【集萃網(wǎng)觀察】前 言
作為絲網(wǎng)制版用感光膠，它的物化特征需具備：光敏性、成像性和解像性；它的應(yīng)用特征需具備：耐印性、穩(wěn)定性和耐老化性。而它的適用性則要按產(chǎn)品的材料、種類、用途來區(qū)分。
1 感光膠的分類
1.1 按材料區(qū)分：常用的絲網(wǎng)制版感光膠有以下幾種
(1) 重鉻酸鹽
無機感光體系，以無機鹽見紫外光后使膠膜發(fā)生固化，用于早期的感光制版。
(2) 重氮樹脂
有機感光體系，利用重氮化合物見紫外光發(fā)生分解與水溶性高分子化合物發(fā)生固化，用于雙組份感光膠。
(3) 有機苯乙烯基吡啶鹽
有機感光體系，利用該化合物見紫外光發(fā)生光二聚化反應(yīng)，形成不溶于水的高聚物，用于單液型感光膠。
1.2 按種類區(qū)分：有單液型和雙液型
(1) 單液型感光膠
是通過高分子聚合物鏈接感光性樹脂而形成的，直接使用。
(2) 雙液型感光膠
是由高分子聚合物與感光化合物分開組成的，需混合后，靜止消泡使用。
1.3 按用途區(qū)分：有耐水性和耐溶劑性：
(1) 耐水性感光膠
用于水性染料、涂料色漿、水性油墨、水性陶瓷釉漿等材料的制版印刷。
(2) 耐溶劑性感光膠
用于溶劑型油墨如，廣告、塑料、玻璃、金屬制品、電子、裝潢等行業(yè)的制版印刷。
2 感光膠的感光原理
絲網(wǎng)制版感光膠中的高分子聚合物本身不具備光學(xué)活性，而是由小分子的感光化合物(即光敏劑)在光照下而引起活性種，引起高分子化合物的交聯(lián)。
2.1 重鉻酸鹽感光膠感光原理 早期絲網(wǎng)制版感光膠是以重鉻酸鹽作感光劑與水溶性合成高分子化合物組成，重鉻酸鹽導(dǎo)致高分子化合物光固化的反應(yīng)機理尚不十分清楚。但一般認為經(jīng)過兩步反應(yīng)進行。
首先，在供氫體（如聚乙烯醇）的存在下，六價鉻吸收紫外光后還原成三價鉻，而供氫體放出氫氣生成酮結(jié)構(gòu)，其水溶性也因此減小。
然后，三價鉻離子有非共有電子，與具有酮結(jié)構(gòu)的PVA 配位形成交聯(lián)固化結(jié)構(gòu)，完成第二階段反應(yīng)。（圖1）
在重鉻酸鹽水溶液中，Cr[VI]能以重鉻酸離子(Cr2O22-)、酸性鉻酸離子(HCrO4-)以及鉻酸離子(CrO42-)等形式存在。其中只有HCrO4-是光致活化的。它吸收250nm，350nm和440nm附近的光而激發(fā)。因此，使用的高分子化合物必須是供氫體，否則不可能形成HCrO4-。
重鉻酸鹽的產(chǎn)品常含有游離酸，即使純度高的重鉻酸鹽也不例外。不同的樣品，PH值也不一樣，這樣就會造成感光層的感光度和保存性變化。
重鉻酸鹽感光膠中的高分子化合物必須具備：
(1)可被氧化性和水溶解性，并在干燥后能生成一個連續(xù)而柔軟的膠膜，沒有額外的吸濕性；
(2) 在溫度高的情況下，膠膜不發(fā)粘；
(3) 對有效光有高度的透光性。
2.2 重氮感光膠感光原理
重氮化合物在光照射下其重氮鹽分解成自由基，分解出的自由基殘基從聚乙烯醇上的羥基奪氫形成聚乙烯醇自由基。最后自由基偶合，形成在溶劑中不溶的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。（圖2）
重氮化合物與聚乙烯醇曝光聚合后顯影成像的網(wǎng)版，因聚合物固化與絲網(wǎng)版粘合在一起呈不溶水性，未見光處未光聚合反應(yīng)部份呈水溶性，顯影后形成浮雕圖像。
2.3 單組份感光膠感光原理
日本對甲醛基苯乙烯基吡啶季胺鹽與PVA縮合，得到聚乙烯醇環(huán)縮醛苯乙烯基吡啶季胺鹽稱(SBQ)。這是一個水溶性光敏樹脂，經(jīng)紫外光曝光后發(fā)生光二聚反應(yīng)，形成不溶于水的高聚合物。（圖3） 3 感光膠的應(yīng)用
三種類型的感光膠，重鉻酸鹽感光膠、重氮感光膠和SBQ感光膠的應(yīng)用。
3.1 重鉻酸鹽感光膠 早期的絲網(wǎng)制版感光膠，以重鉻酸鹽與天然高分子明膠、動物膠組成。影響其進一步發(fā)展的主要點是：溶液易受凍、霉變；膠體光固化后，遇水會膨脹，長期浸水仍能溶解；存放后膠膜會脆裂。合成高分子的開發(fā)，聚乙烯醇粘合劑被引起關(guān)注。它的水溶液與重鉻酸鹽組合，膠體的穩(wěn)定性明顯提高，制版質(zhì)量也明顯提高。在使用中，同一膠質(zhì)的溶液，重鉻酸鹽光敏劑量大比量小感光快(但不能過多)；交聯(lián)度也增大，耐酸性也增強。不足之處：暗反應(yīng)，溶液穩(wěn)定性差；現(xiàn)配現(xiàn)用，制版寬容度小；分辨率低，影響制版精度。同時六價鉻離子，會造成公害。這些都與重鉻酸鹽的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。
3.2 重氮感光膠
70年代開始，國內(nèi)重氮感光膠產(chǎn)品還處于開發(fā)階段，至現(xiàn)在已呈飛越式發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，迄今為止在國內(nèi)外仍占主要地位。
目前在印染、印刷等行業(yè)絲網(wǎng)制版應(yīng)用的產(chǎn)品，其用途可分為水溶性和溶劑型。
3.2.1 水溶性產(chǎn)品用于印染織物、服裝、針織、T恤及陶瓷裝飾等行業(yè)絲網(wǎng)制版印花，其特性可分為以下幾種類型
(1) 強耐印型： 耐酸堿、耐化學(xué)品，適用于活性、酸性染料、雕印和膠漿等印花；
(2) 快速顯影型：無需壓力顯影，適用于打樣版和小批量印花；
(3) 高粘度型： 高粘度膠液，適用于厚織物、低目數(shù)的網(wǎng)版印花；
(4) 高分辨率型：清晰性好，適宜做高精度、網(wǎng)點、精細花型，用于高目數(shù)網(wǎng)版印花。
3.2.2 溶劑型產(chǎn)品用于塑料、玻璃、紙張、彩色廣告、包裝裝潢、電子儀器等行業(yè)絲網(wǎng)制版印刷，適用于溶劑性油墨。(此內(nèi)客在這里不作專題論述)
3.2.3 制版工藝
(1) 洗網(wǎng)液選用弱堿性洗滌劑溶液，擦洗絲網(wǎng)上的油脂、污漬，改善感光膠對絲網(wǎng)的潤濕性和粘附力。沒洗的絲網(wǎng)會使感光膠膠層出現(xiàn)斑點和砂眼，影響附著牢度，降低耐印力。
(2) 感光膠膠層干燥，在35-40℃有循環(huán)風(fēng)烘房，干燥20-30min。超過50℃以上，膠層會產(chǎn)生熱交聯(lián)反應(yīng)，影響顯影，影響解像性。但是，完全干燥的膠層才能達到所需要的感光度。
(3) 感光膠的曝光體系主體是光敏劑和光源，之間的相關(guān)性對曝光的好壞是至關(guān)重要的。重氮感光膠的吸收光的波長范圍在350-420nm，最大吸收峰在380nm，而在這個區(qū)域內(nèi)輸出比較豐富光源有高壓汞燈、碘鎵燈、紫外曬版燈，這幾種光源有利于在曝光中發(fā)揮較高的感光效率。
(4) 顯影和二次曝光，未感光部分呈水溶性吸收水分后膨脹，有明顯的花紋圖案出現(xiàn)。承印面用有壓力水沖洗，刮印面用無壓力水淋洗，除去網(wǎng)孔內(nèi)的水分，防止塞網(wǎng)。制成的網(wǎng)版顯示出了良好的解像性，再進行二次曝光，這是提高網(wǎng)版牢度的一個很重要過程。
3.2.4 重氮感光膠特性 (1) 重氮感光膠主要成份是膠體和感光劑，膠體起成膜作用，它決定版膜的耐印性、耐溶劑性、耐老化性。感光劑在紫外光區(qū)域起光化學(xué)反應(yīng)，并與膠體聚合光交聯(lián)，形成不溶于水的化合物，感光劑決定著感光膠的感光度、分辨力、清晰性。
(2) 重氮感光膠以雙組份形成商品化，因重氮化合物具有強吸水性，混合后的感光膠液，長時間存放會引起水解而變得不溶于水，不滿足長期貯存的需求。一般以粉末重氮樹脂與膠體分開儲存，使用時混合。
(3) 重氮感光膠在曝光時，膠層如沒有徹底干燥，這樣感光后的膠層就不會充分固化。實踐證實，曝光時光源所發(fā)生熱量不會使膠層得以干燥，膠層末干燥引起的膠膜不牢與曝光不足產(chǎn)生的膠膜不牢，是一樣的。
(4) 重氮感光膠不可能既耐水、又耐溶劑；既耐印力強、又易脫膜回收；既有很高的固含量、又能快速曝光；這是重氮化合物化學(xué)性質(zhì)決定的。而這些正是單液型感光膠的特點�，F(xiàn)代絲印中，除常規(guī)的網(wǎng)印外，發(fā)泡網(wǎng)印、植絨網(wǎng)印和浮雕網(wǎng)印都可采用重氮感光膠來制作，這是其它印刷不能取代的。
重氮感光膠良好的制版性能，高寬容度、高分辨率，污染小、利于推廣應(yīng)用。
3.3 單液型感光膠
單液型感光膠，日本給它取名叫SBQ感光膠，全稱叫‘聚乙烯醇環(huán)縮醛苯乙烯基吡啶鹽樹脂感光膠’，最早由日本著名專家角田隆弘在80年代初宣布由他們研發(fā)的新一代感光膠，其性能優(yōu)于重氮感光膠。
單液型感光膠，外觀為水溶性乳狀液，再加以藍色、紫色等顏色，以單組份形成商品化。
3.3.1 單液型感光膠性能
(1) 單組份，可直接制版；
(2) 分辨率高，宜網(wǎng)點、精細線條制作；
(3) 光交聯(lián)程度高，架橋性優(yōu)異，能獲高清晰圖像；
(4) 耐高溫、高濕，宜做預(yù)制感光版；
(5) 高感光度，深層光固化好，宜做厚膜膠；
(6) 無公害、不污染環(huán)境。
3.3.2 單液型感光膠特性
單液型感光膠的感光波長在315-430nm，最大吸收峰為370nm，感光度高于重氮感光膠4-5倍。該感光膠在紫外光照射下發(fā)生光二聚化反應(yīng)，形成不溶于水的高分子聚合物。利用這一感光特性，來直接制作網(wǎng)印感光版。因具有良好的熱穩(wěn)定性及深層光固化，又可作為PS感光版和厚膜版的良好基材。
3.3.3 單液型制版工藝 單液型感光膠制版方法與重氮感光膠基本相同，區(qū)別是一個直接使用，一個需要混合配制。而更主要區(qū)別是曝光時光化學(xué)反應(yīng)的不同，單液型是二聚化反應(yīng)，生成二聚產(chǎn)物；重氮型是光交聯(lián)反應(yīng)，使膠層光硬化。了解光化學(xué)反應(yīng)，有利于曝光光源選擇。
3.3.4 單液型感光膠用途
當(dāng)苯乙烯基吡啶鹽樹脂與耐水性高分子聚合物組成，其適用性質(zhì)，則為耐水性感光膠，用于水性染料、涂料色漿、水溶性油墨和水性陶瓷釉料；當(dāng)苯乙烯基吡啶鹽樹脂與耐溶劑性高分子聚合物組成，其適用性質(zhì)，則為耐溶劑性感光膠，用于溶劑型油墨；當(dāng)苯乙烯基吡啶鹽樹脂與耐水、耐溶劑性高分子聚臺物組成；其適用性質(zhì)，則為耐水、耐溶劑性感光膠。所以，當(dāng)采用的高分子聚合物性質(zhì)不同時，則其適用性不同。
單液型感光膠由于原材料成本高，在織物印花上較少使用，而用在油墨印刷上多于織物印花。 4 結(jié)束語
以上介紹了絲網(wǎng)制版三種類型感光膠，其中重點探討了重氮感光膠系列化產(chǎn)品特性和作用。選擇時要考慮被印物的綜合因素：(1)織物的類型，(2)絲網(wǎng)的目數(shù)，(3)圖案花型的分辨率，(4)耐印牢度，(5)耐化學(xué)性等�？梢灶A(yù)見，在未來一段時間內(nèi)，重氮感光膠無論是適用于織物印花的耐水性型的，還是適用于印刷、電子等耐溶劑型的，仍將是網(wǎng)印制版感光膠的主流。但應(yīng)該看到，在網(wǎng)印制版領(lǐng)域，含吡啶鹽類等結(jié)構(gòu)的感光膠迅速發(fā)展，為網(wǎng)印業(yè)有更多適用產(chǎn)品，拓展了選擇范圍。 來源: 中國印染行業(yè)協(xié)會 作者：朱建華 施玉梅 王云根
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