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曼羅蘭執(zhí)轉移熱熔化制版技術
福州眾印網 2006-8-4 16:22:00 來源：轉載
1 引言
從計算機直接成像工藝所用印版材料的物理和化學性能考慮，印版材料可分為一次成像印版和多次成像印版。從制版工藝角度看，也可分為一次成像制版和重復成像制版兩種工藝，但需找到合適的印版基材，研究合理的成像工藝和系統(tǒng)。傳統(tǒng)膠印工藝使用的印版因價格不高以及技術上的原因，印版使用過一次后就失去其使用價值，只能丟棄，即使利用了特殊的工藝再生后，性能也遠比不上其初始狀態(tài)。直接成像技術出現(xiàn)后，人們開始研究可重復成像制版工藝以及可重復成像印版材料，這不僅有技術上的原因，更主要的考慮是在經濟方面。
可重復成像指的是在一個印刷作業(yè)周期內印版表面允許永久性地存儲圖像，當一個印刷作業(yè)完成后，原來存儲的圖像可以擦去，準備為下一個印刷作業(yè)成像。這里，印版表面具有永久性存儲圖像的能力是高效率、大批量生產印刷品的前提，也是印刷品質量保持穩(wěn)定和一致的基礎。而擦除原來的圖像意味著需要使印版恢復其初始狀態(tài)(稱為中性化)，才能為下一個印刷作業(yè)成像。
采用可重復成像印版(底版)的直接成像印刷機還處在幼年期，其主要優(yōu)點是材料消耗低，從一個印刷作業(yè)轉移到另一個印刷作業(yè)時因不必更換印版而縮短周轉時間，并因此簡化了工作流程。同時，在完成整個印刷任務期間可使用同一印版，這對獲得一致的印刷質量是有利的。
重復成像可分為需添加材料和不添加材料兩大類，前者是指印版由基材和添加材料組成，基材表面具有與膠印相一致的物理特性(例如親水特性)，添加在基材表面上的材料只具有一次成像能力，但這種添加到基本表面的材料卻可以采用特定的工藝組合擦除，從而恢復基材表面的初始狀態(tài)。后者指印版材料本身具有可變換的物理特性，即借助于特定的物理化學效應而使材料的局部區(qū)域從一種狀態(tài)轉換到另一種狀態(tài)。例如材料表面的初始狀態(tài)是親水的，成像后與頁面圖文部分對應的局部區(qū)域的物理屬性轉換到另一種狀態(tài)(親墨)，但印刷作業(yè)完成后可借助于一個與成像工藝相反的過程使表面特性全部恢復到親水狀態(tài)。本文討論的羅蘭熱轉移和熱熔化制版技術屬于前者，需添加材料獲得可重復成像功能。
2 熱轉移膠印制版
熱轉移膠印制版以MAN Roland公司生產的DICOweb Litho(Digital Change Over for Lith graphic)直接成像卷筒紙膠印機采用的工藝為典型，其基礎是印版輥筒基材(表面磨光的鋼材)具有親水特性，成像時采用熱轉移工藝在輥筒基材表面添加親墨的聚合物并使其固化，聚合物出現(xiàn)的位置與頁面的印刷內容一致。完成印刷后，添加到輥筒基材表面的聚合物利用特殊的清洗液和清洗工藝擦除，為下一印刷作業(yè)做好成像準備。因此，熱轉移膠印制版工藝可分為擦除、成像和固化三個步驟。
1)成像
用熱轉移技術在印版輥筒表面建立的圖像與印刷區(qū)域對應，非印刷區(qū)域將不會發(fā)生聚合物的轉移。聚合物材料類似于熱轉移打印機的色膜，保存在卷軸上，使用時按輥筒形狀展開，在激光束作用下局部區(qū)域因高溫而熔化。熱轉移成像效果與使用的激光成像頭有關，用同時工作的64束激光(波長約830nm)使聚合物燒灼到輥筒材料表面，記錄分辨率可達2400 dpi，以每英寸150線或175線加網當無問題。隨著輥筒的旋轉，印版在整個印刷寬度上成像，記錄精度取決于成像系統(tǒng)和聚合物材料存儲裝置沿輥筒軸向移動的精度，轉移帶材料的寬度約15mm，而沿輥筒的周向成像精度則由輥筒的旋轉精度來保證。
熱轉移制版的困難是印版輥筒基材如何獲得膠印所需要的基本特性。為此需在熱轉移直接成像膠印機中附加其他裝置，以保證熱轉移到輥筒表面的親墨層能穩(wěn)定地工作，提高印版的耐印率和印刷質量。
2)固化
轉移到輥筒表面的聚合物需固化在輥筒表面，才能形成最終的印版并達到需要的耐印率。為此需采用某種加熱技術，例如熱空氣固化或熱感應固化技術。由于該步驟是使聚合物固化，因而溫度不能太高，以攝氏150℃左右為宜，這樣就形成了適合于膠印使用的印版。
3)擦除
擦除轉移到輥筒表面的聚合物是實現(xiàn)重復成像的必須步驟，它應該在印刷作業(yè)完成后進行。親墨層聚合材料可利用化學和機械組合工藝擦除，采用特制的清洗布(機械擦除)和水基清洗液(化學擦除)組合擦除工藝。聚合物被除去后，輥筒基材表面即恢復到其初始狀態(tài) (親水)，接下來就可以為下一個印刷作業(yè)成像了。
4)印刷
與普通膠印機的區(qū)別是，除潤版裝置和輸墨裝置外，印刷機上包含了成像系統(tǒng)、固化裝置和擦除裝置。印版產生后的印刷作業(yè)與一般膠印機沒有區(qū)別。印版經潤版和輸墨后，著墨圖像先轉移到橡皮布輥筒上，然后由橡皮布輥筒和壓印輥筒產生的轉印壓力轉移到承印材料上。
5)兩步熱轉移工藝
曼羅蘭DICOweb Litho直接成像卷筒紙膠印機實際采用的是兩步熱轉移工藝，與前面討論的直接熱轉移工藝有所區(qū)別，但基本工作原理是一致的。
在兩步熱轉移工藝中，轉移材料通過特殊的成像系統(tǒng)轉移到印版基材表面，可在卷筒記錄材料上一個接一個地對幾個作業(yè)成像，類似于計算機直接膠片輸出工藝。例如采用內鼓式或絞盤式照排機連續(xù)地輸出分色結果并記錄到膠片上。已經成像的材料卷可安裝到專門的暗盒中，再將暗盒放置到印刷機上，即能將親墨層通過熱轉移工藝轉移到中性印版輥筒的金屬材料表面。這說明，印刷機只需要一個寬度與輥筒寬度相同的熱源。原則上，轉移材料可以在印刷機內部通過某種特殊的模式成像，但目前為止脫機成像也許更具有優(yōu)點。
3 熔化凹版輥筒
采用熱熔化(蒸發(fā))工藝生產凹版輥筒的典型產品為曼羅蘭公司的DICOweb Gravure，該試驗印刷機于1995年公開展示。
凹印工藝是將網穴(填充油墨的基本單元)雕刻在凹版輥筒上，網穴的大小和位置與頁面上圖像的像素值對應，并通過壓印輥筒使油墨轉移到承印材料上。與膠印機形成對比的是，輪轉凹印機的印刷單元(色組)在設計上相對簡單，但凹版輥筒的生產卻很消耗時間，且生產成本也較高。熱熔化凹印制版工藝卻可以改變這種狀況，它同樣適用于印量較低的凹印作業(yè)，使計算機直接成像系統(tǒng)也能用到凹印機上。
凹印制版的重復成像工藝分為擦除、填充和成像三個主要步驟。
1)填充
基本網穴單元的典型參數為每厘米70個雕刻單元，即分辨率為178dpi。因此，相鄰基本網穴單元的距離大約是140lLm。系統(tǒng)采用刀片刮除聚合物填充到基本網穴單元中后高出網墻的部分，以保持網墻表面的平整。聚合物填充到網穴中后變硬，該過程的作用雖然只是將凹版輥筒表面區(qū)分為親水和親墨兩種區(qū)域，但卻為后面的成像作好了準備，已產生符合實際需要的親墨區(qū)域。
2)成像
利用熱激光器可使得與頁面圖文部分對應的聚合物產生局部熔化并蒸發(fā)，由于基本網穴的尺寸較小，在激光束熱量的作用下基本網穴體積將發(fā)生改變，激光束的連續(xù)作用能在基本網穴單元內形成實際需要的網穴。
采用熱熔化 (蒸發(fā))技術可達到1200dpi的記錄分辨率，這是因為成像系統(tǒng)接收到的成像信號與數字圖像的像素值對應，不同的像素值將導致不同的網穴深度，從而導致原先填充在基本網穴單元中聚合物的體積變化，并產生與像素值對應的階調值，而這正是凹版印刷可獲得高質量彩色印刷品的直接原因。
據介紹，羅蘭的重復成像凹印制版工藝對每一個基本網穴單元可產生16種階調值。這一數字看起來不高，但考慮到凹印的墨層較厚，四色油墨以16種階調值交叉疊印組合時實際可產生的顏色和層次變化還是相當豐富的。
3)擦除
擦除凹版輥筒上的成像內容可使用高壓水槍，它可以從基本網穴單元中沖洗掉不再有用的聚合物。在高壓水槍的作用下，凹版輥筒的基本結構再次露出，在填充設備的幫助下，這個凹版輥筒又可用于下一個印刷作業(yè)的成像。
4)重復成像工藝的實現(xiàn)
需要的基本部件包括聚合物填充系統(tǒng)、熱激光成像裝置、帶博士刮刀的供墨系統(tǒng)以及利用高壓水槍擦除圖像的設施。凹版印刷是一種間接凹印工藝，油墨圖像通過轉印輥筒(帶橡皮布)轉移到卷筒紙上。
本文標題：曼羅蘭執(zhí)轉移熱熔化制版技術
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