Усунення липкості в поверхні ффпф

Усунути липкість в поверхні ФФПФ можна лише шляхом зміни хімічної природи і хімічної будови поверхневого шару, тобто, модифікуючи поверхню.

Модифікацією полімеру називається цілеспрямована зміна хімічної структури і хімічної будови полімеру, що приводить до поліпшення їх властивостей. Очевидно, що метою модифікації спрямованою на усунення липкості повинне бути зменшення концентрації ненасичених сегментів молекул у поверхневому шарі чи переклад низькомолекулярних молекул, що утворюють високов’язкий розчин, у твердий стан.

Найчастіше для модифікації поверхневих властивостей полімерів використовують їх обробку розчинниками чи парами хімічних сполук, чи плазмою УФ-випромінювання.

Поверхня фотополімеризуючого шару можна покрити тонкою плівкою полімеру (поліаміду) чи композицією на його основі, який створює бар’єр на шляху низькомолекулярних домішок чи мономерів і запобігти їх нагромадження в поверхневому шарі. Це виключає чи зменшує імовірність утворення поверхневих адгезійних шарів і істотно знижує липкість композиції. Товщина таких покривних шарів досягає 1–10 мкм, тому вони легко змиваються розчинником при механічній роботі щіток вимивних машин. Але на ділянках, що опромінюються, ФФПФ покривний шар міцно скріплений з фотополімеризуючим шаром (рельєфному зображенні). Внаслідок радикального щеплення полімеризуючих компонентів шару ФФПФ до покривного шару під дією УФ-опромінювання. Тому після вимивання розчинником поверхні друкуючих елементів захищена тонкою плівкою бар’єрного шару, а бічні грані і шар ФПК у пробільних ділянках, що не піддаються УФ-опроміненню, не захищені покритим шаром і є липкими.

Таким чином, у технологічних процесах виготовлення флексографських ФПФ практичне застосування знайшли три способи усунення липкості:

• обробка поверхні ФПФ розчинами реагентів;

• УФ-опромінювання поверхні ФПФ у газовому середовищі;

• захист поверхні тонким бар’єрним шаром іншого полімеру.

Захист поверхні фотополімеризуючих пластин тонким бар’єрним шаром виконують одночасно з централізованим виготовленням пластин.

Обробка поверхні ффпф розчинниками реагентів

Хімічний фінішинг полягає в обробці поверхні ФПФ підкисленим водяним розчином калієвих солей бромистоводородної (HBr) і бромноватої (HbrO) кислот. У результаті взаємодії цих реагентів утвориться молекулярний бром по реакції:

5KBr+KBr₃+6HCl3Br₂+6KCl+3H₂O.

Утворений молекулярний Br легко вступає в реакцію приєднання вуглеводнів подвійним зв’язком (мономерів, олігомерів чи ненасичених сегментів макромолекул) за схемою:

Br₂+HR₁C=CR₂HHR₁Br–CBr₂H.

Протікання цих реакцій приводить до істотного скорочення концентрації подвійних зв’язків у поверхнево перехідному шарі. Крім цього в результаті реакції бромування ненасичених мономерів чи олігомерів, ефіри акрилової чи метакрилової кислот перетворюються в ненасичені дибромпохідні пропіонової і ізомасленої кислот, що мають значно великі температури кипіння і плавлення, тобто при кімнатній температурі вони є твердими з’єднаннями.

Наприклад, акрилова кислота має температуру плавлення +13⁰С, при кімнатній температурі – рідка, продукт її бромування2,3-дибромпропанова кислота температура плавлення 67⁰С, при кімнатній температурі – тверда.

Здійснення процесу хімічного фінішинга в бромід броматном розчині приводить до зміни поверхневих властивостей і супроводжується зменшенням липкості в результаті:

• зменшення концентрації ненасичених подвійних зв’язків у молекулах, локалізованих у поверхневому шарі (перехідному) ФФПФ;

• зміни хімічної природи і фізичних властивостей молекул поверхневого шару.

Модифікація поверхні ФПФ хімічними реагентами у гетерофазних умовах, викликає утворення мікрошорсткості поверхні ФПФ, що супроводжуються появою матовості інших реакційноздібних реагентів, що беруть участь у реакціях так званого електрофільного приєднання до вуглець-вуглецевих подвійних зв’язків. Як такі реагенти було рекомендовано хлорне вапно Ca(Cl)Ocl і гіпохлорид натрію NaOCl. Водяні розчини цих окислювачів взаємодіють із хлористим воднем з утворенням молекул хлору. Наприклад:

Ca(Cl)OCl+2HClCaCl₂+H₂O+Cl₂.

Далі молекулярний хлор реагує з ненасиченими подвійними вуглецевими зв’язками поверхневого шару форм аналогічно брому.

Виконання технологічних операцій хімічного фінішинга із застосванням бромид-броматних розчинів, білильного вапна або побутових відбілюючих препаратів (типу “Білизна”) для усунення липкості вимагає строгого дотримання правил техніки безпеки для запобігання отруєнь хлором чи бромом, а також хімічних опіків тіла обслуговуючого персоналу. Крім того, необхідно організувати утилізацію відпрацьованих розчинів, що модифікують, утримуючі кислоти і хлориди металів. Виливати такі розчини в каналізацію без попередньої нейтралізації й очищення неприпустимо.

Таким чином, виконання операції фінішинга за допомогою розчинів реакційно здібних з’єднань має визначені незручності, зв’язані з необхідністю:

• створення спеціальних пристроїв і умов для захисту операторів від шкідливого впливу реакційно здатних розчинів і газів (бром, хлор);

• нейтралізації й утилізації відпрацьованих розчинів солей і кислот;

• постійного відновлення видаткових матеріалів і готування водяних розчинів окислювачів.

У зв’язку з цим ведучі фірми-постачальники флексографських ФПМ, видаткових матеріалів і устаткування запропонували здійснювати модифікацію поверхні флексографських ФПФ у газовому середовищі при УФ-опроміненні.

УФ-ОПРОМІНЕННЯ ПОВЕРХНІ ФФПФ У ГАЗОВОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Спектральна область УФ-випромінювання складається з трьох діапазонів. Частина спектра УФ-випромінювання в області 380–100 нм підрозділяється на три зони:

• УФ-А (380–315 нм);

• УФ-В (315–280 нм);

• УФ-С (280–100 нм).

Енергія випромінювання зони УФ-С значно більше, ніж зони УФ-А і її досить для руйнування ковалентних зв’язків більшості органічних сполук і полімерів, що є причиною фото деструктивних процесів. УФ-випромінювання з довжиною хвиль коротше 280 нм (зона УФ-С) має сильний бактерицидний і еритемний ефекти, а випромінювання в зоні УФ-А викликає лише пігментацію шкіри (ефект засмаги).

Робота з УФ-джерелами світла (особливо зони УФ-С) вимагає ретельного захисту органів зору і відкритих ділянок шкіри. Разом з тим через сильне сильне поглинання випромінювання УФ-С зони більшістю мономерів, олігомерів, цільових добавок і полімерів його проникаюча здатність у ФПК дуже мала і не перевищує десятка нанометрів.

При опроміненні повітря, що містить близько 21% молекулярного кисню (О₂), УФ-випрмінювання з довжиною хвилі менш 250 нм утвориться озон (О) по схемі:

О₂О+О

О₂+ОО₃.

Спектр поглинання озону простирається в області 300–220 нм із максимумом близько 255 нм. Саме в цій області і зосереджений основний потік випромінювання ламп УФ із зони. Зокрема, це можуть бути: трубчасті, бактерицидні УФ-лампи низького тиску. Розрізняють потужності марок:

• LISMA (Росія);

• TUV (PHILIPS, Голландія)

які більш 60% енергії випромінювання у смузі 253,7 нм, цю частоту випромінювання збуджені плазменим розрядом атоми ртуті. Молекули озону поглинають випромінювання з довжиною хвилі 250 нм., саме завдяки цій властивості озону Земля захищена розташованим у стратосфері озонового шару від згубного твердого УФ-випромінювання Сонця і розкладаються на атомарний кисень і електронно-збуджені молекули кисню, що називаються синглетним киснем. Сиглетний кисень і озон є дуже реакційно-здатними окислювачами органічних сполук і полімерів. Озон легко реагує з подвійними зв’язками ненасичених з’єднань за схемою:

RCR=RC–+O₃RC⁺R–O–O^–+–CR=O.

Озонування супроводжується утворенням карбонів утримуючих з’єднання, а також продуктів радикальних перетворень, що найчастіше викликають фотодиструкцію полімеру.

Генерування молекул синглетного кисню відбувається також в наслідок переносу енергії від збуджених УФ-випромінювань молекул барвників, які входять в склад ФПК, до молекул молекулярного триплетного кисню за схемою:

KP+hKP*+3O₂KP+1O₂.

Молекули синглетного кисню активно реагують з вуглецевими подвійними зв’язками з утворенням 1,2 диоксетанів і потім карбоніл-утримуючих з’єднань.

RCR=CR–+1O₂–RC=O.

Таким чином, вищеописані реакції з озоном і синглетним киснем протікають у поверхневому шарі ФПМ товщиною кілька нанометрів з руйнуванням вуглець-вуглецевих подвійних зв’язків і утворенням кисневовміщуючих з’єднань деструкцією полімерів.