感光树脂柔性版的发展历程及最新技术

感光树脂柔性版发明至今已经有40多年的历史了，柔性版印刷流程中的诸多环节都出现了重大技术进步。

印刷作为一个系统工程，无须过多强调某一环节的重要性，但就具体技术而言，柔性版制版在近年来确实给人们带来了诸多惊喜。

从1997年的数字制版技术到2000年的无溶剂制版，从高清柔印和平顶网点技术的成功到实地加网技术的进一步发展，不难看出，固体感光树脂版在印刷品质、生产效率和可持续性上都取得了长足的进步。

回顾历史，柔性版印刷这个名字出现的时间并不早。

1951年，美国人富兰克林·莫斯发起了旨在改变人们对苯胺印刷恶劣感光树脂柔性版的发展历程及最新技术赵 嵩印象的征名活动，柔性版印刷（Flexography）这个名称才被正式使用，其英文前缀F l e x o-的本意有机动、灵活、多样和柔软的意思，除了柔性版印刷这个本意外，这个名字更多在于描述柔印对承印物的广泛适用性，从瓦楞纸印刷到标签和薄膜印刷都有柔性版的身影。

1.橡皮版最早出现的柔性版是硫化橡胶版材，业内也习惯称为橡皮版。

橡皮版通过人工雕刻，形成凸起的图文部分，非图文部分的橡胶被雕刻去除。

我国瓦楞纸箱包装市场曾经广泛使用人工或低端激光雕刻机雕刻的橡皮版，但是随着固体感光树脂版价格的下降和国内劳动力成本的快速上升，橡皮版曾经的价格优势不再明显；而市场对品质的要求进一步提高，也使得橡皮版的使用量逐渐降低。

随着近些年用户对无缝印版的需求提升，直接雕刻的橡胶版再次进入人们视野，我国国内也有少量此类直接雕刻设备装机，但目前在设备综合成本及印刷品质上仍有很大挑战。

2.固体感光树脂柔性版1973年，经过长期的开发研究，杜邦公司华裔科学家陈圆玉博士发明了固体感光树脂柔性版（后简称柔性版），同时柔性版制版的6个步骤也被业内广泛接受。

固体感光树脂柔性版在1974年正式进入商业化生产。

PRINTING FIELD 2017.03固体感光树脂版的发明推动了柔性版印刷的进步，主要表现在：首先是图像印刷精度得以大幅提升，和之前的橡皮版相比，树脂版可以比较容易地制作80 l p i以上的印刷品。

其次，在油墨转移、耐印力和制版速度上也有很大提升。

在柔性版推出早期，仅有1.7 m m和2.28 m m厚度的两种版材；为了满足不同印刷设备和承印材料的需求，目前已经有0.76 m m～7 m m厚度的多种版材可供选择。

2.28 m m以上的厚版通常在瓦楞纸印刷中使用，而0.76 m m 和1.14 m m厚度版材在标签和软包装中应用更为广泛。

以软包装为例，目前国内较大规模的印刷企业几乎全部采用1.14 m m厚度印版，但仍有一些老旧设备在薄膜印刷时采用更厚的版材；而针对软包装印刷的0.76 m m厚度印版虽然在国内很少，在欧洲却有不少使用，网点扩张小，制版速度快，良好的回弹性可以满足高速印刷需求，是用户选择这类厚度印版的首要原因。

值得一提的是，纵观全球柔印市场，各地对柔性版厚度的需求有较大差别，比如北美市场在印刷标签和薄膜时普遍选用1.7 m m厚度的版材，欧洲用户大部分倾向于1.14 m m，印刷设备及工艺流程的沿袭对此影响较大。

3.计算机直接制版技术在固体感光树脂版柔性版推出的同时，胶印和凹印的技术进步并没有停止，都同时快速转向计算机直接制版技术，随之而来的是印刷品质的大幅提升，也带动了包装市场对品质需求的进一步提升。

1995年，基于激光雕刻黑膜的柔印直接制版技术在drupa1995印刷展面市，同时推出的还有称为C D I的柔性版雕刻制版设备。

直接制版技术给柔印带来诸多好处，比如可以印刷出更小的高光网点，更长的阶调范围，更细的翻白线条和文字。

在制版和印刷方面，更好的制版宽容度、更好的套准、更短的准备时间都已经被业界所认可，这些特点对于柔印品质的提升产生了极其巨大的推动作用。

包括杜邦、富林特、旭化成等公司都在生产基于黑膜雕刻的柔性版材，时至今日，该技术已经极为成熟。

随着柔印的进一步发展，不图1 1973年发明的使用照相底片的柔性版版材结构图2 1995年发明的使用黑膜的柔性版直接制版版材结构保护膜隔离膜感光树脂层支撑膜保护膜黑膜感光树脂层支撑膜同的印刷需求开始对印版的性能提出不同的要求，有些需求对印版的同一性能要求甚至是相反的。

目前市场上还没有一种印版能够满足所有的柔印需求，例如厚瓦楞纸印刷为了减少排骨纹的影响，要求版材的硬度不能太高，而表面粗糙的面纸则对印版耐印力提出挑战；高网线的标签印刷则要求印版网点扩张不能太大，精细图文的还原要好，这通常都需要高硬度印版的配合。

所以，针对不同应用类型的柔性版被大量开发出来，用以满足用户的不同需求。

4.热敏洗版技术数字版推出时，柔性版制版的时间长，有机溶剂洗版的环保问题也被业界关注。

使用有机溶剂的制版过程通常需要3～4个小时，这中间的烘干过程最为耗时。

显然，柔性版制版相对胶印制版的周期而言是过长的，而且洗版使用的有机溶剂多数仍不安全，尤其是国内较多使用四氯乙烯和正丁醇的混合溶剂，则毒性更大。

为解决这两个问题，在2000年出现了无溶剂的热敏洗版技术。

热敏洗版技术的核心是感光树脂的配方和洗版工艺的控制。

图3的制版机结构简图解释了热敏制版系统的工作原理，主曝光后的印版夹在热敏洗版机的滚筒上，在高温作用下，未曝光的树脂融化，接着使用无纺布将黏稠的树脂带走，实现浮雕文字的显影过程。

热敏洗版技术最大的优势在于不使用溶剂，不存在环保问题，不用担心溶剂回收过程的安全隐患；也不存在烘干的耗时问题，印版没有溶胀再恢复的过程，能大大缩短制版时间，制作的版材稳定性好。

5.高清柔印技术进入2000年后，提高柔印品质的呼声再次响起。

面对其他印刷方式的竞争，为了进一步提升柔性版印刷的精细程度，2009年4 000 d p i分辨率的雕刻机发布，全新的加网方式（HD Flexo）面世。

在此之前，针对高精细柔印，柯达和网屏公司也都有过不同的加网技术，但都没有得到广泛使用。

精细网点印刷以往最大的问题在于糊版和耐印力低，高清柔印在高光部分采用了大小网图3 2000年发明的热敏版制版机结构简图图4 RIP解释后的高清网点图5 在柔版上的HD Flexo网点小网点大网点大网点，分担了绝大部分来自网纹辊的压力，降低了小网点受到的冲击，提升了小网点耐印力环绕大网点的小网点，有效地支撑大网点的印刷曝光后的印版无纺布成像辊PRINTING FIELD 2017.03点混合加网的技术，利用网点彼此相互支撑的方式来提升耐印力，使用高度稍高的大网点来减缓小网点承受的压力，延长小网点的寿命。

虽然高清柔印技术带来了品质的又一次提升，但是对制版提出了前所未有的挑战。

如何精准地制作出细小网点而不在制版过程中就出现掉点问题，如何有效控制网点大小以确保版材制作的稳定性，这些问题在当时对所有的版材供应商都提出了挑战。

大量的测试表明，完全能满足高清柔印制版需求的材料和制版设备并不多，正式生产中的重复性更是一个必须考虑的问题。

实际使用经验也证实，高清柔印版必须采用中高硬度、高分辨率的印版来制作，而高能量的曝光设备则是第二个必要条件。

对洗版而言，保留细小网点完整的同时要把网点间的未曝光树脂彻底清除也是很有挑战的。

所以，除了高精度的激光雕刻机和软件技术外，高品质的版材和精细的制版设备是制作高清柔性版印版的必备条件。

高清柔印发展的另一个方向是实地加网技术，通过在柔性版实地表面雕刻极其细小的网点来提升印版表面积，从而提高油墨转移率。

这个技术推出初期，实地密度的提升只有0.1～0.2，在和凹印对比竞争中，仍然无法满足客户需求。

细小网点的耐印力问题并没有因为HD Flexo的推出而彻底解决，耐印力仍旧是个困扰用户的问题，要求解决印刷糊版的呼声也越来越高。

在长期使用圆顶的激光版后，人们逐渐意识到传统软片制作的版材也有耐印力的优势，如果能结合二者的优点开发新的技术，则可以突破传统圆顶网点的瓶颈，平顶网点技术就是针对这些问题而开发的。

6.平顶网点技术从2008年开始，市场上陆续有各类技术推出，其中有杜邦公司推出的利用氮气的DigiFlow，通过曝光中向曝光机内冲入氮气达到去除氧气的影响；麦德美公司的Lux技术也是使用传统激光印版，但是采用了复合透明薄膜隔绝氧气的做法；富林特公司则推出了使用高强度曝光装置的N E x T技术，“抑制”氧气的影响，制作平顶网点；艾司科公司也采用了类似的设计思路，在激光雕刻机内部内置高强度曝光灯管。

这些开放的制版方式可以制作任何基于黑膜的激光印版，但无一例外都是需要在原有的工作流程中增加额外设备或耗材，给版材品质控制带来了更多的不确定性。

图7 传统激光版小网点圆顶窄肩的结构容易出现掉点问题图6 早期的实地加网（左）和普通实地加网（右）的对比在我国，已经有很多用户采用了平顶网点并进行大量生产，从实际效果看，平顶网点在耐印力和印刷稳定性等方面的表现达到了预期；此外得益于平顶网点较小的网点扩张，在高光和渐变效果中，也可以看到平顶网点比传统激光版的圆顶网点更为平顺。

而对于实地加网技术，配合采用平顶网点技术则可以得到巨大的提升。

最近推出的更精准的雕刻技术P i x e l+，结合平顶网点技术，针对软包装的实地加网已经取得了重大突破。

例如，对于四色蓝的单色测试，可以在同样的印刷条件下，将密度值提升达到0.4～0.5，同时实地看起来更为均匀，解决了常见的大实地色块内部密度不均一的问题。

而在实地加网技术取得突破的同时，针对油墨密度提升的另一种版材技术也取得了进步，那就是多层版版材技术。

多层版技术是在普通印版表面上再增加一层特别的磨砂表面，用以提升油图9 平顶网点（左）和圆顶网点(右)对比图8 平顶网点结构更为稳定墨转移率，杜邦的P L S、E X L版材，麦德美的E P I C版材都曾经采用过类似技术。

进入2014年，随着基于设备的平顶网点技术的推广，多层版技术的瓶颈逐渐显现。

客户在使用过程中面临的最大问题就是综合成本、品质和效率的平衡问题。

从已有的设备方案看，尚没有一个完美的解决办法可以满足客户在上述三方面需求。

所以，几乎所有的版材供应商都转向了开发不需要额外设备，自带平顶网点的版材技术。

7.自带平顶网点技术印版自带平顶网点技术的印版首先解决了购置设备的投资问题，同时因为减少了各种去除氧气的环节，提升了制版效率。

与此同时，结合多层版技术，在自带平顶网点的印版表面增加一层磨砂树脂层，可以更为有效地提升油墨转移率。

2015年，Cyrel Easy系列平顶网点印版面世。

全新树脂配方的印版保持了数字柔性版一贯的高分辨率与重复性，同时兼有传统柔性版的诸多优势，可用于普通氧气下的曝光环境。

既不需要特别的加网程序，也不需要使用图10 相同印刷条件下普通实地（左）和最新实地加网技术下实地（右）对比PRINTING FIELD 2017.03图11 普通数字印版（左）与多层平顶印版（右）印刷出的产品对比特殊的制版设备，就可以得到最佳的性能。