柔性版制版技術

1、第六章 柔性版制版原理及工藝第一節(jié) 柔性版印刷概述、柔性版印刷概念，以用苯胺染料制成的揮發(fā)柔性版印刷作為特殊的凸印方法，最初被稱為“苯胺印刷” 性液體油墨而得名。50 年代后， 隨著苯胺印刷的 1952 年美國包裝最初的苯胺印刷出現(xiàn)于 20 世紀初，當時采用的是手工雕刻橡皮版，只能印制大色塊、 簡單圖案等。到 20世紀 30 年代出現(xiàn)了玻璃紙，不能用凸版、平版印刷，而凹印費用又高， 但苯胺印刷可在玻璃紙上印刷，同時又可進行卷筒印刷，所以受到人們重視。 聚乙烯薄膜的出現(xiàn)并大量應用在包裝上， 又進一步促進了苯胺印刷的發(fā)展。 逐漸成熟，印刷方法、使用設備和油墨不斷完善，又研制出新型油墨。到 學會第十

2、四屆學術討論會上正式將“苯胺印刷”改為“柔性版印刷” 。通過網(wǎng)紋輥傳我國印刷技術標準術語 GB 9851.4-90 定義：柔性版印刷是使用柔性版， 遞油墨的印刷方式。在印刷過程中， 油墨從墨槽經(jīng)輸墨輥傳到網(wǎng)紋輥上， 再傳到印版上， 經(jīng)與壓印滾筒之間 的接觸，把油墨傳遞到承印物上。二、柔性版印刷特點 柔性版印刷具有以下特點：1. 使用的是以醇類為主要溶劑的低捻度揮發(fā)干燥型油墨，干燥速度快，適應柔印高速多色 的印刷。油墨無污染，屬于綠色環(huán)保印刷。2. 柔性版是一種光敏橡膠型的印版，柔軟可彎曲并且具有彈性。肖氏硬度一般在25 60，對油墨的傳遞性好。3. 采用輕印壓進行印刷。4. 承印物非常廣泛，而

3、且具有良好的印刷質量。5. 生產(chǎn)效率高，操作維修方便，印刷速度高，一般為膠印和凹印的 1.5-2 倍。6. 投資少，所用設備投資遠低于膠印和凹印，而且制版周期短，運輸費用低，收益高。第二節(jié) 柔性版、柔性版的起源和發(fā)展 柔性版的印刷質量在很大程度上取決于柔性版版材的質量，柔性版版材最初起源于橡皮版， 有手工雕刻橡皮版和鑄造橡皮版，現(xiàn)在應用已非常少。后來柔性版逐漸向感光樹脂版發(fā)展， 又分為固體感光樹脂版和液體感光樹脂版。 固體版發(fā)展很快， 制作印版也十分簡單； 液體版 可形成不同的硬度、 厚度和浮雕深度。 隨著數(shù)字化技術的發(fā)展， 目前柔性版已經(jīng)發(fā)展到數(shù)字 感光樹脂版。概括起來柔性版的發(fā)展過程如下：

4、橡皮版感光樹脂版數(shù)字感光樹脂版當前應用最廣泛的還是感光樹脂版， 它是由感光性樹脂組成， 經(jīng)紫外光直接曝光， 使樹 脂硬化，形成凸版形狀。 感光性樹脂又稱感光性高分子或光敏樹脂，是指在光的作用下，能 在很短的時間內發(fā)生物理和化學反應的高分子物質，一般都是發(fā)生光化學反應。與橡皮版相比，感光樹脂版有以下優(yōu)點：（ 1）尺寸穩(wěn)定， 版材收縮量小。 所以在制版時不會產(chǎn)生伸縮變形， 制作出尺寸精確的印 版。2）制版工藝簡單， 節(jié)省制版時間。 印版是利用陰圖片直接曝光得到的，不需要使用雕 刻刀等工具，提高生產(chǎn)效率。（3 ）圖像清晰，圖文質量高。直接曝光可以得到更清晰的圖文，對原稿再現(xiàn)精度高，而 且能印刷線條版

5、和高質量的層次版。（4）耐磨性好，賽麗版的耐印力是橡皮版的3-5倍，耐印力高達幾百萬次。、柔性版材結構感光性柔性版具有三明治般的結構，由聚酯支撐膜、感光樹脂層和聚酯保護層構成。如 圖6-1所示：圖6-1 版材的結構1聚酯保護層2 感光樹脂層 3 聚酯支撐膜感光樹脂層涂布在聚酯支撐膜上，感光樹脂層的表面被一層可揭去的聚酯層保護。聚酯支撐膜和聚酯保護層保護版材在運輸、裁切和背曝光過程中免受損傷。當聚酯保護層被撕下時，還有一層很薄的膜嚴實地鋪在感光樹脂層的表面，這樣可以減少直接接觸。當感光樹脂層被紫外光照射時，感光樹脂層發(fā)生光聚合反應。感光樹脂牢固地附著在聚酯支撐膜上保證尺寸的穩(wěn)定性，這樣可以獲得非

6、常穩(wěn)定的印刷套準精度。三、柔性版材組成柔性版感光材料有液體和固體兩種，其光硬化作用和感光性樹脂凸版一樣，不同的是版材要有一定硬度，而且要有橡膠的彈性。1. 固體感光柔性版的組成不同型號的產(chǎn)品使用的材料盡管各有差異，但基本組成是相似的，主要包括： 高彈性聚合物苯胺版的主體是一種高分子的彈性體樹脂。常用的有合成橡膠、丁苯膠、丁腈膠、丁鈉膠、環(huán)化橡膠等；聚氨酯彈性體如甲苯二異氰酸酯（TDI）彈性體、六次甲基雙異氰酸酯彈性體等； 聚酯彈性體如乙二酸多元醇不飽和聚酯；聚丙烯酸共聚彈性體如丙丁共聚彈性體、甲丙丁共聚彈性體等。所采用彈性樹脂決定著版材的基本物理性能，如彈性、耐磨性、耐溶性及沖洗液種類等。 光

7、引發(fā)劑一般采用的有安息香醚類、芳香酮類、蒽醌類、重氮化合物、鹵化物等，光引發(fā)劑選擇正確可大大提高版材的感光度及感光深度。 增感劑 主要是為了提高感光度，擴大感光波長范圍，一般采用各種染料，如亞藍、 曙紅等多種增感劑的協(xié)同使用。 交聯(lián)劑是感光前后使版材產(chǎn)生物理性能差異的主要成分，在柔性版中主要是采用丙烯酸單酯或多酯，也有用雙重氮基化合物或疊氮化合物等多官能活性化合物。實際使用中還必須考慮在整個體系中的相溶性，這也是十分重要的。 熱阻聚劑 阻止體系內的熱聚合作用， 提高版材的保存期。 常用的有對苯二酚、 沒食 子酸、維生素C等。2. 液體感光柔性版的組成液體感光柔性版用分子內含有丙烯基低聚物作為主

8、要原料，并在其中加入表現(xiàn)橡膠彈性的氨基甲酸酯橡膠、丁基橡膠、硅橡膠以及天然橡膠的聚合物（合稱SBR、EPM EPDM勺乙烯丙烯橡膠等。同時為了得到適合的印版硬度、抗張強度、尺寸穩(wěn)定性、耐油性和耐印力等 性質，還要適當加入一些硬段、軟段基團。所謂硬段基團是指含有氫鍵和n電子相互作用的極性基和苯環(huán)。而軟段基團是指在預聚物中加進氨基甲酸酯、聚醚等。代表性的感光柔性樹脂版有杜邦公司的Cyrel版，Uni royal公司的Flex-Light版和上海印研所的GS版。第三節(jié)柔性版制版原理及工藝一、柔性版制版原理感光性樹脂版材在紫外光的照射下，首先引發(fā)劑分解產(chǎn)生游離基，游離基立即與不飽和單體的雙鍵發(fā)生加成反

9、應，引發(fā)聚合交聯(lián)反應，從而使見光部位（圖文部分）的高分子材料 變成難溶甚至不溶性的物質，而未見光部位（非圖文部分）仍保持原有的溶解性，可用相應的溶劑溶去未見光部位的感光樹脂，而見光部位保留，形成浮雕圖文。二、固體感光樹脂柔性版制版工藝固體感光樹脂柔性版制版工藝流程如下：陰圖片準備一一裁版一一背面曝光一一正面曝光一一顯影沖洗一一干燥一一后處理一一后 曝光1. 陰圖片準備陰圖片對感光樹脂版制版來說是最重要的一個工藝因素，因為陰圖片在感光樹脂柔性版的曝光工序中起著控制圖文形成的作用，所以對陰圖片質量的檢查是很重要的，主要包括如下幾點：1）檢查陰圖片圖文清晰程度及有無劃痕。 圖文部分在曬版之前， 應仔

10、細檢查網(wǎng)點的清晰 程度，確保非圖文部分最大密度在 4.0以上，透明部位的密度在 0.06以下，圖像清晰、文 字線條整齊實在、圖文部分無劃痕、乳劑面上無臟污，用抗靜電毛刷把陰圖片清掃干凈。2 ）檢查圖文方向是否正確。在正面印刷時，從乳劑面一側看圖文是正向的；但在里印時，從乳劑面一側看圖文是反向的。2. 裁版裁切版材時要根據(jù)陰圖片尺寸，版邊預留12mm正面朝上進行裁切。3. 背面曝光背面曝光是指從背面對印版進行均勻曝光，如圖6-2所示：_ 一1一保護屋 一.打井* I 1! I 11.走萍黑UV A圖6-2 背面曝光背面曝光的主要目的是建立印版的浮雕深度，并且加強聚酯支撐膜與感光樹脂層之間的粘著力

11、。具體操作是：將感光版材放進曝光裝置，光源預熱5分鐘，把版材正面朝下放在曬版架上吸緊，調節(jié)曝光定時器，進行背面曝光。通過測試確定背面曝光的時間，一般較短。背面曝光時間的長短決定了版基的厚度，曝光時間越長，版基越厚；曝光時間越短，版基越薄。4. 正面曝光正面曝光也稱主曝光， 是指將陰圖片上的圖文信息轉移到版材上的過程。如圖6-3所示:第悴舞幣uv剛扶謹】|JU U v II一_畫.圖6-3 正面曝光具體操作是將版材正面朝上放在真空曬版機中，把版面保護膜撕去；用抗靜電毛刷把陰圖片清掃干凈，然后把陰圖片放在既定位置的感光版材上，軟片乳劑面必須與感光樹脂藥膜面貼和；再把聚酯或醋酸纖維素膜切成條狀，覆蓋

12、在未被陰圖片蓋住的感光版材部位；再用一張透明塑料片把版材、陰圖片、聚酯條一起覆蓋，用軟布抹平，將膜間積氣排出，然后再 抽真空，開啟光源曝光。曝光時間主要取決于版材型號、陰圖片上圖文情況， 一般與圖文面積成正比。另外網(wǎng)線版需要的曝光時間更長。5. 顯影（沖洗）版面經(jīng)曝光后，見光部分硬化，而未見光部分需要用溶劑去除，這個過程稱為顯影。如 圖6-4所示：圖6-4 顯影（沖洗）顯影的目的是除去未見光部分的感光樹脂，形成凸起的浮雕圖文。 顯影是在專用的顯影機中進行的。顯影前，要先夾住印版，避開圖文部分，放下刷子，調節(jié)定時器，然后刷洗印 版。顯影溶劑一般以氯化烴類溶劑作為主劑，顯影時間通常為幾分鐘到 20

13、分鐘左右。顯影時間過短，浮雕淺、底面不平、易出現(xiàn)浮渣；顯影時間過長，圖文易破損、表面鼓起、版面高 低不平。在顯影過程中，每洗一次版，都要適當?shù)匮a充新鮮的顯影溶劑，以保持溶劑中的感光性樹脂成分不會太多。 過分地減少溶劑的補充量，將回影響版材表面的光潔度，使得版材表面感光性樹脂單體殘留過多，導致版材表面發(fā)粘發(fā)脹。另外補充溶劑還可以提高顯影沖洗速度， 有利于延長戲版機的壽命，提高顯影質量。此外還要注意，一定不要把未經(jīng)蒸餾處理的舊溶 劑作為補充劑添加到新鮮溶劑中去，這樣會導致毛刷結塊、噴淋堵塞、機內循環(huán)不暢等故障。6. 干燥從顯影機中取出的印版， 通常都是膨脹的，粘而軟，上面的直線看起來像波浪線，文字

14、也是歪的，需要在烘箱內進行干燥， 排出所吸收的溶劑而恢復原來印版的厚度， 這就是干燥 過程。如圖6-5所示?？梢栽?0-70 C的暖風下將印版干燥幾分鐘到 30分鐘。干燥的溫度和時10印版圖文間要嚴格控制，若未充分干燥，則版面膨脹程度仍是不均勻的，若干燥溫度過高, 的尺寸也會受到影響。圖6-5干燥7. 后處理后處理是指用光照或化學方法對干燥后的版面進行去粘處理。目的是去除版面表面的粘性，增強著墨能力。（1 ）光照法：該法較為普遍，通過一個獨特的去粘單元的短波輻射來完成。光波輸出波長為254卩m對版面進行短時間照射。 光照時間以達到去粘為宜，過長的話，印版易裂開。去粘時間的長短主要取決于顯影時間

15、和干燥時間。如圖 6-6所示：圖6-6光照法后處理（2）化學法把干燥的印版浸入配制好的去粘溶液中，版面圖文部分朝上，版基在下?；瘜W去粘處理 有氯化處理（漂白粉水溶液）和溴化處理（鹽酸和溴化物溶液）兩種?；瘜W去粘處理的時間 與所用版材、去粘液配方和溫度有關。有些柔性印版是在后曝光之前進行去粘處理，如杜邦賽麗版HOS PLS等;而有些是在后曝光之后才進行去粘處理的。經(jīng)過去粘處理的印版，必須用自來水沖洗干凈，再把版面的水用吸水巾吸干。（3 ）噴粉防粘，用細玉米粉或滑石粉噴灑版面，但此法對于細線原稿、復雜的原稿、半色 調版面是不適宜的，因為噴粉會導致版面堆墨。8. 后曝光后曝光是對干燥好的印版進行全面

16、的曝光，把印版正面向上放在真空吸片架上，不覆蓋任何東西用紫外線對版面進行全面曝光，后曝光時間約為幾分鐘。如圖6-7所示：經(jīng)后曝光使整個樹脂版發(fā)生完全的光聚合反應，版面樹脂全面硬化，以達到所需的硬度，提高印版的耐印力，并提高印版的耐溶劑性。柔性版制版全過程是在制版機上連續(xù)完成的。另外為了回收溶劑，還可設置溶劑回收機?；厥諜C有熱交換點和冷交換點。用過的舊溶劑在回收機內，自動氣化、冷卻、還原、流入儲 液槽，再利用。三、液體感光樹脂制版工藝液體感光樹脂柔性版與固體感光樹脂柔性版的不同之處在于制版時要在曝光裝置上鋪 流感光樹脂。液體感光樹脂柔性版制版工藝流程如下： 鋪流感光樹脂一一背面曝光一一正面曝光一

17、一回收感光液一一顯影沖洗一一干燥與后曝光 如圖6-8所示：*17J0匕陽書4崔QO O O O陰出片PHHIH普釘吒甲|底片育除隔圖片r底片iWI一底片一底片主體咚比科賠m皈制作l藝厲程圖6-8液體感光樹脂制版工藝曝光裝置包括上下兩塊精細研磨的玻璃板，每一塊玻璃板的上下面都裝有一排紫外線光源，以便對印版進行正面和背面曝光。（i）鋪流感光樹脂先將陰圖片的乳劑面朝上放在下玻璃板上，將薄薄一層聚丙烯膜覆蓋在陰圖片上起保護作用，用真空吸氣裝置將覆蓋膜吸住，使其與陰圖片緊密接觸，然后用泵精確計量在覆蓋膜 上鋪流感光樹脂，鋪流設備將堅固的底襯材料滾壓在鋪流好的感光樹脂上。（2 ）背面曝光將上玻璃板放下，使

18、兩塊磨砂玻璃將感光樹脂夾在中間，然后從上面進行背面曝光，曝光時間為1 2分鐘，目的是形成印版的底基。（3 ）正面曝光使片基與樹脂粘牢后， 然后對底片進行正面曝光，形成影像，曝光時間為1520分鐘。（4）回收感光液將曝光后的印版放在一個回收裝置中，回收未曝光的感光樹脂， 回收后的感光樹脂可以過濾處理后重新使用。（5 ）顯影沖洗再把印版放入顯影機內用顯影劑進行沖洗,顯影劑一般為氫氧化鈉溶液。顯影后片基上留下感光硬化的圖文部分。（6）干燥與后曝光用紅外線干燥裝置對洗凈的樹脂版進行干燥，然后再進行后曝光，其目的是使印版上的非圖文部分硬化。液體感光樹脂柔性版相對于固體感光樹脂柔性版來說，成本比較低，但尺

19、寸穩(wěn)定性差， 只適合制作比較粗糙的線條文字版。四、柔性制版要點（1 ）工藝參數(shù) 不同板材有不同的工藝參數(shù)，以Dupont公司Cyrel為例，公司提供了各類版材制版工藝的推薦使用參數(shù)，列于表6-1中：表6-1Dupo nt公司Cyrel各類版材制版工藝參數(shù)印版品種Cyrel PLSCyrel TDRCyrel EXLCyrel HOSCyrel PLB底基膜厚0.13mm0.13mm0.13mm0.13mm0.18mm印版顏色紅/紫紅紅/藍紅紅/藍制版厚度1.72/2.282.84/3.941.70/2.541.7/2.540.73/1.142.84/3.185.50/7.002.842.84印

20、版硬度曝光前28-4313-1828-4312-3659-61曝光后51-6034-4150-6050-5871-78制版參數(shù)背面曝光10-45S37-100S5-120S14-90S45-46S主曝光3-12min6-18min4-5min4-8min4min洗版6min6-13min6min6min6min烘干3h3h3h3h3h除粘10min10min10min10min10min后曝光12min5-7min12min4min4-12min雖然供應商給出了各種工藝參數(shù)，但每個企業(yè)都有自己的印刷條件，如所處地域不同,所用制版設備、柔性版印刷機不同， 制版與印刷人員素質不同，承印產(chǎn)品不同等，

21、 使得各個 企業(yè)都需有一套適合本企業(yè)制版印刷的工藝參數(shù)， 這需要做一系列測試工作， 得到不同厚度、 不同硬度、不同圖文要求下，印版所需要的制版工藝參數(shù)。怎樣在同一塊印版上同時做出高質量的網(wǎng)線與實地一般來講，在柔印機印刷機組足夠的情況下，同樣顏色的網(wǎng)線版與實地版應分成兩張制作，因為線條版印刷時需要較薄的墨層，而實地、線條則需要較厚的墨層。在某些特殊情況，需要將同一顏色的網(wǎng)線與實地圖像曬制到同一塊版上，在這種情況下，一方面在印刷時，選擇網(wǎng)紋輥要折中考慮，通常要優(yōu)先滿足網(wǎng)線版的印刷要求， 而以犧牲實 地版墨層厚度為代價；另一方面，在制版時， 要掌握不同的曝光時間， 以保證同一塊印版上 線條與實地部分

22、的質量。 網(wǎng)線圖像部分與實地部分的區(qū)別主要在于腐蝕深度不同， 線條部分 想在刷洗印版過程中“站住” ，需要有較強的根基，因而腐蝕深度要淺些。可以通過遮住局 部的辦法，以不同背曝光時間得到不同的腐蝕深度，正面曝光時間也應用同樣方法處理。五、柔性制版常見故障分析柔性版制版的常見故障主要包括如下幾個方面：1. 浮雕較淺底基厚度不一致產(chǎn)生原因及解決方法如下：（1）背面曝光時間過度由于制版時主要靠背面曝光來固化版材的感光樹脂形成底基， 背面曝光時間長的話，就會形成較厚的底基，這樣相對就造成浮雕較淺。對應的解決方法是適當減少背面曝光時間。（2）版材的曝光面顛倒由于工作疏忽把版材正反面顛倒，進行了曝光，這樣

23、會導致浮雕較淺，甚至無浮雕。對應的解決方法是可以在裁切版材后，將版材的保護片基揭開一個小角，做記號，防止出錯。（3）洗版時間不夠由于洗版時間不夠， 未固化的感光樹脂沒有被徹底清洗掉， 這樣會導致浮雕較淺。對應的解決方法是適當延長洗版時間。（4）版材保護不當版材在未曝光之前已經(jīng)被太陽照射， 使感光樹脂聚合， 也會導致浮雕淺。因此要注意版材的避光保存，防止見光。2. 印版硬度過高 印版硬度過高的話，就會大大降低其使用壽命。 主要產(chǎn)生原因：后曝光時間過長。解決方法：制版中適當控制后曝光時間。3. 印版陰文較淺主要產(chǎn)生原因及解決方法如下：（1）主曝光時間過度如果印版上實地與網(wǎng)點圖像所用的曝光時間相同，

24、 則會使陰文較淺。最好的解決方法是采用蒙版處理。（2）原版底片密度過低這樣在主曝光時， 由于底片密度過低， 所以洗版后圖文密度不夠。（3）未見光的感光樹脂沒有完全溶解主要是由于洗版時間不夠， 未能完全溶解沒有感光的感光樹脂。另外洗版溶劑過臟，也會導致此現(xiàn)象。因此要求洗版溶劑經(jīng)常更換。4. 線條變形網(wǎng)點丟失 好的印版應該是線條流暢，網(wǎng)點清晰，版面整潔的。若印版線條彎曲，網(wǎng)點丟失，則不符 合要求。主要產(chǎn)生原因及解決方法如下：（ 1）背面曝光時間不足 背面曝光時間不足，印版的底基較薄，浮雕過高，容易造成線 條彎曲、網(wǎng)點丟失。（ 2）洗版時間長 洗版時間長會使獨立線條或獨立網(wǎng)點過度膨脹，容易彎曲洗掉。因此 在洗版時要注意控制洗版時間。第四節(jié) 柔性版制版設備一、柔性版制版設備概述由于制版方法不同，制作柔性版使用的設備也不相同，有通用的設備也有專用的設備， 主要有如下幾種：曝光機、洗版機、烘干機、去粘機、后曝光機等。柔性版制版使用的曝光機、洗版機、烘干機、去粘機、后曝光機，一般都組合成一臺機器，其結構與固體感光樹脂版制版機