NO743464L - - Google Patents

Description

" Fotopolymeriserbar blanding"

Foreliggende oppfinnelse angår fotopolymeriserbare blandinger samt fremgangsmåter for fremstilling og anvendelse der-av .

Det er kjent fotopolymeriserbare blandinger omfattende et oppløselig polymert materiale sammen med en addisjonspolymeriserbar monomer. En slik blanding kan f.eks. brukes for å danne en reliefftrykkplate ved å eksponere et ark av blandingen gjennom et negativ, slik at en ytterligere polymerisasjon finner sted i disse deler av blandingen som var eksponert, og ved deretter å fjerne

de ueksponerte områder med et passende oppløsningsmiddel til den ønskede relieffdybde.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fotopoly meriserbar blanding som kan fremkalles (dvs. ueksponerte områder fjernes) ved behandling med vann eller en vandig væske.

Den fotopolymeriserbare blanding ifølge oppfinnelsen omfatter i det vesentlige: a) en vann-oppløselig eller vann-dispergerbar polymer eller kopolymer, eller en polymer- eller kopolymerblanding i hvilken en eller flere bestanddeler er vannoppløselige eller vanndispergerbare, b) en addisjonspolymeriserbar monomer som fortrinnsvis, men ikke nødvendigvis, er vann-uoppløselig, men er oppløselig eller forenelig med et oppløsningsmiddel eller dispergeringsmiddel for a), og c) en fotoinitiator i stand til å initiere polymerisasjonen av monomeren, hvorved blandingen kan gjøres vann-uoppløselig ved passende bestråling.

Typiske vannoppløselige polymerer omfatter: polyakryl-syre, polymetakrylsyre, polyvinylalkohol, hydroksyetylcellulose, polyvinylpyridin, sulfonert polystyren og delvis hydrolysert polyvinylacetat.

Bestanddelen a) omfatter en vannoppløselig polymer, enten alene eller i blanding, eller kopolymerisert med en eller flere mindre vannoppløselige polymerer eller monomerer, såsom poly-akrylater, polyalkylakrylater (f.eks. polymetylakrylat, 2-etyl-heksyl-akrylat), polyalkylmetakrylater (f.eks. polymetylmetakrylat, laurylmetakrylat), dialkylmaleater (f.eks. di-isooktyl-maleat, di-butylmaleat, dietylmaleat).

Valget av ingrediensen (eller ingrediensene) av bestanddelen a) skjer fra det synspunkt at den bør kunne vaskes ut fra en film av materialet ved å bruke én vandig væske, fortrinnsvis vann, dvs. at den er vannoppløselig eller vanndispergerbar.Fortrinns-vis bør også blandingen være oppløselig i alkohol eller annet passende oppløsningsmiddel for å lette filmdannelsen.

Den foretrukkede bestanddel a) omfatter poly(N-vinyl-pyrrolidon), enten alene eller i blanding med polyvinylacetat, eller en kopolymer av N-vinylpyrrolidon og vinylacetat. Poly(N-vinylpyrroliden) og kopolymeren av N-vinylpyrr'o!lidon og vinylacetat er begge oppløselige i vann og lavere alkohol (f.eks. metanol og etanol), og dette er fordelaktig fordi man foretrekker å omdanne blandingen ifølge oppfinnelsen til en film fra en oppløsning i en av de lavere alkoholer (dvs. alkoholer inntilC^).

Bestanddel a) er vanligvis tilstede i blandingen i en mengde av 50 til 95 vekt%, idet den vannoppløselige polymer fortrinnsvis utgjør 30 til 70% av hele mengden av a).

Den anvendte monomer er fortrinnsvis, men ikke nød-vendigvis, vann-uoppløselig. Det ønskes selvsagt at monomeren er forenelig med polymeren eller andre bestanddeler av blandingen, og at den er i stand til å polymerisere med minst én bestanddel a) for å danne et vann-uoppløselig produkt. Monomeren omfatter fortrinnsvis minst to ikke-konjugerte etyleniske dobbeltbindinger, og som fortrinnsvis er umettet i endestilling.

Som eksempler av passende monomerer kan nevnes:

hvor R = H eller CH^/ i hvilken benzenringen kan inneholde en eller flere substituenter som kan være like eller forskjellige, deri-blant alkylgrupper med opptil 4 karbonatomer, -C00H, halogen, COOR^, hvor R^er en lavere (dvs. opptil 4 karbonatomer) alkylgruppe, -S<0>2/ NR2R3eller -CONR4R5, hvor R2, , R4og R5hver representerer H eller en lavere alkylgruppe. F.eks.: N:N-bis-(/3-akryloyl-oksyetyl)-anilin N:N-bis- (/3-metakryloyl-oksyetyl)-m-toluidin N:N-(akryloyl-oksyetyl)-kloroanilin

hvor R = H eller CH3.

F. eks.: 1, 2-( Y~akrYlam:i-(3-0ProP0^sy) -etan

1,2-(Y-metakrylamidopropoksy)-etan

(3) akrylater,

f.eks.: allylmetakrylat

etylenglykol-dimetakrylat

trimetylolpropan-triakrylat

trimetylolpropan-trimetakrylat

pentaerytritol-tetraakrylat

pentaerytritol-monohydroksy-triakrylat.

(4) vinyl-uretaner,

f.eks. et reaksjonsprodukt av di(4-isocyanat-fenyl)-metan, poly-

propylenglykol og 2-hydroksyetylmetakrylat i et molforhold 2:1:2.

et reaksjonsprodukt av tolylen-diisocyanat, pentaerytritol/ propylenoksyd-addukt, og 2-hydroksyetyl-metakrylat i et molforhold 4:1:4.

(5) allyl-monomerer,

f.eks. triallyl-cyanurat.

Andelen av monomeren i blandingen vil variere innenfor vide grenser, men ligger vanligvis innenfor et område av 5 til 50 vekt%, fortrinnsvis 10 til 25 % av vekten av blandingen.

Det vil forstås at bestanddelen b), selv om dette ikke foretrekkes, kan være en oligomer, dvs. en kort polymerkjede med f.eks. opptil fem gjentatte monomerenheter, dersom en slik for-bindelse er umettet og har en passende polymerisasjonsevne, som forklart ovenfor.

Passende fotoinitiatorer omfatter dem som ifølge litteraturen er egnet for initiering av polymerisasjonen ved dannelse av frie radikaler. De er fortrinnsvis aktivert ved aktinisk stråling vanligvis i bølgelengde-området 300 nm til 450 nm, selv om det vil forstås at andre former av elektromagnetisk stråling utenfor det synlige område kan brukes, og betegnelsen fotoinitiator er ikke bare begrenset til lysfølsomme initiatorer. Eksempler på foretrukkede fotoinitiatorer er benzofenon, benzoin, benzoin-metyl-eter og substituerte benzylmetyletere og diacetyl. Disse brukes hensiktsmessig i konsentrasjoner av 0/1 til 10%, fortrinnsvis 1 til 8% av vekten av bestanddelen (a).

En anvendelse av blandinger ifølge oppfinnelsen er fremstilling av relieffplater som, etter en passende behandling, kan brukes for direkte eller offset-trykk, fleksotrykk eller som mønsterplater.

Ved fremstillingen av slike trykkplater anbringes blandingen ifølge oppfinnelsen på en passende bærer, slik at den danner på bæreren en film med nøyaktig regulert tykkelse.Bæreren kan være et passende metall, men den kan også bestå av glass eller av plast (f.eks. polyetylentereftalat) osv. Hvis bæreren må de-formeres under bruk, f.eks. når den anbringes på trommelen i en trykkpresse, må man ha en passende bøyelig bærer og valget av bære-materiale vil bli gjort fra dette synspunkt.Bærematerialet vil selvsagt være et materiale som ikke påvirkes ufordelaktig av de behandlingsoperasjoner for hvilke platen er utsatt.

Tykkelsen av filmen av blandingen på bæreren er av-hengig av den påtenkte anvendelse av platen, men det brukes vanligvis en tørrfilm-tykkelse mellom 0,13 og 1,30mm.

Meget gode resultater.kan oppnås ved å belegge først bæreren med et fikseringslag som består vesentlig av et forenelig klebemiddel som kan klebe sammen bæreren og blandingen og er vann-bestandig. Det er funnet at en tynn film (mindre enn ca. 5 mikron) av polyvinylacetat forbedrer vedheftingen til bæreren og resul-terer i bedre oppløsningsevne i den endelige plate, på grunn av tilbakeholdelsen av fine detaljer som ellers ville bli vasket bort på grunn av det begrensede kontaktområde med bæreren.

på visse bærere (f.eks. polyesterfilm) hvor vedheftingen kan være dårlig, kan relieffbildet ha tendens til å flytte seg under tørkingen etter fremkallingen. Denne tendens til bevegelse av bildet kan reduseres ved å bringe bildet i berøring med en oppløsning som er i stand til å fjerne en del av utvaskingsvæsken, f.eks. ved osmosetrykk. Fortrinnsvis brukes for dette formål en konsentrert vandig oppløsning av et anorganisk salt, f.eks. natriumsulfat, idet oppløsningen fortrinnsvis er mettet. Oppløsninger av slike uorganiske salter kan også brukes for å bevirke frem-kalling av platen.

I tillegg til de allerede nevnte bestanddeler kan det være fordelaktig å innføre i blandingen en varmetverrbindings-inhibitor for å hindre varmepolymerisasjon. Man kan bruke hydro-kinon og beslektede forbindelser i passende mengder. Også myk-ningsmidler kan fordelaktig innføres i blandingen, og fagfolk vil ikke ha noen vanskelighet med å velge et mykningsmiddel blant dem som er kjent fra litteraturen. Også passende farvestoffer kan inn-føres for å redusere lysspredning under eksponeringen. Overflateaktive midler kan innføres i blandingen for å forbedre flyteevnen under belegningen.

Oppfinnelsen illustreres ved hjelp av følgende eksempler:

Eksempel 1

1:1 kopolymer av vinylacetat og N-vinyl-pyrrolidon som

Benzofenon ble oppløst i en blanding av etylenglykol-dimetakrylat og dimetylftalat, og denne oppløsning ble tilsatt til

kopolymeroppløsningen under omrøring. Man lot oppløsningen stå i noen få timer for å avlufte den. Som bærermateriale ble brukt "HiTop"-stål (stål belagt med krom/kromoksyd).Oppløsningen ble spredd på bæreren med 1,5 mm tykkelse i fuktig tilstand under bruk av en belegningskniv med fast klaring. Belegget ble ovnstørket for å gi en filmtykkelse i tørr tilstand på 0,7 mm. Etter tørking ble den oppnådde film eksponert gjennom et halvtone- og linje-negativ i 12 minutter ved hjelp av ultrafiolettstråling fra 20 watt ultra-fiolett-fluorescerende rør i en avstand på 7,5 cm fra platen. Den eksponerte plate ble deretter vasket i 3 1/2 minutter ved sprøy-ting med vann av 24°C. Etter at platen var tørr, fikk man et relieffbilde på ca.0,6 mm. Platen ble montert på en boktrykkpresse og det ble oppnådd flere tusen tilfredsstillende kopier.

Eksempel 2

Det ble brukt en blanding som i eksempel 1, unntatt at det ble tilsatt 0,6 g av det overflateaktive middel "Lissapol N". Denne oppløsning ble belagt på aluminiumplater for å gi en tykkelse i tørr tilstand på 0,7 mm. Platen ble eksponert gjennom et linje-negativ i 10 minutter ved hj5elp av ultraf iolettstråling som i eksempel 5 og vasket ut i 3 minutter for å gi et relieffbilde på omtrent 0,6 mm.

Eksempel 3

Man brukte den samme blanding som i eksempel 1, unntatt, at man brukte diallylftalat istedenfor dimetylftalat.

Eksempel 4

Man brukte den samme blanding som i eksempel 1, unntatt at man brukte "Cereclor 50LV" (ICIklorert paraffin) istedenfor dimetylftalat.

Eksempel 5

"Luviskol VA 55 E,?t er en kopolymer av like deler N-vinylpyrrolidon og vinylacetat, levert som en 50 vektprosents oppløsning i etanol.

De ovenfor nevnte bestanddeler ble blandet sammen og rørt inntil benzofenonet var oppløst. Oppløsningen ble deretter belagt på en bærer (polyetylentereftalat-ark med tykkelse 0,18 mm) ved hjelp av en trekkstang for å gi en film med en tykkelse i fuktig tilstand på 1,0mm. Filmen ble deretter tørket ved en temperatur på ca. 50°C.

Den således oppnådde film ble eksponert i 10 minutter ved hjelp av ultrafiolettstråling (2 Philips MLU 300 watt lamper i en avstand av 50 cm) gjennom et negativbilde av de bokstaver som skulle reproduseres. Den eksponerte plate ble deretter vasket med rennende vann i 2 minutter (i et alternativt forsøk brukte man et ultralydbad som inneholdt vann i ca. 45 sekunder). Det ble oppnådd et relieffbilde med en høyde på ca. 0,3 mm.

Under tørkingen av den med rennende vann vaskede plate skjedde en viss bevegelse av relieffbildet. En lignende plate ble etter vasking neddyppet i 2 minutter i en mettet, vandig oppløs-ning av natriumsulfat. Etter tørking skylte man platen kort med vann for å fjerne overflatekrystaller, og deretter tørket man platen. Det skjedde ingen bevegelse av relieffbildet.

Eksempel 6

Disse bestanddeler ble blandet som i eksempel 1 og opp-løsningen belagt på en bærer (aluminiumplate med en tykkelse på 0,13 mm) ved hjelp av en trekkstang for å gi en film med tykkelse 1 mm i fuktig tilstand.

Filmen ble tørket og deretter eksponert som beskrevet i eksempel 1 og deretter fremkalt i 4 1/2 minutter i et ultralydbad som inneholdt vann ved romtemperatur. Det ble oppnådd et relieffbilde med høyde ca.0,35 mm.

Eksempel 7

En oppløsning av polyvinylacetat i denaturert sprit ble belagt ved hjelp av en trekkstang på en aluminiumplate med tykkelse0,13 mm for å gi et fikseringslag med tykkelse 2 mikron i tørr tilstand.

Den ovenfor beskrevne blanding ble belagt på aluminium-bæreren ved hjelp av en trekkstang for å gi en film med 1 mm tykkelse i fuktig tilstand. Etter tørking ble den således oppnådde film eksponert i 15 minutter ved hjelp av ultrafiolettstråling beskrevet i eksempel 5, gjennom et negativbilde av de bokstaver som skulle reproduseres. Den eksponerte plate ble deretter vasket med koldt, rennende vann i 3 minutter og det ble oppnådd et re-lief fbilde med en høyde ca. 0,3 mm.

Eksempel 8

Disse bestanddeler ble blandet som i eksempel 1 og opp-løsningen belagt på en bærer (aluminiumplate med tykkelse 0,13 mm med et fikséringslag som beskrevet i eksempel 7) ved hjelp av en trekkstang for å gi en film med tykkelse lLlmm i fuktig tilstand.

Filmen ble tørket og deretter eksponert som beskrevet i eksempel 1 og vasket med koldt,nrennende vann i 2 minutter. Det ble oppnådd et relieffbilde med høyde ca. 0,3 mm.

Eksempel 9

En blanding av vinylpyrrolidon (100 g), vinylacetat

(80 g), di-isooktylmaleat (20 g) og azo-bis-isobutyronitril (2 g) ble tilsatt i løpet av 30 minutter til denaturert sprit (160 g) under tilbakeløp og nitrogenatmosfære. Blandingen ble ført under tilbakeløp i tilsammen 8 timer for å gi en viskøs oppløsning.

180 g av den således fremstilte terpolymere oppløsning ble tilsatt til en blanding av etylenglykol-dimetakrylat (20 g) og benzofenon (2,5 g). En del av denne oppløsning ble hellet på en

o

stålplate og tørket ved 85°C i 2 timer for å gi et belegg med tykkelse 0,6 mm. Platen var tilstrekkelig bøyelig til å kunne bøyes i en bue med 5 cm i diameter. Den tørkede plate ble ekspo-.nert på en vakuumramme i 7 minutter ved hjelp av ultrafiolettstråling gjennom et negativ og deretter vasket med rennende vann ved 23°C i 5 minutter for å gi et relieffbilde som egnet seg til bruk i en boktrykkpresse'.

Eksempel 10

En blanding av vinylpyrrolidon (12 5 g), vinylacetat (75 g) dimetylmaleat (50 g) og azo-bis-isobutyronitril (2,5 g) ble tilsatt i løpet av 30 minutter til denaturert sprit (2 50 ml) under tilbakeløp og nitrogenatmosfære. Blandingen ble ført under tilbakeløp tilsammen i 8 timer. 90 g av denne terpolymer-oppløsning ble tilsatt til en blanding av etylenglykol-dimetakrylat (5 g), benzofenon (1,25 g) og "Lissapol N" (0,5 g). En del av denne oppløsning ble hellet på en aluminiumplate og tørket ved 85°C for å gi et klebefritt belegg med tykkelse 0,45 mm. Den tørkede plate ble eksponert på en vakuumramme i 7 1/2 minutter ved hjelp av ultrafiolettstråling gjennom et halvtone-negativ og deretter vasket med rennende vann ved 18°C for å gi et relieffbilde som egnet seg for boktrykk. Platen var bøyelig såvel før som etter behandlingen.

Claims (9)

1-F otopolymeriserbar blanding, karakterisert ved at den omfatter:

a) en vannoppløselig eller vanndispergerbar polymer eller kopolymer eller en polymer- eller kopolymerblanding i hvilken en.eller flere bestanddeler er vannoppløselige eller vanndispergerbare,

b) en addisjpnspplymeriserbar monomer som er oppløselig i eller forenelig med et oppløsningsmiddel eller dispergeringsmiddel for a) , og

c) en fotoinitiator som er i stand til å initiere polymerisasjonen av monomeren, hvorved blandingen kan gjøres vann-uoppløselig ved stråling.

2. Blanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at bestanddelen a) omfatter poly(N-vinyl-pyrrolidon).

3. Blanding som angitt i krav 2, karakteri sert v e d at bestanddelen a) også omfatter polyvinylacetat.

4. Blanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at bestanddelen a) omfatter en kopolymer av poly(N-vinylpyrrolidon) og vinylacetat.

5. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foran-gående krav, karakterisert ved at fotoinitiatoren blir aktivert ved aktinisk stråling i et bølgelengde-område av 300 nm til 450 rim.

6. Blanding som angitt i hvilket som helst av de foran-gående krav, karakterisert ved at bestanddelen b) er en monomer omfattende minst to Ikke-konjugerte etyleniske dobbeltbindinger.

7. Fotopolymeriserbar blanding som angitt i krav 1, i-det vesentlige som beskrevet.

8. Vannfremkallbar fotosensitiv plate omfattende en bærer og en fotopolymeriserbar blanding ifølge et av de foran-gående krav.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av en relieffplate, karakterisert ved at platen ifølge krav 8 eksponer-es ved hjelp av elektromagnetisk stråling og at den eksponerte plate vaskes med vann for å fjerne den ueksponerte fotopolymeriserbare blanding.