|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2005
Wrzesień
Parametry sensytometryczne i fotoreprodukcyjne fleksodrukowych płyt fotopolimerowych. Część I
|
Parametry sensytometryczne fotopolimerowych płyt fleksodrukowych charakteryzują wrażliwość warstwy światłoczułej na promieniowanie aktyniczne o określonej długości fali lub określonego zakresu spektralnego. Do podstawowych parametrów sensytometrycznych należą: krzywa charakterystyczna, światłoczułość i kontrastowość. Na podstawie wyznaczonych parametrów sensytometrycznych fotopolimerowych płyt fleksodrukowych można:
• ilościowo porównać poszczególne płyty fleksodrukowe i wybrać najlepszą płytę do określonej pracy
• ocenić właściwości nowo opracowanych fotopolimerowych płyt fleksodrukowych
• szybciej ustalić optymalne warunki wykonywania form fleksodrukowych i określić ich właściwości fotoreprodukcyjne: zgodność kopiowania i rozdzielczość.
|
Krzywe charakterystyczne fotopolimerowych płyt fleksodrukowych
Krzywa charakterystyczna światłoczułej warstwy fotopolimerowej opisuje zależność między grubością warstwy fotoutwardzonego polimeru (d) a logarytmem naświetlania (log H):
d = f (log H) = f(log (i · t)) [1]
gdzie:
d – grubość warstwy fotoutwardzonego fotopolimeru [mm]
H – naświetlanie [lx · s]
i – natężenie promieniowania [lx]
t – czas naświetlania [s]
W celu sporządzenia krzywej charakterystycznej należy wykonać skalę sensytometryczną przedstawioną na rysunku 1. Skalę sensytometryczną uzyskuje się poprzez naświetlanie progresywne poszczególnych pól płyty przy stałym natężeniu oświetlenia (przykładowe czasy naświetlania: 0 s, 5 s, 10 s, 20 s, 30 s, 40 s, 50 s, 60 s, 70 s, 80 s, 100 s) oraz obróbkę naświetlonej płyty polegającą na wymywaniu, suszeniu i doświetlaniu promieniowaniem UVA i UVC. Warunki obróbki powinny być optymalne dla danej płyty.
Kolejnym etapem jest wykonanie pomiarów grubości warstwy fotoutwardzonego polimeru (d) na poszczególnych polach skali.
d = dn – do [2]
gdzie:
dn – grubość płyty na polu skali sensytometrycznej naświetlonym w czasie tn [mm]
d – grubość warstwy fotoutwardzonego polimeru na badanym polu skali sensytometrycznej [mm]
do – grubość podłoża płyty foto-polimerowej [mm]
Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów sporządza się krzywą charakterystyczną warstwy światłoczułej płyty fleksodrukowej (rys. 2).
Na podstawie krzywej charakterystycznej wyznacza się światłoczułość i kontrastowość płyty foto-polimerowej.
Światłoczułość fotopolimerowych płyt fleksodrukowych
Światłoczułość materiałów foto-polimerowych określa się jako ilość promieniowania, która powoduje określony efekt fotochemiczny. W przypadku fotopolimerowych płyt fleksodrukowych tym efektem jest fotoutwardzenie określonej grubości warstwy polimerowej. Tym samym światłoczułość (S) fotopolimerowej płyty fleksodrukowej jest odwrotnością naświetlania (H), przy którym uzyskuje się określoną grubość fotoutwardzonej warstwy przyjętą jako kryterium światłoczułości [4].
S = 1/H = 1/i·t [3]
gdzie:
S – światłoczułość płyty fotopolimerowej [1/(lx · s)]
H – naświetlanie, przy którym uzyskuje się fotoutwardzoną warstwę o grubości przyjętej jako kryterium [lx · s]
i – natężenie promieniowania [lx]
t – czas naświetlania, przy którym uzyskuje się żądaną grubość fotoutwardzonej warstwy [s].
Ze względu na to, że wartość liczbowa światłoczułości według wzoru [3] jest bardzo mała, można w liczniku wstawić współczynnik 108, wtedy wzór przyjmie postać:
S = 10^8/H = 10^8/i·t [4]
Rozróżnia się integralną i spektralną światłoczułość fotopolimerowych płyt fleksodrukowych. Światłoczułość spektralną można wyznaczyć poprzez naświetlenie płyty promieniowaniem o określonej długości fali, natomiast światłoczułość integralną wyznacza się poprzez naświetlanie płyty całym zakresem promieniowania danego źródła promieniowania. Wartość światłoczułości integralnej zależy więc od rodzaju źródła promieniowania.
Jako kryterium progowej światłoczułości integralnej płyt fotopolimerowych przyjmuje się minimalną grubość fotoutwardzonej warstwy. W celu wyznaczenia światłoczułości progowej (So) należy sporządzić krzywą charakterystyczną warstwy światłoczułej danej płyty {d = f (lg H)} według metody opisanej wyżej. Następnie należy znaleźć na uzyskanej krzywej charakterystycznej (rys. 3) początkowy punkt prostoliniowego odcinka krzywej odpowiadający minimalnej grubości fotoutwardzonej warstwy (do) i zrzutować go na oś log H. W ten sposób określimy logarytm naświetlania (log Ho), przy którym uzyskuje się minimalną grubość fotoutwardzonej warstwy (do). Po wyznaczeniu Ho można wyznaczyć progową światłoczułość integralną płyty foto-polimerowej (So) według wzoru [4] przyjmując Ho zamiast H.
Jednak dokładne ustalenie minimalnej grubości fotoutwardzonej warstwy na płycie jest dość skomplikowane. W związku z tym można zastosować inne metody wyznaczenia światłoczułości integralnej:
• według kryterium maksymalnej grubości fotoutwardzonej warstwy, lub
• według kryterium 50% maksymalnej grubości fotoutwardzonej warstwy.
Przy wyznaczeniu integralnej światłoczułości (Smax) według kryterium maksymalnej grubości fotoutwardzonej warstwy na wykresie (rys. 3) odczytuje się logarytm naświetlania (log Hmax), przy którym fotoutwardzona warstwa osiąga maksymalną grubość. Po wyznaczeniu Hmax oblicza się światłoczułość płyty według wzoru [4], przyjmując Hmax zamiast H.
Przy wyznaczeniu światłoczułości (S50%) według kryterium 50% maksymalnej grubości fotoutwardzonej warstwy na wykresie (rys. 3) odczytuje się wartość równą 1/2 maksymalnej grubości warstwy fotoutwardzonej (d50%) i odpowiadającą jej wartość log H50%. Po wyznaczeniu H50% oblicza się światłoczułość płyty według wzoru [4] przyjmując H50% zamiast H.
Kontrastowość fotopolimerowych płyt fleksodrukowych
Współczynnik kontrastowości płyty fotopolimerowej określa się jako tangens kąta nachylenia prostoliniowego odcinka krzywej charakterystycznej do osi log H:
g = tga = Dd/DlogH = (d2 - d0)/(logH2 - logH0) [5]
gdzie:
g (gamma) – współczynnik kontrastowości płyty
a (alfa) – kąt nachylenia prostoliniowego odcinka krzywej charakterystycznej względem osi log H
Dd (Delta d) – różnica grubości fotoutwardzonej warstwy odpowiadająca prostoliniowemu odcinkowi krzywej charakterystycznej
Dlog H (Delta log H) – różnica logarytmów naświetlania odpowiadających prostoliniowemu odcinkowi krzywej charakterystycznej
d0 – minimalna grubość fotoutwardzonej warstwy wyznaczona przez prostoliniowy odcinek krzywej charakterystycznej
d2 – maksymalna grubość fotoutwardzonej warstwy wyznaczona przez prostoliniowy odcinek krzywej charakterystycznej
log H1 – wartość logarytmu naświetlania, przy której utwardzona warstwa fotopolimeru osiąga wartość d1
log H2 – wartość logarytmu naświetlania, przy której utwardzona warstwa fotopolimeru osiąga wartość d2
Graficzną interpretację wyznaczania współczynnika kontrastowości przedstawia rysunek 4.
Nie zawsze jednak krzywe gradacyjne mają odcinek prostoliniowy. Wyznaczenie współczynnika kontrastowości jest wtedy stosunkowo trudne. W takim przypadku zamiast współczynnika kontrastowości wyznacza się tzw. gradient średni (gśr). Gradient średni (gśr) dla odcinka krzywej charakterystycznej ograniczonej dwoma punktami jest wyrażany jako tangens kąta nachylenia siecznej wyznaczonej przez te punkty (AB) względem osi log H (rys. 5).
Zatem wartość gradientu średniego można obliczyć ze wzoru:
gśr = DdB-A/DlogHB-A [6]
gdzie:
DdBA – przyrost grubości warstwy utwardzonego polimeru wyznaczony przez punkty A i B krzywej charakterystycznej
Dlog HBA – różnica wartości logarytmów naświetlania między punktami A i B krzywej charakterystycznej.
prof. dr Herbert Czichon
dr inż. Liliya Harri
Instytut Poligrafii
Politechnika Warszawska
Literatura
H. Czichon, M. Czichon, Fleksodruk, IPPW, Warszawa 2004.
H. Czichon, M. Czichon, Technologia form offsetowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
Fotochemia polimerów. Teoria i zastosowanie, praca zbiorowa pod redakcją Jerzego Pączkowskiego, Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń 2003.
L. Harri, Badanie zgodności kopiowania i rozdzielczości fotopolimerowych form fleksograficznych, „Opakowanie” nr 3, 2005.
|
|
|
|
