编译 | 张红路
如何印制CD/DVD光盘
编译 | 张红路
光盘(CD/DVD)即高密度光盘,是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质,用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息,又称激光光盘。光盘材质为聚碳酸酯(PC),其冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性好、无毒性,硬度强、可以随意取放。大家知道,从信息存储的角度看,光盘可以看成是一种人类文明的记载库。一张小小的塑料圆盘,其直径不过12cm(5英寸),重量不过20g,而存储容量却高达600多兆字节。如果单纯存放文字,一张光盘相当于15万张16开的纸,足以容纳数百部大部头的著作。作为一种媒体它不仅仅只记载文字,而且还可以传播音乐、数据存储、电子游戏和电影。自从它的出现,丝网印刷就是最早的一种用于装饰光盘的印刷工艺。随着市场上光盘的大量生产也为丝网印刷开拓了又一个新的应用领域。
目前,大部分丝网印刷光盘的公司就是复制媒体的光盘制造商。这些公司大多数还负责光盘的包装,实现CD/DVD生产一条龙服务。
但近年来,随着光盘技术的不断发展,光盘产品的应用越来越广泛,对光盘盘面的装饰质量要求越来越高。为了迎合这一市场发展趋势,同时保证光盘产品的播放功能以及更高的音、画质量要求,使印后的光盘更具有吸引力,印刷及其媒体制造商应当充分了解其性质,并对其材质有个大概的认识,才能充分发挥光盘的特点,印制加工出更多更新颖的光盘产品。
光盘主要分为五层,它包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。其中基板是无色透明的聚碳酸酯(PC)板,它不仅是沟槽等的载体,更是整个光盘的物理外壳。光盘的基板中间有孔,呈圆形,它是光盘的外形体现。其尺寸一般为两种,普通标准120型光盘尺寸:外径120mm、内径15mm、厚度1.2mm;小团圆盘80型光盘尺寸:外径80mm、内径21mm、厚度1.2mm。
在光盘生产中,丝网印刷常常用来对光盘的聚碳酸酯(PC)基板进行印制图案而形成印刷层。该印刷层是客户标识、容量等相关资讯标注的地方,也就是光盘的背面。其实,它不仅可以标明信息,还可以起到一定的保护光盘的作用。从印刷角度来讲,由于承印物的不同,光盘印刷与传统纸质印刷有许多本质的区别。但实际上,光盘印刷并没有传统纸质印刷那么复杂,只要掌握好印刷中的质量控制要点活动,就可以印制出令客户满意的产品。
在印刷过程中要特别注意光盘翘曲问题。因光盘的材质为聚碳酸酯PC材料,印刷压力调节很重要。压力过大,就会造成PC材料变形,某些微小的变形虽然肉眼看不到,但却会改变光盘内部存储的数字信息,特别是DVD类光盘,由于它是用黏合剂将两片黏合而成,印刷压力过大就会发生错位变形而影响光盘质量。再有就是所用油墨选择不当,UV固化过程中光盘产生的收缩幅度过大,也会使光盘发生翘曲变形。因油墨收缩而引起的光盘质量问题一直是备受业界人士关注的问题,因为光盘一旦收缩过度,不仅会影响光盘的平整度,而且会使专业设备在读取数据时光束无法聚焦。因此,要求油墨在UV固化过程中没有收缩或者收缩程度很小,即实现“低收缩”。而在丝网印刷中,由于印刷墨层比较厚,因此收缩现象也很严重。同样,如果油墨固化时间过长、油墨固化温度过高,也会使光盘产生变形,甚至会破坏光盘本身的信息。
目前,光盘印刷企业基本采用传统的制版方式。由于光盘印制受尺寸大小和基板材质特性的限制,胶片的制作质量将直接影响到光盘最终的印刷质量。为此,印前要做适当的调节与处理。
以普通标准120型光盘尺寸为例:
1.丝网印刷用胶片要求是正阳片,药膜在上。
2.加网线数控制在133线/英寸以下,网点阶调再现范围为10~90%,文字、细线的线宽不小于50μm;以人物或风景为主图案以及一些有深色、浅色之分的非实地图案,加网线数应控制在80~120线/英寸。
3.印刷图文必须在外圈直径为117mm、内圈直径为20mm的范围内。
4.在每张胶片上均要有对位十字线,且必须在距离光盘外径3mm处(即直径为126mm)向外标出,公差为0.1mm,对位线在图案中心的上、下、左、右四个位置,对位线长度为15mm、宽度为0.1mm,如图1所示。
5.将印版版号及印刷色标(C、M、Y、K)或编号附于胶片表面。
光盘的丝网印刷允许使用快干UV油墨,加快生产周期时间。通常情况下,光盘印刷的第一步要先对光盘进行白色底基涂布(即使不是采用丝网印刷方法进行也是如此),然后再用不透明的专色或半透明的三原色油墨印刷装饰光盘。
1.油墨
光盘印刷用UV丝网印刷油墨要求饱和度高、透明性好,具有较好的触变性,油墨颗粒细而均匀,为保
证油墨颜料颗粒顺利通过网孔,其粒径应是网孔的1/4~1/3。
三原色油墨主要用来印刷网点色调图像,它比实地油墨粘度高,有助于印出清晰、高分辨率的图像。实地油墨粘度低,流动性和遮盖性好,使其适合印刷大面积的实地。当一个活件要求既印刷网点又印刷实地的时候,使用三原色油墨,其不透明度是没有问题的,可以将油墨加以稀释,提高其流动性。如果需要使用不透明的实地油墨印刷网点色调图像,可以向油墨中加一些增稠剂,确保油墨能够支承精细网点。
另外,光盘印刷用油墨还应与光盘材质——聚碳酸酯(PC)材料有良好的黏附性。在UV固化时收缩程度要尽量小,印后墨层要薄而均,以尽量减少UV油墨固化过程中对光盘平整度和高清晰度的影响。
2.网绢与网目
印制光盘的网绢应选用平稳而舒展、张力要高的黄色聚酯丝网印刷织物。和其它丝网印刷一样,对于光盘印刷,网版的张力应保持稳定一致。印刷时,网版的张力值通常为22~26N/cm。张力是一个很重要的因素,因为它能改善网印版的回弹距离,进而保证精细印刷品具有很高的分辨率和边缘清晰度。
光盘的艺术设计,可以从不同的大实地(如白底色涂层base-coat)到艺术线条,细小文字以及精细半色调60~150线/厘米变化不等。如果工业标准的框架和张紧度一致的话, 印制光盘成艺术品最关键的标准是选择正确的网目。
对于印制实地色块印品,可选择355目、丝径为34μm的网绢;而对于印刷精细的图像来说,应选用390目,丝径为34μm的网绢。355目的丝网,由于其开孔较大,漏印的墨量较多,比较适合印刷较大面积的实地。390目的丝网,其开孔较小,适合印制阶调网点。可以说,通过变化丝网目数,就能够生产出两种不同的网印版,满足印刷活件的需要。另一种办法是变化网版的丝网直径,使目数保持不变。例如,选择390目、丝径为31μm的丝网,可印刷整个表面为实地的印刷品;而用390目、丝径为34μm的丝网可以印刷阶调网点图像。因为目数相同,丝径较小的丝网比较适合实地印刷,而丝径较大的丝网比较适合印刷精细的图像。
3.框架
光盘印刷用丝网框架通常是钢制的。有一对业内标准的框架尺寸(31×31cm与2.5×3cm,26×30cm与2.5×1.5cm)可供参考使用。钢式框架硬度很强,能够承受丝网张力。由于框架尺寸较小,其规格特征通常不会影响网目的选择。
4.感光制版
最佳的光盘丝印模版乳液过网量(EOM也称模版涂层)应在3~7μm,模板表面粗糙度(Rz值)应低于5μm。丝网模版既可以直接感光乳剂涂布(应选用机涂乳剂的方式确保增加丝网版到丝网版的一致性),也可以选用毛细感光膜片进行制版。毛细感光片因其厚薄一致是光盘印刷最佳选择,但对于长版活来说最好使用直接感光涂层。
对于光盘印刷来说,模版感光涂层厚度非常重要。在丝网目数和丝径保持不变的情况下,模版涂层愈厚,印刷时附着的油墨就愈多。故模版涂层较厚的丝网印版比较适于实地印刷,而模版层较薄的网印版更适合印刷网目调印刷品。
5.印刷设备
最初印制光盘时,光盘采用内嵌式印刷复制。如今,几乎所有光盘印刷都属于离线印刷,一台印刷机可以支持多条光盘复制线。专用光盘丝网印刷机为一个循环工作方式(即光盘加载与卸载几乎在相同的地方),一般设有4~6个印刷机组。每个机组后边配有UV固化装置。印刷过程中,在每色印刷周期之后该装置用来固化油墨,确保在下一色墨印刷之前前一色墨干透。
UV固化装置的核心部件是UV灯管,该装置的作用是通过UV灯的照射使油墨在光盘表面固化。这一装置在光盘印刷设备中非常关键。色彩管理UV灯的光谱特性必须与油墨的光谱特性相匹配,否则将影响到UV油墨在光盘表面的干燥程度,导致油墨脱落等质量问题。
6.印机调整
在印刷机上需要控制的变量主要是网距(即网印版与承印材料之间的距离)及刮墨板。
网距:对于光盘印刷,网距一般调节成1或2个光盘的厚度(约1~4mm)。当然,还应该进行测试,才能在这个范围内找到最适合的最佳距离,如果一旦确定了最理想的距离,就应该保持不变。因为如果网距过大,刮墨板压力加大,这时网版与承印材料接触时网版上的网绢会被拉伸,导致印刷品套印不准和网印版使用寿命缩短。
刮墨板:是印刷机上的一个可变因素。要满足整面实地印刷与高清晰度印刷两者的要求,可以通过改变刮墨板的一些变量,如硬度、角度、压力和刃口形状等来影响油墨的附着量。
硬度:用来补偿不同的印刷要求的主要变量。例如80肖氏硬度的刮墨板,因漏印的墨量过多可能适合印刷实地色块图像。如果其它的变量保持不变,90肖氏硬度的刮墨板可能适合印刷高分辨率的网点色调图像。
刮墨板的刃口形状有锋锐的、倒圆的等多种。当印刷实地图像时,可选用刃口倒圆的刮墨板,因为这种刃口的刮墨板印刷时油墨层较厚。带锋锐刃口的刮墨板更适合网点色调图像的印制。一般来说,用带平直刃口的刮墨板能确保印刷品墨色均匀稳定。刃口较钝或不平的刮墨板在印刷过程中可造成色彩偏移,有时在印刷品上会出现划痕。使用不同刃口和硬度的刮墨板,可以有效地控制油墨的附着量。
也可根据情况组合使用,比如使用较软的、圆刃口的刮墨板印刷实地,用较硬的刃口锋锐的刮墨板印精细印刷品。
另外,印刷过程中刮墨压力和刮墨角度应该保持不变,这样才能保证不同类型的活件之间有效地转换。
1.印刷静电的产生
光盘的材质为PC材料,在印刷过程中很容易产生静电现象。在丝网印刷过程中,由于刮墨板的往复运动使得网绢与光盘发生摩擦产生静电。另外,刮墨板与光盘的相对摩擦运动也会产生大量的静电,最终引发打火现象,在光盘表面留下黑点。
2、印刷静电对印品的质量影响
在印刷中因为静电等所引起的印品质量表现为:
1.丝印后起网,网版图文部分的油墨会跟着网版形成毛绒状的“蛛丝”从承印物上被拉起、漂浮。而当网版继续抬高,这种“蛛丝”随风漂移前后洒落在承印物上,使承印物表面蹭脏、图文边缘不锐利。
2.套印时,前一色与后一色油墨字边和图文边缘相互排斥,不能很好套准对齐,使两色墨迹之间印不上油墨。
3.网印中,工件粘在网版上,尤其容易粘在刮墨板上 。
4.承印物易粘在一起,分不开。
5.刮印过程中,油墨在网版上难以平铺,易结块。
6.承印物吸尘埃,网印后墨迹产生缺损、麻点、表面粗糙不光洁等。
3.印刷静电的避免与消除
为了保证印刷图文精度,减少图文上出现龟纹及套印文字准确的同时避免静电生产,首先从丝网自身的工艺条件来控制,在网版的高张力下,尽可能的降低网距。网距降低,刮板的压力减少,刮板对网版的摩擦而产生静电的可能性就减少。网版张力高达26N/cm,网距小到1.0mm左右。如果网印在这种条件下还出现小静电,可以调整一下刮印速度。
其次,网印环境条件要相匹配,印刷环境温度最好在23±2℃相对湿度60~70%,就能满足油墨的印刷适性。同时合理使用油墨的溶剂。导电性能好的溶剂可调整油墨粘度。油墨的印刷适性好就不可能出现油墨本身的拉丝现象。
最后,应针对具体情况和条件分析并作相应的措施。比如,塑料工件本身已带电,可以使用静电去除刷或者静电去除布在印刷前对其表面进行去静电处理。用静电去除刷刷工件或用静电去除布向一个方向擦拭工件表面即可。另外,在印机上增加工件接地,使其电荷释放而消除静电。还有,在低湿季节印刷车间可增加地面泼水,地面上水分蒸发过程中使印刷环境的湿度得以调节。这种方法对于那些无调湿设备,简陋的生产单位用的较多,它除了调湿外,同时还有防控灰尘的作用等等。总之,避免及消除静电产生就可使印刷工作在保证产品质量下能方便、顺利的持续下去。
丝网印刷被证明是光盘印刷最为有效的方式,90%的光盘印刷都是采用丝网印刷。丝网印刷范围广泛,从单色文字和图像印刷到四色印刷都可以使用。现如今,光盘装潢印刷的明显趋势是图案中既有网点色调三原色印刷图像,也有大实地色块印刷图像。也就是说,光盘上同一个图案中由两种不同的印刷图像组成。这就要求我们印刷者在保证网点色调图像和实地色块图像的分辨率要好的前提下,既要用一块网印版又要使同一种油墨同时印刷实地和网目调图像,确保油墨能在实地区域流动性好,又能在网点处固着,而且墨色均匀一致,同时还要最大限度地提高生产率。