多層柔性版技術分析

黃永山， 許文然， 王曉陽， 邵國安

(樂凱華光印刷科技有限公司， 河南 南陽 473003)

隨著社會文明的進步，環(huán)境保護的需求越來越高；柔性印刷因廣泛采用水性墨，是一種符合環(huán)保要求的綠色印刷技術，為越來越多的國家接受并大力推行。作為柔印不可缺少的載體，柔性版在其中發(fā)揮的作用更是不言而喻。

柔性版的發(fā)明經歷了從橡膠版到感光樹脂版的轉變，按照版材形態(tài)可分為液態(tài)版和固態(tài)版，根據其結構有單層版和多層版的差別，其制版技術更有從傳統(tǒng)菲林技術到現在直接制版數字化技術的一脈傳承。

印刷要求的提高，同樣需要版材性能的進步；雖然傳統(tǒng)單層柔性版在使用的過程中都能滿足基本需求，但在精細的印刷細節(jié)上會有部分的瑕疵；也正是出于人們的卓越追求，多層柔性版才順勢而生。下面筆者就現有的資料，對多層柔性版技術作簡要的梳理。

1 多層柔性版技術

1.1 巴斯夫(BASF)公司的多層柔性版技術

多層柔性版是相對單層柔性版而言的技術術語，是結構層數上的差異；但不同層數的彈性體卻決定了柔性版性能上的差異。

普通單層結構柔性版材主要由保護膜、感光樹脂層、支撐體組成(見圖1a)。保護膜對柔性版起保護作用；感光樹脂層也稱為感光彈性體層，它構成了柔性版的主體；支撐體的作用是減小柔性版的變形，以保持柔性版尺寸的穩(wěn)定性。

BASF公司的多層柔性版是在普通單層柔性版的基礎上增加了底基層(見圖1b)，此種多層版的感光樹脂層較硬，底基層具有可壓縮性能[1]?？蓧嚎s性的底基層在印刷的過程中，具有吸收形變(壓縮量)的作用，可使印版圖文部分保持不變，使網點增大現象得到明顯改善。

巴斯夫Nyloflex多層柔性版材有兩種，其中Nyloflex MA版可對購物袋、標簽鋁箔及制袋覆膜進行高質量的半色調印刷，可適用溶劑型、水性及紫外線固化油墨；Nyloflex ME版主要用于薄膜的白底印刷、飲料包裝印刷，對醋酸乙酯有優(yōu)良的耐受性[2]。

1.2 康迪泰克(ContiTech)公司的多層柔性版技術

2013年ContiTech公司推出了一款新型多層柔性版，型號為Laserline-CSC，其特點是在柔性版上整合了一種不用泡沫膠帶固定的可壓縮層，該壓縮層位于感光彈性體下邊(見圖2)，具有良好的沖擊彈性，有助于印刷生產中減少振動條痕，從而改善印刷效果[3]。

圖1 巴斯夫公司單層與多層柔性版結構 (a)單層柔性版結構; (b)多層柔性版結構Structure of single layer and multilayer flexographic plate of BASF(a) Structure of single layer flexographic plate, (b) structure of multilayer flexographic plate

圖2 Laser line-CSC 多層柔性版與普通柔性版的性能對比[3]Performance comparison of Laser line-CSC multilayer and common flexographic plate[3]

Laserline-CSC柔性版可以將油墨穩(wěn)定并均勻地轉移到承印物上，其堅固的EPDM(三元乙丙橡膠)覆蓋層很耐磨，具有較高的拉伸強度和良好的可激光處理性能；CSC柔性版可通過直接雕刻技術成像，并具有較高的分辨率，適用于UV油墨以及溶劑性和水性油墨印刷。

1.3 杜邦(DuPont)公司的多層柔性版技術

杜邦公司在2014年推出了具有磨砂表面的多層彈性體數碼柔性版，這類印版在普通印版的表面增加了一層粗糙度很高的樹脂層(如圖3所示)。這層樹脂里面有一些特別小的填充顆粒，從而形成粗糙的表面，在印刷的過程中能幫助實地部分實現更好的油墨轉移，使得印品實地不僅在密度上有明顯的提升，而且在視覺上更平滑、更均勻，露白現象更少[4]。

杜邦的DSP、ESP版材以及麥德美的EPIC版材都屬于含磨砂層的多層柔性版材，該類型的多層柔性版具有出色的油墨轉移性能和高光網點還原性，可保證印刷平整度和極高的實地密度，適用于對長階調再現要求極高的包裝領域；此版材與醇溶性、水性油墨及UV油墨均有非常好的兼容性，具有極高的穩(wěn)定性和極短的印刷待機時間，適用于長版活件印刷，能夠滿足客戶對更高品質、更高速度的追求[5,6]。

圖3 杜邦公司多層數字柔版彈性體結構[5]Structure of elastomer of multilayer digital flexographic plate of DuPont[5]

1.4 麥德美(MacDermid)公司的多層柔性版技術

麥德美公司研發(fā)了一種特殊表層彈性體的液態(tài)柔性版，這種特殊表層具有不同于內層彈性體的性能，此技術被成為“加帽樹脂技術”[7]。

液體感光柔性版在制備時，先鋪流一層性能特殊的感光樹脂液(這種感光液體曝光后硬度高要于普通感光液的液體版)，再鋪流普通的感光樹脂液，這樣在制版結束后就得到了表層硬度要高于內層的液體感光柔性版，相當于在版的浮雕上加了個“帽子”(參見圖4)。

這種表面加帽層是一種具有不同感光速度的、硬度稍大的光聚合物，所以加帽層不會變形，可以使印版圖像的層次更細微，提供極好的圖像還原性。采用加帽技術能減少瓦楞紙箱印刷的魚骨紋，有效提升了反白的深度；它的高硬度降低了網點的擴大，提升了耐印力以及印刷的速度、質量和便捷性。

2 多層柔性版技術的專利分析

目前，多層柔性版技術專利主要集中在康迪泰克(ContiTech)公司、杜邦(DuPont)公司和麥德美(MacDermid)等公司。

圖4 印刷狀態(tài)下加帽技術的多層柔性版Multilayer flexographic plate with capping technology in printing state

2.1 康迪泰克公司的多層柔性版專利

康迪泰克專利US20140202348涉及到了多層柔性版壓縮層技術，它吸收了膠印版材上印刷輥筒時襯墊壓縮層(US6019042)與發(fā)泡層(EP2070717)的有益經驗，對其技術進行了延伸，以用于柔性版材[8-10]；此專利公布的壓縮層位于柔性版浮雕層與尺寸穩(wěn)定層的下方，在印刷壓力的作用下體積收縮減小且沒有橫向的擴展，因此對于印刷網點的擴大現象有明顯的改善作用。

2.2 杜邦公司的多層柔性版專利

專利US20040234886披露了多層柔性版彈性體的磨砂層細節(jié)，通過添加硅酸鹽、氯酸鹽等納米級別顆粒，與具有感光性能的組合物共同構成磨砂層，其位于浮雕的上面，形成了粗糙的表面[11]。此法制備的多層柔性版有效地增加了印刷傳墨性能。

2.3 麥德美公司的多層柔性版專利

麥德美公司的多層柔性版技術有固體多層版技術與液體多層版技術[12-19]。專利US4582777屬于柔版壓縮層最早的基礎專利，在此基礎上專利US20070042231對其進行了大幅的改進，它的結構為一個聚合物層和一個壓縮層，其中壓縮層中的空穴占到壓縮層體積的10%～60%，壓縮層物料重量中至少70%是聚合物或感光樹脂與聚合物的混合物。其亮點在于感光樹脂層單體溶解度與壓縮層相比更接近感光樹脂的溶解度，所以感光樹脂層與壓縮層之間不會發(fā)生滲透而導致串層。

專利US5776661、US5976765、US4266007、US4332873、US5962111、US20080107908涉及到了液體感光樹脂多層柔性版的加帽樹脂。其中US5776661公布出了加帽樹脂的配方組份的具體清單，預聚體與相應丙烯酸酯單體在堿性環(huán)境中光引發(fā)劑存在下，經曝光作用，液體的加帽樹脂固化在浮雕的表層，其硬度要高于液體感光樹脂柔性版的內層，在印刷時起到了不易變形的作用，使浮雕耐磨性大大提高，從而保證了高質量印刷效果。

2.4 其它多層柔性版專利[20,21]

專利US20120103216中，不僅提到了柔性版的壓縮層，而且還設計了包含兩個壓縮層的多層柔性版。專利US6774162公布了適合用于多層柔性版壓縮層的組合物。

3 前景與展望

就目前技術來看，多層柔性版的核心產權被國外公司諸如杜邦、麥德美等壟斷；我國要發(fā)展多層柔性版技術，就必須對這些公司的相關專利進行深入細致的分析，避開相關的壁壘，才能開發(fā)出具有自主產權的產品。多層柔性版技術是將不同結構和功能的樹脂層融合在一起，實現功能協作的同時提升了版材性能，這啟發(fā)了我們創(chuàng)新的思路，但也要認識到多層柔性版具有結構復雜、生產工藝要求高、成本昂貴等難點，這將制約其進一步的發(fā)展。

柔性版印刷因綠色環(huán)保、高效的特點已深入人心，隨著包括多層柔版技術、平頂網點技術、熱顯影技術等在內的各種新柔印技術的發(fā)展與應用，必將促進柔印品質的快速提升，在全球范圍內柔印也必定會迎來一個新的發(fā)展階段。