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热熔技术与Azura免化学处理版材

资料来源:AGFA 作者:葛玉军 更新日期:2005-10-24

CTP技术发展到今天已经走过了近10年,版材技术一直是CTP的核心。目前成熟的版材技术主要有三类,光敏银盐版、光敏光聚合版和热敏版。这三类版材针对不同印刷市场需求,都有优异表现。相比传统菲林制版,在印刷质量、耐印力、处理方便程度等方面都有巨大进步。

目前市场中常见的这三种版材都可以称为传统CTP
版材,为什么这样讲呢?是因为他们在曝光后都需要化学显影药处理。显影药水化学处理的影响主要有三方面。第一,对印刷质量的影响,冲洗条件的变化直接影响到网点的再现准确性。第二,对环境的影响,处理过程中产生的化学废液需要处理才能排放。第三,提升了成本。

图一 传统CTP系统与免处理CTP系统比较

免处理版材是CTP版材的发展方向之一。图一中左边为免处理CTP系统,右边为传统CTP系统,相比传统系统,免处理系统在印刷质量、环保、降低成本等方面都要比传统系统高出一筹。AGFA的Azura印版基于热熔(Thermofuse)技术,是真正投入实际生产的免化学处理版材。本文就将探讨热熔技术的原理和Azura免化学处理版材的一些特性。

热敏版材的发展

热敏版材经历了三代的发展历程,预热版材、免预热版材和免处理版材。

第一代热敏版为阴图版,采用显影前预热技术,版材结构为铝版基和热敏涂层。在830nm激光曝光时,涂层中的酸催化剂促使涂层中的树脂发生交联反映,形成潜影。显影前,版材在140oC左右的高温下,形成潜影部分发生充分交联反应,为印版中的图文部分。未曝光部分在高温下不发生反应。显影时,未曝光的部分溶解在碱性显影液中,露出的版基为印版的空白部分。冲洗后,可在印版上涂保护胶或烤版处理。

第二代热敏版材为阳图版,取消了预热的环节。其版材原理为:版基上的热敏涂层亲墨,并且不溶于碱性药水。曝光后,涂层吸收能量,溶解度提高,可以溶解在碱性药水中。显影时曝光部分被溶解,形成印版的空白部分。非曝光部分保留,为印版的图文部分。显影后一般要经过清洗和上胶,然后上机印刷。目前大多数采用热敏CTP的用户所使用的版材都是第二代热敏版材。

第三代热敏版材技术的发展目标是免处理。免处理版材技术可以分为三类,热烧蚀技术、极性转换技术和热熔技术。

热烧蚀版材一般为双层涂布,底层为亲墨层,上层为亲水层。曝光时,激光能量将亲水层烧蚀,露出亲墨层,形成图文。未曝光部分仍保持亲水性质,为版面空白处。

热烧蚀技术在成功商业应用上表现并不出色,制约此技术发展的因素主要有两方面。一是如何处理烧蚀形成的粉尘,二是印刷适性。烧蚀后产生的粉尘和碎屑会影响制版机光学部分精度,而且对健康和环境都有影响,采用此技术需要额外的粉尘处理回收装置。在印刷表现方面,传统PS版和CTP版材的空白部分都是磨砂和氧化处理后的铝版基,具有良好的亲水性和耐印力。热烧蚀版材的空白部分为亲水涂层,其水墨平衡控制能力和耐印力都不理想。

极性转换技术免处理版材为单层涂布,其药膜层为亲水性(或亲油性),曝光后,药膜层极性发生变化,转变为亲油性(或亲水性),曝光部分为印版图文(或空白)。此技术版材在曝光后不需要任何处理就可直接上机印刷。制约此技术发展的因素仍然是印刷适性。其水墨部分都为药膜涂层,印刷控制与耐印力都受到很大制约,实现真正大规模商品化应用还有较大距离。

热熔技术是目前第三代免处理版材中真正商品化应用的技术。其印版空白部分是磨砂与氧化处理后的铝基,而不是药膜涂层,印刷适性与普通版材没有任何区别。

热熔技术原理

热熔技术是CTP版材的发展方向之一,是AGFA的专利技术,其基本原理是塑胶胶微粒在曝光后发生热熔合效应,凝结在版基表面,形成图文。如图二所示。


图二 热熔技术原理

热熔技术版材涂层为塑胶微粒,涂布在亲水介质(铝版基)上。未曝光时,独立的塑胶聚合微粒紧密排列,由稳定的水溶性黏合材料固定,防止发生融合效应(图三所示)。热熔技术版材具有良好的存放性,在50oC环境下,存放时间超过2个星期。

图三 电子显微镜下,未曝光的塑胶微粒

版材曝光后,塑胶微粒在高温下融合在一起,形成图文。图四为曝光前后的塑胶微粒,图五为曝光后,融合在一起的塑胶微粒的剖面图,清楚显示出如何在一起的塑胶微粒。

   

     图四 曝光前后电子显微镜下的塑胶微粒          
图五 曝光后热熔合的微粒层剖面图

塑胶微粒经过精确设计,确保曝光融合后可以形成稳定的亲墨层,并在印刷药水(洁版液、酒精等溶剂)作用下仍然保持稳定。微粒越小,热熔合所需要的能量也就越小。

未融合的塑胶微粒清洗后露出铝版基,为印版的空白部分。清洗方式可以有多种。其中一种为通过印刷机的水辊直接清洗,AGFA的Thermolite版材就是采用此方式。基于同样原理的Azura版材使用胶水冲洗,一方面确保清洁干净彻底,另一方面同时将保护胶涂在印版表面,保护印版。

热熔技术中的铝版基

相比其他免处理技术版材,热熔技术的最大特点就是直接采用亲水的铝版基作为印版的亲水层,其印刷适性与耐印力具有非常优异的表现。

目前超过90%的印版采用铝版基。铝版基一般经过电极磨砂、阳极氧化、封孔处理等过程,然后涂布,形成印版。

图六为曝光冲洗后的铝版基和2×2网点,图七为阳极氧化层。

   

图六 电子显微镜下的铝版基和2X2网点                   
图七 阳极氧化层

Azura免化学处理版材

Azura免化学处理版材采用热熔技术,曝光后直接清洗上胶就可以上机印刷,版材结构如图八所示。

   

图八 Azura版材结构                        
图九 未曝光的Azura示意图

Azura版材由版基和药膜层组成,版基经过磨砂、氧化、封孔等处理。药膜层为塑胶微粒,由水溶性材料吸附在版基表面。如图九所示。

曝光时,成像部分的塑胶微粒发生热融合反应,熔化结合,形成图文,如图十、图十一所示。

   

图十 Azura曝光示意图                     
图十一 感光的塑胶微粒热熔合

曝光后,使用胶水清洗版面,未曝光部分的塑胶微粒被水冲走,露出版基,形成版面空白部分。曝光部分的微粒已经融合,吸附在版基表面。如图十二所示。

图十二 清洗版面

从以上过程可以看到,Azura版材曝光成像至印刷过程中没有任何化学处理,只需要清洗和上胶,大大简化了处理环节,具有以下特点。

◇不需要显影化学药品,降低成本

◇不需要水循环系统,没有废液排放,更为环保

◇真正的二值成像,网点质量不受激光能量变化、冲洗药液浓度、温度、速度等因素影响

◇简化了生产过程

◇铝版基直接印刷,不需要亲水涂层,印刷适性与普通版材完全一样,不需要印刷车间任何调整

◇耐印力高

◇印版抗印刷化学药品能力强

Azura版材自去年在Drupa展会上首次亮相,目前已拥有大批客户,目前几乎所有830nm激光的CTP设备都可以使用此印版。在中国,已有部分客户采用Azura印版,相信此印版必将带来印前制版领域的又一次变革。