柔性版在印刷藝術的表現
-黃秀臣-
A．柔性凸版印刷的定義
柔性版印刷又稱為"富瑞術"印刷〈FLEXO PRINTING〉汎指印刷部比非印刷部高出的橡皮或塑膠的凸版，以此當印版對被印材料(張頁或捲筒材料)作畫像印刷的方式。它是使用水性或溶劑性之稀薄液體油墨的輪轉印刷方式，一般多被利用在捲筒基材之印刷，唯一的例外是對瓦楞紙板的印刷。柔性凸版印刷是由使用金屬或塑膠等硬質凸版，採用濃而稠黏印墨的凸版印刷方式發展而來的。另外，輪轉凸版印刷方式或輪轉平版印刷方式若印刷長度改變時，其複雜的印墨著墨裝置之組合極難對應，因此只適合於固定長度(直徑)的印刷。柔性凸版印刷為求軟性印版之不生歪曲，只宜用輕微印壓的印刷方式，但是凸版印刷方式是採用強壓的印刷方式，同為凸版印刷，但實不可混為一談。印墨之成份也因印壓之不同而有所異，兩種印刷方式中惟一的共同點是雙方均使用凸形的印版而已。
柔性凸版在少許壓力之下也會發生歪變而產生線畫之粗化及網點的擴大。線畫之外圍產生疊影，使印刷品質惡化。大型的包捲式柔性凸版之鑄造成形困難，大都將許多小版用雙面膠布貼在版筒上使用。柔性凸版印刷方式是在1890年代以可以變化反覆長度的凸印方式為了製袋用牛皮紙印刷所發明的方法，使用極為低黏度的液體油墨，不必像凸印平印等使用複雜的印墨裝置，因使用橡皮版，可以比凹版版筒便宜甚多的成本來完成印刷，又因使用液體印墨，使用墨盤及墨槽以可變化流量之幫浦供應過量之印墨，溢流出來之油墨又可返回墨槽以供再使用。油墨輥將墨汲土來給紋輥 (ANILOX ROLLER)以供應一定量之印墨至版面，其墨量可依輥壓、硬度、速度差決定汲上來的墨量。著於印版凸部之墨量是依紋輥凹孔之大小、線數及形狀而定，並如凸版同樣地視加壓大小而決定印在捲筒材料上的品質，其印版輥筒須由印刷直徑減去印版及貼版材料厚度 2倍後的直徑，再經過機械加工鍍鉻而成。
橡皮版被鑄造為特殊厚度，其代表性印版高度加入雙面膠帶在內分別為由1.7到7M/M等等的厚度，如今已多用各種厚度之感光性樹脂版。例如反覆長度500M/M之印版的直徑為159.3M/M若在此印刷機使用3．175M/M之印版時，此版筒直徑是由印刷直徑減去印版厚度之兩倍成為152.78M/M。柔性凸版印刷方式，印版之直徑雖可容易變化，但是由於牽涉齒輪傳動之關係，其印刷長度不能如照相凹印那樣自由變化，只能在齒輪齒數的整倍數加以變換。這是柔性凸版的印刷長度，唯一受牽制的地方。
B．阿尼林(ANILINE)印刷的誕生
柔性凸版印刷的歷史，實際上是接連凸版印刷方式而開發的歷史，柔性凸版印刷是因應加工包裝方面的需要而發明的唯一主要印刷方式。紙張之製造業者開發了此一印刷方式，最初名為"阿尼林"〈ANILINE〉印刷，在1952年被正式訂名為"富瑞術"印刷〈柔性凸版〉。最初阿尼林印刷之印墨使用水性液體印墨，後來用溶劑性阿尼林染料型印墨，使柔性凸版印刷方法才全面成功。阿尼林印墨是在印刷機器及印刷方法被法國人及美國人發明之後再由德國人開發完成的。
柔性凸版印刷方法為美國人"金氏禮"(J.A.KINGSLEY)於1853年取得橡皮凸版印刷用印版之專利，於1860年再取得橡皮版印刷機專利，而由他開始的說法，流傳很久，但苦於無印刷物之證據，英國之巴隆父子(BARON&SONS)公司在1890年得到英國的專利之後，完成橡皮版捲筒印刷機為確切之事，此專利為使用極為低黏度油墨及軟質橡皮印版的新印刷法至今已剛好超過100年的歷史。油墨是由染料、葡萄糖及水所形成，此種方式印刷機器的特點為使用軟質印版及液體(水性)印墨。
秘比〈BIBBY〉氏與巴隆氏欲對牛皮紙袋印刷，惟紙袋有種種的大小的不同，有變化印刷長度之必要，當時只有凹版印刷能達成此一目的。凹印於1877年被開發，克立歇氏完成傳統凹印後大致有50年間(至I930年代)凹版印刷仍末被認為是包裝材料的實用印刷法。
液體印墨不接著於金屬面，不能平均對金屬凸版著墨，只好用稠黏型印墨，平印墨為使它具排水性也須要用極為黏稠的印墨，故兩者均為糊膏狀油墨，並限於一定印刷長度之版筒印刷。若想變換版筒，因有許多墨輥其更換費時費事，目前雖開發有可變化版筒大小乏捲筒紙平印機，但變化印刷長度十分費時且不太實際。若採用低黏度油墨，則只用1至2支墨輥就可以在印版上全面均一濡濕印墨，不必動用複雜的供墨系統印刷，此得以應用於各種不同大小之版筒的印刷機。凹印機的開發成功，證明了用液體油墨可印刷各種不同長度印刷物的實用性。
這導致秘比與巴隆公司開發新印刷機的動機一使用新的低黏度印墨能控制印墨均勻化中之橫行作用，又可免裝封密式墨槽及刮刀調整裝置，又因使用軟質橡皮印版，又可免去凸版印刷印前冗長的準備工作。金屬版之誤差不易控制在+25u以內，印刷品質優劣變化的主因是印版的高度，若要以筒襯去補救很費時間。柔性印版之彈性可以免除此種調整。為了製作橡皮凸版要用母型版，所製之印版因有柔軟性，比金屬版、電鍍版之彎曲製版也容易多了。
最初應用阿尼林印墨(煤渣，染料與溶劑混合)印刷的最早之輪轉式柔性凸版印刷機為1905年好威(HOWEG)公司之製品，當時雖無乾燥裝置，但上述的快乾性印墨使柔性凸版印刷邁向成功之路。
C．柔性凸版的藝術觀
初期阿尼林印刷機之墨輥在移轉輥之下極易產生多餘之飛沫現象，應加大墨輥之濡濕角度，因此應使用慢乾性之印墨以保持移轉輥及版筒上印墨之慢乾，最近設計的墨輥已移至較為水平的位置，故印墨之飛沫及濡濕角之問題也告解決。墨輥依捲筒低速回轉，但機械由傳統之慢速變為高速回轉時產生嚴重的印墨飛散，後來將橡皮傳墨輥改為金屬輥，不只印版之潤濕性可改善，並可行更高速之印刷。若使雙輥間保持慢速印轉，可消除氣泡、飛沫等現象。印墨之計量方式也大幅改善，故此種依橡皮輥與鍍鉻輥的雙輥間隙傳墨方式繼續被使用。而在後來的柔性凸版印刷裝置多採用稱為紋輥之雕紋移轉輥、以雙輥間之擠壓將印墨定量，而在精密網點的彩色印刷也採用了刮刀系統(甚至採用兩支逆向刮刀系統)以行嚴密控制紋輥的墨量以分配給予印版上網點更精確的墨量經輕壓後準確地轉印到被印材料上。
印版方面新的橡皮版研磨機可將高度誤差降到25u以下如此一來印版之擠壓量變為70-75u，故印版之變形量也相對地減少了。新感光性樹脂印刷版之高度誤差只有13u，若使用此種版材也可行高線數之網目印刷，此種高精度印刷，又使印刷之擠壓量變得更少，變形量也更小了。
過去的柔性凸版印刷以0.4M/M細線印100線/吋〈39線/公分)為其極限，70年代道爾化學公司完成玻璃型板鑄版法，打開了更細線畫更高線數網點製版之路。80年代各感光性樹脂版製造商推出了極高品質之柔性印版，便能製133線/吋之網目版，到了80年代後期已可印製150-175線/吋之彩色網點使其印刷效果直追彩色照相凹版印刷。
感光性樹脂版的開發應用，可以說是柔性凸版印刷突飛猛進的功臣，樹脂版是使用感光性樹脂材料在高強度光源(紫外線)照射下成聚合作用(硬化)之材料，此種印版為三次元之軟質印版可不經原版→型板→鑄造，直接由曬版原稿→曬版→洗出→印版，分為液體型及固體型兩種版材。感光性樹脂版有以下之優點：
1．伸縮性小一印版由晒版(負片)直接製版、無中間工程不會介入中間過程之收縮誤差(母型板和鎔造之誤差)，另外基材也比較安定，又以一工程製成，伸縮量之預測及控制也比較容易。
2．印版之厚度一感光性樹脂版可將印版厚度，精度控制為約12u以內，因此可使印壓比鑄造式橡皮版低一些得以印出比較精細的畫像。
3．更為精細的細部畫像一鑄造性橡皮版由於要由型板中拔出，故比較不能用銳利的角度，但感光性樹脂版不用型板，故可用較銳利的角度比較適合精細和細部畫像的形成。
印墨系統也由一支含有吸收性之二輥式供墨改為一支金屬紋輥一支橡皮輥再改進為刮刀給墨系統，最新式的則為逆向雙刮刀給墨精確嚴格地控制給墨量。由於上述的改進，今日的線條畫像及網點畫像之柔性凸版印刷品質得以能和凹版與平版一較長短。有人以為柔性凸版印刷所印之最高品質之網點印刷物仍無法與平印及凹印相比，但柔性凸版印刷之品質已大幅度改善，卻是不爭的事實。只要去歐美的超級市場，必會發現過去用平版及凹版印刷者已有不少變為柔性凸版印刷了，比如柔性凸印之不透明LDPE冷凍袋取代了凹版袋及平版印製之厚紙箱了。柔性凸版印刷之未來，顯然無可限量。
D．柔性凸版之技術觀
如果我們把柔性凸版在印刷機器以外之軟硬體方面的進步當做是柔性凸版印刷的藝術觀的話，那麼擔當柔性凸版革命性發展主角之柔性凸版印刷機，不能不就其技術面加以研討。
柔性凸版印刷機的構造可分為三類:：堆積型(STACK TYPE)、共通壓筒型(COMMON IMPRESSION TYPE)及連線型(IN-LINE TYPE)三種均為將印版貼在版筒上以行印刷的方式。最初的阿尼林印刷機多用連線型，後因張力及對位問題，不久改變為堆積型及共通壓筒型(又簡稱做C．I型)。選擇印刷機型式的要因有六:1.被印基材之種類2.印刷量3.色規位精度4.應用性5.連線加工量6.購入者之嗜好。印刷機購買者大多是以以上的六個因素做為選擇印刷機型式的依據。在二次大戰前所製造之阿尼林印刷機中之95%為堆積型，5%為共通壓筒或連線型。在二次大戰後因塑膠薄膜包裝印刷之導入及共通壓筒型柔性凸版印刷機設計之改善佔有比率有很大的改變。目前之捲筒式柔性凸版印刷機多數為共通壓筒型，但並非此種最為優良，堆積型印刷機的用量也有不少，比其他方式好用的情況也很多而連線型印刷機的應用性及印刷加工之綜合能力與凸版機相同，同是印刷與加工綜合生產時最方便的機種。
剛開始之阿尼林印刷機是將各印刷單元加入順序排列組合又稱為單一型，一貫型或水平型柔性凸版印刷機。目前此類印刷機只在低伸縮性及高伸縮性之厚膜基材之印刷上使用。最初的連線型柔性凸版印刷機有一重大的問題，此與印刷單元全體之通紙有關並涉及印刷品質及印壓，為達到高品質應使用最小印壓之個別押壓輥筒，如此壓力輕扭力又會不足，若要扭力大被印材料須為高抗張力，使連線型之用途有限與堆積型和共通壓筒型相比色規位也較為不準。至1960年代後半連線型印刷機經改良後在高抗張力下就是低抗張力強度的基材也能印刷，使用途漸漸廣泛起來，此為在印刷部設高壓之牽引裝置以橡皮輥代替鋼製之押壓輥筒，基材通入印刷機後由牽引部負責，印刷部之印壓可止於最小值。
起初的阿尼林印刷裝置是應用在製造牛皮紙袋之單色印刷，但因加工業者有多色印刷之要求就成為兩色串聯機，此為堆積型柔性凸版印刷機之誕生。印刷部為上、下重疊式，計有三層，次有雙層堆積型印刷機，最後成為V型多層堆積式柔性凸版印刷機。在印刷機機壁之一側有一半，另一側又有另外一半。印刷單元不但不佔地方，其他優點也很多，使色間之捲筒紙距離變短，捲筒紙張力變化更小，可得較準確的色規位。又當印刷機械之價格安定化之同時，必要之佔地面積也少，最初型式之堆積型印刷機在1940年為美國基優公司所製造有色間及上部乾燥器雙重之設備，各印刷部間隔約為45公分，為求印刷基材不生歪曲，捲筒紙全體長度變為很短。
單筒型柔性凸版印刷機為共通壓筒型的印刷機，中央有一個大直徑之壓筒，外面圍繞有各色版筒的多色印刷機直徑大小依捲筒紙之最大寬度及最小反覆長度而異，大多以寬度在750M/M以上直徑在1500-2500M/M，比較窄的機種用1000~1250M/M直徑的圓筒，通紙法與堆積型柔性凸版印刷機相同，其色規位精度比堆積型更高，尤其適宜於塑膠薄膜之彩色印刷。可是在大壓筒之印刷易因溫度(由起動到終了上升30。C)使筒熱膨脹至250u左右，印版擠壓量加大，印版易變形，因此改成雙層內壁在內外壁間流以冷水冷卻以保持筒溫之一定，在達到38。C之操作溫度後，即以冷卻水控制在直徑12u以下半徑6u以下之膨脹度。總之，在共通壓筒型的柔性凸版印刷機問世以後，使色規化精度大幅增高，才使柔性凸版印刷興盛到如今可以和凹版和平版比擬的境界，並使柔性凸版印刷漸漸成為薄膜包裝與印刷之主流。
E．結論 一 柔性凸版印刷之優缺點
優點方面：
低價格之印板
橡皮版或感光性樹脂之印刷只要凹版版筒價格的數分之一的費用而已，實際上凹版版筒為同大柔性凸版印刷用印刷價格的10~20倍。此為未含版筒及其齒輪之價格，若含入新版印刷作業用具(印版、版筒、齒輪及其他)之價格約為凹版版筒之67~85%，但不要忘記柔性凸版之印版是可裝卸在版筒上的。
可裝卸之印版
印版是用雙面膠布貼在版筒或貼版膠片上，可卸下裝別的版再行印刷，但凹版之版與版筒為一體否能裝卸，除非研磨否則不能再使用，故柔性凸版業者隨時可再利用版筒，只要反覆長度相同就不必再購入新的版筒，只是須做各種大小版筒之庫存管理，總而言之用過的版筒可以留下，以供下次再用。
良好的線及網點印刷
可行滿版、文字及網點之綜合印刷，在線畫印刷方面可印得比凹版方式更為優良的印刷效果，高品質柔性凸版印刷機印出之彩色網目印刷已可和凹版及平版比擬，且色規位精度優良。
可行低密度聚乙烯薄膜之印刷
LDPE之薄膜為極易伸縮的材料，為求印刷品質，捲筒張力應在50g/cm以下，而共通壓筒型柔性凸版印刷機非常適宜20-30u厚度之低密度PE之多色印刷。特別設計之連線型凹版印刷機也可對此種基材做8色印刷，但此機種造價太高，以用C．I．型(共通壓筒型)之印刷機印刷為宜。
低價格之機械
6色之輥筒式柔性凸版印刷機比同規格之凹版印刷機便宜甚多，安裝面積也很節省。
缺點方面：
印刷之歪曲
欲使柔性凸版印版之版面高度百分之百完全成為一樣實在是不可能，事實上也有困難，故在捲筒基材全體寬度上應全面加以少許之擠壓量才能印得美好，因之印版高度若是一樣，則加在印版上的印壓就可小些，印刷歪變也因此減少，印刷之擠壓量達到125u以上時會產生外緣現象，這是印刷畫像之外圍發生意想不到的明部現象，此為印版扭曲所產生的。好在現已有厚度極為均勻之彈性雙面膠布(厚度約為0.5M/M)已可解決此種印壓過大的問題。
印速的敏感性
柔性凸版印刷機啟印時為最低速，在此種情況下，行印壓及墨量之定量要花費不少時間，然後生產速度逐漸上昇，此時常會有色調變化現象之發生。此為墨輥與紋輥紋輥與版筒間擠壓下之印墨流體壓力發生變化，得依印速進行印墨計量值之再設定及調整。現在已有電子監視系統及印壓調整電腦，可在高速印刷中行監控及調整。另外柔性凸版印刷機的印刷作業會生熱而產生金屬部分及印版之膨脹，已可由採用內壁冷水冷卻的方式而解決。
印墨之定量
柔性凸版印刷機多半使用刮墨輥筒以行印墨之計量，即使採用緩慢回轉的墨輥(慢速之墨槽輥)以擦拭紋輥之表面，若為纖細之線畫，微細的文字及高線數網目印刷之印刷機多使用逆向刮刀刮墨系統，由紋輥表面拭去印墨，但是這種印墨計量方式均不能如凹版印刷那樣刮拭乾淨，因此所印之色調無法精美，但是經過刮刀及紋輥的改進(雙片刮刀系統和陶瓷紋輥等的發明)得到精美的印刷影像已不再是問題了。
輥速之不正確
對主驅動裝置加動力時由其加壓裝置至齒輪傳動裝置以行其他印刷輥筒之回轉。其齒輪系統不只要每齒間隔正確，一切輾筒之直徑也必須如規格一樣精確才行，此兩種機械性誤差會形成印刷與加壓輥間速度之不一致。所幸近來機械加工母機之電腦化(CNC)已可使製造出來的齒輪與輥筒等零件之誤差減為最小，並達精密化與一致化互換性，正好可以彌補這個缺點。
塞版
高線數之網目印刷易使柔性凸版印刷機引發印刷上的困難，當網點間之間隙極近時，其隙縫一定十分淺小，印墨之計量必須十分精確才不會因溢流而形成塞版現象。網目柔性凸版印版之另一問題為印版之變形，雖極小之擠壓，再小的網點也會變形。在各網點之伸長之下也會引生塞版。幸好紋輥，彈性雙面膠布，刮墨系統及油墨等等的進化與配合之下，已可把此兩種現象減到最低程度了。
濕式印刷
柔性凸版印刷為濕式印刷，也就是在前印之色墨上疊印次色，只有連線型印刷單元可放入大型之印墨乾燥器。堆積型和共通壓筒型之色間乾燥器無法行印墨層之乾燥，只能做到印次色墨前使其黏度成為不與後色印墨相混合而已，在他色墨上行大量印墨或塗佈劑之塗佈有困難，但在凹版及平版有約200%以上的墨層疊印量，在連線型柔性凸版或凹版印刷機時，待各印墨層乾燥硬化後再印次色是為乾式印刷，並無上述濕式印刷之麻類。由於快乾性油墨的不斷改進，濕式印刷的問題已經迎刃而解了。
色規位問題
柔性凸版印刷在各色版筒上貼上小的色規以求各版色規位對齊的印刷方式比凹版與平版方式困難多了，若無自動規位對齊裝置之柔性凸版印刷機印刷中之色規位仍比不具有色規位對齊之凹版印刷較為優秀，也比不具有自動規位對齊裝置之平版捲筒印刷機之色規位優良(此為對伸縮性小的材料而言)。但是若在凹版印刷機各色均加裝色規位對齊裝置時會比無自動色規位對齊裝置的柔性凸版印刷機之對齊套印精度優良。自動色規位對齊裝置在共通壓筒型印刷機不必使用它即可得到很準確的對齊效果，這也就是為什麼即使對高精度高品質的印刷機而言，柔性凸版印刷機仍比凹版印刷機之價格要低廉的原因了。
