多层柔性版技术分析

黄永山， 许文然， 王晓阳， 邵国安

(乐凯华光印刷科技有限公司， 河南 南阳 473003)

随着社会文明的进步，环境保护的需求越来越高；柔性印刷因广泛采用水性墨，是一种符合环保要求的绿色印刷技术，为越来越多的国家接受并大力推行。作为柔印不可缺少的载体，柔性版在其中发挥的作用更是不言而喻。

柔性版的发明经历了从橡胶版到感光树脂版的转变，按照版材形态可分为液态版和固态版，根据其结构有单层版和多层版的差别，其制版技术更有从传统菲林技术到现在直接制版数字化技术的一脉传承。

印刷要求的提高，同样需要版材性能的进步；虽然传统单层柔性版在使用的过程中都能满足基本需求，但在精细的印刷细节上会有部分的瑕疵；也正是出于人们的卓越追求，多层柔性版才顺势而生。下面笔者就现有的资料，对多层柔性版技术作简要的梳理。

1 多层柔性版技术

1.1 巴斯夫(BASF)公司的多层柔性版技术

多层柔性版是相对单层柔性版而言的技术术语，是结构层数上的差异；但不同层数的弹性体却决定了柔性版性能上的差异。

普通单层结构柔性版材主要由保护膜、感光树脂层、支撑体组成(见图1a)。保护膜对柔性版起保护作用；感光树脂层也称为感光弹性体层，它构成了柔性版的主体；支撑体的作用是减小柔性版的变形，以保持柔性版尺寸的稳定性。

BASF公司的多层柔性版是在普通单层柔性版的基础上增加了底基层(见图1b)，此种多层版的感光树脂层较硬，底基层具有可压缩性能[1]。可压缩性的底基层在印刷的过程中，具有吸收形变(压缩量)的作用，可使印版图文部分保持不变，使网点增大现象得到明显改善。

巴斯夫Nyloflex多层柔性版材有两种，其中Nyloflex MA版可对购物袋、标签铝箔及制袋覆膜进行高质量的半色调印刷，可适用溶剂型、水性及紫外线固化油墨；Nyloflex ME版主要用于薄膜的白底印刷、饮料包装印刷，对醋酸乙酯有优良的耐受性[2]。

1.2 康迪泰克(ContiTech)公司的多层柔性版技术

2013年ContiTech公司推出了一款新型多层柔性版，型号为Laserline-CSC，其特点是在柔性版上整合了一种不用泡沫胶带固定的可压缩层，该压缩层位于感光弹性体下边(见图2)，具有良好的冲击弹性，有助于印刷生产中减少振动条痕，从而改善印刷效果[3]。

图1 巴斯夫公司单层与多层柔性版结构 (a)单层柔性版结构; (b)多层柔性版结构Structure of single layer and multilayer flexographic plate of BASF(a) Structure of single layer flexographic plate, (b) structure of multilayer flexographic plate

图2 Laser line-CSC 多层柔性版与普通柔性版的性能对比[3]Performance comparison of Laser line-CSC multilayer and common flexographic plate[3]

Laserline-CSC柔性版可以将油墨稳定并均匀地转移到承印物上，其坚固的EPDM(三元乙丙橡胶)覆盖层很耐磨，具有较高的拉伸强度和良好的可激光处理性能；CSC柔性版可通过直接雕刻技术成像，并具有较高的分辨率，适用于UV油墨以及溶剂性和水性油墨印刷。

1.3 杜邦(DuPont)公司的多层柔性版技术

杜邦公司在2014年推出了具有磨砂表面的多层弹性体数码柔性版，这类印版在普通印版的表面增加了一层粗糙度很高的树脂层(如图3所示)。这层树脂里面有一些特别小的填充颗粒，从而形成粗糙的表面，在印刷的过程中能帮助实地部分实现更好的油墨转移，使得印品实地不仅在密度上有明显的提升，而且在视觉上更平滑、更均匀，露白现象更少[4]。

杜邦的DSP、ESP版材以及麦德美的EPIC版材都属于含磨砂层的多层柔性版材，该类型的多层柔性版具有出色的油墨转移性能和高光网点还原性，可保证印刷平整度和极高的实地密度，适用于对长阶调再现要求极高的包装领域；此版材与醇溶性、水性油墨及UV油墨均有非常好的兼容性，具有极高的稳定性和极短的印刷待机时间，适用于长版活件印刷，能够满足客户对更高品质、更高速度的追求[5,6]。

图3 杜邦公司多层数字柔版弹性体结构[5]Structure of elastomer of multilayer digital flexographic plate of DuPont[5]

1.4 麦德美(MacDermid)公司的多层柔性版技术

麦德美公司研发了一种特殊表层弹性体的液态柔性版，这种特殊表层具有不同于内层弹性体的性能，此技术被成为“加帽树脂技术”[7]。

液体感光柔性版在制备时，先铺流一层性能特殊的感光树脂液(这种感光液体曝光后硬度高要于普通感光液的液体版)，再铺流普通的感光树脂液，这样在制版结束后就得到了表层硬度要高于内层的液体感光柔性版，相当于在版的浮雕上加了个“帽子”(参见图4)。

这种表面加帽层是一种具有不同感光速度的、硬度稍大的光聚合物，所以加帽层不会变形，可以使印版图像的层次更细微，提供极好的图像还原性。采用加帽技术能减少瓦楞纸箱印刷的鱼骨纹，有效提升了反白的深度；它的高硬度降低了网点的扩大，提升了耐印力以及印刷的速度、质量和便捷性。

2 多层柔性版技术的专利分析

目前，多层柔性版技术专利主要集中在康迪泰克(ContiTech)公司、杜邦(DuPont)公司和麦德美(MacDermid)等公司。

图4 印刷状态下加帽技术的多层柔性版Multilayer flexographic plate with capping technology in printing state

2.1 康迪泰克公司的多层柔性版专利

康迪泰克专利US20140202348涉及到了多层柔性版压缩层技术，它吸收了胶印版材上印刷辊筒时衬垫压缩层(US6019042)与发泡层(EP2070717)的有益经验，对其技术进行了延伸，以用于柔性版材[8-10]；此专利公布的压缩层位于柔性版浮雕层与尺寸稳定层的下方，在印刷压力的作用下体积收缩减小且没有横向的扩展，因此对于印刷网点的扩大现象有明显的改善作用。

2.2 杜邦公司的多层柔性版专利

专利US20040234886披露了多层柔性版弹性体的磨砂层细节，通过添加硅酸盐、氯酸盐等纳米级别颗粒，与具有感光性能的组合物共同构成磨砂层，其位于浮雕的上面，形成了粗糙的表面[11]。此法制备的多层柔性版有效地增加了印刷传墨性能。

2.3 麦德美公司的多层柔性版专利

麦德美公司的多层柔性版技术有固体多层版技术与液体多层版技术[12-19]。专利US4582777属于柔版压缩层最早的基础专利，在此基础上专利US20070042231对其进行了大幅的改进，它的结构为一个聚合物层和一个压缩层，其中压缩层中的空穴占到压缩层体积的10%～60%，压缩层物料重量中至少70%是聚合物或感光树脂与聚合物的混合物。其亮点在于感光树脂层单体溶解度与压缩层相比更接近感光树脂的溶解度，所以感光树脂层与压缩层之间不会发生渗透而导致串层。

专利US5776661、US5976765、US4266007、US4332873、US5962111、US20080107908涉及到了液体感光树脂多层柔性版的加帽树脂。其中US5776661公布出了加帽树脂的配方组份的具体清单，预聚体与相应丙烯酸酯单体在碱性环境中光引发剂存在下，经曝光作用，液体的加帽树脂固化在浮雕的表层，其硬度要高于液体感光树脂柔性版的内层，在印刷时起到了不易变形的作用，使浮雕耐磨性大大提高，从而保证了高质量印刷效果。

2.4 其它多层柔性版专利[20,21]

专利US20120103216中，不仅提到了柔性版的压缩层，而且还设计了包含两个压缩层的多层柔性版。专利US6774162公布了适合用于多层柔性版压缩层的组合物。

3 前景与展望

就目前技术来看，多层柔性版的核心产权被国外公司诸如杜邦、麦德美等垄断；我国要发展多层柔性版技术，就必须对这些公司的相关专利进行深入细致的分析，避开相关的壁垒，才能开发出具有自主产权的产品。多层柔性版技术是将不同结构和功能的树脂层融合在一起，实现功能协作的同时提升了版材性能，这启发了我们创新的思路，但也要认识到多层柔性版具有结构复杂、生产工艺要求高、成本昂贵等难点，这将制约其进一步的发展。

柔性版印刷因绿色环保、高效的特点已深入人心，随着包括多层柔版技术、平顶网点技术、热显影技术等在内的各种新柔印技术的发展与应用，必将促进柔印品质的快速提升，在全球范围内柔印也必定会迎来一个新的发展阶段。