Якаўлеў_ Тэхналогія формных працэсаў

21

І. Пласты арганічных палімераў, ачуленых дыязасмоламі, якія дубяцца пад уздзеяннем святла і не маюць цемнавога дублення. Пад уздзеяннем святла дыязасмала траціць растваральнасць, што выклікае сшыванне палімеру. Пласты выкарыстоўвалі для вырабу біметалічных формаў тыпу сталь-нікель- медзь-хром, клішэ і інш. Тып пласта — негатыўны.

ІІ. Фотапалімерныя пласты ў складзе несвятлачулага плѐнкаўтваральнага палімеру, святлачулага монамеру або алігамеру, фотаініцыятару і мэтавых дадаткаў. Пад уздзеяннем святла ў пластах адбываецца структураванне са стратай растваральнасці пласта. Пласты шырока ўжываюць для вырабу фотапалімерных формаў высокага і флексаграфскага друку, афсетных формаў негатыўным капіраваннем. Іх вылучае высокая святлачуласць і адсутнасць цемнавога дублення. Тып пласта — негатыўны.

ІІІ. Пласты на аснове ортанафтахінондыязідаў (ОНХД), у якія ўводзяць плѐнкаўтваральныя палімеры, таму што самі ОНХД трывалых плѐнак не ўтвараюць. Пад уздзеяннем святла ў пластах адбываецца дэструкцыя, г. зн. яны становяцца растваральнымі ў водных растворах. Пласты маюць высокія святлачуласць і раздзяляльную здольнасць, высокія абаронныя ўласцівасці, добрую адгезію да металаў. Іх ужываюць для вырабу монаметалічных афсетных формаў пазітыўным капіраваннем. Тып пласта — пазітыўны.

Сэнсітаметрычныя характарыстыкі капіравальных пластоў

Умовы правядзення і вынікі капіравальнага працэсу залежаць ад сэнсітаметрычных паказчыкаў выкарыстаных капіравальных пластоў.

Да гэтых паказчыкаў належаць інтэгральная чуласць S, каэфіцыент кантрастнасці γ, фоташырыня L, спектральная чуласць Sλ, раздзяляльная здольнасць R, выдзяльная здольнасць і інш.

Паведамім пласту шэраг энергетычных экспазіцый

H1э H2э HNэ

і пасля праяўлення і высушвання вымерым таўшчыні h1, h2, , hN участкаў, што адпавядаюць атрыманым экспазіцыям.

Графік h f (lg H э ) называюць характарыстычнай крывой (ХК) капіравальнага пласта (рыс. 8).

На ХК можна адзначыць наступныя кропкі:

22

а — адпавядае парогавай экспазіцыі Hпар, пачынаючы з якой пласт рэагуе на выпраменьванне;

b — адпавядае экспазіцыі Hраб, якая дастатковая для атрымання добрай копіі.

Рабочая экспазіцыя Hраб ў негатыўных пластах павінна забяспечваць дубленне па ўсѐй глыбіні пласта да падкладкі, у пазітыўных пластах — поўнае выдаленне экспанаваных участкаў у выніку праяўлення.

Рыс. 8. Характарыстычная крывая КП: 1 — пазітыўны пласт; 2 — негатыўны пласт

Значэнне інтэгральнай чуласці КП разлічваюць па формуле

дзе Hкрытэр — крытэрыяльная экспазіцыя. У якасці крытэрыю выбіраюць

практычна ўжываную таўшчыню пласта hкрытэр=1–3 мкм. Таўшчыню КП без яго разбурэння вымяраюць трыма спосабамі.

Паводле першага спосабу, вымярэнне праводзяць на прафілаграме пласта, атрыманай на прафілографе-прафілометры.

У другім спосабе выкарыстоваецца інтэрферэнцыйны мікраскоп Лінніка, дакладнасць вымярэнняў якога не горш за 0,03 мкм.

Трэці спосаб грунтуецца на вымярэнні электрычнай ѐмістасці пласта, нане-

23

сенага на металічную падкладку, з наступным пераразлікам атрыманага значэння ў таўшчыню пласта.

Для вызначэння інтэгральнай чуласці пласта на яго экспануюць празрыстую шэрую тонавую шкалу СПШ-к і пасля праяўлення копіі на відарысе шкалы на форме знаходзяць поле, якое адпавядае крытэрыяльнай таўшчыні hкрытэр.

Крытэрыяльнаю экспазіцыю разлічваюць па фомуле:

дзе E0 — асветленасць шкла капіравальнай рамы; D — аптычная шчыльнасць поля шкалы, за якім атрымана крытэрыяльная таўшчыня пласта; t — вытрымка. Адсюль інтэгральная чуласць

З прычыны чуласці КП да УФ- і сіняга выпраменьванняў інтэгральную чуласць пластоў вымяраюць у энергетычных адзінках м2/Дж або см2/Дж.

Інтэгральная чуласць КП дужа нізкая і складае 1–103 см2/Дж, што ўмоўна адпавядае 10–4–10–7 адзінкам святлачуласці ДАСТа.

Інтэральная чуласць пласта залежыць ад яго таўшчыні і, як вынікае з закону Бугера-Ламберта, з павелічэннем таўшчыні пласта памяншаецца. Адначасова з прычыны росту святлорассеяння памяншаецца і раздзяляльная здольнасць пласта — колькасць асобна ўзноўленых ліній на 1 мм.

Раздзяляльная здольнасць пластоў складае каля 100 лін/мм.

Выдзяляльную здольнасць КП выражаюць мінімальнай таўшчынѐй ўзноўленага адзінкавага штрыха.

Выдзяляльная здольнасць пластоў для высокага і афсетнага друку складае 10–25 мкм, флексадруку — 70–100 мкм, трафарэтным друку — 100–150 мкм.

Спектральная чуласць КП знаходзіцца ў інтэрвале спектра 320–450 нм з максімумам у дыяпазоне 350–420 нм.

На практыцы часцей за ўсѐ капіруюць штрыхавую або растравую фотаформу, капіравальная здольнасць якой зададзена двума значэннямі аптычнай шчыльнасці: прасветаў Dmin і плашак Dmax.

Экспазіцыя Hmax, атрыманая пластом за прасветамі, павінна быць не менш за

24

рабочую, г. зн.

Hmax ≥ Hраб, lgHmax ≥ lgHраб,

экспазіцыя Hmin, атрыманая за плашкамі, не больш за парогавую, г. зн.

Hmin ≤ Hпар, lgHmin ≤ lgHпар

або

–lgHmin ≥ –lgHпар,

адкуль, склаўшы абедзве няроўнасці, маем:

lgHmax – lgHmin ≥ lgHраб – lgHпар.

У левым баку няроўнасці стаіць інтэрвал экспазіцый, атрыманых пластом. Велічыню

L = lgHраб – lgHпар

называюць фоташырынѐй, а адваротную ѐй велічыню

1

L

каэфіцыентам кантрастнасці пласта. Лѐгка паказаць, што

lgHmax – lgHmin = Dmax – Dmin.

Таму

L Dmax Dmin ,

г. зн. фоташырыня пласта павінна быць дастаткова малой, і ен будзе мець высокую кантрастнасць. Ад кантрастнасці пласта, вытрымкі капіравання і профілю аптычнай шчыльнасці штрыхоў і растравых кропак на фотаформе залежыць профіль ДЭ формы.

Аптымальная вытрымка павінна забяспечыць выбіральнае праяўленне пласта, яго працоўныя ўласцівасці і графічную дакладнасць усіх элементаў відарыса. На практыцы аптымальнай вытрымкай лічаць такую, якая забяспечвае поўнае выдаленне пласта з падкладкі на ПЭ формы пры праяўленні. Профіль аптычнай шчыльнасці кропак і штрыхоў на фотаформе павінен быць П-падобны.

26

Асноўныя паказчыкі шурпатасці:

Ra — сярэдняе арыфметычнае адхіленне профілю — сярэдняе арыфметыч-

нае абсалютных адхіленняў профілю yi ў межах базавай даўжыні:

Rz — вышыня няроўнасцяў профілю паводле 10 кропак — сума сярэдніх арыфметычных абсалютных памераў, узятых паводле пяці найбольшых выступаў Himax і пяці найбольшых упадзін Himin ў межах базавай даўжыні

Rmax — максімальная вышыня (радыус) профілю — адлегласць паміж лініямі выступаў і ўпадзін.

Для ўтварэння надзейных ДЭ патрэбна высокая шурпатасць асновы, але для графічнай дакладнасці перадачы відарыса неабходна гладкая аснова. Дыяпазон шурпатасцяў Ra 0,4 0,8 мкм дазваляе выканаць абодвы патрабаванні.

На практыцы ўжываюць асновы з шурпатасцю Ra 0,2 1,2 мкм.

Цяпер у монаметалічных афсетных пласцінах (АП) ужываюць толькі алюмініевыя асновы з чыстага алюмінію з натуральнымі дамешкамі медзі, марганцу і інш. таўшчынѐй 0,15–0,35 мм у выглядзе лістоў або рулонаў, паверхню якіх апрацоўваюць паводле тэхналогіі комплекснай электрахімічнай падрыхтоўкі. Такія АП і АФ называюць монаметалічнымі. Раней выкарыстоўвалі таксама асновы з вугляродзістай сталі (найперш на ролевых машынах) і біметалічныя формы на поліметалічных асновах тыпу сталь-нікель- медзь-хром.

У якасці капіравальных кампазіцый для монаметалічных АП выкарыстоўваюць пазітыўныя кампазіцыі ў складзе ОНХД (святлачулы кампанент), фенолфармальдэгідная або навалачная смала (плѐнкаўтваральны палімер) і сумесь арганічных растваральнікаў.

Кампазіцыя ўключае таксама шэраг мэтавых дадаткаў. Негатыўныя кампазіцыі на аснове фотапалімераў для вырабу монаметалічных афсетных пласцін ужываюць даволі рэдка.

27

Падрыхтоўка алюмініевай паверхні для монаметалічных пласцін

Паверхню алюмінія падрыхтоўваюць паводле тэхналогіі комплекснай электрахімічнай падрыхтоўкі, якая ўключае пяць наступных аперацый:

абястлушчанне. дэкапіраванне. электрахімічнае зярненне. анодную аксідацыю. напаўненне аксіднай плѐнкі.

Абястлушчанне праводзяць для выдалення з паверхні алюмінію змазкі, слядоў алею і бруду, для чаго ўжываюць 5%-ны раствор едкага натру тэмпературай 50–60°С. Працэс адбываецца на працягу 1–2 хвілін і суправаджаецца бурным выдзяленнем вадароду і алюмінату натрыю, які гідралізуецца і выпадае ў асадак у выглядзе гліназѐму

2Al + 2NaOH + 6H2O =2H2 Al + 2Na[Al(OH)4].

Дэкапіраванне неабходна для выдалення шламу і асвятлення паверхні, для чаго выкарыстоўваюць 25%-ны раствор азотнай кіслаты з дадаткам фторыстага амонію.

Электрахімічнае зярненне дазваляе атрымаць раўнамерны мікрарэльеф алюмініевай паверхні з развітай мікракрышталѐвай структурай. Аперацыю праводзяць у разбаўленай салянай або азотнай кіслаце (0,3–1%) пад уздзеяннем пераменнага току. Так, для шчыльнасці току 1–1,5 А/дм2, часе апрацавання 25–30 хвілін, тэмпературы не вышэй за 30°С і міжэлектроднай адлегласці 15–20 см на паверхні алюмінію ўтвараецца мікрарэльеф з Ra=0,8–1,2 мкм.

Анодную аксідацыю шурпатай паверхні алюмінію праводзяць для атрымання трывалай і сітаватай аксіднай плѐнкі, якая служыць моцным адсарбентам, мае антыкаразійныя ўласцівасці і ўстойлівая на церце і знос, што станоўча ўплывае на тыражаўстойлівасць афсетных формаў. Для аксідацыі пласціну змяшчаюць у гальванаванну з сернакіслым электралітам у якасці аноду, катодам служыць свінец. У выніку электролізу на анодзе вылучаецца кісларод, які ўзаемадзейнічае з алюмініем і ўтварае аксід Al2O3. З павелічэннем канцэнтрацыі кіслаты і часу аксідацыі павялічваецца таўшчыня і сітаватасць плѐнкі. Вялікая сітаватасць можа стаць прычынай няпоўнага выдалення капіравальнага пласта з ПЭ і цянення формы. Таму час аксідацыі абмяжоўваюць.

28

Аптымальны рэжым аксідацыі ў 20%-ным растворы сернай кіслаты наступны: шчыльнасць току — 1–1,5 А/дм2, час апрацавання — 10 хвілін, тэмпература — 18–22°С. У выніку таўшчыня аксіднай плѐнкі складае 2–3 мкм, а з-за гідратацыі аксіду паверхня алюмінію становіцца больш гідрафільнай.

Напаўненне аксіднай плѐнкі зніжае сітаватасць аксіднай плѐнкі, змяншае яе актыўнасць і павелічвае гідрафільнасць паверхні алюмінію. Для напаўнення выкарыстоўваюць гарачую ваду, пару або раствор натрыевага вадкага шкла (сілікату натрыю) разам з натрыевай соллю карбаксіметылцэлюлозы (NaКМЦ). У выніку на паверхні алюмінію ўтвараецца шчыльны гідрафільны пласт таўшчынѐй 0,5–3 мкм.

Пасля кожнай аперацыі праводзіцца прамыўка пласцін.

Такім чынам, электрахімічнае зярненне дае развітую мікрагеаметрыю, шурпатасць; анодная аксідацыя — зносаўстойлівасць і адсарбцыйную актыўнасць; напаўненне — устойлівую гідрафільнасць алюмініевай асновы.

Уласцівасці паверхні змочвацца або не змочвацца вадкасцю выражаюць велічынѐй краявога вугла змочвання (рыс. 10).

Рыс. 10. Краявы вугал змочвання: а — <90°, змочванне; б — >90°, незмочванне

У выніку комплекснага электрахімічнага апрацавання паверхня алюмінію набывае наступныя паказчыкі якасці:

Гідрафільныя ўласцівасці апрацаванай алюмініевай асновы абумоўлены наяўнасцю ўстойлівых плѐнак сілікату натрыю і NaКМЦ. Гэта дазваляе ў працэсе вырабу афсетных формаў унікнуць аперацыі гідрафілізацыі.

29

У выніку электрахімічнага зярнення на паверхні алюмінію фарміруюцца ўвагнутыя паўшар’і («чашкі») дыяметрам 0,2–2 мкм, у якіх шляхам аноднай аксідацыі ўтвараюцца сітавіны аксіднага пласта (рыс. 11).

1

2

Рыс. 11. Вынікі электрахімічнага зярнення і аноднай аксідацыі:

1 — гарызантальная прамая; 2 — пракатны рэльеф; 3 — «чашкі», вынік зярнення; 4 — сітавіны, вынік аноднай аксідацыі

На алюмініевыя пласціны або стужку ў рулоне, падрыхтаваныя паводле тэхналогіі комплекснага электрахімічнага апрацавання, наносяць капіравальную кампазіцыю. Выкарыстоўваюць наступныя спосабы нанясення: спосаб падаючfй завесы, валковы спосаб, нанясенне ў электрычным полі высокага напружання [1]. Пасля нанясення праводзяць сушку КП [1]. Пасля сушкі выконваюць разрэзку матэрыялу на тыпапамеры і пакаванне.

Агульная характарыстыка і тэхнічныя паказчыкі афсетных пласцін

У былым СССР выраблялі універсальныя пазітыўныя алюмініевыя пласціны УПА на гладкім або малазярнѐным ( Ra = 0,03 мкм) алюмініі таўшчынѐю

0,3 мм з дужа тонкай аксіднай плѐнкай таўшчынѐю 0,03 мкм. Такая плѐнка не забяспечвала гідрафільнасці, таму абавязковай была гідрафілізацыя. Тыражаўстойлівасць пласцін УПА складала 5–50 тыс. адб.

Цяпер на рынку прадстаўлены шырокі выбар аналагавых і лічбавых афсетных пласцін і хімікатаў для апрацавання копій. Найбуйнейшыя вытворцы пласцін — Horsell, FujiFilm, Agfa і інш. Сучасныя аналагавыя афсетныя пласціны маюць высокую шурпатасць паверхні (Ra=0,4–0,8 мкм), аксідную плѐнку таўшчынѐю 0,5–2,5 мкм з гідрафільным напаўненнем, высокія інтэгральную чуласць і тыражаўстойлівасць, якая ў залежнасці ад кошту вагаецца ад

30

5–10 да 100–200 тыс. адб.

Якасць АП вызначаецца сістэмай паказчыкаў, найважнейшыя з якіх: геаметрычныя памеры (вызначаюць лінейкай); шурпатасць (вызначаюць на прафілографе-прафілометры);

таўшчыня пласта (узважваюць узор пласціны да і пасля выдалення КП); інтэральная чуласць (фіксуюць час экспанавання, патрэбны для выдалення КП пад чатырма палямі шкалы СПШ-к у выніку праяўлення); паўната выдалення КП пасля праяўлення (пасля нанясення фарбы на форму ПЭ павінны быць чыстымі, без слядоў фарбы);

выбіральнасць праяўлення (характарызуе ўстойлівасць ДЭ у формным працэсе); раздзяляльная здольнасць (характарызуе здольнасць узнаўляць раздзельна

групы тонкіх штрыхоў); якасць градацыйнай перадачы і інш.

Для ацэнкі якасці раздзяляльнай здольнасці і градацыйнай перадачы выкарыстоўваюць шкалу Ugra PCW 1982, якая мае пазітыўныя і негатыўныя кругі з таўшчынѐй штрыха 4–70 мкм і растравыя палі 0,5–99,5%. Паводле тэхнічных умоў афсетныя пласціны павінны ўзнаўляць кругі, пачынаючы з таўшчыні штрыха 12 мкм, і растравыя кропкі ў дыяпазоне памераў 2–98%.

Паказчыкі якасці некаторых афсетных пласцін прыведзены ў табл. 2

АП маюць тэрмін захоўвання 6–12 месяцаў пры тэмпературы 18–20 С і вільготнасці 40–50%.