Сушка трафаретов

Каковы оптимальные условия сушки?

ПРОБЛЕМА #1

Мы стараемся поддерживать температуру в помещении, в котором работаем с печатными формами, в районе 24°С и используем вентиляторы и осушитель/влагопоглотитель для сушки трафаретов. Однако, мы обнаружили, что летом, в период максимальной нагрузки, печатным формам требуется больше времени для сушки.

ПРОБЛЕМА #2

Мы хотели бы также перейти на диазофотополимерные эмульсии (dual-cure), потому что у них лучшая детализация и лёгкая регенерация, но они плохо сохнут. У нас она даже прилипла к стеклу экспозиционного устройства.

РЕШЕНИЕ
Оптимальные условия сушки одинаковы для диазофотополимерных, фотополимерных, диазо эмульсий и даже капиллярных плёнок. Причина проблемы с диазофотополимерными эмульсиями не в том, что они сохнут хуже. У данных эмульсий более мягкая поверхность, чем у других типов из-за эффекта пластификации фотополимерных компонентов. Хотя это отличие исчезает после экспонирования, когда фотополимер затвердевает, в комбинации с другими факторами описанная проблема может существовать.

Другой фактор — чрезмерный нагрев во время экспонирования, при котором эмульсионный слой приклеивается к стеклу, может встречаться, когда вы экспонируете большое количество печатных форм и стекло сильно нагревается. Или в вашем случае, если вы уже определили, что проблема с именно с сушкой, неприятность возникает из-за остаточной влажности фотослоя. В зависимости от используемого типа эмульсии остаточная влажность перед экспонированием может принести много проблем.

Трафарет из диазо эмульсии может и не приклеиваться к стеклу, но вы, возможно, обнаружите некоторые другие проблемы. Это могут быть: чрезмерное количество микроотверстий, преждевременное разрушение и даже плохая регенерация — проблемы, которые вы не будете ассоциировать с плохой сушкой.

Каковы же оптимальные условия сушки для трафарета?

Если вы не в Аризоне в летнее время, то мы рекомендуем, чтобы вы использовали две различные комнаты — одну для нанесения эмульсии, а другую для сушки. Обезжиренную печатную форму с удалённым фотослоем можно высушить в комнате, где наносите эмульсию, но для сушки эмульсии на печатных формах, нужно иметь отдельное помещение. В идеале, вы должны использовать сушильный шкаф, хотя целесообразность его использования будет зависеть от размера и количества печатных форм.

Когда сушите покрытые эмульсией печатные формы, существует два важных аспекта. Первое, из-за требований производительности вы хотите высушить печатные формы быстро. Второе, из-за требований качества (чтобы избежать некоторых проблем описанных выше) вы хотите высушить печатные формы тщательно.

Мы имеем в виду сушку до очень низкого уровня содержания влаги. Осушенный влагопоглотителем воздух, конечно же, более эффективно удаляет влагу из эмульсионного слоя, по сравнению с комнатным воздухом, но это не всегда наиболее эффективный метод.

Зависимость между относительной влажностью, температурой и сушкой довольно запутанны, но к счастью постижимы. Существуют психрометрические диаграммы, отражающие зависимость между этими параметрами, которые широко используются в области климат-контроля. Таким образом, мы хотели бы объяснить значение терминов этих базовых параметров. (Вы поймёте суть процесса в ключе наших рекомендаций по сушке).

Сначала, мы хотели бы рассказать о концепции давления насыщенного пара (далее ДНП). Существует ДНП при переходе вещества из жидкого состояние в газообразное. В случае с водой, ДНП будет способствовать испарению и конденсации. Когда вы положите влажный трафарет в сушильную комнату, там будет разница между ДНП влажности эмульсионного слоя и окружающего воздуха. Если этой разницы не будет, трафарет никогда не высохнет. Величина этой разницы влияет на испарение и очень важна для определения: 1) скорости сушки трафарета и 2) насколько в конечном итоге высохнет трафарет (мы должны добавить этот пункт, для того чтобы вы остерегались заявлений продавцов, которые говорят, что их эмульсия имеет максимальный уровень ДНП, по сравнению с другими!).

ДНП влажного эмульсионного слоя, в основном, зависит от температуры, и чем выше температура, тем выше давление. ДНП уже имеется в окружающем воздухе и связано с точкой росы (точка росы — температура, до которой должен охладиться воздух при данном давлении, для того чтобы содержащийся в нем пар достиг насыщения и начал конденсироваться, т. е. появилась роса). Удаление влаги из воздуха снижает точку росы и следовательно, снижает ДНП.

Вопрос состоит в том, как наиболее эффективно увеличить разницу между этими двумя ДНП (воздуха и трафарета). Увеличить температуру эмульсионного слоя? Или осушить воздух в комнате?

Для примера, температура в сушильной комнате 24°С, относительная влажность 60%. Несколько печатных форм размещены там для сушки. При использовании вентиляторов, обеспечивающих циркуляцию воздуха, чтобы предотвратить концентрацию влаги и насыщение воздуха, печатные формы в конечном счёте высохнут. Если погрузиться в расчеты и графики, то можно увидеть, что разница между двумя ДНП будет 0.0115 атм. (0.17psi).

Теперь, добавим в комнату осушитель, который снизит относительную влажность с 60% до 20% (в случае, очень хорошего осушителя). Вернувшись к нашим расчётам и графикам, увидим, что разница между двумя ДНП будет 0.0231 (0.34psi). Это означает, что мы в два раза увеличили производительность сушки. Печатные формы высохнут в два раза быстрее и содержание влаги также уменьшится. Однако если мы позволим относительной влажности увеличиться, например, в случае сушки большого количества трафаретов, эффективность сушки очень быстро снизится.

Теперь, вместо осушителя, будем использовать нагреватель, который увеличит температуру в сушильной комнате до 38°С. Хотя количество влаги в воздухе не изменится, относительная влажность упадёт на 25%. Разница между двумя ДНП уже будет 0.0476 (0.7 psi), что означает увеличение производительности сушки в 4 раза по сравнению с начальным вариантом.

Трафареты будут высушены быстрее с применением небольшого нагрева, чем с осушителем. В этом случае, мы сможем лучше справиться с такими условиями как большое количество печатных форм и увеличение относительной влажности окружающего воздуха. Даже при температуре 32°С и относительной влажности 75%, вы получите лучший результат, чем с осушителем.

Определение влажности эмульсионного слоя

Как я могу определить, что трафарет достаточно высушен для экспонирования?

Первое, вы не сможете это определить визуально. Второе, вы не сможете это определить на ощупь, разве что, трафарет не будет слишком влажным. Убедиться вы сможете потом, когда трафарет отслоится от сетки или прилипнет к стеклу экспозиционного устройства. Но тогда, будет уже поздно.

Лучший путь — использовать контактный гигрометр. Это электронное устройство поможет вам точно определить какой процент влажности имеет эмульсионный слой за счёт контактного измерения. Как известно, вы можете уменьшить проблемы с трафаретом если вы будете уверены в том, что эмульсионный слой будет полностью высушен перед экспонированием.

Ниже приводятся некоторые моменты, которыми вы должны руководствоваться, когда измеряете влажность трафаретов, чтобы быть уверенными, что во время экспонирования большая часть сенсибилизатора вступила в реакцию с эмульсией и отсутствует вода.

Если содержание влажности меньше чем 4%, вы всегда получите хороший прочный трафарет при условии правильного времени экспонирования.

Величина 4-6% может служить причиной повреждения влажного трафарета во время проявления («смывки»). Вы также получите большее количество микроотверстий. Это наиболее критично для эмульсий с низким уровнем диазо для получения короткого времени экспозиции.

При величине влажности более 6% большинство эмульсий будут давать мягкий трафарет в не зависимости от времени экспонирования и ваш трафарет, скорее всего, разрушится во время печати. В этом случае, в зависимости от тиража, у вас может быть, а может и не быть проблема с печатью пластизолевыми красками. Однако, у вас точно будет проблема с красками на водной основе — трафарет будет размягчаться.

При измерении влажности трафарета вы видите, что он высушен недостаточно, что при этом необходимо делать?

Обычно, если климат в помещении, где вы сушите печатные формы, зависит от внешних погодных условий в такой степени, что это сказывается на сушке, тогда увеличение времени сушки не даст результатов. Остаточная влажность эмульсии будет равна влажности окружающего воздуха. По этой причине вам нужно будет ждать перемены погоды, чтобы добиться лучшего результата (если, конечно, вы не предпримите некоторые шаги для уменьшения относительной влажности в помещении).

Предпочтительно использовать сушильный шкаф для правильной сушки трафаретов. По крайней мере, вы должны иметь отдельное помещение для сушки. Не имеет смысла ставить отдельный осушитель/влагопоглотитель в угол этой комнаты и надеяться на улучшение, если двери (если конечно они есть…) будут постоянно открыты и кто-нибудь будет использовать водяную помпу для смывки в соседней комнате.

Температура в сушильном шкафу или сушильной комнате должна быть примерно 38-43°С. В этом случае, трафареты будут сохнуть быстрее, и остаточный уровень влажности будет ниже, особенно если использовать вентиляторы, которые будут удалять влажный воздух и поддерживать уровень относительной влажности по возможности низким.

Увеличение температуры — наиболее эффективный путь уменьшения относительной влажности и увеличения производительности сушки.

И в заключении: много ли фенов для волос работает по принципу влагопоглотителя?

_{По материалам SAATI Americas}