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精選文章 〝點光源曬制柔印樹脂版的利弊〞 |
| 從前被視為“醜小鴨”的柔版印刷如今已變成了耀眼的“白天鵝”。據德國雜誌報道： 1985年柔印在全球印刷市場中只占到 15% ，而到 1995 年就達到了 27% ，根據估計到 2005 年柔印將達到 38% 。形成鮮明對比的是平印和凹印市場均大幅下降。平印將由 2000 年的 40% 下降到 35% ，凹印也將由 2000 年的 18% 下降到 15% 。本文主要將分析曬版機配備的光源對柔版曬版的影響，我們將比較點光源與一般傳統的面光源。?了便於清楚解釋點光源曝光原理、點曝光現象以及面光源等，在討論中將引用一些基本的物理概念和理論。 曬版光源的選用 曬版光源是製版作業中的最重要的設備之一。它是確保印版感光層在短時間內發生物理和光化學變化的關鍵。選擇合適的光源，可以減少曝光時間，加快製版速度，提高曬製印版的品質。用於曬版的光源應該具備以下特點： • 光源發射的波長應該與感光材料的吸收特性以及感色性相適應。 • 光源的發光效率要高、發光強度要大。因?在其他條件不變的情況下，光源的發光效率越高、發光強度越大，所對應的照度也就大，所以感光材料獲得同等曝光量的時間就短。 • 光譜中含有 UV 成分對人們的眼睛和皮膚均會造成傷害，因此應該採用吸收紫外線的遮光片進行遮罩。 • 光源在使用過程中會發熱，盡可能採用熱輻射小的光源。 • 作業性和經濟性好，確保光源可以維修和替換，並且價格便宜。 • 發光穩定性高，即發光強度和光譜分佈比較恒定。 • 光能量分佈均勻性好。 • 能確保曬製的印版印刷複製後圖像的再現性良好。 點光源的作用 目前，曬版光源主要有面光源和高壓汞燈、螢光燈、黑光燈和點光源的碘鎵燈等。點光源曝光的實質是利用直射光線曝曬感光印版生成凸起的圖文，特別是形成凸起的網點。僅使用直射光線曬制柔版可以形成理想的凸起印紋的垂直斷面，但是也具有明顯缺點：凸起印紋形成後，即便採用更強的光源或更長的曝光時間也不會改變印紋的幾何形狀，也就意味著不能形成穩定的印紋結構（因?印紋底部的根基不是很結實）。基於這種原因，人們常混合採用直射光線和散射光線（散射光線?生通常是在發光光源和曝光層之間插入一片霧狀玻璃片）曝曬印版。首先使用直射光線對印版曝光，形成印紋的上側面。然後再用散射光線對印版曝光，生成更寬的印紋底基，使印紋底基和印紋之間發生交聯固化作用，增強其牢固度。 光強度與光譜分佈 點光源相對於通常一般的曬版機採用多個螢光燈構成的光源具有一個明顯的優勢，就是可以精確地控制光通量。因?對於單束光線很容易控制光通量，而對多個熒光燈管構成的光源進行均勻控制可能比較麻煩。也可以通過在燈管上附加上其他設備來實現，不過費用比較大。 點光源目前所存在的問題就在於價格比較貴，以及在柔版製版領域是否具有實用性。其一，在柔版曝光的過程中務必能曬出最高深度? 3mm 的立體突起印紋；其二，能滿足曬制大幅面柔版的需要。在曬制大幅面印版的過程中應該確保隨著印版幅面的增大，而光強度不變。這就要求光源的發光效率隨著印版幅面的增大而增大。 此外，在點光源曬版設備中由於光源離印版中心點和印版邊緣點之間存在距離差，因此，照射到印版上的光強度也存在差別。據實際測量，差別在 25% 左右。不過，這種差距可 以通過附加的光學系統譬如反射鏡來部分糾正。 也值得指出的是，?了實現對大幅面印版進行高速快捷的曝光，人們曾嘗試同時採用兩束光線對印版曝光，想採用快刀斬亂麻的方案來解決問題。很遺憾，這種方案也是不能真正完美地解決問題的。雙光源在曝光過程中?生的光衍射現象要比點光源大得多。由於光線的交叉擴散造成圖文非透明部位下的感光邊緣硬化，因而降低印版的鮮銳力，導致網點縮小和變形嚴重，甚至出現網點丟失。 印版的感光範圍 到目前?止，我們討論的光線也僅局限於數量上的分析。現在我們從品質上著手，分析點光源和一般面光源的異同點。在分析光源品質之前，有必要先瞭解一下，光源的光譜分佈因?這是極其重要的。特定的柔印版材僅對光譜範圍內的一小段光譜感光。正是這一小段波長促使了感光印版上化學物質分解，從而形成了凸起的圖文部分和凹陷的空白部分。經過多年的摸索和研究，一般的面光源的光譜分佈與印版感光範圍已達到了理想的匹配。光源波長範圍的位移、變寬、變窄都會改變印版感光性能。 在柔版曬製過程中由於相當一部分光線被印版表面所吸收，導致在印版深層的感光材料光分解不完全，從而使印版材料失去了部分解析力，甚至不能很好地顯示圖像。它們相對於溶劑材料的耐腐蝕性以及耐磨性就變得比較脆弱。光線在表面被反射或被吸收都是我們所不希望的，因?這些光線將對中間深度的樹脂?生不利的影響。 圖 1 顯示了不適合於柔印版曝光的點光源發射波長相對於一般的螢光燈管光源的發射波長對比結果。人們不難看出點光源發射光譜要比螢光燈管發射的光譜要寬。由於柔印版的感光特徵主要取決於感光材料，不同類型的感光材料對不同範圍內的波長感光。約大多數柔印版材均對點光源感光。 曝 光 測 試 我們採用點光源曝光機和一般的曝光機做了一系列的曝光試驗來回答這樣的問題：在什?環境下可以採用點曝光設備對柔印版曝光處理以及經曝光處理後的印刷效果如何？ 測試材料選用了?多曬版設備提供商和柔版使用客戶推薦的適合於點光源曬版機使用的 1.14mm 的較薄柔印版材。我們以曬出的圖文深度在 0.6 ∼ 0.7mm 之間作?這次曬版的要求。 ?了在曬版機上實現思想的主曝光，我們按照下列順序一步一步地測試調節： • 光強度 • 散射光線 • 曝光時間的長短 • 網點區的牢固度（以 120 線 1% 和 2% 網點的牢固存在?依據） • 牢固度和獨立存在的寬度? 0.1mm 的直線或直徑? 0.1mm 網點再現情況 • 寬度? 0.08mm 的反白線深度再現情況 測試結果的評價 • 印紋形狀及其牢固性 ?了確保所有待測因素能夠被清晰地曬製出來，就要求點光源曝光機以最高的光強度和至少散光在 50% 以上對印版進行曝光處理。僅憑藉眼睛對曝光結果進行視覺評價，特別是對尖網點的評價是極其不科學的。因?人眼的分辨能力有限，細小的網點如果不被放大，我們就根本無法看清楚它的形狀。其實，印版上網點一開始就應與基礎形成牢固的粘合，然而導致網點出現傾斜和網點邊緣的牢固性降低，這些現象只有在電子顯微鏡下才能明顯看出。 在柔版上曬制獨立存在的陽圖印紋是評價印版優劣的重要手段。人們常採用寬度? 0.1mm 的陽線來評價。對於感光性高的印版主曝光時間大約在 20 分鐘左右即不會?生陽線的波狀，而對於感光性不高的印版即使採用 45 分鐘的曝光時間也不能去掉波線狀。在一般的曬版機上精細陽線印紋的穩定性地取決於相鄰元素的類型和位置。在印版邊緣處，如果存在別的印紋，其牢固性比較強。但是如果只有單獨的存在，那?它將失去其部分的牢固性。對處於印版中間位置的網點或陽線來說，它們與基礎的牢固性較強。 • 曝光寬容度 在柔版製版領域中人們規定，曝光寬容度的下限：加網線數? 120 線的網 點區內 2% 的網點能曬出，即寬度? 0.1mm 的陽線能曬出。它的上限是寬度? 0.08mm 的反白線能達到事先定義的深度。雖說這是以前定下的標準，但是它現在仍被用在光源曬版機上作?評價曝光寬容度大小的依據。我們這樣測試的目的就是證明我們可以在保證細線完美再現的同時，也能確保原有反白線再現品質不受損失。 在點光源曬版過程中，明顯地顯示出柔曝光寬容度小，甚至沒有寬容曝光度。它們通常顯示?寬度? 0.1mm 的直線具有足夠強的牢固性，但是凹陷深度不夠或線條清晰度欠缺。印版材料的感受光性不穩定、印版版面影像的複雜性以及軟片品質的不穩定對曝光過程和曝光寬容度都會?生重要影響。?所周知，印版上單獨存在的尖網點要比周圍的滿版高出。這可能是尖網點與底基不完全曝光而出現材料膨脹所導致。採用增加散射光量或延長曝光時間都能使尖網點明顯變得結實。 ?了使曝光寬容度充分發揮起作用，我們曾嘗試採用 UV 濾色片過濾掉點光源發射光譜中存在的但又不需要的 UV 成分。然而很遺憾，在去掉 UV 成分的同時也減少了光源的發光強度。因此，這種想法不能發揮作用。 • 印版邊緣 在印版邊緣處存在著網點傾斜現像是使用點光源曝光機普遍存在的令人頭痛的現象，並且這種傾斜角度與入射光線的入射角度出奇的一致。當曝光不足時，印版上網點的傾斜角度雜亂無章，而當曝光正常或曝光過度時，印版上網點的傾斜方向均指向光源。這種現象的出現是由於點光源發出的光線傾斜地照射到印版的邊緣而不是垂直照射而造成的。人們可以使用反射鏡來矯正這一現象，然而成本比較高，所以實際生?中並不採用。 總 結 雖說點光源曝光設備能對絕大多數柔印樹脂版感光，但是它相對一般傳統的曝光設備存在有下列明顯的不足： • 該曝光機對於小幅面、厚度比較薄的柔印版具有一定的意義。對於深 度大於 0.6mm 的曬制要求（採用更長的曝光時間可以實現，但是我們發現中間深度比較差），考慮到要達到足夠陡峭的網點，我們接受了點曝光設備提供商的建議，採用 40% 的散光成分。然而遺憾地發現：深度不能超過 0.5mm 。 • 印版解析力的不足（由於網點具有一定的傾斜角度和細線呈波文狀，所以再現精細網點缺少穩定性）。 • 複製結果不理想和幅面的限制。在點曝光設備中，軟片的品質、軟片上版面影像以及印版材料的感光性都對印刷複製結果?生很大的影響。光源相對于印版材料的位置有時會影響到網點的形狀。 (040914)
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