包装印刷新技术及其应用
2006-09-21 08:29:05.0 来源：北京印刷学院印刷与包装工程学院院长 许文才 责编：中华印刷包装网
随着现代科学技术的发展，人民生活水平的提高，消费者对包装的要求也越来越高。CTP技术、数字印刷技术、独立驱动技术、套筒技术的出现，模块化设计理念、组合印刷技术和环保耗材的应用，给包装印刷的发展带来了生机。
1、直接制版技术
1．1 CTP技术
主要有热敏和紫激光CTP技术两种，CTP在提高印刷企业的生产效率、缩短生产工艺流程、提高印刷质量等方面起到了重要作用，因此，国内越来越多的印刷企业采用了CTP技术。目前，国内印刷企业已安装了数百台套CTP设备。
1．2 CDI技术
20世纪90年代中期，杜邦公司研发的柔版数字直接制版技术(CDl)主要包括数字激光成像机、数字成像柔性印版、数字打样机等。杜邦公司研制的 CyrelFast大幅面柔性版直接制版机，采用热敏技术，有利于环保，由于其免去了冲洗工序，制版速度大大提高。Esko-Graphics公司推出的 CDiCompact柔性版制版设备，新增加了Sleeve Option系统，可用于中等幅面的印版套筒成像，缩短了套筒数字版的更换时间，大幅提高了生产效率。
数字制版所使用的专用数字固体感光树脂版，与传统版材不同。如杜邦公司推出的数字固体感光树脂版，在感光树脂层上面有一层薄而韧的高密度激光感应的黑膜层(LAMS)，可大大简化制版工艺，提高印品质量。
网点增大和色相差异，是因承印物或油墨不佳而产生的变化。如图1所示，传统版印刷网点增大率较高(图a)，数字版印刷网点增大率低(图b)。
对传统印版而言，无论做怎样的网点补偿也无法获得极细小的网点，也不能达到完美的高光效果，整个图案看起来较暗淡且反差小。数字版不仅可以复制更加细腻的高光效果，色调对比强烈、层次更深，而且套印准确、上色快、版材印压小，并可减少印刷材料的浪费、节约准备时间。
1．3 印版直接雕刻系统
1．3．1 柔版直接雕刻系统
BASF公司所研发的柔版直接雕刻系统“nyloflexinfinity"，只需经过裁切平板状的感光柔版；将感光版材包裹在印版套筒基辊的表面；通过合适的压力和热量，接拢版材两端的接缝；加固套筒；激光雕刻；冲洗等6个步骤，就可完成无缝套筒式柔性印版滚筒的制作过程。
1．3．2 凹版直接雕刻系统
HELL公司首次展出的HelioSprint雕刻系统，雕刻速度可达12800Hz，该系统在网线数60线／厘米的情况下，速度可达到每小时近l平方米，最大雕刻深度为65微米。超精细雕刻XtremeEn—graving可以在高达400线／厘米的网线数下非常精细地再现最细微的部分，并仍保持极大的墨量和印刷密度。
1．3．3 丝网印版直接雕刻系统
Stork公司展出的多功能激光直接雕刻系统MOrpheus611X，是既能进行柔性版制版，又能满足轮转丝网印版制版要求的激光雕刻制版系统。该系统用单束激光除去非图文部分，从而形成印刷图像，它可以代替传统的柔性版制版设备和轮转网印制版设备，且不需要任何溶剂和化学药品。
2、 数字印刷技术
数字印刷是指利用数字技术对文件、资料进行个性化处理，利用印前系统将图文信息直接通过网络传输到数字印刷机上印刷出产品的一种印刷技术。它涵盖了印刷、电子、计算机、网络、通讯等多种技术领域，体现了印量灵活、印品多样化与个性化、方便存储、可多次调用电子文件进行印刷的印刷方式。
数字印刷系统主要由印前系统和数字印刷机组成，取消了分色、拼版、制版等步骤。适合个性化印刷、可变信息印刷、以即时印刷为特点的“按需印刷"。
随着日用消费品、食品、药品等新产品的周期越来越短，更换产品包装的频率越来越快。应用于包装印刷领域的标签印刷、喷码印刷技术、小批量的纸盒和用户定制的有特殊要求的包装产品，可以充分显示数字印刷的优越性。如应用数字印刷技术和设备，印刷小批量的包装标签，可以减少库存堆积，降低印制成本；印刷促销及礼品包装盒，可以最快的速度和最短的时间将产品投入市场，提高产品的市场竞争力；印刷展示包装，能够以合理的价格获得高质量的产品，如瓦楞纸制放大的牙膏盒，洗衣粉罐，奶粉或咖啡盒等；印刷个性化信息的包装产品，不仅能体现设计的个性化，也能实现统一设计、分散印制的市场要求；应用数字印刷技术，有利于环境保护，减少环境污染对操作人员的影响。
在包装印刷业，应用较为广泛的数字印刷系统和设备有：HPIndigo PressWS4000数码印刷机，印刷速度为1000m／h（4色)，可用于较大批量的标签印刷。Xeikon DCP 320S、DCP 500SP和DCP500SF数字印刷机，分别应用于标签印刷、纸盒纸杯印刷和软包装印刷；单张纸印刷速度高达630张／小时，分辨力为600dpi。软包装印刷最大幅宽为500mm。赛天使CORJet印刷机，成功地应用于瓦楞纸板印刷，生产速度可达到79张/小时，纸板厚度可达10mm，最大幅面达 1．55mX3．2m。爱克发the dot factory喷墨数码印刷机，用于软包装、纸盒、广告牌及票据印刷等。thedotfactory数码印刷机采用灰阶压电按需喷墨头，印刷质量能够与凹版印刷、柔性版印刷媲美。thedotfactory数码印刷机对承印物的适应性广泛，包括各种纸张及合成材料，能印刷BOPP薄膜和纸、厚纸板。
3.驱动技术
由电机独立驱动印版滚筒，不仅解决了印刷产品重复长度受齿轮节距限制的问题，还可实现无级连续可选的印刷长度，提高了生产效率。独立驱动不需要机械传动轴和套准补偿辊机构，机械零部件减少，料带长度缩短，因此，有利于提高印刷质量和印刷速度。
3．1 凹印机独立驱动技术
在凹印领域，独立驱动技术开始应用在牵引、涂布、复合和横切等单元，后来发展到不需要机械传动的整台凹印机。在每个印刷单元中，都采用一个电机驱动。由电机独立带动印版滚筒，在压印过程中实现纵向套准，并靠一个步进电机移动来控制横向套准。
3．2 柔性版独立驱动技术
柔性版独立驱动技术起初只应用在一些窄幅小型卷筒纸柔印机上，自从1998年由德国W&H公司开发首台卫星式软包装独立驱动柔印机以来，目前欧洲新安装的柔印机几乎都采用了独立驱动技术。独立驱动柔印机可以单独调节各色组的套印精度，从而使印品的套印精度更高，不仅能提高软包装柔印的印刷质量，而且有利于实现瓦楞纸板直接柔印工艺。如意大利OMET(欧米特)公司开发的Varyflex独立驱动柔性版印刷机，采用套筒和独立驱动技术，印版滚筒由独立电机控制，避免了由于减速齿轮箱和齿轮系而导致的误差和印刷缺陷。
3．3 轮转胶印独立驱动技术
德兰特·格贝尔公司生产的Novaprint轮转胶印机，采用独立驱动技术及模块化设计，印刷速度为450m／min、承印材料厚度为50～250gm、复合材料厚度600g／m2。该公司展示的Vision轮转胶印独立驱动技术，印版滚筒、橡皮布滚筒和压印滚筒分别用伺服电机独立驱动，取消了传动轴和传动齿轮。该设备采用模块化设计，可以任意增加印刷机组，以适应市场的不同需求，同时，各种印后加工方式也能够在同一台机器上联机完成，大大缩短印刷的准备时间。
4.套筒技术
整体式印版滚筒和网纹辊，结构简单，刚性好，适应范围广，但更换复杂。套筒式印版滚筒和网纹辊，每个组件带有气动快速夹紧松开装置，装卸容易，更换方便，被广泛地应用到柔印、凹印中，并会逐步取代传统印版。目前，套筒技术也成功地应用到平版胶印方式中。
如图2所示，套筒式网纹辊由芯轴、气撑辊、套筒组成。更换网纹辊时，只要打开气压开关，压缩空气输入到气撑辊后，从气撑辊的小孔中均匀排出，形成“空气垫”，使套筒内径扩大而膨胀，原来所使用的网纹辊套筒会自动弹出，更换产品所需要的新网纹辊套筒，并轻松而方便地在气撑辊上滑动到所要求的位置。关上气压开关，网纹辊就会固定好。当切断压缩空气后，套筒会立即收缩，并与气撑辊紧固成为一体。
图2 F&KFLEXPRESSl6S柔印机套筒式网纹辊结构 新型的印刷机，其印版滚筒的套筒周长和直径可以变化，而芯轴尺寸不变，改变了以前印版滚筒的周长和直径变化超过一定范围时，必须更换芯轴的问题。
5 组合印刷与联机加工
组合印刷包括胶印，、柔印、凹印、丝网印刷、数字印刷等多种印刷方式，对于一些票据和高档包装产品，单一的印刷方式不能实现多种预期效果，而将胶印、柔印、凹印、丝网印刷等工艺有机地结合起来，才能避免单一印刷方式的不足。
德兰特·格贝尔胶凹轮转印刷机采用无轴驱动的伺服电机技术和胶印套筒技术，将胶印和凹印完美地结合，适合高档包装及标签印刷，并可与柔性版印刷、上光等机组联机，承印材料范围为40—500g／m2
联机加工是将多种功能集合于一条生产线上，形成多种生产能力，使产品一次完成，既可以提高生产效率，也有利于减少浪费。联机加工在完成印刷的同时，根据需要，可联机进行涂布、复合和上光、烫印、覆膜、模切、压凸、折页、裁切等印后加工。
现代化的控制和先进的伺服技术使得UV柔性版印刷、轮转丝网印刷、UV上光和从卷筒到卷筒的模切整合在一起，连续自动完成，从而大大提高了生产效率，适合短版活印刷和重复印刷，尤其适用于折叠纸盒和不干胶印刷。
如Edale公司开发的B250机组式六色窄幅柔印机，根据用户加工需要，可以选择相应的配置，完成全息防伪、UV上光、烫印、模压图案、贴磁条、模切、纸带打孔、分切堆垛等在线印后加工。OMET柔性版印刷机连接了双模切单元，实现柔印+凹印+丝网印刷十全息定位烫或热烫、冷烫等。在包装印刷领域，“单张纸胶印+柔印联机上光”、“双固化上光机组”、“应用混合油墨实现联机上光”等技术的应用会越来越广。
由于卷筒纸印刷机联机切大张、联机烫印、上光、模切压痕、压凸、清废、联机复合、分切、复卷设备使用量的增加，使折叠纸盒和软包装材料的联机生产越来越广泛的被使用。 (bush)
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