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技術(shù)文章

液體柔版和瓦楞紙箱印刷

閱讀:4126          發(fā)布時(shí)間:2010-1-31
  zui近20年來(lái),柔?。‵lexographic)在包裝印刷上的發(fā)展是有目共睹的,尤其是在瓦楞紙箱的印刷,除了柔印之外不做第二人想。其印刷的便捷和精美,對(duì)產(chǎn)品的*有*的幫助。柔印之所以能有目前的成效,固然和印前(Preprint)、油墨、柔印機(jī)和印材的改進(jìn)是戚戚相關(guān),但近20年來(lái)感光柔性版材的進(jìn)步和發(fā)展,也是不容忽視的。
  
  目前國(guó)內(nèi)瓦楞紙箱的印刷已漸漸從傳統(tǒng)的手雕橡皮版轉(zhuǎn)向于感光柔性版,但絕大多數(shù)都是采用固體的感光柔性版,只有少數(shù)幾家使用液體感光樹(shù)脂版。但在歐、美、日本和澳洲,液體感光樹(shù)脂版在瓦楞紙箱印刷上占50%以上的市場(chǎng),而且還有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。
  
  今天在這想借用一點(diǎn)篇幅,把液體感光樹(shù)脂版的特點(diǎn)及zui近的發(fā)展做一個(gè)報(bào)告,以供同道作為參考。
  
  二、液體感光樹(shù)脂版發(fā)展經(jīng)過(guò)和性能
  
  液體感光樹(shù)脂版和固體感光版都是在1970年前后開(kāi)始發(fā)展的。當(dāng)時(shí)高速的紫外線感光劑(U.VLightSensitizerandinitiator)和光聚合單體(monomer)剛剛上市,美國(guó)的Dupont、GRACE、Uniroyal和Hercules,日本的Asahi(朝日)和德國(guó)的BASF等*的化學(xué)公司就立即采用這種新產(chǎn)品來(lái)發(fā)展印刷版材。(目前美國(guó)的GRACE、Uniroyal和Hercules三家的印藝部門已經(jīng)合并成為麥德美印藝公司,MacDermidGraphicArts)到1975年依據(jù)化學(xué)的性能和市場(chǎng)的需求,發(fā)展出二類不同的版材,就是所謂的液體樹(shù)脂版和固體版,這兩類版材成像的原理都是一樣的:
  
  1.紫外光被感光劑吸收立即產(chǎn)生活化的自由基(FreeRedical)
  
  2.自由基和單體起反應(yīng),然后產(chǎn)生鏈鎖反應(yīng)(ChainRecation)
  
  3.鏈鎖反應(yīng)把單體和高分子的橡膠或樹(shù)脂連結(jié)成*固化的字體或形象,可做印刷版材
  
  固體版和液體版的不同是在于他們的物理性質(zhì)和制版的過(guò)程:
  
  1.固體版是用常濕為固態(tài),但尚未固化的段聚生橡膠(ThermalPlasticBlockCopolymer)為主,而液體版則以高粘度感光樹(shù)脂(HighViscosityPhotoSensitiveResin)為主。
  
  2.固體版材生產(chǎn)廠家,是依賴顧客規(guī)格作好各種大小及厚度的版材,送到制版廠家。制版商只要將版材放在曬版機(jī)上,用底片曝光成像。液體版材供貨商是將桶裝的感光樹(shù)脂送到各制版廠家,制版商要用特定機(jī)器將液體樹(shù)脂作成所需尺寸及厚度的版材,然后在曬版機(jī)的底片上曝光成像。
  
  3.固體版材主要成份為橡膠,多數(shù)需要用有機(jī)溶劑沖洗顯像。(zui近麥德美和Dupont都有水洗固體版問(wèn)世,目前因?yàn)橛捕冗^(guò)高,還不適用于瓦楞紙箱印刷)。液體版未固化的部份是高粘度的水溶性樹(shù)脂,在高溫時(shí)很容易將樹(shù)脂用物理方法(擠壓和氣吹)清除,然后用水沖洗干凈顯像。
  
  4.固體版是以橡膠為主體,所以對(duì)酒精油墨、水性油墨都有很好的抗墨能力。液體版是以極化性的聚亞胺脂為主體,所以不適用于酒精油墨,只適用于水性油墨。(如果印刷廠家仍用油性油墨或"水可洗油墨",液體版則較固體版為主)
  
  三、液體版在瓦楞紙箱印刷上的優(yōu)勢(shì)
  
  從制版過(guò)程和抗油墨性能上看來(lái),固體版材似乎稍占優(yōu)勢(shì),但為何在國(guó)外液體感光樹(shù)脂版會(huì)被瓦楞紙箱廠家大量采用呢?其主要原因如下:實(shí)底印刷油墨傳遞優(yōu)良,近十年水性油墨在柔版印刷上有很大的突破,除了色彩鮮明、光澤均勻之外,物理性質(zhì)如耐磨性、浸水性和對(duì)瓦楞紙的粘著性,都有顯著的提升,液體版材的樹(shù)脂都是高極化(Polarity)的感旋光性聚亞胺脂(AcrylatcPolyurethane)。版材的表面張力比固體版材要高4-5dynes/cm(液體版材:36-38dynes/cm;固體版材:32-33dynes/cm),所以使用相同帶墨量的網(wǎng)紋輥(anlox),液體版材帶墨量要比固體版材高10-20%,同時(shí)液體版材的應(yīng)力(modulus)較低,在印刷時(shí)應(yīng)變能力(compliance)較大,面對(duì)較粗的表紙或瓦楞紙也有較好的表面接觸,所以實(shí)底的涵蓋效果較佳。
  
  做版比較經(jīng)濟(jì):液體版和固體版的原材料成本相差無(wú)幾,但液體版在制版的過(guò)程中省錢省時(shí)。我們?cè)谇懊嬲f(shuō)過(guò),固體版主要的成份是非流動(dòng)性(物理固化)的橡膠,當(dāng)透過(guò)底片曬版,曝光部份產(chǎn)生化學(xué)鏈鎖反應(yīng)成為*固化的橡膠。非曝光部份要用有機(jī)溶劑溶解,固化的字體才凸顯在版材上用以印刷。一般說(shuō)來(lái),洗版溶劑zui多只能溶解4-6%橡膠就要更換,不然溶劑顯影能力就要減弱了。所以1加侖四氯乙烯/丁醇溶劑zui多只能溶解200g的橡膠。以此類推,平均一張1平方公尺的6.50毫米(mm)厚度的固體版,字體高度是3.2mm,則需要消耗7-8加侖的溶劑。雖然溶劑可以回收,但在洗版機(jī)里的揮發(fā)、在溶劑回收時(shí)的殘留或在洗版時(shí)被版材帶走(版材吸收),是有不少損耗。如果我們能有60%的溶劑回收率,每平方米還是要消耗3加侖以上的四氯乙烯/丁醇溶劑。同時(shí)版材在洗版時(shí)吸收大量溶劑,一般需要在攝氏65度的烘干機(jī)中干燥2-3小時(shí),版材才能還原到原來(lái)的厚度。越厚的版材干燥的時(shí)間需要越長(zhǎng)。
  
  可是液體版材不然,當(dāng)感光樹(shù)脂經(jīng)過(guò)底片曝光,字體經(jīng)光華學(xué)鍵結(jié)反應(yīng)固化后,非曝光部份仍是流動(dòng)的樹(shù)脂。用物理方法(擠壓、或是高壓空氣吹走)可以將80%以上非固化流動(dòng)樹(shù)脂回收再用,在版上殘余的少量樹(shù)脂可用水溶劑洗滌干凈,所以液體版材在制版材料上和過(guò)程上要比固體版經(jīng)濟(jì)許多。又在洗版的過(guò)程中,版材只吸收非常少量的水溶劑,厚度可以說(shuō)沒(méi)有增加,所以一般只需要10-20分鐘干燥即可,這樣整個(gè)制版過(guò)程從曝光、沖洗、烘干到后曝光的時(shí)間又減少50%以上。
  
  日本的柔版界更利用液體版材的特性發(fā)展出一種“島嶼制版法”來(lái)作瓦楞紙箱用的厚版。一般柔版背曝光是全面背曝光,固化形成一定厚度的底基層。但島嶼制版法是用局部背曝光,就是只在有字體和圖形的區(qū)域做背曝光。這部份的底基層和字體圖形,在底層聚脂膜上形成一塊塊像隔離的島嶼分布在版材上,沒(méi)有固化的樹(shù)脂就全部回收了。這樣做版的好處不只是增加感光樹(shù)脂回收的比例,同時(shí)整張版材就更輕、更服貼,在裝版上更容易,而不容易翹版。
  
  固體版材在瓦楞紙箱印刷上,不宜用“島嶼制版法”制版。因?yàn)橐压腆w版洗到底層聚脂膜,要加長(zhǎng)洗版時(shí)間,消耗更多溶劑,版材膨脹更大。更何況洗去的版材又不能回收,何必浪費(fèi)溶劑呢?所以這方法只適用在液體版材。
  
  基于上述的好處,液體版材在歐、美、日本及澳洲的瓦楞紙箱印刷上大行其道。尤其在注重節(jié)約及環(huán)保的國(guó)家,像日本、版材回收并用水溶劑洗版的液體版就壟斷了瓦楞紙箱印刷的市場(chǎng)。
  
  四、近年液體版材的發(fā)展
  
  早期的液體版材剛剛推出時(shí)候有幾樣明顯的缺點(diǎn),但zui近都一步步的改善了。
  
  1.版材表面過(guò)黏
  
  因?yàn)橐后w版材的原材料是黏著力很強(qiáng)的聚亞胺脂,固化后表面仍有黏著性是必然的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題,早期麥德美和Asahi都用低溶解度的脂酸溶解在樹(shù)脂中,利用固化后溶解度改變的原理,造成脂酸分離,而在版材表面形成一層薄薄的脂酸霜米降低黏性。可是這方法只是治標(biāo),當(dāng)印刷時(shí),油墨會(huì)漸漸的將這層脂酸霜帶走,那時(shí)版材表面又變黏了。
  
  近年來(lái)U.V.C(短紫外)燈管漸漸普及了,同時(shí)各種新的感光劑和聚合單體相繼應(yīng)市。如果有合適的配方,使用短紫外后曝光可以達(dá)到非常好的去黏效果。麥德美公司zui近推出的TF2感光樹(shù)脂版,經(jīng)過(guò)短紫外的去黏后曝光,版材表面比一般固體版還要光滑,非常適用在瓦楞紙箱的印刷。
  
  2.網(wǎng)線擴(kuò)大
  
  早期瓦楞紙箱印刷所用版材多是手刻橡皮版或壓膜橡皮版,很難印出精細(xì)字體及準(zhǔn)確的網(wǎng)點(diǎn)。當(dāng)感光樹(shù)脂版或感光固體版問(wèn)世,瓦楞紙箱印刷的要求越來(lái)越高。國(guó)外的瓦楞紙箱廠商漸漸發(fā)現(xiàn)液體版的字體看起來(lái)非常精細(xì),反白也深,但印刷出來(lái)效果不如固體版材。因?yàn)榫W(wǎng)點(diǎn)及線條的擴(kuò)大比率,較固體版為高。經(jīng)過(guò)我們?cè)敿?xì)的研究,發(fā)現(xiàn)這現(xiàn)象和版材的物理性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)版材經(jīng)過(guò)紫外光照射固化時(shí),液體版材的細(xì)線和網(wǎng)點(diǎn)固化程度比固體版材要低。經(jīng)過(guò)洗版和后曝光等處理,液體版材的細(xì)線和網(wǎng)點(diǎn)的肖氏硬度(ShoreAhardness)比寬大的實(shí)體部份要低3-5度,故在較高壓力的瓦楞紙箱印刷時(shí),細(xì)線和網(wǎng)點(diǎn)的擴(kuò)大率就比較高。基于這個(gè)了解,麥德美zui早提出復(fù)合液體版材制版法。在涂放普通感光樹(shù)脂做版之前,先涂放一層(0.16-0.20mm)硬度較底層為高的感光樹(shù)脂在細(xì)線和網(wǎng)點(diǎn)的底片范圍上,然后再涂放普通液體版材,這樣做出來(lái)的復(fù)合版細(xì)線和網(wǎng)點(diǎn)的表面層的硬度比其余部份要高,印刷起來(lái)就減少了他的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大。
  
  這樣液體的復(fù)合材料既可以享有較高的油墨傳遞,又不會(huì)有過(guò)高的網(wǎng)點(diǎn)擴(kuò)大,對(duì)瓦楞紙箱的套色印刷zui為合適。
  
  3.版材不夠強(qiáng)韌
  
  早期液體版材的發(fā)展比較注重版材感光成像的能力、抗油墨的能力及印刷效果。等到市場(chǎng)擴(kuò)大以后,發(fā)現(xiàn)液體版材的耐印力、版材儲(chǔ)存壽命(shelflife)等不及固體版材。這五年來(lái),經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn),液體版材的耐磨力(AbrasionResistance)、伸張度(Elongation)、切力(Toughness)以及儲(chǔ)藏壽命已大大的改善,與固體版材相差無(wú)幾了,不過(guò)無(wú)論是固體版材或液體版,在儲(chǔ)存時(shí)不能有強(qiáng)光直接照射。因?yàn)榘娌闹羞€有不少活化劑,這些強(qiáng)光會(huì)使活化劑不斷的起反應(yīng),而將版材固化分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)給摧毀,使版材變得脆弱。
  
  因?yàn)橐后w版材的*性質(zhì)和市場(chǎng)的增長(zhǎng),目前除了美國(guó)的麥德美和日本Asahi之外,歐洲還有兩家公司生產(chǎn)液體版材。制版機(jī)也因市場(chǎng)的需要,有各種不同尺寸的行號(hào)(從16"×24"到52"×80")給廠家選擇。

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