平顶网点技术的发展与应用

2016-10-13 08:36
印刷技术·包装装潢 2016年9期
关键词:柔性版版材平顶

近年来,柔性版制版技术的发展取得了爆发式的增长,各种新技术层出不穷,而其中最受热议的无疑是平顶网点技术。笔者认为,自20年前激光雕刻技术被应用于柔性版制版以来,平顶网点技术成为柔性版制版技术发展20年来最重大的一次飞跃。与20年前只有艾司科一家公司推出激光雕刻制版技术的情况不同的是,如今业内多家供应商陆续推出了各自不同的平顶网点技术,百花齐放的同时,也让市场的选择有些迷茫。笔者有幸使用过目前已知的所有平顶网点技术,借此机会从以下几方面分享对平顶网点技术的一些认识。

网点的微观形状

柔性版制版过程中,网点的形成取决于主曝光的过程,而主曝光过程中氧气的参与是影响网点成型的一个重要因素。正是氧气的参与,抑制了主曝光过程中树脂单体的交联反应,从而形成了激光雕刻制版独有的圆顶网点。从传统制版技术到激光雕刻制版技术再到如今的平顶网点技术,网点在微观形状上产生了如下变化。

1.传统制版技术

在激光雕刻制版技术出现之前,柔性版制版的成像依赖于胶片,在主曝光过程中,需要通过抽气膜抽真空使胶片紧贴在版材上。由于主曝光过程中氧气被完全隔绝,因此形成的网点本质上就是平顶网点。但通常对平顶网点技术的讨论并不把传统制版技术包含在内,这是因为传统制版技术的主曝光过程有了胶片,尤其是有了抽气膜的参与,UVA光源的散射非常严重,导致网点呈“馒头”状(如图1所示),从而使得柔印产品网点增大较大,高光阶调丢失严重。

2.激光雕刻制版技术

激光雕刻制版技术通过激光在覆盖有黑膜的激光版材上直接成像,在主曝光过程中无需胶片及抽气膜,因此会有大量氧气参与。而氧气的参与恰恰抑制了柔性版树脂单体的交联反应,从而导致主曝光过程中网点成型的大小无法达到激光在黑膜上雕刻的网点大小,且网点形状也较为陡直且顶端呈圆顶状(如图2)。相比传统制版“馒头状”网点增大较大、高光阶调丢失严重的缺陷,激光雕刻圆顶网点在这两个方面有着明显的进步,但圆顶网点顶端不平的特性,又会带来平网和渐变印刷易发花的缺点,这一现象在宽幅柔印时尤为明显。

3.平顶网点技术

平顶网点技术是指由激光雕刻成像,在主曝光过程中对氧气的参与进行控制,从而形成平顶网点。由于平顶网点技术完全抛弃了传统胶片成像,在主曝光过程中也无需抽气膜抽真空,因此所形成网点的陡直程度接近圆顶网点(如图3)。平顶网点的优点是其能明显改善圆顶网点平网和渐变印刷易发花的缺点,且印刷压力的波动对印品质量的影响较小;缺点是印刷时网点增大较大、高光阶调丢失的情况虽然好于传统制版“馒头”状网点,但会明显逊色于圆顶网点。

综上所述,可以看出,印刷企业在选择平顶网点技术时,需要考虑不同印品的特性。比如,对于表面相对粗糙的承印物,或印刷压力较大且高光较少的宽幅柔印产品,如纸箱、纸杯、纸碗和无菌包等,平顶网点技术显然是理想的选择;但对于对高光要求较高且印刷压力较小的产品,如标签等窄幅柔印产品,选择普通激光雕刻制版技术则更为合适。

平顶网点制版技术

平顶网点制版技术按照特点可以分为以下几类。

1.覆膜类:柯达、麦德美

通过在柔性版版材表面覆膜的方式,在主曝光过程中阻隔氧气的参与,从而形成平顶网点。这项平顶网点制版技术的提供商有柯达和麦德美。

柯达凭借其胶片技术的深厚底蕴,开发了UVA光源透过后散射非常小的独特底片,并通过复合设备把底片贴合在具有独特胶层的柯达版材表面,再进行主曝光,从而形成平顶网点。较高的生产效率、相对低价的设备是其竞争优势。但由于柯达的制版系统完全封闭,只能使用柯达的版材,因此让众多投资者望而却步。另外,较多的操作环节、容易损坏的底片等也是其不能回避的缺点。

麦德美的平顶网点制版技术与柯达类似,同样是自主开发复合膜和复合设备,不同的是其采用普通激光雕刻制版技术成像。相对柯达而言,麦德美的制版系统并没有绑定版材,给企业提供了选择其他品牌版材的空间,但由于复合过程中无法完全避免复合膜静电粘灰现象,因此制版成功率不高,使得该技术无法推广。

2.充氮类:杜邦

杜邦的平顶网点制版技术是通过在曝光平台上加装透明玻璃罩,在主曝光前充入氮气,赶走原有氧气的方式来实现平顶网点。其早期使用的是纯氮技术,但由于纯氮环境下完成曝光的网点形状过于接近传统制版技术所形成的“馒头”状网点,因此很快就被摒弃。后来通过改进,采用了含氧量较低的氮氧混合气体,使得平顶网点的形状有了较大改善。

但经实际生产发现,该平顶网点制版技术会产生一个新的问题,即“cupping”(如图4所示)。也就是说,该平顶网点制版技术所形成的网点顶端中间凹陷,四周较高,使得网点表面能从网纹辊上获取更多油墨,从而导致转移到承印物上的网点四周出现比正常网点多出墨点的现象(如图5所示)。这一无法避免的特性,让较早投入使用该技术的一家薄膜印刷厂无法用于正常生产。但笔者仍然相信,其在一些如纸箱印刷等对网点要求不高的领域,仍有用武之地。

3.LED类:富林特、艾司科

LED类平顶网点制版技术是指使用高能LED UVA光源,让柔性版树脂单体在较短时间内完成交联,从而减少主曝光过程中氧气的参与,从而实现平顶网点。该技术的供应商有富林特和艾司科。LED UVA光源能量输出的均匀性、稳定性以及使用寿命远高于普通UVA光源,且可以数字化地调整主曝光参数,以得到需要的网点形状。这一优点是其他平顶网点制版技术所不具备的。其唯一的缺点就是前期设备投入费用较高。

富林特的LED UVA光源直接加装在富林特自有品牌的普通曝光机上,使得该曝光机可以一机两用,既可曝光普通圆顶网点,也可完成平顶网点的曝光,甚至可以进行LED UVA光源和普通UVA光源复合曝光。

艾司科的LED UVA光源加装在其激光雕刻制版设备内部,从一定程度上减少了激光雕刻制版完成后主曝光前人为出错的可能,但也降低了激光雕刻制版设备的工作效率。

以上两种曝光方式的工作原理相同,而且可以通过参数调整,避免“cupping”现象,笔者认为其代表着当前最优的平顶网点制版技术。

加网技术

前文说到,由于网点微观形状的差异,平顶网点在实现更好的印刷控制的同时,在高光处的表现将不可避免地逊色于圆顶网点。如何避免这一缺点,甚至发挥平顶网点制版技术可以形成极小网点的优势,以达到更好的高光效果?对此,艾司科提出了相应的解决方案。

结合平顶网点的特点,通过加网技术,在高光处RIP出一些极小的网点,这些网点在高光区域内的排布通过RIP自动计算,由于其在主曝光时不能被完整地曝光成型,高度会低于正常网点,因此被称为支撑网点(如图6所示)。虽然支撑网点的高度低于整个版材表面,印刷时不会进行油墨传递,但它的存在会对周围的网点起到支撑的作用,从而提高印版的使用寿命。与此同时,由于可被正常印刷的网点少于普通调幅网点,因此采用加网技术后,平顶网点在印品高光处的表现远优于普通圆顶网点。

支撑网点技术对主曝光的稳定性要求很高,这是因为主曝光能量的波动会在很大程度上影响支撑网点的高度,进而影响印刷效果,因此该技术比较适合在输出能量极其稳定的LED UVA设备上使用。

此外,艾司科还提供了多种实地微穴加网技术(图7所示为两种较常用微穴加网网点),以提高柔印软包装的油墨转移。该技术在市场使用过程中被证实在薄膜和软管等表面光滑且不易吸墨的承印物上,柔印效果有着非常明显的改善作用,尤其使用溶剂型油墨时效果更佳。

加网技术的另一个提供商是富林特旗下的数码印刷解决方案部门,其赛康数码雕刻机系统里包含的混合网点和表面加网技术在使用上有着其独特的便利性。

平顶版材

虽然任何一种新技术的推广都需要一定时间去被市场接受,但平顶网点技术凭借其独特的优点,相信除了在标签等窄幅柔印领域,在诸如纸箱、纸杯、纸碗、无菌包和薄膜等柔印领域也会得到越来越多的应用,并在不久的将来逐渐成为行业标准。但投资平顶网点技术时,设备的前期投入少则数十万元多则上百万元,对一些中小型企业而言,无疑是一笔沉重的负担,因此众多版材供应商适时推出了平顶版材。

所谓平顶版材,首先其必须是表面覆盖有可配合激光雕刻制版设备的黑膜的版材,即我们俗称的激光版。具体来说,平顶版材是指通过激光雕刻制版设备完成成像,主曝光时只需普通主曝光设备,就能实现平顶网点的特殊版材。从原理上来看,这类版材通过在主曝光过程中加快UVA光源下树脂的交联反应,以实现平顶网点。由于配方不同,不同平顶版材树脂的交联反应速度各有差异,形成的平顶网点形状也各不相同。具体何种参数下的平顶网点更具优势,还有待市场验证。

在市场对平顶网点技术的了解还不全面的今天,众多平顶版材的面世又让市场的选择出现了困惑,笔者在加入富林特集团柔印产品事业部之前就已经被多次问到,哪家的平顶版材更为优秀,坦白说这一问题笔者至今无法给出答案。业内一位前辈曾经指出,柔性版制版及印刷,是一门完整的应用技术,单一的节点很难判断其优劣,只有综合考虑问题,在每一个生产节点上控制并利用好其优势,才能得到满意的产品。对此,笔者深感认同。

富林特集团柔印产品事业部先后推出了两种平顶版材,一种为普通光面平顶版材(即NEF,如图8所示),另一种为表面自带纹理的平顶版材(即FTF,如图9所示)。两种版材表面结构不同,显然有着各自的印刷特性,而且通过制版参数的调整,还能在微观上影响网点形状。然而,如何选择版材并根据后端印刷的不同需求选择合理的制版参数,还需足够的实践经验。

那么,平顶版材的应用效果和平顶网点制版技术之间存在多少差异?哪种平顶版材更适合哪类柔印产品?平顶版材是否会出现令人担忧的“cupping”现象?平顶版材能否和上述的加网技术配合使用?效果又如何?众多新的应用问题又摆在柔性版制版和印刷技术人员面前,有待解决。在今后的工作中,笔者愿意把一些应用心得和体会与大家分享,与大家一起成长。

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