Тема лекции №4: Технологические свойства копировальных слоев

Проявляемость копировального слоя – это его способность к избирательному растворению в результате обработки проявляющим раствором после экспонирования. Различие растворимости поли­мерной пленки на экспонированных и неэкспонированных участках обеспечивает фундаментальное свойство процесса проявления - бы­строе удаление копировального слоя с одних участков и медленное (в пределе бесконечно медленное) с других участков копии.

Проявление копии, включая вымывание ФПК, как любой процесс растворения, состоит из нескольких стадий, при этом скорость процесса в целом определяется скоростью протекания самой мед­ленной из его стадий. К ним относятся:

· смачивание поверхности полимерной пленки проявляющим раствором (при использовании водных растворов поверхность пленки
должна быть гидрофильной);

· проникновение молекул растворителя вглубь пленки;

· раздвижение макромолекул;

· набухание полимера;

· сольватация макромолекул или образование связей между моле­кулами растворителя и макромолекулами полимера (главным обра­зом, за счет ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия);

· разрыв связей между макромолекулами (в результате флуктуа­ции теплового движения сольватов);

· обратная диффузия в раствор сольватов.

Результатом проявления является удаление продуктов фотохи­мической реакции (позитивного слоя) или реагентов (негативного слоя) с поверхности подложки. В водных проявляющих растворах сольватацию можно считать гидратацией, а сольватами – гидраты, образование которых возможно лишь при наличии у макромолекул полярных или ионных функциональных групп, т. е. при условии, что полимер гидрофилен.

Защитные свойства копировального слоя характеризуют спо­собность слоя сопротивляться проникновению сквозь него агрессив­ных сред. Чем меньше скорость проникновения сквозь слой обраба­тывающего раствора или вещества, тем выше защитные свойства полимерной пленки. Различные дефекты копировального слоя, такие, например, как инородные включения – пыль, мельчайшие пузырьки воздуха и, в особенности, трещины в слое сильно снижают, а иногда сводят на нет его защитные свойства. Трещины в слое могут возни­кать в результате удаления из него остаточного растворителя при чрезмерном высушивании и повышении, тем самым, хрупкости слоя.

Поверхностные свойства копировальных слоев определяют па­раметры смачивания полимерных пленок рабочими растворами и веществами, как в процессе изготовления печатных форм, так и при печатании.

Поверхностные свойства копировальных слоев различны и могут направленно изменяться в процессе изготовления печатных форм. Так, копировальные слои на основе ОНХД гидрофобны от природы, другие, в состав которых входит ПВС, приобретают гидрофобные свойства в результате экспонирования и иных технологических опе­раций. Необходимые поверхностные свойства копировального слоя определяются функциями, выполняемыми слоем в процессе изго­товления печатной формы и ее эксплуатации. Если копировальный слой сохраняется на печатающих элементах готовой формы, то, очевидно, что необходимым условием является его олеофильность, т.е. смачиваемость печатной краской в процессе печатания.

Поверхностные свойства копировальных слоев оказывают суще­ственное влияние на процесс изготовления копии. В зависимости от полярности копировальные слои различаются по степени смачивае­мости проявляющими растворами. Негативные слои хорошо смачи­ваются проявляющими растворами и при использовании водного раствора обладают гидрофильными свойствами. Позитивные, наобо­рот, гидрофобны и хуже смачиваются обрабатывающими раствора­ми. Хорошая смачиваемость поверхности копировального слоя по­зволяет улучшить его проявляемость, уменьшить время проявления за счет увеличения скорости растекания проявляющего раствора по поверхности слоя.

Адгезия относится к поверхностным явлениям и характеризует сопротивление нарушению контакта двух разнородных тел. Адгезионные свойства пленки копировального слоя оцениваются работой отрыва, затраченной на единицу площади поверхности подложки.

В адгезии полимерных пленок определяющую роль играют силы молекулярного взаимодействия, а также существенное влияние в формирование адгезионного контакта вносят электрические силы, возникающие на поверхности подложки.

Адгезия пленки копировального слоя формируется при нанесе­нии копировального раствора на подложку, именно тогда происхо­дит установление контакта, зависящего от сил межмолекулярного притяжения и смачивания поверхности подложки копировальным раствором. Адгезия слоя определяется химическим строением све­точувствительных и пленкообразующих компонентов копироваль­ных растворов. Адгезия тем больше, чем меньше различаются по величине поверхностного натяжения подложка и наносимый слой. Поэтому гидрофильная пленка хорошо удерживается гидрофиль­ной поверхностью подложки, а гидрофобная – гидрофобной по­верхностью.

Адгезия слоя должна быть достаточной для проведения техноло­гического процесса изготовления печатной формы и не должна за­труднять процесс удаления слоя после выполнения им соответст­вующих функций. В технологиях, предусматривающих сохранение копировального слоя на поверхности формы, слой должен обладать максимальной адгезией к подложке. Адгезионный контакт слоев не должен разрушаться в процессе печатания при длительных цикличе­ских нагрузках.

Износостойкость копировального слоя играет важную роль в том случае, когда копировальный слой выполняет функцию печа­тающих элементов и подвергается абразивному износу в процессе печатания под действием бумажной пыли, красочных пигментов и по другим причинам. Механический износ копировального слоя ока­зывает влияние на тиражестойкость формы и определяется адгези­онной прочностью, микрогеометрией поверхности и толщиной слоя.