精细柔版印刷中的陶瓷网纹辊

　　2002增刊设备材料陆载通精细柔版印刷中的陶瓷网纹辊精细柔版印刷特点和它对网纹辊的基本要求随着国外中高档柔版印机的持续引进以及国内中高档柔版印机开发成功投放市场，经过几年的使用实践和研究探索，人们对柔版印刷过程的认识程度逐步加深，柔印产品质量明显提高。两届柔印广品质量展评会的评比结果充份证明了这一点，不少印品质量可与国外同类印品质量相比，可以说柔印在我国的发展已经迈出了重要的一步。那么与胶印、凹印相比，柔印的印刷过程有什么特点呢概括成一句话，那就是柔版印刷过程中有更多的变化因素存在，我们需要做的是逐个分析，有针对性地加以控制，使这些变因的影响缩小到可接受的程度内，为较好的印刷结果创造*基本的条件。因此可以说制作精细柔版印刷产品是一项有一定难度的工作。

　　对于柔版印刷来说，印版、油墨、网纹辊、刮刀、承印物和印机和它的运行参量都是要加以适当调控的要素，而其中的印版、网纹辊和刮刀尤其应该予以关注。本文重点对网纹辊问题作分析讨论。

　　国外柔版印刷的理论和实践证明，提高柔版印刷质量*重要的考虑之一就是减少墨膜的厚度，从而达到减小网点扩大、展宽色调范围的目的。网纹辊是柔版印刷油墨转移过程中控制墨膜厚度的关键部件，其主要目标就是向印版提供一层薄的均匀的墨膜。在以下的内容中我们将紧紧地围绕这一目标即薄的均匀的墨膜展开我们的话题。

　　网纹辊网孔结构特点和网纹辊参量设置网纹辊网孔的结构要素有孔穴、孔壁和结点。孔穴指的是网纹辊存储油墨的地方。每个孔在网纹辊表面的形状称之谓孔形。常见的孔形有六边形、四边形、菱形、圆分光电检测和超声波检测，前者仅适用于检测纸张等不透明材料，而后者适用于检测各种材料包括透明纠偏装置的工作原理是：当运行中的料带穿过两根走纸辊进入传感器的缺口后就会受到监测。只要料带一发生歪斜，传感器就会发出信号，伺服电机马上将支架偏转，安装在支架上的两个走纸辊同时偏转，将料带的运行方向调整回到正确的走纸路线上来。

　　四、其它材料处理装置在卷筒料柔版印刷机中，大都还装有气动的装料卷装置，以减轻操作者的劳动强度。同时为了保证换料卷时不会使料带松弛，避免重复穿纸，机器上一般都装有拼接纸平台。

　　为了适应不同材料的印刷，在卷筒料柔版印刷机的配置上可以有不同的选择。比如要增加薄膜材料或者金属纸的表面张力，使油墨能牢固地吸附在其上面，可以增加电晕处理装置。这种装置分为只能处理金属纸或薄膜一种材料，同时能处理金属纸和薄膜两种材料以及单面处理和双面处理等几种。又如要避免纸毛被带进油墨中和粘在印版上从而影响印品的质量，可以考虑增加纸毛清洁装置。它也分为毛刷式和真空吸辊式、单面处理和双面处理等形式。还比如要使卡纸在印刷过程中不至于过于卷曲，还可以考虑增加纸张展平装置。※系统纠偏装置形、螺旋形等。孔深方向的截面形状取决于网孔加工方法，镀铬机刻金属网纹辊的截面形状有四棱台、四棱锥、六棱台、六棱锥等。激光雕刻陶瓷网纹辊的孔穴截面近似碗形和直管形。孔壁指的是孔与孔之间的间隔。结点是指相邻的三个或三个以上的网孔相互衔接时在网纹辊表面形成的交叉连接点。

　　精细柔版印刷要求网纹辊提供薄的均匀的墨膜，那么也就要求在整根辊子上网孔的开口尺寸，截面形状和深度的一致，从而确保每个孔的储墨量的一致。要求孔壁较薄且光滑平整，要求结点小而且其表面光滑平整。很容易理解薄壁、小结点是形成均匀墨膜的结构保证，而孔的表面和内壁以及结点的光滑平整不仅减少了刮刀的磨损，有利于印刷过程中对变化因素的控制，有利于过程中的一致性，而且有利于在整个辊面上保持油墨转移率的一致。为了实现薄壁、小结点的网孔结构要求，适用于精细柔版印刷的激光雕刻陶瓷网纹辊的孔形均采用六边形，这是因为六边形孔形更接近于圆形的激光光束截面形状。六边形网孔有很高的复制精度。在同等线数条件下六边形的单位面积网孔数也要比四边形多出15%.显然六边形的网孔形状有利于制成薄孔壁和小结点，从而在结构上保证了均匀一致量膜形成条件。

　　网纹辊参量的设置，除了考虑与结构有关的网线数、排列角、孔形、孔深、开口、壁厚和截面形状外，还有一个与印刷结果直接有关的重要参量，即单位面积上的储墨容积。它的单位是BCM/in2或cm3/m2.前者的直译是109微米3/英寸2，或者写成微升/英寸2.只有单位面积储墨容积的均匀一致，油墨转移率的均匀一致，那么恰当网线数的网纹辊才能把定量的、薄的，均匀的一屋墨膜传递给印版，满足精细柔版印刷对网纹辊的基本要求。

　　精细柔版印刷用网纹辊网孔的设计和选用上面已经提到柔版印刷中控制墨膜厚度的重要性。墨膜越薄，网点扩大就越小，印张表面清洁，彩色对比度好，印刷品的保真度就越高。为了得到均匀薄墨膜，在设计陶瓷网纹辊网孔时，应该注意网孔各结构参量之间的比例关系，如网孔开口尺寸与孔壁厚度的关系以及网孔深度与开口尺寸的比例关系。

　　原则上网孔的壁厚应尽可能薄一些，但孔壁太薄强度太差，因此，在网孔的设计考虑时应掌握好壁厚与开口的比例关系。在常规的网线数情况下往往把这一比例关系控制在10%上下，这样既从结构上保证结果均匀又保证孔壁的适当强度。但在很高线数时，如在800线/英寸以上，若再按这一比例去设计网孔壁厚与开口尺寸，那么太薄的孔壁由于强度太差极易造成孔壁的坍塌和辊子表面划痕的产生。诸如此类的网纹辊质量问题不利于均匀墨膜的形成。因此在特别高线数时，随线数的增加壁厚与开口之比逐渐从10%增加到20%以上。我们目前把这一壁厚控制到不小于3微米。

　　网孔深度与开口之比同样需要适当加以控制。这一比值通常控制在28%，个别特殊情况下增加到40%.过深网孔中的油墨在完成一次传墨过程后，处于网孔底部的油量不易被新鲜墨替换而长时间滞留，*终干固，影响到网孔容积，从而直接关系到转移给印版的墨量。同时，过深的网孔清洗较困难，不易做到彻底清洗，给均匀传墨造成隐患。而网孔过浅也会带来另外的问题。因为在激光雕刻陶瓷材料的过程中，有一个陶瓷重熔的阶段，这2002增刊设备材料部分重熔的陶瓷有修补陶瓷层表面缺陷，提高陶瓷表面性能的作用，过浅的网孔显然也就没有足够的重熔陶瓷来完成这一工作。从显微镜也可观察到过浅的网孔其孔壁不完整，网纹辊表面和孔壁内表面的光滑平整性差，因此其传墨均匀性和重复性也差，难以达到均匀传墨的基本目标。

　　在网纹辊的选用方面，以往通常推荐网纹辊的网线数是印版网线数的34倍。随着精细柔版印刷的发展，人们对印版高光区中*小网点尺寸与网纹辊中开口尺寸之间的关系有了进一步的认识。为了在印品中再现印版上高光区*小网点尺寸，要求网纹辊网孔开口尺寸小于印版高光区*小网点尺寸，只有这样才能保证只是印版的表面接受网纹辊转移的油墨，防止了由于网纹辊网孔太大导致印版上的小网点浸入网孔，除了印版网点表面沾上油墨以外其侧面也会沾上额外的油墨，给网点扩大创造了条件。下面我们举个例子进一步阐述。对于150线的印版，为了在印品上再现其2%的网点，该如何考虑网纹辊的选用呢，首先我们可根据公式（1）计算出2°%圆点子的直径尺寸D：其中D是印版上d%圆点子的直径N是印版每英寸的线数。

　　由此可确定2%圆点子的直径是0.027mm.有了*小网点的直径值，根据网纹辊的选择原则就可以确定网纹辊的网线数。上述条件下，只有850线/英寸以上的网纹辊才能满足要求。由此可见，根据这一原则选用的网纹辊的网线数已经达到印版网线数的56倍。网线数越高，储墨量越小，墨膜层也越薄，通常色强度就低。为了达到一定的色强度，在选用网纹辊同时也要选用适当的油墨，那就是油墨颜料固含量要高、颜料的分散度好，连结料的粘度合适，做到高线数网纹辊和高浓度油墨选择的统一。高浓度油墨在保持较高粘度时，再用高网线网纹辊可得到很薄的墨膜，有利于取得较好的印品质量。这其中网纹辊的线数和储墨容积以及油墨粘度的调整和它的稳定性是非常主要的条件，应该引起充分的重视。

　　精细柔版印刷应该采用激光雕刻的陶瓷网纹辊上面提到了网纹辊的目标就是形成一层薄的均匀墨膜，同时也着重指出了精细柔版印刷中控制各可变因素的重要性。网纹辊作为柔印的要素之一，它的可控程度会影响柔印产品的*终质量。陶瓷网纹辊和机刻的金属镀铬网纹辊*明显的差别体现在两方面：其一是陶瓷网纹辊的耐磨性、耐腐蚀性，使它具有非常长的使用寿命。这一物性使陶瓷网纹辊在使用过程中能保持能量的稳定。这是精细柔版印刷所需要的。其二，激光雕刻可以刻制高线数辊子。通常2激光雕刻*高线雕刻的*高线数达到1500lpi以上。激光雕刻的网孔孔壁薄、结点小，而机刻的镀铬金属网纹辊*高线数仅400500lpi，孔壁厚、结点大。因此无论从定量的薄的均匀墨膜要求，还是从保持参量的长期稳定性方面，陶瓷网纹辊远优于镀铬金属网纹辊，无疑是精细柔版印刷的**选择。

　　激光雕刻的陶瓷网纹辊问世已有廿多年的历史。目前供应商可以作为产品提供的有C02激光雕刻辊和YAG激光雕刻辊两种。今后这两种激光雕刻辊子还会在不同的线数范围内发挥其各自的优势。根据目前两种激光雕刻技术的发展现状，C02激光和多次成形技术的结合继续在25lpi800lpi范围内体现其高质量、高产量和网孔高容积的特点。

　　先进的二极管泵浦的YAG激光热熔雕刻技术和多次成形技术的结合，000lpi范围内显示其*佳的质量和产量的统一，可以说，至今还没有一种激光器能够在一个非常宽的雕刻参量范围内（如25lpi2000lpi）做到高产量、高质量、高储墨容积、高可罪性、低维修费用等系列指标。因此用于陶瓷网纹辊生产的激光雕刻机往往配置两台或者两台以上的激光器，由此提供*佳的解决方案。

　　YAG激光雕刻技术可以雕刻特别高的网线数，这是精细柔版印刷所需要的。YAG激光的这一特性是它的波长所决定的，这可以从公式（2）来加以说明：光束直径；YAG激光波长1.06um而002激光波长为10.6um，显然在其它条件相同时，YAG激光的焦平面光斑尺寸要小得多。这就是在特别高线数陶瓷网纹辊雕刻时要采用YAG激光雕刻的理由。

　　YAG激光雕刻网纹辊的历史不长，至今也只有五六年的时间。*早的YAG激光雕刻采用短脉冲技术，雕出的辊子特点是高网线数、高网孔容积和低重熔物。随时间的推移，这种辊子使用量的增加，短脉冲YAG激光雕刻辊的问题也曝露了出来，那就是孔穴内和孔壁表面多孔隙，孔壁强度差，辊子表面易产生划痕和破损，表面毛糖不光滑，易磨损刮刀不利于油墨转移，使用寿命不长。短脉冲YAG激光雕刻辊的缺点同它的优点一样非常突出，分析产生这些问题的原因，发现主要是缺少激光重熔物，而重熔物有封堵孔隙、在孔壁表面形成硬化层，增加孔壁强度的作用。对照C02激光雕刻技术，C02激光脉冲的前后沿较长，在激光雕刻网孔的过程中，除了材料汽化过程以外，还存在一个材料的熔化阶段，这一层重熔陶瓷复盖在辊子表面，提高了辊子的某些性能。至于C02激光雕刻由于产生过多重熔物而带来的其它问题，可以通过采取另外的措施加以解决。短脉冲YAG激光正因为缺少激光重熔阶段导致了问题的产生。于是YAG激光雕刻技术又经历了仿002激光波形的雕刻阶段再发展到目前的热熔雕刻。所谓热熔雕刻就是通过对激光输出特性的有效控制，在一次激光脉冲作用过程中完成汽化和热熔两个阶段：既完成陶瓷材料上网孔成形也完成网孔成形后的后续热熔处理。这一过程完成后的重熔物的数量和质量可以提高网纹辊总体性能，即网孔内表面和孔壁陶瓷层孔隙少，孔壁强度高、耐磨损、耐腐蚀、光洁度好。从而提高了网纹辊的油墨转移特性和网孔的自洁净性能。

　　柔版UV墨印刷时网纹辊的选用墨成分的变化因素，因此UV墨的印刷稳定性和一致性较好。为了充份利用uv墨的这一特点，必须掌握和调整好uv墨的流变特性，特别是其中的粘度和触变性这两项，使*终柔印品既获得了高密度又可使得网点扩大小。

　　UV墨属于无溶剂墨，是通过光的网纹辊。※化学反应实现辐射固化的一种印刷作者单位：上海激光集团总公司材料。由于它无溶剂挥发，粘度和：精细柔版印刷陶瓷网纹辊PH值稳定，消除了在印刷过程中油激光雕刻UV油墨出售印刷杂志合订本2001（上）年度印刷杂志合订本出售。

　　1998年（上、下）合订本价00元优惠价80元1999年（上、下）合订本原价150元优惠价100元2000年（上、下）合订本二原价150元优惠价120元2001年（上、下）合订本150元另外，还可订阅2002年全年印刷杂志（12期），定价为84元/年。以上价格（包括合订本）均含邮费。

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　　印刷杂志社UV墨干燥固化后100%成墨膜。

　　由于UV墨中含有较高比例的光引发剂，因此同等谷积的水基墨和UV墨相比，UV墨的色强度明显不如水基墨。为了获得与水基墨同等密度的效果，使用UV墨的网纹辊容积通常要比使用水基墨网纹辊的容积高30%40%.为了满足UV墨的这一特殊要求，陶瓷网纹辊供应商往往把网纹辊网孔的深宽比扩大到40%作为它的推荐数据，而在使用水基墨和溶剂墨时仍旧沿用28%的标准数据。YAG激光雕刻的网孔呈管形深孔倾向，因此更适合加工用于UV墨印刷

(完)