石灰石上的油性图案直接印到纸上的。
而现在各种不同的平版被用于高速胶印机和小胶印机来进行印刷, 其产量比其他任何一种印刷方法都要多。
胶印的特点:
1.油墨厚度很薄,一般胶印油墨单色厚度2微米左右。
2.由于墨辊和水辊交替与印版接触,故对油墨印刷适性要求极高,同时要防止
油墨乳化。
3.胶印的印刷速度快,一般在100~400m/min。
4.胶印油墨黏度高,颜料浓度高,着色力也高。
5.套印精度高(压力小),图文再现性好,网点清晰,层次丰满。
根据胶印以上特点,UV胶印油墨配方设计应考虑低聚物和活性稀释剂要有较好的抗水性能,在印刷中墨辊和水辊不会交替接触,发生乳化现象。
UV胶印油墨中颜料浓度高,为了更好地分散颜料,常选用对颜料分散性好的聚酯丙烯酸为主体树脂成分;由于胶印印刷速率快,低聚物和活性稀释剂要选用固化速率快,官能度高的树脂和单体。
UV胶印油墨所使用的光引发剂,通常也是以ITX+907复合为主,对红、黄两色油墨可加651,而黑色油墨以369代替379,白色油墨则用T P O或819与184配合。
为了提高光固化速率,可加入适量T P O、819等。
UV胶印油墨所用颜料量最大,一般在15%~21%,所以研磨、分散非常重要,一般都用分散树脂和部分活性稀释剂现在研磨机上研磨、分散制成色浆,再将色浆和其余组分用三辊机研磨制成油墨。
平版印刷的优点:制版简单, 版材成本低廉, 印刷工作准备迅速, 复制细节及图像效果良好, 可承印大批量印刷制品。
缺点:因为油墨和水的平衡问题而导致色差,潮湿会导致纸张伸缩, 油墨色调表现力差,印纹的色彩表现略受影响。
印刷物品举例:报纸,书刊
四、 丝网印刷(也称为孔版印刷和网版印刷)
丝网印刷,又叫丝印或网印,属于孔版印刷。
网印的印版是一种多空的丝网模版
有一种印刷方法是通过把油墨挤压过孔版的孔来进行印刷的,而普通的用孔版印 刷方式就是丝网印刷,这种方法也称为孔版印刷和网版印刷。
丝网印刷的过程是:将纸张放在网版下之后,把有着漆状黏度的油墨施加于网版上。
最后,打匀并挤压油墨而使其通过孔版的孔到达网版下面的纸上,这个步骤是通过在网版上拉动橡皮刮板来完成的。
用丝网印刷装饰物体的方法是很古老的,有资料表明,丝网印刷技术在中国广泛 用于陶器和其他物品的装饰。
早在 20 世纪早期,丝网印刷就得到了迅速的发展,后来许多年中,又相继开发出大量不同种类的模版材料。
现在几乎任何不同形式 或大小的物体表面都可用丝网印刷的方法来印刷。
特点:
1.油墨层厚:一般胶印、凸印、柔印的油墨厚度只有几微米,凹印也只有9~20
微米,而网印油墨厚度可达30~100微米,因此油墨的遮盖能力特别强。
2.可使用各种油墨印刷:网印可使用溶剂型、水性、辐射固化型多种不同种类
的油墨,印品油墨干燥包括挥发干燥、渗透干燥、氧化聚合干燥、光热固化干燥、电子束干燥等。
3.版面柔软,印刷压力小,可在各种承印物上印刷:丝网印版柔软而富有弹性,
所以不仅可以在纸张、薄膜、纺织物等柔软的材料上印刷,而且还可以在金属、硬质塑料、陶瓷等高硬度的材料上直接进行印刷;因为网印的印刷压力非常小,所以也可以在玻璃等易碎材料上印刷。
4.承印物的形状和大小无限制:网印能在特殊形状的成型物(瓶杯、工艺零件)
及各种展平物上印刷,而且能印刷超大型的广告、垂帘等材料,还能在厚膜集成电路等超小型、超高精度的物品上印刷。
网印的以上特点,使在胶印、凹印、凸印、柔印等难以印刷的情况下,都可以用网印来印刷,所以其用途非常广泛。
网印可以用于纸张、纸板、塑料、厚膜、金属、木材、玻璃、陶瓷、纤维等材料表面的印刷,不管它的形状、厚度和尺寸大
小,即可手工操作,又有自动化的机器印刷,故广泛应用于包装、装潢、广告、印刷电路、电子元器件等领域。
优点:能印出浓厚的油墨层,印件量较少时,较为经济。
缺点:细节印刷粗糙,需要烘干,尤其是使用浓厚的油墨层时。
印刷物品举例:T恤,塑胶瓶,玩具
网印油墨一般黏度较大(1~10Pa.s),印速较低(5~30m/min),墨层较厚(10~30微米),因此在制备UV网印油墨时要根据上述特点进行配方设计。
UV网印油墨最常用的低聚物为环氧丙烯酸树脂,固化速率快、综合性能好、价格便宜。
也可适当加入聚氨酯丙烯酸树脂,改善脆性,提高柔韧性和附着力。
UV网印油墨使用的活性稀释剂,一般根据油墨黏度、固化速率等要求,选择单、双、多官能度丙烯酸脂搭配使用。
对一些要求皮肤刺激性小的装饰性油墨,尽可能使用烷氧基化丙烯酸酯。
UV网印油墨所使用的光引发剂,通常以ITX+907配合为主,对红、黄两色油墨可加651,黑色油墨以369代替379,白色油墨则用T P O或819与184配合。
要提高光固化速率,可适当加0.5%~1.0%T P O。
UV网印油墨所用颜料与一般油墨类似,由于油墨层厚,所以颜料用量较少,一般在5%~8%。
UV网印油墨黏度较大,而颜料添加量又较少,可加入较多的填料调节黏度,特别加入折光性较好的透光填料,有利于墨层底部的固化。
填料价格便宜,可降低油墨成本,填料加入时减少固化体积收缩,也可提高附着力。
为了改善网印的滑爽性,常添加滑石粉。
UV网印油墨为了改善印刷适性,提高网印质量,也需添加助剂如消泡剂和流平剂,使用有机硅类或含氟类助剂时,要考虑重涂性,即套色印刷时,表面张力低的色墨印在表面张力高的色墨上,对厚油墨层或有触变性要求的墨层,要用触变剂气相Si O2。
UV网印油墨制造一般都将低聚物、活性稀释剂、光引发剂和颜料及填料用捏合机或高速搅拌机混合后,再用三辊机研磨至所需的细度,就得到成品。
五、 热转移印刷
热转移印刷也称升华印刷,其实它并不是什么新的印刷工艺,只是最近,这
种工 艺方法才得到迅速的发展。
现代热转移印刷首先要用特殊的油墨,在某些情况下,还要用特殊的纸张。
我们把经过干燥的印刷图文放在织物上并进行加热, 大约达到 199℃时油墨由固体变 成蒸气(升华)。
这样就使得燃料进入织物纤维内并使其染上了颜色。
六、 喷墨印刷
喷墨印刷属于非接触印刷工艺,它不需要像活字、由照相方法制作的印版或软片 那样的印刷表面。
欲印刷的原稿直接由计算机给出,喷墨印刷机上的微计算机控 制了印刷头上的墨流,根据指令,油墨微粒由喷嘴喷出并形成字符或图像。
油墨微粒是在喷墨系统中产生的。
它们既可以被喷射在运动中的纸卷上,又可以在不印刷时发生偏转进入储墨器中,偏离的油墨可以被再次使用。
特点:
1.完全脱离了传统印刷工艺的繁琐程序,对市场反应快速,作业准备时间和生
产周期短。
2.可以用非常高的时间效率和低成本效率完成数字样张和短版作业的生产。
3.可以可变数据印刷和按需印刷,实现个性化印刷。
4.通过互联网传输,实现异地印刷。
5.可在不同材质:纸张、纸板、薄膜、塑料、金属、木材、陶瓷、玻璃、织物、
皮革上印刷,毫不夸张地说,目前喷墨成像技术已经可以在除了水和空气以外的所有平面和非平面材质上印刷。
喷墨印刷中最重要的耗材就是喷墨墨水。
喷墨墨水的化学组成和性能决定了打印图像的质量、墨滴喷射的特性和打印系统的可靠性。
喷墨墨水目前有水性、溶剂型、弱溶剂型和近年发展起来的UV喷墨油墨,它们各有所长,应用于不同的喷墨印刷领域。
UV喷墨印刷结合了喷墨印刷技术和UV固化技术的各自优点,既有喷墨印刷技术在使用和操作上的便利,又有UV固化技术在经济上和技术上的优势,其特点为:
1.没有或极少有机溶剂的挥发,不污染环境,属于环保型产品。
2.快速固化,生产效率高。
3.固化前油墨不干燥,不堵塞喷头,减少喷头清洗,在喷墨过程中,油墨组成
恒定。
4.优良的印刷质量,色彩鲜艳,分辨率高,特别耐摩擦,抗划伤性和耐化学药
品性好。
5.适用于多种基材,如柔性或刚性,可吸收性或非吸收性材料。
UV油墨用于喷墨印刷,要解决三个技术难点:低黏度,稳定性和氧阻聚。
1.喷墨油墨必须具有低黏度,黏度≤30m p a.s有一定难度,必须选择低黏度的
低聚物和活性稀释剂,而低黏度的低聚物和活性稀释剂往往官能度也较低,这就不利于固化速率提高,也不利于颜料的分散和稳定。
2.UV喷墨油墨用的着色剂是以颜料为主的,要求颜料细度在1微米或更低,然
后分散在低黏度的树脂体系中,不发生聚集,放置时不产生沉降。
因此要选用对颜料润湿性好的低聚物,分散性好的颜料和稳定性好的分散剂,经过研磨加工后,获得细度≤1微米,放置不沉降、不聚集的油墨。
3.UV喷墨油墨从喷头中喷出微小墨滴,有极大的表面,空气接触面大,有更多
的氧溶入油墨中,严重的阻碍墨滴UV固化。
目前大型喷绘机的喷头移动速度在30m/min左右,这就要求油墨有较快的固化速率。
所以UV喷墨油墨在配方上必须考虑克服氧阻聚,选用活性高的光引发剂和固化速率快的低聚物和活性稀释剂。