[科普中国]-凹版印刷

凹版印刷是使整个印版表面涂满油墨，然后用特制的刮墨机构，把空白部分的油墨去除干净，使油墨只存留在图文部分的网穴之中，再在较大的压力作用下，将油墨转移到承印物表面，获得印刷品。凹版印刷属于直接印刷。印版的图文部分凹下，且凹陷程度随图像的层次有深浅的不同，印版的空白部分凸起，并在同一平面上。1

简介凹版印刷简称凹印，是四大印刷方式其中的一种印刷方式。凹版印刷是一种直接的印刷方法，它将凹版凹坑中所含的油墨直接压印到承印物上，所印画面的浓淡层次是由凹坑的大小及深浅决定的，如果凹坑较深，则含的油墨较多，压印后承印物上留下的墨层就较厚；相反如果凹坑较浅，则含的油墨量就较少，压印后承印物上留下的墨层就较薄。凹版印刷的印版是由一个个与原稿图文相对应的凹坑与印版的表面所组成的。印刷时，油墨被充填到凹坑内，印版表面的油墨用刮墨刀刮掉，印版与承印物之间有一定的压力接触，将凹坑内的油墨转移到承印物上，完成印刷。凹版印刷作为印刷工艺的一种，以其印制品墨层厚实，颜色鲜艳、饱和度高、印版耐印率高、印品质量稳定、印刷速度快等优点在印刷包装及图文出版领域内占据极其重要的地位。从应用情况来看，在国外，凹印主要用于杂志、产品目录等精细出版物，包装印刷和钞票、邮票等有价证券的印刷，而且也应用于装饰材料等特殊领域；在国内，凹印则主要用于软包装印刷，随着国内凹印技术的发展，也已经在纸张包装、木纹装饰、皮革材料、药品包装上得到广泛应用。当然，凹版印刷也存在局限性，其主要缺点有：印前制版技术复杂、周期长，制版成本高；由于采用挥发型溶剂，车间内有害气体含量较高，对工人健康损害较大；凹版印刷从业人员要求的待遇相对较高。2

发展历史基本印刷方式之一。印版的图文低于空白部分，印刷时全版着墨，然后刮拭版面，使仅在图文部分留有油墨，转移到承印物上，成为印刷品。可分为雕刻凹版、照相腐蚀凹版与电子雕刻凹版3类。

雕刻凹版 由版画艺术发展而来。意大利金银匠M.菲尼圭拉于1452年发明。当初全是手工雕刻，后来有化学蚀刻，近代已尽量使用机械。版面由深浅和粗细不同的点和线组成。印刷品的线条略凸，光洁清晰，可防伪造，故多用于印刷钞票、邮票等有价证券。

照相腐蚀凹版 19世纪后期，生于波希米亚的画家K.克利克，运用前人的照相术、碳素纸过版等成果，发明了照相凹版和用刮刀的凹版印刷方法。版面图文的着墨部分为有规则排列的细小孔穴(网穴)，一般呈正方形，大小相同，但深浅不一，容墨量不同。其印刷品墨色厚实，并能取得与原稿图像色调层次完整一致的印刷效果，是凹版印刷用得最普遍的 1种，所以也称为传统照相凹版。半个多世纪以来，已发展了几种新的照相腐蚀凹版，如参照胶印网点结构，其着墨孔穴大小不同，而深浅一致或不一致，印刷质量较好。

电子雕刻凹版 20世纪中期，开始有凹版电子雕刻机,它用扫描头和电脑控制的钻石刻刀,在滚筒上刻出图文的着墨孔穴呈倒金字塔形，大小和深浅都有变化。其印刷质量不亚于照相腐蚀凹版，并具有操作简单、制版时间短、无废液处理问题等优点。

近代凹版印刷的印版大都制作在圆滚筒表面，采用圆压圆的印刷方式。通常压印滚筒在上，印版滚筒在下。印版滚筒下部浸在油墨槽中，版面从槽中取得油墨 (也有用墨泵喷墨或由浸在墨槽中的墨辊传墨给版面 )。墨槽上方设有薄钢片刮刀压在印版滚筒表面，刮除版面上无图文处的油墨(也有用逆向旋转的揩墨辊揩拭的)。留存于版面图文着墨孔穴(或线)内的油墨，在转到两滚筒相切处时转移到通过该处的纸(塑料膜、铝箔等)上，印出图文。

复制单色或彩色照相稿与胶印或铜版凸印等相比较，具有墨层厚、层次丰富、印刷质量好、废纸率低、印版耐印、能长久存放等优点，尤其在粗质纸、玻璃纸、塑料膜、金属箔上印刷效果好。但凹版制版时间长、费用高，所以只有质量要求高的彩色图片、画册、画刊、书刊插图、明信片、商标、包装装潢、有价证券、建筑装饰材料等适合采用凹印。而且印刷产品数量大，用凹印才较为合算。又因印小号文字质量不好，故以文字为主的书刊不用凹印。

凹印油墨因须易于进入印版的着墨孔穴并转移到纸上，所以流动性要好，常用易挥发的苯类为溶剂。为防止溶剂污染空气和防火，须重视密闭各污染源、回收溶剂及工作场所的通风换气。对于要求不降低印刷质量的水基凹印墨的研究和应用，国内外都在积极探索中。

种类凹版印刷的种类根据制版方法分为两类：雕刻凹版和腐蚀凹版。

雕刻凹版雕刻凹版是用刻刀直接在印版滚筒的表面刻出与原稿图文相对应的凹坑，按刻刀的控制方法可分为手工雕刻凹版，机械雕刻凹版及电子雕刻凹版。

（1）手工雕刻凹版

手工雕刻凹版是技术人员用刻刀在印版滚筒的表面按照原稿图文进行手工雕刻制成的，印版材料可用铜板或钢板。手工劳动繁重，制版费用大，周期长。但是手工雕刻的凹版线条清晰，印刷品层次感强，难以伪造。大多用于制作有价证券及高质量艺术品的印刷凹版。

（2）机械雕刻凹版

机械雕刻凹版是用机械控制刻刀在印版滚筒的表面进行雕刻制作的，它减轻了手工雕刻的繁重劳作，制版速度快，周期较短，制版费用也较低。主要用于制作有价证券的印刷凹版。

由于以上两种雕刻制版的费用较高，制版周期长，所以使用范围受到限制。但事物都是一分为二的，就防伪包装来说，手工雕刻凹版也许就是最好的制版方法。因为秘诀防伪是防伪包装的一个主要方法，技术人员在手工刻制凹版的过程中可以采用各种方法雕刻出一些暗记，这些手工雕刻凹版上的暗记不易被发现，在印刷品上就更难被分辨，这就形成了秘诀防伪。

（3）电子雕刻凹版

这种版是由电子控制装置控制刻刀在印版滚筒表面进行雕刻的。 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。

腐蚀凹版腐蚀凹版是按照原稿图文用化学腐蚀的方法在印版滚筒的表面蚀刻出一个个墨坑制成的。根据原稿图文转换方法的不同，可将腐蚀凹版分为蚀刻凹版，照相凹版，网点凹版。

蚀刻凹版是用雕刻与腐蚀相结合的制版方法制成的。即先用手工雕刻出原稿图文的形状，再用腐蚀的方法制出凹版。

照相凹版应用比较广泛，是凹印中应用最多的印版，主要用于印刷画版等。

网点凹版主要用于包装装潢印刷及建材印刷等。

生产要素原稿凹印中的原稿多为连续调。

油墨凹印油墨是由固体树脂、挥发性溶剂、颜料、填充料和附加剂组成。不含植物油，其干燥方式大多属于挥发型。凹印油墨又可分为三种：影写凹印油墨；塑料凹印油墨；醇溶凹印油墨。溶剂在油墨中的作用有：溶解或分散油墨中的一切固体组分；湿润被印基材的表面；调节油墨的干燥速度；调节油墨的稠度，使之适于印版的着墨要求。

印版凹版不同于其他版的一个显著区别是：其图文部分是由低于非图文部分的凹眼组成，印版由金属材料制成，外面还镀有铬和铜。

承印物凹印的材质可以十分广泛，但常用它来印刷高档纸和塑料薄膜。

印刷机械凹印机通常由八大部分组成，包括开卷部分、导辊、压辊、印辊、上墨部分、刮墨刀、干燥器、收卷部分，部分凹印机还包括动力系统、校准系统及电气系统。

生产工艺凹版印刷由于印刷机的自动化程度高，制版质量好，因而工艺操作比平版印刷简单，容易掌握，工艺流程如下：

印前准备→上版→调整规矩→正式印刷→印后处理

印前准备凹版印刷的准备工作包括：根据施工单的要求，准备承印物、油墨、刮墨刀等，还要对印刷机进行润滑。

塑料薄膜，是凹版印刷主要的承印物。常用的塑料薄膜有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。因为塑料薄膜表面光滑、粘附油墨的性能差，所以，在印刷前要对薄膜表面进行处理。一般采用电晕处理，该方法是将塑料薄膜在两个电极中穿过，利用高频振荡脉冲迫使空气电离产生放电现象形成电晕，游离的氧原子与氧分子结合生成臭氧，使薄膜表面形成一些强性集团和肉眼看不见的“毛刺”，这样便提高了薄膜的表面张力和粗糙度，有利于油墨和粘合剂的附着。

凹版印刷，采用溶剂挥发性的油墨，粘度低，流动性好，附着力强。常用的溶剂有甲苯、二甲苯、汽油、酒精等，印刷前在油墨中加入适量的溶剂释，最好过滤后再使用。

凹版印刷机最主要的特点是使用刮墨刀，刮除印版空白部分的油墨。刮墨刀是宽60mm至80mm，长1000mm至1500mm（依照印版滚筒尺寸而定）特制的钢片。刮墨刀刃必须呈直线，若出现“小月牙”式的伤痕，便会在印张出现很宽的斜条，即发生空杠子现象。

印版是印刷的基础，直接关系到印刷质量，上版前需对印版进行复核。检查网点是否整齐、完整，镀铬后的印版是否有脱铬的现象，文字印版，要求线条完整无缺，不能断笔少道。印版经详细检查后，才可安装在印刷机上。

上版上版操作中，要特别注意保护好版面不被碰伤，要把叼口处的规矩及推拉规矩对准，还要把印版滚筒紧固在印刷机上，防止正式印刷时印版滚筒的松动。

调整规矩印刷前的准备工作完成之后，再仔细校准印版，检查给纸、输纸、收纸、推拉规矩的情况，并作适当调整，校正压力，调整好油墨供给量，调整好刮墨刀。

刮墨刀的调整，主要是调整刮墨刀对印版的距离以及刮墨刀的角度，使刮墨刀在版面上的压力均匀又不损伤印版。

正式印刷在正式印刷的过程中，要经常柚样检查，网点是否完整，套印是否准确，墨色是否鲜艳，油墨的粘度及干燥是否和印刷速度相匹配，是否因为刮墨刀刮不均匀，印张上出现道子、刀线、破刀口等。

凹版印刷的工作场地，要有良好的通风设备，以排除有害气体，对溶剂应采用回收设备。印刷机上的电器要有防爆装置，经常检查维修，以免着火。

特点凹版印刷时的载墨体是雕刻于印刷版上的一个个凹坑，凹坑的形状与原稿图文一模一样，印版表面没有油墨。当印版与承印物压印接触时，凹坑内的油墨被转移到承印物表面，完成印刷过程。因此，凹版印刷具有一些与其它印刷方法不同的独有特点，下面分别进行讨论。

防伪凹版印刷以按原稿图文刻制的凹坑载墨，线条的粗细及油墨的浓淡层次在刻版时可以任意控制，不易被模仿和伪造，尤其是墨坑的深浅，依照印好的图文进行逼真雕刻的可能性非常小。因此，目前的纸币、邮票、股票等有价证券，一般都用凹版印刷，具有较好的防伪效果。目前一些企业的商标甚至包装装潢已有意识的采用凹版印刷，说明凹版印刷是一种较有生命力的防伪印刷方法。

范围广一般的软材料都可以作为凹版印刷的承印物。如塑料、纸张、铝箔等，特别对于一些易于延伸变形的材料，如纺织材料等，具有较好的适应性，这是凸版印刷和平版印刷所不能比拟的。

印刷质量高凹版印刷的用墨量大，图文具有凸感，且层次丰富，线条清晰，质量高。书刊画报，包装装潢等的印刷大多采用凹版印刷。

大批量印刷凹版印刷的制版周期较长，效率较侈，成本高。但是印版经久耐用，所以适宜大批量的印刷。批量越大，效益越高，对于批量较小的印刷，效益较低。所以凹版方法不适宜用于批量较小的商标的印刷。

数字制版根据国内现有实际情况，凹印的数字制版有三种方式：电子雕刻机方式、激光刻膜及后腐蚀处理方式、电镀合金的激光直接烧蚀制版方式。

电子雕刻机方式

电子雕刻机是应用集成自动化控制等现代化技术，具有高度质量稳定性的精密机械。电雕所有生产数据都以数字化形式采集，可在后续活件中使用，可靠性强。原稿从被扫描开始就变成数字信号送经软件分色再传输至电雕机或彩色打样机，这样对生产工艺的标准化和规范化非常有利，从而对印刷品的质量更有保证。而且电雕工作站使用TIFF图文数据进行传递，经过HelioLight组版工作站进行方便的整合并设定工作参数配置，由雕刻软件产生电雕曲线，记录电雕参数和显示雕刻状态，直至刻录光盘保存档案(方便多次使用和改版)。

电雕工艺相对成熟，控制简单，层次还原逼真。缺点是实地的上墨量有限，墨层对有些粗糙的承印物遮盖力不足;由于机械雕刻的网穴与网穴之间有网墙分割，由网穴组成的线条边缘不可避免锯齿边的出现，印刷时细小文字不清晰且易断线或糊版。不过德国海尔最近新推出了Xtreme雕刻技术，它可以在高达400线/厘米的网线数下非常精细地再现最细微的部分，精细文字可不依赖于雕刻网线数而独立选定记录分辨率，通过优化油墨流使轮廓平滑并产生轮廓线。既可以实现常规网点，也能实现调频加网复制。

激光刻膜及后腐蚀工艺

激光刻膜及后腐蚀工艺是继电雕之后又一种先进的数字制版方式，它和电雕一样通过接口接受分色处理过的图像文件，将加网后的图文信号送至激光调制器，激光作用于滚筒表面预涂的保护层而使铜或铁底露出，再经过不同时间的腐蚀在滚筒上形成大小不同的网点凹坑。

激光刻膜工艺克服了电雕版文字及细线条发毛、发虚的弱点，突出了含墨量高、颜色厚实、字迹清晰、经久耐用的特点，同传统的照相凹版制版相比又具有加网精度高，任意编辑网形，无接缝等优点。适用于烟版、防伪印刷等文字特别细小但要求清晰度高的印版，被广泛用于货币、证券、票务等高精度防伪印刷以及高档烟酒包装，在精细压纹辊和涂胶辊制作工艺中更具优势。

另外还有一种感光剂激光方式，利用紫激光对图文部分的感光层曝光再冲洗。其它工艺同激光刻膜方式基本相同。

电镀合金的激光直接烧蚀制版方式

激光烧蚀技术在凹版的广泛应用会随着激光技术的发展而迅速普及，它不需机械调整、细线和文字较清晰、比腐蚀更容易控制层次。目前市场最新推出的激光雕刻机，它应用高分辨率的激光直接在铜的滚筒表面进行精细的雕刻。可以任意改变所雕刻信息的轮廓、网点分布及深度，从而实现以前只有激光照排机才能达到的输出效果。

优劣①优点：油墨表现力约90%，色调丰富。颜色再现力强。版面耐度强。印刷数量宏大。应用之纸张范围广泛，纸张以外之材料亦可印刷。

②劣点：制版费昂贵，印刷费亦贵，制版工作较为复杂，少数量印件不适合。

凹版印刷应用范围

雕刻凹版印刷，因为其线条精美，且不易假冒，故均被利用在印制有价证券方面，如钞票、股票、礼券、邮票以及商业性信誉之凭证或文具等等。由于它的制版印刷等费用较高，故一般印刷品，采用者甚少。至于照相凹版虽然其制版过程较为复杂，且其成本亦较贵，故不适合印刷少数量的印件，一般均被利用在大数量的印刷物，如彩色杂志及目前所流行的建材印刷等等，都极为合适。凹版印刷因为采用高速轮转机型，非但速度快而且印出墨膜也远较凸版或平版为厚。

控制凹版印刷除书刊、报纸外、主要印刷包装装潢材料，按照凹版印刷的特点，印刷品应达到以下的质量要求。

单色凹版印刷品，亮、中、暗调层次分明、协调、细腻。网点清晰、完整。版面均匀整洁。

彩色凹版印刷品：图象亮、中、暗调层次分明、协调、细腻。颜色自然、协调。网点清晰、完整，角度准确。图象轮廓清晰，套印允许误差。

印刷品外观：版面干净、均匀、无明显脏痕。图象和文字的位置准确。印刷接版色调基本一致，精细印刷品尺寸误差不大于0.5mm，一般印刷品不大于1.0mm，正反面套印误差不大于1.0mm。3

印刷质量控制

1.自动套印装置

卷筒纸凹版印刷机上，安装有自动套印装置。该装置由扫描头、脉冲发生器、电子控制器、调节电机、套印调节辊等组成。

当印张上的套印标记通过扫描头时，脉冲信号便传送给电子控制器，如果第二色的套印标记错前或错后第一色的标记，发生脉冲的时间将参差不齐，于是电子控制器启动调节电机，使第一色和第二色之间的套印调节辊有微量的移动，消除套印误差。

2.静电吸墨装置

凹版印刷机，一般都安装有静电吸墨装置。该装置由高压可调发生器、铝制导电辊、表面导电、底层绝缘的特制压印滚筒，停机自动切断静电与过流短路保护机构等组成。利用静电将印版网穴中的油墨吸附到承印物表面，可提高油墨转移率20%左右，尤其是使印刷品的亮调部分的层次，得到了丰富的再现。

问题凹版印刷中的故障，主要是由印版、油墨、承印物、刮墨刀等引起的。

（一） 墨色浓淡不匀

印刷品上出现周期性墨色变化的现象。排除的方法有：校正印版滚筒的圆度，调整刮墨刀的角度、压力或更换新的刮墨刀。

（二） 印迹发糊起毛

印刷品图象层次并级、发糊，图文边缘出现毛刺的现象。排除的方法有：去除承印物表面的静电，在油墨中加入极性溶剂，适当地增大印刷压力，调整刮墨刀的位置等。

（三） 堵版

油墨干涸在印刷版的网穴中，或印版的网穴被纸毛、纸粉所充塞的现象，叫做堵版。排除的方法有：增加油墨中溶剂的含量，降低油墨干燥的速度，采用表面强度高的纸张印刷。

（四） 油墨溢出

印刷品实地部分出现斑点的现象。排除的方法有：添加硬性调墨油，提高油墨的粘度。调整刮墨刀的角度，提高印刷速度，将深网穴印版换成浅网穴印版等。

（五） 刮痕

印刷品上有刮墨刀的痕迹。排除的方法有：使用无异物混入的干净油墨印刷。调整油墨的粘度、干燥性、附着性。使用优质刮墨刀，调整好刮墨刀与印版的角度。

（六） 颜料沉淀

印刷品上的颜色变浅的现象。排除的方法有：使用分散性好、性能稳定的油墨印刷。在油墨中加入防凝聚、防沉淀的助剂。充分轧制、经常搅拌墨槽里的油墨。

（七） 粘脏

印刷品上有墨污的现象。排除的方法有：选择挥发速度快的油墨印刷，提高干燥温度或适当地降低印刷速度。

（八） 油墨脱落

印在塑料膜上的油墨附着性差，用手或机械力摩擦脱落的现象。排除的方法有：防止塑料膜受潮，选择与塑料薄膜亲合性好的油墨印刷，对塑料薄膜重新进行表面处理，提高表面张力。

应用范围1、手工雕刻凹版印刷的防伪效果较好

秘诀防伪是商品防伪的一个主要方面，而这又是靠商标来实施的，手工雕刻凹版印刷为其提供了必要的手段。手工雕刻凹版印刷在制版时易实施秘诀防伪，雕刻时凹坑的深浅决定了印品图文的浓淡层次，仿制者可以轻易的仿制出图文的大小及线条的粗细，但是很难仿制出浓淡层次一样（即一样深的墨坑）的印品。这就是长期以来有价证券必用凹版的主要原因。

印量越少，防伪效果越好。由于手工雕刻凹版的周期长，费用高，所以在印量少时，印品的价格就较高。而制假者的目的主要是为了追求经济利益，在无利可图或利益不大的时候，他们是不愿冒任何风险的。因此可以说，小批量的商标采用凹版印刷其防伪的效果可能比大批量的凹版印刷要好。

2、制版和印刷分两地进行

异地制版和印刷具有较好的防伪效果。印刷厂一般具有制版的能力，但是商标使用企业的制版工作则应另选单位，因为秘诀防伪的一个关键是知道人的越少越好，即使知道也应是只知道一部分，而不能让其知道商标设计及印制的整个工序，这样即使在某个环节出了漏洞，其它环节也足以能满足防伪的需要。商标在印刷厂印刷时企业要派出责任心强的人员到现场监督印制，以防印版被盗和商标被偷。印制完毕，要将印版收回保存好。

3、与防伪油墨技术相结合

油墨防伪技术也是秘诀防伪的一个方面，将凹版印刷技术与油墨防伪技术相结合，实现双重秘诀防伪，防伪效果会更好。有些印刷防伪油墨的颜料颗粒较大，需要较厚的墨层，而凹版印刷的墨层一航较厚，印品的质感较强，二者的结合，会得到双重的防伪及装潢效果。如果凹版印刷使用荧光油墨，既保证了凹版印刷的微凸感，又保证了荧光油墨的使用要求，两者的秘诀防伪功能也都得到了保证。油墨应自己调配，而后交给印刷企业使用，印制完毕，应将油墨收回保存，这样可获得较好的防伪效果。4

发展趋势1、大中型规模的包装凹印企业将占主流，特别是烟包凹印企业更加追求规模效益、高质量和高技术含量。

2、由于环保与卫生方面的原因，食品、药品、烟、酒等行业越来越注重包装材料和印刷工艺的环保性，凹印企业更加关注印刷车间的环境。环保型油墨和光油将会越来越广泛地受到欢迎，封闭式刮墨刀系统和快速更换装置会推广应用，适应水性油墨的凹印机将被广泛地采用。

3、凹印机独立驱动技术和以电子轴传动为技术平台，将实现凹印机的全面升级换代，各种用途的凹印机都将采用电子轴传动。电子轴传动和套准系统主要来自日本和欧洲，但它们只能应用在少量国产凹印机上。开发国产套印系统将是国产凹印机全面升级换代的关键。

4、宽幅凹印机和纸张凹印机的比例将会不断增加。一方面，装饰印刷（主要是木纹纸印刷）和纸箱凹印市场会迅速增长，另一方面，软包装凹印机的幅度也会不断增加，大幅面凹印机的数量将快速增加。纸和纸基复合材料凹印机（木纹纸烟标、无菌包装、礼品包装纸等）将会迅速增长。

5、凹印生产线加工将更加多样化，功能配置越来越强，如以上光、模切、横切、软标裁切等。相应地，凹印机管理系统、远距离技术支持系统将被越来越多地采用。同时，为满足个性化的需要，从放卷、印刷到连线加工、收卷等各部分都将被模块化，其中最重要的将是凹印小推车或凹印与柔性版印刷互换小推车。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学