凹版印刷中白版网穴参数的研究

采用多色凹印工艺印刷“中华”烟包，所用凹版采用电子雕刻制版工艺。2009年，根据国家烟草专卖局和集团公司的要求，我公司对“中华”烟包的图文进行了重新设计。改版后，警示文字由黑色文字变为精细的三色叠印（白、透明黄、红）的镂空金色文字，其中镂空部分中文笔画最细为0.17mm，英文笔画最细为0.15mm。由于采用电子雕刻凹版印刷的图文边缘呈锯齿状（见图1），这会给高速凹印生产时的图文套准精度带来挑战。因此，我公司决定采用“激光雕刻+腐蚀”的制版工艺制作凹版，也就是目前行业中常说的“激光雕刻制版工艺”，腐蚀处理是为了形成深浅相同的网穴，从而确保印刷图文边缘光洁（见图2），同时满足“中华”烟包的设计要求和质量标准。但是由于凹版制版工艺发生了变化，凹版的网穴结构也发生了变化，从而造成白墨的印刷适性不能与凹版相匹配，在印刷过程中容易产生严重的“飞粉”现象（即白墨中的颜料颗粒从包裹它的树脂中分离，并从刮刀与印版接触处不断飞出）。因此，本文将探讨凹版印刷中白版的网穴参数。

　　凹版网穴结构分析
　　首先了解一下与凹版网穴结构相关的几个概念。
　　（1）网穴剖面形状：一般电子雕刻凹版为V形网穴，激光雕刻凹版为U形网穴，见图3。
　　（2）网线角度：相邻网穴之间的连线与水平线之间的夹角。
　　（3）网值：网点宽度，即网穴开口的大小，见图4。
　　（4）通沟：网点间流通带的宽度，即油墨相互流通的通道，见图4。
　　（5）网墙：网墙宽度对刮刀起到支撑作用，防止刮刀将网穴中的油墨刮掉，保证印刷过程中油墨在网穴间能够自由流动，见图4。

图4 网值A、通沟B、网墙C

表1 电子雕刻制版工艺与激光雕刻制版工艺所得网穴结构特性对比

表2 白版激光雕刻制版工艺参数

　　白版印刷故障分析
　　1.白版激光雕刻制版工艺参数
　　对改版后的“中华”烟包进行试印后，验证了套色、镂空文字、防伪图案的效果，并确定了白版激光雕刻制版工艺参数（见表2）。
　　2.白版印刷故障分析
　　利用激光雕刻制版工艺制作的凹版批量印刷“中华”烟包，白版在转动5万～60万转后，白墨出现“飞粉”现象，大量堆积在刮刀和刀架上，或掉落在印版和纸张上，造成了严重的质量问题，影响了正常生产。“飞粉”现象产生的主要原因是：激光雕刻凹版六边形网穴的网墙面积要比电子雕刻凹版菱形网穴的网墙面积大，在凹印机长时间高速运行时，刮刀摩擦力相应增大，导致油墨内聚力变小，黏弹性降低，触发白墨中的颜料颗粒从包裹它的树脂中分离，同时为了达到高遮盖效果，白墨中的颜料含量要比其他色墨高15%～20%（其他色墨的颜料含量为8%～12%），因此，在印版滚筒高速运转离心力的作用下产生“飞粉”现象。
　　为解决此故障，操作人员对不同网穴参数的白版进行了生产试验。
　　（1）试验条件
　　试验白版：采用激光雕刻制版工艺制作了5根白版（根据表2所列参数于不同时间制作，并随机编号）；
　　试验设备：BOBSTLEMANIC820连线凹印机；
　　试验速度：150～200米/分钟；
　　试验产品：“中华”硬盒烟包；
　　试验油墨：叶氏5201V9白墨；
　　试验印刷工艺参数：见表3。
　　用不同网穴参数的白版进行试验，得到一系列数据，见表4。

表3 白版印刷工艺参数

表4 不同网穴参数白版的实测数据以及出现飞粉现象的时间

表5 最终确定的白版激光雕刻制版工艺参数

　　（2）结果分析
　　从表4中可以看出：
　　①在六边形网穴结构中，2号白版从开始印刷到自然磨损下版，耐印率达到150万转，网墙宽度在刮刀的作用下由9～12μm增大到14～17μm。
　　②网墙宽度达到18～21μｍ时，白墨将产生严重的飞粉现象，无法正常生产。
　　③网墙最小宽度不小于9μｍ，以防止腐蚀误差造成网墙坍塌，从而引起糊版和飞墨等印刷缺陷。
　　④网墙宽度大于12μｍ时，耐印率达不到100万转，白版价值得不到最大化。
　　⑤综合考虑白墨与白版网穴参数的匹配、白版耐印率和腐蚀工艺的不稳定性等因素，最合理的网墙宽度应为9～12μm。
　　（3）验证结果
　　通过分析研究，将网墙宽度为9～12μm作为主要参数来设计，并验证白版的符合性和重复性，重新进行激光雕刻制版，制版工艺参数见表5。
　　通过上机验证，白版耐印率可达到130万转，且未出现飞粉现象，使用后网墙宽度变化在2～3μｍ，符合设计要求和质量标准。将该制版工艺参数作为印刷“中华”烟包的白版激光雕刻制版工艺标准，在之后的10个月内再未产生飞粉故障。

　　结论
　　（1）凹印中，常用的电子雕刻制版工艺不适合表现精细图案和细小文字，特别是经多色叠印的镂空文字，因此这类活件应采用“激光雕刻+腐蚀”制版工艺或激光直接雕刻制版工艺（无腐蚀处理，目前国内应用较少），以获得预期的精细图文效果。
　　（2）六边形网穴形状能确保网穴内的储墨量满足印刷供墨量，且流平性好，能避免凹印时产生水纹。
　　（3）在应用特殊网穴时，网穴参数的设计必须考虑到油墨组分的特点，合理设计网穴结构，以避免油墨与凹版不匹配。

　　表1为电子雕刻制版工艺与激光雕刻制版工艺网穴结构特性的对比，从表1中可以看出，激光雕刻凹版工艺具有以下特点：在网穴网值相同、深度相近时，Ｕ形剖面网穴的储墨量要比电子雕刻凹版V形剖面网穴的储墨量多30%～50%；网穴边缘光洁，更适合印刷细小图文；网墙面积大，对刮刀有更好的支撑，从而提高印版的耐印率；不存在通沟，刮墨时网穴间的油墨无法流动，被刮掉的墨量要比电子雕刻凹版多，而电子雕刻凹版的网穴由于存在通沟，刮墨时网穴间的油墨能自由流动，但在原理上网点都是不搭接的，因此在印刷实地部分时易产生墨色不均现象，这也是凹印时产生水纹的原因之一；网穴形状多样化，如菱形、六边形、星形和T形等，且网线角度可任意选择，图像阶调再现形式丰富，耐印率高，撞网几率小。