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下一代印刷技术──Elcography (一)

资料来源:《印艺》第231期 作者:丁一 更新日期:2003-05-23

一.序言

二十世纪初期建立起来的胶版印刷和凹版印刷技术,以高速提供了大量生产印刷品的手段,于是在一个世纪中,印刷、出版与新闻、广播并列成为大容量媒体的重要角色成长起来了。然而,遇到信息量的增大、质的变化、数码化和电脑网路的高速增长这样的社会环境骤变,给印刷业也带来了巨大变化。个人生活方面的生活方式的多样化,个性表现的欲求改变了媒体的性质,信息的流向,已开始呈现出从原来的单方向性格转变为双方向的征兆。在印刷业务方面,利用互联网,开始将编成的数据按照需要的数量进行印刷的按需印刷业已启动。

迄今为止的印刷业是作为巨大的设备产业,以提高生产力为目标走过来的。近年来,由于信息处理技术的数码化,硬拷贝技术的飞速发展,特别是以家庭需求和事务需求培育起来的技术为基础,喷墨和电子照相方式推动了高分辩力化和高速化,谋求拓展按需印刷。在印刷市场中,也推崇短交货期和小批量化,能做到可变印刷的印刷机业已出现,印刷周边装置的数码化和高速数据通信网的整顿等,促使了实现按需印刷环境的形成。作为按需印刷机,已经有喷墨方式和电子照相方式等各种方式,样机的开发还在进行,这◆仅就以电凝固方式的原理为基础,介绍有关无版数码印刷机”Elcography”的技术。

二、开发Elcography的经纬

Elcography是始于原来从事照相显影业务的加拿大人A.Castegnier,他想像出能不能不用印相纸而用并通纸获取照相品质。胶版印刷无疑是不适用于像负片那样一张一张地印刷的用途。1971年,A.Castegnier突然想起在1951年参观了巴黎的凹印轮转印刷工厂时得到的启示,浮现出利用阴阳电极间因电分解反应发生的气泡,认为明胶层可形成某种凹版着墨孔,只要在着墨孔中填充油墨,就能在普通纸上印刷(美国专利3,752746)。事实上,气泡的发生很不稳定,既使水分挥发以使明胶层凝固,也会产生黏附电极等的问题,无法按照设想来实现。

但是,已经热衷于这个构想的A.Castegnier于1981年创办Elcorsy公司,全心地投入了开发。当时,还是刚刚使用染料油墨每秒以10cm的速度进行了印刷试验,到了1984年,才产生Elcography的基本设想,它是使用合成树脂胶体,在电极间引发电化学性的凝聚,以此形成图像(美国专利4,555,320)。

从那以后,印刷速度有了提高,改善了转印效果,开始着手多色化,在1996年6月的NEXPO展上,Elcorsy与日本东洋油墨公司合作发表了Elcography,1998年的IPEX展上,展出了Model
200Elcography press,对全色的可变数据以200dpi印刷速度每分200英尺进行了印刷,在2000年的DRUPA展上,展出了以分办力为400dpi的Elco400Digital
press,其印刷速度每分为400英尺。目前,两家公司以Elco 400为基础,正在开发改进了印刷机关键部分的新机型。

Elcography的主要特征:

1)使用水性油墨,对应VOC印刷方式

2)每分400英尺(每分120米)的高速印刷

3)有400dpi的分辨力

4)可再现256价调

三.Elcography的图像形成原理

原先的印刷是油墨本身从印刷工程开始到结束不引起任何化学性变化完成图像的形成(干燥工程中伴随溶剂挥发的物理性变化)。但是,Elcography油墨是利用电化学的树脂凝固原理,根据数据信号,适应流通在阴阳电极间的电流强度,生成相应大小的网点,形成图像,其电凝固的道理是源自金属阳极表面在水溶性树脂(聚丙烯磙胺类)的官能团和3价的铁离子之间生成的化学反应。树脂中含有羧基和氢氧基,一旦赋予水溶性同时就伴随与铁离子的反应性。

Elco油墨除树脂以外的成分,还有为着色而用的颜料,辅助颜料分散用的分散剂,提高电导性的氯盐等。

1.阳极的钝化层

形成图像关键的电极,由钝化层(passivation layer)覆盖的金属阳极与对着阳极垂直配置的梢状阴极构成,在其间填充着Elco油墨(见图一)。

Elcography的电极

在Elcography的阳极上用的不金秀钢上面,具有形成称作自钝态的性质,容易受到氧化,在其表面形成对化学或电子具有惰性的数埃(A)的薄钝化层。当此层受到强逼性的破坏,在存在氧的情况下,仍能容易再生形成新的钝化层。

Elcography的阳极呈滚筒形状,约间隔50微米,与滚筒相对地配置了阴极,随着阳极滚筒转动,油墨便注入电极间的间隙。

2.阴极的活性化和钝化层的破坏

电极间不流通电流时呈惰性,丝毫不引起变化,一旦对阴极赋予对应图像数据的直流脉冲,电荷便引发氯水溶液的电分解,含于油墨中的氯便局部地破坏与阴极相对的阳极表面的钝化层,使阳极表面活性化。经过活性化的不金秀钢滚筒表面,应脉冲长短的3价铁离子的量便溶析到油墨中(见图二、图三)。


阴极的活性化
金属离子的溶析

3.树脂的凝聚
溶析的铁离子,与溶于油墨中的水溶性树脂的羧基相反应,将分散于油墨中的颜料粒子一边吸引一边形成凝固体,最后形成着色的网点。凝固的树脂量因与溶析铁离子量成比例,可对应图像数据来调整电流脉冲的长短,从而可以控制凝固的树脂量。(下期续……)