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报业免冲洗技术透视
作者:分分28    发布时间:2020-12-29 19:23    点击次数:次   

  在今年阿姆斯特丹举行的IfraExpo展会上,预计最重要的一个议题就是所谓的“免化学药剂”报业印版,或者甚至是“免冲洗”报业印版。这其中隐含着什么意义?CARYL HOLLAND访问了位于科罗拉多州温莎市的柯达研发中心,希望能一探究竟……

  自计算机直接制版(CTP)技术问世以来,开发免冲洗数码印版已是大势所趋。这并不奇怪,谁不希望省掉冲版环节?

  免冲洗技术不仅意味着能减少人工,进而降低劳动力成本,还能杜绝生产过程中的大量变化因素。此外,不会再有冲版耗材成本支出,也无需再对冲洗机进行清洁和维护。如果再加上环保的因素,免冲洗技术无疑具有巨大的优势。

  要深入了解免冲洗印版的作用,需要我们从基本原理谈起。而访问的场合,无疑是位于科罗拉多州温莎市的柯达印版生产厂下属的研发中心最适合,因为柯达在报业制版领域非常独特,他们不仅仅为报业市场设计、生产直接制版机、印版和数码工作流程,同时他们还具备热敏和紫激光技术。此外,柯达位于温莎市的研发中心的核心竞争力,就是所谓的“免冲洗”数码印版技术。

  温莎工厂研发小组负责人Chris McCullough介绍说,尽管胶印被印刷人视为理所当然,但是从技术上讲,这是一项非常了不起的成就。例如,以40 x 28英寸的成像区域而言,其表面有四种微米级的油墨层覆盖,而且这些油墨层不是转移一次,而是转移两次——从印版到橡皮布,之后再从橡皮布到纸张。

  油墨在水溶液中的乳化级别为少量分子,而在40 x 28英寸的图像中需要水溶液承载19,250,000个网目调网点,其平均大小在10到60微米。在这1,120平方英寸的图像中,最终的油墨层的厚度将达到1微米,其宽容度为+/-十分之一微米,而定位的精确性必须在40微米以内。如果这还不算苛刻,那

  么所有这些转移还必须在四分之一秒中完成,而某些印品的印刷可能要进行1百多万次类似处理。

  正如McCullough指出:“当你一想到油墨、润版液和印版之间进行的处理,就会觉得胶印真是一个让人产生敬意的技术。”

  和胶印技术一样,印版生产也不简单。不单单是生产印版极具挑战,McCullough认为生产数码印版更加困难。柯达图文影像集团项目经理Mike Rundle解释说:“在模拟版材中,能量通过连晒设备或真空晒版机施加到印版上,实际上能量是倾泻而下。这将产生很大的反应,一下子就能覆盖所有涂层。”在数码印版中,无论是紫激光还是热敏印版,都好像是用眼睛滴管将能量一点点投射到印版上。因此,涂层上产生的反应和反应所需的稳定性与模拟印版截然不同。”

  由于现代计算机直接制版 (CTP)系统的自动化能力很高,这也为数码印版制造带来了挑战。例如,如果印版不能切为矩形,那么自动的直接制版机将不能装载这些印版。此外,如果印版没有正确置入,那么就无法正确取出。McCullough还指出,在涂布方面还存在无数挑战:“印版这个产品是大量矛盾的产物。例如,印版上需要一定的水/墨平衡——铝基需要将水带往印刷机,因此需要亲水;而涂层需要接受印刷机上的油墨,因此需要亲墨。

  “但是,涂层是个有机组成,不仅需要有机溶剂,同时还必须要涂布亲水底基。此外,部分亲墨树脂需要能在水溶液中溶解,这就要求亲水,而其余的亲墨树脂则必须要抵抗亲水承印物在印刷中的无数次碾压。“这里面需要大量的妥协。很神奇的是印版在这种情况下仍然能好好工作,让成千上万的印刷人都能使用它。“当然非平印涂层,如网印也一直在用,但是它们在使用结束后,如喷了一辆车后需要马上固化。我们必须在完全合适的条件下放下涂层,在客户需要的时候进行反应。客户还要求涂层反应要尽可能多,以便更快成像。“但是,若是反应越多,其稳定性越低。因此,另一个妥协就是若要更快成像印版,那么就要好好保存印版。所有妥协都要达到平衡,这正是印版生产的挑战所在。”尽管如此,自数码印版在20世纪90年代初推出以来,数码印版技术的发展一日千里。柯达图文影像集团报业市场部副总裁Jack Knadjian解释对技术进行了介绍:“今天,世界上大部分报纸,无论是采用热敏印版或紫激光印版,都至少有两个层。无论哪家印版生产商,其实际的基础技术,如化学剂组成和结构都大同小异。主要不同在于敏感剂。”

  “印版由底基(电解研磨阳极氧化铝)、称为基层的图像感光层(感光性树脂化合物及感光剂),以及水溶性聚乙烯醇(PVA)氧气阻隔顶层组成。在报业印版中,基层比较软,可让印版的反应比较快,以满足报业生产的要求。

  “为了保护柔软的基层,顶层最重要的工作就是防止氧气进入到基层,以免发生反应。如果氧气进入到基层,必须阻止反应,让印版上不形成图像,或仅仅形成很弱的图像。”

  Knadjian继续说道:“所有印版,无论是树脂热敏还是树脂光敏,都要经过多步处理。首先,需要曝光——激光将激发感光剂并释放出‘自由基’,这将启动聚合反应,让单体开始交联。在这个阶段,将产生较弱的临时性潜影,但还不能在印刷机上印刷。

  “为了加强影像,印版置入到冲洗机的预热单元,这将为分子增加能量,并让单体发生更多交联反应,其目的是创造尽可能长、尽可能多的链,因为链是为涂层提供硬度的重要因素,并会影响印版在印刷机上的寿命。

  “下一步就是预清洗,这将去掉水溶性聚乙烯醇顶层,并暴露感光树脂成像层。之后印版将放到浸缸中去掉未曝光层,因而未曝光层是水溶性的涂层。浸缸中的显影液目前基本上为碱性溶液,其pH值约为11,将令未曝光的感光树脂层松软,用户使用刷子即可去除。

  “感光树脂的粒子将留在显影液中,因此达到一定浓度时需要更换。这叫做补液。

  “之后我们清洗印版,去掉所有残留的显影液。接下来上胶以形成保护层。保护层需要干燥。这就是典型的感光树脂冲版机所需完成的六大步骤,也就是我们所谓的湿法工艺。”

  Knadjian之后开始介绍“免化学药剂”紫激光技术,其中他认为有必要对显影和上胶工艺的结合进行详细阐述。

  “在免化学药剂紫激光印版中仍然需要激光曝光以创建潜影,仍然需要预热处理以继续产生交联反应并加强影像。在这里省略了预冲洗,因此印版直接送到浸缸中,并用刷子刷洗。

  “浸缸中含有我所谓的‘特殊条件’胶溶液,因为其中不单单含有胶水。溶液中的pH值比湿法工艺中显影液的pH值低。

  “该溶液将去除PVA保护性顶层,松弛并去除未曝光的涂布层。按照常规处理应接着施加稳固胶:但由于胶水已经在溶液中有了,所以清洗的后续工作也省略了。最后干燥印版。

  “由于PVA和感光树脂粒子都残留在胶溶液中,所以需要不时更换溶液。浸缸也需要像湿法工艺一样进行清理。换句话说,在紫激光‘免化学药剂’工艺中,可以免去的工艺仅有预冲洗和后冲洗。

  “这使得此工艺更加环保,因为使用的水更少,并且pH值较低。但是使用后的胶溶液仍然需要更换。用户还需要维护并清洁冲洗单元——因为没有预冲洗工艺,溶液中的聚乙烯醇以及聚合物就可能引发生物生长。”

  Knadjian还对免化学药剂的紫激光工艺是否有其宣称的那样稳定产生了质疑。

  “虽然冲洗机中省去了两个冲洗环节,但是冲洗并不会造成不稳定。不稳定,是由高斯激光、预热和显影工艺中的变化因素引起的,所有这些工艺在免化学药剂的紫激光印版生产中仍有使用。”

  无可否认的是,Knadjian,当然也就是柯达,在制版技术上的确“有一把刷子”。比如, Knadjian解释说:“在这个简单工艺中,由于热敏激光提供的能量更高,所以能让感光剂释放出足够的‘自由基’以完成单体聚合,并形成可印刷的影像。因此,此技术无需预热,我们可以直接从曝光进入到冲洗。在冲洗中,只需要温和的冲洗液,其pH值基本上是中性的,能很快地冲掉PVA顶层和未曝光的感光树脂层。之后印版上胶和干燥即可上机印刷。因此,在此项技术中,我们只需要两个步骤——显影和上胶。

  “但是,我们有意识地跳过这中间处理阶段,直接进入了‘免冲洗’报业印版。换句话说,此印版不需要单独的冲洗机,在印刷机上经过几次旋转即能‘显影’。”

  事实上,作为柯达ThermalDirect商业印版的子产品,柯达PF-N印版已在美国约15家报纸中使用。

  ● 热敏计算机直接制版系统取得巨大进展。柯达Generation News直接制版机是市面上最快的制版机之一,傲视一切热敏和紫激光直接制版机。这是通过减少设备的空载时间而实现的,如减少上版、装版和卸版时间,以及通过缩小鼓的尺寸。

  因此我们不得不去掉大量的涂层。我们要减少涂层,但是涂层减少又会造成印量下降。因此我们将印版设计得更加耐磨,以弥补这一缺陷。”

  McCullough补充道:“我们对印刷机上污染非常敏感,正因为如此,我们将以前开发的一项可能导致污染的技术摒弃了,所以ThermalDirect印版和PF-N印版杜绝了此问题。目前ThermalDirect印版已在500多家商业印刷厂中使用,而PF-N印版已在15家报纸印刷厂中使用。”

  那么是否需要采用特殊油墨?一旦油墨生产商改变了油墨成分,将会造成什么影响?

  “我们的印刷机不需要特殊油墨,我们也没有看到有任何问题产生。”McCullough回答说,“我们看到的唯一问题是,如果你对橡皮布过度清洗,那么可能造成损伤。但是这对其他印版不会造成任何影

  “真正令我们感到惊讶的是,印版还可直接在报纸面印刷的,并且不会带走影像。因此我们决定推出报业版免冲洗印版。

  “目前获得的最大印量约为10万份,这完全能满足小型报纸印刷的需求。如果用户的冷固轮转机上的印刷条件良好,我认为印量可达到30万份。”

  McCullough补充道:“我们有一些客户说,免冲洗技术的优势除了能降低成本之外,还能实实在在的减少制版时间,因为免冲洗没有冲洗时间。我们的一些客户还将PF-N印版作为ThermalNews Gold印版的后备,因此一旦某一版出了问题,他们就能迅速将PF-N印版安装到印刷机上,印刷机像使用其他印版一样使用此印版,如使用同样的油墨设置、水墨平衡等,而且预印刷时间也非常短。

  柯达并不生产紫激光“免化学药剂”印版,尽管他们也提供VioletNews CTP系统和紫激光印版。此套系统主要为低端报业市场提供——相对于手工装版热敏全胜报业SA直接制版机,这套系统的资本投入比较少,而产能比较高。其次,更重要的是,柯达专注于热敏技术,这是他们在报业市场的看家法宝。

  “我们一直有能力生产与紫激光免化学药剂印版对应的热敏印版。”Knadjian表示。

  这项柯达称为“简单工艺”的技术在我们访问温莎研发中心的时候进行了展示。此技术还省掉了预热处理,这是在生产紫激光免化学药剂印版时需要进行的工艺。

  “其工作原理是,润版液将软化感光树脂层,而软化的树脂层可通过油墨带走。”Knadjian解释说,“油墨就像胶水一样带走未曝光的涂层,并将其留在纸张上。”

  McCullough补充说,“如果你仔细观察目前的热敏技术,显影液中有一些物质将起溶胀作用,之后用户就可以使用冲洗机上的刷子进行清洁。在印刷机上显影印版中,我们使用了润版液作为我们的溶胀剂,之后借助油墨以及润湿辊的粘性和压力将物理成分带到前几份印张上。”

  McCullough和Knadjian都认为这种系统对于紫激光技术是不可能实现的。McCullough指出:“印刷机上显影的紫激光印版存在巨大障碍。例如,热敏技术可让我们在日光环境下工作,而由于紫激光二极管的能量释放很少,所以紫激光化学药剂将非常活跃,为了防止变化,往往需要黄光照明,这使得未冲洗的紫激光印版很难在印刷机上安装。”

  McCullough还指出紫激光印版需要预热。他也承认紫激光二极管的能量越来越高,可能以后会克服这个问题,但是由于热敏激光的曝光能量已经超过目前紫激光二极管的1千倍,他也非常怀疑两者是否能够达到同样效果。而在价格方面,由于紫激光印版的市场需求不高,使得大规模生产不可行,也令其价格比较高。

  值得注意的是,正如 Knadjian所承认的那样,现有的印刷机上显影的PF-N报业印版不适合所有人。目前此印版主要针对年印版消耗量约1万平方米的低端市场,其中一个原因是此印版目前速度不够快,达不到主流报社的需要。但Knadjian认为这种情况将很快改变。McCullough也对此表示同意。

  “目前的挑战是产能,这也是为什么我们将目标市场定为小型报社。目前,对于如高斯报业集团这样的报社,每小时的制版量在27张全开印版。”

  PF-N报业印版还有一个缺点是创建的影像比较浅。据透露,这种影像可被部分机器读取,如光学冲弯机(optical punch bender),但是目前还不能被分光光度计读取,其原因在于工程师希望能避免对印刷机的污染。Rundle解释说:“印刷机上的显影技术并不是什么新鲜事。然而,早期的印版并不会污染印刷机。这里面有两个原因。首先,在涂层里放了色剂,以便让影像更加明显。这些色剂和标准冲洗机中使用的色剂是一样的,但是一旦这种色剂到了印刷机上就会污染较浅的油墨。现在通过减少色剂,我们很好地解决了这个问题。”

  “印刷机污染的第二个原因是施加到铝基的涂层比较厚,响。”“这和油墨的粘性和剪切力有关,和油墨成分没有太大关系。我们目前还不能给出适合我们印版的粘性值,但是我们能告诉你的是,我们没有任何客户向我们提出过印刷机污染的问题。”

  “同单张纸印刷机比较,报业的优势是追色快,这意味着报纸印刷机比标准的单张纸印刷机分散聚合物的速度更快。”

  此外,柯达还在报业市场获得了一些惊人进展。据Rundle透露:“一开始,我们将ThermalDirect印版带到一些热固型轮转印刷机上测试,意外的是我们发现其印量和单张纸印刷机基本一样,即10万张以上,而在Sunday传媒集团此印版获得了60万张的印量。我们觉得,如果此印版能在热固型印刷机上获得如此高的印量,那么稍加改动就能在冷固型报纸印刷机上获得相同印量。因此我们将PF-N印版带往部分北美的中小型社区类报纸进行测试,而最终结果的确如此。

  在某些情况下,PF-N印版的表现还更好一些,但从整体来说已经一样出色。”

  McCullough总结说:“我们并不认为目前的PF-N印版适合于每个人。但是,我们已经为商业印刷开发出了免冲洗技术,我们也将继续为报业印刷开发出相应的技术。如果你很希望能节约冲洗费用,那么这个技术就非常适合你,我们就能帮到你。热敏技术,无论哪家制造商提供的,都是唯一能完全省略冲版机的技术。”

  那么我们在免冲洗报业印版的征途上是否已经取得阶段性胜利?其实,免冲洗只是一个词汇而已。从技术角度而言,印版免冲洗是不可能的,因为无论采用哪种技术都需要去除未曝光层。而在另一方面,我们已经有比较成熟的印刷机上显影的印版,这是一种免冲洗印版,但是并非完全免冲洗。

  ● 温莎市的研发中心雇佣的37名人员,其核心竞争力就是“免冲洗”技术。此外柯达图文影像集团还在德国、以色列和日本设有研发实验室,每个实验室都有其核心竞争力。


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