2000年以来,无处理CTP版专利越来越多,而且无处理热敏CTP版在印刷市场也展露头角。无处理CTP版所带来的优势越来越明显:无显影处理,无需显影设备,大大减少污染,提高制版效率并降低劳动成本。下面从市场和技术两方面分析无处理CTP版发展动态。 无处理CTP版的发展概况 从20世纪90年代以来,无处理CTP版的市场主要是无处理热敏CTP版。从目前情况分析,主要经历了无处理热烧蚀CTP版和无处理非烧蚀CTP版两个阶段。 1.无处理热烧蚀CTP版 1991年,Presstek和海德堡印刷机械公司合作,首先研制了世界上第一台GTO-DI直接制版印刷机(幅面为520mm)。从1991年到1997年,基于Presstek技术开发的从八开到四开的D I 印刷机均采用无水胶印版,不但使用专用的无水胶印油墨和无水胶印印版Pearldry,而且在胶印机的输墨系统中增加了冷却装置,使设置和耗材的成本都居高不下,影响了DI印刷机的推广。 在drupa2000展会上,Presstek公司展示了专用于DI胶印机的有水胶印版Pearlgold,并且开发了ProFireR激光在机扫描组件。2001年,该公司又推出了Anthem版,一种接近无处理的CTP版材,在上机印刷前仅需用清水冲洗一下。最近,Presstek公司又推出了Applause版。这是一种真正意义上的无处理版,可在湿式胶印机上使用,版材可直接从制版机到印刷机。A p -plause版是Presstek公司采用一种独特版材技术研制而成,不用砂目化铝基进行亲水处理。版材由聚醋酸酯基和多层涂层粘附于铝基支持体上,用陶瓷聚合物组分亲水而非砂目化铝基亲水,版材涂层特别薄,亲水组分能像海绵一样吸水,耐印力高达10万印。 随着Presstek公司烧蚀版的推出,爱克发、柯达保丽光和富士公司也都纷纷加快无处理CTP版的研制步伐。在China Print 2001上,爱克发公司展出了无冲洗热敏系统伽俐略Talant,及与之配套的无处理烧蚀CTP版Mistral。Mistral免冲洗印版采用经过阳极氧化和研磨处理的铝基,不需烤版就可达到40万印,而且适用范围极广,长版、短版的印刷工作均能胜任。 2.无处理非烧蚀CTP版 随着无处理CTP版材的发展,非烧蚀型无处理CTP版需要低能量热敏激光曝光,可降低设备的维修费用。在Graph Expo展会上,Presstek推出一种相变版材Freedom。新型Freedom版是一种相变型非烧蚀CTP版,即成像区亲水性变为亲油性,成像后,仅需用水冲洗即可,版材耐印力达2.5万印。Freedom显影套药和所有冲洗加工费用仅为CTP版成本的20%~40%,当然这不包括版材冲洗机成本和人力。Freedom版材价格使其更具有竞争性,可用于更多传统单色和多色市场。 爱克发公司在Ipex2002推出了Thermolite Plus非烧蚀无处理CTP版,耐印力可达10万印。在drupa2004展会上,爱克发公司展出了在Thermolite Plus版材的基础上研制出来的:Azura无处理热敏版。:Azura为铝基非烧蚀版,具有曝光宽容度和印刷适应性好的优点,耐印力可达10万印。:Azura采用Thermolie在机成像版材中的热塑性颗粒涂层,将其涂布于铝版上进行脱机成像,一旦曝光,热塑性颗粒熔化并固于版基上,剩余部分由润版系统除去或通过上胶装置除去。:Azura版有二开、四开和八开不同规格,适于中型市场。 2004年1月27日,柯达保丽光公司首次推出其第一款无处理热敏CTP版,即Thermal Direct Non ProcessPlate。Thermal Direct无处理版为柯达保丽光公司第四代版材技术,可在绝大多数CTP制版机上制版,无需除渣系统,可在室光下作业1小时,黄光下作业4小时,油墨和润版液选择范围宽,在最佳印刷条件下,其耐印力可达7.5万印,200 lpi时网点再现范围为1% ~98%,可与20 μm调频网一起使用。在drupa 2004,富士公司无处理版采用富士报业热敏版中的聚合物技术和Brillia LH-PJ均匀砂目技术。 无处理CTP版种类 从市场情况分析,无处理CTP版主要为热敏型无处理CTP版。其按成像机理的不同可分为:热烧蚀型CTP版和热敏相变型CTP版。这类版材优点是:免去了传统的印版处理过程,缩短了制版周期,减少了印刷时间,提高了生产能力。 如今市场上的几大主要热敏无处理CTP版见表1。 无处理CTP版的技术情况无处理CTP版按成像方式的不同分为:烧蚀型、非烧蚀型。而非烧蚀型无处理CTP主要为相变型。下面介绍Presstek、Agfa、KPG、Fuji公司的无处理CTP版的技术情况。 1.Presstek公司无处理CTP版Presstek公司的无处理烧蚀版采用波长为1064nm的激光光源来进行烧蚀成像。版材采用铝版基或聚酯基,利用等离子金属沉积技术制备版材。但烧蚀版材存在残渣问题。1997年Presstek公司发表了具有夹层结构的烧蚀版材,不仅解决了烧蚀残渣问题,同时还避免了许多因残渣而引起的副作用。 制版原理:利用等离子体真空处理聚酯表面,然后在惰性气体中,连续喷镀金属钛和石墨层,最外层保护由亲水聚合物组成(如:由80%聚乙二醇(Mw=800)和20%羟丙基纤维素(增稠剂)组成),在激光热作用下发生金属烧蚀反应,露出片基表面,然后可直接印刷。 激光烧蚀版制备:利用等离子体真空处理聚酯片基表面,在氩气/氮气中,依次连续喷镀100A的钛层、100A的石墨层、100A的钛层和300A的氮化钛,通过Pearl制版机(激光能量200 mj/cm2)湿版印刷,耐印力可达10万印以上。 2.爱克发公司的无处理CTP版 ⑴具有银沉积层的烧蚀版技术 ①版材构成 该版材由具有亲水表面的支持体(铝、PET)、可被烧蚀的金属沉积层和交联疏水层构成。金属沉积层是利用金属沉积技术形成的金属膜,该金属可为银、钛等。交联疏水层由辐射或热固化,使不饱和单体交联,也可以通过热敏树脂交联形成固化层,或可通过感脂液处理得到。 ②成像机理 红外激光能量引起银层中的银颗粒发生表面张力的变化,形成蓬松的银颗粒,残留在版材表面上,因而用真空吸附或液体很容易除去残渣,露出铝版亲水表面形成亲水区,而未曝光交联层不溶于液体,形成亲油区。 ③制版工艺 ·采用等离子体处理获得金属沉积层技术: 采用等离子处理最好的沉积金属为银,可以方便地从银盐沉积,以乳液产生的精细分散的银乳液形式,能更有效地吸收红外辐射,提高感度,且成本低。 具体制版方法如下: 10 g硝银溶在100 g乙腈中,喷涂到经电解、氧化等处理的铝版基上,涂层含银量为0.5 g/m2,涂布后支持体利用13.65 MHz氢等离子体(10 W功率)在0.15毫巴压力下进行曝光处理30分钟,最终银粘附到铝版基的粗糙表面上。做成的版装在Gerber Cerscent 42T制版机(10W,YAG激光,1 064 mm)上,输出能量8 mW/cm2,就可除去银。曝光后的版材用商品化感脂液处理,然后即可上机印刷。 ·真空沉积法获得金属沉积层技术: 首先制备PET版基:在搅拌条件下,向440 g含21.5%TiO2 (粒径0.3~0.4 mm),2.5%PVA的去离子水分散液中,加入250 g5%PVA水溶液、105 g水解度为22%的四甲基原硅酸盐乳液和12 g10%的润湿剂。最后向此混和物中加入193 g去离子水,pH值调到4,得到的分散液涂到PET支持体上,涂层湿重50 g/m2,30℃干燥,接着在51℃固化。 金属膜沉积:在装有电加热耐火盘的滚筒真空室中,铋作为金属气体朝向版基亲水表面沉积,厚度约0.2 μm。 疏水层涂布、固化:由3份脂肪聚氨酯三丙烯酸酯Ebecryl 1264,5份脂肪氨酯六丙烯酸酯Ebecryl1290和2份1,6一已二醛二丙烯酸酯组成的混合物,涂到金属层上,厚7 μm,用150 kV、4毫拉德电子束对涂布材料进行固化。 制版:用YAG红外激光(扫描速度100 m/s,光点15 μm,输出3 600 dpi,能量2.0~6.0 W)制版成像后,用棉擦去残渣,之后用水漂洗,除去曝光区的亲水层和金属层残渣,将得到阳图版用传统胶印机RotamaticR35进行印刷,使用印刷油墨为ABDick10/20,润版液为通常版润版液,印刷质量很好。 ⑵非烧蚀无处理CTP版技术 ①疏水热塑性聚合物颗粒型 A、版材构成:由支持体和热敏成像层构成。热敏成像层含有IR染料或红外颜料、疏水热塑性聚合物颗粒、亲水聚合物、交联剂和胶体硅等。 B、成像机理 热敏成像中红外吸收剂把激光能量转化为热能,产生的热使分散在交联亲水层中的热塑性聚合物颗粒的温度高于其凝胶湿度,引起热塑性聚合物颗粒发生凝集反应,曝光区由亲水性变成疏水亲油性。而未曝光区仍溶于PH≥4的水溶液,形成亲水区。 C、制版工艺 向16.8 g含21.5%TiO2(平均粒径0.3~0.5 μm)和2.5%聚乙烯醇的去离子水分散液中,加入14 g20%的聚苯乙烯溶液,1.4 ml水解度为28.43%四甲基原硅酸盐溶液和0.1 g红外染料IR-1,并加入40 ml水,搅拌好后,涂布到带底层的PET支持体上,涂层湿厚40 μm,60℃热空气干燥2小时,涂布量如下(g/m2): TiO2/PVA 4.00 四甲基原硅酸盐0.18 聚苯乙烯(阳离子分散稳定)1.40涂布后,在40℃,相对湿度20%条件下保持5天(为了使PVA固化)。IR激光成像:使用830 nm激光成像输出能量342 nm,鼓速4m/s,光径11 μm。成像后,可看到白像对亮蓝背景区。 ②热敏可转换聚合物型 A、版材构成 由支持体和热敏成像层组成。热敏成像层含有光热换剂及热敏可转换聚合物(如聚四氢吡喃甲基丙烯酸酯、带有芳基重氮磺酸基乙烯共聚物)。 B、成像机理 采用热敏可转换聚合物形成热敏材料。成像前,热敏层溶于水溶液。成像时,红外吸收剂吸收激光能量,产生的热引起重氮基分解,使被曝光热敏共聚物由亲水变为疏水,从而形成亲油区。而未曝光区热敏共聚物仍溶于水,从而形成亲水区。 C、制版工艺 在经电解、氧化等处理的铝版基上涂布如下组分: 热敏可转换聚合物P20 0.670 g 红外吸收剂IR-2 0.063 g 甲醇9.357 g 涂完后,在30℃下干燥,然后在Creo3244 Trend Setter(830 nm)上制版,输出分辨力2 400 dpi,鼓速60r/m,激光输出能量11W。成像后的版安装到GTO46印刷机上,用Van Son Rubber Base油墨,含10%异丙醇和5%G671C(爱克发公司含硅润版液)的水溶液作润版液。$分页符$ 3.柯达保丽光公司无处理CTP版柯达保丽光公司无处理CTP版为非烧蚀型相变版技术。实质为热敏成像技术,利用热敏可转换聚合物进行成像。从而避免烧蚀版的残渣问题。 ⑴版材构成 版材由支持体和热敏成像层组成。热敏成像层包含带环状酸酐基乙烯类热敏聚合物、粘合剂、光热转换材料、染料、表面活性剂等。 ⑵成像机理 采用经济可靠的二极管成像系统(830 nm),热敏聚合物中环状酸酐基团在热能作用下发生脱羧反应,引起红外曝光区聚合物更亲油,当与中性或酸性pH溶液、润版液(pH 值4 ~6 )或水接触时,未曝光区聚合物更亲水。曝光后无需显影加工可直接上机印刷。 ⑶制版工艺 热敏成像层组分如下: 聚乙烯-马来酸酐(至少50%(mol)马来酸酐) 0.2 g 红外吸收染料IR-1 0.02 g丙酮 5 g 以1.08 g/m2涂布量涂到经处理铝版基支持体上,在82℃下干燥3分钟,最终印版固定到制版机转鼓上,用830 nm激光,能量300~660 mJ/cm2制版,曝光区由蓝绿色变为黄褐色。当与自来水和平印墨接触时,曝光区上墨,未曝光区亲水无墨。 4.富士公司无处理CTP版技术富士公司的无处理CTP版为热烧蚀CTP版技术。它采用能量增幅技术,既解决版材感度低的问题,同时也解决了残渣问题。 ⑴成像机理 富士公司热烧蚀CTP版采用能量增幅技术,即光热转换物质吸收光能产生热能,产生的热成为自放热氧化反应的起动能量。当达到一定温度时,自放热反应物就会发生连续的自放热反应。此化学反应释放的反应热维持自身反应,同时引起版材中的酸反应性聚合物发生释酸或交联的化学及物理变化,从而造成版面的亲水、亲油性发生改变,形成图像。 ⑵版材构成 版材由支持体(铝版、PET)和热敏感光层组成。热敏感光层包括光热转换物质、自放热反应物、亲水氧化钛颗粒、酸反应性聚合物等组成。当然也可以加入其它助剂,如着色染料、能增强印刷稳定性的非离子、两性表面活性剂以及提高涂膜强度的环氧树脂、芳基乙烯醚、羟甲基酚类等。 光热转换物质可为金属粉末或金属化合物粉末。自放热反应物也可以是金属粉末和金属化合物粉末。为防止金属粉发生燃烧,需加入适量金属氧化物、氮化物等。⑶制版工艺 ①正型版 涂布液配方如下: 释磺酸聚合物 维多利亚纯蓝BOH F-177 甲乙酮 甲醇 其中铁粉末为Fe/Co/Al/Y,比率为100/20/5/5,长轴粒径为0.1 μm,短轴粒径为0.02 μm,比表面积为60 m2/g。 在经电解、氧化、封孔等处理的铝版基上,涂布上述涂布液,然后在100℃下干燥2分钟,得涂层干重1.2 g/m2。然后用1 064 nm的YAG激光曝光,无需处理可直接上机印刷,印品优良。 ②负型版 如下组分放到颜料震动中,分散60分钟,然后滤出玻璃珠,得到分散体溶胶。配方如下: 铁粉( 同上) 氧化钛溶胶(30%)ST501 四甲氧基硅烷 浓盐酸 乙醇 水 上述方法制得溶液涂到188μmPET膜上,使用电杆涂布机涂布,涂层重1 g/m2,100℃干燥10分钟。上述版用P e a r l S e t t e r(Presstek公司制,908 nm输出功率为1.2 W)曝光,扫速度为2 m/s。图像部分(激光曝光部分)与水接触角为80°,非图文区与水接触角为1 0 °以下,然后无需处理,装到Ryobi3200印刷机上,印刷无上脏。 无处理CTP版的应用及前景 无处理CTP版材属于环保型CTP版材,比传统CTP版材技术更先进,既降低了生产成本,又提高了印刷制版的效率,因而具有广泛的应用领域。从市场和技术分析,无处理热敏CTP版由于可在明室操作,印刷稳定性更好,不仅可用于传统胶印机,还可用于DI印刷机。由于无处理热敏CTP版的耐印力从几万到几十万印的均有,且种类多,因此,在商业和报业印刷均有广泛的应用。 从1991年至今,经过近十年的努力, 印前设备生产商(Presstek、克里奥、网屏)与印刷机制造商(海德堡、高宝、曼罗兰、小森、樱井、利优比、阿达斯特)共同合作,走完了从八开到对开DI印刷机的进程,走完了从无水DI胶印机到有水胶印机的进程,也走完了从专用DI扫描装置到标准DI扫描装置的进程。从drupa2000展会上专家及观众反映看,DI印刷机基本上经历了从研制到市场化的进程,胶印机的未来是属于D I 印刷机,这已经是不可阻挡的潮流了。 DI印刷机与传统胶印机比较具有更多优点:DI运行于全数字印刷工作流程中,具有自动化程度最高的配置,智能化操作。 杨连荣 转载自:印刷杂志
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