网版制作过程中对光源质量的要求——曝光单元结构和光源的种类

Mark A.Coudray为《丝网印刷》供稿

　　在丝网印刷中，印刷质量好坏主要由阳片及由其得到的模版图像质量决定。要想通过阳片获得最好的模版图像，其中一个重要的因素是光源，特别是光源的种类及其发出光的质量。虽然有很多不同的光源都可以使模版成像，但是掌握高强度紫外光（UV光）的作用将有助于您制作出可靠的模版和得到精细的印刷品。

　　模版质量的好坏主要在于四个方面：图像分辨力，图像清晰度，抗溶剂（水）性和耐磨性。图像分辨力是指成像的精细程度。目前在模版上能达到4-7微米的分辨力，比我们能印刷的分辨力要精细很多。

　　图像清晰度是与分辨力紧密相关的。它强调可分辨细节的边缘锐利程度，因此清晰度有时又称锐度。我们希望得到的模版的纵截面是坚锐的，像个陡峰，而不是平缓的山谷。清晰度差的模版看起来像被腐蚀过一样，又比较软。软边缘的模版是不可能印出锐利的细节的。

　　抗溶剂（水）性在印刷车间和回收再生车间要求尤其严格。若模版不具有抗溶剂（水）性，在印刷中就会变软变粘。抗溶剂（水）性差的模版可能导致“封孔”和不可再生。抗溶剂（水）性与溶剂中的树脂种类有关，但主要与模版干燥和曝光情况有关，其中UV光的质量是直接影响因素。

　　最后，模版必须具有耐磨性。如果是短版活，耐磨性无可厚非。但如果您的丝网在印刷1200-5000份后就报废了的话，它的重要性就显示出来了。一幅正确处理的直接法感光网版耐印力应达到75000印，以精细网目印刷，要有超过100000印的耐印力。

　　要想使上属四个因素均达到要求，获得良好的模版质量，就必须对光源有较好的认识和理解，下面我们对光源进行详细分析。

1．感光光谱
　　电磁光谱包含从γ射线到无线电波间的所有波长的光。在x射线和红外射线之间是紫外线和可见光。它们的频率是以nm来计的，1nm是1米的十亿分之一。频率代表了该频率下的光的波长。

　　可见光谱是指从紫光到红光之间的光，波长为400-700nm。可见光谱中紫光外面的光是UV光，它是不可见的。

　　能使感光材料产生化学反应的光谱波段称作光化光，例如：在乳剂中所用的重氮和感光性树脂增感剂所需的365-440nm光。最主要的光化频率是365、380和420nm。

　　重氮感光剂对365nm光最敏感。液体乳剂中的增感剂对400-420nm范围的光较敏感，这部分光已经进入了可见光的范围。双重硬化乳剂主要依赖于重氮感光剂，同时还含有对400-420nm光敏感的丙烯酸类物质。光源输出的光频率与乳剂的感光频率越接近，曝光时间就越短、越有效。但是应记住一点，只有一小部分可见光对乳剂曝光起作用。

　　输出UV光应注意两个重要要求：输出一致性和输出强度。输出一致性与灯的寿命及电压有关。由于光化光基本上不可见，所以我们无法可视地判断出灯到底什么时候在衰退。大多数光的灯泡可以连续使用300-1000小时，即2-6个月。对简单的缺乏细节的工作，灯泡可能要持续得长些，但是对精细的工作，必须使用最短的和最有效的曝光，灯泡更换频率应勤些。如果您经常做随机半色调图像，应6个月换一次灯泡。光源开启次数多会减速少使用寿命。据一个灯具工程师介绍，每次开启电源将耗费4小时的灯泡寿命。一般使用原则是使用时才开，避免频繁开关。

2．输出监视
　　曝光灯泡的寿命指紫外线输出有效性结束。因此紫外线输出的测量和监视对网版曝光来说是必要的。灯的强度是通过测量网版表面的光得到的，在网版曝光过程中，主要测量网版上每平方厘米的能量集中点。该点的能量越高，在晒版时曝光时间越短，也越有效。通常所用测量单位为瓦特/平方厘米。

　　光源距离乳剂表面越近，表面的能量越高（并不是距离越近越好，太近会造成曝光“热点”）。最精确的能量测量仪器是UV放射计，这种工具在图像领域的使用非常普遍，但丝网印刷工很少使用放射计。在图像领域，该工具还可以用于测量紫外油墨固化反应器中的灯泡寿命。如果没有放射计，最好的测量仪器是光量积分仪。该仪器作用是测量来自曝光光源的预定单元光和控制相应的曝光时间。使用时必须校准，使得一个光单位粗略地等于曝光的1秒。这个单位秒对应关系对灯泡寿命是非常重要的，因为系统会根据该对应关系自动地增加曝光时间来补偿灯泡UV光输出的不足。

　　精密的光量积分仪跟踪各个能量阶段的灯的照度，包括低能量、中能量和高能量，直到灯的报废。您可以预设使UV输出在低于某一特定值时给予报警。一般低于初始值的50%时应换新灯泡。例如：假设新灯泡是60单位秒对应，当达到60单位曝光需要90秒时应更换灯泡。

　　使用光量积分仪时有两个情况需要注意。首先，并不是所有的积分仪都相同，积分仪中的光感应器必须对您所测量波长的光敏感。该光是指用来对乳剂和模版胶片曝光的光化光。比如，如果使用重氮感光乳剂，而您使用对420nm波长敏感的积分仪一点用也没有，因为重氮感光乳剂对365nm光最敏感。可以通过咨询生产商来确定您选用正确的感应器。

　　另一个情况是积分仪感应器的位置。最好的位置是在真空框架的表面，也就是光实际达到模版的位置。如果感应器装在曝光单元的头部，光与框架的距离改变会影响达到乳剂的光量。

　　光能量的减少是按平方的倒数来计算的。即强度=1/x2。X代表新距离对原距离的倍数。例如：如果表面距离曝光光源为30英寸，改变后变为60英寸，则倍数为2，能量就变为原来的1/4。20英寸变成60英寸，能量就变成原来的1/9。这一点非常重要，特别在半色调印刷中更是如此，因为10%的曝光量偏差就会大大影响高调点的还原。
真空框架的最小距离是曝光区域的对角线长度。若真空框架是40x60英寸，则它的对角线是72英寸。但在较多的工作中，用对角线法并不能得到满意的曝光时间，它往往延长了曝光时间。为了减少曝光时间，可以用曝光图像的对角线作为距离。比如，图像本身是30x40英寸，则对角线和最小距离是50英寸。从72英寸减少到50英寸会减少曝光时间到原来的52%。

　　如果光量积分仪的感应器装在灯的头部，请确保曝光单元应精确地固定在地板上。它有助于固定位置和调节灯使之应用在同一点上。您可以用链条、测量规或线作为正确点的确定方法。最终目的是要保证距离是固定的、不变的。

3．输出光源种类
　　为了使模版边缘良好固化，曝光单元的光应当从一个相对较小的点发出，因此，该光源通常称为点光源。水银灯和金属卤素灯是最典型的点光源。它们充有金属汞，接通电源可以变成导电气体，该气体产生电弧，发出我们需要的高强度UV光。

　　灯的输出频率控制是通过“钝化”灯泡来实现的。汞蒸气有非常特定的输出光谱，含有较多光化UV光，同时还发出相当一部分对乳剂交联无用的频率。为了优化光的输出，在汞灯中加入了金属盐或卤素，如碘化铁和碘化镓。金属卤素引起输出光谱转变，使之与乳剂感光光谱相匹配，提高了曝光效率，减少了使用光单位的数目。

4．正确光源
　　UV光源的一致性和强度是获得高质量模版的保证。不管您的丝网张力如何，也不管乳剂质量如何，没有正确的UV光源是不可能得到良好模版的。由此可见，控制曝光对获得较好的印刷质量至关重要。

　　回顾本文所讲内容，按照本文的分析来操作，我想您的印刷质量会奇迹般地提高的。