Fotopolymeer
Inleiding
De term fotopolymeer geeft aan, dat een stof gevoelig is voor licht en onder invloed daar van een andere stof laat polymeriseren, dat wil zeggen dat hiervan grote kettingen van moleculen ontstaan. Bij polymerisatie veranderen de eigenschappen van de stof en wordt deze bijv. hard. In het dagelijks leven komen we zeer veel polymeren tegen: in lakken, in ultraviolet-gevoelige lijmen (bijv. om kunstnagels op te plakken of beschadigingen in autoruiten te reparen), verpakkingsmateriaal zoals polyethyleen, plastics, stempels van “kunstrubber”, etc.
Men gaat bij fotopolymeren uit van een grondstof waaraan een stof is toegevoegd die onder invloed van licht de chemische reactie (polymerisatie) van de grondstof bewerkstelligt. In de grafische industrie worden fotopolymeren op zeer grote schaal toegepast voor het bedrukken van kranten, dozen en wat dies meer zij. Het gaat dan om van huis uit vlakke platen en vlakke afbeeldingen, ofschoon zij ook op gewelfde oppervlakken (bijv. blikken) kunnen worden toepast. Men kan echter ook gebruik maken van gietbare polymeren en daaruit drie-dimensionale vormen maken, bijv. om gietmallen te maken. Dan wordt vaak gebruik gemaakt van CAD (computer aided design) in combinatie met computer-gestuurde lasers die de polymerisatie plaatselijk op gang brengen; dit proces staat te boek als stereolithografie.
Polymeerplaat
Bij onze toepassingen beperken we ons tot vlakke fotopolymeerplaten zoals deze o.m. in de grafische industrie worden toegepast voor de rotogravure in de cylinder- en de vlakdruk. Bij de cylinderdruk wordt de plaat op een cylinder opgespannen en moet de plaat dus buigbaar zijn; ten behoeve van voldoende stevigheid heeft de plaat een dunne metalen rug. Bij het vlakdrukproces dient de plaat juist vlak te blijven en is daartoe voorzien van een veel dikkere metalen rug. Deze plaat moet u voor uw toepassingen op maat zagen, de eerste kan gemakkelijk worden geknipt. De gemakkelijke bewerkbaarheid van de plaat met dunne metalen rug (0,1 mm) staat tegenover het feit dat deze voor onze toepassingen dikker dient te worden gemaakt door er bijv. acetaatvel tegen te plakken, hetgeen ook de vormvastheid ten goede komt; ook moet het gietsel meestal flink worden geschuurd om het geheel vlak te krijgen.
Er bestaan ook polymeren die een rubberachtig product opleveren; zij worden gebruikt voor het bedrukken van onregelmatige oppervlakken (dozen, textiel, e.d.) en hebben geen metalen rug. Deze platen, gebruikt in de flexodruk, leveren voor onze doeleinden te flexibele vormen op.
Er bestaat ook een fotopolymeerplaat die na belichting vrij stijf en vormvast is zonder metalen rug. Die polymeer kan dus van voor- tot achterzijde worden uitgewassen, verbrandt bij temperaturen boven de 100 °C en is dus heel geschikt om te worden opgeboomd; daarmee kan het opboomproces zeer worden bekort. Wij hebben daar geen ervaring mee.
Belichting
Wit licht bestaat uit straling van een groot aantal golflengten, waarbij de golflengte per kleur verschilt: het kleurenspectrum. We kennen een zichtbaar en een onzichtbaar spectrum. Het zichtbare spectrum zien we terug in de regenboog: van rood naar oranje - geel - groen - blauw - indigo - violet neemt de golflengte af. Het voor mensenogen onzichtbare spectrum bevat infrarood (lange golven) en ultraviolet (korte golven). Er zijn ook nog andere vormen van golven en straling, zoals röntgenstralen, maar die laten we buiten beschouwing.
 |
| Figuur 7 - Het negatief wordt met de 'emulsiezijde' op de fotopolymeerplaat gelegd. Goed contact wordt bereikt door het aandrukken van de overliggende glasplaat, of door het zuigen van een vacuum. Vervolgens wordt polymerisatie in gang gezet door belichting via de UV-lampen. Het onbelichte materiaal wordt daarna uitgewassen. De polymeerplaat wordt vervolgens gedroogd, en tenslotte gehard en duurzaam gemaakt ("cured") door nabelichting met UV-licht. |
De stoffen die het fotopolymerisatieproces op gang brengen zijn spectraal gevoelig, d.w.z. dat zij vooral gevoelig zijn voor licht van een bepaalde golflengte. Bij de fotopolymeerplaten waarvan wij gebruik zullen maken ligt de optimale gevoeligheid in de buurt van 380 nm (nanometer: 10 tot de macht -9 meter of één miljoenste deel van een millimeter), het bereik van ultraviolet (UV) licht. Het materiaal mag wel korte tijd aan gedempt licht (niet direct zonlicht) worden blootgesteld, bijv. om het op maat te snijden, te zagen of te knippen, maar dient koel en in het donker te worden bewaard en is dan heel lang houdbaar. Het is niet toxisch, restanten hoeven niet als chemisch afval te worden aangeboden.
We dienen dus te beschikken over een UV-lichtbron in een van licht afgeschermd kastje. Onder een glazen plaat wordt het “negatief” in contact vlak op de fotopolymeerplaat gedrukt. Belichte fotopolymeer wordt hard, onbelichte delen kunnen met zacht water en een zachte borstel worden uitgewassen (figuur 7). De uitgewassen plaat moet goed worden gedroogd en vervolgens gehard door een ten opzichte van de eerste belichting lange nabelichting met UV licht. Zie voor praktische aanwijzingen het hoofdstuk 'Gietmodellen maken voor emailleerwerk'.