凸版制版原理及方法杭州臻轩科技有限公司

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凸版制版的方法有多种,可由照像底片硒在金属板材上,经腐蚀得凸版印版,也可由照像底片在感光性树脂上晒制成凸印版;还有用电子雕刻机雕刻成凸印版;对已制成的凸版能用浇铸筹方法复制成凸印版,在使用中根据要求选择制版方法。

一、铜锌凸版

通过照像的方法,把原稿上的图文复制成正阴像底片,然后将正阴体底片的图文晒到涂有感光层的铜板或锌板上,经显影坚膜后用三氯化铁或硝酸将印版版面的空白部分腐蚀下去,而得到浮雕般图文的印版。

金属板一般用铜板制作质量要求较高的图案和连续调加网的照片,锌板制作划图或简单的图案,锌板中有微晶锌板,适合无粉腐蚀,也可代替铜板使用,有粉锌板适合有粉腐蚀用。制凸版用的有粉锌板是合金。含有锌99%,铅0.2~0.5%,镉0.2~0.35%,铁0.~0.O2%。微晶锌板含锌99%,铝0.02~0.10%,镁0.05~0.15%。

其制版工艺流程为:板材准备→晒版→腐蚀→整版→打样。

1.板材准备

选择合适的铜板或锌板,裁切成需要的尺寸,去除板面的油渍、氧化膜、伤痕、水渍、砂眼等。去除方法可选用质轻、软、没有节疤或裂缝的木炭,进行研磨。经研磨的板面,还产生极细的条痕,可以增加对感光液的吸附力。研磨好的金属板,放在烘版机内流布铬胶感光液,待感光液烘干后可供晒版用。

铬胶感光液由重铬酸盐(重铬酸铵、重铬酸钾等)与高分子物质(明胶、聚乙烯醇等)混合而成。

2.晒版

晒版是在晒版机中进行,使涂有感光液的金属板主面与正阴像底片密接接触,密接的方法有的用海绵衬垫加压,有的用真空抽气方法,密接后进行曝光,曝光时只有阴像底片上的图像部分能透过光线,使感光层受光作用,变成不溶于水的物质,在金属板上形成影像,板面上其他部位的感光层未受光的作用,感光层未发生变性,仍能溶解于水。

曝光时间根据底片的密度和透明度、线划的粗细、感光液的性能、感觉层的厚薄、光源的成分及强弱、晒版机到光源的距离等因素决定。

曝光完毕后,将金属板用水冲洗进行显影,使未受光作用部分的感光层被水溶去,经显以后的板面只留有由硬化胶层形成的影修,为使影像清晰可辨,在板面可涂布甲基紫溶液染色,并可起到坚膜的作用,防止产生脱胶现象。

为了版面上硬化胶层(即图像部分)能适应下一工序的腐蚀,必须增加硬化胶层的耐腐蚀性,因此,将其进行烘烤,烤到胶层呈栗色即可。烤版要求全版面均匀一致,如烤版不足,胶层没有彻底脱水硬化,呈桔黄色,会减低抗蚀性能,在腐蚀时产生局部脱胶,如烤版过久,胶层呈点黑色,则胶层不能紧密地吸附在版面上,失去抗蚀性能,会产生全面脱胶。烤过的版面,冷却后即可修版腐蚀。

修版的目的是将版面上不需要的抗蚀膜彻底干净地除掉,而保持和修整所需要的图像,使其具有抗蚀性能,

3.腐蚀

腐蚀的目的是要使有硬化胶层的图文部分保持原状,而无胶层的空白部分经过腐蚀后就凹陷下去,从而使图文部分仍在同一平面上,并高于空白部分,达到凸版印刷的要求。

腐蚀一般铜板用三氯化铁溶液腐蚀,其化学反应式为:

2FeCl3+Cu→2FeCl2+CuCl2

锌板用稀硝酸溶液腐蚀,其化学反应式如下:

4Zn+1一10HNO3→4Zn(NO3)2+N2O+5H2O

这些溶液对金属印版的腐蚀结果,不仅将空白部分垂直向下腐蚀;而且还会产生对图像部分的侧腐蚀,从而降低印版的耐印力,为防止产生侧腐蚀,就产生有粉(红粉)腐蚀和无粉腐蚀两种方法。

(1)有粉腐蚀工艺

有粉腐蚀工艺流程是:开始腐蚀前,应在金属板背面涂上抗酸漆,以保护背面。放人腐蚀机内进行初腐蚀,当图文开始出现侧面时,必须将侧面保护起来,以免在继续腐蚀的过程中,发生侧腐蚀,使细小线划变细变形,初腐蚀完毕后,经清洗,全面浇注重铬酸铵溶液,浇注重铬酸铵溶液的作用是因重铬酸铵是亲水疏油的,在凹下的空白部分起抗油作用,不使凹下部分粘上油墨。再在凸出的有胶膜的图文部分滚上油墨,以进一步保护图文部分。

侧面保护,采用图形四周侧面分别刷上红粉。烤版后红粉被溶成一层耐蚀层,红粉是由麒麟血树果实的红色树脂制成的亮红粉末,熔点低,不溶于水,能溶于乙醇、乙醚和油类,具有耐腐蚀性。

上红粉经烤版冷却后,即可进行第二次腐蚀,当新的侧面继续产生时,重复前面的方法,再次刷粉、腐蚀、修整、一般需在复上粉4~5次,才能达到腐蚀的深度要求,由于多次上红粉的结果,使图立的侧面呈阶梯状,这样的印版不适于印刷,国此,最后还需进行完全腐蚀,使图文侧面的梯级去掉,形成斜坡的侧面,即可进行印刷用。由于该工艺操作复杂,劳动条件差,现已改用无粉腐蚀工艺。

(2)无粉腐蚀工艺

无粉腐蚀在无粉腐蚀机里进行,是在腐蚀液里加入化学添加剂作为侧面保护剂的一种腐蚀工艺。添加剂由有机溶剂和表面活性剂组成。有机溶剂主要是由二乙苯、精烷苯、煤油等组成,具有耐酸性,但不能和水混合,再加入表面活性剂后,在机械搅拌下,使水和活性剂形成水包油的乳状液体。油剂在版面成膜后张力减小,而在腐蚀过程中形成保护膜,保护膜在版面的各部分的附着力不同,在图文部分因有感光膜层的存在,保护膜的附着力大,而空白部分的附着力较小,在腐蚀过程中,腐蚀液垂直喷力很大,便破坏了版面的保护膜,进行深腐蚀,而图文部分的侧面得到了保护,并形成了坡茺均匀的侧面。

无粉腐蚀可以一次完成,而且图文侧面保持完整无损,所以无粉腐蚀具有制版速度快、图文侧面坡度好、劳动强度低,制版质量高的优点,因此,有粉腐蚀工艺逐步被无粉腐蚀下艺所代替。

4.整版

整版是将腐蚀合格的铜锌凸版,把不需要的部分用钻头钻掉或钻深,以避免印刷时沾墨起脏,只要能容纳钻头的空白部分都要钻到,钻头与图文靠得越近越好,所钻平面要求平整、均匀、美观,钻的深度符合印刷的要求。

如拼在一起制的图版,要将图形逐个分开,此外,图版要与活字拼装在一起印刷,所以图版要配底托,底托有木底托或金属底托,金属底托可以循环使用,底托的夹角要成90,便于拼版,底托厚薄要一致,图版加底托后其高度应与铅字高度相同,但宜低不宜高,低则还可在底托背面粘贴纸板予以校正。

将图版粘贴于金属底托上,或钉在木底托上,即可供印刷。

5.打样

打样的目的是为了检校及防止图形颠倒或位置放置,是为了检查质量,如腐蚀的质量好坏。对打样中暴露出来的问题,采取相应的方法加以解决,或采取整个腐蚀,或采取局部腐蚀,或用针划、刀刻等等,使质量符合原稿要求。

二、感光性树脂凸版

感光性树脂凸版是以合成高分子材料作为成膜剂,不饱和有机化合物作为光交联剂,而制得具有感光性能的凸版版材。感光性树脂在紫外光的照射下。分子间产生光交联反应,从而形成具有某种不溶性的浮雕图像。它与照像排版技术相结合,即提高了制版速度,又能废弃铅合金印版,使冷排更完善,为凸版印刷开创了新途径。

感光性树脂凸版其制版工艺流程如下:

文字原稿→照排→照像

线划原稿→照像 →拼版→制树脂凸版

连续调原稿→加网照像

由上述工艺流程中可知,如果照排输出的是胶片,则可以省去照像这道工序。

感光性树脂凸版的版材种类很多,从树脂成型前的形态上可分为液体固化型和固体硬化型两大类。

1.液体固化型感光型树脂凸版

液体固化型感光性树脂凸版,简称液体树脂版,感光前树脂为粘稠、透明的液体,感光后交联成为固态。

(1)液体固化型感光性树脂凸版的成分

树脂是脂肪族和芳香族的饱和与不饱和的多元羧酸,以及二元醇类进行缩聚得到的不饱和树脂。

交联剂是在紫外光的作用下发生交联而变成固体,常用的有丙烯酸,丙烯酰胺,二甲基丙烯酸乙二酸脂类,丙烯酸乙二醇酯等。

光引发剂也叫光敏剂,是光聚合反应中传递光能的媒介物,主要是安息香及其醚类。

阻聚剂是抑制暗反应发生的物质,常用对苯二胺。

(2)液体树脂凸版成型主要工艺流程

液体树脂凸版成型的主要工艺流程是:铺流→曝光→冲洗→干燥与后曝光。

铺流在曝光成型机中进行,将配制好的感光树脂液注入曝光成型机的料斗中,从料斗里流出感光树脂液,料斗顶端的刮刀将流出的感光树脂液刮成一定的厚度。

曝光在感光树脂液上复以透明薄膜,放上阴像底片进行曝光,先进行正面曝光,再进行背面曝光,也可先进行背面曝光,再进行正面曝光。正面曝光时间约为背面曝光时间的10倍,根据感光树脂液的性能,使用紫外光丰富的光源最适宜,故常用高压水银灯或黑光灯。

冲洗把曝光后的树脂版放入冲洗机内用稀氢氧化钠溶液冲洗,浓度约为3~5%,温度约为35℃,冲洗中未受光作用的树脂被溶液,片基上留下硬化的图文部分。

干燥和后曝光用红外线干燥器将洗净的树脂凸版干燥,后曝光的目的在于增强感光树脂凸版的版面强度,提高耐印力。

液体固化型感光性树脂版是即涂型版材,价廉,尺寸稳定性较差,版面伸缩性受温、湿度的影响较大,同时要求有较好的成型设备,适合于制作较粗糙的线条文字版。

2.固体硬化型曝光性树脂凸版

固体硬化型感光性树脂凸版,简称固体树脂凸版。在聚脂薄膜片基上涂布感光性树树脂,用阴像底片在紫外光下曝光,经显影即可得到浮雕状的凸版板材。现有感光性尼龙凸版和聚乙烯醇感光性树脂凸版两种。

(1)感光性尼龙凸版的成分

树脂:醇溶性共聚尼龙;

光交联剂:N,N′-甲撑双丙烯酰胺;

光引发剂:二苯甲酮;

阻聚剂:对苯二胺、对叔丁基邻苯二酚、对甲基苯酚等。

(2)聚乙烯醇感光性树脂凸版的成分

树脂:聚乙烯醇,聚合度为~;

交联剂:羟甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺乙二醇二醚;

光引发剂:α-羟甲基安息香甲醚;

阻聚剂:对苯二胺、对叔丁基邻苯二酚、对甲基苯酚等。

(3)聚乙烯醇感光性树脂凸版晒版工艺流程

聚乙烯醇感光性树脂凸版晒版工艺流程为:曝光→冲洗→干燥和后曝光→热固化。

曝光在晒版机中进行,将阴像底片与树脂板密接曝光,光源可选用低功率的冷光源。

冲洗用水显影,水的温度一般为45~50℃,如用冲洗机显影,水压一般控制为2~2.5公斤/厘米2,温水可循环使用。

干燥和后曝光经热空气干燥后,再进行曝光,也可用紫外纹光源的干燥器,边干燥边曝光。

热固化放人~℃的烘箱内,进行热固化处理,使聚乙烯醇分子脱水,以提高印版的硬度。

固体树脂版用机械成型,平整度较好,是预涂型版材,固定于金属片基或聚酯薄膜片基上,收缩性小、尺寸稳定,质量软高,可制作网线图版,感光性尼龙凸版,由于尼龙分子中具有酰胺基和分子间存在氢键,所以有弹性好、坚韧性强、耐磨性好、分辨力高等优点。它们的制版工艺虽简单,但成本校高,因而使用受到影响。

三、复制凸版

不论是手工排版制成的活字版,还是机械排版制成的活字版,都是原版。原版可以直接上平台机印刷,但由于铅合金活字版耐印率不高,而且笨重,不易搬运,如果印数大就要重复排版,很不经济。为了解决这一问题,则通过原版复制成各种印版,用于多机印刷或异地印刷。

复制凸版有以铅合全为板材的铅版,也有以塑料为板材的塑料版,以至尼龙版、涤纶版等。

1.复制铅版

复制铅版又称纸型铅版,其工艺流程为:原版→制纸型→烧铸铅版→电镀。

(1)制纸型

纸型是用特制的纸型纸(内层是厚型纸,接触字面的表层用薄型纸裱糊而成)覆在活字版上压成凹陷图文的纸质模型。纸型可浇铸相同的铅合金版,供多机同时印刷,并能浇铸圆弧形铅版,供轮转印刷机使用。纸型携带便利,便于送往其他地方浇铸印版印刷,还可长期保存,以备重版之用。

制纸型一般有两种方法,一种是湿制法,一种是干压法。

湿制法是将原版放在铁台上面的铁框内,配置适当的铁条固紧,刷清积尘,将纸型材料放在原版上面进行打型,打型时在纸型材料上覆盖一块湿布,在湿布表面用特制的毛刷平稳而有力地往复敲打。打好后为了耐用,用纸板把纸型的非图文部分垫平,刷糨糊,再次覆上湿布敲打,纸型符合质量要求后,连同铁框推入压平机中加热烘烤,最后经过适当的裁切和整理,即可应用。

湿制法原为人工敲打,现改用机械打纸型,用这种方法制取的纸型,字迹较深,笔划清秀,与原版相差不大。

干压法是用机械压制纸型的方法,纸型纸较厚,坚实而具有可塑性。用压型机压型又有冷压法和热压法,冷压法压成的纸型须放到干燥室进行烘干处理,热压法只须将压型机的压板加热到~℃时,在压力的作用下,即可得到纸型。

纸型在重版时使用,如要作少量文字的修改,也是可以的。

(2)浇铸铅版

以纸型为模板,在铸版机上浇铸铅版。各种不同的凸版印刷机都有各自的铸版机。铸版机分为平版铸版机和圆版铸版机两种。圆版铸版机将铅版铸成弧形,供轮转机印刷。

浇铸铅版用的是铅合金,用来浇铸平铅版或圆铅版的铅合金成分配比稍有差别,与铸活字的铅合金成分配比也有所不同。铅版浇成后,经刨平、修整和钻孔等加工即可使用。

(3)电镀

用电镀方法在铅版表面镀上铁、铬等金属层以增加印版的耐磨性,提高印版的耐印力,铅版上镀上一层铁的镀铁印版,耐印力在10万印左右,镀上一层铬,印版耐印力可提高到50万印左右。

2.复制塑料版

用塑料复制成凸版代替铅版进行印刷,可制成平形或弧形两种,一般用热塑性塑料轧制成片状版材,在模板上加热压制而成,也有经加热熔融后,在模板上注塑成型的。

复制塑料版的工艺流程为:原版→压母型→压凸版→铣版→弯圆→圆压圆印刷。

↓圆压平、平压平印刷

利用热固型酚醛树脂制成母型纸,放在原版上送入压型机中加压固化,然后用氯醋塑料或聚氯乙烯在一定温度、时间和压力的控制下压制,待塑料版冷却2~3分钟脱模取出,可以防止凸版脱模后的收缩。

注塑法用ABS树脂、聚酚氧及氯醋和聚氯乙烯、聚丙烯等塑料压注,它具有成本低,效率高,质量好等优点。

弯圆是将凸版放在温水中烫软,随后弯圆,弧度要符合印版滚筒的图弧,使印版完全与滚筒面吻合,否则印刷中会出现断裂、跑版现象。弯圆用的水温由印版的原材料决定,加热弯圆后的印版要立即放入冷水中冷却定型。

塑料复制版与铅版相比,具有许多特点:主要有版材重量轻,减轻了工人劳动强度,耐印力高,聚氯乙烯凸版能印10万~20万印,氯醋共聚凸版能印30万~40万印,聚酚氧凸版可达50万印,聚丙烯凸版四达70万印:印刷质量也较好,表现在字迹笔锋清晰;可以减少工序,缩短制版周期,加快了制版速度;节约有色金属,改善工人劳动条件,避免有毒作业。

上述各种塑料凸版,各有优缺点。

聚氯乙烯塑料凸版主要优点是:原料来源丰富,价格低廉,有较好的机械性能和耐腐蚀性等。但耐热性能差,使用温度最高不得超过60℃。

氯醋共聚塑料凸版是以氯乙烯和醋酸乙烯为原材料合成的,它与聚氯乙烯比较有改进。氯醋共聚树脂流动性好,易在较低温度下加工成型,溶解性能好,能溶于普通溶剂;机械物理性能加强,如坚固性,抗冲击性等。

聚酚氧塑料凸版是以双酚A与环氧氯丙烷聚合而得的。具有重量轻、无毒、变形小、再现性好、强度高、耐磨等优点;但聚酚氧树脂价格过高。

聚丙烯塑料凸版由丙烯聚合而成,同样具有重量轻、耐磨性好、无毒等优点,价格低廉,来源也丰富,用旧的印版经粉碎后,加上20%的新料,仍可继续压注使用,从而代替了聚酚氧塑料版。

四、电子雕刻凸版

电子雕刻凸版是用凸版电子刻版机直接雕刻成印版。凸版电子刻版机简称凸版刻版机。

1.凸版电子刻版机

凸版电子刻版机用来雕刻连续调原稿,特别是彩色凸版,能自动修色。工效高,质量好,雕刻完毕只要作好全面修正腐蚀,即可印刷,但由于凸版印刷量日趋减少,再则电分机和自动制版设备的发展,新的板材的应用,使用价格昂贵的凸版电刻机已相形见绌。因此,目前国外已不再生产凸版电刻机。

凸版电子刻版机有原稿和版材放在二侧的平台上,以平面来回移动进行扫描和雕刻,所以是平台式的电刻机。它以点光源对原稿进行扫描,利用滤色片和光电管的作用,使原稿反射或透射出不同光量,经电子计算机计算,修正后变为逐点逐线的强弱不同的电信号,然后经过调制放大,带动刻版头上的雕刻刀,在版材上进行雕刻而成印版。它采用杠杆连接,进行无级变速,与电子分色机一样有各种图像处理功能。

2.电子雕刻凸版制作过程

电子雕刻凸版制作工艺流程为:版材准备→机械调整→试刻→原稿整理→雕刻→凸印版。

版材准备常用版材有锌板、铜板、铝板、镁板,也可用塑料板,要求版材表面经处理后涂布一层薄蜡。

机械调整并试刻检查雕刻出的网点大小和形状是否符合要求。

图4-24补蚀处理

原稿整理、雕刻对原稿进行整理,经试刻合乎要求后,将准备好的版材装在刻版台上,进行正式雕刻。

雕刻速度与所选用的网线数有关,因雕刻头的频率一定,所以网线越细,雕刻速度就越慢。

电子雕刻凸版往往因刻刀磨损,版面上刻出的断面,印刷时容易积墨而糊版,要进行补蚀处理,即可作上机印版。




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