《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第五篇　包裝印刷

第二章　包裝印刷材料

第五節　版材及制版工藝

2．制版基本原理

感光樹脂凸版印版的種類很多，分為固體、液體、尼龍等類型，但制版的基本原理是相同的。它是由一定能量的光量子（一定波長的光）使感光劑迅速分解，產生活潑而極不穩定的高能態基團（即游離基），這種高能態基團再促使乙烯基單體或二乙烯基單體的不飽和聚酯中的雙鍵產生縮聚或是橋接反應，使樹脂固化，然后經某種溶液除去未感光部分樹脂，得到凸版印版。

感光樹脂見光后所發生的反應有三種：一種是光分解反應，就是見光后樹脂由大分子分解成小分子化合物，抗溶劑性能有所降低；一種是見光聚合反應，即見光后由小分子化合物縮成不溶的大分子；再一種是光交聯反應，即見光后發生光交聯作用，使小分子樹脂交聯成網狀不規則的大分了。

這種凸版印版主要是用光聚合和光交聯而得到的，所以這類版材也稱為光聚樹脂版。

3．幾種感光樹脂凸版印版

感光樹脂凸版版材種類較多，其制版方法基本相同，僅區別于采用樹脂的種類和制成版材的工藝。現按成型的形狀和采用顯影液的不同，介紹常見的幾種：

（1）液體固化型感光樹脂凸版

簡稱為液體感光板。感光前樹脂為粘稠、透明的液體，感光交聯后成為固態。其樹脂部分是采用脂肪族類和芳香族的飽和與不飽和的多元酸，以及二元醇類進行聚合得到的不飽和聚酯，作為中間體，然后加入交聯劑、感光劑、阻聚劑相互混合均勻，即成為液體感光樹脂。現以鄰苯二甲酸酐和順丁烯二酸酐為主體的不飽和聚酯為例，得到液體感光樹脂，可見圖5－2－6。

圖5－2－6　液體感光樹脂工藝流程圖

為了適應印刷的要求，液體感光樹脂版要有適當的硬度、抗張強度、尺寸穩定性、耐油性、耐印力等性質，必須適當加入能表現出硬性質的硬段和軟性質的軟段基團。作為硬性基團是有氫鍵和π電子相互作用的極性基和苯環，如氨基甲酸乙酯鑲嵌聚合的苯乙烯－丁二烯橡膠的聚苯乙烯部分等。作為軟性基團是在預聚物中加進氨基甲酸酯、聚醚及聚乙二醇等。

液體感光樹脂的制版方法可采用手工生產，亦可用機械連續制版。手工生產就是將液體感光樹脂涂布在準備好了的薄膜上，覆上片基，加上玻璃，進行曝光（圖5－2－7）。然后經過堿液顯影，將未感光的部分用堿液沖掉，則形成我們需要的印版。用機械連續制版的方法，就是將感光樹脂裝入機械的貯液槽中，而涂布、曝光、顯影和后處理等工作由機械一次完成的制版過程。

圖5－2－7　液體感光樹脂版制版示意圖
1—片基；2—覆蓋膜；3—燈管；4—紫外線燈管5—上玻璃板；6—陰圖片；7—玻璃板；8—液體感光膠層

一般液體感光樹脂版制版工藝流程如下：

鋪流→背面曝光→主曝光→沖洗顯影→干燥→防粘處理→后曝光→水基沖洗液沖洗→印版

（2）固體型感光樹脂凸版印版

固體型感光樹脂凸版印版的版材是不流動的半固體狀，經過曝光硬化，得到的就是凸板印版，簡稱為固體樹脂版。版材結構如圖5－2－8所示，它是由表面保護膜、感光樹脂層、粘結層（防暈層）和片基四個部分組成。

圖5－2－8　固體感光樹脂版材結構圖
1—保護膜；2—固體感光樹脂層；3—粘結層；4—片基（金屬或聚酯膜）

感光層由于選用單體不同，制造出版材性能不一樣，以堿液顯影的固體樹脂版的種類就有多種。用不飽和聚氨基甲酸酯樹脂版材的化學組成為例說明。

不飽和聚氨基甲酸酯具有堿液溶解性能，受紫外光照射后交聯，材料有甲苯二異氰酸酯、聚乙二醇、甲基丙烯酸β羥乙基酯，經聚合得到的不飽和聚氨基甲酸酯成為如下結構形式：①甲基丙烯酸β羥基乙基酯—甲基二異氰酸酯—聚乙二醇—甲苯二異氰酸酯—甲基丙烯β羥乙基酯。②醋酸、鄰苯二甲酸纖維素具有堿溶性，在版材中起支撐作用，不參加化學反應。③增感劑是安息香和安息香乙醚，見紫外光起引發作用。④阻聚劑用對苯二酚，使版材能存放較長時期不發生交聯。

然后將上面所講的按①55～60份、②40～50份、③2～5份、④0．02份的配比均勻混合，涂布在有粘結層的片基上，干燥后在感光層加蓋保護膜即成為版材。制作工藝流程如下：

攪拌過濾→消泡→涂布→室溫干燥→加溫干燥→加保護膜→加熱壓平→裁切包裝

金屬片基→清洗→涂粘接層→加溫干燥→（涂布）

（3）聚乙烯醇感光樹脂版材

具有很好的水溶性，在制版的時候，采用溫水顯影，其版材類型屬于具有水溶性的固體感光樹脂版材。配制方法：將聚乙烯醇在水中溶脹，加熱熔化。另將交聯劑、感光劑、阻聚劑、助劑加入乙醇內加濕溶解，放入聚乙烯醇水溶液中，經攪拌、過濾、脫泡、涂布在有粘接劑的片基上，干燥后為聚乙烯醇固體感光樹脂版材。

（4）感光尼龍版

固體版材的一種，在顯影時，以乙醇為顯影液。它的主要成分：①聚酰胺（尼龍）樹脂。尼龍的種類比較多，如已內酰胺（即尼龍6），己二酸己二胺鹽（尼龍66）、癸二酸癸二胺鹽（尼龍1010）等。感光尼龍版材要求透明度高，醇溶性高、熔點低、結晶性小。因此，不能采用單一品種的尼龍，而是要采用改性尼龍，即用兩種尼龍共聚成的二元尼龍，或者用三種尼龍共聚成的三元尼龍。②交聯劑。用于尼龍感光版材中的交聯劑一般為甲基雙丙烯酰胺、羥甲基乙二醇醚等，具有醇溶性，見光產生交聯后形成網狀結構，將尼龍包圍，使共聚尼龍不再溶于醇類。③感光劑。所用品種有米氏酮、亞丁酮、安息香及安息香醚類。④阻聚劑。所用的品種與液體型感光樹脂版相同。

上面幾種固體型感光樹脂版材在工藝過程中，除采用的顯影液不同之外，其曬版、顯影、后曝光等方法均相同。既能采用手工生產，也能用機械制板方法得到凸版印版。

固體柔性感光樹脂版制版工藝流程如下：

負片準備→裁版→背面預曝光→正面曝光→顯影→印版干燥→后處理→后曝光→防粘處理→印版

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