Адгезивная композиция подслоя фотополимерных печатных форм Советский патент 1985 года по МПК G03F7/10 

Изобретение относится к технологии изготовления фотополимерных печатных форм (ФПФ), используемых в полиграфической промышленности. Известна адгезивная композиция подслоя, применяемая при изготовлении ФПФ на металлических или полимерных подложках, содержащая линейный полиэфируретановьй каучук, поли изоцианат, виниловые мономеры и органический растворитель. Адгезивную композицию наносят на подслоированную основу (подложку) и отверждают при 80-150° 1 . , Однако указанная композиция об ладает неудовлетворительными адгезивными и противоореольными характеристиками. Кроме того отверждение композиции требует длительной, вьщержки при повьшеннЫх температура Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаем му результату является адгезивная композиция подслоя для ФПФ, содержа щая линейный полиэфируретановый кау чук, например полученньй при реакци полиэтиленадипината с диизоцианатом полиизоцианат, например триметилолпропантриизоцианат,, диалкиламиноэтилакрилат или -метакрилат, фото00 о фйд-(ОС-К2- )mOCNH k 2 или 4; m 8,3-12,1 n- 19,2-43.4, полиизоцианат, фотоинициатор, орган ческий растворитель и виниловьй мон мер, в качестве винилового мономера содержит глицидилакрилат или -метакрилат и дополнительно тиомочевин при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Линейный полиэфируретановьй каучук100 Полиизоцианат 35-65 Фотоинициатор 15-50 Глицидилакрилат или -метакрилат / 15-50 Органический растворитель200-400Тиомочевнна1,5гб,5 В качестве полиэфируретанового каучука применяют продукты реакции сложных линейных полиэфиров, таких как полиэтиленгликоЛьаднпйнат, поли инициатор, например алкиловые эфиры бензоина, и органический растворитель из -классов кетонов и эфиров уксусной кислоты 2 . Эта композиция подслоя ФПФ на основе сложных эфиров из олигоэфирмалеинатных или олигоуретанакрилатных фотополимеризующихся композиций обеспечивает хорошую прочность сцепления печатающих элементов с подложкой и сравнительно быстро отверждается. Однако присутствие диалкиламиноэтилакрилата или -метакрилата в композиции существенно снижает ее сохраняемость: она составляет 0,5-1,0 ч. Это затрудняет технологический,процесс: появляется необходимость готовить композицию малыми порциями, значителен процент брака вследствие загустевания композиции, необходимр часто мыть рабочие кюветы. Целью изобретения является повьш1ение сохраняемости композиции. Поставленная цель.достигается тем, что адгезивная композиция подслоя фотополимерных печатных форм на основе сложных эфиров, содержащая линейньй полиэфируретановый каучук общей формулы О О j 0-(R- COf RoH этиленпропиленгликольадипинат, полипропилен гликольадипинат, полибутиленгликольадипинат, полиэтиленбутиленгликольадипинат, с ароматическими диизоцианатами, такими-как 2,4-толуилендиизоцианат, 4,.4 -дифенилметандиизоцианат. Можно использовать промышленно выпускаемые в СССР каучуки марки СКУ-8А, УК-1 и др. I : . , В качестве полиизоцианата применяют триметилолпропантриизоцианат, трифенилметантрийзоцианат марки Лейконат М, полиизоцианат марки б . Лучшие результаты дает применение триметилолпропантриизоцианата и трифенилметантриизоцианата. В качестве фотоинициатора можно использовать: различные карбонилсодержащие соединения из классов ароматических и аралифатических кетонов, оксикетонов и дикетонов, замещенных или незамещенных в арома- . тическом ядре, циклических ацеталей, ароматических сеталей, диоксоланов, многоядерных хинонов и др. Пригодные для использования фотоинициаторы должны в достаточной степени совмещаться с компонентами адгезивной композиции, не выкристаллизовываться при сушке слоя, обла- дать высоким коэффициентом поглощения в диапазоне, соответствующем эффективному поглощению фотополимеризующейся композиции. Одними из лучших фотоинициаторов являются апкиловые эфиры бензоина, такие как метиловьй, этиловый, изопропиловьй, изобутиловый, втор-бутйловый, ti-оксиметилбензоин, 4-фенш1-4-бензоил-1, 3-диоксолан, диметилбензилкеталь, диэтилбензилкеталь, диметилацеталь ацетофенона, диэтилацеталь ацетофенона, 2-окси-2-метил-1-фенил-пропан-1-он, 1-(4-изопропилфенил)-2-окси-2-метилпропан-1-он, 1-(4-додецш1фенкл)-2-окси-2-метилпропан-1-он. В качестве органических растворителей адгезивная композиция может включать различные вещества из классов кетонов, сложных эфиров, хлориг рованных углеводородов. Выбор растворителей диктуется, во-первых, раст воряющей способностью компонентов композиции, дешевизной и доступноетью, летучестью и токсичностью. Применяемые растворители должны по возможности HS содержать примесей влаги. Варьируя летучесть растворителя можно регулировать качество поверхности подслоя, получаемого при сушке композиции. Исходя из указанных факторов, наиболее целесообразно в качестве растворителей применять ацетон, этилацетат или метилэтнлкето Композицию наносят на металлические (алюминиевые, стальные) или полимернне (полиэтилентерефталат, пол стирол, полиамиды, поликарбонаты) листы и пластины. Стальная основа может быть покрыта грунтовым слоем, пигментированным или прозрачным, на основе эпоксидных или полиуретановы лаков или эмалей. Полиэтилентерефталатн я основа также может быть покры та лаком, например на основе низкомолекулярного полиэтилентерефталата сополимера винилхлорида с винилацетатом и др. Изготовление подслоя согласно изобретению заключается в нанесении раствора адгезивной композиции на п ве хность основы при помощи валковы или ракельных устройств, льющих завес и др., сушке слоя при 60-100 С для удаления основной массы растворителей и термоотверждении при 100-130 С. В качестве фотополимеризующихся композиций используют жидкие композиции, содержащие в качестве основного олигомерного компонента олигоэфирмалеинат и олигоэфируретанакрилат или -метакрилат, виниловые мономеры, фотоинициатор и термоингибитор, например композиции, Описанные в 2-4|. Подслоирование основы можно осуществлять либо в одном многосекционном устройстве, снабженном .системой нанесения адгезивной композиции, зональной сушильной камерой и системой транспортировки, либо в двух различных устройствах, причем первое аналогично описанному выше и используется для нанесения адгезивной компо- . зиции и сушки до отлипа, а второе представляет собой термоппсаф с горизонтально расположенными полками, обогреваемый горячим воздухом. Качество подслоя оценивают по адгезионной прочности печатающих элементов к подложке, а технологические параметры адгезивной композиции характеризуют показателями сохраняемости адгезивной композиции, продолжительности сушки до отлипа и продолжительности термоотверждения. Приготовление адгезивной композиции. В стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, загружают мелконарезанный каучук и растворитель в количестве 200-300 мае.ч. на 100 мае.ч. каучука. После набухания в течение 24 ч массу перемешивают 2-2,5 ч и фильтруют через „капроновую ткань. К полученному раствору добавляют виниловый мономер, фотоинициатор, тиомочевину и, при необходимости, растворитель. Смесь перемешивают 30 мин до получения гомогенного раствора. Для приготовления адгезивной композиции в стеклянный стакан, снабженный механической мешалкой, загружают полученный состав и полиизоцианат, после чего перемешивают 15 мин. Для определения сохраняемости (жизнеспособности) адгезивной; ком- позиции ее заливают в стеклянную трубку вискозиметра Хепплера и при 25С измеряют вязкость. Сохраняемость композиции характеризуется временем, в течение которого ее вязкость увеличивается на 50%. Адгезионную прочность печатающих элементов к подлошсе (основа + подслой) определяют по следующей методике. А. Изготовление модельных форм. Для изготовления модельных форм используют оборудование (ФЛ-ббК), включающее экспонирующую установку (ФЛЭ-ббК), вымывну машину ФВФ-65 и установку для допол нительной обработки форм ФЛО-66 (ФЛО-66К). Экспонирующая установка состоит из кассетного узла, излучателя (металлогалоидная лампа марки МГЛг 3000 мощностью 3 кВт) и системы подачи композиции. Кассетньй узел состоит из двух полукассет, П-образ ной ростовой рамки толщиной 0,7 мм и системы смыкания полукассет. Нижняя базовая стеклянная полукассета предназначена для монтажа фотоформ и снабжена системой вакуумного фиксирования защитной полизтилентерефталатной пленки (ПЭТФ-пленки). Верхняя полукассета служит для креп ления подложки. При изготовлении форм на металлической основе исполь зуют экспонирующую установку ФЛЭ-66 с магнитной верхней полукассетой, снабженной системой нагрева плиты, при изготовлении форм на полимерной подложке - зкспонирз ощую установку ФЛЭ-66К со стеклянной верхней полукассётой, снабженной системой вакуумных канавок для фиксирования подложки. Модельная фотоформа для определе ния адгезионной прочности сцепления содержит шесть прозрачных точек площадью- 3,0 мм каждая. Расстояние между точками 10 мм. Процесс изготовления модельных форм включает следующие операции: монтаж модельной фотоформы на нижней полукассете с последующим вакуумным фиксированием защитной ПЭТФпленки, монтаж подложки на верхней полукассете, смыкание полукассет, заполнение зазора, образованного .ростовой рамкой, жидкой композицией и экспонирование последней в течени 3 мин. 3 После разборки кассеты полученные модельные формы проявляют 1%-ным раствором бикарбоната натрия в установке струйного типа ФВФ-65 при 35°С и давлении 3 кгс/см в течение 1,5 мин. Дополнительную обработку проявленных форм - доэкспонирование под лампами ЛУФ-80 с одновременной термообработкой - проводят в установке марки ФЛО-66 для ФПФ на металлической основе 3 мин при 12012°С или марки ФЛО-66К для ФПФ на полимерной основе 2 мин при 100±2° С. Б, Определение адгезионной прочности печатающих элементов с подложкой. Полученные модельные формы размером 20130 мм, содержащие 6 рельефных пeчaтaJOЩиx элементов,имеющих форму усеченного конуса с диаметрами у вершины, соответствующими диаметрам точек на модельной фотоформе, используют для определения адгезионной прочности сцепления печатающих элементов с подложкой на разрывной машине РМП-50, снабженной силоизме- , рителем с тензометрическим датчиком и самопишущим потенциометром КСП-4. Для закрепления образцов в разрывной машине используют специальное устройство, состоящее из двух плоскопараллельных металлических пластин, одна из которых является опорной, а вторая-направляющей, на которой зафиксирован нож для сдвига элементов формы. Удельное сопротивление сдвигу d; , характеризующее адгезионную прочность печатающих элементов к подложке, определяют по формуле i - ST где F - усилиесдвига i-ro рельефного элемента, кгс, i площадь ,i-ro элемента на модельной фотоформе, мм. Адгезионную прочность определяют на подложках с оптимальной продолжительностью термоотверждения адгезионного подслоя.Примеры 1-13. Готовят адгезивную композицию согласно описанной методике. Листы хромированной, жести марки ХЛНЖ толщиной 0,25-0,28 мм на лабораторном валковом устройстве покрывают слоем адгезивной композиции и сушат в термошкафу при 80 С в течение 5 мин для удаления основной массы растворителя, затем проводят термообработку при 120i: 1°С. Толщин адгезивного подслоя после сушки должна находиться в пределах 0,010 0,015 мм.

Составы композиций и результаты испытаний приведены в таблице.

Пример .14. По методике примеров 1-13 готовят адгезивную композицию следующего-состава, мае.ч.: линейньй полиэфируретановый каучук, полученньй на основе поЛиэтиленгликольадипината и 2,4-толуилендиизоцианата (т 8,3, п 28,6) - 100, триметилолпропантриизоцианат - 50, 4-фенш1-4-бензош1-1,3-диоксрлана 30, глицвдилметакрилат - 30, тиомочевина 5, ацетон 200.

Рулон ПЭТФ - пленки толщиной 0,1 мм, покрытой слоем полиэфирной смолы марки ТФ-2 толщиной 5 мкм устанавливают в поливочную машину марки МЦ-2-600. Адгезивную композицию наносят методом купающего валика при скорости транспортирования пленки 2,0 м/мин. Политая пленка поступает в сушильную камеру, где поддерживается температура по зонам 80-120 С. Продолжительность прохождения пленкой сушильной камеры около 25 мин. На выходе из сушильной камеры подложка сматывается в рулон Полученная подложка легко разматывается с рулона без отслаивания адгезионного слоя, толщина которого находится в пределах 0,010-0,015 мкм

Адгезионная прочность, определенная согласно методике, приведенной вьше, равна 1,37 кгс/мм.

Следующие примеры иллюстрируют область применения подложек, полу- ченньк с использованием предлагаемо адгезивной композиции.

Пример 15. Готовят адгезнв ную композицию, наносят ее на листй жести.марки ХПЖК и проводят термообработку адгезивного слоя согласно . примеру 14.

Полученные подложки используют для изготовления комбинированных книжных форм на оборудовании Nylomat L 20 фирмы BASF (ФРГ), снабженном металлогалоидной; лампой мощностью 5 кВт. В качестве жидкой фотополимеризующейся композиции используют композицию, приготовленную согласно з . Режимы изготовления форм: продолжительность копирования 45 с, продолжительность проявления 2 мин (1%-ный водный раствор бикарбоната натрия, температура раствора 35 С, давление 3,4 атм, продолжительность дополнительной обработки под люминесцентными лампами Fillips с одновременные обдувом горячим воздухом (t t20°C) 3 мин. Полученные формы имеют глубину рельефного изображения 0,8 мм, твердость 3,0 кгс/см. Адгезионная прочность модельньос форм, полученнь1х в тех же режимах, что и книжные тиражные формы, определенная по описанной методике, составляет 2,8 кгс/мм. Полученные книжные формы используют для печатания книжной -продукции на ротационных машинах типа ПРК, снабженных магнитньп да седлами для крепления форм.

Пример 16. На оборудовании ФЛ-66К изготовляют печатные книжные формы, используя жидкую фотополимеризующуюся композицию приготовленную согласно 4j, и полиэтилентерефталатную основу с подслоем по примеру 14. Адгезионная прочность 1,4 кгс/см. Полученные формы используют для печатания на печатно-отделочной линии Tiffla Cameron.

Испытания показывают, что предложенный состав адгезивной композиции позволит заменить существующие адгезивные композиции для изготовления подложек печатных форм Ликофот, обладающие в 12-15 раз меньшей сохраняемостью, в результате чего на 30-40% повысится производительность труда и на 10-15% снизится стоимость изготовления подложек за счет сокращения потерь материалов из-за преждевременного загустевания сщгезивной композиции .

В таблице приняты следующие условные обозначения:

Полизфируретановый каучук, полученньй на основе полиэтиленгликольадипинатаи 2,4-толуилендиизоцианата КЭТ Полиэфируретановый каучук, полученный на основе поли этиленгликольадипината и 4,4 -дифенилметандиизоцианатаКЭМ

Полиэфируретановый каучук, полученньй на основе полите тр аме тилен гликоль ад ипината и 2,4-толуилендиизоцианатаКТТ , Полиэфируретановый каучук, полученный на основе полите траме тилен гликольадипината и 4,4 -дифенилметандийзоцианатаКТМТриметилолпропантриизоцианатТМТЩ4,4 - 4 -трифенилметантриизоцианатТФТЩМетиловый эфир бензоина МЭБ Изопропиловый эфир бензоинаИПЭБ1150 5 10 10 Изобутиловый эфир бензоинаИБЭБ4-Фенил-4-бензоил -1,3-диоксоланФБДДиметилбензилкетальДМБК ДиэтилбензилкетальДЭБК АцетонАЦ МетилэтИлкетонМЭК ЭтилацетатЭА ГлицидилакрилатГА ГлицидилметакрилатГМА Диэтиламиноэтил:акрилатДЭАЭА Диэтиламиноэтилметакри- , латДЭАЭМА

11

12 Продолжение таблиц

1150613

АДГЕЗИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ПОДСЛОЯ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ, содержащая линейный полиэфируретановый каучук общей формулы t i цидилакрилат или -метакрилат и до(Л полнительно тиомочевину, при следующем соотношении компонентов, мае.ч Линейньй полиэфируретановый каучук 100 Полиизоцианат 35-65 Фотоинициатор 15-50 Глицидилакрилат или Л 15-50 -метакрилат Органический раство200-400 , ритель Э) Тиомочевина 1,5-6,5 :о