信息记录材料及应用 印刷工业出版社版PPT课件

.,信息记录材料及应用浙江科技学院黄学林,.,第一章绪论,.,第一节信息记录技术的发展,信息记录技术、材料不断发展模拟信息记录技术、数字信息记录技术信息（文字、声音、图像等）记录技术,.,一、感光材料的发展,1727年发现AgCl具有感光性1800年AgNO3制成成像材料，影像不固定AgCl取代AgNO31835年NaCl定影1839年海波(Na2S2O3)定影感光材料的诞生,光敏物质:AgXXCl、Br、I,.,.,.,1873年染料引入全色感光材料1887年片基代替玻璃胶片,.,1920彩色感光材料出现1.染印法黑白感光材料分色成像，C、M、Y三色染料染色，叠加得到彩色影像。2.多层片：1935年Kodak1936年Agfa3.一步成像：Polar4.银漂法：Ciba,.,二、信息存储器的发展20世纪40年代，光学仪器的发展和照相技术的进步（使用缩微胶卷）,缺点是胶卷上的疵点和划痕极易产生错码，不宜存储二进位数据。20世纪50年代中期，计算机实现程序存储，首先出现了水银柱延迟线存储器。此后不久，研制出了阴极射线管存储器和磁鼓。20世纪60年代，开始采用磁芯存储器。1970年前后，磁盘存储器。1980年前后，半导体存储器。,.,20世纪70年代末出现了光盘存储技术。20世纪80年代末，铁电薄膜半导体随机存储器研制成功。20世纪90年代，存储技术的研究主要集中在磁、光和铁电三种存储技术上。磁存储技术成为20世纪90年代最主要的、使用最广泛的存储技术。只读光盘、一次性写光盘、可擦写光盘等光盘存储技术不断成熟，并被广泛应用于信息的存储、传播过程中。,.,第二节信息记录技术的科学基础信息记录是借助一定的存储载体将信息以一定形式表现出来的技术，信息可以有多种表现形式，在存储载体上记录信息的过程实际是信息由一种表现形式向另一种表现形式的转换。存储载体也由一种物化状态转变为另一种物化状态。信息的概念包括狭义信息和广义信息。信息发出者、信息接受者和信息中介。,.,一.光化学反应的基本原理,光化学：研究电子激发态的原子、分子的结构及其物理化学性质的科学。光化学反应：物质由于光的作用引起的化学反应。光化学过程：受激分子处于很高的振动能级，它就可能发生离解、异构化或与其他分子发生反应。,.,Grotthus-Draper定律：只有被分子吸收的（光化学第一定律）光才可以引起光化学变化。Stark-Einstein定律：一个分子在吸收一个（光化学第二定律）光子后即生成电子激发态。特点：电子分布发生变化，即激发态分子,.,过程：1.激发过程：分子吸收光能，电子从基态向高能级跃迁，成为激发态。2.化学反应：激发态分子向其它分子转移能量或产生各种活性中间体而发生化学反应。,光化学一次过程,光化学二次过程,.,.,光敏作用：激发态分子在碰撞中可以把它的能量传递给其他不能吸收其他波长范围的光而发生反应的分子，使后者变为激发态而可能发生光化学反应:A*+CA+C*C*+DPAgBr十hAg十Br物质A称为光敏剂这是照相技术的基础。,.,光的特性,1.光能光：光是一种物质，由物体内部向外辐射的能量，以电磁波的形式进行传播。特点：波粒二象性（光的波动和微粒相互并存的性质）能量：E=h=hC/E：能量，：频率h：普朗克常数C：光速：光的波长,.,二、信息及其表现形式,信息的形式,1.模拟量信息彩色、密度、图像、图形2.数字式信息01001000011101001013.文字/字母/符号信息a,b,c.,.,.,传递信息的载体就是描写与消息相对应的电信号或光信号或数字信号模拟信号(是连续变化的信号)和数字信号(幅度取值离散的信号)一般认为信息有两种存在形式，即模拟信息和数字信息，之间往往是可以相互转换的。信号是信息的载体，所以模拟信号和数字信号本质上是相同的。不同点在于存储、传输及其处理的方式。,.,三、信息载体,1.能量信息载体(EnergyInformationCarrier)光波长，强度音频率，强度电电压，电流，频率，强度，静电荷，电子束磁磁强度粒子束强度力强度,.,2.物性信息载体(MaterialPropertyInformationCarrier)光物性反射，吸收，透过，折射，偏光，发光性，发色性音物性反射，吸收电物性导电性，起电性，介电性，电荷接收性，电子放射性磁性磁化率，透磁性热物性导热率，热容量，热融性，软化性，分解性,.,界面物性附着性，润湿，吸附性，粘着性化学物性反应性，染色性，稳定性力学物性硬度，粘弹性，膨胀性，收缩性，破坏性形态物性凹凸性，孔的有无，平滑度3.模拟信号的载体和数字信号的载体如胶片、照片、印版等为模拟信号的载体，磁盘、硬盘、闪存等为数字信号的载体。,.,四、信息的记录转换,.信息记录的基本过程,原信息载体转换能量吸收材料内部转换后处理记录信息,.,.信息载体的转换,1.能量能量2.能量物性3.物性能量4.物性物性,.,.信息记录材料,信息记录、储存、传输和再现的工具。主体：影像信息获取：光、热、磁、电材料：银盐感光材料、非银盐感光材料、磁记录材料,.,第三节信息记录材料的基本性能及分类,一、信息记录材料的性能1.敏感性敏感性是指信息记录材料在记录信息的过程中，对所记录信息的变化的敏感程度。感光度2.可识别性可识别性是指信息记录材料记录信息后，利用一定的工具或技术，或在一定条件下准确识别或还原信息的能力。,.,3.稳定性、可靠性信息记录材料所记录的信息应在较长时间内保持不变4.成本、操作性、污染程度等,.,二、信息记录材料的分类（一）.按记录信息的特点分类,1.非重复性记录技术(Non-rewritableMarkingTechnology)只能进行一次信息写入的记录技术，所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化。银盐记录技术、光(X射线，电子束，离子束)微刻技术、硬拷贝技术等等都属于这个范畴。,.,2.可重复性记录技术(Re-writableMarkingTechnology)信息可以多次重复写入和擦除的记录技术，所记录的信息在所记录的信息在常规条件下能稳定存在，不随时间和空间的变化而变化，但在适当外部物理刺激下可以被擦除，记录媒介回到其初始状态。磁记录技术、光致变色技术、可逆热敏记录技术等等都属于这个范畴。,.,3.显示技术(DisplayTechnology)靠特定不间断物理刺激维持的“记录”技术，所“记录”的信息随物理刺激强弱的变化而变化，不存在上述两种系统的时空稳定性。激光显示、荧光屏/液晶/霓虹灯显示等等都属于这个范畴。,.,（二）.按材料内部转换模式分类,1.光敏记录系统(PhotosensitiveSystems)1-1.光化学记录系统(PhotochemicalSystems)(1)银盐照相(SilverHalidePhotography)(2)非银盐照相(Non-silverHalidePhotography)1-2.光物理记录系统(PhotophysicalSystems)(1)静电照相(ElectoePhotography/Xerography)(2)光致热敏记录(Photo-inducedThermalRecording),.,2.热敏记录系统(ThermalSensitiveSystems)2-1.不可逆热敏系统(Non-reversibleThermalSystems)(1)热物质转移(ThermalTransferSystems)a.热蜡转移(ThermalWaxTransfer)b.染料热升华(DaySublimationProcess)(2)热刻蚀系统(ThermalAblazeSystem)(3)热致化学反应(ThermalChemicalProcess)2-2.可逆热敏系统(ReversibleThermalSystems),.,3.静电记录系统(ElectrostaticRecordingSystems)3-1.放电破坏(ElectrostaticDestructiveProcess)3-2.电荷沉积(ChargeDepositionProcess)3-3.电解成像(ElectrolysisImaging),4.喷墨记录系统(InkJetSystem)5.磁记录系统(MagneticRecordingSystems)6.压敏记录系统(PressureSensitiveSystems),.,7.其它高密记录/存储系统7-1.光化学烧空(PHB.PhotochemicalHoleBurning)7-2.光致变色(Photochromism)7-3.光磁盘(Photo-magneticDisk)7-4.光盘(LaserDisk),.,三、信息记录材料的应用领域,印刷、电影、电视、照相、涂料、医疗、工业.,.,第四节信息记录质量的评价参数,信息记录密度/信息容量记录速度/敏感度记录可靠性杂音/信噪比记录信息的稳定性记录信息的可识别性记录系统的操作性成本/价格性能比对消耗材料的技术要求记录系统对环境是否造成污染,.,第二章银盐信息记录材料（感光材料）感光材料是见光能发生变化，并经曝光和化学、物理的加工处理后，能得到固定影像的材料的统称。其中以卤化银为感光物质的称为“银盐感光材料”，以其他材料为感光物质的泛称非银盐感光材料。银盐感光材料在感光乳剂制造过程中如果采用的制造方法不同和加入的光学增感剂和光谱增感剂不同，就可以得到不同感光度、感色性、反差系数和分辨率的感光乳剂。将感光乳剂涂布在涤纶片基等上就可以制成胶片，涂布在玻璃上就成为干板，涂布在纸基上就制成了相纸。,.,1.卤化银光敏物质:AgXXCl、Br、I银的卤化物包括AgF,AgCl，AgBr，AgI（）AgF（）AgCl（）AgBr（）AgI银的卤化物的感光性顺序为AgIAgCl1时，影像的反差大于被摄体的反差;1时，影像的反差小于被摄体的反差。负片0.8左右;正片在2.5一3左右。3.宽容度（L）和有效宽容度正确记录被摄体反差（亮度）范围的能力L=lgH2lgH1,.,考虑特性曲线的趾部和肩部，有效宽容度宽容度大的胶片，记录被摄体明暗之间的范围广，照片上被摄体的层次也丰富。黑白全色片比彩色负片宽容度大，而彩色负片比彩色反转片宽容度大。印刷片：直线部分的密度大于3.0，则终点选为D=3.0点,.,4.感光度（S）感光材料对光的敏感程度S=K/H感光度越高，所需要的该曝光量越少;感光度越低，所需要的该曝光量越多。黑白负片：S=0.8/彩色摄影负片：S=21/2/HD0+0.15印刷片：S=1/HD0+1.0,.,黑白相纸：103/HD0+0.不同的感光度标准制：德国：DIN，美国：ASA，中国：，国际标准：）DIN制）ASA制感光度对胶片感光性能的影响,.,5.灰雾度（D0）感光材料未经曝光，直接显影加工所得到的影像密度。用D0来表示，是感光材料的最小密度，也是在特性曲线A点对应的密度值。灰雾密度应该越低越好6.感色性感光材料对不同颜色，不同波长光的敏感特性。色盲片：400500nm正色片：400600nm全色片：400700nm,.,七、解像力和清晰度是对感光材料记录最小细部能力的一种评价，也称解像力。分辨率表示一种感光材料在显影后的影像中包含可分辨最小线条的能力，数值以能分辨的最小线对的空间频率表示，单位是1/in,1/cm或1/mm或者用表示，单位为线/mm清晰度是感光材料展现细节的清晰程度，它与分辨率的概念有区别。,.,八、颗粒度和颗粒性在人的主观视觉里的影像细腻或粗糙的感觉或印象称为颗粒性。而人为的测量颗粒平均尺寸和颗粒分布状态的客观量度称颗粒度。颗粒度小，层次丰富、细腻，颗粒度大，层次平泛，轮廓不清。颗粒度不仅取决于卤化银晶体颗粒的大小，形状和分布，与显影加工工艺有关。九、保存性保存性是指感光材料的各项照相性能在一定保存时间内的稳定程度。,.,二、感光测定,感光测定：定量测量感光材料的照相性能,步骤：A.在感光仪中对感光材料分极曝光B.对感光材料进行冲洗加工C.用密度计测量影像的各级密度D.绘制特性曲线E.计算感光材料的照相性能,.,光度学基本概念,1.光度学基础光源能够自行发光的物体点光源：光源尺寸与辐射距离比，可忽略不计，且向周围均匀辐射。表示方法：光谱成份色温,.,黑体：在任何温度下将所辐射的光全部吸收色温：光源发出的连续光谱，其能量分布与绝对黑体在可见光区域具有相同形状的能量分布，则黑体的温度即为光源的色温。(2)光强光源发出的光能的强度叫做光强，单位为烛光。,.,(3)光通量（F）光源向各方向发射光能的数量叫做光源的光通量，可见光在单位时间内发出的光能dF()=()P()d()由能量光谱函数P()和视见函数()决定单位：流明lm光通量：可见光的光能辐射通量：光源发出的总能量,.,(4)发光强度（I）点光源在某一方向单位立体角内发出的光通量I=dF/d单位：坎德拉cd立体角：任意形状的封闭锥面所包含的空间单位立体角：以锥顶为球心，r为半径的球，若圆锥在球面上截取的面积为r2，则圆锥体的顶角为单位立体角。,.,S球=4r2=4点光源：F=4I,.,(5)照度（E）物体表面被照明的程度E=dF/dS单位：勒克司Lx照度第一定律：E=F/S=4I/4r2=I/r2,.,照度第二定律：E=dF/dSd=dS/r2=dSnCOSdF=Id=IdSnCOSE=dF/dSn=(I/r2)COS,.,亮度光源表面发出的光通量单位：cd/cm2亮度：光源照度：被照物体(6)曝光量物体表面在一定时间内受到的照度称为曝光量，其单位为勒克斯秒，即lxsH=Et=It/r2单位：Lxs,.,(7)光学密度指感光材料的感光层在光的作用下产生影像深浅的程度，用D来表示。透光率(T)T=透射光通量(F)/入射光通量(F0)阻光率(O)O=1/T=F0/F光学密度(D)D=lgO=lg1/T,.,(二）、互易率曝光量相同，密度相同，互易率成立。在极大或极小的情况下，相同，不同，互易率失效。,互易率等密度曲线,.,（三）、特性曲线,趾部(AB):曝光不足直线(BC):曝光正确肩部(CE):曝光过度反转部(EF):特殊现象E点：Dmax最大密度A点：D0灰雾度,特性曲线,、特性曲线,.,、感光测定的仪器、感光仪给予感光材料一系列有规律变化曝光量的精密仪器。结构：,.,1）.光源稳定、均匀、连续光谱2）.快门精确控制曝光时间3）.色温镜转换光源色温，满足材料需要日光型：5500K灯光型：3200K,.,4）.滤色镜改变光源强度及光谱成份三原色：选择性吸收中性灰：非选择性吸收D=0.3，光强减弱一半,.,5）.标准梯尺给予感光材料一系列有规律变化的照度,连续,梯级,.,常用：梯级21级：0.15、0.30、0.45、3.1530级：0.10、0.20、0.30、3.00反映曝光量的范围,.,21级标准梯尺相邻两极透光率的变化D=lg(1/T)DnDn-1=lg(1/Tn)lg(1/Tn-1)=lg(Tn-1/Tn)=0.15Tn-1/Tn=1.413Tn-1/Tn+1=1.995,.,样片上照度变化T=F/F0Tn-1/Tn=Fn-1/FnE=F/SEn-1/En=Fn-1/Fn=Tn-1/Tn=1.413En-1/En+1=1.995,.,曝光量的变化Hn-1/Hn=En-1/En=1.413Hn-1/Hn+1=En-1/En+1=1.995H=Et考虑光路中所有对光吸收的因素，最终得到达到待测样片的照度及曝光量。(2)密度计测量光楔片各级密度的仪器采用密度计。,.,第二节银盐信息记录材料的其他性能,一、感光材料涂层的熔点指在规定的测试条件下，能目视观测到的感光材料涂层物理结构开始形变的温度，用摄氏度来表示。熔点测定仪二、胶片涂层厚度立式光学计,.,三、感光材料吸水率感光材料吸水率是指在规定的温度、时间内，感光材料涂层在水中吸水的多少。四、胶片的耐折度胶片的耐折度是指宽度特定的胶片，在一定张力下所能承受的往复折叠的能力，以往复折叠次数表示。耐折仪测试五、胶片卷曲度胶片或相纸偏离物理平面的程度称为卷曲度，用卷曲方向(L,T,D或）、卷曲符号(+或一)和卷曲值来表示。,.,六、胶片的防粘连性胶片的防粘连性是胶片表面涂层所具有的抵抗相互粘连的能力，以粘连面积的百分率来表示。七、胶片抗划伤力胶片抗划伤力是指胶片涂层受垂直于被测表面并施加一定负荷的特定针头刻画，被测涂层表面被划破时的最小负荷，单位为牛顿。八、材料的脆性,.,第三节、银盐信息记录材料在印刷业的应用一、照相摄影胶片(1)正色性照相分色片(2)全色性照相分色片(3)蒙版胶片二、电子分色胶片胶片具有较高的感光度，且互易率失效少，反差大，解像力高，特性曲线十分陡直，反差系数很高。,.,三、激光照排胶片激光扫描片，全色胶片，要求：黑度够大且均匀，笔画清晰，底色洁白无灰雾，片上无脏点、霉点，片基无擦痕，全部胶片黑度一致等。,.,四、拷贝胶片.暗室拷贝片暗室拷贝片亦称特硬性正色印刷制版胶片，只能在暗室下才能使用。2.明室拷贝片简称明室片，是一种新型的感光材料，能在可见光条件下进行拷贝加工。3.直接正一正型烤贝片是一种通过一次曝光和一次显影就可以直接得到与原稿相同的正像的感光材料。,.,五、银盐扩散转移CTP版计算机直接制版的英文全名为ComputerToPlate,缩写成CTP。计算机直接制版的版材与普通感光材料不同的地方在于它不仅要在激光扫描后形成影像，还要具有印刷版的适性，比如影像区着墨性好，非影像区亲水性优良，耐印力和分辨率高等特点。采用银盐扩散转移成像技术，正一正性版材。分为向下扩散型和向上扩散型两种。,.,.,第四章非银盐信息记录材料第一节概述非银盐感光材料是以非卤化银和具有感光特性的化合物作为感光物质的感光材料。确切说:“是借助某些敏感材料，在受到光、电、热、磁等直接作用下，引起体系内其些物理和化学的变化，从而形成图像。”,.,一、非银盐感光材料的发展,1826年沥青具有光固化特性，成像；1832年重铬酸盐具有光敏特性；1839年用于照相；1850年与明胶制成凹版；其后，铁盐、铜盐等无机成像体系用于工程图纸；,.,有机及高分子材料材料的发展，出现有机及高分子感光材料。18501860重氮化合物具有光敏性；1884年重氮影像；1890年重氮感光材料专利；不久，重氮相纸商品化。1921年自由基成像体系；1958年自由基成像感光材料；,.,1942年印刷线路板发明，重铬酸盐作为光致抗蚀剂；二战后，电子工业发展，推动感光高分子的发展。1959年聚乙烯醇肉桂酸酯，用于印刷线路板及凸版；1938年静电照相；1960微泡成像。,.,二、非银盐感光材料的类型（分类）,（一）.根据图象性质1.影像型非银盐感光材料通过密度的深浅反映影像层次2.浮雕型非银盐感光材料通过物体凹凸不平反映影像层次阳图：影像密度(高度)与被记录体一致阴图：影像密度(高度)与被记录体相反,.,（二）.根据成像机理1.光化学型感光物质见光发生化学变化无机盐成像体系利用无机盐见光发生化学变化形成影像的材料。铁盐、铜盐、重铬酸盐,.,光分解成像体系利用重氮化合物见光分解形成影像的材料氯化重氮盐、苯重氮磺酸盐、叠氮化合物光致变色成像体系利用某些无机或有机化合物受光辐射而发生颜色变化成像的材料。无机物：碱土化合物有机物：丙稀酰胺基偶氮苯及乙烯基单体,.,有机成色及漂白成像体系利用见光生成有色化合物或原有色化合物颜色消失成像的材料。有机卤化物与芳香族胺成色反应亚甲基蓝被还原剂还原成无色化合物单菁被氧化剂氧化成无色化合物,.,光交联成像体系利用带有感光基团的高分子化合物相互光致交联成浮雕影像的材料。聚乙烯醇肉桂酸酯光降解成像体系利用高分子经光照后主链断裂，使其溶解性变化进行成像的材料。聚甲基乙烯基酮、聚砜,.,光聚合成像体系利用单体吸收光后形成自由基引发聚合形成影像的材料。丙稀酸类2.光物理型感光材料感光材料见光发生物理变化电子成像体系：利用物质见光由绝缘体变为导体进行成像。,.,（三）.根据感光物质的种类,非银盐无机感光材料感光物质：无机物无机物产生光化学变化感光无机物与高分子化合物发生光化学反应无机物产生光物理变化铁盐、铜盐、重铬酸盐等,.,2.非银盐有机感光材料感光物质：有机物感光性有机物与高分子发生光化学反应有机化合物发生光致变色反应有机化合物发生光物理变化重氮、叠氮、自由基、光致变色、光热敏成象体系感光材料,.,3.非银盐高分子感光材料感光物质：高分子化合物带有感光基团的高分子化合物光聚合型高分子物质光降解高分子物质感光树脂,.,二、非银盐信息记录材料的成像特点非银盐记录材料成像具有以下独特的优点:响应速度快，能实时记录和显示;材料的分辨率高;有些材料能多次重复使用;不用金属银;避免了暗室显影定影操作，加工过程简便快速，成本低廉。,.,第二节重氮感光材料,重氮体系感光材料利用有机重氮化合物的光敏性所制成的非银盐感光材料。（一）、重氮体系,.重氮化合物的基本光化反应单纯的光分解反应不伴有重氮基团分解的光致立体异构化反应伴有价键重排的光分解反应,.,.单纯的光分解反应,.,反应环境极性:极性溶剂中，生成离子非极性溶剂中，生成自由基。,.,.光致立体异构化反应,.,.伴有价键重排的光分解反应,在光作用下，重氮化合物除了发生重氮基分解，还伴随有其他部分价键重排的光化学反应。,.,重氮化合物：对苯二胺及其衍生物,偶合试剂：芳香族酚类化合物,.,重氮化合物的光分解反应见下式:,常见的重氮胶片就是利用见光部分发生光分解反应，不发生偶合反应，而未见光部分的重氮盐不发生光分解反应，但在碱性条件下能与酚类或胺类偶联剂偶合，生成有色偶氮染料,.,、重氮系列感光材料浮雕型重氮感光材料染料影象型重氮感光材料微泡影象型重氮感光材料、重氮化合物体系特点优点：其原料来源容易，制作成本低、方便，解像力也高，较多地用于缩微、打样片以及全息记录等，缺点：主要是感光度低和保存性能较差。,.,（二）邻重（叠）氮醌类化合物体系曝光处：,.,未见光部分，偶合以后，水溶性降低，保留下来（使用适当的碱）,感光液组成：重氮化合物，树脂，溶剂,显影液组成：弱碱液，硅酸钠、磷酸钠、碳酸钠、有机胺/有机溶剂，表面活性剂,应用：PS版，印刷平版,.,二、重氮感光材料的成像原理与应用,成像原理：一是重氮盐光敏剂在光照下分解成氮气和无色分解产物，二是未发生光分解的重氮盐与偶合试剂在碱性条件下生成偶氮染料。,hv,+N2,+,+OH,_,双电子亲电历程,材料及性能要求,1生成的偶氮染料耐酸、水、光；2偶合速度适当；3染料影象密度高，色调好；4偶合剂和重氮盐的光分解产物无色，保存性好,.,第三节感光性高分子材料（树脂）具有感光性质的高分子物质,结构：高分子材料+光敏性基团,分类,聚合物分子量,某些基团变化极性大的基团降低极性，水溶性阴图型、阳图型感光性高分子材料,分子量增加交联，分子量溶解性,分子量降低降解，主链断裂，溶解性,.,一、光固化型感光树脂(一)光固化的定义感光性高分子体系在光的作用下从液态变为固态以及固态感光性高分子受光作用由可溶变成不可溶的聚合物，都称为光固化，包含光聚合以及光交联。(二)光固化反应的种类及反应机理分为链式聚合反应和非链式聚合反应两类，链式聚合反应是指烯类单体的光引发聚合，包括自由基光引发聚合、离子型光引发聚合;而非链式聚合为非链式光交联聚合反应。,.,、光交联型,在光的作用下，能够发生分子链之间的交联反应而使分子量加大的高分子化合物称为光交联型感光高分子材料。,感光基团：不饱和基团,聚合物（线性）交联（立体网状）,hv,聚乙烯醇肉桂酸酯,.,五光聚合型,某些烯类化合物，光聚合以后，生成长链化合物，溶解性、粘度、黏附力、光散射性发生变化，由此成像。,聚合物：线形单体只有一个光聚合官能团体形单体有两个以上官能团,.,自由基光引发链式聚合反应具有以下特点:室温下可快速反应，光聚合时间很短，工业化;功用途广泛，适用于光固化油墨、光固化涂料、光固化粘合剂等方面。非链式聚合反应具有以下特点:较链式聚合反应速度慢;储存稳定性较链式聚合好;用于更高精细度领域等特殊用途,.,(三)影响光固化反应的因素、光源的选择与匹配2.聚合物的物理性质3.空气中氧的影响(四)光固化反应的特点固化速度快，生产效率高，可在室温或略高于室温下进行，固化装置紧凑，加工速度快，场地空间小，生产效率高;耗费能量少，光固化所采用的活性化学配方不含(或少含)挥发性溶剂，环保;绿色技术,.,二、光分解（降解）型感光树脂,聚合物光降解：聚合物在光作用下，主链断裂，分子量降低。,无规降解：不规则断裂，生成自由基，变成组成和结构各异的小分子解聚：聚合物全部分解成组成和结构相同的小分子。,典型的光降解型感光高分子,聚甲基乙烯基酮、聚乙烯基苯基酮,感光基团,羰基类,聚砜类,.,三、光致变色感光树脂(一)光致变色功能光致变色现象是指以下过程:,把具有光致变色现象的基团引入聚合物链中，在光照下，由于结构的改变，颜色发生变化；停止光照后，又会恢复到原来结构，并恢复到原来颜色，光致变色功能。该材料的特点具有分辨率高、信息储消快速、干法加工。,.,(二)光致变色型材料的应用1、自显影感光胶片利用光致变色物质对光辐射的敏感特性，制备非银盐感光胶片，2.光致变色光盘与信息存储光致变色型可擦重写型光盘3.伪装材料(三)顺反异构光致变色反应偶氮苯光致变色基团,.,第四节非银盐感光材料的成像特性,一.特性曲线,通常采用感光材料受辐射光量的变化，引起材料不同物理量的变化来表示。光敏物质：多样性表示方法：多样性,.,非银盐记录材料特性曲线,.,.,二.感光度,感光度感光性高分子对光照射(曝光)相应的灵敏程度,成像体系多，成像机理不同，表示各不相同，没有统一标准。浮雕型：灰梯尺法、剩余膜产率法电阻法、量子感度法、绝对曝光量法,.,灰梯尺法,对标准样品材料和待测样品材料用标准梯尺进行曝光，找出影像存在与否的分界处，读取分界处有膜的级数，例：标准试样为第j级待测试样为第k级则：RjRkR,.,S0KRj/HjKR/HjSKRk/HkKR/Hk则S0/SHk/Hj10DjDk,.,剩余膜产率法曝光前后单位面积感光膜的质量比。W/W0,t,.,2.分光感度感光材料的光谱敏感特性。确定材料对光源的适应性、反应机理。,3.光固化时间法,.,三、反差系数及宽容度不同的记录材料，其反差的定义都与银盐感光材料有所不同。影像记录型的材料其反差时影像中最明亮部分与最暗部分的差别程度，也就是两者的密度差。比较特殊的浮雕型记录材料，反差则是浮雕影像中剩余膜的最高部分和最低部分的差别程度，可以用其高度差来表示。,.,四、分辨率、显影性、耐用性及脱膜性1.分辨率分辨率是指成像等间隙排列线条间能分辨的最小线宽或以每毫米可分辨的等间隙排列线条数来表示，分辨率梯尺。2.显影性显影性是指显影条件(如显影温度、时间、显影液组成、显影方法等)的变化与感度和分辨率的关系。3.图像耐用性与脱膜性能具有良好的耐用性,.,第五章非银盐信息记录材料在印刷业的应用,凸版制版、平版制版、凹版制版、丝网制版以及CTP制版中，大量应用非银盐信息记录材料作为版材的主要成像物质。第一节PS版一、PS版的基本组成与性能(一)PS版的组成PS版材主要由感光层、亲水层和版基三部分组成,.,、版基表面具有较强的亲水性，与感光剂的结合性好不起化学反应，版面平整，无疵点、划痕和脏污，版面尺寸稳定，不变形。,.,金属铝板，特点：金属铝质轻，抗张强度、耐磨性、亲水性都比锌强。铝板表面经处理后所产生的氧化铝膜层硬度极高，化学稳定性好，耐磨性、亲水性、保水性显著提高，满足精细印品的需要。对铝板表面进行粗化工艺，耐印力高。改善印版整体的印刷性能。2.感光层感光层是将感光液涂布到PS版版基表面干燥后形成的膜层。,.,PS版的感光层是由多种成分合成的高聚物，主要由感光性物质、成膜剂、溶剂、染料，以及增塑剂和稳定剂等组成。阳图型(P型或正性)感光剂和阴图型(N型或负性)感光剂，内型(减型)和外型(加型)感光剂，光敏可溶性、光致不溶性、光敏剥离型、亲疏水基变化型等;光分解型、光交联型、光聚合型等。常用有邻重氮茶醒类感光性物质、重氮盐类感光性物质、聚乙烯醇肉桂酸醋类感光性物质等。,.,邻重氮萘醌类感光性物质,属于阳图型感光树脂,重氮盐类感光性物质最早应用干PS版的感光剂，阴图型PS版。,.,聚乙烯醇肉桂酸醋类感光性物质光交联型感光树脂，阴图型感光树脂光聚合型感光性物质阴图型PS版(2)成膜剂作为感光性物质的载体主要功能是:调节感光液的粘度，使感光液易于涂布和流平;提高感光层和版基的载附性以及感光层的光化学反应速度，以利于感光液在版基上形成固着的膜层。,.,常用的成膜剂有间甲酚醛树脂、间甲苯酚甲醛树脂、醇溶性聚酞胺、聚乙烯醇等。成膜剂的含量为6%一8%，间甲酚醛树脂。(3)溶剂感光液中的溶剂用来溶解感光剂和成膜剂，不能与感光剂和成膜剂发生反应。溶剂的含量一般在80%一90%。常用的溶剂有乙二醇独甲醚(4)染料感光液中的染料分为两类，一类是变色染料，另一类是增感染料，含量一般在0.15%一0.30%,.,(5)增塑剂改变感光涂层中某些树脂的脆性，提高感光层在印刷中的耐磨性，增强PS版图文部分的抗冲击力。另外，涂层中加人增塑剂也可改善曝光后的显影性能。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁醋，磷酸三辛醋，双酚一A环氧树脂等。(6)稳定剂提高感光涂层的化学稳定性，延长PS版的保存期。较常用的稳定剂有对苯二酚和2,6一二叔丁基苯酚等。,.,(二)PS版材的制作工艺PS版版材制作工艺过程如下:版基准备一电解粗化处理一阳极氧化处理一封孔处理一涂布感光液一PS版版材(三)PS版的种类PS版有阳图型PS版和阴图型PS版，分别使用阳像和阴像底片晒版，涂布的感光液及其感光机理不同。1.阳图型PS版感光剂是光分解型重氮化合物，晒版底片为阳像底片。,.,晒版时感光物质见光后分解，生成极易溶于稀碱溶液的化学物质，然后用稀碱溶液显影而被溶解，露出铝版基，形成印版的空白部分，而未见光部分的感光层未发生任何变化，也不被稀碱溶液所溶解，仍留在版面上，构成印版的图文部分，可直接亲油墨。,.,2.阴图型PS版阴图型PS版使用的感光剂为光聚合或光交联型重氮化合物，晒版底片为阴像底片。,晒版时感光物质见光后产生交联或聚合反应，成为不溶于显影液的物质，而未见光部分的感光剂保持原有的可溶性，可溶于显影液，因此，曝光后通过显影，除去未感光层，露出版基，构成亲水性的空白部分，而见光部分的不溶性物质具有亲油性，成为图文基础。,.,(四)PS版的感光特性、感光版的特性曲线,.,2.感光膜的分辨率指在感光膜上单位长度内能清晰再现等间隔排列的线条数。3.PS版感光膜感光的有效光谱PS版感光膜感光的是250一420nm的光波。因胶片和晒版机玻璃的吸收，因此使感光膜感光的真正有效的光波是300一450nm的光波,主要是紫外光和蓝紫光，PS版不应使绿、黄、橙、红色等光源进行曝光.反之黄光常用于PS版晒版中的安全灯。,.,二、PS版晒版原理与工艺,(一)阳图型PS版的晒版工艺与原理,.,阳图PS版的晒制、显影及检查,.,目标：将菲林片进行晒版和显影应知：晒版光源认识、PS版感光显影原理、显影液与修版膏的成分及作用、光量与晒版质量的关系（网点变化）、其它影响晒版质量的因素、晒版机的结构及工作过程、晒版机的主要性能指标、晒版测控条的使用、冲版机的结构及工作过程、冲版机的主要性能指标（温度、速度）、修版应会：晒版机的操作过程、冲版机的操作、修整PS版,.,重点：PS版影像形成的原理及晒版机的操作难点：晒版菲林位置的确定；曝光时间及显影液浓度的确定。,.,一、拼版的概念在晒版之前，将菲林固定在待晒的PS版材上，以确定图文在印版上的位置。通常也叫“拼版”。事实上，在印前制作中，按照印刷品的页码顺序，结合印刷设备和装订方法的具体要求，合理地安排、组合印版及排列印版位置的过程称也称为“拼版”（也叫拼大版）。在电脑拼版出现之前，这个步骤常常是在单元的小菲林出来之后用手工方法完成的。要注意以上这两个概念的区分。,晒版菲林在印版上位置的确定,.,2胶印机的定位“规矩”1）纸张在印刷机中的位置关系，如下图所示：,.,其中咬口部分是不能印上图文的，也就是说，我们在设计制版时，一定要预留一部分空白，一般在410cm之间，大部分印刷机通常是8cm。关于咬口要注意两点：纸张的咬口一定要留在纸张的长边；在同一批次印刷中，纸张的咬口最好不要更换。比如，印完一面后，印另一面时，应该沿用同一个纸边做咬口；否则，很可能造成套印不准的后果。,.,3菲林位置确定1）准备工作材料：菲林片、PS版材；工具及器材：丁字尺、三角板、透明胶带、菲林清洁液、棉纱布、拼版光台。,.,2）步骤：用棉纱布蘸少量菲林清洁液将菲林表在灰尘清洁干净，注意擦拭时力量要轻，动作要均衡，不要来回擦，只朝一个方向，以免刮伤菲林。取出版材，平放于光台上，注意避光，再将菲林置于版材之上，一定要注意菲林的方向，药膜面要对着版面。以阳图PS版为例，菲林放好后，应该是正读膜面向下的。确定位置：这一步要根据不同的拼版方式而定；左右居中，菲林图案边缘到版边的距离应该等于印刷机所需要的咬口尺寸。（可以用废旧的PS版制作一条咬口定位标尺，这样会方便很多，提高效率）待位置确定好之后，用透明胶将其固定好，接下来就可以送到晒版机曝光了。,.,1.PS版的概念：即预涂感光版（presensitizedplate），是指预先涂覆感光层的、可随时用于晒版的平印版，简称“PS版”。PS版材结构主要由感光层、亲水层和版基三部分组成。其结构如下图所示：,印版的曝光,.,2.PS版根据晒版方式不同大致可分为阳图型（N型）和阴图型（S型）两大类，阳图型PS版制版原理如图所示：,阳图型PS版制版原理,.,3、PS版曝光成像原理：（以阳图型PS版为例说明）重氮萘醌感光剂在光的作用下分解而放出氮气，同时分子结构发生重排，生成茚酮中间体。茚酮在微量水的存在下也能发生分解，生成茚羧酸；茚酮能与未曝光的重氮萘醌感光剂反应生成内酯，在碱性显影液中内酯开环变成羧酸钠，连同碱溶性酚醛树脂一起溶解。而未曝光部分，由于重氮萘醌感光剂又抑制酚醛树脂的碱溶作用以及在碱性显影液中部分重氮萘醌感光剂与酚醛树脂发生偶联反应，生成难溶于碱的偶氮树脂。,.,4、晒版工艺流程曝光显影除脏修补烤版涂提墨剂擦胶,.,阳图型PS版曝光时，光线透过阳图胶片的非图文透明部分，照射到印版的感光层，使感光层内的感光材料发生光化学反应，由绿色变成蓝色，形成带有原稿信息的影像。阳图PS版表面的感光材料不溶于水和稀碱液，而见光部分发生光化学反应后，易溶于稀碱液。这样就可以在显影时除去相应的感光材料，露出下面亲水的版基，成为印版表面的空白部分。留下的亲油感光层，是印版表面的图文部分。,.,6、制版操作步骤合上位于机器前面的总电源开关，碘镓灯触亮，进入五分钟预热状态。这时操纵台面板的显示窗内8位小数点全部点亮，并且闪烁。五分钟后，灯管预热结束，机器进入自动工作状态，这时显示窗显示某一通道的数据。真空时间显示窗内显示该通道的每一次真空时间，曝光时间显示窗内显示该通道的主曝光时间。如果用当前通道的数据不合适，可以按通道选择键重新选择。（此处中通道的中的真空时间和曝光时间是预先设置好的，共可设置10组）抬起晒版玻璃，将拼好的菲林及版材放入机器内，注意要平放于橡皮布之上，居中放置再放下晒版玻璃，推上操作手柄以使其完全密闭。机器将自动按照设定好的数据完成抽真空、曝光的动作。,.,1、显影机理：将已曝光的PS版平放在显影槽内，使显影液与之充分浸润，然后用水冲洗干净版面被溶解掉的涂层，从而显现出“影像”。目前自动显影机都是显影冲洗联机一次性完成。,显影与冲洗,.,2、PS版显影液的组成PS版显影液一般是碱性水溶液，由显影剂、保护剂、润湿剂和溶剂组成。1）显影剂它是用来溶解PS版上空白部位感光层的物质，常用的主要是碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠等。2）保护剂保护剂又称抑制剂，用于稳定显影液，降低显影剂在显影过程中对版基的侵蚀作用，保护图文部位的感光层不受显影液的浸溶，增大显影宽容度。常用的保护剂有磷酸钠、氯化钾等。3）润湿剂润湿剂的作用是降低显影液的表面张力，使显影液快速均匀地润湿版面，提高显影速度和匀度。常用的润湿剂有十二烷基苯磺酸钠、TX10等表面活性剂。,.,4）溶剂显影液多以水作为溶剂，有条件的可使用纯水，以消除自来水中CaMg等产生沉淀或絮状物的缺陷。认识PS版显影机（以上海新星印刷器材公司的CB880型PS版显影机为例说明）作用：对晒版后的PS版进行显影、水洗、涂胶和干燥。（说明：本机型没有配备涂胶和干燥部分，可根据需要添加）,.,整机由工作部和机架两部分组成。机架内部装有主传动电机、显影液磁力循环泵、管路系统等，在机架的正面、印版输入台的下面装有一个容量为30升的不锈钢贮液箱，显影液就贮存在其中。工作部分由印版输入台、槽箱、干燥系统、印版接受架、左右箱体、传动装置、控制箱等组成。,.,显影机结构,.,显影操作步骤打开冲版机电源，将药液加温至预先设置好的温度（室温为35，冬天可稍低）。将已曝光的印版放在印版输入台上，注意感光面朝上。传送带将自动把印版送入显影槽，机器会自动按步骤进行显影、冲洗；,.,显影参数调节显影液的浓度，即配制显影液时显影剂的用量。目前市场上有显影粉和浓缩液两种。可以按照包装上的说明的比例进行兑水。显影液浓度高，显影速度快，但是太高的浓度可能会导致没有曝光的感光层发生化学反应。显影液的温度一般控制在1822。显影时间和显影液的浓度相关，显影浓度越高，时间越短。如果显影液的PH值降到11，或显影时间延长到原显影时间的2倍时，表明显影液已失效，要更换新液,.,显影完成后，还有一些后续工作要做。包括：除脏、修补、烤版、涂提墨剂、擦胶。,印版的后处理,.,除脏。除脏是指为保证版面的整洁性和空白部位的亲水性，对版面上出现的脏点、影印、底灰和多余的规线、图文等进行去除的一种修整方法。阳图型PS版除脏方法有：溶剂法、光化学法和工具法三种，其中溶剂法和工具法均属事后对故障采取的补救方法，而光化学法是在显影之前采取的一种预修整除脏法。目前在实际生产中用得较多的是溶剂法。,.,修补。修补是对图文部位出现的不完整漏缺故障如残笔、断线少点等进行添加补全的一种修正方法。需要说明的是，修补方法仅是一种事后补偿的措施，其操作难度大、技艺性强，一般只用于版面上局部个残缺点线的修补，图文残缺较多时不宜使用，应重新晒版。,.,烤版。阳图型PS版的图文部分由未见光的感光膜构成，耐印力在10万印左右，为了进一步提高其耐印力，可采用高温烤版法，使图像部分的感光剂由线型结构转为网状结构。一般可提高耐印力34倍。,.,涂提墨剂（显像黑墨）。用手工对版面做好“提墨”保护作用，防止图文网点感光胶受到二次曝光的侵害。还有一个好处，就是图文网点处已经有了一层由手工操作保证的均匀的油墨层，当上机开印时就可以快速均匀的上墨，节约过版纸。,.,擦胶。擦胶是在版面均匀涂擦一层阿拉伯树胶保护液。其作用是：一是保护版面，利用护版胶较强的吸附性和成膜性在版面上形成一密闭性的胶封层，避免版面发生直接的划伤现象，防止版面直接接触腐蚀性、氧化性的气体或吸附灰尘与油污等；二是利用树胶分子上的羟基等亲水性官能团增强和保护空白部位的亲水性。,.,一、晒版质量要求印版印刷适性主要包括：印版网点还原性、网点质量、印版耐印率和外观特性。主要质量标准有：网点再现性好。2%的网点不丢，98%的网点不糊，中间调部位网点缩小不超过3。多版重复误差不超过3%。印版网点饱满无砂眼，网点边缘光洁无毛刺。图文位置准确。外观平整，无折痕划伤，版面干净。,印版质量的检查,.,检查项目色别的检查。要根据打样的色样来核对印版的色别，看是否符合套印的要求，一般地，两色以上的印版在出片时就胶片上就应该有色标，可根据色标判断，但也要避免出片时的疏忽错误。阶调深浅的检查。可用放大镜仔细观察印版上暗调和高光部位的网点，高光太浅或有网点丢失，暗调有糊版都不行。网点的虚实和感光胶膜。观察网点是否有发毛、发虚不实，甚至严重的还会有白点，这说明网点不结实，亲油性不强。,.,印版规格和十字线检查。包括印版的大小、图文位置、咬口位置、图文正反、规矩线等是否齐全、正确。印版图文和和空白部分的检查。仔细检查图像是否完整连续、文字线条是否有断笔少划，发虚等情况。印版耐印力的检查。一般是上机后实际印刷过程中检验，耐印力和版材直接相关，还与制版技术、印刷条件等密切相关,.,印版质量故障解决,.,预习要求及思考题：PS版的结构。阳图PS版曝光成像的原理晒版机的结构及工作原理晒前拼菲林的要点？曝光时间如何确定？抽气真空状态的判断及意义。显影液浓度和温度对印版质量有什么影响？,思考题,.,影响晒版质量的因素,晒版：指通过对光化作用将照相原版（菲林）上的网点忠实转移到印版上的工艺过程。工艺、材料、设备一|印版a.局部花版、糊版版基清洁、厚薄一致，砂目分布均匀、粗细适中，深浅适度，感光液涂布均匀，无气泡，无伤痕。b.PS版表面粗糙不标准过粗，易起脏；过细，易污染，易起脏。c.局部掉字，掉块电解粗化后版基灰质去除不净。d.不易上墨超保存期或保存不当。,.,二、菲林质量实地密度3.0，一般3.5-4.3，灰雾度0.05网点中心与边缘密度一致，密度越高，反差载、越大（网点密度要高，网点要光洁，没有虚晕度）片基，一般薄胶片比厚胶片要好，原版应洁清，无脏洁。三、晒版机及光源（晒版工艺）曝光量的影响，最佳晒版参数）、光源（金属卤素灯，350-360nm)发光光谱成分与PS版感光层光谱分光感度相匹配。PS版210-460nm（实际320-460nm,因版基、玻璃影响）光距（1m左右）光源照度（碘镓灯、高压水银灯等）,.,2、曝光时间H=E*t少，印版相对要深，版面起脏；多，网点变小，版子浅。（一般1%-99%,2-98%晒出）采用标准“布鲁纳尔”测试条，在同一张印版上使用实际生产的晒版光源分别用不同的曝光时间进行逐级曝光，显影后在印版上选出能够得到留实而不虚的小墨点和与其相对应的同一级未糊死的空心点这一曝光时间。3、其它显影条件的影响温度、浓度、时间20（5-35）,.,浓度过高，耐印力下降，掉版；浓度过低，显影不充分，非图文部分上脏。显影时间过短，非图文部分的感光层不能被显影液完全溶解，上脏。原版与PS版密合程度影响空隙，衍射，使印版的网点发虚或缩小或有不吸墨白点出现。抽气系统出现故障胶纸带灰尘颗粒影响晒版房温、湿度（202，RH555%),.,正确辨别菲林药膜面、通过晒版工艺过程辨别、通过图文的正反辨别（有图，文）胶片的药膜在其图文呈镜像的一面（反的或左右对调）、用手触摸稍沾湿的手指法（发涩，药膜面）、用刀片划伤（大头针，非图文部分）有明显缺失为药膜面、用