第四节 凹版制版
凹印版，从制作方法上区分，可以分为两大类，一类是雕刻凹版，一类是照相凹版，雕刻凹版有手工或机械雕刻凹版，电子雕刻凹版。
手工雕刻凹版是用各种刻刀在铜版上雕刻而成的，可以直接刻出凹下的线条，也可以在铜版上先涂一层抗蚀膜，划刻抗蚀膜，露出铜版表面，再进行化学腐蚀。机械雕刻凹版是利用彩纹雕刻机、浮雕刻机、平行线刻版机以及缩放刻版机等机械直接雕刻，或划刻铜表面的抗蚀层再腐蚀制成凹版。
手工或机械雕刻的凹版线条细腻，版纹精巧，主要用来印刷具有防伪价值的纸币、债券等。
电子雕刻凹版，利用电子雕刻机，按照光电原理，控制雕刻刀，在滚筒表面雕刻出网穴，其面积和深度同时发生变化。（参看图4－50b）
照相凹版，也叫影写版，是用连续调阳图底片和凹印网屏，经过晒版、碳素纸转移、腐蚀等过程制成的。印版从亮调到暗调的网穴面积相同但深浅不同，利用墨层厚度的变化来再现原稿的明暗层次。（参看图4－20a）。
图4－20 凹版
一、印版滚筒的制作
凹版印刷的印版不是预先制好安装在版台或印版滚筒上，而是在印版滚筒上直接制版，然后把制好版的印版滚筒安装在印刷机上进行印刷。
印版滚筒有敞开式的空心滚筒和封闭式的实心滚筒，滚筒的长度和周长是根据凹版印刷机的尺寸大小设计加工的。
（一）滚筒的加工
凹版的滚筒按照滚筒直径的大小，可以用无缝钢管直接进行加工，也可以用钢板卷压成筒状进行焊接，然后再进行加工。
滚筒的加工分为粗加工、半精加工、精加工。粗加工使滚筒的壁厚达到规定的要求，保证滚筒旋转时，各部分的重量相等，产生的离心力也相同。半精加工是使轴与滚筒保持同心。精加工是精车滚筒的外圆，达到规定尺寸。
滚筒的加工精度直接关系到滚筒的使用寿命、滚筒的电镀以及电雕和印刷的质量。经过加工的滚筒，要求壁厚均匀，轴心和滚筒外圆中心的不同心度不能超过2μm，滚筒表面光洁度应达Δ5，外圆磨床加工后达到Δ7以上，直径精度误差为±0.01μm。
（二）滚筒的电镀
滚筒在镀铜之前要进行镀前处理。首先用手工或电解的方法去除滚筒表面的油污，然后对滚筒进行酸洗，用化学药剂腐蚀掉滚筒表面的锈蚀产物氧化膜。最后在铁滚筒表面镀一层底镍，然后进行镀铜，镀铜层是凹版滚筒的制版层，在此层上进行腐蚀制版或电子雕刻制版。
凹版滚筒采用酸性镀铜，镀铜溶液由硫酸铜、硫酸、添加剂等组成，电镀液温度为20～35℃。
铜层的质量标准是：电镀的铜层厚度为100～120μm。表面光亮细致，涌有毛刺、道痕、麻点。
（三）滚筒的车、磨
镀好铜的滚筒，需进行铜层表面的研磨，使滚筒表面的光洁度达到▽8～10。
二、照相凹版的制版工艺
照相凹版的制作，是把连续调底片的图像曝光到已敏化处理且晒有网格的碳素纸上， 然后过版到滚筒表面，经显影、腐蚀制成凹版，制版过程为：
（一）炭素纸敏化
炭素纸是晒版的感光材料，它由纸基及表面涂有混合颜料色素的明胶乳剂组成。一般出厂的炭素纸，明胶乳剂层没有感光性，晒版前，需将炭素纸放入4％的重铬酸钾溶液中浸渍3分钟，取出使其干燥，胶层就具有了感光性能。
（二）晒版
晒版分两步进行，先晒网线后晒阳图底片。
凹版印刷，用刮墨刀去除空白部分的油墨，如果着墨部分的面积较大，则刮刀不仅刮除了空白部分的油墨，同时也会刮走一部分图文部分的油墨，如图4－21·A所示。因此，须用网屏在炭素纸上晒出网线，把图形分割成网格，如图4－21·B所示。在印版图文的表面以网格支撑刮墨刀，防止刮刀对印刷部分油墨的侵袭。
图4－21 网线在凹版印刷中的作用
凹版印刷使用的网屏如图4－22所示，透明线和不透明线宽度之比为1∶3～1∶3.5。网目形状有方形、砖形、菱形和不规则形等。通常使用方形网屏。
图4－22 凹版用的网屏
炭素纸经网屏晒出网线后，即可晒阳图底片，使炭素纸胶层表面形成图像潜影。
（三）过版
把晒过网线和图像的炭素纸，粘附在磨光的铜印版滚筒表面叫做过版。
目前，大多用过版机采用干式法进行过版。过版的方法如图4－23所示，在版滚筒表面和炭素纸明胶层之间加少量水的同时，靠压力辊的压力将炭素纸粘附在铜滚筒表面。
图4－23 过版示意图
（四）显影
显影分预显影和正式显影。
预显影是将印版滚筒的一部分浸渍在温水中，边旋转边使炭素纸的胶层和纸基分离。
正式显影是指当纸基脱离胶层以后，将显影液升温至40℃并保持恒温，把未硬化的胶层全部溶解掉。显影完后，用风扇将胶膜吹干。
（五）填版
在印版滚筒表面，没有图文的部分和滚筒两侧端，涂布沥青漆，防止不该腐蚀的部位被腐蚀。
（六）腐蚀
用三氯化铁腐蚀液透过硬化的胶膜，使铜表面的铜层溶解，形成网穴，这一工艺过程称为腐蚀，俗称烂版。
腐蚀过程分三步进行，首先是明胶层膨胀并吸收三氯化铁，然后腐蚀液渗透过膜层到达铜表面，第三步是腐蚀铜表面，腐蚀液与铅反应，化学反就式为：
生产中，用不同浓度的三氯化铁溶液逐次对版滚筒进行腐蚀。图4－24表示先用高浓度后用低浓度腐蚀液腐蚀印版的过程。不同浓度的腐蚀液，在胶层厚薄不同的版面上进行渗透腐蚀，形成深浅不一的网穴，印品上将会再现出丰富的层次。
图4－24 各浓度腐蚀液的作用
（七）镀铬
照相凹版是在铜层上腐蚀制成的，铜的硬度一般在90～180HV左右。印刷时刮墨刀很容易将印版刮伤。由于金属铬的硬度很高，在800～1000HV左右，耐磨性很好，所以当凹版滚图文制作完成后，再在铜表面镀一层铬以提高凹版的耐印力。
照相凹版，制版工艺过程复杂，质量不易控制，使用的范围因电子雕刻凹版的应用正在逐渐缩小。
三、电子雕刻凹版的制版工艺
电子雕刻凹版，是60年代出现的制版方法，其特点是不用炭素纸晒印，不再进行化学的腐蚀。以图像处理后的义片为原稿，利用电子回路的雕刻机，在铜印版滚筒表面，直接雕刻出网穴制成印版。
电子雕刻凹版的画面细腻，层次丰富，质量容易控制，广泛的用于凹版印刷之中。
（一）电子雕刻机工作的基本原理
电子雕刻机由原稿滚筒（或叫扫描滚筒）、印版滚筒、扫描头、雕刻头、传动系统、电子控制系统等组成。
电子雕刻机的工作原理是：扫描头对原稿进行扫描，从原稿上反射回来的强弱不同的光信号，经过光电转换器使光信号转换成电信号，再通过放大器和数据处理，使光的强弱转换为电流的大小，控制雕刻头在铜滚筒上进行雕刻。
电子雕刻机工作时，原稿滚筒和雕刻滚筒同步运转，同时，雕刻系统沿着滚筒轴向移动，用尖锐的钻石刀在雕刻滚筒上按信号雕刻出网穴，如图4－25所示。雕刻系统由扫描系统通过计算机来控制，铜滚筒上形成的穴网，是计算机中一附加信号生成的，此信号能使刻刀连续有规则的振动，网穴的大小及深度由原稿的密度来决定，被扫描原稿的密度和被刻出的网穴深度之间的数量关系，可以在计算机上调整。
图4－25 电子雕刻机工作原理图
电子雕刻机的功能越来越多，如：能进行圆周方人放倍率的变化，圆周方向无缝雕刻，自动选择层次，调整网穴角度等。
（二）电子雕刻的凹版的制作
电子雕刻凹版的制作过程为：
1．制扫描底片
以往的扫描底片，采用的是连续调的乳白片，造价昂贵，底片质量很难控制。80年代，电子雕刻机加入电子转换组件，按设计好的程序进行胶凹转换，即用胶印用的加网底片，雕刻凹版。因此，现在大多使用分色加网的底片制版。
2．安装印版滚筒
用吊车将印版安装在电子雕刻机上，雕刻前清除版面的油污、灰尘、氧化物。把扫描底片平服的粘贴在原稿滚筒上。
3．测试
根据原稿（扫描片）的要求和油墨的色相，结合印刷产品制定试刻值，例如，装饰印刷的纸张比较粗糙，吸墨性强，雕刻深度须在45μm～50μm才能达印刷要求，必须调整雕刻放大器上的电流、电压。
4．雕刻
扫描头对原稿进行扫描，雕刻头与扫描头同步运转，印版滚筒表面被雕刻成深浅不同的网穴。
新型的电子雕刻机有三种形状的网点角度，可以在操作时任意选择，以免发生因套印不准而产生的龟文。三种网点角度如图4－26所示。
图4－26 凹版角示意图
在雕刻文字时，细微的笔道不能丢失，必须选用细网线雕刻，如果用100线/cm，文字的雕刻可以达到十分理想的效果。
现在，电子雕刻凹版多采有分体式的电子雕刻系统制版，即扫描仪和电子雕刻机分离，分别和图像工作站的输入、输出接口相连。扫描仪能扫描阳图、阴图底片，殷能扫描乳白片还能进行胶凹转换。工作站具有多种图像处理功能，对图像可进行整体、局部的色彩修正，剪切、组合和缩放、色彩渐变。使黄、品红、青图像与线条图像合二为一等。电子雕刻机的网线范围从31.5～200线/cm。
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