柔性版在有氧及无氧条件下的网点评析

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早前,平顶网点是指小于5%的小网点状态;而最早的传统柔性版和数字柔性版的大网点,形态也是平顶的。但是,近期提到的平顶网点,有特定的范畴,并非只要网点形态是平顶的就是平顶网点,而是特指数字柔性版,尤其是薄版的网点。平顶网点是柔性版制版真正走向成熟的一个标志。完美的平顶网点能够做到从原文件到柔性版的1∶1复制, 目前的发展趋势正在从依靠各种设备制作出平顶网点,发展为不需要借助设备,版材在传统曝光条件下自己形成平顶网点。从人们对平顶网点的叫法来看,能称为平顶网点的,网点的基座应该是稳固的。如圆平顶网点是LED强曝光制出的平顶网点,顶未必平,但是基座肯定都是稳固的圆锥体,而不是类柱体。

传统柔性版的网点形态是平顶的(见图1), 但早期并没有人刻意提出平顶网点的说法,因为这是传统柔性版与生俱来的特点,也是缺点。抽真空存在底片与版材贴合不紧密的风险;U V光折射引起 约0.5%~1%的扩大率,而且不同部位所需曝光时间不同,高光部位(小网点)需长时间曝光,实地及反白仅需很少的曝光时间;浮雕的截面由曝光时间决定,一般来说,宽容度好的版材,随主曝光时间增加,肩部变化较小;高光部位网点高于实地部位 0.01~0.02 m m,印刷时,高光部位网点变形大。对于传统柔性版,平顶网点这个特点也就不值一提。

传统柔性版为什么会有网点扩大呢?主要是因为早期所使用的银盐胶片有一层保护膜(3~5 µ m 厚),传统柔性版也有一层防黏膜(3~5 µ m厚), 在进行主曝光时,遮光层与感光弹性体之间有6~ 10 µm的距离,光线在保护膜和防黏膜中有折射。同时,对于小网点来说无异于针孔现象,感光弹性体表面没有针孔,离开针孔一段距离,光点有所扩大。

数字柔性版相对于传统柔性版的优势有:UV曝光的光散射消除;阴线深,曝光宽容度大;网点截 面陡峭;可获得高分辨率的高光网点(见图2)。这些数字柔性版的优点都是因为在主曝光时阳图直接接触空气(氧气)带来的。

氧气对所有的有机物自由基聚合都有抑制作用。柔性版感光弹性体的曝光聚合是一种自由基聚合,对氧气也是敏感的。阴线深、网点截面陡峭,都是因为氧气的阻聚造成的。在主曝光时,氧气不断渗透侵入见光部分,使得光引发剂产生的自由基不停地消失;只有在光线比较集中、强度大、产生自由基多的部位才能产生聚合反应。那些在弹性体中折射到的部位就失去了聚合机会,因此数字柔性 版阴线深,网点截面陡峭。网点的中间部位有四面八方迁移过来的自由基,而边缘部位失去了至少一 半迁移过来的自由基。因此,网点的中间部位聚合坚固,洗版过程能够留存;边缘部位,由于自由基相对少,聚合不牢固甚至没有交联,洗版时就被洗掉。最终,网点肩膀陡峭,呈现子弹头形状。小网点因为阻聚作用,聚合不充分,通常在冲洗的时候也被洗掉。为了还原这些被洗掉的小网点,必须对原图小网点进行校正扩大,因此,数字柔性版在制版时需要独有的网点校正曲线。校正曲线的使用, 压缩了印刷表现的细节层次。

无论哪一种平顶网点制作方法,都是屏蔽氧气或者基本排除氧气的抑制作用,从而达到完全交联,形成平顶网点(见图3)。 

1.柯达Flexcel NX技术

柯达作为原感光胶片的强者,仍然在胶片上想办法。研发一种新的平顶网点制备技术——Flexcel  NX技术,形式上更类似传统柔性版的制版方式。柯达摒弃了银盐胶片作为负片,开发了热敏成像膜。该成像膜对紫外线有强大的阻隔效果,利用830nm红外激光烧蚀成像层形成图像,成像层所涂布的片基仍然完好,没有烧蚀雕透。然后,使用覆膜机将成像膜与感光弹性体覆合为一体,进行紫外线主曝光,从而非常完美地将氧气隔离弹性体的表面。Flexcel NX技术与传统柔性版制版方式惊人相似, 但网点复制却非常完美,能够达到1∶1复制。该项技术的局限在于,自成一体,与现有的其他各家数字柔性版制版方式不兼容,特别是柯达不开放激光 成像机的参数设置。机器与设备锁定,用柯达的设备就要用柯达的版材。 

柯达推出的NX系统,表面看来非常类似传统的柔性版制版方式,为什么能够克服网点扩大的弊病呢?柯达推出的NX烧蚀成像层没有保护膜层(柯达 的成像膜抗划伤能力存在问题,一般情况下只能一次性使用),对应的感光弹性体也没有防黏层,而且感光度适中,保证小网点还原。这样,遮光层与感光弹性体之间就不存在间隔,主曝光光线不会在到达感光弹性体版面前有折射扩大,更没有针孔现象的不利影响,这就保证了图像的1∶1复制。

2.杜邦驱氧技术

作为业内的领头羊,杜邦设计了一种驱逐氧气的方法——Digicorr/DigiFlow技术,于2008年推出。该技术可与现有的制版系统结合,在原有设备上增加一个曝光密封腔,在主曝光过程中,向腔内充氮气,驱逐氧气,以获得数字平顶网点。Digicorr/DigiFlow技术可以实现图文的1∶1复制,大大改善实地密度,实现高效、高精度制版,非常 适合于软包装及标签印刷。该技术的缺点:经济上增加了设备投入,提高了制版成本;技术上,通过曝光时向版面所在的腔体内充氮气,存在对氧气置换不充分的可能性。事实是,制版企业反映该技术稳定性不好,某些时候难以达到预期要求。 

3.麦德美LUX技术

通过麦德美的覆膜机在雕刻成像的数字柔性版表面覆一层阻氧薄膜,隔绝氧气的干扰进行紫外线主曝光,从而实现平顶网点。麦德美LUX技术相对开放,用户只需要购买覆膜机和对应的薄膜,使用任意带黑膜的版材,便可在原有设备上制作出平顶网点。此技术对环境中的空气清洁度要求较高。这种覆膜机需要很好地对接在主曝光机上,因为覆膜版材的不适当移动,如折弯可能造成薄膜脱开。为了 减少薄膜脱开,覆膜时通常在底部衬硬板。

麦德美和柯达的平顶网点技术对小网点的还原最为成功,1%网点能够完整保留(见图4)。

4.富林特的LED强曝光制作方法

富林特将传统曝光UVA光源和UVA-LED光源结合在一起,在传统曝光机内置UVA-LED光源,这种曝光技术就是NExT技术。UVA-LED光源具有高能量的紫外线输出,在主曝光时,可以让激光版网点表面瞬间固化形成保护膜,阻隔氧气对聚合的干扰,从而形 成平顶网点。

 UVA-LED曝光虽然能够形成平顶网点,但是30%~60%的网点产生了一个新的问题——中间凹陷。UVA-LED光源能量非常大,能够在单位时间内产生足够多的自由基,使氧气对聚合的抑制作用可以忽略不计。但太多的自由基使得聚合反应非常猛烈,聚合过度造成体积紧缩,30%~70%的网点中间凹陷。这就是为什么富林特要采用两种光源曝光的原因。如果从头到尾都采用UVA-LED曝光,不但设备成本 高,而且所制出的网点中间凹陷、硬度高、回弹性差,反而成为废版。

5.艾司科Inline UV技术

艾司科Inline UV技术实现平顶网点的原理和富林特N ExT技术相似,都是在主曝光时采用高能量的UVA-LED光源,使版材表面瞬间固化成膜,减少氧气 的干扰,从而形成平顶网点。早期技术是雕刻成像与紫外曝光在一个设备内部,等雕刻成像后,直接在内部曝光。如此一来,昂贵的雕刻设备的工作时间被紫外曝光所占用,显然是不合算的。现在艾司科的UVA-LED曝光设备做成分体,雕刻设备与曝光设备是先后关系,但可以联为一体,自动化程度较高,这样不必占用宝贵的雕刻机工时。艾司科的UV-LED曝光, 普通的数字柔性版同样存在网点凹陷的问题,1%~2%的网点站立也没有柯达、美德美的技术好。

6.科茂KMF-LED技术

从实际制版情况看,科茂KMF-LED技术对普通数字柔性版的1%~2%网点还原不好,做不到1∶1的复制。同时,因为LED-UVA的能量还是比较猛烈,中间调的网点凹陷仍然存在。光源能量在整个曝光时间内并非稳定,而是不断增加,对于短时间的背曝光,比较难以达到理想的程度。好的方面是网点站立得比较稳固,网点基座稳固坚牢。加快扫描速度的同时增加扫描次数,保持曝光能量不变,或者不采取扫描方式,直接全幅曝光,能够减轻或克服网点凹陷的缺陷(见图5)。

近来,柔性版生产商转变思路,从依靠设备制作平顶网点,到不依赖外在条件,靠版材自身在普 通曝光条件下也能够形成平顶网点。这种自带平顶 网点的版材,其小网点平顶的原理仍然是屏蔽氧气的聚合。主要有两种办法:提高感光树脂的感光度, 或者在版材内部设置隔氧层。前者的小网点相比普 通数字柔性版的稍好些,但1%~2%网点仍然难以显影,离真正的平顶网点有一定距离,且此类版材不耐老化,特别是二次上机印刷时,版材容易开裂;后者普遍能够达到1%网点显影,平顶网点明显。

1.富林特自带平顶网点版材

富林特有两种自带平顶网点的版材。一种是nyloflex NEFD圆平顶网点版材,它是基于高感度的感光树脂,短时间内完成聚合,减少氧气阻聚的时间,从而实现高光网点的圆平顶网点结构。该版材在1%~5%的还原不算好,5%~10%网点范围内由圆顶网点逐步过渡到平顶网点。该版材的抗老化性能不好,版材在二次上机印刷时容易出现裂纹,因此对印刷质量改善的实质作用有限。

另一种是nyloflex FTF激光版,其技术原理是在激光烧蚀黑膜和感光弹性体之间设置隔氧层。该技术无须额外的设备、材料或工艺,通过传统制版方式便可实现平顶网点,大大提高柔印质量。该版材存在网点扩大的可能性,从结构来看,其阻光层与感光弹性体之间有一层隔氧层,相当于传统柔性版的防黏层,使得主曝光的折射成为可能。

2.杜邦赛丽Easy平顶网点版材

杜邦推出的赛丽Easy平顶网点版材专为标签和软包装市场开发,基于全新的树脂配方技术,网点还 原能够达到1%~98%(190 lpi)。版材应该是激光烧蚀黑膜和感光弹性体之间设置有隔氧层,单独提高感光树脂的感光度是难以做到1%~2%网点还原的。

3.麦德美LUX ItP平顶网点版材

麦德美LUX ItP平顶网点版材曝光制版后,见光放置很快会变硬变脆,在国内使用情况不太好。这种版材应该是类似富林特的圆平顶网点版材。

(原文刊载于《印刷杂志》2018年第6期)

2020年9月2日 10:41
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