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随着人们环境保护意识的增强,绿色印刷技术被广泛地应用于食品、药品、化妆品、墙纸等消费型包装印刷行业,绿色环保印刷方式已成为未来印刷行业发展的方向。柔性版印刷采用高弹性、高分辨率的柔性印版将快干、环保型水性油墨转移到承印物上,是当前以“环境友好型”著称的主要印刷方式之一。由于柔性版印刷绿色、环保的特性,使得柔性版印刷具有广阔的应用前景。
国家新闻出版广播电影电视总局曾在 2010 年报告中指出,要根据国家控制温室气体排放的约束性指标规定,积极参与印刷、复制业环保标准的研究和制定,大力推广“绿色”印刷。在我国上海,2400万册中小学教材已采用柔印方式印刷。柔性版版材本身柔软,在印刷过程中印刷压力稍有改变,就会造成印版变形,从而影响油墨转移,容易造成印品网点扩大严重,成为制约其发展的主要因素。柔印版材经历了从橡皮版到感光树脂版(传统版)再到 CTP 版(数字激光版)的发展变化,版材按照标准硬度、用途、厚度有不同分类,完全满足各种纸张、薄膜、瓦楞纸板、无纺布、铝箔、餐巾纸等各种承印物的印刷要求,其中新型数字激光版材具有特殊的激光制版特性,与传统版相比,其应用可以有力地提升柔印产品的质量和品质,本文主要从传统版和数字激光版的再现质量上去研讨。
图 1 是近几年国内不同柔印版材所占的市场比例。
一、数字激光版的成像原理和制版流程
目前常用的柔印直接制版专用版材主要有杜邦公司的Cyrel DPS或DPH、富林特公司的Nyloflex®等,其结构基本相同。
1.数字激光版成像原理
数字激光版的组成成分和结构与传统版相比,多了一层薄而韧的高密度激光的黑膜涂层。如图 2(b) 所示,版材由保护膜、黑色激光吸收层、树脂层和底基层等组成。LAMS 黑色激光膜具有光学密度高,黑度、厚度均匀的特点,附着在版材表面,起替代传统工艺中菲林的作用。印前处理后图文信息通过激光烧蚀转移到黑色激光膜上,当 YAG 激光照射后,激光束将烧蚀破坏图文部分的黑色吸收层而露出树脂层,形成印版的图文,起到阴片的作用。成像之后,再进行与传统树脂版制版相同的曝光、显影、烘干、后处理等工艺,即可完成柔性版的制作。传统版材和数字版材结构如图 2 所示。
2.数字激光版制版流程
数字激光版制版是使用计算机直接制版系统,典型的机器是杜邦公司和艾司科公司共同开发的 CDI(Cyrel Digital Imager)。
传统版材制版需要菲林的参与,数字激光柔性版材制版不需要菲林的参与,它是通过激光成像将图文信息转移到印版上,在进行激光成像前,要进行制版数据的准备,检查及输入,采用数字数据输出直接制版,在进行柔性版激光制版前,需要进行各种事先测试及对每一制版环节检查,这样可以避免所有后续问题发生,其余制作过程基本相同,经过测试,要获得正确的背曝光、主曝光、洗版、后处理等制版参数。
二、数字激光版的印刷复制特性分析
1. 实验
(1) 实验设备和材料。
制版设备:Helilflex F200 激光柔版制版机,赛丽 1000EC/D/LF;版 材:Nyloflex® FSC Diaital 激光版,Nyloflex® FSC 传统版 2.84mm);测量设备:X-Rite iCPlate 印版检测仪;X-Rite 528 反射密度计;印刷设备:Omet Flexy 330 窄幅柔印机 其它:Keyence VHX-600 数字显微镜;Nyloflex®测试文件(见图 3)。
(2) 实验过程。
首先选择传统版和数字激光版,分别通过传统柔印制版和数字直接制版,将图文信息(Nyloflex®测试文件)输出,用 X-Rite icPlate 印版检测仪检测,分析印版的网点百分比、网线数、网点形状;用放大镜和数字显微镜观察网点表面及细部,最后在柔印机上输出印刷样张,进行网点扩大分析及印刷效果对比。
2. 结果与分析
(1) 细微层次再现的分析。
表是两种版材细微层次测试对比的结果。
表 不同制版法细微层次对比
从阶调的再现的范围、最小网点直径和细线条宽度可以得出,与传统版材相比,数字激光印版成像性能具有明显的优势,主要表现在图文再现的精细程度上。
将处理好的版材浮雕层向下放在有光源的玻璃看版台上,用放大镜或 Keyence VHX-600 数字显微镜放大 100 倍,观察显微结构。由图 4 可知,数字激光版浮雕轮廓更锐利,阴图部分深度更深,网点更细小精确,更容易获得更精细且精确的线条。
(2) 网点形状的复制分析。
用 X-Rite icPlate 印版检测仪检测分析网点形状,用放大镜放大 100 倍观察圆形网点表面,得到相同网点百分比对比图,由图 5 可知,数字激光版上凸起的网点较小,较陡,点的顶端呈圆形,不扁平,网点边缘圆滑,传统版上凸起的网点较大,横截面呈圆形,纵切面呈梯形,且网点的顶部扁平,同样是网点边缘轮廓清晰,而轮廓清晰的网点在印刷时容易断划,这在数字激光版上是不会出现的,特别是高光点不易出现此情形,因此印刷质量好。
(3) 阶调复制和网点扩大分析。
将传统版、数字激光版测试文件所用的分辨力、网线数及网角与实际生产保持一致,分别用 Omet Flexy 330 窄 幅 柔 印 机 印 刷,输 出 印 刷 样 张,用X-Rite 528 密度计对测试文件色阶部分进行网点大小测试,依测试数据绘制图 6。印刷品产生网点扩大差异,影响因素主要有油墨、承印物、印刷压力、印刷设备等因素。从两种版材的阶调复制曲线可知,传统版印刷网点扩大率较高,数字激光版网点扩大率相对较低,特别是在印刷品高光、中间调区域尤其明显,暗调区域扩大趋同。这主要是因为在传统版材比较厚和柔软,容易变形,在高中区域扩大严重,而在暗调区域即使严重扩大也不会超过 100%。
对比两种制版方式的印刷样张,对传统印版而言,无论做怎样的补偿都无法得到极细小的网点,也不能达到完美的高光效果,整个图案看起来较暗淡、反差小。数字版不仅可以复制更加细腻的高光效果,色调对比强烈,层次丰富,而且套印准确,上色快,版材印刷压力小,并可降低印刷材料的浪费。
(4) 曝光宽容度分析。
在两种印版制作过程中,改变主曝光时间,对图像浮雕部分影响不同,对比两种版材,在数字激光版主曝光时间增加 10min,对印版上图像部分的凸起高度无任何影响。而传统版同样曝光时间增加 10min,就会使图文凸起的高度明显降低。这是因为数字激光印版有黑色涂层,曝光宽容度较大,因此在曝光时无须特别注意高光和暗调点,能确保高光点不丢失,暗调点不并糊。而传统柔性版曝光宽容度较小,须严格控制曝光时间,注意高光点和暗调点的再现。
3. 数字激光版的复制特性进一步分析由上述几节分析可知,与传统版材制版相比,数字激光印版的主要特性是浮雕轮廓更锐利,阴图部分深度更深及网点更细小精确。激光数字印版的呈色范围更广,印刷品反差更大。原因主要有两个方面:
第一,抑氧作用:数字激光印版在主曝光时与空气中的氧气接触,而传统版制版则需要在真空条件下进行曝光,光聚合型感光树脂在空气中和在真空中的光反应机理是不同的,氧气抑制了版材的反应(见图7),因此,在印版高光区域,网点变小,而在暗调区域,反白点则更开阔。
氧的抑制作用在高光区域最明显。在 1% 至 10%的阶调范围内 ( 取决于加网线数 ),氧抑制作用造成的网点变小现象最显著 ( 见图 8)。太小的网点容易在印刷过程中被破坏,或者在洗版过程中被洗掉。为了使得高光处网点更加稳定固着,需要增加阶调曲线(bumped up)。
第二,光的散射和漫反射:由于数字激光版主曝光时无需菲林、抽真空膜等,减少了光线的反射与散射,因此激光版网点更小更精确。
数字激光版在制版中,光线通过一层很薄 (0. 025mm)的黑色涂层,只有很弱的散射和漫反射。而在传统版制版中,紫外线要穿过真空层、片基、感光树脂层和防光晕层,穿越厚度大,存在着较大的散射和漫反射现象,这会造成印版的分辨力下降。
三、结语
柔印凭借绿色、环保的优势,已开始在国内市场呈现出快速发展的势头。数字激光版材是柔印印前制版的亮点。通过比较分析柔版印刷中二种版材制版方式的特点,研究了数字激光版的制版特性,结果表明,采用数字柔版技术,不仅保护了环境,而且在印刷复制效果上,体现出印刷品网点扩大更小,呈色范围更广,印刷品反差范围更广,网点补偿便捷有效,对数字化工作流程适应性更好的特点。而且节省了与传统胶片相关的费用,柔印制版工艺得到简化,产品品质大大提升。随着水洗柔印版材,柔印上光版,喷墨型CTP 版材,激光直接雕刻型 CTP 版材的应用,有助于国内柔印企业提高自身的印刷品质,提升核心竞争力。
该文章转载于《广东印刷》,2020年02期,版权归原作者所有,登载该文章目的为更广泛的传递市场信息,并不用于任何商业目的,文章内容仅供参考。