晒版光源和设备的基本要求详解

一、晒版光源的基本要求

如何正确地选择和使用晒版光源，对于提高丝网印版的质量，有效地节约能源，简化操作，维护操作者的身体健康，降低生产成本具有极为重要的意义。由于感光性树脂的种类不同，所以要选择使用符合各种感光材料需要的光源。

1.光源的发射光谱

光源的发射光谱应与感光材料的吸收特性和感色性相匹配。光的能量因波长和频率不同而有所不同，波长越短，频率越高，光子能量越大。当光在辐射的过程中被物质吸收后，由于光子具有一定的能量，因而会使物质发生物理和化学变化，由光能量所引起的化学反应，被称为光化学反应。

所谓光化学匹配性，是指所选用的光源的光谱输出分布应与感光材料的光谱感色性相匹配。即感光材料吸收光发生光化学反应的波长范围，正好是光源发光光谱的输出范围，感光材料的最大吸收峰正好是在光源的输出峰值处。这样光源的光能最大限度地被感光材料吸收而发生光化学反应。为此，最好先了解所选用丝印感光胶的感色性范围和吸收峰值。感色性可近似地用紫外吸收光谱或磷光激发光谱表征，但是必须指出：有些情况下，紫外吸收光谱与感色性既在范围上吻合又在强度分布方面一致，大多数情况下不完全一致。因为吸收光并不意味着完全发生光化学反应，还受限于制版过程中的介质材料，能发生化学反应的短波区（320nm以下）并不能表现出来。

2.发光效率和强度

光源的发光效率，特别是紫外光转化率要高，发光强度或亮度要大。在其他条件不变的情况下，光源的功率和发光效率越大，其发光强度或亮度越大，曝光表面的照度也随之增大，感光材料获得同等曝光量所需的时间也就越短。

节约电能、缩短制版时间、提高生产效率，一直是丝印制版工作者的追求。有的单位过去一直使用重铬酸铵—PVA系感光胶，凑合着用氙灯和一般日光灯晒版，在使用重氮系与丙烯酸系感光树脂（感光胶）之后，也用日光灯晒版，结果60min晒不出一块版。改用黑光灯之后，只用5min即可完成。于是能量消耗降至十分之一以下，制版速度提高10倍以上。有的单位用炭精灯和氙灯曝光。3000W的光源曝光10min，而用200W黑光灯却用5min。耗能比是30∶1。这充分说明了合理选择光源在节省能源、提高生产效率方面的意义。

丙烯酰基感光物质做丝印感光胶，其光聚合是由光引发体系引起的，其感色性主要取决于增感—引发体系。在使用安息香醚类、二类甲酮类、苯乙酮类和安息香二甲醚的情况下，其感色性范围在250～390nm之间，峰值在300～360nm之间，所以，最好选用高压水银灯、黑光灯，而金属卤化物灯、单色荧光灯、蓝光灯等效果都较差。当用硫杂蒽酮衍生物和三级胺类组成的增感—引发体系时，感色性是250～430nm，峰值移至390nm附近，所以单色荧光灯是理想的光源，高压、超高压水银灯以及金属卤化物灯均能较好地匹配。当用香豆素酮类和胺类为增感—引发体系时，其感色范围可扩展至600nm附近，峰值在450～500nm之间，因此各种光源都十分有效，甚至氩激光源、氙灯、炭精灯、镝钬灯、太阳光、日光灯等光源都变得有实用价值。只是这样的感光材料需要在暗室操作。

近来用水溶性尼龙和聚乙烯醇吡咯烷酮等水溶性高分子物质与双叠氮化合物做成丝印感光胶的尝试初步获得成功，感光范围多在250～450nm之间，所用光源也是黑光灯、单色荧光灯、金属卤化物灯及高压、超高压水银灯。

3.安全性、卫生性

晒版光源需要特别高的电压，因此需要有电气故障方面的安全对策，红外光源在使用时要发热，因此还要特别注意散热。光源发出的紫外线会使眼及皮肤受伤，因此操作现场的环境管理是很重要的。

众所周知，炭精灯和氙灯的光谱分布范围很广，其发射的紫外光，对人体的伤害作用较强。这类光源在使用过程中，产生臭氧，臭氧的少量存在对人有好处，大量则严重影响身体健康。

光源发出的强烈的红外光对人体的眼睛有灼烧作用，炎热的夏天，在屋内装置大功率的氙灯或炭精灯，能使屋内温度上升到不堪忍受的程度，加上炭精灯放电时还产生氮氧化物及挥发性粉尘，这些都会影响人的健康，并对环境造成污染。

4.作业性、经济性

制版中由于需要光源的更换、场地的清扫等烦琐的日常作业，又需要一定的技术，因此可以说光源的使用，是一项复杂的事。其运转成本也是个很重要的问题，因此对灯的寿命（有效时间）、曝光时间、人工费用、灯具的折旧等，要进行综合的成本核算。

所以能瞬间启动、耐开关次数高、寿命长、开机后在短时间内能达到额定的亮度的光源，普遍受到制版厂家的欢迎。

5.图像的再现性好

图像的再现性是指版膜是否忠实地再现了底版上的图像，它是由光源、晒版、显影等诸因素决定的。图像的再现性也受到底版与感光膜的密合程度及光的直射等的影响。

6.光谱能量稳定

光源的辐射光谱能量分布规律的稳定性要好。在有效使用期限内，光谱能量分布规律应无明显的变化。

7.光源热辐射小

在保证光源具有足够的发光强度或亮度的前提下，光源的热辐射应尽可能的小。使用大功率强光源时，必须对灯管采取强制冷却（风冷、水冷）等措施，并采用其他措施，使感光材料的曝光面温度控制在32℃以下。

8.发光强度均匀

光源的照射面发光强度应尽可能均匀。曝光装置的设计，应保证感光材料的曝光面各点照明度差不超过15％。

9.光源环境适应能力强

光源应有较强的环境适应能力，在各种不同的温度、气流、电压变化情况下，均能正常工作。

当然，在实际生产中，要选择一种能完全满足上述要求的光源是不现实的。上述选择原则提出的目的，仅仅是希望制版操作人员在选择使用制版光源时，应考虑到光源对感光材料曝光质量的影响，做到有的放矢。

二、晒版设备的工艺要求及分类

1.晒版设备的工艺要求

晒版用的光源一般采用弧光灯，此外也有用高压水银灯、卤素灯、氙灯的，还有使用一般的白炽灯和日光灯进行晒版的。不管哪种光源，都要做到能使感光膜硬化，最理想的光源是紫外光源。为减少曝光过程中的反射和折射等的干扰，采用点光源进行适当的反射进行曝光要比多个光源进行曝光的效果好。

晒版前，必须确定阳图胶片的正面和背面。应先检查正片、丝网感光膜面和晒版玻璃面上是否有污点或灰尘。然后将正片和绷框版装入晒版框内密合，再从玻璃面检查一次，如果正片图像放在了网框的正确位置上，即可通电曝光了。

晒版的全部工序中，最重要的是曝光条件及曝光参数的设定，如曝光时间、感光体表面与光源的距离等，曝光条件没确定好，晒版就会失败。

曝光条件要依照乳剂的种类、涂布感光胶的厚度、光源的种类、光源至膜面的距离、曝光时间等决定。为此，应预先进行试晒版以得出合适的数据，并根据数据进行实际作业。

（1）光源与感光面的距离。(www.xing528.com)

光源与感光体表面的距离是晒版的一个重要条件，确定距离还要考虑光源强度等因素。一般情况下，光源与感光体表面之间如果距离过小，就会造成版面中间部位曝光过量，而且产生版面中心与版面边缘曝光不均匀的现象。反之，如果光源与感光体表面间的距离过大，则会造成曝光不足或产生晕影。

阳图若是正方形时取对角线为D，若是圆形时取直径为D，光源和曝光面的距离为F时，至少要在正片的对角线或直径的一倍半以上的距离处放置光源。

如果是管状排列的荧光灯，光源与感光面的距离可近一些。如果用F≥1.5D关系式，确定光源与感光体表面的距离，就能较好地掌握二者间关系，避免曝光过量或曝光不足的现象。当灯距等于图面对角线长时，能满足晒版对照度均匀度的要求。

（2）光源、曝光时间与距离的关系。

光源与感光膜的距离及曝光时间，按感光材料的要求和晒版机使用光源的要求而定。在一般情况下，如果在距离为50cm处放置光源，曝光时间3min为合适时，若距离为2倍即100cm时，曝光时间应成为12min，是原来的4倍，可是实际上是9min，为原来的3倍即可。曝光时间与光源到感光体表面的距离以及光源照射强度与制版质量也有着密切的关系。在一般情况下，当光源到感光体表面之间的距离固定时，光源照射强度越高，则曝光时间越短；光源照射强度越低，曝光时间越长。如果光源照射强度为一定时，光源到感光体表面距离越大，曝光时间就越长；反之，曝光时间就越短。

在实际制版时，要根据所使用的光源、感光材料等来确定光源到感光体表面的距离以确定合理的曝光时间。

（3）光线的照射方法。

光线应为垂直于感光面的平行光线。如果采用日光光线，则应把网版放置在太阳直射的位置上，不过太阳光并不是时时都有的，同时由于季节关系光线有强弱的变化。

用弧光等点光源时，因曝光时间可延长，在许可的条件下距离以远为宜。

最不好的是来自不同角度的交叉光线，这时可在光源与感光面之间放一片毛玻璃使光线扩散，光源条件可得到改善。

（4）逐段曝光法。

在了解曝光时间与光源的关系后，由于晒版机的性能不尽相同，确定最佳的曝光时间就变得非常重要。逐段曝光法是确定曝光时间常见的方法之一。具体步骤是：

①打开晒版机上盖，底片与丝网密合置于晒版机中。

②用黑纸逐段遮盖。

③曝光时间也逐渐增加（时间间隔以10s或20s为宜）。

④显影。

⑤判断。根据各段硬化的程度，选出最佳的硬化段（硬化适当、易于显影、图像清晰），确定相应的曝光时间。

2.晒版设备的分类

晒版机是主要的晒版设备，是感光材料的曝光器具。主要由玻璃晒框、底架、真空泵、灯具等部件组成。它和普通印刷厂晒版机的不同点是，大玻璃框在下方，橡皮框在上方。灯光可以放在下面或侧面。

（1）简易晒架。

如果没有真空晒版机，也可以自制简易晒版设备。例如：制作一个三角铁架，配上较厚的（5mm以上）白玻璃，四周垫以橡皮条，保护玻璃四边不被三角铁架挤裂。晒丝网版时先把照相底版放到白玻璃上，再覆上已涂感光层的丝网框，框内填满泡沫塑料块，再放一平板于框内，平板上再压些重物，最下面是强光灯。现在自制简易晒版架很多，有的用一木箱，箱内四周贴铝皮，装上日光灯管。箱的顶部放上一块厚玻璃，晒版时将底版放在玻璃上，再放上涂布好的丝网版，再在上面压实密封，即可晒版。上述晒架，只能晒制较简单的图文，精细图文仍需真空晒版机。

（2）真空晒版机。

晒制由精细线条或网点组成的印版时，则必须使用带有真空抽紧装置和经过选择的光源组成的专用丝网版晒版机。

丝网晒版机有两种形式：一种是卧式晒版机，一种是立式晒版机。这两种晒版机，结构紧凑，玻璃晒框、真空泵、灯源均在同一箱体内，操作方便，适合中小型丝网版的晒制。

冷光源丝网晒版机采用真空抽气压定装置，以保证网版与阳图贴实，选用辐射光源与感光材料敏感光区相匹配的冷光灯为光源，使曝光速度大大提高（曝光时间1～2.5min）。减少了光辐射，操作条件大改善，节电达85％以上，是目前理想的晒版用光源。

丝网制版用的真空晒版机，一面是安装玻璃板的框，另一面是安装了橡皮布的框，两者用特殊的绞链连接起来，其一端有将两个框固定的把手。橡皮布的四周镶有高度10～15mm、宽度为20～30mm的橡胶带，用把手组合固定两个框时，这个带的顶点密着在玻璃板上，挡住外面进来的空气，内部的空气用真空泵抽出后，版膜就可以与阳图底片完全密合。晒版时阳图底版的银乳剂膜面应与丝网乳剂面密合，必须认真确定阳图底版的乳剂膜面。

晒版时首先把涂布了乳剂的丝网版同阳图底版一起放在玻璃板上，上面罩上橡皮布，紧固两个框，用真空泵把内部的空气抽出，使之密合，如图2-6-1所示。晒版时把玻璃面垂直横向朝向光源，以一定距离曝光是采用最多的方法。另外还有把玻璃面朝上，光源从上方照射的吊灯型；玻璃面朝下从下方照射的光源上射型；光源沿玻璃面移动的扫描多种类型。

图2-6-1　旧式真空晒版机

版面垂直晒版形式，版与光源之间要有一定距离，在设置时需要相当的场地，从缩小场地的观点看，现在多使用吊灯型及光源上射型。

为使晒版框本身小型化，不再使用以往的真空晒版框被橡皮布罩包住的办法，而是只把制版框内部的图案部分吸真空密合，一般称为内吸型晒版机，如图2-6-2所示。这种型式可使真空晒版框体积变小，另外上射的光能进入晒版框内部，因此光不向外部扩散。然而如果印版框和晒版吸附框的大小不符合时，就不能进行吸真空密合。内吸型晒版机的优点是：占地面积小；橡皮布可以永久使用；抽真空时间短；晒版数量多时有很高的效率；因光源设置在晒版框内部，光线不会外泄。缺点是：橡皮布在版框的大小有变化时，要相应地进行更换；多个小框同时晒版困难。

图2-6-2　内吸型真空晒版机

为得到优质的印版，在晒版时只有晒版光源的光线照在晒版面上，其他光线不得照在版面上。其他光线是指室内的照明及其他光源的光，晒版机的设置场所靠近窗户时会有来自室外的光线等。除上述杂光以外还有容易忽视的光，如来自晒版光源的强光照在室内的墙壁及其他物品、玻璃上，而反射的光。最重要的是光要直射版面，斜射光线对晒版是最不利的。为防止斜射光线，最好使用防护罩，为此以照相机为例，附在镜头前面的黑筒是镜头罩，这个防护罩是防止摄影时因反射而进入到镜头中的多余的光线。在晒版时也可以用遮光罩罩在玻璃面上而挡住有害的光线。当然若晒版机周围装有黑色围帘对防止反射光是再好不过的了。

在晒版过程中，晒版机良好的工作性能是保证晒版质量的重要因素，在晒版机能正常工作的前提下，为了延长晒版机的使用寿命和晒版机良好运行，日常维护保养工作必不可少。