常见的几种印刷工艺的原理

  • 平版胶印工艺
  • 卷筒胶印
  • 柔版印刷
  • 丝网印刷
  • 凹版印刷

平版胶印工艺

平版印刷流程大致如下:首先,纸张装载到印刷机后端的输纸台上,纸台的上面有一排吸嘴,吸嘴一次吸起一页纸,由叼纸牙(链动的抓取钳)钳住纸边(也称咬口Gripper Edge)把纸张送到第一个印刷单元,完成第一色印刷。印刷完之后,由叨纸牙把纸再送到下一个印刷单元,以
此类推。

印刷机结构可以根据印刷单元的多少来划分。如书刊一般只印刷黑色字体,所以,书刊印刷机只有一个印刷单元,但是结构非常庞大,可以多页同时印刷。

典型的彩色印刷机至少有4个印刷单元(CMYK青、品、黄、黑四色),有的可能还有第5个甚至第6个单元,用于上光或者专色(Spot)(除CMYK之外的颜色)印刷。

印刷单元的工作原理如图。
印刷单元的工作原理如图。

最上面是墨斗,紧挨着的墨斗辗和墨斗时刻保持良好接触,并每隔几秒钟进行间歇转动,不断地把适量的油墨向外输送。和墨斗辗接触的是传墨棍,可以前后间歇式地摆动,向前摆动先与墨斗辗接触以取得油墨,再把油墨传送给输墨装置的串墨辗与其他的匀墨辗。输墨装翌由一系列的辗组成,目的是使油墨均匀地传递到印版上。串墨棍不只转动而巳,同时也左右移动,和匀墨棍负责把油墨碟匀。最后由串墨棍把油墨传送给靠版墨棍,靠版墨棍的任务是把一层均匀的油墨传送到印版上,和印版直接接触的辗只有三四个。

印版滚筒另一侧是同样重要的润湿系统。润湿系统相对输墨系统来讲,结构比较简单、棍的数量少。润湿系统采用相似的原理把润版液传递到印版的非图文区,润版液主要成分是水。

大多数人会认为图文是由印版直接转移到纸张上的,其实并不是这样。印版一般是以铝(锌或其他材料)为基材,表面比较硬,如果长时间和粗糙的材料如纸张进行接触,印版表面很快会被磨损。所以,图文通过间接的方式先转移到橡皮滚筒上,橡皮滚筒上包衬着以帆布为底的橡胶布。这也是”胶版印刷“名称的由来。

橡皮布由于具有弹性,直接和纸张接触不会产生任何间题。同时,压印滚筒在纸张下面施压。纸张在两个滚筒之间的压力作用下完成图文转移。

纸张通过最后一个印刷单元,进入收纸系统。收纸系统的功能是把印刷过的纸张,由收纸部件从压印滚筒上接过来,并输送到收纸台上整理成跺。单张纸胶印机(Sheet-fed Press)一般印刷速度为10000张/小时,西方国家胶印机实际印刷速度都已达到15000张/小时,部分四开胶印机达到18000张/小时。

全速运转中的海德堡8色胶印机
全速运转中的海德堡8色胶印机

纸张是非常重的材料,胶版印刷纸主要是木浆纸,看似很小的一堆纸可能就有几百公斤重。印刷后的纸张,反面是干净的,而正面则是图文部分的湿油墨层。但是为什么湿油墨不会把上面纸张的背面弄脏呢?也就是专业上称的背面蹭脏(Set-off)现象。

答案很简单:玉米淀粉。

可能“玉米淀粉“听起来不像印刷术语,印刷行业内称防蹭脏的工艺为喷粉。印刷过的纸张抵达收纸台时,叨纸牙松开,由千收纸吹嘴的吹风作用,纸张将慢慢地下降到收纸台上,这时用吹风机在纸张的下面喷粉。但是喷粉不能过量,不能影响印刷图像的效果。油墨干燥以后,用手可以感觉到纸张表面有一点粗糙。

因为喷粉是在印刷机后端,有些印刷厂会用压缩空气来喷粉,但是这样会造成工作场所的粉尘污染,粉尘落到油墨系统会造成很严重的后果,如引起印刷质量间题,加速印刷设备的磨损等等。
虽然我们介绍的主要的内容是阐述平版印刷原理,但是设计师工作中可能会碰到其他的印刷方式,下面对常见的印刷方式作简单介绍。

其他印刷工艺

卷筒胶印(Web Offset Litho)

卷筒胶印和单张纸胶印机印刷原理基本相同,唯一明显的区别是印刷材料由单张纸换成了连续纸,即卷筒纸。卷筒纸胶印机采取连续供纸方式,可实现高速印刷,并且一次可完成双面印刷(Perfecting)。

卷筒胶印机非常惊人,不仅是在其庞大的结构和噪声水平上——其高度和两三层楼差不多,噪声就像行驶中的高速列车一样——而且在其印刷速度上,如果在印刷中进行质量检查就必须迅速做出决定。
卷筒纸印刷完以后,可以直接联机进行折页,裁切。为确保油墨在折页之前彻底干燥,每个印刷单元都安装红外线干燥装置或丙烧干燥器。但也有例外,如报纸印刷中采用的冷凝油墨(Cold-setInk), 省去了干燥装置,冷凝油墨在吸收性强的纸张上干燥速度非常快。

卷筒印刷速度比较快,所以卷筒纸油墨比单张纸油墨粘度低。两种印刷方式网点扩大程度不同——卷筒纸印刷大约是单张纸印刷的两倍。

当然,各个印刷机性能上有一定差异,所以在校准图像时要和印刷技术人员沟通好。

柔版印刷(Flexography)

柔版印刷目前主要应用领域是包装印刷。柔版有橡皮版和感光树脂版两种,制版工艺也有一定差别,橡皮版可以采用铸模法和激光雕刻法;感光树脂版则用胶片进行曝光的方法。由千印版的弹性和三维结构,油墨转移时印版在压力下会变形,这就意味着网点扩大现象会很严重。所以柔版印刷套印粘度的要求没有平版印刷那么严格,柔版可以印刷非吸收性承印物,如塑料和金属。如果打算采用柔版印刷,在组版设计之前一定要和印刷技术人员确认设计中采用的图像类型。不同的印刷厂差别较大,所以要注意网点扩大、网点密度和套准精度等间题。一般情况下,柔版印刷尽可能避免使用小字体,细网线。但是也有比较专业的印刷厂能印刷出精美的包含4磅字体,四色133线的印品。

丝网印刷(Screen Printing)

想像一下,把一片帆布绷在一个木框上,面朝下放在印台上。这就是丝网印刷所谓的“网”。当然,网框也可以是金属的,网也很可能是比较精细的聚酶网或金属网。但是印刷的基本原理是一样的。

油墨沿着框边倒在网上,图文部分的网孔可以透过油墨,非图文部分网孔不能透过油墨。用刮墨板从网框的一边刮起,油墨在移动的过程中从图文部分的网孔中油到网版下面的承印物上。抬起网框,把印好的承印物取出,放入新的承印物,重复上面的流程进行印刷。

当然,丝网印刷适合不同类型的承印物,比如可以在T恤上印刷公司的标志。丝网印刷一般图像比较大,印数也比较少。比较大的可以一次印刷5米长的材料。

丝网的制版工艺变化很大。最初的方法是采用手工的方法把图像画到丝网上。现在多采用感光制版法,在丝网上涂布感光液,原理和平版印刷制版类似,用感光胶片进行曝光、显影等制得印版。

丝网印刷不能表现精细的图文,有时候四色印刷中丝网扭曲会产生莫尔条纹。当然,丝网印刷有其他印刷方式不能印刷的应用领域。丝网印刷并不全是手工操作的,也有印刷速度较快,印刷质量较稳定的全自动的丝网印刷机。

凹版印刷(Gravure)

钞票如此难仿造应该归功于凹版印刷。凹版印刷早期使用的印版是用金刚石雕刻而成的,现在多采用激光雕刻技术,但基本原理是一样的。

凹印印版相对单张纸和卷筒纸胶印印版更加厚,油墨不是粘附在印版上凸起的部分,相反,凹版印刷靠凹下的网穴来储存较稀薄的油墨,网穴越深,储存的油墨就越多——相应印刷的图像层次就越深。印版表面多余的油墨通过刮墨刀刮掉。

凹版印刷油墨比较稀,印刷到承印物上会发生扩散,所以印刷图像看起来像是连续调图像,使得凹版印刷成为高质量图像复制的选择但是使用同样的印版却不太合适印刷文字。

最初,凹版的网穴大小一样,只是通过深度变化来表现层次,但是现在可以实现网穴大小和深度同时变化。凹版制作成本非常高,并且多是卷筒印刷方式,所以准备工作比单张纸印刷机复杂,比较适合长版活的印刷。

环保问题

印刷——不管采用哪种印刷方式一一都是一个繁重的工作。除此之外,印刷还是比较危险的,经常会接触到有毒的化学品。胶片和印版显影过程有难闻的气味,油墨中含有的重金属和挥发溶剂等。如果可以的话,请尽量建议和鼓励你的印刷商使用环保的材料和系统。比如比较环保的大豆油墨和水显影印版。如果使用CTP系统可以省去胶片,省事又环保。如果有可能我们还应该尽量使用再生纸(《纽约时报》的一个周末版就需要砍伐50多亩森林)。
不要认为你所需要的纸张不能通过回收材料生成——现在可采用的再生材料非常多,和你的印刷商联系,协商一下环保问题。

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