Файл: Синяков Н.И. Технология изготовления фотомеханических печатных форм учебник.pdf

FeCl з с уд. весом 1,30 и 1,32 проникают через слой толщиной 2 мкм за 0,7 мин. Через слой толщиной 14 мкм раствор с уд. весом 1,30 про­

эта разница все время увеличивается. Так, для растворов FeCl3 с уд. весом 1,35 она составляет уже около 13 мин. Для растворов с уд. ве­ сом 1,37 и выше время диффузии через толстые слои выходит за пре­ делы графика. Хотя время диффузии растворов с большим удельным весом через тонкие слои и увеличивается, например, через слой тол­ щиной 2 мкм оно для раствора с уд. весом 1,41 составляет уже 3 мин, а для раствора с уд. весом 1,43— 6 мин. Однако разница во времени диффузии через тонкие и толстые слои составляет уже значительную величину, так как для этих растворов время диффузии через толстые слои выходит далеко за пределы графика. Отсюда следует, что при травлении формы глубокой печати травящим раствором с относительно низкой концентрацией FeCl3 он будет травить поверхность меди под всеми растровыми ячейками пигментной копии практически почти независимо от толщины находящегося в них пигментно-желатинового слоя. Наоборот, травящие растворы относительно высокой концент­ рации будут травить поверхность меди только под теми растровыми ячейками пигментной копии, в которых находится тонкий слой.

Рассмотренное увеличение разницы диффузии растворов FeCl3 через тонкие и толстые слои пигментной копии с увеличением их кон­ центрации позволяет сделать весьма важный вывод о зависимости контраста изображения от концентрации травящего раствора. Так, если травить формный цилиндр через пигментную копию одним рас­ твором FeCl3относительно небольшого удельного веса, то изображение на оттиске с такой печатной формы получится вялым, а если травить раствором FeCl3 с большим удельным весом, то на оттиске получится слишком контрастное изображение с потерей деталей в светлых частях изображения. Градация на пигментной копии определяется толщинами рельефа, а от скорости диффузии травящего раствора зависит глубина печатающих элементов, т. е. градация печатной формы. Поэтому пред­ ставление о градационной передаче, получаемой при разных концент­ рациях травящего раствора, дают кривые скорости его диффузии в зависимости от толщины пигментно-желатинового слоя (рис. 95).

Зависимость градационного воспроизведения от концент­ рации FeCl3 лежит в основе широко применяемой в практике техноло­ гии травления форм глубокой печати несколькими травящими раство­ рами с уменьшающейся концентрацией FeCl3. При этом регулирование градационной передачи осуществляется изменением соотношения вре­ мени травления этими растворами. На рис. 96 приведены градацион­ ные кривые, полученные при травлении форм глубокой печати одним травящим раствором (кривая а) и несколькими растворами разной концентрации FeCl3 (кривая б). Как видим, в последнем случае полу­ чается более близкое к правильному градационное воспроизведение.

Большое влияние на скорость диффузии через пигментную копию оказывает температура травящего раствора. Причем с повышением тем­

307

травления его температуру. Однако в практике пользуются травящими растворами разной концентрации, так как травление одним раствором с постепенным повышением его температуры в обычных условиях затруднительно.

308

рез слой толщиной около 7 мкм травящий раствор проникает при относительной влажности воздуха 44% через 3,9 мин, при 65% —■ через 3,7 мин, при 80% —■через 3,0 мин. Через слой толщиной около 15 мкм травящий раствор проникает при указанных величинах отно­ сительной влажности воздуха соответственно через 17, 15,3 и 14,8 мин.

В травящих растворах, кроме хлорного железа, имеются различные примеси. Они содержатся в свежеприготовленных растворах, а также накапливаются в рабочих растворах в результате химического взаимо­ действия хлорного железа с медью. Из примесей существенное влия­ ние на травление оказывают свободная соляная кислота, гидрат окиси железа, хлористое железо и хлорная медь. Все эти примеси тем или иным образом влияют на скорость набухания и диффузии травящего раствора. Так, соляная кислота ускоряет, а гидрат окиси железа за­ медляет набухание и диффузию. Это видно из зависимости скорости диффузии через пигментно-желатиновый слой толщиной 10 мкм при разном количестве соляной кислоты и гидрата окиси железа, вводи­ мых в 100 мл раствора хлорного железа (уд. вес 1,35). Без введения НС1 и Fe(OH)3 время диффузии составляет 9 мин. С введением 0,6 мл 1%-ного раствора НС1 на 100 мл раствора FeCl3 с уд. весом 1,35 вре­ мя диффузии составит 7 мин, при введении 1,2 мл — 6 мин 10 с, 2,5 мл — 4 мин 40 с, 5,0 мл — 3 мин 30 с. С введением 0,3 г Fe(OH)3 — 11 мин, 0,6 г — 12 мин 30 с, 1,2 г — 14 мин, 2,5 г — 24 мин, 5,0 г — 30 мин.

Как следует из приведенных данных, соляная кислота и гидрат оки­ си железа существенно меняют скорость диффузии травящего раствора через пигментную копию. Это имеет практическое значение, так как введением соответствующих количеств соляной кислоты или гидрата окиси железа можно изменять в нужном направлении рабочие свой­ ства травящих растворов. Однако при относительно больших коли­ чествах соляной кислоты в травящем растворе она разрушает пигмент­ ную копию. При излишнем содержании соляной кислоты ее нейтрали­ зуют, вводя в травящий раствор Fe(OH)3. Чтобы устранить слишком замедленное травление, вызванное излишним содержанием Fe(OH)3, в травящий раствор вводят соляную кислоту.

После набухания пигментной копии и диффузии травящий раствор достигает поверхности формного цилиндра, в результате этого начи­ нается третья стадия травления формы глубокой печати — химическое взаимодействие хлорного железа с медью

Cu + 2FeCl3 —►СиС12 -р 2FeCl2; Си + FeCl3 — СиСІ + FeCl2.

Образовавшееся хлористое железо и хлорная медь переходят в тра­ вящий раствор, а труднорастворимая хлористая медь образует в нем осадок. Хлорная медь имеет темно-зеленый цвет, в связи с этим при травлении в местах ее появления в сочетании с красно-коричневым цве­ том пигментной копии образуется темное изображение. По мере рас­ творения меди и вместе с тем углубления печатающих элементов появ­ ляются все большие количества хлорной меди, вследствие чего темное изображение все больше проступает на фоне красно-коричневого цве­ та пигментной копии. Это позволяет вести визуальный контроль про­

3U9

цесса травления форм глубокой печати. Такой контроль широко ис­ пользуется в практике, однако в основе его лежит только опыт тра­ вильщика.

При травлении форм глубокой печати протекает гетерогенная реак­ ция, так как взаимодействие хлорного железа с медью происходит на границе раздела двух фаз: твердое тело — жидкость. Здесь, наряду с химическим процессом взаимодействия хлорного железа с медью с образованием продуктов реакции, имеет место физический процесс отвода этих продуктов и подвода хлорного железа через межфазовый слой, который образуется в пигментно-желатиновом слое. Отсюда ясно, чтов процессе травления форм глубокой печати решающее значе­ ние имеют диффузионные свойства пигментной копии. В связи с тем что в данном случае физический процесс протекает медленнее химического, при травлении форм глубокой печати наблюдается диффузионная реак­ ция, от скорости которой зависит скорость травления. Скорость диф­ фузионной реакции зависит от скорости размешивания межфазового слоя, концентрации хлорного железа, его температуры, наличия в нем примесей и плотности слоя меди на поверхности формного цилиндра. Влияние концентрации FeCl3 в травящем растворе может быть проил­ люстрировано следующими данными непосредственного (без пигментно­ желатинового слоя) травления поверхности медных пластин в течение 2 ч травящими растворами разного удельного веса (табл. 15).

Как видим, наибольшая глубина получается при травлении меди раствором FeCl3 с уд. весом 1,29. Уменьшение и увеличение концентра­ ции раствора приводит к уменьшению скорости травления. Это объяс­ няется тем, что увеличение количества FeCl3 ведет к увеличению вяз­ кости травящего раствора, что снижает скорость диффузионной реак­ ции, а уменьшение количества FeCl3 ведет к снижению интенсивности травления.

На скорость травления влияет температура травящего раствора. Так, при травлении медных пластин раствором хлорного железа (уд. вес 1,30) за одинаковое время травления при температуре раство­ ра 5° глубина травления составляет 130 мкм, при 18°— 220 мкм, при 35° — 330 мкм.

Соляная кислота в результате ускорения диффузии ускоряет, а гидрат окиси железа замедляет травление меди.

810