谈谈中国胶印版材工业的发展——胶印·PS版·CTP版(二)

2011-05-10 07:41
影像技术 2011年2期
关键词:版材胶印感光

臻 峰

(乐凯胶片集团公司第二胶片厂,南阳 473003)

(续接上期)

3 胶印版材·CTP版

计算机技术不断地推广普及,电子技术的不断发展,激光技术的广泛应用,加速了印刷业的技术革命与进步。正当PS版技术日臻成熟,在全球得到广泛的普及应用之际,CTP技术又开始冲击全球的PS版市场。

3.1 CTP技术的发展

CTP,Computer to plate的缩写,中文全称计算机直接制版,是通过计算机直接将图文影像制成可上机印刷的印版的技术,是一种数字化印版的成像过程。

计算机直接制版(CTP)技术,20世纪80年代问世。进入90年代,设备制造商与印刷厂、感光材料厂密切合作,加速了CTP技术的研究开发步伐,使CTP技术日臻完善,很快就达到了工业化应用的水平。

3.1.1 CTP技术在全球的推广应用

第一台CTP装置1989年问世,样机在1990 Drupa展会上展出。在Drupa 95展会上,一举展出了42种CTP系统,在全球立即掀起了CTP技术应用的浪潮。到Drupa 2000展会时,有关CTP技术及设备的制造商参展的就有近70家,几乎所有的感光材料与设备和印刷材料与设备的大制造商都到展会上展出其CTP系统与版材,及其相关的配套设备与技术。两次展会引起了印刷界对CTP技术及其系统的极大兴趣。Drupa 95展会后到1997年的三年间,欧美等国家就有许多大型印刷厂采用了CTP系统,实现了计算机直接制版。1997~1998年间,欧美等国家又有大量的中、小型印刷厂接受并使用CTP技术及设备。据报导,到1998年美国已有70%左右的大中型印刷厂使用了CTP机。到2000年,全球已安装了1万2千多套CTP系统。CTP技术已成功地运用到商业印刷、报刊书籍印刷及包装印刷等领域。到2006年,全球CTP系统安装量达3万台。CTP技术在全球已基本上得到普遍应用。据美国GATF调查,1995~2006年间全球安装的CTP系统保有量见表3。

表3 全球1995~2006年间全球CTP机保有量一览表

从表3可看出CTP系统在全球印刷制版界的推广普及速度是多么快,前5年,逐年以翻番的速度在增长;后6年,以几千台/年的量在增加。

3.1.2 CTP技术在我国的推广应用

中国CTP技术的推广与应用起步还是比较早的。北京标准出版社在1998年就引进我国第1台银盐CTP机。广州羊城晚报社印刷厂1998年引进2台银盐CTP机,2001年又引进同类机4台,成功地在报业系统开创CTP机制版的先河。

辽宁美术印刷厂1998年在我国率先引进第一台热敏CTP机,在商业印刷系统拔了头筹。进入21世纪,我国CTP技术的应用步入正常轨道。据我国权威部门统计,2001~2008年间CTP机保有量见表4。

表4 2001~2008年间我国CTP机保有量一览表

从表4可看出,CTP系统在我国近年来得到稳步的发展。据报导,到2008年底,全国已有29个省、市、自治区购置了CTP机,只有2个省级地区尚是空白。我国CTP机的保有量目前主要集中在珠三角、长三角、和环渤海三大经济发达地区。到目前为止,CTP机的保有量与我国的经济实力相比还差甚远。这可能与中国的国情有关,各印刷厂刚刚安装了激光照排机没几年,就让他们淘汰掉,弃而不用而改用CTP系统制版,这不是节约惯了的中国人的风格。再者,CTP机主要是进口,进口的CTP机价格昂贵,CTP版价格也居高不下,影响了CTP机的普及。从我国近年来激光照排片的消耗量来看也充分说明了这一点。近年来CTP技术在不断地推广普及,而我国激光照排技术也在继续得到应用。激光照排机的保有量仍在不断地增加。从激光照排片的销售市场看,进口量连年增加,消耗量大幅度增长。中国印刷及设备器材工业协会公布的我国印刷胶片2003~2008六年间的生产量,进口量和消耗量见表5。(见下页)

从表5可清楚地看出,我国近六年来激光照排片的消耗量增幅是非常可观的。现印刷胶片绝大多数是激光照排片,只有少量的拷贝片,可能还包括一定量的印刷电路板片。所以说,我国目前的印刷制版,主要还是胶片+PS版的制版工艺,计算机直接制版所占份额的还太少。当然,我国近年来激光照排片和PS版的消耗量在大幅度增加,CTP版的消耗量在稳步增长,这也充分说明了我国印刷工业的发展速度之快。随着国产CTP机逐步地推向市场,国产CTP版的大量生产,我国CTP技术的推广、普及将更加迅速。

表5 2003~2008六年间我国印刷胶片生产量、进口量、消耗量一览表 万m2

3.1.3 CTP技术的特点

不管怎么说,CTP技术的应用是一场不可避免的印刷技术革命,它已经部分取代并将全部取代激光照排技术,就像20世纪90年代时电分机被激光照排机取代一样。 CTP技术得到印刷界的普遍关注,是因为有其独到之处,即不用胶片,通过计算机直接制版。还具有以下优点:

(1)不用胶片制版工艺而实现胶印制版,使之更加合理化,同时缩短了制版周期,降低了制版成本。

(2)用高解像力的CTP版直接扫描记录影像,减少了图像的转移次数,明显地提高了制版质量及印刷质量。

(3)消除了晒版时因空气中的灰尘等因素引起的砂眼及底片边痕产生的皮子印等弊病。

(4)便于实现从印前、印刷到印后的全数字化工作流程。

(5)实现了制版明室操作,特别是用热敏CTP系统制版。

(6)印刷适应性好。

CTP技术包括:①CTP机;②CTP版材;③印前工艺流程设计(包括RIP等);④打样技术等。其核心是CTP机,关键是CTP版。

3.2 %CTP机的发展

3.2.1 CTP机的技术特点

CTP机由精密而复杂的光学系统、电路系统及机械系统三大部分构成。光学系统由激光器产生单束原始激光,经多路光学纤维或复杂的高速旋转光学系统分解成多束极细的激光束。每束光分别经声光调制器按计算机中图像信息的明暗等特征,对激光束的明暗变化加以调制后变成受控光束,再经聚焦后几百束微激光直接射到印版表面进行扫描。通过扫描记录在印版上形成图像的潜影,显影后计算机屏幕上的图像信息就复制在印版上供胶印机直接印刷。微激光束的直径及光束的光强分布状态,决定了在印版上形成图像潜影的清晰度及分辨率。微激光束的光斑愈小,光束的光强分布愈接近矩形,则影像的清晰度愈高。扫描精度取决于系统的机械及电子控制部分。扫描时间的长短取决于微激光束的数目,微激光束数目越多,则扫描记录印版的时间就越短。激光束的输出功率及能量密度(单位面积上产生的激光能量,单位为J/cm2)愈高,扫描记录速度愈快。

计算机直接制版系统是一个综合性的多学科技术产业,它是集精密机械加工技术、光学技术、电子技术、彩色数字成像技术、计算机及软件技术、新型版材及其材料技术、自动化技术及网络技术于一身的制版体系。

3.2.2 CTP机的分类

计算机直接制版机根据其选用的扫描方式,主要可分为内鼓式、外鼓式和平板式三类。

内鼓式制版机,版材被装在半圆柱形鼓内侧,激光束从与圆柱形鼓轴成45°的旋转镜内射出。这种形式的CTP机设计特点是在曝光过程中,曝光质量稳定且输出的影像解像力高。但光源与版材距离较远,需用高功率激光器。

外鼓式制版机,版材装在圆柱形鼓的外侧,激光束随着鼓的旋转而射到版面上。外鼓式制版机旋转的是版材,光源与版材间的距离较近。

平台式制版机由控制反射镜来曝光平台上放置的版材。平台式制版机激光束在投射过程中易产生偏差,版材与光源间距离也较远。

CTP机根据扫描光源的不同,可分为热敏CTP机和光敏CTP机。

热敏CTP机的扫描光源为LD 830nm红外激光,早期还有YAG(1064nm)红外激光,是通过热能使CTP版扫描成像制成印版的。

光敏CTP机的扫描光源早期有氩离子(488nm)蓝激光、FD-YAG(532nm)绿激光,Red LD(633nm)红激光(银盐版)等。到20世纪末,405nm波长的紫激光得到应用,Drupa 2000展会上,采用紫激光二极管的光聚合CTP机推出。Drupa 2004展会上,大功率紫激光二极管的采用,推动了紫激光CTP技术的快速发展。

随着激光技术的发展,蓝紫激光器的功率得到了不断地提高。在Drupa 2000展会上,采用常规PS版进行计算机直接制版的UV-CTP(当时称CTcP)技术开始出现,CTcP机采用蓝紫光扫描曝光。到2004年Drupa展会时,紫激光二极管的功率进一步增大,使CTcP机的制版速度又有大幅度提高,所以2005年贝斯印在中国的销售取得突破,一年就卖出了22套CTcP机。

CTP机发展到今天,基本上全集中到感830nm红外激光的热敏CTP机和感405nm、410nm激光的紫激光CTP机二大类。再就是采用高感PS版进行计算机直接制版的UV-CTP机。

从目前看,热敏CTP机基本上全采用外鼓式扫描方式;紫激光CTP机多采用内鼓式扫描方式;UVCTP机早期采用平板式扫描方式居多,近年来也开始采用鼓式扫描方式。

3.3 CTP版材的发展

3.3.1 CTP版材的技术特点

随着CTP技术的发展,在不断地推出不同型号CTP机的同时,CTP版材也随之同步开发应用。

CTP技术对CTP版的基本要求主要有:

①版材必须能完成激光在短时间内的曝光过程。

②具有感光速度快,分辨率精,网点再现能力强,耐印力高,易于后处理等特点。

③适合于175lpi彩色印刷需要的CTP系统,制版机的输出扫描分辨率应大于2540dpi,图像的阶调应在2%~98%。

CTP系统直接将数字化图文信息传递到版材上,不仅要求版材能形成影像,还要具备以下性能:

①感光度(感度)

感光度是指所给能量的响应度。通常版材的感光度越高越好。各种CTP版、PS版感光度对比见表6。

表6 不同胶印版材感光度对比表

②感色性

不同CTP机安装的激光器不同,所选用版材的感光波长也不同,详见表7。

表7 不同版材的感光波长一览表

CTP版最理想的曝光光源应在紫外和红外光区,所以今天的CTP机曝光用的激光光源,紫激光CTP机用405nm、410nm紫激光器;热敏CTP机用LD 830nm红外激光器。

③分辨率

分辨率是指印版成像的精细和准确程度。

PS版的分辨率,除其自身的因素外,还取决于胶片的使用条件、底片与PS版接触的密合度、感光树脂层厚度和显影加工等因素,所以一般的PS版曝光成像只能得到175网线3%→2%的浅网点。

CTP版是直接曝光成像(不需底片),可得到175网线2%→1%的浅网点。CTP版中,热敏CTP版的分辨率最高。

④曝光成像

为便于对版材曝光区的识别,同PS版一样,也在感光层中添加少量染料,使版在曝光时曝光区颜色发生变化,以免再次曝光。

⑤感光特性

常规PS版曝光时需要用底片在PS版上晒版曝光,而CTP机可使版材直接扫描曝光。

⑥着墨性

为使印版有良好的着墨性,CTP版感光层的表面应具有易于亲合油墨中所含的颜料、树脂和溶剂的化学特性。

⑦亲水性

铝板基表面经电解氧化处理后就具有亲水性。

⑧耐印力

印版上机印刷时,水辊比印版辊转速通常慢5%~10%,以清除印版上的渣滓。CTP版的耐印力不应低于PS版。

为提高印版的耐印力,CTP版亦可在230~250℃的温度下烤版1~2分钟,以提高影像区成膜树脂的交联程度。

⑨显影

显影可使版材曝光部分和未曝光部分区分开来形成影像。

⑩耐醇性

现胶印印刷常用UV(紫外)油墨,UV油墨含有的单体能使印版影像部分发生溶胀,使印版耐印力降低,故CTP版一般需加入一定量的抗溶胀化合物以适应UV油墨印刷。

輥輯訛其它

PS版在晒版时,底片和版材之间通过抽真空来使其密合。为改善抽真空效果,缩短抽真空时间,提高底片与版材之间的密合度,现一般在PS版感光树脂层表面喷涂一毛面导气层。而CTP版则不存在这一问题,不必喷涂毛面导气层。

3.3.2 CTP版材的发展概况

CTP技术的发展,版材是关键。CTP版的发展,又有利地配合和推动了CTP技术的进步。

对于CTP版,最早开发出并应用到实用阶段的是Agfa公司和杜邦公司推出的银盐版。在20世纪80年代,银盐感光技术最成熟,银盐乳剂感光速度最快,而激光光源能量偏低,所以银盐CTP版最先用于计算机直接制版。但需暗室操作,再者银盐CTP版工业化生产比较难,故不被人们看好。

到1995年,热转移或热交联热敏CTP版推出,才真正使人们认识到CTP技术的优势,既省了胶片,方便了制版,又提高了印版的质量。CTP技术应用是胶印制版的一场技术革命。

在热敏CTP版推出的同时,高感光聚合物CTP版也投放市场,从此,感热、感光二大体系的CTP版材及其系统,相互竞争,相互促进,共同发展。不过还是热敏CTP技术占上风。

2000年采用大功率二极管激光器扫描成像的紫激光CTP机推出,同时推出适于400~410nm激光扫描的紫激光CTP版。

紫激光二极管发出的激光波长可使制版机对感光性能更好的版材成像,从而明显地加快了制版机的成像速度,使其制版效率更高。

大功率紫激光二极管的应用推动了紫激光CTP技术的发展,把CTP技术的应用又推向一个新的高潮。

紫激光二极管(400~410nm)技术仍在不断地发展,其功率在21世纪前还只有3mW、5mW,2003年发展到30mW,后来又增加到60mW、100mW、140mW,到2008年紫激光二极管的发光功率已达250mW。紫激光技术的进步,加速了紫激光CTP技术的发展。使紫激光CTP机的制版速度越来越快,这是报业印刷系统最感兴趣的。

不过从目前来看,紫激光CTP系统制出的印版其影像还原质量还是不如热敏CTP系统。

近年来,蓝紫光和蓝紫激光的功率日益增大,用高感PS版来进行计算机直接制版一直是印刷界和胶印版材行业所共同期待的。2000年瑞士洛森公司就推出用普通PS版直接制版的CTP机,当时称CTcP机,是用蓝紫光扫描曝光的。后来又推出蓝紫激光做扫描光源的CTcP机,也是用PS版进行直接制版。实际上,UV-CTP机用的PS版不是普通PS版,是在常规PS版的基础上加以改进推出的新型版材,现统称为UV-CTP版。

3.3.3 CTP版材的分类

下面分类介绍一下各种CTP版的情况:

(一)银盐CTP版

众所周知,银盐CTP版是最先投放市场的。银盐感光乳剂具有感光速度快,解像力、清晰度高,技术成熟等特点。作为在CTP技术刚刚问世之初,激光器功率不高,选择银盐作为计算机直接制版版材的感光体是必然的。

银盐CTP版按结构分主要是二大类:银盐复合CTP版和银盐扩散型CTP版。

(1)银盐复合CTP版

CTP技术问世之前,胶印印刷制版是先用印刷片(严格讲应是激光照排片)制成底片,再将底片与PS版密合晒版曝光经显影后制得。如能将激光照排片的感光乳剂直接复涂到PS版的感光树脂层上,不就省了涂在涤纶片基上?基于这一思路,就推出银盐复合CTP版及其计算机直接制版机。我国标准出版社进口的第一台CTP机就是用银盐复合CTP版制版的。银盐复合CTP版的结构示意图见图1。

图1 银盐复合CTP版结构示意图

该类版材的典型产品为宝丽光公司的CTX版。

银盐复合CTP版在使用时,第一次通过可见激光曝光形成银盐潜影,经显影加工形成保护性的蒙层;再进行第二次曝光(UV光源),显影加工后就制成可上机印刷的印版。

二胶在1989年就开始研制银盐复合CTP版,即在PS版感光树脂层上复涂氦氖激光(632.8nm)的银盐乳剂层和护膜层,就可得到计算机直接制版用的银盐复合CTP版。到2002年中试产品已达使用要求,但实现连续化工业生产难度很大,应用也很繁琐,国内外开展这一产品研制和生产的厂家很快就放弃了开发。

(2)银盐扩散转移CTP版

银盐扩散转移CTP版采用扩散转移成像技术,适于多种激光曝光,如氩离子激光、钇铝石榴石激光、红宝石激光等。扫描曝光时,空白已见光部分被显影液显掉,未见光的图文部分在显影核层上形成络合物,用水洗去空白部分的残留物,再对图文部分进行亲油处理就可上机印刷。

银盐扩散型CTP版,根据通过还原银而在物理显影核上形成银正像的方法,可分为向上扩散型银盐CTP版和向下扩散型银盐CTP版。

①向上扩散型银盐CTP版

亦称外扩散型DTR,其代表版材是三菱公司Silver Digi CTP版,版基为纸基或聚酯片基。以聚酯基为支持体的版又称聚酯基印版,还称CTPP版,适于短印程印刷。向上扩散型银盐CTP版结构示意图见图2。

图2 向上扩散型银盐CTP版结构示意图

这种版通常称小胶印版。二胶在早期亦有此种产品投放市场。

②向下扩散型银盐CTP版

亦称内扩散型DTR。向下扩散型银盐CTP版以铝板基为支持体,涂布上影像接受层(亦称核层)和AgX乳剂层及保护膜而制成。版材有感蓝(488nm)氩离子激光、感绿 (532nm)钇铝石榴石激光、感红(633nm)红宝石激光等产品。向下扩散型银盐CTP版结构示意图见图3。

图3 向下扩散型CTP版结构示意图

银盐扩散型CTP版最大特点是制版速度快、网点还原好,但须暗室操作,很不方便,制版成本还偏高。

二胶在2002年已完成对银盐向下扩散转移CTP版的中试,中试样品已达到使用要求。但由于该版是以铝版基为支持体,在现有的胶片生产线上和版材生产线上都很难实现工业化生产,再加上非银感光CTP版的推出,故很快就中止开发。

银盐扩散型CTP版,Agfa公司一直坚持生产。中科院理化所2002年在汕头经济特区成立中科银实业公司,上一条生产线,专门生产银盐扩散性型CTP版。中科银是目前全球仅存的两家坚持生产银盐CTP版的厂家之一,他们不但为国内用户提供银盐CTP版,还积极开拓国际市场。

(二)热敏CTP版

CTP技术发展到今天,热敏CTP机及其版材是第一大功臣。随着利用40~60mW大功率红外激光器作扫描光源的热敏CTP机推出,热转移或热交联型热敏CTP版也同时诞生。热敏CTP版制版不用胶片,可在明室条件下操作,且具有优良的印刷适性,因此,用热敏CTP版进行计算机直接制版的技术很快就被人们所接受。所以自20世纪末以来热敏CTP机的市场占有率一直是最高的。热敏CTP版的消耗量是所有CTP版中最多的。热敏CTP技术的问世,计算机直接制版技术才普遍被人们所看好。

热敏CTP版,最早推出的是1995年发明的阴图型热交联型CTP版,被称为第一代热敏CTP版。1997年推出第二代版,即阳图型热敏CTP版。后来又推出免处理,或免化学处理的第三代热敏CTP版。不过到目前为止,阳图版仍是热敏CTP版系列中用量最多。

(1)阴图型热敏CTP版

阴图型热敏CTP版做为第一代热敏版材投放市场,使热敏CTP技术至今成为主流CTP技术,功不可没。

代表性产品是柯达宝丽光的DITP型阴图型热敏CTP版,结构示意图见图4。

图4 热敏CTP版结构示意图

阴图热敏CTP版属热交联型,制版时热敏层中的红外吸收染料吸收红外激光发出的热能,达到一定温度后,热能诱发释酸剂进行热分解产生酸使成像层中高分子树脂发生热交联反应形成潜像,再经加热使图文部分的高分子化合物进一步交联,使图文部分的树脂在碱性显影液中不被溶解形成印刷区;未曝光区的树脂溶于显影液中露出铝版基的砂目层形成非印刷区,这样就制成可上机印刷的印版。

阴图型热敏CTP版在制版时需预热。即版经扫描曝光后,显影前必需在130~140℃的温度下预热30秒左右,使曝光区的酚醛树脂进一步与催化剂的酸反应发生桥式固化而不被碱性显影液溶掉。预热是通过电加热装置进行的,设备占场地大、制版时间长、耗能高,很快就被第二代的阳图型热敏CTP版所取代。

(2)阳图型热敏CTP版

阳图热敏CTP版的结构与阴图版的结构基本一致,但使用时不须预热。

阳图热敏CTP版于1997年推出,到1999年就全面推向市场。用阳图型热敏CTP版进行计算机直接制版得到的印版解像力、清晰度高,制版速度快,制版过程短,现已成为计算机直接制版的首选版材。

不管是阴图型热敏CTP版,还是阳图型热敏CTP版,都是感830nm红外激光的;扫描曝光都使用40mW或60mW的大输出功率红外激光器。

(3)我国热敏CTP版的研发生产

我国现拥有的CTP机,热敏机型最多,占65%以上。现用的热敏CTP版主要是柯达、富士胶片、华光、新图四个品牌。

我国对热敏CTP版的开发也较早,1998年二胶与北京师范大学应化所联合研制,在辽宁美术印刷厂(我国第一台热敏CTP机的拥有者)等单位的大力支持下,阴图型热敏CTP中试样版在2000年就达到使用要求。2001年春国产的华光TN型热敏CTP版率先投放市场。

阴图热敏CTP版投放市场后,二胶又加大力度开发阳图热敏CTP版,2003年试涂出达到使用要求的中试产品,2004年TP型阳图热敏CTP版又率先投放市场。到2008年,在TP型热敏CTP版的基础上进行改进提高,同时推出TP-Ⅱ型和TP-26型两个型号的阳图型热敏CTP版,销量大增,现全国已有数十家印刷厂用华光热敏CTP版。

2005年第六届北京国际全印展以来,我国有一定实力的胶印版材厂普遍意识到CTP版是胶印版材的发展方向,特别是热敏CTP版。各厂家在做好常规PS版稳定生产的同时,都开始开发热敏CTP版。

在成都,炬光公司2004年就与CREO公司合作生产热敏CTP版,2006年销售了100余万m2。之后在四川炬光印刷器材有限公司的基础上组建成都新图印刷技术有限公司,专门负责CTP版材的研究、开发、生产和技术服务工作。2006年底又推出新一代阳图型热敏CTP版FIT。这几年每年都有几百万m2的热敏CTP版投放市场。

在郑州,华禹天源2006年就配置热敏CTP机,与国外公司合作,开展热敏CTP版的开发工作。随着其第二条胶印版材生产线的投产,相信其很快就会形成热敏CTP版的生产能力。

在温州,康尔达公司2005年开始致力于阳图热敏CTP版的研究攻关,据报导2008年研发成功并推向市场。为保证热敏CTP版的科研和生产,康尔达公司购买了柯达、网屏、杭州科雷三品牌各1台热敏CTP机。还投资5000万美元从英国全套引进先进的胶印版材生产线,2009年投产,准备大上CTP版。

在上海,以亚星为基础重新组建的星信感光材料科技公司,2008年新建的生产线一投产,就试涂热敏CTP版,还邀请11月份参加2008年上海全印展的部分专家到公司观摩其热敏CTP版的生产。

在上海,强邦公司2008年也引进热敏CTP机,引进人才,引进技术,改造设备开始热敏CTP版的研究、生产。

在广东省汕头市,潮新科这个从单张线干起的胶印版材公司,2008年投资购置3台热敏CTP机,分别在广州、汕头、深圳设制版公司,配合总公司开发生产热敏CTP版。

在福州市福清工业区新组建的鼎凯龙,2008年底第一条胶印版材生产线一投产,就试涂热敏CTP版。现已安装一台CTP机,供热敏CTP版的科研和生产用。

在成都,华维公司2007年就引进热敏CTP版涂布液进行版材的试涂。2008年初安装CTP机后,开始批量生产热敏CTP版,产品已投放市场。

在广西玉林,金龙公司在2004年就开始与北京师范大学合作开发热敏CTP版,现已推出WLP型阳图热敏CTP版,感光<120mJ/cm2。

在我国各地,还有多家胶印版材厂也介入热敏CTP版的开发,如江苏万基、河北平易(三河)、成都柯达星、上海烁宏、陕西煤航、浙江泉泓等公司都积极地开发CTP版,并在2009北京印刷技术展会上推出其试涂的热敏CTP版产品。

(4)我国热敏CTP版感光胶的研发、生产

目前各胶印版材厂生产热敏CTP版用的感光胶,多是海外一些公司提供的固体混料。二胶和成都新图自配涂布液生产热敏CTP版。不过热敏CTP版用的感光胶目前国内也有不少公司在开发研究。

泰兴东方实业公司近年来与北京师范大学应化所合作联合成立科研开发平台——东方感光材料研究所,开发热敏CTP版感光涂布液,2008年以来多次在河北平易(三河)等厂试涂,产品已投放市场。

在北京大兴,一家2008年成立的金锐美科技公司研究开发热敏CTP版涂布液,据介绍,其研制的热敏CTP版涂布液已在多家版材厂试涂过。

还有北京雷鸟,在稳定生产PS版感光胶的同时,也在积极地开发热敏CTP版感光胶。辽宁的华海蓝帆是PS版感光剂生产厂,近年来也积极引进人才,大力开发胶印版材生产用的感光胶。

(5)我国热敏CTP版生产和进出口情况

如按现在的形势良性发展,我国热敏CTP版将很快形成规模化生产。不但供应国内市场,还将有相当多的热敏CTP版产品出口。实质上近年来,已有多家胶印版材厂将其生产的热敏CTP版以各种方式出口。2004年~2008年我国CTP版产量、用量、进口量、出口量(包括外资企业的产量和出口量)见表9。

表9 2004~2008年我国CTP版产量、用量、进口量、出口量一览表 (万m2)

据报导,全球CTP版2002年销售量为1.14亿m2,2004年已达2亿m2。 全球CTP版的市场这么大,我国胶印版材目前所占的份额还不多。

(三)高感光聚合物CTP版

在热敏CTP版推出的同时,高感光聚合物CTP版也研制成功。为适应各种可见激光光源的光敏CTP机的需要,推出不同感色性的光聚合物CTP版,如感氩离子激光(488nm)的光敏CTP版适于氩离子激光扫描的CTP机;感固体激光(532nm)的光敏CTP版适于钇铝石榴石激光扫描的CTP机;感633nm激光的光敏CTP版适于红宝石激光扫描的光敏CTP机。使人们有更多的选择机型的自由。

高感光聚合物CTP版在可见激光的作用下,感光层中的化合物发生聚合反应,生成长链高分子聚合物,从而使其本身的溶解性等物理性能改变而成像。高感光聚合物CTP版的结构示意图见图5

图5 高感光聚合物CTP版结构示意图

高感光聚合物CTP版主要是Agfa和富士胶片两公司生产。1995年被Agfa公司兼并的Hoechst公司早就潜心研究高分子化合物版材,先后推出N90型和N90A型高感光聚合物CTP版。富士公司推出Brillia LPA型和LPY型高感光聚合物CTP版,分别适于氩离子激光和钆铝石榴石激光CTP机制版。

高感光聚合物CTP版感光度较高,其感光度要比常规PS版高1000倍。制版容易,印刷适性也好。所以光聚合CTP版一推出就威胁到银盐CTP版的生存。

高感光聚合物CTP版其光聚合物层上必须涂一PVA层,以阻止氧进入高分子层与光敏基团反应;氧在激光作用下还起催化作用,而使光聚合物版感光性能衰退,以致无法使用。

由于高感光聚合物CTP版必须要涂一保护层,通常单点涂布的卷筒式版材生产线无法一次完成涂布。要想生产高感光聚合物CTP版,除要有感光聚合物的涂层技术外,还要有二点或二点以上涂布点的卷筒式版材生产线。所以高感光聚合物CTP版一直是Agfa和Fuji film两公司的天下。

二胶也曾开发这一版材,由于当时无二点涂布卷筒式版材生产线,后来又出现紫激光CTP版,也就主动放弃了这一技术的研究。

近年来光聚合CTP版又向耗能低、功率大、制版速度快的400~410nm的紫激光CTP版发展。

(四)紫激光CTP版

进入21世纪,紫激光技术有了新的发展,功率由5mW很快就发展到30mW,所以在Drupa 2000展会上,Agfa、Fuji film等公司推出了紫激光CTP技术。紫激光CTP机采用30mW功率的紫激光二极管扫描曝光。感400~410nm紫激光的CTP版也同时推出。

紫激光较兰激光、绿激光波长更短,这样就有二大优势:一可使用更小的转镜,使CTP机的转鼓转速更快;二可减少散射光,以确保更高的网点质量,同时再现的网点也更小。蓝紫激光二极管发射的激光波长,可使制版机对感光性能更好的版材成像,从而明显地加快了制版机的成像速度,使其制版效率更高。

紫激光CTP版,Agfa和Fuji film两公司一直占据着这一技术的制高点。

紫激光CTP版结构示意图见图6。

图6 紫激光CTP版结构示意图

保护层,亦称PVA层,用以阻止氧和碱性物质进入感光层,由PVA亲水聚合物组成,显影时除去。

光聚合物层,由钛茂化合物类光引发体系、乙烯不饱和单体、预聚体成膜树脂和热阻聚剂等化学品组成。

中间层,提高光聚合层的粘结性和显影性,含有鎓盐或磷酸基化合物。

紫激光CTP版在400~410nm的激光照射下,增感剂吸收可见光跃迁到激发态,然后将电子传给引发剂生成染料阳离子自由基和引发阴离子自由基,借助引发剂与其中自由基及中间体作用生成新的活性自由基,最终产生活性更高的自由基,从而引发不饱和单体交联固化形成图像。

紫激光CTP版经400~410nm的激光扫描曝光后,见光部分交联固化成像,然后经预热,曝光部分彻底固化后就不溶于碱性显影液,未曝光部分被显影除去形成图像。

紫激光CTP技术具有以下特性:

①速度快

紫激光光源是采用400~410nm光谱的激光,激光物理上的特性是光谱越短的光,其能量越大。紫激光相对于绿激光、红外激光具有更高的成像速度。红外激光、绿激光、紫激光的扫描速度见表10。

表10 红外激光、绿激光、紫激光的扫描成像速度对比表

②网点锐利

激光光谱越短,激光的光点就越细小,这样就可在版材上扫描出更精确的网点。

③可在黄灯下操作,操作较方便。

④紫激光器使用寿命长。

使用紫激光器可直接开关,无须使用电子调制器。紫激光器在印版扫描成像时才进行工作,而其它激光器的操作模式都是在机器被开启时便要同时启动激光器,这样对激光器造成不必要的损耗,因此紫激光的实际寿命要比其它CTP系统的激光都长。

⑤紫激光器造价便宜

紫激光器已被广泛地应用到DVD机等其它行业中,制造技术成熟,生产成本低。

紫激光二极管(400nm~410nm)技术近年来不断地发展,2003年日亚公司推出30mW(410nm)紫激光器,立即被应用到紫激光CTP机上,制版速度得到明显提高。大功率的紫激光器对非银盐版材具有良好的曝光成像功能。紫激光技术由于激光器功率的不断提高,寿命越来越长,成本越来越低,就越来越受印刷界的欢迎。特别是我国的报业系统,对紫激光CTP技术格外青睐,据统计,仅2008年一年我国就安装了401台紫激光CTP机。

由于紫激光CTP版同光敏光聚合物CTP版一样,都必须要在感光树脂层上涂一保护层,所以必须用有二点及二点以上涂布点的卷筒式版材生产线才能胜任,而我国各胶印版材厂建的生产线基本都是单点涂布。近年来大家看到紫激光CTP技术具有明显的优势,有的厂家开始改造现有生产线,加装第二涂布点;有的厂家上新线,直接安装二点涂布。乐凯集团第二胶片厂几年前就把原来的2号线改造成二点涂布,为研发光敏光聚合物CTP版和紫激光CTP版提供试验生产条件。2009年4月投产的高速版材生产线就安装有多点涂布装置,为紫激光CTP版规模化生产提供了有利的保障。现二胶研制的紫激光CTP版已在2号线正常生产,在7号线过渡生产。浙江余姚的大族德润公司为了使自已开发的紫激光CTP版技术推向生产,也对原有的单点涂布生产线改造为二点涂布。康尔达公司为了使自已的产品由PS版向CTP版全面转移,近年来投巨资全套引进先进的多点涂布胶印版材生产线,以确保CTP版(包括热敏CTP版和紫激光CTP版)的生产。

紫激光CTP版国内市场目前仍为Agfa和Fuji film两家的天下,不过他们在中国销售的紫激光CTP版也实现本土化了。二胶紫激光CTP版的研制开发于2008年已实现突破,现批量生产的紫激光CTP版在珠三角和长三角地区供不应求。

(五)UV-CTP版

近年来用传统PS版直接制版又引起人们的关注。本人在2000年就撰文《计算机直接制版的现状与前景》中谈到“如果能大幅度地提高常规PS版的感光速度,如果能有更大功率的蓝紫激光问世,那么用PS版通过计算机进行直接制版,不是天方夜谭”。现在PS版的感光速度有了明显的提高;紫激光二极管(400~410nm)技术不断地发展,用PS版进行直接制版,现条件充分俱备。

实质上,Drupa 2000展会上曾有用PS版通过计算机进行直接制版技术及制版设备的展出。丹麦宝禄德福(Purup-Eskofot)公司推出的Dicon CTP系统,就是用普通PS版进行直接制版的。德国贝斯印(Bayes Print)公司也推出用普通PS版进行直接制版的UV-CTP机。所用的PS版可以是阴图型版也可以是用阳图型版。当时的UV-CTP机是平板式扫描制版,扫描速度、制版速度较慢。

2000 Drupa展会后,德国贝斯印公司、瑞士洛森(Luscher,也有称洛桑)公司一直在从事用PS版进行计算机直接制版设备的开发。

用PS版进行计算机直接制版的机器早期称CTcP机,前期用兰紫光扫描曝光,后来发展成用紫激光曝光。河北涿州龙马铝业集团把用紫激光扫描进行计算机直接制版技术称为CTdP技术,CTdP是Computer to digital-plate的简称。现我国将用PS版进行计算机直接制版的技术,统称为UV-CTP技术,整个制版系统称为UV-CTP系统,制版设备称UV-CTP机,制版用的版材就称为UV-CTP版。

2007年,洛森公司推出xpose!UV-CTP机,采用内鼓+外鼓结合式设计,光源为波长405nm激光二极管的激光器,用UV-CTP版制版。据报导,到目前为止全球已销售200多台。

德国贝斯印公司现又推出UV-setter CTP机,采用波长为405nm的激光二极管为扫描光源。UV-setter CTP机的核心技术是数字光处理PIP技术和数字微镜装置(DMD)。在曝光时80万个光学微镜将UV光束集中到UV-CTP版上。还采用能把激光二极管技术和曝光头技术结合在一起的DSI3技术来提高UVCTP版的曝光速度。据报导,我国现已有150多台贝斯印UV-CTP机。

2008年,杭州科雷也推出采用最新UV激光技术的UV-CTP机,用传统PS版(即UV-CTP版)直接制版。

UV-CTP机用的UV-CTP版,实际上不是普通PS版。UV-CTP版是在传统的PS版基础上改进而推出的新型版材,表面不需喷涂毛面导气颗粒层。

UV-CTP版的结构示意图,见图7。

图7 UV-CTP版结构示意图

UV-CTP版较普通PS版具有砂目细,感光速度快,感色性更加适于UV光和UV激光,网点、网线质量好及耐UV油墨等特点。UV-CTP版对版的平整度、裁切质量及版形要求都比普通PS版高。

现国内销售的UV-CTP版,以华光和富士胶片、涿州龙马铝业三品牌居多。目前生产UV-CTP版的版材厂已有几十家。UV-CTP版近年来出口量一年比一年多。

UV-CTP版有阴图、阳图两种,贝斯印公司认为阴图型UV-CTP版效率更高。UV-CTP版的感光度:阳图为60mJ/cm2左右,阴图为45mJ/cm2左右。

目前的CTP版,主要是热敏和紫激光二大类。UVCTP版近年来异军突起。银盐CTP技术现已退出CTP的主流技术行列。此外激光光源的光敏CTP版也被紫激光CTP版所代替。

(六)喷墨CTP版

近年来数字印刷机不断地推出,可CTP技术仍在继续开发研究,开发新的计算机直接制版的工艺技术。位于北京东河北省廊坊的普瑞特工贸公司,一直在致力于开发喷墨CTP,有PS版型喷墨CTP版和裸版喷墨CTP版。PS版型喷墨CTP版是在PS版上再涂一透明的吸墨层,然后用喷墨打印机在吸墨层上打印图文,再经晒版、水洗、显影处理后就制成可上机印刷的印版。裸版喷墨CTP版,他们称其为环保型裸版喷墨CTP系统,名称不雅,也不准确,其版材实质就是经特殊处理的铝版基。裸版喷墨CTP系统“是一种直接在未涂感光胶的、经特殊处理的铝板基上制版的系统”。制版是用喷绘机打印上专用墨水来形成图文影像,再经固版和开版,就形成了上机印刷的印版。省去了光成像的制版过程。

喷墨CTP技术在十几年前就有研究。近年来随着喷墨技术的突破性进展,喷墨CTP技术又有新生的希望。

3.4 CTP技术的发展动向

有专家预测未来CTP技术的发展:

第一步:无处理CTP版,亦称免处理CTP版,现正在进行。

第二步:计算机直接到印刷机(DI,胶印直接在机成像)。

第三步:可擦除版的应用(或称版材滚筒)。

但是也不能不看到数字印刷的来势之猛已对或将对胶印印刷带来冲击,数字印刷不用版材显然是一大优势。

3.5 我国胶印版材工业的发展概况

我国胶印版材工业经过30来年的发展,可以说已自成体系。从设备、铝板基、版基处理和感光涂层用的原料、版材的检测仪器和设备及其胶印版材和胶印印刷用的各种显影加工药品及辅助产品,我国都能生产、制造。中国造的胶印版材生产线还出口海外多条。

专门设计、制造、安装胶印版材生产线的公司有数家,在北京附近的涿州,有王玉文办的金城公司;在深圳,有李德平办的秋平科技;在泰兴,有连邦印业公司……,它们都为我国的胶印版材厂制造了数条卷筒式生产线。我国胶印版材生产的大哥大——乐凯集团第二胶片厂近十年来为其设计、制造了3条车速在30m/min以上的卷筒式连续化版材生产线。中国印刷科学技术研究所、涿州龙马铝业集团等公司也都自行设计制造卷筒式连续化版材生产线。中国乐凯胶片公司(保定)已为我国的胶印版材生产厂做了百余套用特种钢制造的坡流式挤压涂布嘴。北京特邦为版材生产线安装了60余套静电喷涂毛面导气层装置。河北的胶辊,济南加工的精度高的钢辊、螺纹辊、轻金属辊,江苏的耐酸耐碱槽罐,沈阳的石墨电极等都是质量过硬的。还有上海做的线上横向裁切刀,浙江做的各种耐酸耐碱泵也基本能满足版材生产线的使用要求。

PS版生产用的铝卷,河南明泰把文章做大了,目前国内胶印版材生产用铝卷多数由其提供。现已能生产PS版用铝卷的厂家还有福建瑞闽、重庆西南铝、浙江湖州栋梁、广东韶关东阳光等不下十家。

还有专门做PS版用的感光胶(感光涂布液)及其原料的。做感光胶的,有北京雷鸟、江苏泰兴东方两家,几年前就成气候了,我国目前除二胶外,其它各胶印版材厂多数都用其配制的PS版感光胶。在沈阳、上海又出现几家生产PS版感光胶的。沈阳的华海蓝帆十几年来一直生产2.1.5和2.1.4磺酰氯等化工原料,产品出口量也较大,近年来引进人才,也开发出PS版感光胶并于2008年投放市场,现已有厂家开始使用其感光胶。上海大进、新日光、琪川等公司也有感光胶投放市场。威海天成化工(余尚先教授为顾问)生产的成膜树脂和感光树脂已有多家应用。辽宁沈阳的五环、本溪的瑞事达、丹东的青岛装备都是多年生产2.1.5和2.1.4磺酰氯等胶印版材生产用化工原料的厂家。

专门生产PS版和CTP版显影液及其胶印印刷用的润版液、洁版液、修版膏、保护胶等辅助产品的企业,可以说不计其数。较有名的有石家庄太行、广州科艺、北京爱比西、郑州海达等。

还有生产制版用的晒版机、冲版机的厂家都有几十家。

总之,胶印版材生产和制版、印刷用的设备、化学品和原料,国内都能生产,一应俱全。许多产品不但可满足国内市场的需求,还有相当数量的产品出口。

4 我国胶印版材的前景

随着CTP技术在全球范围内,主要是亚洲、非洲、南美洲等地区进一步推广普及,我国的各版材厂也普遍意识到要生存、要发展,现在必须加大投入、努力改造现有的装备,积极创造条件使其能满足生产CTP版的需要。加强科技投入,积极消化先进的技术,尽早地掌握CTP版的生产技术,尽快地生产出合格的、稳定的、大批量的CTP版产品。毕竟CTP版的质量要比PS版的要求高,完全按PS版的生产条件是生产不出合格的CTP版的。实际上近年来已有不少的胶印版材厂做这方面的工作。二胶为了大批量地生产CTP版,几年前就对1号线进行全面的改造,改造后的1号生产线一直满负荷生产热敏CTP版。为了进一步地扩大产能,又在2年前投资上新的生产线,到2009年4月30日,一条车速45m/min,可二点涂布的、线上切边的现代化胶印版材生产线投产,不但可生产热敏CTP版,还可承担紫激光CTP版的生产。

温州康尔达,为扩大其CTP版的产能,在两年前就从国外订购二套胶印版材生产线,2009年底投产一条。这条线设备配备全,精度高,可实现多点涂布,届时不但可承担热敏CTP版的生产,还可生产紫激光CTP版。

到目前为止,全国已有近20家胶印版材厂配置了热敏CTP机。有的厂虽然未配置CTP机,也积极与拥有CTP机的印刷厂合作,共同开发热敏CTP版产品。实际上我国目前除二胶和成都新图,已有大批产品投放市场外,还有十余家的热敏CTP版投放国内、外市场。

对紫激光CTP版的生产,二胶最为重视,现在设备条件已完全具备,规模化生产紫激光CTP版将于2009年成为事实。

CTP技术近年来还在发展,免化学处理CTP版、免处理CTP版,国际上几大公司Kodak、Agfa、Fuji film相继推出:

Kodak公司2005年推出Thermal Direst免处理热敏CTP版,具有独特的热敏涂层。

Agfa公司2004年11月推出绿星版Azura TS免处理热敏CTP版,采用热溶Thermofuse TM技术。

Fuji film公司推出Brillia HD PRO-T热敏免处理CTP版,采用独特的全新功能底层涂布技术,完全不需显影处理。

三大公司还推出免化学处理或免处理紫激光CTP版:

Agfa公司推出Azura V免化学处理紫激光CTP版,N92-CVF免化学处理报业用紫激光CTP版;

Fuji film公司推出Brillia HD PRO-V新型紫激光免处理CTP版,是基于全新的“高敏聚合”技术;

Kodak公司推出聚合型Violet PR Print紫激光CTP版,不需冲洗和化学处理。

我国有的胶印版材厂在积极地将成熟的热敏及紫激光CTP版推向稳定生产的同时,也在积极地开发免化学处理、免处理CTP版。成都新图在Drupa 2008展会上展出其自主开发的免处理热敏CTP版。二胶近年来一直致力于开发免化学处理、免处理热敏和紫激光CTP版,2009年也正式推出其自主开发的免处理热敏CTP版。

免化学处理、免处理CTP版,有利于环保,使用方便,是CTP版的发展方向。

胶印印刷在今后若干年仍将是印刷的主角,计算机直接制版技术在我国将有更大的发展,CTP机将大幅度增加。对热敏CTP版、UV-CTP版,国内的版材厂将更加积极地做大做强,不但占领中国市场,还将继续扩大国际市场的份额。对紫激光CTP版,中国的版材厂会尽快把它推向规模化生产,特别是乐凯集团第二胶片厂。中国的印刷工业将继续大发展,胶印印刷技术将继续进步,胶印版材工业大有作为。今天,中国已成为全球PS版的加工基地。在不久的将来,中国也必将成为全球CTP版的加工基地。飞跃发展的中国胶印版材工业将继续腾飞!

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