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集萃印花網(wǎng)
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AR106中溫固化圓網(wǎng)制版感光膠應(yīng)用技術(shù)研究
集萃印花網(wǎng)  2010-02-02 00:00:00
    【集萃網(wǎng)觀察】

    【集萃網(wǎng)觀察】一、前 言

    圓網(wǎng)印花是60年代興起的印花技術(shù)。1963年荷蘭Stork公司綜合輥筒印花機的高速和全自動平板網(wǎng)印機印制色澤濃艷的優(yōu)點,首創(chuàng)臥式圓網(wǎng)印花機。1973年上海第三印染廠從荷蘭Stork公司引進(jìn)我國第一臺Stork RD-Ⅲ-HD型圓網(wǎng)印花機,使我國圓網(wǎng)印花技術(shù)獲得很大發(fā)展。目前.全國印染、輕工行業(yè)已擁有圓網(wǎng)印花設(shè)備約1600臺,廣泛用于紡織品、PVC發(fā)泡壁紙受合成皮革等的印花。

    感光膠是圓網(wǎng)印花的主要助劑之一。中國紡織大學(xué)曾先后研制出ARIO1、103感光膠系列產(chǎn)品.達(dá)到了荷蘭Stork SCR51、55水平,滿足了國內(nèi)圓網(wǎng)印花的早期需要。1992年中國紡織大學(xué)又與中國紡織大學(xué)紡化助劑廠一起成功地研制出AR105感光膠.經(jīng)100多家印染廠、壁紙廠兩年來的使用,均達(dá)到荷蘭第二代感光膠scR100水平。

    為進(jìn)一步提高感光膠的使用性能和市場競爭能力,中國紡織大學(xué)與紡化助荊廠經(jīng)一年多共同努力,又成功地研制出AR106中溫固化圓網(wǎng)感光膠 經(jīng)8O多家有關(guān)廠應(yīng)用.證明該膠固化溫度低,固化時間短,又可免著色,不但提高了制網(wǎng)效率.節(jié)約能源,更重要的是延長了鎳網(wǎng)的使用壽命,具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。被列入1994年度國家級重點新產(chǎn)品試制項目(編號:432069034163),并先后獲得江蘇省、市科技進(jìn)步獎。

    二、實 驗

    1.藥品、材料和儀器

    丙酮、3O%NaOH 溶液、3O%H2SO4溶液、AR106感光膠、SCR100感光膠。

    1kW 金屬鹵化物燈、101—1型干燥箱、秒表、溫度計、托盤天平、金相砂紙(W50、1#)。

    Y57IA 織物摩擦牢度儀。

    2.制版工藝

    取4×4(cm)8O目鎳網(wǎng).清洗后低溫烘干待用。

    配膠 將光敏劑[20%(NH4)2Cr2O7溶液]按一定比例加入AR106感光膠中.?dāng)嚢杈鶆,在暗室低溫下靜置消泡30~60min。

    刮膠 將配制并消泡后的膠樣,以傾瀝法涂于烘干待用的鎳網(wǎng)片上.在RH60~70 和35℃ 的低溫烘箱中烘50min,充分干燥。

    曝光 在距離1kW 金屬鹵化物燈3Ocm條件下,覆蓋花紋負(fù)片,曝光45s

    顯影 將感光后的網(wǎng)片在30℃水中顯影,記錄顯影時間

    固化 將顯影后的網(wǎng)片置于焙烘箱內(nèi),在一定溫度時間下焙烘固化。

    3.膜牢度測試

    將制成的網(wǎng)片分別授泡于丙酮、30%NaOH溶液和30%H2SO4溶液中,48h后取出,烘干。

    用3cm 見方的W50、1#金相砂紙包裹住YS71A 織物摩擦牢度儀的銅芯(直徑1.5cm)上,并在上方加1kg重物。

    將浸泡過腐蝕液的樣品,固定在摩擦儀平面上,搖動連桿機構(gòu)使包裹砂紙的銅芯壓在網(wǎng)片表面作往復(fù)摩擦運動,直至表面高分子膜損壞,記下往復(fù)次數(shù)。重復(fù)三只樣品,取平均值,即為其耐磨次數(shù)。

    三、結(jié)果與討論

    1.光敏劑用量

    重鉻酸鹽作為光敏劑,引起光交聯(lián)的原理是氧化還原反應(yīng)。重鉻酸鹽是強氧化劑.高分子化臺物是還原劑,在光作用下,六價鉻離子吸收光量子成激發(fā)態(tài)與高分子物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng),Cr4+離子被還原成Cr3-離子。具有強絡(luò)合能力的Cr3+離子與高分子化合物中含有未共享電子對的氧原子形成配位共價鍵,使線型高分子鏈相互交聯(lián)而成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其反應(yīng)式如下

    重鉻酸鹽的用量,直接影響到靈敏度和感光速度。光敏荊用量過大,則靈敏度過高,感光速度過快,易產(chǎn)生過度光敏化,導(dǎo)致未曝光的花紋部分膠層在水洗顯影時難以膨化和擴散溶落,至造成水洗不清、塞網(wǎng)等;光敏劑用量過低.則感光速度過慢,經(jīng)曝光部分的膠層,達(dá)不引完全的光敏聚合.當(dāng)浸水顯影時,這部分膠層也會與未曝光部分膠層一起膨化、溶落,使整個圓網(wǎng)腔層剝落。

為此.我們研究了光敏劑用量與所需水洗顯影時同的關(guān)系.結(jié)果見表1

    表1 光敏劑用量與水洗顯影時間的關(guān)系

    注:(NH4)2Cr2O7溶液濃度為20%,曝光時間為45s。

    由表1知,隨光敏劑用量的增加,所需水洗顯影時間加長,當(dāng)用量低于2mL/100g AR106時.出理整個膠層的剝落,而完全不能顯影。這是因為光敏速度過慢,經(jīng)曝光的感光膠層光敏聚合不完全,故在水洗顯影時.整個圓網(wǎng)膠層一起膨化、溶落,即出現(xiàn)所謂的剝膠現(xiàn)象。當(dāng)用量超過6~7mL/100g AR106時,則會引起過度光敏化.致使未曝光的部分膠層難以水洗溶落,這不但造成顯影時間過長,水洗不清,甚至出現(xiàn)塞網(wǎng)。故光敏劑用量控制在3.5~ SmL[20%(NH4)2Cr2O7 溶液]/100g AR1O6,顯影時間40~60s為宜。

    2.曝光時間

    光時間的長短,對膠層光交聯(lián)的程度影啊很大,曝光時間過短,紫外線照射不足.尤其在膠層底部,光敏荊與高分子氧化還原反應(yīng)不充分.光敏交聯(lián)不完全.水洗顯影時,會出現(xiàn)剝腔脫皮現(xiàn)象.從而使顯影失敗。若曝光時間過長.雖然使曝光部分的光交聯(lián)充分,但也會引起光敏化向未曝光部分蔓延,導(dǎo)致顯影時水洗不清.甚至塞網(wǎng)等現(xiàn)象。

    為此,研究了曝光時間與所需顯影時間的關(guān)系,見表2。

    表2 曝光時間和顯影時間的關(guān)系

    注:光敏劑用量為5mL[20%(NH4)2Cr2O7溶液]/100g AR106。

    由表2結(jié)果可看出.當(dāng)曝光時間為20s時.由于光敏交聯(lián)不完全,在顯影時產(chǎn)生剝膠脫皮現(xiàn)象,當(dāng)曝光時間達(dá)到90s時,水洗顯影102s,仍然洗不清,并出現(xiàn)塞網(wǎng)。一般曝光的原則是在能達(dá)到顯影順利又比較清晰的情況下.盡量曝光充足。故曝光時間控制在4o~60s.水洗顯影時間相應(yīng)在40~60s為宜 這與光敏劑羽量試驗所得水洗顯景;時間吻合。

    3.焙烘溫度、時間對圓網(wǎng)膠膜牢度的影響

    感光腔組成中的粘合體系,通常是采用環(huán)氧樹脂并以醚化酚醛樹脂作固化劑。所需固化溫度180℃,時間2h。怛這種焙烘溫度和時間容易造成鎳網(wǎng)發(fā)脆而降低使用壽命。AR106采用多元樹脂共混粘臺體系,其中一只改性天然樹脂又是一只良好的固化劑.其固化溫度低,因而可以避免固高溫情供引起的鎳網(wǎng)發(fā)脆,而達(dá)到延長使用壽命的目的。

    為確定AR106的合理焙烘條件.分別于100、120、160、180℃溫度下,改變焙烘時間進(jìn)行固化 將所得樣品與對比樣品國外某一名牌產(chǎn)品分別于丙酮、燒堿溶液、硫酸溶液中浸泡48h,然后測定其耐磨性,其結(jié)果見表3

    由表3知,隨焙烘溫度和焙烘時間的增加,其圓網(wǎng)膠膜的耐化學(xué)和耐機械刮磨性能呈增加趨勢。AR106在120℃ 、1h的固化條件下,其耐化學(xué)腐蝕及耐機槭刮磨能力已超過國外某名牌產(chǎn)品在180℃、2h固化條件下的水平。如兩者在相同的180℃、2h固化條件下.則前者的化學(xué)和機械性能可為后者的2倍以上 由表中還可看出,當(dāng)焙烘溫度為160℃時,焙烘時間只需30min,其耐化學(xué)及機械磨刮性能即可達(dá)到國外某名稗產(chǎn)品在180℃.2h下的水平.從而為高溫快速固化工藝提供了可能。

    表3 焙拱.量度與膠族化學(xué)機械性能

    不同化學(xué)藥劑對高分子膠膜的損壞能力也不相同.其中以丙酮對膠膜的破壞最為嚴(yán)重。圖1為AR106經(jīng)120℃ 、1h焙烘,在丙酮中浸泡48h.摩擦600次后的表面破壞程度的照片;圖2為SCR100經(jīng)180℃ 、2h焙烘,在丙酮溶液中浸泡48h,摩擦297次后的表面破壞程度的照片。

圖1 AR106制得花紋磨損照片(600發(fā))

圖2 SCR100制得花紋磨損照片(297次)

    由此可看出,AR106的耐丙酮性能優(yōu)于SCR 100。

    考慮到長時間高溫固化使鎳阿脆化導(dǎo)致使用過程中的斷裂,以及縮短制網(wǎng)周期、提高勞動效率、節(jié)約能源等因素,AR106在120℃下焙烘1h,應(yīng)是比較理想的固化條件。如有必要,也可采用160℃、30min固化條件,實現(xiàn)快速固化工藝。

    4.大樣試驗

    AR106感光膠經(jīng)南通印染廠、常州東風(fēng)印染廠、上海第三印染廠 云南曲靖印染廠 無錫印染廠、杭州印染廠等數(shù)十家印染廠一年多應(yīng)用表明,性能優(yōu)良,質(zhì)量穩(wěn)定 以常州東風(fēng)印染廠為例,其應(yīng)用工藝和效果如下:

    配膠

    100g AR106 5mL AR105—3光敏劑,攪拌均勻,靜置30min消泡。

    涂層

    涂層速度(cm/min) 12

    膠盤存量(mm) 15

    預(yù)烘

    溫度(℃) 35

    時間(min) 50

    曝光

    光源(2kW 碘燈)波長(nm) 2OO~300

    燈距(mm) 200

    往復(fù)曝光次數(shù)(次) 5

    顯影

    清水槽中浸潤顯影1~ 3min,洗清后烘干水跡,稍事修補。

    焙烘

    溫度(℃ ) 120

    時間(min) 60

    上悶頭,即可上機印制

    印制出的花紋輪廓清晰,線條光潔,能適宜于精細(xì)花紋的印制要求。圓網(wǎng)膠膜耐摩擦、耐染化料性能良好,可縮短感光操作時間,節(jié)約能源,尤其可避免因高溫,長時間固化引起的脆網(wǎng)現(xiàn)象。印制20萬米以上無砂眼出現(xiàn)。車間鎳網(wǎng)損壞更換率比使用國外某名牌感光膠平均減少3O%左右。

    四、結(jié) 論

    1.國產(chǎn)AR106中溫固化圓網(wǎng)感光膠最適宜的焙烘溫度是120℃ ,時間為1h,較國外某同類產(chǎn)品的焙烘溫度(180℃)低,焙烘時間(2h)短.因而可節(jié)約能源,縮短工藝流程,提高效率,并可大大延長鎳網(wǎng)使用壽命。

    2.AR106感光膠在120℃ 、1h工藝條件下,其化學(xué)腐蝕性較國外某名牌感光膠180℃、2h工藝條件下為優(yōu),不易出現(xiàn)砂眼,大大提高印制數(shù)量。

    3.AR106感光膠可以部分或全部代替國外某名牌感光膠,以節(jié)約外匯并有良好的經(jīng)濟和社會效益。

    來源:印染在線  作者:華載文,潘躍進(jìn),朱淑云

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