無水膠印是一項(xiàng)綜合成本較低而印刷質(zhì)量較高的理想工藝，但業(yè)內(nèi)對(duì)于無水膠印的現(xiàn)有價(jià)值和重大發(fā)展?jié)摿θ狈y(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，以致這項(xiàng)經(jīng)歷了30多年發(fā)展歷史的技術(shù)總是得不到應(yīng)有的重視。
無水膠印與有水膠印最明顯的區(qū)別在于其所使用的印版不同。根據(jù)印版制法不同可將無水膠印分為兩大類：以日本東麗公司為主導(dǎo)的傳統(tǒng)光敏無水膠印技術(shù)和以美國(guó)Presstek公司為主要代表的數(shù)字無水膠印系統(tǒng)。傳統(tǒng)的光敏無水膠印是由美國(guó)3M公司在20世紀(jì)60年代末最先開發(fā)的，1972年日本東麗公司買下了美國(guó)3M公司在無水膠印方面取得的專利技術(shù)，并開始從事這方面的繼續(xù)開發(fā)。第一項(xiàng)實(shí)用的無水膠印技術(shù)是由日本東麗公司在1977年的Drupa國(guó)際印刷展上推出的。美國(guó)Presstek公司的無水膠印技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了直接印刷（海德堡GTO-DI）、計(jì)算機(jī)直接制版系統(tǒng)、快速控制直接成像技術(shù)等幾個(gè)階段。目前世界上的很多的印刷機(jī)制造商都將美國(guó)Presstek公司的直接成像系統(tǒng)作為其無水膠印機(jī)的關(guān)鍵組成部分，如海德堡速霸GTO-DI46-4、Karat 74、Ryobi 3404-DI、Adast 705-C等。美國(guó)Presstek公司的脫離版材的成像系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)直接制版的無水膠印技術(shù)推廣到更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，并成為當(dāng)代數(shù)字無水膠印技術(shù)的先鋒代表。近年來無水膠印市場(chǎng)的發(fā)展十分迅速，市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。在各印版、設(shè)備、油墨等廠商的共同努力下，無水膠印取得的成就已使其占據(jù)一席之地，如今全世界有超過2000臺(tái)的無水膠印機(jī)。
傳統(tǒng)無水膠印技術(shù)：
傳統(tǒng)無水膠印技術(shù)以日本東麗為代表，和有水膠印相比，東麗光敏無水膠印系統(tǒng)有三部分：光敏無水膠印版、專為無水膠印設(shè)計(jì)的特種油墨以及專用的溫度控制系統(tǒng)。
1.無水膠印版的結(jié)構(gòu)和制作
目前使用最廣泛的東麗無水膠印版是一種碾壓版, 是一種附有一層特殊斥墨硅橡膠的印版。這種硅橡膠層之所以可以斥墨是因?yàn)槠鋼碛泻艿偷谋砻婺?，而油墨的黏度又特別大，這就使得油墨的內(nèi)聚力大于油墨和硅橡膠層之間的黏著力，所以硅橡膠層在宏觀上表現(xiàn)為斥墨性。未曝光的印版共分為5層。
（1）保護(hù)層。保護(hù)層與下面的硅橡膠層真空無縫緊密相連，可以保護(hù)印版在手工操作時(shí)不被劃傷或受到人為損傷。
（2）硅橡膠層。硅橡膠層構(gòu)成非曝光部分，也就是非圖文部分。
（3）光敏層。光敏層與硅橡膠層發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使光敏層與硅橡膠層緊密連接，形成一個(gè)整體。
（4）膠合層。膠合層緊密地黏結(jié)鋁版基與光敏層，防止兩者之間脫落，它也可以吸收來自鋁版基反射回來的光線，減小制版時(shí)的網(wǎng)點(diǎn)增大。
（5）鋁版基。鋁版基是印版的主要支持體。
東麗無水膠印版的制版工序與有水膠印并無明顯區(qū)別，它可以使用與有水膠印相同的曬版機(jī)和曬版光源進(jìn)行曝光。曝光時(shí)間和有水膠印版接近，只是其內(nèi)部的原理有所區(qū)別，顯影設(shè)備及顯影液是特別搭配設(shè)計(jì)的。這種印版制好以后可以長(zhǎng)期保存，并可以像普通印版一樣回收使用。
東麗的無水膠印版可以利用陽圖片曝光，也可以使用陰圖片曝光。它們的曝光反應(yīng)機(jī)理是相同的，只是在顯影時(shí)所用的顯影液不同。如果使用的是陰圖片曝光，顯影時(shí)利用特殊的顯影液使感光部分脫落，保留未感光部分（非圖文部分）的硅橡膠層；如果使用的是陽圖片曝光，顯影時(shí)利用另外一種特殊的化學(xué)藥品使未感光部分脫落，保留感光部分（非圖文部分）的硅橡膠層，但最后的結(jié)果是一樣的。下面以陽圖片曝光顯影為例，介紹其制版過程。圖2所示為陽圖片曝光顯影的全過程，共有5個(gè)主要階段。
①曝光前：將陽圖片和印版緊密地貼在一起，中間抽真空，使陽圖片平整地貼在印版的第一層保護(hù)膜上，放于曝光架上進(jìn)行曝光。曝光所用的光源和時(shí)間與普通膠印版基本相同。
②曝光階段：通過陽圖片進(jìn)行曝光，光線透過陽圖片上的非圖文部分照射到印版上，光敏層部分感光，在感光的部分與其上的硅橡膠層發(fā)生光聚合反應(yīng)，使兩層緊緊的交聯(lián)在一起，形成一個(gè)整體。
③顯影階段：顯影時(shí)先用專門配制的特殊化學(xué)藥品浸泡印版，浸泡后的印版曝光部分（非圖文部分）的硅橡膠層由于未和光敏層交聯(lián)在一起而突起。
④定影階段：采用機(jī)械方法，如用特殊的刷子刷，將突起的未交聯(lián)的硅橡膠層部分除去，露出下面的光敏層部分（圖文部分），利用光敏層親油性建立著墨層。
⑤著墨階段：由于硅橡膠層具有疏油性，油墨只能附載在圖文部分的親油區(qū)域，即完成了制版及著墨的全過程。
2.無水膠印油墨
無水膠印和有水膠印所用的油墨在色料的選擇上是沒有什么區(qū)別的，它們最主要的區(qū)別是油墨中所用的樹脂即連結(jié)料部分。由于無水膠印的特點(diǎn)，它所用的油墨和有水膠印油墨相比具有以下一些特殊的性質(zhì)。
（1）需要有比有水膠印油墨更高的黏度和黏性，這樣才有可能提供較大的油墨內(nèi)聚力以大于油墨和硅橡膠層之間的作用力，才會(huì)使硅橡膠層表現(xiàn)為疏油性，使其扮演有水膠印中水所扮演的角色。
（2）必須適應(yīng)無水膠印特殊的流變性能。因?yàn)闊o水膠印油墨具有高黏度，所以它在墨輥和印版之間的流動(dòng)將變得比較困難，這就要求油墨要有較好的流變性能。
（3）由于在無水膠印中溫度的特殊影響，所以無水膠印油墨最好有一個(gè)比較寬的適印溫度范圍。
3.無水膠印的溫度控制系統(tǒng)
無水膠印系統(tǒng)的另外一個(gè)重要組成部分是它的溫度控制系統(tǒng)，這也是它和有水膠印在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的最明顯的區(qū)別之一。在有水膠印中，除了保持水墨平衡以外，潤(rùn)版液的另外一個(gè)重要作用就是可以帶走由于印版高速旋轉(zhuǎn)摩擦而產(chǎn)生的熱量，這樣印版就可以保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的、適合油墨轉(zhuǎn)移的溫度范圍以內(nèi)。由于在無水膠印中沒有用到水，所以需要利用一個(gè)溫度控制系統(tǒng)來保持一個(gè)適合油墨轉(zhuǎn)移的溫度范圍。無水膠印的熱量主要來自兩個(gè)方面：一是印版滾筒、橡皮滾筒和壓印滾筒之間的摩擦作用；二是由于無水膠印油墨高黏度的特點(diǎn)，而使墨輥與墨輥之間在傳墨過程中由于摩擦而產(chǎn)生熱量。這些熱量如果不及時(shí)消除，將會(huì)使印版、墨輥的溫度急劇上升，而大大改變油墨的流變性能和黏度，導(dǎo)致極不穩(wěn)定情況的發(fā)生，從而無法完成油墨的正常轉(zhuǎn)移。
現(xiàn)在使用比較普遍的一種溫度控制系統(tǒng)是通過串墨輥的中空部分，用冷卻劑的循環(huán)帶走熱量以降低溫度，以使其保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的、適合油墨轉(zhuǎn)移的溫度范圍。這種冷卻方法已經(jīng)在高速卷筒紙印刷中使用了多年，所以技術(shù)上比較成熟。幾乎所有的印刷機(jī)制造商都提供中空的串墨輥，而且這也是一種比較經(jīng)濟(jì)的解決方法。圖3所示為無水膠印的溫度控制系統(tǒng)。這里需要注意的一點(diǎn)：這種裝置只是用來保持一個(gè)穩(wěn)定的溫度范圍，而并不是要冷凍油墨，因?yàn)槿绻麥囟冗^低，那將會(huì)造成油墨黏度上升，其結(jié)果是加大油墨之間的內(nèi)聚力，阻礙油墨分離，甚至出現(xiàn)油墨不能轉(zhuǎn)移到印版的現(xiàn)象。用這種冷卻方法來控制溫度，要想達(dá)到良好的效果，串墨輥的位置還要經(jīng)過優(yōu)化設(shè)置。有了這種溫度控制系統(tǒng)以后，就可以保證在合適的溫度范圍內(nèi)完成油墨的轉(zhuǎn)移。
數(shù)字無水印刷技術(shù)：
近年來隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化工作流程變成了各個(gè)行業(yè)的主流發(fā)展方向。數(shù)字無水膠印技術(shù)就是在這種背景下發(fā)展起來的，它已經(jīng)成為目前印刷業(yè)發(fā)展最迅速、前景最看好的技術(shù)之一。目前世界數(shù)字無水膠印的主導(dǎo)是美國(guó)Presstek公司的解決方案，它的在機(jī)直接成像系統(tǒng)（DI）以及Pearl Dry印版廣泛用于各大印刷機(jī)制造商的數(shù)字無水印刷系統(tǒng)之中，如海德堡速霸GTO-DI和高寶全新的Karat 74等。
與有水膠印相比，Presstek系統(tǒng)主要包括兩個(gè)特殊的部分：印版和特制油墨。其中，所使用的油墨與日本東麗公司的印版所使用的油墨特點(diǎn)是一樣的，而其溫控裝置是可選擇的，這是由于Pearl Dry印版的最大印數(shù)是5萬張，在低于1萬張時(shí)，公司技術(shù)部門認(rèn)為，印刷的溫度變化將不是特別重要的因素，它對(duì)Pearl Dry印版的影響并不十分的突出，所以可以根據(jù)要求的不同進(jìn)行選擇。而且印版也可以回收再利用。
Presstek的數(shù)字無水膠印版分為4層，最下面是鋁版基或高分子版基，上面是親油層，再上面是圖文層，最上面是疏油層。印版曝光成像不需要膠片和顯影，它所使用的是一種叫“消融”的成像技術(shù)，利用基于紅外線的高能激光照射在印版上，使印版上的圖文層氣化，然后再除去最表面的硅橡膠層，最后暴露出的親油層用以著墨。在數(shù)字無水膠印的印前設(shè)計(jì)階段，先用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖文處理，處理好的圖像通過RIP進(jìn)行轉(zhuǎn)換，利用轉(zhuǎn)換解釋后的數(shù)據(jù)加上紅外線激光頭的驅(qū)動(dòng)來控制紅外線激光頭陣列，然后對(duì)印版進(jìn)行曝光。印版的整個(gè)制作過程很像目前發(fā)展十分迅速的CTP技術(shù)。經(jīng)過照射后的印版，圖文形成部分的物質(zhì)迅速升溫變成氣體，氣體膨脹使其上面的硅橡膠層從印版上脫離，然后經(jīng)過除塵后就露出了印版的親油層，這時(shí)的印版就可以著墨印刷了
無水膠印優(yōu)、缺點(diǎn)分析
（1）從印刷復(fù)制的效果來看，由于完全沒有水的參與，不存在油墨乳化問題，所印的圖案將由于油墨未被乳化而更加明亮、鮮艷，光澤度和亮度都更好?？梢杂∷⒌拿芏确秶鼘?，可以復(fù)制2%～98%的網(wǎng)點(diǎn)范圍，而有水膠印只能達(dá)到5%～95%的范圍。無水膠印網(wǎng)點(diǎn)套印準(zhǔn)確，網(wǎng)點(diǎn)增大減小，印刷網(wǎng)點(diǎn)較大的地方也不會(huì)糊版。這主要由于兩個(gè)方面的原因：由于它沒有水溶液，紙張伸縮減小，網(wǎng)點(diǎn)增大減?。涣硗庖粋€(gè)很重要的原因是由于無水膠印版是平凹版，油墨在印版上高出印版部分比較小，這樣經(jīng)過壓印轉(zhuǎn)移油墨時(shí)，油墨向兩邊的擴(kuò)展較小，網(wǎng)點(diǎn)增大減小。而有水膠印版是平凸版，油墨完全高出版面，壓印時(shí)油墨的擴(kuò)展就比較嚴(yán)重。而且由于沒有水的參與，適用承印物范圍也擴(kuò)大了（木制、薄膜等）。
（2）從印刷成本上來看，無水膠印由于不用調(diào)節(jié)水墨平衡，操作工序得到減化。從理論上可以大大降低調(diào)試水墨平衡而導(dǎo)致的油墨和紙張的浪費(fèi)。但是無水膠印也同樣面臨技術(shù)問題，油墨墨輥溫度的調(diào)節(jié)是決定無水膠印印品質(zhì)量好壞的關(guān)鍵之一，它的調(diào)節(jié)同樣也比較復(fù)雜，需要一定的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。另外，由于目前無水膠印用油墨和印版的價(jià)格比有水膠印高，所以總體上來看成本節(jié)約十分有限。目前，我國(guó)的無水膠印用油墨和印版仍完全依賴于進(jìn)口，花費(fèi)仍比較大。不過，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，無水膠印所能達(dá)到的性價(jià)比將比較可觀。
（3）從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來看，無水膠印省去了潤(rùn)版液，也就省去了其中的很多化學(xué)物質(zhì)（如酒精等），所以它的污染度大大降低，這對(duì)環(huán)境保護(hù)將是十分有益的。環(huán)保將是今后全球技術(shù)發(fā)展的主流，低污染的解決方案將具有很廣闊的發(fā)展前景。
無水膠印技術(shù)的發(fā)展
無水膠印與數(shù)字直接成像技術(shù)、所用的油墨和所用的版材都有很大的關(guān)系。隨著無水膠印的發(fā)展，在機(jī)成像技術(shù)和CTP技術(shù)也會(huì)隨之發(fā)展。
1.無水膠印版材的發(fā)展
2000年，東麗向熱敏CTP方向發(fā)展，推出了可對(duì)830nm紅外激光感光的CTP無水膠印版，并且聲稱是免處理無水版材。東麗還談到其免處理CG版材技術(shù)，這種版材只用水漂洗，不需要任何化學(xué)藥品處理。與CTP無水膠印版材相比，免處理CG版材需要稍高一些的激光能量，但可適用于大多數(shù)現(xiàn)有熱敏直接制版機(jī)。
柯達(dá)保麗光也推出了熱敏CTP無水膠印版，耐印力達(dá)20萬印。這種版材使用硅橡膠層作為斥油材料，所需激光功率在830nm時(shí)與第一代熱敏CTP版材相同。
2.無水膠印油墨的發(fā)展
在Drupa 2000上，海德堡與Sun Chemical展示了一種水基（無油）Single Fluid油墨。從技術(shù)上講，此產(chǎn)品并不屬于無水膠印油墨，而是一種無油油墨（Oil-Less ink）。不過與無水油墨一樣，這種油墨避免了水墨平衡問題，有利于環(huán)保，使用時(shí)有溫度控制輥與特殊印版。
Flint ink公司也展示了其新型Single Fluid油墨，它可適用于普通有砂目的鋁版基或聚酯無水膠印版，不需要溫度控制，可在普通無冷卻的印刷機(jī)上使用。這種油墨的氣味、外觀及印刷時(shí)的狀態(tài)等都像常規(guī)印刷機(jī)油墨，除了水斗是空的以外，完全按傳統(tǒng)膠印的方法操作。
3.無水膠印機(jī)的發(fā)展
在Drupa 2000上展出的PAX DI印刷機(jī)，是由Presstek、Adast與Xerox公司共同開發(fā)，Presstek提供Pearl Dry Plus聚酯版材與激光直接成像系統(tǒng)，Adast負(fù)責(zé)印刷機(jī)械設(shè)計(jì)與加工，Xerox負(fù)責(zé)市場(chǎng)銷售。PAX DI是一種八開單張紙?jiān)跈C(jī)直接制版膠印機(jī)，有四色、五色或六色等幾種配置。PAX DI印刷機(jī)采用在機(jī)成像、自動(dòng)換版技術(shù)，以達(dá)到快速印刷作業(yè)準(zhǔn)備。
無水膠印解決了水墨平衡的問題，是印刷史上的一次革命，它把印刷技術(shù)向前推進(jìn)了一大步。當(dāng)前，印前色彩管理、按需印刷、電子商務(wù)、工作流程等正面臨著一次變革，而無水膠印使色彩管理、打樣、按需短版印刷等印前工作流程簡(jiǎn)化，適應(yīng)了競(jìng)爭(zhēng)的需要。當(dāng)然，只滿足于把色彩印在紙張上的技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足的，所以無水膠印的發(fā)展必須能適應(yīng)未來的各種挑戰(zhàn)。
作 者： 邵丹
轉(zhuǎn)載自：印刷技術(shù)
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