趙嵩

自20世紀(jì)70年代初固體感光樹脂版發(fā)明至今，柔性版版材及印刷技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。但長(zhǎng)期以來(lái)，溶劑型制版卻成為柔印發(fā)展的一大瓶頸，動(dòng)輒3～4小時(shí)的制版時(shí)間常常難以滿足一些對(duì)時(shí)效要求高的印刷需求。

此外，柔性版制版中四氯乙烯和正丁醇混合溶劑曾被廣泛用于洗版，這與柔印的環(huán)保理念相抵觸，尤其是四氯乙烯具有毒性，其產(chǎn)生的刺激性氣體在空氣中的濃度只要達(dá)到百萬(wàn)分之一就可能被人嗅到。雖然這種混合溶劑在洗版品質(zhì)和速度兩方面的性能遠(yuǎn)高于低端環(huán)保溶劑，但由于成本較高及具有毒性，正在緩慢退出市場(chǎng)，而近年來(lái)出現(xiàn)的替代溶劑，仍無(wú)法解決困擾柔性版制版中的幾個(gè)重大問(wèn)題。

首先，洗版時(shí)間長(zhǎng)。低端環(huán)保溶劑普遍對(duì)感光樹脂的溶解能力較差，因此需要較長(zhǎng)的洗版時(shí)間，而洗版時(shí)間延長(zhǎng)，會(huì)造成版材因吸收溶劑而嚴(yán)重溶脹，厚度變化過(guò)大。

其次，不易烘干或烘干時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的低端環(huán)保溶劑采用的是國(guó)外20年前的配方，溶劑的揮發(fā)速度普遍較慢，以厚度為1.7mm的版材為例，大多需要3小時(shí)以上的烘干時(shí)間。同時(shí)，可能會(huì)由于烘干機(jī)溫度不均，造成成品印版厚度波動(dòng)較大，從而影響套印精度和產(chǎn)生諸多印刷故障。此外，多數(shù)低端環(huán)保溶劑仍然會(huì)揮發(fā)濃烈的氣味，這讓很多初次參觀柔性版制版車間的人心有余悸。

為了解決柔性版制版的速度和環(huán)境問(wèn)題，2000年采用無(wú)溶劑洗版方式的干式熱敏制版技術(shù)（即FAST技術(shù)）首次推向市場(chǎng)，該技術(shù)憑借省時(shí)和環(huán)保等優(yōu)勢(shì)成為柔印技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，并獲得了美國(guó)柔印技術(shù)協(xié)會(huì)（FTA）的技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。

FAST技術(shù)之所以為干式熱敏制版技術(shù)，是因?yàn)槠洳辉傩枰軇┖秃娓?，整個(gè)生產(chǎn)流程中沒(méi)有溶劑出現(xiàn)，所以稱其“干式”；而版材是被加熱后除去未曝光部分，所以稱其“熱敏”。圖1所示是杜邦公司推出的Cyrel FAST干式熱敏制版機(jī)。下面，筆者就簡(jiǎn)要介紹一下干式熱敏制版技術(shù)和Cyrel？ FAST制版系統(tǒng)。

采用干式熱敏制版技術(shù)所使用的版材（以下簡(jiǎn)稱“熱敏版”）與溶劑型柔性版有所不同，未曝光的感光樹脂在一定溫度下會(huì)融化，而經(jīng)UVA曝光的部分則因發(fā)生光聚合反應(yīng)而不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。為去除未感光部分的樹脂，需要將版材加熱軟化，然后用無(wú)紡布將軟化的樹脂從版材上剝離下來(lái)。圖2是Cyrel FAST干式熱敏制版機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，版材包在印版滾筒上進(jìn)行“干洗”成像，藍(lán)色細(xì)線圈定的裝置是紅外加熱器，用來(lái)加熱版材。顯影輥確保無(wú)紡布和版材充分接觸，同時(shí)自身也帶有加熱裝置，可以在短時(shí)間內(nèi)加熱到268℃以上。所有熱敏版材的洗版重要參數(shù)都已經(jīng)過(guò)基于6 Sigma試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法進(jìn)行優(yōu)化，由于預(yù)置了所有版材的洗版參數(shù)，操作起來(lái)為簡(jiǎn)單。

簡(jiǎn)單地講，熱敏技術(shù)的核心是高分子感光材料技術(shù)及設(shè)備技術(shù)，從工藝流程上看，我們更習(xí)慣將其作為制版流程中的洗版過(guò)程。隨著柔性版激光雕刻技術(shù)的普及，激光雕刻成像、熱敏方式洗版成為目前最快速制作高質(zhì)量印版的實(shí)用技術(shù)。此外，配合熱敏技術(shù)，帶有冷卻臺(tái)面和燈管能量檢測(cè)功能的曝光設(shè)備（如圖3）首次出現(xiàn)，解決了制版中造成網(wǎng)點(diǎn)大小波動(dòng)的一個(gè)重要問(wèn)題，同時(shí)也有利于制作浮雕高度更為精準(zhǔn)的印版。時(shí)至今日，國(guó)內(nèi)最大的幾家柔性版制版和印刷公司都裝備了配有溫控系統(tǒng)的曝光設(shè)備，這也得益于熱敏技術(shù)的推廣。

圖4是溶劑型激光版和FAST熱敏激光版在制版過(guò)程中各階段的時(shí)間對(duì)比（具體時(shí)間與使用的版材厚度、溶劑種類及制版設(shè)備性能有關(guān)），該對(duì)比數(shù)據(jù)以厚度為1.14mm、尺寸為1067mm×1524mm的柔性版，使用CDI Spark XT 4260 Optics 40雕刻機(jī)獲得。從圖4可以看出，與溶劑型柔性版制版系統(tǒng)相比，F(xiàn)AST制版系統(tǒng)可以縮短70%～80%生產(chǎn)周期，如果使用更快的激光雕刻機(jī)，則整個(gè)制版流程的時(shí)間可以進(jìn)一步縮短。

從熱敏版的特性和制版工藝中我們不難發(fā)現(xiàn)，熱敏版具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。第一，極大縮短了制版周期，提高了生產(chǎn)效率；第二，不使用有機(jī)溶劑，同時(shí)免去了作為危險(xiǎn)溶劑的倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、回收，降低了生產(chǎn)成本，減少了對(duì)環(huán)境的污染，也讓生產(chǎn)和儲(chǔ)存環(huán)境更加安全；第三，縮短了制版流程，有利于品質(zhì)控制和管理；第四，印版尺寸穩(wěn)定，重復(fù)性好，避免了傳統(tǒng)印版因沖洗和烘干造成的厚度波動(dòng)，成品印版具有高度均勻性，可確保高品質(zhì)印刷；第五，減少了設(shè)備投資和人力消耗，節(jié)省生產(chǎn)場(chǎng)地。相對(duì)溶劑型制版系統(tǒng)而言，熱敏制版系統(tǒng)生產(chǎn)場(chǎng)地占用空間大大縮小，對(duì)于制作相同尺寸的印版，熱敏制版系統(tǒng)的投資更少，在大量的投資和回報(bào)研究中，該系統(tǒng)展示了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。而從生產(chǎn)角度看，印刷企業(yè)無(wú)需提前制作備用版，在印刷過(guò)程中可以隨時(shí)使用熱敏制版系統(tǒng)補(bǔ)做印版，而不用擔(dān)心漫長(zhǎng)的等待時(shí)間。

2008年，由Five Winds International公司和多所大學(xué)共同研究做出的關(guān)于柔印和凹印生命周期評(píng)估報(bào)告中，對(duì)溶劑型制版和熱敏制版做了詳細(xì)研究。報(bào)告中提到，在制版過(guò)程中，熱敏制版的不可再生能源消耗比溶劑型制版減少了60%，溫室氣體排放量減少了51%（如圖5）。

2004年，中型尺寸（1024mm×1524mm）的熱敏制版機(jī)為了適應(yīng)寬幅印刷市場(chǎng)的需求而推出，同時(shí)該機(jī)首次采用了催化氧化裝置（CATOX），其類似于各類汽車的尾氣處理中普遍使用的三元催化器，能夠?qū)⒃O(shè)備工作過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體回收，并使用催化氧化裝置將有害氣體完全處理掉，排放到空氣中的氣體主要為無(wú)害的二氧化碳等氣體。實(shí)際使用中，操作環(huán)境及排放氣體幾乎沒(méi)有任何異味，得到了用戶的廣泛認(rèn)可。

另外，該機(jī)采用了新型無(wú)紡布，提升了對(duì)細(xì)小網(wǎng)點(diǎn)、反白區(qū)域的清潔能力，同時(shí)大大減輕了無(wú)紡布重量，降低了操作難度。

在drupa2012上，熱敏制版技術(shù)再次成為熱點(diǎn)，超大尺寸（1270mm×2032mm）的洗版機(jī)熱敏套筒技術(shù)的推出標(biāo)志著熱敏制版技術(shù)的進(jìn)一步提升。

最大制版尺寸為1270mm×2032mm的制版機(jī)，是目前業(yè)內(nèi)最大幅面的制版設(shè)備，對(duì)于雕刻和曝光后的厚度為1.14mm的柔性版，僅需15分鐘左右的處理時(shí)間就可以上機(jī)印刷，這也使其同時(shí)也成為速度最快和效率最高的洗版機(jī)。該機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不是簡(jiǎn)單重復(fù)以往技術(shù)，而是做了重大的技術(shù)改進(jìn)，并申請(qǐng)了多項(xiàng)專利。例如，最新的專利包含一個(gè)全新設(shè)計(jì)的硬性滾筒，配合定位針的設(shè)計(jì)，可以根據(jù)版材長(zhǎng)度自動(dòng)調(diào)整定位針的位置，同時(shí)滾筒不再使用以往的壓敏涂層固定版材，而是增加了一個(gè)可以根據(jù)版材長(zhǎng)度而固定版材的定位針系統(tǒng)。這種改進(jìn)帶來(lái)的主要好處是，日常不需要對(duì)滾筒進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，提升了設(shè)備穩(wěn)定性。 其次，改進(jìn)了以往由紅外線加熱器加熱的工作方式，而改為了熱風(fēng)噴射的工作方式，這種改進(jìn)去除了以往加熱輥對(duì)版材的壓力，極大地提升了洗版機(jī)對(duì)細(xì)小線條、網(wǎng)點(diǎn)的清潔能力，制版品質(zhì)尤其是精細(xì)部分的網(wǎng)點(diǎn)再現(xiàn)等同甚至超越了溶劑型制版的品質(zhì)。

而熱敏無(wú)縫套筒制版技術(shù)是針對(duì)包裝印刷領(lǐng)域?qū)o(wú)縫技術(shù)的需求而開發(fā)的，解決了以往柔性版無(wú)縫版印刷精度低、制作周期長(zhǎng)、成本高的問(wèn)題。圖6所示為熱敏無(wú)縫套筒制版機(jī)。由于從原料開始，樹脂版就以圓筒方式加工，所以熱敏套筒版擁有諸多單片型印版無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，例如，極其出色的套準(zhǔn)精度，不需要貼版設(shè)備和材料，可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)縫印刷。以筆者手中的實(shí)際印刷產(chǎn)品而言，在高品質(zhì)印刷設(shè)備的配合下，以400m/min速度生產(chǎn)的軟包裝產(chǎn)品，熱敏套筒版的四色套色誤差可以小于0.1mm。

除了制版設(shè)備的變化，新型版材的出現(xiàn)也讓用戶有了更多的選擇。由于柔性版印刷涉及的領(lǐng)域極其廣泛，到目前還沒(méi)有一種版材能夠滿足所有的印刷需求。根據(jù)不同的印刷需求和印刷條件，熱敏版材也發(fā)展出了多種新版材供客戶使用，客戶可以根據(jù)印刷材質(zhì)、加網(wǎng)線數(shù)、實(shí)地要求、耐印率等要求選擇合適的版材。

雖然在過(guò)去的10年里，柔性版熱敏制版技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，但技術(shù)的進(jìn)步并沒(méi)有停止，印刷領(lǐng)域?qū)Ω叩挠∷⑵焚|(zhì)、更快的制版速度和更低成本的追求是沒(méi)有止境的，我們期待看到熱敏技術(shù)的下一次飛躍。