柔版制作原理及生產(chǎn)參數(shù)制定流程及注意事項(xiàng)

柔印作為一種具有綠色環(huán)保優(yōu)勢的印刷工藝,一直以來備受業(yè)界推崇,在歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的包裝印刷領(lǐng)域,應(yīng)用相當(dāng)廣泛。當(dāng)前,在我國,柔印已經(jīng)在瓦楞紙箱等紙制品包裝方面得到了廣泛應(yīng)用,但在軟包裝領(lǐng)域的應(yīng)用還在進(jìn)一步推廣,主要原因是印刷質(zhì)量尚未達(dá)到品牌商和消費(fèi)者的期望,而高性能柔印版材及柔印制版技術(shù)則為柔印在軟包裝上的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

目前希望自行制版的印刷企業(yè)越來越多,希望得到資源實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的制版企業(yè)也越來越多,這段時(shí)間接觸到了很多咨詢技術(shù)問題的郵件及電話,但發(fā)現(xiàn)大部份的制版公司從生產(chǎn)原理上就存在了誤區(qū),更談不上在工藝上的二次改造升級。

承蒙柔印協(xié)會(huì)的關(guān)懷,借此良機(jī)把這些年積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),以及和各大版材公司交流所得的經(jīng)驗(yàn),對制版工藝作一次較全面的講解,望能給入門人員作為借鑒之用。文中部份資料來源于Dupont、Flint、AsahiKASEI、MacDermid、華邦信誠 等公司,我添加了一些生產(chǎn)工序及原理的詳細(xì)注釋,如有誤漏敬請指正。

一、柔版的構(gòu)造


從圖①傳統(tǒng)曬菲林成像柔版和圖②數(shù)碼激光柔版可以對比出兩者的差別在于輔助涂層和黑色涂層。

1. 傳統(tǒng)菲林版材的輔助涂層的作用包括:輕度磨砂的表狀有利于在貼合菲林膠片后,曬版時(shí)通過抽真空把膠片與版材之間的空氣導(dǎo)出,實(shí)現(xiàn)更好的貼合,同時(shí)起到隔離氧氣的作用,所以說菲林制版出來的網(wǎng)點(diǎn)也是平頂?shù)摹?/span>

2. 數(shù)碼激光柔版的黑色涂層代替了菲林,直接用激光燒刻成像,因?yàn)闊o需菲林等抽真空的工藝,所以黑色涂層是光滑的表狀。因?yàn)樵诤谏繉由蠠坛鲂枰膬?nèi)容,那浮雕層的樹脂將裸露于空氣中,固化時(shí)受氧氣的干擾而讓網(wǎng)點(diǎn)變成尖頂型。最新的平頂數(shù)碼激光版即是在黑色涂層的基礎(chǔ)上作材料復(fù)合改良。

二、版材感光層的成份及原理

柔版制作原理及生產(chǎn)參數(shù)制定流程及注意事項(xiàng)

從圖③ (Flint提供)中我們可以看到版材的組合成份,樹脂是最主要的材料,光引發(fā)劑通過吸收UV紫外線,使單體等材料與樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng),這樣被紫外線照射到的圖文部分才會(huì)從原來的半流體轉(zhuǎn)變成固體。而沒有經(jīng)UV照射的部分(被菲林黑膜或激光版黑膜涂層遮擋的部分)依然是軟質(zhì)的半流體,這種軟質(zhì)的半流體將在洗版時(shí)溶解掉。圖④是交聯(lián)反應(yīng)的示意圖。在認(rèn)識到這些原理后,才能理解后面文章講到的設(shè)定生產(chǎn)參數(shù)的方法。

三、RIP電子分色及成像

柔版制作原理及生產(chǎn)參數(shù)制定流程及注意事項(xiàng)

在印刷成像前,我們需要把設(shè)計(jì)師的無限創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為4色或有限的顏色數(shù)量來表達(dá)設(shè)計(jì)意念,所以我們經(jīng)常說不能理解柔印特點(diǎn)的設(shè)計(jì)師都不是一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師。印刷圖案 圖⑤ 通過RIP軟件算法做出計(jì)算后生成了1-Bit-TIF image文件,例如是CMYK四色的4個(gè)文件,4個(gè)顏色通過疊加、灰度等方式來模擬出原圖案效果。再把這4個(gè)1-Bit-TIF文件通過照排機(jī)輸出菲林陰片,或由CTP機(jī)器直接在數(shù)碼激光柔版上雕刻TIF文件的圖文,如圖⑥。

四、制版工藝流程

在了解版材結(jié)構(gòu)及成份后,結(jié)合RIP分色和成像原理,我們用圖⑦作為整體的生產(chǎn)流程就容易理解了。此圖為激光制版流程,如果是使用菲林制版,我們把最上面的一層黑色涂層理解為菲林即可,激光燒刻成像部分即為菲林的透光部分。

生產(chǎn)的流程順序是:版材的背曝光→激光成像(或者是菲林制版里面的貼合菲林底片)→主曝光(正面曝光)→洗版→烘干→去黏(除黏)→后曝光。

項(xiàng)目詳細(xì)說明:

1. 背曝光:把版材的底部用UVA紫外線固化,通過控制時(shí)間調(diào)整紫外線的吸收量,吸收量決定了版材固化的深度,即版底厚度。吸收過多將會(huì)讓對應(yīng)的浮雕變淺;過少將讓樹脂底層太薄,使浮雕內(nèi)容難于被垂直成像,容易變形。

2. 激光成像:激光在黑色涂層上燒雕出我們需要的內(nèi)容,即把需要的圖文上方的黑色涂層燒掉,讓紫外線能穿過并進(jìn)入感光樹脂層進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。菲林制版即是通過照排機(jī)感光菲林涂層,經(jīng)過顯影、定影、清洗、烘干后形成底片,再貼合在感光版材上面。

3. 主曝光(正面曝光):紫外線通過燒刻掉的黑色涂層的缺口,進(jìn)入感光樹脂層,被紫外線照射到的部分在進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)后固化,而被黑色涂層遮擋了紫外線的部分依然是沒被固化的半流體狀。

4. 洗版:當(dāng)需要的內(nèi)容已經(jīng)完成了交聯(lián)反應(yīng)被固化,再把樹脂版放進(jìn)洗版機(jī)進(jìn)行洗版,把沒有被固化的半流體樹脂給溶解掉。這里對不同的版材大概劃分為4種清洗的方式:①溶劑版利用毛刷和溶劑配合,進(jìn)行溶解清洗②水洗版利用毛刷和清水配合,進(jìn)行溶解清洗③水洗版利用毛刷和強(qiáng)堿性水配合,進(jìn)行溶解清洗④熱敏版利用紅外加熱溶解未被固化的半流體樹脂,配合無紡布進(jìn)行吸附。(每一種材料都有其對應(yīng)的成份及使用方式,至于那一種適合或者好壞,要根據(jù)自身需求來選擇)

5. 烘干:在洗版之后,溶液會(huì)殘留在版材的表面,并有部分進(jìn)入了樹脂的內(nèi)部使版材有所膨脹,我們需要對版材進(jìn)行烘干以使其表面的溶劑蒸發(fā)干燥,并把進(jìn)入內(nèi)部的溶劑蒸發(fā)出來,恢復(fù)到版材在清洗前厚度的103%以內(nèi)。每一種溶劑的安全烘干溫度及時(shí)間有所區(qū)別,而熱敏制版即無需烘干。

6. 去黏(除黏):柔版的材料帶有一定的黏性,這種黏性會(huì)影響上墨量及油墨的張力,當(dāng)黏度過高時(shí)會(huì)黏附很多紙粉等臟物,去黏是通過UVC波段的紫外線使材料表面輕度老化去除黏性。時(shí)間過長會(huì)對版材造成破壞,過短即無法達(dá)到理想效果。在材料商之間流傳的一種說法是:去黏時(shí)間非常短的版材往往對應(yīng)的版材壽命以及樹脂彈力也會(huì)較差。

7. 后曝光:在完成所有上面的工序后,再用UVA對版材進(jìn)行一次整體的感光固化。例如在主曝光時(shí),黑色涂層的下方實(shí)際上其樹脂是沒有被固化,通過最后的一次后曝光,使包括材料的中間層位置都作完全的交聯(lián)反應(yīng),使壽命更高。

備注:上文中所提到的UVA及UVC分別對應(yīng)的是不同的紫外線波段名稱,使用的波峰取決于光引發(fā)劑所選用的波段,目前來說所有品牌均使用了365nm左右的波峰值,這在UVA的范圍。而UVC即使用的是254nm的波峰。從另一個(gè)角度來說,我們所購買的燈管的質(zhì)量好壞,除了壽命之外也要考量它們的波峰是否真正鎖定在365nm及254nm,并且波長的跨度是否足夠窄,才能稱之為精準(zhǔn)。

五、生產(chǎn)參數(shù)制定流程

在理解了上面所有原理及過程后,我們才能進(jìn)入到參數(shù)制定流程。往往一款新的版材到了各個(gè)制作人員的手中,很多參數(shù)都變得不確定和差異巨大,但實(shí)際上版材的原材料生產(chǎn)是很穩(wěn)定的,出問題的可能性很少,我們應(yīng)該建立一個(gè)完整的測試及參數(shù)制定流程。例如一些制作人員為了把小網(wǎng)點(diǎn)曬出來,菲林制版時(shí)主曝光做到了40分鐘,洗版比以往慢一倍,這些都是非常不合理的,如果了解到版材的結(jié)構(gòu)后就知道主曝光20分鐘其實(shí)跟40分鐘是沒什么區(qū)別的,因?yàn)楣庖l(fā)劑等已經(jīng)完全交聯(lián)完畢,必須從其他方面找出原因。

下面是一套對版材的標(biāo)準(zhǔn)制作參數(shù)測定流程:

①測試溶劑對版材的洗版速度→②測試背曝光時(shí)間→③測試主曝光(正面曝光)時(shí)間→④測試烘干時(shí)間及溫度→⑤測試去黏時(shí)間→⑥測試后曝光時(shí)間→⑦版材曲線制作

以下作分項(xiàng)詳解:

①測試溶劑對版材的洗版速度:我們經(jīng)常會(huì)遇到曝光好的版無法把浮雕洗的更深,產(chǎn)生了各種猜想,實(shí)際上把洗版速度放在第一位就可以免除了后面各種不正確的曬版時(shí)間對洗版速度的干擾,當(dāng)然前題是你的洗版機(jī)毛刷的壓力是正確并且穩(wěn)定的,而不是用很輕或很重的毛刷壓力進(jìn)行洗版,這個(gè)壓力要先測量清楚。

測量洗版速度的方式是:裁切多片625px*625px大小的版材(連線洗版機(jī)用足夠大的面積避免洗版刀位置的影響引起錯(cuò)誤判斷,平磨洗版機(jī)可以用小一點(diǎn)的面積),不進(jìn)行任何曝光,分別每次進(jìn)行不同速度的洗版,目標(biāo)值是在沒有進(jìn)行曝光的情況下,把版底的厚度洗到你所需要的,通常為總厚度的55-60%,例如1.70mm的版材通常把版底的厚度做到0.95mm,1.14mm的版底做到0.55mm。假如我們的連線機(jī)用杜邦的環(huán)保溶劑洗到這個(gè)厚度時(shí)的速度是190mm/分鐘(如果是調(diào)節(jié)電機(jī)頻率的洗版機(jī)也是一樣操作,選定一個(gè)合適的電機(jī)頻率控制速度),那就選用比此數(shù)值慢一點(diǎn)的170mm/分鐘。減慢速度的原因有兩個(gè):1.免除因?yàn)槿軇┬屡f差異造成的影響 2.免除在配合背曝光時(shí)在臨界點(diǎn)的樹脂沒被完全清洗干凈,污染浮雕內(nèi)容表面。

②測試背曝光時(shí)間:裁切多片625px*625px大小的版材,分別對每一片版材做不同時(shí)間的一次性的背曝光固化,例如60秒,70秒,80秒,…….110秒,120秒的固化,要注意是在燈管已經(jīng)預(yù)熱的情況下進(jìn)行操作,并記錄當(dāng)時(shí)的室內(nèi)溫度。不需要做主曝光,然后把這些不同背曝光時(shí)間做的版統(tǒng)一用170mm/分鐘(使用你第一步測試得到的洗版速度)的速度進(jìn)行洗版,并在洗版后烘干。然后在烘干后的版中挑選一張厚度是0.95mm左右,并且表面最干凈,樹脂已經(jīng)是比較硬化的版,例如是90秒。

然后對結(jié)果進(jìn)行微調(diào),為了配合洗版速度,避免有處于臨界點(diǎn)沒被固化的樹脂污染版面,可能細(xì)化到95秒更適合。這時(shí)我們就得到了最合適的背曝光時(shí)間是在25℃時(shí)已經(jīng)預(yù)熱的燈管照射95秒。假如我們的曬版機(jī)有恒溫預(yù)熱功能那就可以訂下來一直保持用95秒,如果曬版機(jī)不帶預(yù)熱功能就根據(jù)天氣做±10秒以內(nèi)的波動(dòng),但波動(dòng)范圍不能過大,不然穩(wěn)定性無法保證。

③測試主曝光時(shí)間:測試主曝光時(shí)間是一個(gè)相對較難的工作,尤其是用菲林制版這種存在較大折射范圍的曬版工藝,所以經(jīng)常說培養(yǎng)一名好的菲林曬版師傅需要數(shù)年時(shí)間。而對于激光數(shù)碼版這種低折射率的工藝,曬版主曝光時(shí)間的適應(yīng)性范圍更寬容,所以如果了解以上生產(chǎn)原理,培養(yǎng)一個(gè)激光制版人員只需要一個(gè)月或更短的時(shí)間。我們做主曝光的時(shí)間制定時(shí),內(nèi)容的圖文大小差異很大,容易引起憑經(jīng)驗(yàn)制定時(shí)間的過度靈活性而產(chǎn)生問題,但可以通過一些細(xì)節(jié)來縮小這個(gè)時(shí)間范圍:1.曝光時(shí)間過度時(shí),內(nèi)容的浮雕邊沿出現(xiàn)毛邊,棱角不垂直銳利,這樣會(huì)引起邊沿積墨,陰線因光線折射而填滿,所以當(dāng)出現(xiàn)這個(gè)問題時(shí),證明任何情況下都不能超過當(dāng)前的這個(gè)曝光時(shí)間值。

2.常用的最小陰線深度正常時(shí)的時(shí)間。

我們繼續(xù)裁切多片625px*625px大小的版材,分別對每一片版材做相同時(shí)間的背曝光固化,如上面第②環(huán)節(jié)得到的95秒,然后對測試圖文做不同時(shí)間的一次性的主曝光固化,例如6分鐘,7分鐘,8分鐘,…….11分鐘,12分鐘的固化。都做好主曝光后用第①個(gè)環(huán)節(jié)得到的170mm/分鐘的速度進(jìn)行洗版、烘干。烘干后的版如果發(fā)現(xiàn)12分鐘曬出來的邊沿有毛邊,而11分鐘的效果是在正常接受范圍,那我們在任何時(shí)候做主曝光都不超過11分鐘。但在11分鐘時(shí)0.12mm的這條常用陰線已經(jīng)堵滿了,而0.15mm是正常,在10分鐘時(shí)0.12mm這條陰線也是正常的。那我們做激光數(shù)碼版時(shí),在燈管預(yù)熱的情況下就取主曝光時(shí)間為10分鐘作為一次性的固定曝光值進(jìn)行生產(chǎn),而根據(jù)天氣可能會(huì)做±1分鐘的變動(dòng)。(而菲林版因?yàn)檎凵浯蟮脑蛞矞y試出一個(gè)常用陰線的最大時(shí)間值作為波動(dòng)范圍,同樣的判斷方式,例如用時(shí)間遞減的方式測出7分鐘能做出0.15mm這條常用的陰線,那就有可能采用局部遮擋的曝光形式,波動(dòng)范圍在7-11分鐘根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷主曝光時(shí)間。)

到目前為止,我們已經(jīng)得到了這款版材在我們的生產(chǎn)設(shè)備及條件下,它的洗版速度是170mm/分鐘,背曝光95秒±5秒,主曝光10分鐘±1分鐘(菲林版7~11分鐘憑經(jīng)驗(yàn)作局部遮擋曝光)。

④測試烘干時(shí)間及溫度:對于烘干時(shí)間,不同品牌的版材差異非常少,主要取決于溶劑的類型。揮發(fā)速度快的溶劑它需要的溫度相對較低,烘干時(shí)間較短;揮發(fā)速度慢的溶劑要求的溫度更高及時(shí)間更長。但受到版材的材料類型能承受的溫度值限制,目前常規(guī)的柔版最高烘干溫度適用值是60℃以內(nèi)。超過這個(gè)值時(shí)容易引起底基材料的局部變形,無法套色精準(zhǔn)。溶劑生產(chǎn)的廠家都有一個(gè)建議值。常規(guī)的時(shí)間是:

⑤測試去黏時(shí)間:去黏時(shí)間最常使用的方式時(shí),版材在不過度黏手時(shí)的最小值。例如去黏時(shí)間3分鐘比較黏手,4分鐘輕度黏手,5分鐘完全不黏手,在上墨量不受影響的情況下就選擇4分鐘。這個(gè)較為肢體感觀式的方法也是基本可行,有條件的情況下可分別上印刷機(jī)測試上墨量的穩(wěn)定性,并以不容易黏附紙粉、灰塵等臟物為前題。

⑥測試后曝光時(shí)間:測試后曝光時(shí)間的方式是讓樹脂作最后一次整體充分的交聯(lián)反應(yīng)固化,并還原到材料商的硬度設(shè)定值。材料商提供的材料參數(shù)值在理論上是屬于最穩(wěn)定值,因?yàn)榘娌牡呐浞蕉际前凑者@個(gè)值來進(jìn)行配比。例如1.70mm的材料硬度值是68肖氏度,1.14mm材料是76肖氏度等等,我們盡量還原到此數(shù)值。通常使用的時(shí)間從4分鐘至8分鐘之間,以硬度測量儀作為制定時(shí)間的參考標(biāo)準(zhǔn)。

在大多數(shù)制版員的理解中,后曝光時(shí)間的設(shè)定值在整個(gè)制版過程中并不是一個(gè)要求很嚴(yán)緊的參數(shù),很多時(shí)候會(huì)根據(jù)實(shí)際使用時(shí)的硬度要求作輕度時(shí)間調(diào)整。但從原材料成份配比上來說,這種硬度調(diào)整需要有一個(gè)限度,過大的差異是不合理的,如果需要軟一點(diǎn)的版以實(shí)現(xiàn)兼固實(shí)地印刷效果,我們可以更換為硬度更低的版材,這樣才能讓材料作充份的固化反應(yīng)。

⑦版材曲線制作:何為版材曲線制作,就是讓版材在做成對應(yīng)的線數(shù)時(shí),1%灰度的網(wǎng)點(diǎn)頂端的平面直徑是對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,如圖⑧(圖片由旭化成提供)。


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