ВЛАСТИВОСТЕЙ ФОТОПОЛІМЕРІВ

7.1 Мета роботи

Вивчити фотохімічні процеси й експериментально визначити: умови і скчади для створення фотоматеріалів, виготовлення світлочутливих ком­позицій на основі полімерних матеріалів, нанесення композиції на підкладку, здійснення реакції фотополімеризації, вилучення незаполімери - зованого матеріалу, перевірка точності виготовлення друкованої форми.

7.2 Вказівки щодо організації самостійної роботи

Під час підготовки до виконання лабораторної роботи необхідно вивчити теоретичний матеріал за літературними джерелами ([1], с. 69-96, 63-65; [2], с. 290-301; [3], с. 6-105), а також методичні вказівки до лабораторних робіт. Підготувати відповіді на контрольні запитання.

7.3 Фотокопіювання і загальні характеристики матеріалів

Хімічні реакції, ініційовані електромагнітним випромінюванням оптичного діапазону, знайшли широке застосування для синтезу нових хімічних речовин. У поліграфічному виробництві становлять практичний інтерес реакції, що відбуваються в обсязі світлочутливих матеріалів з одержанням копії відтвореного об’єкта (фотографія). Розвиток фотографії забезпечує створення чорно-білих або кольорових копій з високою здатністю, що дозволяє, і можливістю зменшення зображення до точки або збільшення його в десятки разів. Широке застосування одержав фотографічний метод виготовлення фотошаблонів на прозорій полімерній плівці. Застосування методу зменшення копії зображення дозволяє досягти високої точності і повторюваності текстів, креслень, графіків, схем тощо.

Для прояву схованого зображення, що утворюється у світлочутли­вому шарі, застосовують різні хімічні реакції, які розділяють на проявники і закріплювачі. Не використана частина світлочутливих речовин вимива­ється зі світлочутливого шару, а речовини, які змінилися під дією світла, закріплюються у світлочутливому шарі в результаті реакцій з фіксуючими хімічними реактивами (фіксажем). Необхідно враховувати, що кількість нових хімічних речовин, які утворюються під дією електромагнітної енергії оптичного діапазону підкоряється закону Лебедєва і може бути розраховано за рівнянням А. Ейнштейна:

де п - кількість речовини, що утворюється,

Е - енергія падаючого випромінювання,

h - постійна Планка

- частота електромагнітного випромінювання.

Для фотохімічних реакцій квантовий вихід речовини, яка утворю­ється, може дорівнювати одиниці:

(7.2)

де - квантовий вихід,

п - кількість речовини, що утворюється,

h- постійна Планка,

- частота,

Е - енергія падаючого випромінювання.

Другою особливістю фотохімічних реакцій є ініціювання подвійних зв'язків олігомерів і каталізаторів полімеризації, у тому числі перекисних, що призводить до утворення лінійних або сітчастих полімерних структур, нерозчинних у воді і багатьох органічних розчинниках.

Крім перекісних каталізаторів полімеризації, під дією випроміню­вання може відбуватися й окисна полімеризація, яка знайшла широке застосування для виготовлення друкованих форм.

В даний час замість копіювальних шарів, що застосовувалися раніше, з камеді сибірської модрини, глютина (кісткового клею) і альбуміну (білка курячого яйця) знайшли широке застосування полівінілспиртові розчини.

Полівінілспиртові копіювальні шари являють собою 7% водяні розчини полівінілового спирту, активізовані 3% розчином біхромату' амонію (вважаючи на абсолютно суху масу полівінілового спирту).

В процесі негативного копіювання під дією інтенсивного опроміню­вання ультрафіолетовим випромінюванням, молекулярні ланцюги полівінілового спирту «зшиваються» між собою (задублюються) атомами тривалентного хрому і втрачають внаслідок цього здатність розчинятися у воді. Після експозиції незадублені ділянки полівінілового спирту з копіювального шару вимиваються водою. Після прояву і задублювання на металевій пластинці утвориться негативне або позитивне зображення. Його зміцнюють термообробкою в розплаві солей при виготовленні типографських друкованих форм, або додатково задублюють зануренням у кювету з розчином хромового ангідриду, а потім термообробкою при виготовленні офсетних друкованих форм.

Ортохінондіазидні копіювальні шари

Фенолоальдегідні й ортохінондіазидні смоли розчиняють в органічних розчинниках, наносять на поверхню металевих пластин при виготовленні типографських і офсетних друкованих форм. Позитивне копіювання зображення здійснюється під дією ультрафіолетового випромінювання. Ортохінондіазидні руйнуються під дією ультрафіолетового випромінювання, а продукти руйнування вимиваються лужним проявником. Ділянки ортохінондіазидного шару, які не піддалися впливу ультрафіолетового випромінювання не розчиняються в лужному проявнику. В результаті такого процесу на металевій пластинці виходить позитивне пряме зображення.

Фотополімери

Клас високомолекулярних органічних речовин, наприклад водо- і спирторозчинні змішані поліаміди, складні кислотні ефіри целюлози (аиетофталати або ацетосукцината), молекулярні ланцюги яких з дією ультрафіолетового випромінювання «зшиваються» між собою спеціально підібраними негра ничними мономерами в присутності ініціатора полі­меризації - бензоїну або його похідних.

Фотополімерні композиції після їхнього нанесення на відповідну⁷ металеву підкладку і висихання стають придатними для негативного копіювання при ультрафіолетовому' випромінюванні і наступного одержання вимивного рельєфу за допомогою спирту або лужних водяних розчинників.

Поліамідні і ефіроцелюлозні фотополімерні оригінальні тилографські друковані форми відрізняються високою здатністю, що дозволяє, і вели­кою тиражестійкістю, що доходить до мільйона відбитків. Вони майже не вимагають приправки через високі пружно-еластичні властивості.

Фотоолігомери

Олігомери - це низькомолекулярні з’єднання (наприклад олігоакри- лати або олігоуретани) мають середню молекулярну масу 500-600. Наявність у них подвійних зв’язків забезпечує перехід у полімерний стан з великою молекулярною масою, але в присутності перекісних ініціаторів - перекису бензоїлу або його похідних, які розкладаються з утворенням вільних радикалів під дією ультрафіолетового випромінювання.

Рідку фотополімерну композицію заливають у спеціальну кювету і піддають ультрафіолетовому опроміненню через негатив, що призводить до фотополімеризації. Ділянки фотополімерного шару, на які не діяло ультрафіолетове випромінювання, зберігаються в первинному рідкому вигляді. Незаполімеризований фотополімер видаляють розчиненням у спирті. Олігомер, який залишився, короткочасно опромінюють через прозоре дно кюветки з метою одержання пружноеластичної підкладки на всій поверхні майбутньої друкованої форми. В результаті зазначеного процесу - виходить оригінальна фотополімерна типографська друкована форма, властивості якої подібні властивостям поліамідної форми.

Методика виготовлення розчину для копіювального шару

В хімічній склянці ємністю 0,2 л приготувати водяний розчин поліві­нілового спирту концентрацією 7% обсягом 0,1 л. Для розчину використовувати дистильовану воду, нагріту до 80°С. Навішення полівінілового спирту в кількості 7 г дрібними порціями висипати в склянку з дистильованою водою, безупинно перемішуючи до утворення однорідного розчину. На аналітичних вагах зважити 0,2 г біхромати амонію і розчинити в розчині, який містить полівініловий СШфТ і ретельно перемішати компоненти.

Нанесення шару на металеву підкладку

Очистити поверхню металевої підкладки і знежирити її промиванням у спирті, просушити на повітрі. Після сушіння поверхні підкладки нанести на неї тонким шаром розчин полівінілового спирту з біхроматом амонію. Для одержання рівномірного по товщині шару, пластину зі світлочутливим шаром піддати форматуванню по товщині.

Для форматування за товщиною покласти по її кутах обмежники товщини у вигляді пластинок з мідної фольги товщиною 0,05 мм. На світлочутливий шар і обмежуючі прокладки покласти чисте скло, що покрите на поверхні тонким рівним шаром парафіну. Замість парафіну можна використовувати аркуш рівної триацетатної плівки, що укладають на обмежуючі прикладки і накривають чистим рівним склом. Через годину зняти прикладене скло, і триацетатну плівку'. Металеву пластину з рівним світлочутливим шаром залишити на повітрі до повного висихання.

Після сушіння на поверхню полімерного шару помістити фотошаблон або шаблон, закріпити його нерухомо в камері з ультрафіолетовими лампами і висвітлювати 10 хвилин.

Після опромінення зняти фотошаблон і водою з температурою 60- 70°С промити всю поверхню, вилучаючи незадублені ділянки. Перевірити повноту вилучення незадубленого полівінілового спирту. Пластину з задубленим полівініловим спиртом помістити в розчин хромової суміші на 1-1,5 хвилини, промити дистильованою водою і помістити в сушильну шафу з температурою 105°С на 0,5 години.

Після термообробки перевірити міцність полімерного шару і переві­рити його можливості після перенесення фарби на паперовий носій. Визначити точність переданого зображення.

Контрольні запитання

1. Дайте визначення фотохімічних процесів.

2. Чим відрізняється фотографія від фотолітографії?

3. Якими рівняннями визначається кількість речовин, які утворилися, і квантовий вихід при фотохімічних процесах?

4. Які полімерні речовини й олігоміри можуть використовуватися для фотолітографії?

5. У чому сутність процесу «задублювання» і утворення полімеру⁷?

6. Чим відрізняються шаблони від фотошаблонів?

7. Що визначає точність виготовлення літографії?

8. Якими способами можна стабілізувати задублений полімер?

Електронне видання

Методичні вказівки

до лабораторних робіт з дисципліни “ ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ОСНОВИ ПОЛІГРАФІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА”

для студентів денної форми навчання за напрямком 6.051501 – «Видавничо-поліграфічна справа»

Упорядники: АФАНАСЬЄВА Ольга Валентинівна

ФЕДОРЕНКО Євгенія Петрівна

Відповідальний випусковий Ю.П.Мачехін

Авторська редакція

Поиск по сайту: