CN103331988A

CN103331988A - 一种柔性印刷版的制版方法和主曝光设备

Info

Publication number: CN103331988A
Application number: CN2013102426339A
Authority: CN
Inventors: 汪海洋; 傅文珍; 许冬生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: CN103331988B

Abstract

本发明涉及一种柔性印刷版的制版方法和主曝光设备，该主曝光设备包括若干点阵式排布的LED，以及控制各LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器。该制版方法的主曝光步骤包括：建立图文形状和各LED之间的对应关系，对应关系至少包括每一LED所对应图文形状区域中的网点数量；基于所述对应关系控制各LED进行第一主曝光，以在被曝露的光敏层顶部形成厚度与所述图文形状相关的隔氧层；之后，基于所述对应关系控制各LED进行第二主曝光，以形成所述网点。其优点是：使网点的顶部形成以近似圆柱体的网点顶部，使印版具有更高的耐磨性；并且使印刷版坯体曝露出的光敏层形成致密的保护层，以最大限度的减少氧气侵蚀。

Description

一种柔性印刷版的制版方法和主曝光设备

技术领域

本发明涉及柔性版印刷技术领域，尤其涉及一种柔性印刷版的制版方法和主曝光设备。

背景技术

柔性版印刷是一种印刷方法，其使用在橡皮印版或光敏聚合物印版中的弹性浮雕图像来印刷诸如纸箱、袋子、标签或书本等制品。已经发现柔性版印刷在包装行业中具有特殊的应用，在该行业中柔性版印刷在许多情况下已经代替了照相凹版印刷和平版胶印技术。

在印刷领域中，形成上述浮雕图像的方法通常是，将具有设定图案的掩膜层遮蔽在含有光敏弹性体（或称之为光敏层）的未曝光的印刷版坯体上，使用激光烧蚀光敏层上的黑色掩膜层并将其蒸发，掩膜层上图文部分变成透明的区域；之后通过光化辐射(通常为紫外光辐射)曝光印刷版坯体底面，光敏层内底层部分的引发剂分解成自由基，引发可交联单体反应而固化，以建立稳固的柔性版底基；同时曝光印刷版坯体正面，掩膜层透明的区域透过紫外光，光敏层内上层的引发剂分解成自由基，引发可交联单体反应而固化。未透过紫外线的区域不能发生交联反应，利用它们在洗版液中溶解度的差异，洗版并进行烘干、去粘等后处理后得到含有文字图案的浮雕印版。而在此领域中，一种可形成上述带透明区域的掩膜层方式为：首先用激光辐射(通常为由计算机控制的红外辐射)将所述元件成像曝光，以选择性地除去曝光区域中的掩模层，然后用光化辐射(通常UV辐射)将所述元件全面曝光，以使透明区域中的光敏层固化。

在上述技术方案中，主曝光时间长短和曝光强度主要由印刷版坯体材料、规格尺寸以及浮雕图案形状来确定。主曝光时间长短和曝光强度均为单一参数，不可调整；曝光时间过短或曝光强度过低会使图文坡度太直，线条弯曲、网点丢失，小字、小点部分被洗掉；反之，曝光时间过长或曝光强度过高会导致阴图文较浅，产生敷版，字迹模糊等现象。

在以上所描述的数字化制版方法中，掩模和曝光结合通常会产生圆台形的凸纹网点，可参见图3，其为理想中网点的形态。但由于氧气起自由基捕捉剂的作用，固化反应可以被溶解在光敏层（通常为树脂组合物）中的氧分子抑制，这种情况下会产生如图4所示的情况，网点的外周部分被侵蚀导致网点缩小。在现有技术中，尽可能避免氧气侵蚀的方法主要有以下两种：

一种是在曝光之后，洗版前减少光敏层的溶解氧浓度，将元件置于惰性气体气氛(如二氧化碳气体或氮气)中来置换溶解的氧来完成。这种方法的缺点是操作麻烦，不方便并且需要用于放置设备的大型密闭空间。

另一种公知的方法是将印刷版进行光化辐射的预曝光。使用大功率、短时间的LED光源对带透明区域的掩膜层和光敏层复合元件进行曝光，在光敏层表面形成一薄的固化层，其显然降低了光敏层内溶解氧的浓度，因而有助于微细特征(如加亮点、细线、孤立点等)保留在最终印刷版。然而，这种把主曝光分为预曝光+主曝光的二步发工艺提高了设备的复杂程度，而且由于预曝光的光强度和曝光时间在全幅面上是一致的，这也导致了在大块图文区域和细小图文区域的氧气侵蚀效应差异，也就导致了大块图文区域和细小图文区域的印版仍存在轻微的差异。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种柔性印刷版的制版方法和主曝光设备，通过采用点阵式排布的LED进行曝光，避免了氧气侵蚀的问题。

为了达到上述发明目的，本发明首先提出的一种柔性印刷版的制版方法，是通过以下技术方案实现的:

一种柔性印刷版的制版方法，至少包括如下步骤：提供具有光敏层及置于该光敏层上的掩膜层的印刷版坯体；基于待形成的印刷版图文形状，选择性地激光烧蚀所述掩模层，以有选择地曝露出所述光敏层；主曝光光源对所述印刷版坯体进行，使被曝露的光敏层固化而形成网点；其特征在于，所述主曝光光源包括若干点阵式排布的LED，以及控制各LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器；所述主曝光的具体方法包括:

建立所述图文形状和各LED之间的对应关系，所述对应关系至少包括每一LED所对应图文形状区域中的网点数量；基于所述对应关系控制各LED进行第一主曝光，以在被曝露的光敏层顶部形成厚度与所述图文形状相关的隔氧层；之后，基于所述对应关系控制各LED进行第二主曝光，以形成所述网点；

在所述主曝光过程中，若一LED所对应区域的网点数量为零时，其自始至终不发光；除不发光LED外，在第一主曝光中，各LED所对应区域的曝光量与其网点数量负相关，在第二主曝光中，各LED所对应区域的曝光量与其网点数量正相关；

所述LED在所述第一主曝光中的曝光高度低于第二主曝光、光强大于第二主曝光、曝光时间小于第二主曝光。

所述第一主曝光中，各LED光强和曝光高度相同，且各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量负相关；所述第二主曝光中，各LED光强和曝光高度相同，且各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量正相关。

所述第一主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同，且各LED的光强与其所对应区域网点数量负相关；所述第二主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同，且各LED的光强与其所对应区域网点数量正相关。

在第一主曝光中，各LED的曝光高度选自0.5-10cm、光强选自400-1000mW/cm²、曝光时间选自1-60s；在第二主曝光中，各LED的曝光高度选自10-20cm、光强选自5-30mW/cm²、曝光时间选自10-20min。

所述主曝光光源曝光的具体方法还包括：在建立所述对应关系前，定位被激光烧蚀后印刷版坯体。

其次，本发明还提出的一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，是通过以下技术方案实现的:

一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，其特征在于：所述主曝光设备至少包括用于曝光印刷版坯体上被曝露的光敏层的主曝光光源，以及控制连接所述主曝光光源的光栅图像处理器；所述主曝光光源包括若干点阵式排布的LED和控制所述LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器，所述光栅图像处理器控制连接所述执行机构和调光器，以选择性的控制所述LED发光、曝光高度、曝光时间及曝光强度。

所述主曝光设备还包括至少一个用于监控所述印刷版坯体位置的摄像头，所述摄像头连接所述光栅图像处理器。

所述执行机构为电控马达。

所述执行机构为气缸。

在上述技术方案中，所使用技术术语“正相关（Positive correlation）”和“负相关（negative correlation）”在此特解释如下：若两个变量变动方向相同，一个变量由大到小或由小到大变化时，另一个变量亦由大到小或由小到大变化，即正相关；反之，若变动方向相反则为负相关。具体到本发明中，第一主曝光时，网点的区域越多曝光量越小，即负相关；主曝光时，网点越多的区域曝光量越大，即正相关。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.在更接近印版的高度进行第一曝光，可以使网点的顶部形成以近似圆柱体的网点顶部，使印版具有更高的耐磨性；

2.使用短时间、大光强的曝光方式进行第一次曝光，可以使印刷版坯体曝露出的光敏层形成致密的保护层，以最大限度的减少氧气侵蚀；

3.在离印刷版坯体略远的高度进行第二曝光，可以使网点的底部形成锥形的支撑，使网点的强度更大、印刷版的寿命更久；

4.使用长时间、小光强的曝光方式进行第二曝光，并根据图文内容控制图文多的区域曝光时间略长，图文少的区域曝光时间略短；使各区域最终形成的印刷版高度尽量一致。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本发明实施例制版设备的整体结构主视图；

图2为本发明实施例制版设备的整体结构侧视图；

图3为理想曝光状态形成的网点形态图；

图4为氧气侵蚀产生的网点形态图；

图5为本发明实施例制版方法所形成的网点形态图；

图6为本发明实施例主曝光设备的系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6所示，标号分别表示：

顶盖1、LED2、主机3、掩膜层4、光敏层5、网点6、底基7。

本实施例中首先提供一种柔性印刷版的制版方法，和现有的数字柔性版制版方法大致相同，其主要包括如下步骤：

步骤1：制备印刷版坯体，该印刷版坯体具有光敏层5及置于该光敏层5上的掩膜层4；

步骤2：基于待形成的印刷版上的图文形状，选择性地激光烧蚀所述掩模层4，使掩模层4上被烧蚀成与带形成的浮雕图案形状配合的透明部分，进而有选择地曝露出所述光敏层。

步骤3：用背曝光光源放射紫外光辐射来曝光光敏层5的底部，以在上述元件底部形成稳固的印版底基7。

步骤4：用主曝光光源曝光所述印刷版坯体，使印刷版坯体上曝露的光敏层部分被固化，从而形成固化的网点6，被掩膜层4遮蔽的部分则未固化。

步骤5：3.洗版以去除所述印刷版坯体上的未固化区域，并进行烘干、去粘等后处理工艺以形成柔性版印版。

由于上述方法中激光烧蚀、背曝光、去除未固化部分等步骤已经被诸多公知技术所披露，为本领域普通技术人员习见技术手段，故在此对于其具体技术细节不再赘述。

区别于现有技术的是，在上述的步骤4中，主曝光光源采用了点阵LED曝光技术，该采用点阵LED曝光技术的主曝光光源包括若干点阵式排布的LED，以及控制各LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器；所述主曝光的具体方法包括:

建立所述图文形状和各LED之间的对应关系，所述对应关系包括每一LED所对应图文形状区域中的网点数量；

基于所述对应关系控制各LED进行第一主曝光，以在被曝露的光敏层顶部形成厚度与所述图文形状相关的隔氧层；

之后，基于所述对应关系控制各LED进行第二主曝光，以形成所述网点。

上述技术方案中对于第一主曝光和第二主曝光的具体曝光量限定如下：

在所述主曝光的过程中，若一LED所对应区域的网点数量为零时，其自始至终不发光；除不发光LED外，在第一主曝光中，各LED所对应区域的曝光量与其网点数量负相关，在第二主曝光中，各LED所对应区域的曝光量与其网点数量正相关；

本领域技术人员可以理解的,曝光量为印刷版坯体表面接收的光照度在时间内的积分，由于在第一主曝光/第二主曝光中LED照射的角度、光照度恒定，上述曝光量和光强、时间呈线性关系，因此：

当在所述第一主曝光中，各LED光强和曝光高度相同时，各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量负相关。

当在所述第二主曝光中，各LED光强和曝光高度相同时，各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量正相关。

当在所述第一主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同时，各LED的光强与其所对应区域网点数量负相关。

当在所述第二主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同时，各LED的光强与其所对应区域网点数量正相关。

在具体的实施方式中，上述主曝光的方式如下：

a)把图文形状输入主曝光机；

b)定位印刷版坯体，使其与图文形成对应关系；

c)在图文形状和各LED光源之间建立对应关系；

d)根据所建立的对应关系，各LED光源先在接近印刷版坯体的高度，使用短时间、大光强的曝光方式进行第一次曝光；在被有选择地曝露的光敏层顶部形成一与图文内容有关的厚度不一的隔氧层。

e)根据所建立的对应关系，各LED光源再在离印刷版坯体略远的高度，使用长时间、小光强的曝光方式进行第二次曝光，以固化图文部分。

在实施实例中，制作的柔性版印版为133线/inch，即52线/cm，则每cm²由52×52=2704个点构成；主曝光光源按照1个LED/cm²进行安装，则每个LED对应印版上的2704个点；根据图文对应关系，就可计算出每个LED光源对应的印版上点的多少。

在本实施实例中，LED第一主曝光高度2.3cm，第一主曝光光强为600mW/cm²；某个LED对应的印版上的点为2704，其第一主曝光时间为4s，某个LED对应的印版上的点为112，其第一主曝光时间为11s，某个LED对应的印版上的点为0，其第一主曝光时间为0s（即不发光）。在这里，第一主曝光的光强全部相等的情况下，网点越多，第一主曝光时间越短；或者也可以设定相同曝光时间下，网点越多光强越低。而网点为0是，则判断为没有内容不需要曝光，因此构成特例。

LED第二主曝光高度15cm，第二主曝光光强为15mW/cm²；在本实施实例中，某个LED对应的印版上的点为2704，其第二主曝光时间为17min，某个LED对应的印版上的点为112，其第二主曝光时间为13min，某个LED对应的印版上的点为0，其第一主曝光时间为0min（即不发光）。

结合上述制版方法，本发明还提供一种用于印刷版坯体制版的主曝光设备。其整体结构主要由顶盖1和主机3构成，顶盖1设于主机3上，且侧缘和主机3铰接。顶盖1上设置有用于曝光印刷版坯体上被曝露的光敏层的主曝光光源，而主机3上表面形成承载印刷版坯体的支撑表面。和现有制版设备不同的是，所述主曝光光源包括若干点阵式排布的LED2和控制所述LED2曝光高度的执行机构，主机3内还设置光栅图像处理器。该些LED2各连接一调光器，所述光栅图像处理器控制连接所述执行机构和调光器，以选择性的控制所述LED发光、曝光高度、曝光时间及曝光强度。

另外，所述主曝光设备还包括一个或多个用于监控所述印刷版坯体位置的摄像头，所述摄像头连接所述光栅图像处理器。

在具体的实施方式中，所述执行机构可选择采用电控马达、气缸或者手动调节等方式。

以上通过实施例对于本发明的发明意图和实施方式进行详细说明，但是本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种柔性印刷版的制版方法，至少包括如下步骤：提供具有光敏层及置于该光敏层上的掩膜层的印刷版坯体；基于待形成的印刷版图文形状，选择性地激光烧蚀所述掩模层，以有选择地曝露出所述光敏层；主曝光光源对所述印刷版坯体进行，使被曝露的光敏层固化而形成网点；其特征在于，所述主曝光光源包括若干点阵式排布的LED，以及控制各LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器；所述主曝光的具体方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种柔性印刷版的制版方法，其特征在于：所述第一主曝光中，各LED光强和曝光高度相同，且各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量负相关；所述第二主曝光中，各LED光强和曝光高度相同，且各LED的曝光时间与其所对应区域网点数量正相关。

3.根据权利要求1所述的一种柔性印刷版的制版方法，其特征在于：所述第一主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同，且各LED的光强与其所对应区域网点数量负相关；所述第二主曝光中，各LED曝光时间和曝光高度相同，且各LED的光强与其所对应区域网点数量正相关。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种柔性印刷版的制版方法，其特征在于：在第一主曝光中，各LED的曝光高度选自0.5-10cm、光强选自400-1000mW/cm²、曝光时间选自1-60s；在第二主曝光中，各LED的曝光高度选自10-20cm、光强选自5-30mW/cm²、曝光时间选自10-20min。

5.根据权利要求4所述的一种柔性印刷版的制版方法，其特征在于：所述主曝光光源曝光的具体方法还包括：在建立所述对应关系前，定位被激光烧蚀后印刷版坯体。

6.一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，其特征在于：所述主曝光设备至少包括用于曝光印刷版坯体上被曝露的光敏层的主曝光光源，以及控制连接所述主曝光光源的光栅图像处理器；所述主曝光光源包括若干点阵式排布的LED和控制所述LED曝光高度的执行机构；该些LED各连接一调光器，所述光栅图像处理器控制连接所述执行机构和调光器，以选择性的控制所述LED发光、曝光高度、曝光时间及曝光强度。

7.根据权利要求6所述的一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，其特征在于：所述主曝光设备还包括至少一个用于监控所述印刷版坯体位置的摄像头，所述摄像头连接所述光栅图像处理器。

8.根据权利要求7所述的一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，其特征在于：所述执行机构为电控马达。

9.根据权利要求7所述的一种用于柔性印刷版制版的主曝光设备，其特征在于：所述执行机构为气缸。