制版技术的发展

制版技术的发展

制版顾名思义是为印刷工序制做印刷用版。由于传统上把印刷分为平版印刷、凸版印刷、凹版印刷和孔版印刷，自然，制版也就分为平版制版、凸版制版、凹版制版和孔版制版。这四种制版的前工序照相、分色、过网(凹版除外)其工艺技术大同小异，然而，由于印刷机结构不同，印版的版型不同，版材不同，以致在印版的制做上四种工艺却大相迳庭了。

一、凸版制版技术的变迁

凸版印刷中最古老的要数中国的雕刻木版印刷。这在前章节中已有叙述。本节的凸版制版主要指近代印刷以来的铅印凸版、照相制做铜锌版及感光树脂凸版。

1.凸铅版

最初的凸版印刷，印版是由铅活字、铅空、铅条等组成，把它放置在印版平台上，紧固后进行印刷。这就是活字版印刷。这种印版耐印力只有一二万印，以后如需重印还得重新排版。

如果印量大，或者以后多次重印，重复排版就不合算了。特别是凸版轮转印刷机，印版滚筒是圆的，活字版根本无法装机。由于这些原因，人们找到了从活字版上打制纸型，再用纸型浇铸铅版的复制印版的凸版制版法。

首先用很薄的纸型纸一张张地铺在活字版上，然后用毛刷拍打，使纸面填充活字版字面的低凹处，从而复制出活字版的凹字版面。在这样的纸型上浇铸化铅，就得到同活字版字面完全相同的浇铅版。

活字字身高23.44毫米，一台对开平台印刷机装满活字版，其重量达100多公斤，版台上附加这么大重量，作平面往复运动，巨大的运动惯性，使印刷速度很难提高。使用浇铅版，首先可以大大减轻版台的重量，有利于机器的安全快速运转；其次铅版是一个整体，印刷时不再有掉字、散版之虞；其三是铅版可以弯曲作成弧形在轮转印刷机上印刷。

五十年代初是人工打制纸型，不但劳动强度大，且打出的纸型品质也不很好。1956年，上海新华印刷厂研制成功自动打纸型机。以后不少书刊印刷厂对打纸型机进行改进逐步完善。用机器打制纸型，减轻了人员的劳动强度。

印刷速度的进一步提高，要求印版还要再薄些、轻些。八十年代初，恰逢北京市印刷一厂从日本带回了薄铅版的版样。1981年，北京市出版事业管理局，在北京市印刷一厂召开现场会，介绍制做和使用薄铅版的技术。这次现场会以后，薄铅版制版印刷工艺很快在各地书刊印刷厂推广使用。薄铅版不仅重量轻，而且装版容易、快速，提高了印刷品质和生产效率。

2.感光树脂版的起落

感光树脂版在国外六十年代就出现了。这种新的版材是利用光化学的方法，把人工合成的具有感光性能的高分子聚合物制做凸版，与照相排字配合，取代铅活字和铜锌版。这是一种新的凸版制版工艺。

鉴于七十年代在推行照相排字时，书刊印刷厂使用的都还是凸版印刷机，既想应用先进的照相排字，又要充分利用已有的凸版印刷机，于是人们普遍看中了感光树脂版。用这种材料制成的凸印版，不仅可以节省大量的铅、锌、铜等有色金属，而且比金属版更轻更薄。

七十年代开始，在北京、广东等地一些印刷厂率先开始试制感光树脂版(包括尼龙版)。使用效果证明，无论在制版工艺上，还是在使用性能上，感光树脂版确实比活字版、浇铅版和铜锌版要好。

1974年9月，国家出版局在北京召开了凸印新版材技术革新经验交流会，有14个省、直辖市、自治区的代表出席。会议肯定了用感光树脂版代替铅版的方向。这次会议之后，感光树脂版的研制在大江南北、长城内外的许多印刷厂里被列为科研项目。于是七十年代中期以后，在印刷界又出现了一阵″感光树脂版热″。到八十年代初，这项研究活动的″热劲″才低落下来，书刊印刷的制版仍然没有摆脱″铅与火″的技术。

 感光树脂版技术的兴起和退落给人们什么启示呢？1978年11月国家出版局委托中国印刷物资公司和中国印刷科学技术研究所，在江苏无锡召开了凸版印刷新版材座谈会。会议认为，全国各地感光树脂版的研制工作，一直处于自发和分散状态，没有分工，缺乏统一规划，大家都在低水平上做着重复的试验，造成人力、物力和财力上的浪费。

像感光树脂版这种工业用高分子化合物的版材，属于高新技术，光靠印刷厂搞技术革新是不够的。只有加强规划，投入一定高水平的科研力量，建立专业生产版材的工厂，组织工业化生产，才能以它的低成本、高质量把″铅与火″的落后技术取而代之。

在这以后，感光树脂版在报纸印刷中还有少量使用，直到1993年随着报纸印刷完全平印化以后，感光树脂版才随报纸凸版印刷的消失而逐渐减少。

事物的发展往往是″既在情理之中″，但有时″又出人意料之外″。当初感光树脂版的研制，初衷是为凸版印刷解决替换铅版的新版材，然而最终凸版印刷还是被平印取代了。可是九十年代以来，随着柔性版印刷的兴起，感光树脂版在柔性版印刷机上，又找到了自己的位置。

3.铜锌版无粉腐蚀制版法

历来的凸版制版分文字排版和图像照相制铜锌版(铜版适宜做过网的连续调原稿；锌版则做一般线条原稿)两条工艺路线。五十年代制做铜锌版，也是先照相制出阴像底片，用阴像底片在涂布了明胶重铬酸铵感光胶的铜或锌版上进行曝光(俗称晒版)，然后做腐蚀处理。铜版用三氯化铁溶液腐蚀;锌版用硝酸和盐酸溶液腐蚀。为了保护凸出的图文侧面不再被腐蚀，在腐蚀过程中在版面上滚墨、撒红粉、烘烤再腐蚀，这种操作要反覆做三至四遍，才能达到必要的腐蚀深度。这是一种落后的手工操作的制版方法，做出印版的品质也不高。

六十年代初，北京印刷研究所从国外引进了不撒红粉的一次腐蚀法，又称无粉腐蚀法。该所还研制出了无粉腐蚀的添加剂。为了推广这项新的工艺技术，中国印刷物资公司分别组织广州锌片厂、上海有色合金厂生产微晶锌版材，由营口机械厂生产无粉腐蚀机。七十年代，无粉腐蚀制铜锌版法很快在印刷厂普遍推广，完全取代了落后的撒红粉腐蚀法。

二、平版制版技术的发展

40多年来，随着平印技术的发展和普及，平版制版技术也取得了长足的进步，它经历了五十年代的石版、蛋白版、六十至七十年代的平凹版、多层金属版和八十年代以来的预涂感光版(PS版)。

1.石印版

平印是从石印发展过来的。石印制版最初叫″绘石″。那是制版人员用脂肪性物质直接把图文描绘在石版面上。后来进步到用转写法，制版人员把含有脂肪性转写墨的图文先附着在浆糊纸上，再在压力作用下，把浆糊纸上的转写墨转印到石版上，制成石印版。石头很重，既不便于操作，也不便于使用机器。其次，这种石版材料系天然大理石经研磨加工而成，其来源有限。

由于石版的这些缺点，五十年代不少印刷厂逐步改用经研磨砂目的锌皮版代替石版。印版本身轻便多了，不过制版原理与制石版相同，也有称这种印版为粉浆版。粉浆转写墨转印时在压力作用下，要向外扩展，使图文变粗，因此，这种版只能适用一些较粗的线条、文字的印刷。

2.珂罗版制版工艺

在平版制版的家族里，还有一个资历很老，用量虽小，但颇具特色的一种版型，即珂罗版。说它资历老，早在十九世纪五十年代就已在欧洲问世，1907年商务印书馆正式建立了珂罗版车间。说它用量小，是因为珂罗版印刷品的产量在整个平印产品里是微乎其微的。但它颇具特色。它不用过网可以复制连续调原稿。

珂罗版也属于照相制版，其工艺过程是：用10毫米厚的玻璃板作版基，上面涂布重铬酸铵明胶感光溶液，烘干后同阴像连续调底片密合曝光。用水显影。由于底片上的阶调是连续变化的，感光胶膜接受的曝光量也随之连续变化，感光胶膜感光后的硬化程度也就发生了相应变化。阴片上光量通过多的地方，胶膜硬化皱纹吸墨能力强，斥水能力弱，印刷墨层厚，呈深色调;光量通过少的地方，胶膜硬化皱纹吸墨能力弱，吸水能力强，印刷墨层薄，呈浅色调。没有受光的地方，不产生硬化皱纹，完全亲水，不吸收油墨。珂罗版不用加网，照样也能印出明暗层次具有晖染效果的连续调图像来，这正是珂罗版印刷独具魅力之所在，这也是其他印刷方法做不到的。

珂罗版的图文是建立在不同硬化程度胶膜基础之上的，印刷过程中，在水的不断浸润下，图文区域的皱纹会逐渐失去亲墨能力或者脱落。所以珂罗版的印数很低，一般在500印左右。虽然图像印刷很精美，耐印力太低，印出产品一致性差，大大限制了它的应用范围。

五十年代上海印刷业公私合营后，将珂罗版印刷厂一部分迁往北京，上海保留一部分划归上海印刷公司试验室。迁北京的这一部分并到故宫博物院印刷厂，后改名文物出版社印刷厂。几十年以来，珂罗版技术基本上没有多大变化，规模也没有发展，但以它独特的连续调复制效果，证明它的生存价值，使它成为印刷百花园中一朵永不凋谢的奇葩。

3.蛋白版

 蛋白版的感光胶是用重铬酸铵同蛋白胶配制而成的，故得此名。由于蛋白版制作工艺简单，成本低，又可以上平印机印刷，是五十年代较为流行的平印版型。

蛋白版的制版工艺是：把蛋白粉溶解在水里(如果买不到蛋白粉，用鸡蛋清也可以)，加氨水，加重铬酸铵溶液，配制成蛋白感光液。把蛋白感光液涂布到经研磨粗化的锌皮版上，烘干，让感光胶与阴像底片密合，曝光，擦显影墨，在清水下冲洗显影。未感光部位的蛋白胶溶于水被冲走，露出锌版面;感光的图文部位生成固化的蛋白胶膜显出图文，擦阿拉伯树胶溶液后即可上机印刷。

蛋白版的制做虽然方便，但也有缺点，一是蛋白版用阴片晒版不便于观察;二是过网阴片阶调损失大;三是蛋白版耐印力低，一般5000印左右，少则一二千印，不宜印长版活。

4.平凹版

印刷专家柳溥庆于五十年代在北京人民印刷厂推广使用平凹版。五十年代后期，北京印刷技术研究所推出″一干一湿″两翻阳图平凹版新工艺。与蛋白版相比，照相阶段可少一次阴片。

平凹版的感光胶是用重铬酸铵与阿拉伯树胶配制而成。由于阿拉伯树胶需要进口，七十年代以后，逐渐改用国产聚乙烯醇代替阿拉伯树胶。

工艺过程是：在经粗化的锌皮版面上涂布感光胶，用阳像底片密合曝光，清水冲洗显影。图文区域未感光，显影时感光胶被溶解露出金属;空白区域的感光胶由于感光硬化显影后仍留在空白区域形成硬化感光保护膜。用三氯化铁溶液对露出的图文区域轻微腐蚀一下，使其凹下5～10微米，立即冲洗干净，吹干后擦基漆和显影墨，在图文区域稍微凹下的金属面上附着一层牢固的抗水性好的亲墨漆层。最后再除去空白区域硬化的感光胶，擦上阿拉伯树胶，即可上机印刷。

与蛋白版相比，平凹版不仅图文区域凹下，墨层厚实，传墨性好而且耐印力也高，大约是蛋白版的5～10倍。

对于像钞票、图书等发行量大的印刷品，当然希望印版耐印力越高越好。为此北京新华印刷厂、北京人民印刷厂等大型印刷厂，在平凹版基础上，还使用多层金属版。就制版工艺来说，这种多层金属版也属平凹版，不同的是多层金属版的版基是由铁、铜、铬，或铜、铬多层金属构成。不管是两层或三层，其表面层是铬，铬层下面是铜。

制版工艺是：在铬层面上涂布同平凹版相同的感光胶，阳片曝光、显影，用盐酸溶液腐蚀掉铬层，使图文区域露出铜层。擦上显影墨后，除去空白区域硬化感光胶，擦上阿拉伯树胶，即可上机印刷。

多层金属版的特点就在于，图文区域是建立在亲油性好的金属铜上;空白区域建立在亲水性好的铬上。所以多层金属版的图文区域、空白区域水墨平衡性能稳定，耐印力也高，可达100～200万印，是平凹版的10多倍。

5.预涂感光版(PS版)

从蛋白版到平凹版，到多层金属版虽然有了很大的进步，但是这几种制版技术，涂布的感光胶都含有重铬酸盐，铬是对人体有害的重金属，不宜与人体长期接触。其次，这种感光胶只能随用随配，不能长期保存，使用时受环境温湿度影响较大，无法实现工业化批量生产。

七十年代中期，中国印刷科学技术研究所首先研制成功阳片预涂感光版(即PS版)。这是将人工合成的高分子感光聚合物涂布到预先经过表面粗化处理的铝版基上，烘干后包装备用。预涂版的感光性能可以长期贮存不受影响，这样就可以实现在版材工厂预先集中批量生产，随时供应印刷厂使用。

预涂版的制版工艺是：把阳像底片同预涂版的感光胶面密合，曝光。在光的作用下，版面空白区域的感光树脂发生光分解反应，生成可溶于硷水的有机酸，图文区域没有感光，仍然是亲油的，构成图文基础。显影、冲洗、烘干、擦阿拉伯树胶，上墨后即可上机印刷。

预涂版的制版工艺比平凹版简单，使用方便。它的印刷图文是以未感光的高分子树指为基础，亲墨性好，耐印力比平凹版高。如果还需要进一步提高耐印力，可经220℃高温烘烤，使图文区域的感光树脂分子进一步发生交联，生成网状结构，彻底失去感光性，以增强成膜性和亲油性。经烘烤过的预涂版耐印力可提高到30万印以上。

1977年北京市印刷二厂应用中国印刷科学技术研究所的科研成果开始批量生产单张涂布的PS版，经印刷厂使用，普遍反映较好。八十年代初上海、陕西、四川、广东等地也开始生产预涂版。以后又有中国印刷科学技术研究所、化工部第二胶片厂等几条预涂版铝卷连续涂布线投入生产。九十年代以后，随着预涂版大量供应，沿用了30多年的平凹版终于被先进的预涂版所取代。

三、凹版制版技术的变迁

凹版制版分雕刻凹版和照相腐蚀凹版(又称影写凹版)两大类。在雕刻凹版中，雕刻方法又可分手工雕刻、机械雕刻和电子雕刻几种。

1.手工雕刻凹版

手工雕刻凹版，与其说它是印刷工业生产中的一种制版技术，不如说它是制版工艺过程中艺术的再创作。雕刻凹版不用网屏过网，在于雕刻人员具有一定艺术修养，操刀自如的手工功夫，他们能巧秒地运用手中的刻刀以其娴熟地刀法，运用点线、深浅、粗细、疏密、曲直的变化，而再现原稿的神韵。因为它完全是手工的艺术创作，就连雕刻师本人以同样原稿刻出两块钢版，也不可能做到毫无二致。一块手工雕刻原版，是不可能再被照样仿刻出来的。正因为它的这个特点，手工雕刻才被用于有价证券或证照的防伪制版印刷，在一般印刷厂里，是见不到的。

2.机械雕刻凹版

在有价证券或证照的印面上，除了手工雕刻的人物风景等图像外，还有大量的花纹、图案、底纹等装饰性画面，这些图案手工雕刻是做不出来的，得使用机械雕刻。本世纪初，1909年清政府度支部印刷局从美国引进的″万能雕刻机″，就是这类机械雕刻工具。雕刻师只要把原稿图案的有关参数预先在机械上设定好，雕刻机以它复杂的齿轮传动系统带动刀具和机器作复杂的曲线运动，即刻出图形复杂造型美观的图案来。

雕刻机械可以在金属版上直接雕刻，也可以在涂布上腊的金属钢版上雕刻，把刻有花纹的钢版作母版，经淬火变硬后把花纹过版压制到软版上，再经淬火、压制，最后制出同机械雕刻花纹完全一样的金属凹印版上机印刷。

用于雕刻花纹图案的机械，除了万能雕刻机以外，还有划线雕刻机，浮雕雕刻机等。在凹版制做中，往往是几种雕刻方法并用，各显其长，用机械雕刻的花纹衬托装饰手工雕刻的人物、风景，使画面美观和谐，更具防伪能力。

3.照相腐蚀凹版(影写版)

手工雕刻凹版虽然也能印刷人物、风景等画面，但它毕竟是以点和线的组合来表现的，特别是对于连续调彩色原稿的复制，它就无能为力了。照相腐蚀凹版的特长就在于它能以腐蚀网坑深浅的不同反映出原稿连续调明暗的变化。即使彩色连续调原稿，经照相分色后也能进行彩色复制。

照相腐蚀凹版的制做工艺：

 (1)先利用照相分色法制取原稿连续调分色阳片。

 (2)晒制碳素纸。在专用碳素纸基上涂布一层含有氧化铁的明胶溶液，干后贮存备用，这就是碳素纸。用时将明胶纸浸入重铬酸钾溶液，待重铬酸钾渗透到明胶层内部后，胶层就具有感光性能，人们称这一操作叫敏化处理。在暗室凉干后，同凹版网屏密合第一次曝光，目的是把网屏的十字透明网线晒印到碳素纸面上，形成感光硬化的十字网线。网屏上不透明的方孔在碳素纸上则成一个一个被十字网线分离开的未感光的网点。

拿阳片连续调底片与碳素纸密合，进行第二次曝光。由于第一次曝光时十字线部位已经曝光硬化了，第二次曝光主要是在第一次未曝光的分离的网点上进行。还由于原版上的阴暗阶调连续变化，透光强弱不等，所以第二次曝光后网点上明胶层的感光硬化的程度也强弱不同。原版上亮调部位，透光多，网点感光强，明胶层硬化度高;原版上暗调部位，透光少，网点感光弱，明胶层硬化度低。总之，对应原版上明暗不同变化，经二次曝光之后在碳素纸明胶层上已产生与之对应的硬化程度不同的网点。

(3)碳素纸过版。照相腐蚀凹印版大多是镀铜滚筒式的。过版前清洁铜滚筒表面，然后将二次曝光的碳素纸胶膜面对铜面紧紧裹在铜滚筒上，从背面润湿纸基，使胶膜膨胀。经压力作用后，在温水中小心揭下纸基，明胶膜脱离纸基紧紧附着在铜滚筒表面上。在水中显影，在水的溶解作用下，没有感光的明胶被水溶解而除去。完全感光硬化的十字网线和网点，则不被水溶解而保留下来;部分感光的网点依感光量的不同，呈现出不同的硬化程度，在显影水中溶解一部分也保留一部分。

(4)腐蚀版面。显影后铜滚筒表面上附着一层硬化程度不同的明胶层，用三氯化铁溶液腐蚀铜滚筒。由于在铜滚筒表面上的明胶层的感光硬化程度不同，所以三氯化铁对铜滚筒表面腐蚀的速度和深度也就不同。铜滚筒上对应网屏十字线的明胶层感光硬化程度最高，因而不被三氯化铁腐蚀，形成网墙；对应网屏上网点处，要看这个网点的感光硬化程度而定。高光部位，网点感光强，硬化程度高，三氯化铁渗透速度慢，腐蚀的网坑就浅；暗调部位，网点感光弱，硬化程度低，三氯化铁渗透速度快，腐蚀的网坑就深。阳图上明暗阶调的连续变化，在网墙的分离作用下，在铜滚筒面上则形成一个一个分离的腐蚀深浅不同的网坑。

铜滚筒腐蚀质量的好坏，主要取决于操作人员的经验和手法。其次三氯化铁溶液的浓度、温度、明胶层的感光硬化程度和湿度等因素对质量也有影响。腐蚀深浅的变化直接决定了印刷墨层阶调深浅的变化。由于影响腐蚀深浅变化的因素较多，所以说腐蚀凹版的技术难度也较大，这在一定程度上不利于照相凹版技术的广泛应用。

4.凹版网点的启示

传统上平印和凸印的加网画面是以单位面积内网点面积覆盖率的变化来表现阶调深浅的，而照相凹版虽然也加网，但它加网主要是为了形成网墙分割画面，它不是用网点面积大小变化来表现阶调的明暗，而是以网坑的深浅，对应网坑里墨层的厚薄来显示阶调深浅的。人们曾想，能不能把照相凹版的网坑也做成既有深浅的变化，也有面积覆盖率的变化，使它的阶调变化更具表现力呢?这个想法是有一定道理的。1977年北京新华印刷厂在北京印刷技术研究所的协作下，应用杜尔金(Dultgen)加网腐蚀法，做出的网坑同时兼有深浅和大小两重变化。用这种凹版印刷出来的印品既有胶印品擅长表现明快亮调的特长，也兼凹印品在深调区颜色厚重的优点，从而提高了凹印在图画复制中的全阶调的显现能力。然而杜尔金加网法虽然印刷质量较好，它毕竟是照相制版法，最终还是挽救不了照相凹版被电子雕刻凹版取代的命运。

5.电子雕刻凹版

七十年代末，一二癜一工厂从联邦德国进口一台电子雕刻机(后来转给北京新华印刷厂)。从此中国的凹版制版开创了电子化的新时代，由传统的照相凹版向电子雕刻凹版转变。电子技术与制版技术相结合的成功结果，一个是电子分色机，另一个就是电子雕刻机。前者用于平印制版，后者则用于凹印制版。八十年代正是凹印在包装印刷中大显身手的时代。凹印制版大多使用进口的电子雕刻机。

以德国赫尔(Hell)电子雕刻机为例，原稿是经电子分色机制出的连续调分色阴片或过网分色阳片(需进行胶凹转换装置处理)，原稿在扫瞄滚筒上，扫瞄头将光信号转变为电信号，经模数变换后，以数字信号形式存储起来。信号经过处理及放大以后，驱动金刚石雕刻头在印版铜滚筒表面进行扫瞄，雕刻出凹坑。金刚石雕刻头呈四棱锥状，锥头的夹角有120°、130°和140°。电雕头打出的凹坑不仅有深浅的变化，还有面积大小的变化，所以电子雕刻凹版比传统照相凹版在阶调表现力上更胜一筹。自从大量使用电子雕刻凹版以后，照相腐蚀凹版就渐渐退出历史舞台