1、柔版印刷新技术浅析套筒印版技术与新型网纹辊一、 套筒印版技术目前，随着市场的逐步成熟和订单的多样性，多数柔印机械厂都面临着如何实现“快速换版”系统的压力。如何实现快速更换印版和网纹辊是柔印生产者必须要面对的问题。在国外，几乎 90%以上的宽幅柔版印刷机都已使用套筒式印版辊和网纹辊技术，以方便客户的实际操作；在国内，应用“快速换版”技术的国产设备也正在逐渐增多。可以说，套筒“快速换版”技术已成为衡量柔印机是否先进的一个重要技术指标。传统的带轴式版辊存在效率低，装卸版费时、费工、安全性差，储存不便，灵活性差，非标准化等缺点，与现代柔版印刷的发展不相适应。而套筒式技术采用快速、轻便、安全的套筒换版技
2、术，推动柔版朝着高品质、高安全性、高标准化的方面发展。没有套筒技术，柔版印刷的许多发展障碍重重。套筒技术在柔印的应用包括套筒式网纹辊（简称套筒网纹辊）、套筒式印版辊（简称贴版套筒）和套筒式印版（简称无接缝印版）等。1）套筒的安装和拆卸套筒一般是安装在气涨芯上的。套筒的装卸原理如图所示。气涨芯的一端有一个进气孔，表面分布着一些气孔，进气孔与这些气孔互通。当从气涨芯的进气孔充入压缩空气后，压缩空气就会从气涨芯的气孔中排出，当套筒向气涨芯安装时，就会在气涨芯表面和套筒内壁中间形成一层气垫层，使套筒的内径膨胀扩大并漂浮在气涨芯上，从而使套筒可以任意地在气涨芯上来回移动，当位置确定后，切断气源，套筒就可
3、以紧固在气涨芯上不再移位。拆卸套筒是一样的原理和步骤。套筒网纹辊、贴版套筒、无接缝印版套筒的安装原理相同。2）套筒的结构和分类套筒是采用卷绕技术制成的，由基本套筒、可压缩层、表面聚合物（橡胶、树脂或金属铝）三层构成，各层都卷绕在芯轴的表面，并用树脂粘接在一起。基本套筒由玻璃纤维组成；可压缩层由特殊的聚氨酯橡胶（由玻璃微粒、玻璃纤维和树脂组成的混合物）组成；表层主要由包覆了橡胶或者合成材料的硬质聚合物组成，网纹辊套筒的表层主要由金属铝或镍组成。1. 贴版套筒贴版套筒专门用于装贴印版，用双面胶带在贴版套筒上装贴印版，套筒壁厚可在1.5100mm 任意选择，在一支气涨芯上安装相同内径、不同外径（壁厚
4、）的套筒来获得所需的各种印刷周长。ROTEC 公司 MEGA 套筒的壁厚为 1070mm，印刷周长可增长近 400mm。一般情况下，贴版套筒的壁厚在 25mm 为宜。因为套筒壁越厚，加工成本越高。为实现更大印刷周长，采取更换较大直径的气涨芯安装较薄壁厚的贴版套筒，可以节约使用成本。套筒的内径比图 2Rotec 贴版套筒表 1Rotec 套筒部分技术参数（单位：mm）贴版套筒气涨芯外/直径误差0.0200.015 最大标准全跳动误差 0.0250.010 最大圆柱度误差 0.0250.005气涨芯直径小 0.038mm 以内。贴版套筒按照结构和功能的不同，可分为基本套筒、轻质套筒、气垫套筒、过桥
5、套筒和自粘性套筒。基本套筒基本套筒由特殊的多层玻璃钢纤维经卷绕技术制成，主要用于加工贴版套筒、无接缝套筒和套筒网纹辊。轻质套筒轻质套筒是为使用普通印版和泡沫贴版双面胶带而设计的坚硬的套筒。内层为玻璃纤维加固的基本套筒，外层为硬质聚氨酯层，轻质结构适用于所有印刷幅面的跳动，壁厚1100mm。Rotec 公司轻质套筒为蓝色，蓝色轻质套筒的表层是经过精确加工的硬质聚合物，十分坚硬，具有硬度高、耐冲击和耐切割等特点，需要用带泡棉气垫性能的贴版胶带在套筒上装贴印版。气垫套筒气垫套筒是专为与薄印版匹配而设计，适用于大面积实地印刷，表面为软性可压缩材料，降低了对双面胶带的要求，为杜邦及富林特激光版的标准配套
6、套筒。Rotec 公司气垫套筒为黑色，黑色气垫套筒是专门针对激光制版技术和高质量薄版设计的。其表层材料是具有弹性、可压缩的聚氨酯类泡沫，压缩性能极好，采用黏性较高的薄贴版胶带（厚度0.1mm）来粘贴印版。黑色气垫套筒表层不仅韧性好、加工精度高，而且具有很高的可压缩性，能够吸收机器的震动。黑色气垫套筒与薄印版组合应用，网点扩大很小，能实现精细的高光网点，适用于高质量、精细产品的印刷。黑色气垫套筒的其他优点还包括：能够在一支套筒上同时满足实地和高网点的要求，印刷效果佳；减少对印版的磨损，延长印版使用寿命；具有很高的回弹性和吸震性能，提高机器印刷速度，生产效率高；选用胶带简单化，利于柔版印刷标准化等
7、。过桥套筒过桥套筒适用于套筒接套筒系统，可减少套筒壁厚，节约制作厚套筒的成本，并令装配更简单化。自粘性套筒自粘性套筒是在贴版套筒上包一层气垫衬板，在其表面再涂上一层特殊的胶黏剂，这种胶黏剂涂层可重复粘贴印版，不再使用传统的贴版胶带。采用自粘性套筒可节约成本。2.无接缝印版套筒无接缝印版套筒主要由内层、中间层和表层三部分构成。套筒的内层由特殊的多层玻璃纤维卷绕制成，重量轻、弯曲强度高。中间层由特殊的聚氨酯橡胶组成，具有很高的弹性和可压缩性，既可以增大套筒的壁厚，又能够吸收套筒所产生的拉伸变形。表层包覆橡胶或者树脂，用于激光雕刻图文。无接缝印版套筒可以实现连续线条、图案或相同底色的印刷，如包装纸、
8、水松纸、壁纸等。无接缝印版套筒不雕刻图文时，还可以用于涂布、满版上光等。3.套筒网纹辊网纹辊套筒的内层采用多层玻璃纤维卷绕而成，外层采用可压缩性材料和复合材料，表层包覆金属铝外壳，在铝基上喷涂陶瓷雕刻网孔。套筒网纹辊和贴版套筒同样具有快速、轻便、安全的快速更换的特点，尤其对于宽幅机组式和卫星式柔印机，采用套筒网纹辊不仅仅是机械厂在设计时面临的问题，更重要的是也给实际操作者带来了极大的便利。3）采用套筒技术的优点总结1.高效：可预先装贴印版，大大节约换版时间。2.安全、省力：重量超轻，装卸方便，节约人力，劳动强度低。3.灵活度高：能够满足个性化生产的需要。4.便捷，成本低：在一支气涨芯上安装不同
9、壁厚的套筒可以改变印刷周长。5.精度高，使用寿命长：采用特殊材料和工艺制成，精度高且使用寿命有保证。6.节省空间：可立体贮存，省地方。二、 新型网纹辊近 10 年来，网纹辊研究一直是柔性版印刷工艺研究的重心。从更细的网穴、新网穴排列角度到更精确的雕刻技术，网纹辊质量不断改进提高。近几年，随着 YAG 和 CO2激光光源雕刻技术的应用，将网纹辊的发展推向了更高层次。网纹辊技术的最新发展主要源于对柔性版印刷品更精细和更好色彩表现力的高要求，以及适应不断出现的新的承印材料。尽管新技术的应用还存在一个渐进的学习过程和需要大量资金的投入，但也的确为创造更高价值带来了机遇。在承印材料、印版和油墨的发展中，
10、如何将精确的墨量有效地传递到印版上对印刷图像的质量有着重要影响。网纹辊的开发为印刷商提供了更精确的计量油墨和取得更好的印刷质量的基础。但网纹辊主要的不足就是对机械磨损的抵抗力较低。随着现代封闭式刮墨刀系统的开发，要求网纹辊的表面要更加耐磨，实践证明，要获得稳定的高质量图像，应采用激光雕刻的陶瓷网纹辊。激光雕刻网纹辊可使网墙面积减少，使每平方英寸面积内有更多的网穴，网纹辊具有更高的网线数。传递的墨膜越薄，印刷网点的控制就越容易。如果采用先进的双光束激光雕刻技术，还能获得更高线数的网纹辊。提高激光雕刻水平的最新技术是采用 YAG 激光光源，它取代了传统的 CO2激光光源，雕刻出的高线数网纹辊不必再
11、采用抛光加工。网纹辊质量提高的结果是可以向印版传输更薄、更均匀的墨膜。网纹辊雕刻研究的初始阶段，人们主要将大量时间和精力集中于如何产生完美的几何形状的网穴。当时，这样做是完全必要的，然而，它却使得网纹辊制造商忽略了网纹辊本身的问题，而这是人们对网纹辊所期望的各种结果中影响十分关键的因素之一。网纹辊看上去简单，因此人们常常忽略了网纹辊基材，而且也很少有兴趣去研究网纹辊部件。其实，网纹辊是柔印机中最理要的部件之一。正是在这一点上柔性版上印刷的发展发生了重心转移。人们将重点从对网纹辊网穴几何形状方面的研究转向减小网纹辊及其他辊子挠曲度的研究，并且已经充分认识到辊子的挠曲度对墨层的均匀性有很大影响。研
12、究的结果就是应用碳纤维技术。碳纤维材料的应用不仅限于网纹辊，可以用于各种类型的辊子。采用碳纤维材料可使网纹辊具有很低的转动惯量、较高的刚度，重量轻、动能小（碳纤维材料网纹辊性能见表 1） 。采用这种先进材料后，在承印材料上能获得均匀的墨膜。陶瓷网纹辊的出现，柔性版印刷的质量、稳定方面确实有了很大进步。凹版印刷精度约为凸版印刷的 16 倍，其网点密度为 801800L/in。通常柔性印刷中的加网线数一般在150L/in 以下，超过 175 L/in 不仅增加柔印制版的难度，同时也会使印版的使用寿命大大缩短。目前从印刷加网线数来看，凹印和胶印的最高线数和印刷质量都比柔性版印刷高，但如果考虑柔性版印
13、刷无污染、节约资源以及印刷效率高、运行成本低等优势，站在陶瓷网纹辊厂商的立场上，通过对印刷机、制版技术、油墨和操作技术等方面的改良，柔性版印刷是有很大的发展空间的。印刷版线数的提高是高质量印刷的表现，以前的镀铬网纹辊，雕刻线数和网穴深度、容积是固定的，随着印刷版加网线数的提高，雕刻线数也应相应的提高。由此导致那些网穴容积减少，载墨量下降，不能满足印刷物浓度要求的只能使用在低档的印刷领域。而陶瓷激光雕刻网纹辊不仅具有陶瓷辊优异的耐磨损性能，而且利用不断改进的激光加工技术可以制备出具有理想载墨量的高线数的网纹辊。这是因为网纹辊的载墨量大小一方面通过改变网纹的线数来获取;另一方面，对于同一线数网纹辊
14、而言，还可通过改变网穴深度或网穴开口与网墙的比例来获得。譬如，500 L/in -15 的陶瓷激光雕刻网纹辊和360 线-20 的镀铬网纹辊相比，载墨量相当，但前者的印刷质量要明显优于后者。另外，对于陶瓷辊来说，即使使用刮刀，使用 35 年以后(3,0005,000 万 m)网纹辊几乎没有磨损，质量相当稳定。具有高网线数的网纹辊可以形成更薄、更均匀的墨膜，在高速印刷时能减少网点扩大，提高干燥速度，更准确的套印并减少油墨的消耗,从而强有力的保证印刷质量。陶瓷激光雕刻网纹辊的线数、网穴容积的选择准则通常，网纹辊的载墨量随着线数的增加而降低，在进行彩色印刷时，为使印版各个色调层次的网点准确再现，必须
15、保证印版上的每个网点都能准确着墨，因此网纹辊开口部分的面积必须要求小于网点面积，这样才能有一个或多个墨孔给一个网点传墨，而不至于让网点陷入网孔中，使印品网点出现扩大现象。因此应根据印版的网点大小、加网线数选择合适的网纹数。一般情况下, 网纹辊的网线数为印版加网线数的 4.56 倍。对于线数一定的网纹辊，随着网穴深度的增加，网穴容积应相应增加。镀铬网纹辊和陶瓷激光雕刻网纹辊网穴的断面照片如图 2 所示，网穴断面由呈现连续的圆形状。陶瓷激光雕刻网纹辊不仅可以根据激光雕刻的条件调节网穴容积，还可通过研磨加工调节2030左右的网穴容积，所以研磨加工也是调节网穴容积的重要方法。村田激光制辊主张通过提高网
16、线数的方法来避免研磨加工，这是因为:一方面，通过研磨加工损失了优异的陶瓷涂层;另一方面，在传递相同墨量的前提下，网穴越浅越利于油墨的传递。网纹辊网线数和载墨量的合理选用是一个较为复杂的问题，厂家和用户应经过充分探讨后确定。最好的方法是根据实际情况，采用测试网纹辊技术，快速准确的选择最佳网线、网穴指标，以达到最佳的印刷效果。网穴容积监控和辊子养护的重要性为了保证稳定优质的印刷质量，对网穴容积的监控显得非常重要。荷兰的 Steinhart 公司研制的 CAPATCH 测量系统，能在短时间对安装在机械上的网纹辊进行测量。其原理是将胶纸状的 CAPATCH 贴紧网纹辊表面，附属的塑料刮刀扎破有充满定量
17、测量液的胶囊，使测量液充满网纹辊网穴内，直到测量液完全填充到网穴中。因为测量液体量不变，网纹辊的网穴容积就和测量液体流经的长度成反比例。目前该方法有 3 个测量范围，分别为1.255, 315, 1050 BCM。这种测量方法也可对网穴中油墨的堵塞及网纹辊的研磨状态进行检查，对于网纹辊网穴的监控最为合适。陶瓷网纹辊使用时的注意事项1. 陶瓷网纹辊和镀铬网纹辊一样，都会发生油墨堵塞现象，所以使用后必须清洗。建议清洗时用不锈钢刷，网纹辊使用半年到一年后就用超声波清洗等方式对辊进行彻底清洗，以清除残留在网穴底部干固的油墨。定期对网穴容积进行检查和核实，保证网纹辊处于稳定状态。2. 陶瓷网纹辊和镀铬网
18、纹辊相比，更耐磨损，但辊面上的陶瓷涂层很薄且网穴很微小，一旦受到磕碰很容易造成永久性损坏。所以在安装或拆卸网纹辊时，要小心谨慎均匀用力避免网纹辊表面被其他金属等物体碰撞滑伤。3. 对于网纹辊表面的陶瓷涂层来说，其本身不会生锈，但因为陶瓷涂层呈现扁平粒子层叠的组合结构，属于多孔质，水等液体可能会渗透的涂层下的基辊上使其生锈，从而破坏陶瓷涂层与基辊的结合强度，影响印刷质量。所以当不使用网纹辊时，应该将清洗后的网纹辊保存在干燥状态。随着纳米技术的不断发展，使用纳米陶瓷粉末来制备更加致密的陶瓷涂层已成为一种发展趋势这为制备出高线数的陶瓷网纹辊创造了先决条件。另外，在高线数的陶瓷激光雕刻网纹辊上配合以新型的纳米油墨，可进一步提高印品的品质。因此高精度、高品质、高线数的陶瓷激光雕刻网纹辊是必然的发展趋势。
