Спосіб виготовлення фотополімерної форми з рельєфним зображенням (його варіанти)

Винахід стосується технології виготовлення рельєфних фотополімерних форм для конгревного тиснення, глибокого друку або тамподруку, які застосовуються для тиснення або друкування різноманітної продукції, а також до технології виготовлення рельєфних зображень відповідно до оригіналу. Відомий спосіб виготовлення кліше з рельєфним зображенням шляхом еспонування фотополімеризаційноздатного матеріалу актинічним випромінюванням через діапозитив або напівдіапозитив [1]. що містить зображення, і експонування протилежної сторони до, одночасно або після експонування зображення з наступним видаленням неопромінених ділянок розчинником За таким способом отримують рельєфне зображення на власній підкладці, товщина якої залежить від тривалості експонування протилежної сторони. Проте за описаним способом можна отримати фотополімерну форму з рельєфними елементами однакової висоти, що робить її непридатною для глибокого друку або конгревного тиснення. Найближчим технічним рішенням до запропонованого, є процес виготовлення рельєфного зображення [2], який включає полімеризацію рідкої етиленненасиченої композиції до твердого стану під дією теплового або світлового випромінювання, яке проходить через прозорі для даного випромінювання ділянки діапозитива, що містить зображення І розташований між композицією та джерелом випромінювання, І проявлення твердого рельєфного зображення шляхом виплавлення або розчинення неопромінених ділянок. Експозицію продовжують до того моменту, поки на опромінюваних ділянках фото-полімеризаційноздатна композиція, яка розташована в скляній кюветі, не за-полімеризується на всю товщину. Проявлення рельєфного зображення здійснюють або шляхом занурення отриманої твердої пластини у відповідний розчинник до появлення на її поверхні чіткого рельєфного зображення або прогріванням пластини з метою виплавлення всього неекспонованого матеріалу. Недоліки відомого способу заключаються в тому, що внаслідок тривалого експонування (>1 год) отримують рельєфне зображення з рівновисокими елементами за рахунок полімеризації . фотополімеризаційноздатного матеріалу на всю товщин у. Крім того, внаслідок відсутності підкладки отримують рельєфне зображення, у якого елементи не з'єднані між собою, що приводить до того, що таке рельєфне зображення розпадається на окремі елементи. Фотополімерна форма з рельєфним зображенням, отримана за відомим способом, є непридатною для конгревного тиснення, глибокого друку або тамподруку. В основу винаходу покладено завдання вдосконалення технології виготовлення фотополімерної форми з рельєфним зображенням шляхом зміни дози актинічного випромінювання при експонуванні через фотоформу, формування розміростійкої підкладки зі сторони, що опромінювалась, та видалення неекспонованого матеріалу з протилежної сторони, що забезпечує отримання фотополімерної форми з рельєфним зображенням з різновисокими елементами, міцно закріпленими на власній або чужерідній розміростійкій підкладці. Виготовлена фотополімерна форма з рельєфним зображенням може використовуватись для конгревного тиснення, глибокого друку або тамподруку, а також для виготовлення рельєфних зображень відповідно до оригіналу. Покладене завдання вирішується тим, що в способі виготовлення фотополімерної форми з рельєфним зображенням шляхом експонування фотополімеризаційноздатного матеріалу актинічним випромінюванням через фотоформу з наступним видаленням неекспонованого матеріалу, згідно винаходу, експонують фотополімеризаційноздатний матеріал актинічним випромінюванням через фотоформу з однієї сторони, а видалення неекспонованого матеріалу здійснюють з протилежної сторони до утворення рельєфу заданої висоти, причому фотополімеризаційноздатний матеріал експонують через фотоформу дозою актинічного випромінювання меншою за дозу, яка необхідна для полімеризації фотополімеризаційноздатного матеріалу на всю товщину. Згідно першого варіанту запропонованого способу експонують фотополімеризаційноздатний матеріал актинічним випромінюванням через фотоформу з наступним формуванням на ній власної або приклеювання чужерідної, наприклад з жерсті, розміростійкої підкладки. Згідно другого варіанту експонують через фотоформу фотополімеризаційноздатний матеріал, адгезивно зв'язаний з прозорою або напівпрозорою для актинічного випромінювання підкладкою, зі сторони підкладки. Експонування фотополімеризаційноздатного матеріалу через фотоформу яка може містити контрасне або тонове зображення здійснюють дозою актинічного випромінювання меншою за дозу, яка необхідна для полімеризації фотополімериза-ційноздатного матеріалу на всю товщину. Тоді у товщі фотополімеризаційноздатного матеріалу внаслідок фотоініційованої полімеризації під кожним прозорим елементом фотоформи утворюється певний об'єм заполімеризованого матеріалу, так зване латентне (приховане, скрите) зображення. Видалення неекспонованого матеріалу зі сторони фотополімеризаційноздатного матеріалу, яка не експонувалась, шляхом його розчинення або виплавлення дає можливість проявити це латентне зображення І унаочнити граничну поверхню заполімеризованого матеріалу, яка знаходиться у товщі останнього. Кількість неекспонованого матеріалу можна регулювати часом вимивання, періодично контролюючи висоту проявленого рельєфу і при досягненні заданої висоти процес видалення слід припинити. Неекспонований матеріал, що залишається, служить підкладкою для рельєфного зображення. Дослідження процесу рельєфоутво-рення контрольних елементів зображення (точок, штрихів) дало змогу встановити, що кожний елемент зображення в процесі експонування зростає у товщі фотополімеризаційноздатного матеріалу за принципом оболонки, яку роздмухують зі сторони, що експонується. При цьому утворюється сфероподібний об'єм заполімеризованого матеріалу; форма якого обумовлена оптико-енергетичними законами взаємодії модульованого випромінювання з світлопогли-наючим матеріалом [3]." Швидкість формування об'ємного рельєфу окремих елементів зображення залежить від їх розміру та форми, так, чим менший за розміром елемент, тим повільніше він формується, а круглі елементи мають меншу швидкість зростання по висоті, ніж прямокутні того ж самого розміру. Тому при певній експозиції НЦ; Н2; H3; Н^ елементи зображення різного розміру мають різну висоту, як показано на приведеній фігурі, де одночасно експонувались точки діаметром 1, 2, 3, 4, 5 мм. При експонуванні через тонову фото форму товщина заполімеризованого шару залежить від Інтенсивності опромінення тої чи Іншої ділянки поверхні фотополімеризаційноздатного матеріалу. Тонова фотоформа змінює інтенсивність випромінювання пропорційно до оптичної густини зображення. Внаслідок цього висота рельєфного зображення пропорційна оптичній густині оригіналу, тобто плоске тонове зображення перетворюється в просторове рельєфне зображення, де найбільшій освітленності на оригіналі, відповідає найбільша висота рельєфу на формі. Змінюючи оптико-енергетичні властивості фотополімеризаційноздатного матеріалу, можна змінювати 1 коефіцієнт пропорційності між градієнтом тоно-передачі І градієнтом рельєфоутворення. Товщина фотополімеризаційноздатного матеріалу має бути дещо більшою за максимальну висоту заданого рельєфного зображення. Доза актинічного випромінювання залежить від показників світлочутливості матеріалу, енергетичної освітленності та заданої висоти рельєфу і визначається в кожному конкретному випадку на підставі характеристичної кривої конкретного фотополімеризаційноздатного матеріалу. Таким чином, запропоновані варіанти способу забезпечують виготовлення фото-полімерної форми з рельєфним зображенням з різновисокими елементами, міцно закріпленими на власній або чужерідній розміростійкій підкладці, що дає можливість виготовлену фотополімерну форму використовувати для конгревного тиснення, глибокого друку або тамподруку, а також для виготовлення рельєфних зображень відповідно до оригіналу. Для підтвердження промислової придатності винаходу та можливості досягнення вказаного технічного результату наводимо послідовність виконання технологіч-них операцій способу та приклади конкретного виконання. Спосіб здійснюють таким чином. На одну сторону фотополімеризаційноздатного шару товщиною більшою за 0,1 мм, наприклад 5 мм, накладають фотоформу, яка містить 5 рядків прозорих точок діаметром 1; 2; 3; 4; 5 мм. Фотоформу притискають до фотополімеризаційноздатного шару за допомогою поліетиленової плівки і вакуум у. Еспонують лампою ДРТУ-1000, яка розташована на відстані ЗО см від поверхні, що опромінюється. Шляхом послідовного перекривання кожного рядка точок світлонепроникливою пластинкою експонують фотополімеризаційноздатний шар дозою актинічного випромінювання 12, 24, 48 і 96 КДЖ/м2. Після експонування знімають фотоформу І фотополімеризаційноздатний шар закріплюють на пластинотримачі щіточної вимивної машини таким чином, щоб неекспонована сторона була обернена до щіток І вимивного розчину, а експонована сторона щільно прилягала до пластинотримача. Вимивають неекспонований матеріал протягом часу, що на 10% є меншим за час вимивання фото-полімеризаційноздатного матеріалу на всю товщин у. Отримують різновисокі сфероподібні елементи на тонкій підкладці нерозчиненого фотополімеризаційноздатного матеріалу. Щоб уникнути впливу часу вимивання на товщину розміростійкої підкладки після експонування фотополімеризаційноздатного матеріалу через фотоформу, як описано вище, останню знімають і експонують цю саму сторону дозою актинічного випромінювання, необхідною для утворення за-полімеризованого шару заданої товщини, який служить розміростійкою підкладкою для елементів рельєфного зображення або приклеюють до цієї ж сторони чужерідну розміростійку підкладку. Вимивання здійснюють як описано вище, але час вимивання не обмежується. Отримують різновисокі сфероподібні елементи, закріплені на власній або чужерідній розміростійкій підкладці. Аналогічно описаному, згідно другого варіанту експонують через фотоформу фотополімеризаційноздатний матеріал, адгезивно зв'язаний з прозорою, наприклад поліетилентерефталатною, або напівпрозорою, наприклад меіилолполіамідною, плівкою. При цьому фото форму накладають на прозору або напівпрозору плівку. Вимивання здійснюють, як описано вище, але час вимивання не обмежується. При застосуванні рідких фотополімеризаційноздатних композицій їх заливають в рамку, обмежену двома скляними пластинами, і до однієї з них з внутрішньої сторони приклеюють фотоформу з тонкою захисною плівкою. Експонування здійснюють, як описано вище, після чого знімають скляну пластину з тієї сторони, яка .не опромінювалась, потім знімають рамку і вимивають неекспонований матеріал, як описано вище, використовуючи другу скляну пластину, як тимчасову підкладку. Для збільшення механічної міцності отримане рельєфне зображення і тонкий шар нерозчиненого фотополімеризаційноздатного неекспонованого матеріалу опромінюють протягом 5-15 хв, відділяють від скляної пластини іотримують фотополімерну форму з рельєфним зображенням. Для експонування через тонову фото форму використовують шестипольний оптичний клин, у якого оптична густина змінюється від 0,02 до 2,5 Д. Експонування здійснюють, як описано вище. Формування розміростійкої підкладки І видалення неекспонованого матеріалу здійснюють аналогічно, як при застосуванні контрастної фото форми. Отримують рельєфне зображення, де висота рельєфу пропорційна оптичній густині фото форми. Приклади конкретного виконання. Приклад 1. Використовують фотополімеризаційноздатний матеріал у вигляді прозорої суцільної пластини товщиною 2,5 мм, виготовленої методом пресування із композиції, яка містить ацетофталат целюлози, триетиленглікольдиметакрилат, простий ефір гліцерину, фотоініціатор і термоінгібітор. Пластину розташовують на вакуумній плиті експонуючої установки, яка оснащена металгалоїдною лампою ДРТУ-1000, поверх неї накладають тест-фото-форми, які містять точки діаметром 1, 2, 3, 4, 5 мм, поліетиленову плівку І створюють вакуум. Експонують дозою актинічного випромінювання 12, 24, 48, 96 кДж/м 2, послідовно перекриваючи тест-фотоформи. Опромінену пластину переносять у щіточну вимивну машину, закріплюють експонованою стороною на пластинотримачі і вимивають з протилежної сторони протягом 5 хв у 0,3%-ному водному розчині гідроксиду натрію. Отримують фотополімерну форму з рельєфним зображенням з різновисокими сфероподібними елементами, закріпленими на власній підкладці з незаполімеризованого матеріалу товщиною 0,5 мм. Висота рельєфних елементів в залежності від дози актинічного випромінювання і діаметру точок на тест-фотоформі наведена в таблиці результатів експериментальних досліджень запропонованого способу. Приклад 1а (за прототипом). Використовують фотополімеризаційноздатний матеріал складу, що описаний в прикладі 1 у вигляді суцільної пластини товщиною 2,5 мм, отриманої методом пресування. Фотополімеризаційноздатний матеріал експонують через тест-фотоформу протягом 1 години дозою актинічного випромінювання 360 кДж/м2, після чого пластину занурюють у 0,3 %-ний водний розчин гідроксиду натрію на 1 годину. Отримуюють окремі рельєфні елементи, не з'єднані між собою, у вигляді усічених конусів однакової висоти, що становить 2,5 мм. Приклад 2. Готують рідку фотополімеризаційноздатну композицію на основі монометакрилового ефіру діетиленглі-колю, поліоксиетилену (М.М.-1500), диметил-бензилкеталю І термоінгібітора. Композицію заливають у рамку товщиною 25 мм, обмежену скляними пластинами. До верхньої скляної пластини з внутрішньої сторони приклеюють тест-фото форму і захищають її поліетилентерефталатною плівкою товщиною 25 мкм. Експонують, як описано в прикладі 1. Після експонування обережно знімають верхню скляну пластину з тест-фото формою І опромінюють дозою 6 кДж/м 2. Далі знімають рамку, відокремлюють скляну пластину І вимивають неекспонований матеріал проточною водою протягом 3 хв. Отримують фотополімерну форму з рельєфним зображенням точок у вигляді напівсфер, закріплених на власній підкладці товщиною 0,5 мм. Висота рельєфних елементів в залежності від дози актинічного випромінювання і діаметру точок наведена в таблиці. Приклад 3. Використовують фото-полімеризаційноздатний матеріал у вигляді суцільної прозорої пластини товщиною 3,0 мм, виготовленої методом екструзії композиції, що містить полівініловий спирт, монометакриловий ефір диетиленгліколю, триметилолпропантриметакрилат, гліцерин, диметилбензилкеталь І гідрохінон. Пластину експонують, як описано в прикладі 1 дозою актинічного випромінювання 3, 6, 12 І 24 кДж/м 2. На пластину зі сторони, що опромінювалась, наносять шар клейової композиції на основі полівінілбутиралю (клей БФ-6) і накладають жерсть товщиною 0,27 мм, покриту епоксидним лаком П-547. Зверху навантажують плитою і залишають під вантажем на 1 годину. Закріплену на жерсті експоновану пластину вимивають у гарячій воді протягом 6 хв. Отримують фотополімерну форму з рельєфним зображенням точок у вигляді напівсфер, закріплених на жерсті. Висота рельєфних елементів наведена в таблиці. Приклад 4. Використовують фото-полімеризаційноздатний матеріал у вигляді прозорої пластини товщиною 1,25 мм, яка виготовлена методом пресування Із композиції складу, як описано в прикладі 1, і поверх якої напресована метилолполіамідна плівка товщиною 0,1 мм з коефіцієнтом пропускання 35%. Поверх метилолполіамідної плівки накладають тест-фото-форму І експонують, як описано в прикладі 1. Отримують фотополімерну форму з рельєфним зображенням точок у вигляді напівсфер, закріплених на прозорій гнучкій метилолполіамідній плівці. Висота рельєфних елементів наведена в таблиці. Приклад 5. Використовують фото-полімеризаційноздатний матеріал, аналогічний описаному в прикладі 1. Поверх метилолполіамідної плівки накладають тонову фото форму, яка містить шість ділянок розміром 2x2 см, оптична щільність яких дорівнює відповідно 0,2; 0,7; 1,2; 1,7; 2,2 12,7 Д. Експонують дозою актинічного випромінювання 10 кДж/м 2. Видаляють неекспонований матеріал як описано в прикладі 1. Отримують рельєфне зображення на метилолполіамідній плівці у ви гляді ділянок заполімеризованого матеріалу. Висота рельєфу відповідно до полей фотоформи становить 0,90; 0,70; 0,55; 0,40; 0,20; 0,0 мм. Як видно Із результатів таблиці, запропоновані варіанти способу забезпечують отримання фотополімерної форми з рельєфним зображенням, елементи якої маг ють різну висоту І формуються у вигляді напівсфер. Висоту рельєфних елементів регулюють за допомогою величини експозиції, розміру елементів на оригіналі, способу формування підкладки та складу фотополімеризаційноздатного матеріалу. Згідно прототипу отримують рельєфне зображення з елементами у вигляді усічених конусів однакової висоти (2,5 мм). Таким чином, запропонований спосіб забезпечує отримання фотополімерної форми з рельєфним зображенням для конгревного тиснення, глибокого друку або тамподруку, а також для виготовлення рельєфних зображень відповідно до оригіналу.