不论是采用传统的直接法、间接法、直接间接混合法,还是采用数字化制版法,在制版过程中都要用到感光材料。丝网印刷制版用感光材料,按其存在的形态区分,有感光胶和感光膜(也称菲林膜、菲林纸);按其组成的材料性质区分,有重铭酸盐系、重氮盐系、铁盐系等。
1.感光材料的基本性能及要求
(1)丝印制版对感光材料的要求
丝印制版对感光材料的要求是:制版性好,如便于涂布;有适当的感光光谱范围,一般宜在340~440nm,感光波长范围过长,制版操作和印版贮存变得相对困难,波长过短,光源的选择、人员的防护将变得较为困难;感光度高,可达到节能、快速制版的目的;显影性能好分辨率高;稳定性好,便于贮存,减少浪费;经济、卫生、无毒、无公害。
(2)丝网印刷对感光材料的要求
丝网印刷过程中,要用到各种类型的油墨以及各种溶剂。丝网印刷对感光材料的要求是:感光材料形成的版膜应适应不同种类油墨的性能要求,同时丝网印刷过程中,要用到不同的有机溶剂进行网版的擦拭等工作,要求感光材料也要适应不同溶剂的性能要求;由于印刷数量太小不同,要求其也具有相当的耐印力,能承受刮墨板的反复多次的刮压;同时,感光材料必须与丝网的结合能力好,印刷时不产生脱膜故障;印刷完成后需要做到易剥离,从而利于丝网版材的再生使用。
2.丝印感光胶的发展
感光胶一般分为单液型和双液型两种。单液型感光胶在生产时将感光剂混入乳胶中,使用时无需配制,即直接涂布即可。双液型感光胶使用前需首先将光敏剂按配方溶于水,然后再混溶于乳胶中充分搅拌、放置,待气泡消失后才能使用。
丝网印刷制版用感光材料,按其用途区分有丝网感光胶、丝网感光膜、封网胶、坚膜剂、剥膜剂、显影剂等。
3.丝印感光胶的主要成分
丝印感光胶的主要成分是成膜剂、感光剂、助剂。
(1)成膜剂
成膜剂起成膜作用,是版膜的主要成分,它决定着版膜的粘网牢度和耐抗性(如耐水性、耐溶剂性、耐印性、耐老化性等)。丝印感光胶常用的成膜剂有水溶性高分子物质,如明胶、蛋白及PVA(聚乙烯醇)等。早期的感光胶都用这类单一成膜剂来配方,但制作的版膜耐抗性较差。后来都用PVA改性胶体,可分成三类。
①PVA的物理改性胶体。PVA+非水溶性高分子物质的乳液。后者如PVAC(聚醋酸乙烯酯)乳液、丙烯酸乳液、PVAC与丙烯酸共聚乳液等。它们的加入,使版膜的耐抗性得以改善。
②PVA的化学改性胶体。即在PVA键上用化学手段,选择性地与醋酸乙烯酯、丙烯睛、丙烯酸等基团结合,使耐抗性的改善更为全面。
③PVA(或明胶)+交联剂。这个体系的特点是水溶性高分子不一定参与光化学反应,光胶联主要由交联剂与感光剂作用而成。交联剂多用乙烯基单体、多乙烯基单体或低聚物,它们具有水溶性或在水溶性高分子溶液中具有良好的分散性。一经固化,则不溶于水。这种体系能适应更多的感光剂品种,因而可获得制版的某些特殊性能,如做间接干膜等。
(2)感光剂
感光剂是在晒版机蓝紫光的照射下能起光化学反应,且能导致成膜剂聚合或交联的化合物。感光剂决定着感光胶的分光感度、分辨力及清晰性等性能。
(3)助剂
成膜剂和感光剂是配方的主体成分,但有时为调节主体成分性能的不足,需另外加一些辅助剂,如分散剂、着色剂、增感剂、增塑剂、稳定剂等。
4.感光胶的分类及感光原理
感光胶的型号、品种繁多,生产厂家的配方也不尽一致,选用时可根据承印物的要求,参照产品说明书适当选择。
(1)重铬酸盐系(www.xing528.com)
重铬酸盐中的6价铬离子,吸收紫外线后还原成3价铬离子,这是很早以前就为人们所熟知的。此类感光胶的感光剂为重铬酸铵,成膜剂为水溶性高分子物质,如明胶、PVA及PVAC+PVA等。水溶性高分子物质聚乙烯醇在制版用感光材料中得到广泛应用后,在丝网制版中曾长期把重铬酸铵作为感光剂加入PVA中,但目前由于涉及铬公害问题而被停止使用。它包括:
①明胶(或蛋白、动物胶)+重铭酸盐。
②聚乙烯醇+重铭酸铵。
③聚乙烯醇+聚醋酸乙烯乳胶+重铭酸铵。
关于重铬酸盐的光化学反应,现在的一般理论是,在6价铬离子进行光还原变成3价铬离子时,如果与PVA共存的话,其羟基的一部分受到氧化,其PVA的水溶性也因此减小。同时由于生成的3价铬离子的非共有电子,形成聚乙烯醇的羟基并配位结合,通过交联反应,PVA的不溶水性更进一步深化,使胶体产生光固化。图3-7所示为重铬酸盐与聚乙烯醇(PVA)的反应。
图3-7 重铬酸盐聚乙烯醇的反应
(2)重氮盐系
重氮盐本身的价格比重铬酸盐高得多,但因使用量很少,所以其感光液的价格是比较便宜的。
重氮系感光材料现在使用的最多,可用于直接法和直间法制版。
重氮型感光胶一般为PVA+PVAC+芳香族重氮盐(重氮树脂、复合重氮树脂)。重氮树脂与复合重氮树脂与双重氮盐相同,但性能更稳定。尤其是复合重氮树脂,其交联密度更大,因此分辨率及耐抗性更好。重氮树脂作为胶印PS版的感光剂已大量使用,而用于丝网制版,由于混合了亲水的聚乙烯醇,感光层的重氮根加水分解,因此用重氮树脂制造丝网PS版较困难。作为丝网感光剂,一般是把重氮树脂和醋酸乙烯、聚乙烯醇混合使用。
这种感光剂无铬公害,稳定性较铬胶好,在温、湿度不太高的情况下,揭下来的感光膜还可作为软片保存,价格便宜,所以重氮有机感光剂被广泛应用于丝网印刷。
重氮树脂的分子量小,n在2~3范围内,n若为2的话,重氮二聚物树脂由于聚乙烯醇光交联时的缩合,失去的聚乙烯醇的是羟基较少,这对于使其失去亲水性,虽然没有明显的效果,但因交联引起的链状结构的聚乙烯醇分子会变成立体的网状结构,则对其光硬化后的不溶水性有很大的影响。
(3)丙烯酸酯类
丙烯酸酯类的丙烯腈基作为感光性树脂的感光基非常重要,其感光度高,保存性好,可以作为丝网PS版感光材料用。丙烯酸酯单体或低聚物是和各种聚丙烯酸酯缩合而成的感光性树脂,作为丝网版的感光材料使用时,需要与可进行水显影的聚乙烯醇结合。图3-8所示为丙烯酸酯的聚合。
图3-8 丙烯酸酯的聚合
具有高感光度的季戊四醇三丙烯酸酯有3个光官能团以双键结合,显示了极好的光硬化性,其硬化后是不溶于水的。因此,与水溶性的聚乙烯醇的混合就变得很困难。把皂化值低的具有可溶性的有机溶剂聚乙烯与丙烯酸酯一起进行混合溶解,可以制成丝网PS版用的感光材料。
作为丝网制版用的感光材料,现在使用最多的是在聚乙烯醇溶液中乳化醋酸乙烯,然后添加作为感光剂的重氮树脂,其感光膜形成机理如图3-9所示。感光膜因曝光而硬化,成
为不溶水的版膜。聚醋酸乙烯的作用是强化丝网纤维的黏着力,显影时没有曝光的图像部分与未硬化的聚乙烯醇一起被水冲走。
图3-9 丝网乳剂的感光膜形成机理
1—阳图底版;2—聚乙烯醇胶体保护层(含感光剂);3—聚醋酸乙烯乳剂粒子;4—丝网;5—硬化版膜
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