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  • 2019-10-19

    一文读懂凸版制版技术

    发布者:亚博体育yabo88下载水墨     浏览次数:422

    随着先进材料的发展,树脂凸版与柔性印刷版在材料上也发生了很多变化,已经不能再以简单的“树脂版”一个词来进行印版性质的区别。以往我们经常说树脂版、水洗版,就代表了凸版印刷(Letterpress);柔版、胶版,就代表了柔印(Flexography)。但目前把凸版材料做软就能应用在柔版印刷机上,把柔版做硬就能应用在凸版印刷机上,而且柔版也是属于凸版的一种,在台湾也叫弹性凸版。


    在经过以上名词的争议后,我们暂且把版材和印刷方式概括为以下一个简单结论而让行业间减少一些不必要的代名词:

    ①凸印,使用凸版。

    ②柔印,使用柔版。


    而现在我们尝试较完整性地讨论一下凸版的分类、成像原理、制版工艺,以及实际生产中的技巧。并在这个过程中适当加入一些柔版数据作为参考对比。本文章部分内容来源于版材公司及之前所写的柔版成像原理,另外针对凸版的制作,补充了一些生产技巧。


    一、凸版的分类

    凸版的应用非常广范:轮转(半轮转)印刷,平板(平压平)印刷,干柯式印刷,热烫,压模,移印等等。而常见的知名品牌包括:富林特(Flint)、东洋纺(TOYOBO)、邦宝丽(BONPOLY)、东丽(TARAY)。对于各类不同的应用,使用的版材也会存在一定的区别,从材料结构特性上把常用的版材划分为以下几种(如图①):


    2-19101Z93634326.jpg


    另外,由于成像原理不同,凸版又区分为:①数码激光成像凸版;②传统菲林成像凸版。

    由于显示液的不同,又区分为:①水洗(水显影);②醇洗(醇显影)。但目前市面上的一般应用性产品均以水洗为主。

    至于各个不同品牌之间原材料成份如尼龙,PVA之类的区别在此暂不作详述区分。


    二、凸版成像原理

    1.凸版的版材结构

    凸版的成像原理和柔版相似,都是感光材料在紫外线作用下固化成型。


    2-19101Z93F1210.jpg


    从图②可以对比出,传统晒菲林成像凸版和数码激光凸版两者的差别在于辅助涂层和黑色涂层。


    1)、传统菲林凸版的的浮雕层带有轻度磨砂的表状,有利于在贴合菲林胶片后,晒版时通过抽真空把胶片与版材之间的空气导出,实现更好的贴合。

    2)、数码激光版材的黑色涂层代替了菲林,直接用激光烧刻成像,因为无需菲林等抽真空的工艺,所以黑色涂层是光滑的表状。直接在黑色涂层上烧刻出需要的内容图案。

    另外对于凸版的底基部分,也会根据图①表格所示,有区分胶底基和钢底基。


    2-19101Z93Q5S4.jpg


    2.版材感光层的成分及原理

    从图③ (Flint提供)中我们可以看到版材的组合成份,树脂是浮雕感光层最主要的材料,光引发剂通过吸收UV紫外线,使单体等材料与树脂进行交联反应,这样被紫外线照射到的图文部分才会变成固体。而没有经UV照射的部分(被菲林黑膜或激光版黑膜涂层遮挡的部分)依然是软质的未固化树脂,这种软质的树脂将在洗版时溶解掉。图③右侧是交联反应的示意图。在认识到这些原理后,才能理解后面文章讲到的设定生产参数的方法。


    三、RIP电子分色及成像 


    2-19101Z93Z0102.jpg

    在印刷成像前,我们需要把设计师的无限创意转化为4色或有限的颜色数量来表达设计意念。印刷图案通过RIP软件算法做出计算后生成了1-Bit-TIF image文件,例如是CMYK四色的4个文件,4个颜色通过叠加、灰度等方式来模拟出原图案效果。再把这4个1-Bit-TIF文件通过照排机输出菲林阴片,或由CTP机器直接在数码激光柔版上雕刻TIF文件的图文,如图④。


    四、制版工艺流程

    2-19101Z93914212.jpg


    在了解版材结构及成份后,结合RIP分色和成像原理,我们用图⑤作为整体的生产流程就容易理解了。因为菲林制版的份额已经越来越少,而且因为其不环保及不稳定性已经在很多发达国家基本停用。因此我们着重讲解激光制版流程,如果是使用菲林制版,我们把最上面的一层黑色涂层理解为菲林即可,激光烧刻成像部分即为菲林的透光部分。


    凸版制作的流程顺序是:版材激光成像→主曝光(曝光成像)→洗版→烘干→后曝光。


    项目详细说明:

    1.激光成像:激光在黑色涂层上烧雕出我们需要的内容,即把需要的图文上方的黑色涂层烧掉,让紫外线能穿过并进入感光树脂层进行交联反应。

    2.主曝光(曝光成像):紫外线通过烧刻掉的黑色涂层的缺口,进入感光树脂层,被紫外线照射到的部分在进行交联反应后固化,而被黑色涂层遮挡了紫外线的部分依然是没被固化的状态。

    3.洗版:当需要的内容已经完成了交联反应被固化后,把树脂版放进洗版机进行洗版,把没有被固化的半流体树脂给溶解掉。这里对不同的版材大概划分为纯水洗与醇洗(纯水加入特定比例的醇)

    4.烘干:在洗版之后,溶液会残留在版材的表面,并有部分进入了树脂的内部使版材有所膨胀,我们需要对版材进行烘干以使其表面的溶液蒸发干燥,并把进入内部的溶液蒸发出来,恢复到版材在清洗前厚度的103%以内。

    5.后曝光:在完成所有上面的工序后,再用UVA对版材进行一次整体的感光固化。例如在主曝光时,黑色涂层的下方树脂是没有被固化,通过最后的一次后曝光,使包括材料的中间层位置都作完全的交联反应,使寿命更高。


    五、制版设备的选择及检测

    1.为什么选择激光制版设备而放弃传统菲林制版。

    在全民数码的时代,是否选择数码制版已经不是一个值得讨论的话题,目前中国市场最常使用的激光雕刻机有意大利ESKO(艾司科)制造的speak系列及中国Amsky(爱司凯)在2013年推出的AURA系列。

    详细的理解激光制版与菲林制版两者的差异性,有利于明白发展激光数码制版技术的必然性。


    2-19101Z9435aU.jpg



    从图⑥中晒版光线的散射可以更清楚理解,为什么数码制版比传统菲林制版更具精细化,并由此得到了图⑦差异巨大的成像效果。


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    数码制版的最大优势并不单单是它能成像精细网点,而是它的低散射,让晒版的宽容度更高,甚至宽容到小反白阴图与1%精细网点同时用一个晒版时间实现成像,这过程无需蒙板局部遮挡。只要你的晒版机配置比较标准,对同一款版材而不管内容差异,我们只需要设置同一个晒版时间即可,即实现零技术性。


    2.需要多大尺寸的晒版机及灯管功率

    晒版机的真正有效面积并非与台面尺寸一致,晒版尺寸有效面积并不像洗版那么直观,通过观察能否同时洗干净就可以了。晒版机如果能量不均衡,做出来的每一模的标签网点都会有差异性。


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    如图⑧所示,在经过紫外线强度计测量后,我们选择能量较均衡的红框区域作为晒版位置,并作标记以保证生产时不超出稳定区域。


    要理解这问题的原因,我们需要先了解灯管的排列及结构。


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    如图⑨所示,圆柱型的灯管在不同的角度产生的紫外线放射强度存在非常大的差异,灯管正下方0度位置的紫外线强度最高。另外灯管在排列时,晒板台面紫外线的强度总和是多根灯管在不同距离和角度下放射值的叠加。由图⑨可见版材在灯管下方的不同位置将受到不同强度的灯管放射值影响,吸收的紫外线总量有差异性时将使平网不均匀。为此,我们必须保证版材放置的位置均同时需要在并排灯管的左/右方第三根灯管的下方。以常规的60w灯管来说,像图⑨这种版材放置方式,版材左侧的紫外线强度可能是6mw/cm2,而版材的右侧紫外线强度可能是9mw/cm2,这样做出来的版两模之间就存在差异性,必将影响印刷效果。


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    除了灯管并排的宽度外,对于灯管的实际有效长度也会影响晒版的质量。如图⑩所示,灯管的总长度A值包含灯头及灯丝,而灯丝的位置能量很低,甚至两端最边上是没有紫外线放射值。以实际测试,我们得到各种功率的灯管,其符合晒版要求的实际有效长度是B值。由此数据可以发现40W灯管可以认为不适应于此类制版,建议大家在购买设备时选择60W功率的灯管。


    另外由图⑩左上角的发光强度可以看到,灯管左右两端的放射强度存在差异性,为了让晒版台能量更均匀,我们需要把灯管有字的一端和没字的一端交替安装。


    3.洗版机的有效面积及维护

    洗版机的效果好坏是比较直观的,市面上的洗版机大多设计较为简易并使用多年,不同品牌之间的外观也甚为相似。但旋转式的洗版机在使用一些时间后需要做一些维护及参数调整。如(图11)所示,这是一款针对大幅面洗版机改良的机型,其外观和市面上的机器接近,此洗版机设计的结构为上方毛刷旋转,下方贴版台固定,以方便粘贴大面积的版材。市面上的常规结构是上方贴版台旋转,下方毛刷固定不动。


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    ①洗版平台有效范围。

    对于这种毛刷尺寸与洗版平台尺寸一样大小的机器,其洗版平台有效的面积必须减去毛刷的旋转半径(或洗版台的旋转半径),不然洗版平台的边沿位置在同等洗版时间内,摩擦的时间少了一半。如(图11)的蓝色线框内才是洗版的有效面积范围。


    ②洗版平台的四个方位高低调整。

    洗版机在应用一段时间后,由于这种平台旋转式移动,可能会引起平台或毛刷四角的调节螺丝松脱。或者有时候操作人员为了方便清洁毛刷而没有固定毛刷的调节螺丝。因此我们有必要在洗版机每使用一段时间后,在平台的四角和中间位置放置一些小面积的测试版材(图11中的1,2,3,4,5),然后按时间从少到多的方式洗30秒-60秒-90秒-120秒,来观察5片小版的溶解情况。当发现某一片溶解速度特别慢时,就有可能这个方位的平台较低,需要调整固定螺丝来保持平台的四方摩擦压力平衡。


    4.激光凸版/柔版CTP雕刻机需要多高dpi分辨率。

    在圆形激光光斑的雕刻系统里,我们常见的激光成像系统分辨率有2540dpi,4000dpi,5080dpi,而更有甚者标榜着9600dpi,实际上我们常规印刷需要用到的分辨率是多少?是否越高越好?

    1)从电子文档成像角度考虑高清印刷对激光成像分辨率的需求。虽然人眼在0%-100%灰阶渐变的识别率约为110级左右,但电子档案的文件系统里把灰阶划分为256级。另外目前柔版及凸版的材料最高成像线数为175Lpi至200Lpi(以保留1%网点而牺牲96%以上网点为前题)。那么用此数据计算可以得到高清印刷对分辨率的需求为:175Lpi需要2800dpi,200Lpi需要3200dpi。


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    同时从图⑿可以看到,在不同分辨率下,同样的175Lpi 1%的网点形状并不相同,但最大直径是相同的。在实际应用中,经常会出现用2540dpi的机器雕刻成像175Lpi的网点,但激光CTP使用1至2年时间后性能轻度老化,做出来的小网点并不稳定。


    2.从生产效率考虑对激光成像分辨率的需求。档案分辨率每增加一倍,其档案文件容量大小将增加3倍(图⒀)。对印刷档案日益复杂精美的理念下,如今的档案都非常巨大,档案存取和运算对电脑计算机的要求也很高,如果我们无目的性使用高分辨率,将以牺牲生产效率为代价,而且获得的成品效果并不能等比增加。


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    另外从图(12)的网点形状我们也可以计算到,激光分辨率的增加,在相同数量激光束的情况下,雕刻成像的速度是呈等比下降,生产时间将更长。


    3.从光学成像效果考虑对激光成像分辨率的需求。柔版是一种厚度存在较大波动性的弹性体成像材料,每个厚度都存在误差范围,5%以内的波动在成熟的大品牌供应商里也时有出现。例如1.14mm的版会出现1.18mm,这种波动幅度跟胶印的PS版材波动存在较大的差异。同时,激光的光斑会随着分辨率的增加而使焦深变浅,光斑越细焦深越浅。如果无法实现极深的焦深范围,在版材厚度发生变化,或版底有灰尘而改变了版材与激光镜头的距离时,很可能会发生失焦现象,引起雕刻不干净情况。


    目前标称高分辨率的技术,很多也是把光学分辨率通过软插件运算而虚拟提升。


    另外在实际应用中开发工程师也会把人眼的最高识别灰阶定为200级,使用2800dpi雕刻200线印刷版,这样也可以兼顾到生产效率及人眼识别的要求。但目前常规性设备并没有2800dpi的配置。


    综合目前柔印及凸印的市场使用情况,兼顾实用性和稳定性考虑,4000dpi的光学分辨率将是一种较理想的选择。


    六、制版常用参数及实际生产技巧

    1.常用版材的制版参数。

    为方便制版人员参考,现按照市场上最稳定使用的凸版型号及制版设备列出制作参数以供参考,并列出部分水洗柔版以供同时使用两种印刷技术的公司对比。但各公司在参考之余应该根据自己设备的使用年份及实际情况作出适当调整优化。


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    2.凸版制作中的实际生产技巧。

    对于凸版制作流程,我们经常是主曝光后就直接清洗。但对于一些网点组成的防伪虚线或特别细小的文字,这样制作出来的版废品很高,而且网点容易出现残缺。


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    如图(14)这一类线条在药盒药标等产品上经常可见,要晒好这种效果的凸版,制版时我们可以先把版材翻过来,先做2-5秒钟的背面曝光,此作用:1.让凸版产生很薄一点的底基,网点更牢固。2.底基固化后不容易在洗版时把网点底部溶解掉。这方式虽然产生了一点底基,但并不影响印刷使用,按实际使用的情况或以对时间作以秒为单位的调整。


    3.如何更快地适应从菲林制版向激光制版过渡。

    激光制版对制版人员的要求进一步降低,并且让生产更稳定。但从印刷产品的效果来说,使用初期往往会让制版部门及设计部门走弯路,其主要原因是没有正确理解激光制版网点与菲林制版网点的差异性,而迫使制版人员重新走回了凭经验设定晒版时间的旧路。最常见的问题就是直接调用以往晒菲版的档案去生产激光版,而无法达到原来的渐变过渡效果,新激光版印刷出来的过渡效果边沿过硬,以至使晒版人员故意减少曝光时间让小网点溶解,如此死循环以至无法用好激光制版技术。此问题同样适用于柔版的制作及印刷。

    要理解这原因,我们需要正确认识一下菲林网点与激光网点成型的区别。


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    从图(15)可以看出菲林制版时175Lpi的1%-3%的小网点比正常网点更矮,在施加印刷压力后会有局部轻微上墨,印刷出来的太阳圈之类的渐变过渡效果更均衡,边沿墨量少而更容易接受。而在激光制版时从1%-4%的所有网点高度一样,所以所有网点都能上墨的情况下印刷出来的高光效果边沿更粗。


    同时可以观察到激光版的网点更垂直更细腻。在这种情况下,我们应该合理利用激光版的特点,更多的使用印前设计技巧,例如在高光绝网位置铺满一个1%的网点避免断口,而不用担心小网点无法成型。


    所以原有晒菲林的档案及激光版的档案是无法直接互用的,印前人员应该把精力集中放在理解激光制版的原理之上,更快地适应设备。在使用激光制版机的初期可以做一些包含阴阳文字、阴阳线条、渐变圆圈等测试图,同时使用激光版及菲林版印刷,通过对比两者的效果差异,根据各自特点来调整设计制图的方向。



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