卷筒烟包警示图像全凹印工艺的探讨

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受《烟草控制框架公约》的影响，我国烟草公司对出口产品结构进行了调整，要求对烟包增加警示图像（如图1所示），这就对烟包印刷企业提出了新的挑战，即如何利用现有的设备和工艺来完成警示图像烟包的印刷，并满足客户要求。

目前，大多数烟包印刷企业的主力印刷设备为凹印生产线和胶印生产线，因此警示图像烟包印刷工艺可以采用全凹印工艺或胶凹结合工艺。从警示图像设计角度来看，由于警示图像为四色网目调图像，因此采用胶凹结合工艺较为理想，但胶印设备的承印材料是单张纸，对于卷筒烟包并不适用，而凹印设备使用卷筒纸印刷，并能在印刷后收卷为卷筒产品。鉴于此，在没有引进新型印刷设备的前提下，目前在警示图像卷筒烟包上只能采用全凹印工艺。

全凹印工艺印刷要求

采用全凹印工艺印刷警示图像卷筒烟包具有两大优势：一是可沿用原来的印刷方式，减少了在设备、人员等方面的投入；二是实地色块、线条的印刷效果较好。然而，与胶印工艺相比，凹印工艺对于网目调图像印刷则存在一些不足之处，主要表现在油墨转移不好、容易干版、层次过渡不自然、网点失真、色彩不够鲜艳细腻等方面，无法实现高分辨率图像的复制与印刷，仅适用于对彩色图像要求不高的产品。因此，对于原来采用凹印工艺印刷的烟包，在设备印刷色组数既能满足工艺要求，又能满足客户要求的情况下，可以考虑采用全凹印工艺来完成警示图像卷筒烟包的印刷。

警示图像通常由CMYK四色组成，再加上烟包原有的基本色，颜色一般要达到7色以上。因此，如果现有设备色组数不够，可通过共用色组的方法来实现警示图像卷筒烟包的印刷，如警示图像的黑色部分可与原来的文字、条码共用黑版。一般情况下，若条件允许，不提倡同一专色网点与实地共用一个色组，这样很难使油墨调配控制、刮墨刀选用等方面做到最优，不利于产品印刷质量控制。

采用凹印工艺印刷警示图像与印刷普通彩色图像的不同之处主要体现在两个方面，一是需要采用静电吸墨系统辅助印刷，二是制版工艺要求不同。

配置静电吸墨系统

1.工作原理

静电吸墨系统是通过控制柜产生高压低电流，利用导电铝辊或导电毛刷将电流传递到静电压印辊上，再通过承印材料和凹印版辊形成一个回路，这样静电压印辊就带上了正（或负）电荷，使得静电压印辊和纸张接触形成的导电面与纸张、凹印版辊三者之间组成一个高压静电区，在高压作用下，凹印版辊上游离的油墨被均匀地转移到承印材料表面，可使油墨转移率几乎达到100%。由于静电压印辊表面采用的是橡胶或聚亚安酯半导体材料，其表面易形成导电表层，这样静电电极所产生的放电电流就可通过导电铝辊或导电毛刷转移到压印滚筒表面，从而使油墨分子和压印滚筒之间产生电势差，形成电场，使油墨电极化，并朝着承印材料的方向移动，进而使油墨充分转移，有效提高印刷效果。采用静电吸墨系统前后的凹印效果对比如图2所示。

借助静电吸墨系统，压印辊的压力可比平时小，这样不仅能够延长胶辊的使用寿命，还有利于套印。此外，还可减少因纸张表面平滑度不好而造成的网目调图像漏点或斑点现象。

2.类型

静电吸墨系统有接触式和非接触式两种，其主要区别在于静电是直接接触还是非接触地传递到静电压印辊上。

（1）接触式静电吸墨系统

通过导电纤维与静电压印辊表面相接触导通传电，从而将高压静电传递到静电压印辊上。该系统拆换方便，能够适应溶剂型油墨的印刷，但对水性油墨的印刷效果不佳，容易在导电纤维上积累纸屑，需要经常清理。接触式静电吸墨系统的工作电压为0～3kV，主要适用于纸张承印材料、溶剂型油墨的凹印。

（2）非接触式静电吸墨系统

通过排针放电将空气击穿，从而将高压静电传递到静电压印辊上。放电排针与静电压印辊表面的距离只有3～6mm，能够适应水性油墨的印刷，但拆换不方便。非接触式静电吸墨系统的工作电压为0～20kV，适用于纸张、塑料等承印材料以及溶剂型和水性油墨的凹印。

目前，烟包印刷企业大多采用接触式静电吸墨系统，因为其成本相对较低，应用范围较为广泛。

3.组成

一般，静电吸墨系统主要由控制柜（包含高压静电发生器）、静电压印辊、导电架（导电铝辊或导电毛刷）、速度开关或行程开关、静电消除器、消静电毛刷等组成，如图3所示。

（1）静电压印辊

静电压印辊是静电吸墨系统不可或缺的关键配件，其质量好坏直接影响印刷效果。不同于普通压印辊，静电压印辊采用的是橡胶或聚亚安酯半导体材料制成的导电表层，表面阻值为0.1～0.8兆欧，因此不仅要求其具有普通压印辊的橡胶特性和物理特性（如耐磨性、耐腐蚀性等），还要求其具有良好的导电性。此外，压印辊表面硬度的大小也对印刷效果有直接影响。一般，凹印用普通压印辊的硬度为HS90，而静电压印辊的硬度则为HS80～85，太软容易造成磨损，耐用性差；太硬则容易造成油墨转移不彻底，静电效果不明显。

顺便提一下，静电压印辊一般有带轴式和套筒式两种，前者是按装配要求加工成机械件，再在其表面包胶制作而成；而套筒式顾名思义是一个橡胶套筒，通过气胀轴来装卸，其加工精工要求较高，密封性较好，且具有很好的膨胀性和收缩性，可重复多次装卸。目前，国内套筒式胶辊加工技术水平、精度和耐用性与国外还存在一定差距，主要体现在选材不好、加工工艺不足、装配精度不够、长时间工作易受热膨胀变形而松动甚至爆裂。因此，目前静电吸墨系统配置的一般是带轴式静电压印辊。

（2）导电架

接触式静电吸墨系统的静电加载方式主要有两种，即导电铝辊和导电毛刷。其中，导电铝辊在加载静电时易与静电压印辊之间产生缝隙，这是因为导电铝辊与静电压印辊之间的平行度有时难以调节，易接触不良，影响静电在压印辊上均匀分布，从而影响印刷效果。因此，目前接触式静电吸墨系统一般采用导电毛刷，其优点是容易调节，操作简便，但导电毛刷易破损变形，需及时检查更换，否则会造成静电加载不均，从而影响印刷效果。

（3）静电消除器

纸张在进行静电吸墨印刷前后，都必须采用静电消除器进行静电消除处理，否则纸张表面存在的静电，不仅会直接影响印品质量，使印品表面出现斑点现象，也会对静电辅助印刷产生一定负面影响，因为其会影响压印辊表面静电荷的均匀分布，进而影响油墨在纸张表面的吸附效果。

随着静电吸墨系统的更新换代，新型静电吸墨系统开始使用高集成电路，体积更小，占用空间更小，甚至可直接挂装在相应色组操作面板侧面，更加安全、方便。

4.安装与应用

一般凹印生产线不配备静电吸墨系统，烟包印刷企业需重新配置。静电吸墨系统可单独分组使用，每组只可供应1个色组，而警示图像为四色图像，因此需配备4组静电吸墨系统。下面，以接触式静电吸墨系统为例来说明静电吸墨系统的实际操作应用。

在实际生产中，由于静电吸墨系统主要在印刷警示图像烟包时才会使用，所以每次使用时都要安装静电压印辊，并重新调整压力，保证导电架与静电压印辊之间良好接触，准备时间较长。因此，静电压印辊、导电架的安装与调节是正式生产前的重要准备工作。正式生产后，主要对输出电压/电流的合理性进行调节控制。

此外，为了保证印刷时能够达到较好的油墨转移效果以及使用安全性，在实际应用中，一般印刷纸张的宽度要大于静电压印辊导电表层的长度，且两边多出的部分至少要大于3mm，这主要是为了避免因导电表层与凹印版辊直接接触而产生火花，危及安全。

5.使用注意事项

（1）一般静电吸墨系统在机速达到30米/分钟以上才开启，在静电加载过程中，要根据油墨的颜色、组成以及纸张表面静电荷的正负等情况来选择加载正电荷还是负电荷。

（2）在印刷过程中，电压/电流加载量的调节应从小到大逐渐增加，在达到理想印刷效果的前提下，尽量使用较低的电压。

（3）通过静电压印辊为纸张加载静电时，会在纸张刚离开凹印版辊约300mm的范围内形成较强的静电区域，所以该部位需要安装静电消除装置，以消除因静电强度过大而引起墨槽起火的安全隐患。

（4）当前静电吸墨系统在印刷金银卡纸或镀铝纸方面还存在较大不足，印刷质量没有明显提高。

（5）印刷时，静电压印辊的压力应比普通印刷压力要小，这对延长静电压印辊使用寿命、减少机械磨损等均有好处。

调整制版工艺

目前，烟包凹印制版通常采用激光雕刻制版和电子雕刻制版两种工艺，而由于警示图像烟包要求图像层次再现性要好，因此一般采用电子雕刻制版工艺，但必须注意对加网线数和网线角度的选用。

1.加网线数

加网线数决定着印品所表现的图像层次的丰富程度。一般，彩色图像电子雕刻制版时，可采用的加网线数为70～120线/厘米，而警示图像可根据实际情况选择70～100线/厘米的加网线数。虽然加网线数为70线/厘米的彩色图像在视觉效果上仍显得不够细腻，但也要综合纸张的印刷适性和印版的耐印力等因素来决定。如果加网线数过低，印品中暗调层次易被拉开，暗调不易并级，但图像层次不够丰富细腻。不过，也不能一味追求高加网线数，如果加网线数过高，中暗调有压缩，虽然层次丰富，但易并级，而且网穴含墨量少，油墨转移性差，高光区域网点易丢失，暗调区域网点易并级，图像层次感不强，耐印力也得不到保证。

2.网线角度

凹印中网线角度为共同相邻网穴之间的连线与水平线之间的夹角，由水平加网线数与垂直加网线数的比例来决定。在电子雕刻凹版中，能选用的网穴形状只有菱形，一种是方形网穴，网线角度为45°，其水平加网线数与垂直加网线数相同；一种是扁菱形网穴，网线角度为30°，其水平加网线数大于垂直加网线数；一种是长菱形网穴，网线角度为60°，其水平加网线数小于垂直加网线数。选用不同的网穴形状，目的是为了消除彩色印刷中可能会出现的龟纹和偏色。

在实际电子雕刻凹版中，网线角度可在30°～60°之间变化。一般来说，两色凹版的网线角度差在30°和60°时，整体的干涉条纹比较美观，其次是45°。

警示图像烟包电子雕刻制版时，黄版和黑版的网线角度一般为45°，青版一般为30°，品红版一般为60°，金版、专色版一般也为45°。黄版与黑版虽然采用相同的网线角度，但黄版采用正常的加网线数，而黑版采用更高一档的加网线数，即用面积相对小一些的网点与大网点相叠，从而有效减小相同面积网点叠色时出现的龟纹。如果需要进一步提高警示图像的清晰度和层次感，可尝试提高加网线数，同时考虑采用38°的网线角度。但需要说明的是，高加网线数的网点在实际印刷中会出现油墨转移难的弊病，若网点转移效果不理想，则提高加网线数也没有实际意义。因此，实际应用时需要权衡利弊，不能一味追求高线数、高清晰度。

此外，相比其他网线角度，在图像高光区域网点中采用60°的网线角度时，油墨转移更难，经常出现网点转印不全的现象。因此，在实际凹印分色工艺中，一般不建议将黄版与黑版的网线角度固定在45°，同时尽可能避开长菱形60°的网线角度，根据实际情况调整网线角度。

3.试雕打样

选定加网线数和网线角度之后，就要进行试雕打样，这是模拟印刷的一个必要环节，以确定所选加网线数和网线角度是否合理，以便及时修正。与此同时，应结合实际印刷情况，认真做好分析工作，合理调整电雕层次曲线，使凹印原稿的阶调层次与色彩得到忠实的还原。此外，还要做好上机印刷工作的跟进，结合实际印刷情况，对不符合要求的参数进行及时合理调整，以确定最佳的印刷效果。

此外，科学合理排版，能减少印刷过程中经常出现的问题，有效保证产品质量。例如，合理调整排列方向，避免印刷时可能由刮墨刀产生的细小刀线；将图像集中在印版的中央位置，避免接近印版两边，以减少套印误差；如果产品不是在线直接分切成卷筒产品，需后工序分切的，可考虑将分切用的电眼跟踪线安排在印版中部，这样可避免因纸边吸潮变形成荷叶边而影响分切的准确度。

警示图像烟包印刷质量控制

1.实际印刷测试

警示图像凹印效果如图4所示，从整体来看，图像阶调基本能表现出来，但色彩不够丰富，高光区域过渡不自然，暗调区域不够真实，图像稍欠细腻，给人的视觉冲击不强。在印刷过程中，我们可以通过测试条来观察各比例网点的实际印刷效果，从而加以调整。测试条的网点比例从10%～100%分为10个阶梯，不同阶梯的着墨效果直接反映对应网点的实际印刷效果，从测试条可得知印刷工艺参数的改变，如油墨黏度的高低等，以便及时做出调整。

在其他印刷因素不变的情况下，油墨黏度对图像印刷效果起到关键作用。油墨黏度高时，会导致80%～90%区域的网点并级（如图5a所示），图像无层次感；10%以下区域的网点丢失（如图5b所示），图像高光区域易出现斑点现象；油墨黏度低时，会导致80%～90%区域的网点发生粘连，甚至糊版（如图6a所示），图像层次不分明；而10%以下区域的网点基本都能印全（如图6b所示），高光区域显得细腻清晰。

2.制版工艺调整

在警示图像实际凹印中，从网点测试条可知，10%以下区域的网点转印困难，易造成质量瑕疵（斑点），因此在实际制版时，可考虑将这个区域的网点直接删掉，或者扩大至易转印区域，如10%左右的网点；在暗调区域，调整电雕层次曲线，使其缩短，忽略60%～90%区域网点的渐变表现力，直接到实地区域。通常制版公司也会根据不同烟包印刷企业的凹印设备、油墨、印刷基材的特点和操作人员的水平，为客户制定专用的调整曲线，尽可能避开这些区域。

常见印刷故障及解决办法

采用全凹印工艺印刷警示图像卷筒烟包时经常会出现一些印刷故障，常见的主要有以下两种。

1.印刷图像网点不全

印刷图像网点不全，尤其是高光区域易出现细小花絮状斑点，这主要是因为网目调部分的网穴深度较浅，油墨转移性较差，且油墨易干固在网穴中，因此难以真实反映图像阶调。对此，加大静电吸墨系统的电流也无济于事，而是需要通过清洗印版、降低版面温度、调整油墨黏度等方法来解决。

（1）清洗印版

警示图像烟包印版加网线数较高，印版表面网穴数目多而小，而微小网穴内的空气会阻碍油墨充满其中，而且即使着墨后也不易向承印材料上释墨，从而容易使油墨干固在网穴中而造成堵塞。因此，如果不及时对印版进行清洗，就会降低传墨效果，出现供墨量明显不足的现象，逐渐出现斑点。

（2）降低版面温度

采用凹印工艺印刷网目调图像不同于印刷大面积实地，网点上墨量少、墨层薄，容易干透，因此如果印版表面温度较高，就会加快干版、堵版速度。此时须检查冷却系统是否正常，必要时可适当降低烘箱的干燥温度。

（3）调整油墨黏度

油墨黏度过高，会导致油墨因转移不良而干固在印版网穴中，因此要适当降低油墨黏度。若此时仍不能有效解决斑点现象，则可适当使用慢干剂（如丁酯、丙二醇甲醚等），以减缓网穴中油墨的干燥速度。

2.网点粘连、糊版

在60%以下网点区域，网墙宽度较大，网点分隔较清楚，印刷时网点之间基本不会产生粘连，网点层次分明，过渡柔和。然而，在60%以上网点区域，网墙宽度逐步减小，一旦油墨黏度控制不好或刮刀角度调整不当，就会导致网点增大，造成网点之间产生粘连，尤其是70%～90%区域的网点就会层次不分明，甚至出现很明显的“台阶”，形成网点并级。对此，采用放大镜观察网点测试条就可找到网点并级的症状和原因。

网点增大糊版主要出现在暗调部分，该现象会使图像无层次感。一般来说，凹印网点增大与印刷工艺参数控制不当等因素有关，对此，可通过适当提高油墨黏度、调整刮墨刀角度、调低静电电压/电流来解决，必要时可调整制版工艺参数。

结语

目前，由于警示图像印刷仅用于出口其他国家和地区的烟包（如图7所示），其产量较少，生产成本较高，因此要想研发和引进新的机型来改进卷筒烟包警示图像印刷效果几乎是不可能的。对此，我们不得不采用全凹印工艺来生产警示图像卷筒烟包，但始终难以实现高品质警示图像烟包的印刷。

我们知道，采用胶凹结合工艺是当前警示图像烟包印刷较为理想的选择，但要想在警示图像卷筒烟包上实现这种组合工艺，则需开发新型组合的卷筒纸印刷设备，因此，研发胶凹组合一体化的卷筒纸多色生产线将是警示图像烟包印刷未来发展趋势。虽然目前警示图像烟包因生产批量少、制版费用高、生产成本高，暂无利可图，不能吸引众多商家的眼球，也无法引起业内的高度重视，更不可能投入大量精力来研究和开发相关设备和工艺，但我们相信，当国内烟包迎合《烟草控制框架公约》要求改版加入警示图像后，新型组合印刷设备必将在这种环境的促使下应运而生，届时，较为理想的警示图像卷筒烟包印刷方案将会诞生。