【集萃網(wǎng)觀察】1 　前言

    現(xiàn)代的圓網(wǎng)噴墨、噴蠟制網(wǎng)和傳統(tǒng)的菲林片制網(wǎng)都涉及到感光工藝。在應(yīng)用圓網(wǎng)感光機(jī)設(shè)備和感光膠產(chǎn)品時(shí),雖然廠商會(huì)提供相關(guān)的曝光參數(shù),但在很多情況下,會(huì)因眾多的變化因素而影響曝光的正確性。這些變化來(lái)源于光源的新舊程度、光譜性和距離;感光材料的光敏性和用量;膠層的厚度;環(huán)境的溫濕度等因素。在實(shí)際操作中,要想制得滿(mǎn)意的圓網(wǎng)花網(wǎng),以獲得高質(zhì)量的印花,正確掌握感光工藝非常重要。

    2 　曝光時(shí)間與光源的關(guān)系

    2. 1 　曝光時(shí)間

    圓網(wǎng)曝光時(shí)間涉及到曝光敏化度問(wèn)題。在制版過(guò)程中,過(guò)量曝光會(huì)使感光膠過(guò)度敏化,膠膜產(chǎn)生硬化,所形成的未感光區(qū)域膨脹性變差、不易沖洗,造成花型不易顯現(xiàn);曝光不足會(huì)使感光膠敏化度不夠,膠膜顯嫩,容易沖掉,造成花型出現(xiàn)砂眼、鋸齒形,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使膠膜脫落。總之,掌握正確的曝光時(shí)間是感光工藝很重要的工序,它與曝光光源和光敏劑相關(guān)聯(lián)。

    2. 2 　曝光光源

    曝光光源是指在曝光曬版過(guò)程中能夠引起感光膠層在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生化學(xué)和物理變化的光源。選擇合適的光源,可以減少曝光時(shí)間,加快制版速度,提高制版質(zhì)量。圓網(wǎng)感光膠的光交聯(lián)反應(yīng)主要是在吸收紫外光后發(fā)生的,所采用的曝光光源均為紫外光光源,其光譜特性和強(qiáng)度,對(duì)制版效果有直接的關(guān)系。因此在選用光源時(shí)要考慮與所用感光材料的吸收波長(zhǎng)相匹配,才能獲得良好的效果。圓網(wǎng)光敏材料對(duì)300～400 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光敏感,而在此波長(zhǎng)范圍輸出比較豐富的光源種類(lèi)有高壓汞燈、碘鎵燈。這兩種類(lèi)型光源產(chǎn)生的波長(zhǎng)與圓網(wǎng)光敏材料吸收波長(zhǎng)較吻合,能在制版曝光中發(fā)揮較高的感光效率,使感光膠在光的照射下短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生光固化。

    2. 2. 1 　高壓汞燈

    高壓汞燈所發(fā)射的光譜,最高發(fā)射峰集中在紫外區(qū)域,以365 nm 處為最高峰,與圓網(wǎng)光敏材料的吸收波長(zhǎng)355 nm 相接近,光源能量效率高,輻射率較少,是制作圓網(wǎng)制版的理想光源。

    2. 2. 2 　碘鎵燈

    碘鎵燈波長(zhǎng)分布在350～450 nm 波長(zhǎng)范圍,以417 nm處為最高峰。而在400～350 nm 處有兩個(gè)波峰,這對(duì)多數(shù)曬版的感光光敏材料是有效的。這種光源發(fā)射的紫外線較強(qiáng),發(fā)光效率高,但有較高輻射熱,啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

    由于上述光源的光譜特性和能量強(qiáng)度符合圓網(wǎng)制版的敏化要求,目前主要以此兩種光源作為圓網(wǎng)感光制版曝光光源。

    2. 3 　光源的衰減和強(qiáng)度影響

    曝光用的光源一般平均有效使用壽命為500～1 000 h 。在日常使用時(shí),其光量會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生衰減,導(dǎo)致光量減弱。所以,曝光時(shí)間不是恒定的,如光源使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或超過(guò)有效壽命,則需要相應(yīng)地延長(zhǎng)曝光時(shí)間或換用新的光源。

    另外,光源強(qiáng)度對(duì)制網(wǎng)也有影響。光源到達(dá)網(wǎng)膠膜面上的能量也就是感光材料表面上所獲得的照射強(qiáng)度。此種照射強(qiáng)度并非眼睛所看到的光亮強(qiáng)度,因?yàn)樽贤夤馐遣豢梢?jiàn)光,當(dāng)光源到達(dá)感光體表面之間距離固定時(shí),光源照射強(qiáng)度越高,則曝光時(shí)間越短;光源照射強(qiáng)度越低,曝光時(shí)間越長(zhǎng)。

    3 　光敏材料特性、用量和暗反應(yīng)

    3. 1 　光敏材料的特性

    圓網(wǎng)制版用的光敏劑為重鉻酸鹽體系,它與有機(jī)膠體混合后成為光敏膠液,其光敏性會(huì)直接影響感光膠體的感光性能和制網(wǎng)效果。重鉻酸鹽及其水溶液?jiǎn)为?dú)存在時(shí)并不具備光敏性,只有與具有被氧化性的有機(jī)膠體物質(zhì)混合后,才會(huì)產(chǎn)生光敏作用,并受紫外光照射,在短時(shí)間內(nèi)迅速與膠體發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),使感光膠膜固化成水不溶性膠層與鎳網(wǎng)結(jié)合。

    實(shí)際上,光敏劑起著傳遞能量的作用。不同波長(zhǎng)的光波具有不同的能量, 如300 nm 紫外光能量為399. 3 kJ ,360 nm 紫外光能量為333. 5 kJ ,395 nm 紫外光能量為300. 8 kJ 。這些光波首先把能量傳遞給光敏劑,引發(fā)并供給光敏劑與有機(jī)膠體光交聯(lián)反應(yīng)所需要的能量。對(duì)于重鉻酸鹽光敏劑來(lái)說(shuō),它并不能接收和傳遞各種波長(zhǎng)的光,而僅吸收紫外光區(qū)域波長(zhǎng),這是由光敏劑的結(jié)構(gòu)所決定的。

    重鉻酸鹽用作圓網(wǎng)光敏劑,主要吸收355 nm 波長(zhǎng)區(qū)域的紫外光(見(jiàn)圖3) 。因其在210 nm 處的最高波峰,沒(méi)有合適的光源匹配。另外,如果制版曝光在玻璃板下進(jìn)行的,也無(wú)法利用最高波峰210 nm ,因玻璃會(huì)強(qiáng)烈吸收并阻擋320 nm 以下的光線透過(guò),對(duì)感光膠層沒(méi)有實(shí)際作用。因此可選擇在360 nm 區(qū)域輸出比較豐富和較高強(qiáng)度的光源。

    3. 2 　光敏材料的用量

    圓網(wǎng)感光膠的感光速度與重鉻酸鹽光敏劑的用量有關(guān)。在重量相同的感光膠中重鉻酸鹽用量大的比用量小的感光速度快,光交聯(lián)程度也大。但在確定膠體用量時(shí),光敏劑的用量要按配方量加以控制。適量增加光敏劑可縮短感光時(shí)間,過(guò)量則產(chǎn)生不良的影響。光敏劑過(guò)量會(huì)加快感光膠的暗反應(yīng),加深感光膠層的色層,使曝光時(shí)對(duì)感光有作用的光線中的一部分被感光層表面的光敏劑吸收,使之表面過(guò)度固化而膠層內(nèi)部固化不足,從而引起曝光失敗。另外感光膠液中若含過(guò)量的重鉻酸鹽光敏劑,感光膠體烘干后,膠層表面會(huì)有光敏劑晶體析出,阻礙了膠層的感光作用,使膠層表面帶有重鉻酸鹽晶體,不發(fā)生硬化,影響感光層充分的光固化。

    3. 3 　暗反應(yīng)

    圓網(wǎng)感光膠無(wú)論是液態(tài)還是膠層干燥狀態(tài),在不見(jiàn)光的情況下都會(huì)自發(fā)地發(fā)生固化作用,稱(chēng)暗反應(yīng)。液態(tài)時(shí)暗反應(yīng)表現(xiàn)為感光液的粘度增加,顏色加深;干態(tài)時(shí),暗反應(yīng)表現(xiàn)為顯影溶解困難。發(fā)生暗反應(yīng)的主要原因是,重鉻酸鹽在熱的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)。從廣義的反應(yīng)上來(lái)看,暗反應(yīng)實(shí)質(zhì)上與光固化反應(yīng)相同,只是暗反應(yīng)在沒(méi)有光能的直接作用下進(jìn)行,在反應(yīng)速度上比光固化反應(yīng)要慢得多。暗反應(yīng)的快慢與溫度、濕度之間的關(guān)系很大。溫度、濕度越高,其反應(yīng)速率越快。試驗(yàn)得出,當(dāng)溫度從25 ℃上升到42 ℃時(shí),其間的溫度每升高10 ℃,暗反應(yīng)速度約增加2～3 倍;當(dāng)溫度為4 ℃時(shí),其暗反應(yīng)則變得非常緩慢。

    圓網(wǎng)制版時(shí),如用已經(jīng)老化的感光膠液涂布制網(wǎng),曝光時(shí)曝光量比常規(guī)少,即可使膠層光固化。從表面來(lái)看,感光度似有所提高,但實(shí)際上卻造成了溶解度降低,顯影困難。如果將剛配好的感光膠液涂在網(wǎng)坯上干燥后,感光膠層開(kāi)始暗反應(yīng)。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),暗反應(yīng)逐漸加強(qiáng),膠層的溶解度變得越來(lái)越小,時(shí)間一長(zhǎng),膠層將完全固化,暗反應(yīng)的結(jié)果能使見(jiàn)光區(qū)域和未見(jiàn)光區(qū)域的溶解性的差別變得越來(lái)越小,最后小到未見(jiàn)光部分沒(méi)法溶解掉,而無(wú)法得到圖像。

    控制暗反應(yīng),關(guān)鍵是干燥和貯存時(shí)要控制環(huán)境的溫度和濕度。溫度、濕度下降,則暗反應(yīng)速度下降。所以,目前印染廠圓網(wǎng)制版車(chē)間都配備了空調(diào),使室內(nèi)溫度保持在20～25 ℃左右,相對(duì)濕度小于50 % ,盡量降低圓網(wǎng)膠層暗反應(yīng)速度。

    4 　厚度與相對(duì)濕度對(duì)光固化的影響

    4. 1 　膠層厚度的影響

    圓網(wǎng)感光膠涂布后,膠層厚度主要取決于膠液的粘度。粘度大,膠層厚;粘度小,膠層薄。因?yàn)楣夤袒瘡哪z層表面開(kāi)始,逐漸深入到膠層內(nèi)部,所以較厚的膠層光固化速度慢,需要較大的曝光量才能使膠層由表面到內(nèi)部發(fā)生光固化而不溶于水,同時(shí)較厚的膠層曝光后顯影也會(huì)減慢。當(dāng)然,膠層也不能太薄。膠層薄雖有利于曝光時(shí)間、光固化和顯影,但制網(wǎng)時(shí)膠層中的含固量降低,使膠膜遮蓋性不好、光澤度暗淡、砂眼多、沒(méi)有層面感,更主要的是會(huì)在生產(chǎn)中出現(xiàn)耐印率低等問(wèn)題。

    4. 2 　相對(duì)濕度的影響

    圓網(wǎng)感光膠中重鉻酸鹽光敏劑的光敏反應(yīng)是離子型反應(yīng),所以在感光膠層內(nèi)需要有一定量的水分。在生產(chǎn)過(guò)程中,制網(wǎng)在低溫干燥時(shí)膠層里的水分漸漸蒸發(fā),在有效的預(yù)烘時(shí)間內(nèi),膠層基本上是干燥的。但事實(shí)上,根據(jù)環(huán)境中的大氣狀態(tài),膠層在干燥和存放過(guò)程中會(huì)失去或獲得水分,也即,受氣候的影響會(huì)有少量的水分留在膠層內(nèi),其含水量與操作環(huán)境的相對(duì)濕度有關(guān)。操作環(huán)境相對(duì)濕度大,膠層含水量就多;反之膠層含水量就少。含水量對(duì)膠層的感光度有很大的影響,可以加速或延緩光固化過(guò)程。相對(duì)濕度上升,膠層中的含水量增加,感光度上升,但膠層含水量增加會(huì)影響膠層與金屬網(wǎng)結(jié)合力、膠層的清晰度和分辨率,以及膠層的顯影牢度。完全干燥或充分膨脹的膠層感光度為零。

    ——信息來(lái)源：中國(guó)包裝印刷展覽網(wǎng)