автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.01, диссертация на тему:Усовершенствование технологических процессовполучения фотополимерных печатных форм

УКРАТНСЬКА АКАДЕМ1Я ДРУКАРСТВА

о Л

1 û С£И ш)

БАЗИЛЮК КСЕН1Я ФЕД0Р1ВНА

УДК 655.3+773.93

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОПЧНИХ ПРОЦЕС1В ОДЕРЖАННЯ ФОТОПОЛ1МЕРНИХ ДРУКАРСЬКИХ ФОРМ

05.05.01 - машини i процеси пол1графтного виробництва

Автореферат дисертацм на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук

Львю-2000

Дисертац1ею е рукопис

Робота виконана в УкраТнсыай академп друкарства М'|н'ютерства осв'ии I науки Украши

Науковий кер1вник:

доктор хМчних наук, професор Шибанов Володимир В1кторович,

УкраТнська академт друкарства,

завщувач кафедри фото-, пол1графЫних матерев

\ х1мм

Офщшш опоненти:

доктор техычних наук, доцент Мервшський Роман 1ванович,

УкраТнська академт друкарства, завщувач кафедри охорони прац1 та екологи

кандидат техн'нних наук, с.н.с., Запоточний Василь Иосипович, Укра'шський науково-дослщний ¡нститут лол1граф1чноТ промисловост1 ¡м.Т.Шевченка, заст. директора

Провщна установа:

Державний ужверситет "Пьвюська

полп"ехн1ка" (кафедра жмнноТ технологи пластмас),

Мнютерство освпи I науки Украши, м.Львю

Захист вщбудеться 30 'о? А2000 р. о - -/4 годин! на засщанж спец1ал1зованоТ вченоТ' ради Д 35.101.01 в УкраТнсьш академп друкарства (79020, м.Львю, вул.Пщголоско,19)

3 дисертацюю можна ознайомитися у б1блютец1 Укра'йнськоТ академп друкарства (м.Львщ, вул.Пщвальна,17)

Автореферат розюланий с?^ травня 2000 р.

Вчений секретар спец1ал1зованщ>

вченоУради Дщич В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть роботи

Фотополмерж друкарсью форми (ФДФ), технолопя Тх виготов-лення \ застосування посщають сьогодж чтьне мюце в планах досль джень провщних свггових пол1граф1чних ф1рм. Найбтьш розповсю-джений пщхщ до Тх виготовлення грунтуеться на прадавньому метод1 "проб та помилок". Такий емп'фичний шлях пошуку вимагае значних витрат часу, матер1альних ресурав I не сприяе з'ясуванню фундаментальна хшчних проблем.

Першими кроками на шляху розробки нових фотопол1мериза-цмноздатних матер1ал'|в (ФПМ), форм на Тх основ! е пошук 1 критичний анал1з науково-техшчно'Т та патентно)' ¡нформацм з метою виявлення аналопв I з'ясування напрямю дослщжень. Застосування комп'ютера на Ц1Й стади дозволяе оптимально розв'язувати безлн рутинних задач I створювати пщфунтя для виршення творчих проблем. Однак функцюнування автоматизованоТ пошуковоТ' системи можливе лише на основ! оргашзованоТ спецгальним чином бази даних ФПМ, яка створена вщповщно до певноТ класифкацм. Розробка такоТ класиф1-кацм е актуальною не лише з огляду на пщвищення ефективносп комп'ютеризованого пошуку ¡нформацм в сфер1 ФПМ, але й з точки зору формування бази знань для цтеспрямованого одержання цих матер1ал1в 1 форм.

Завдання створення та оптимЬацн властивостей багатокомпо-нентних матер1ал1в, зокрема ФПМ, може мати формалЬоване р1шен-ня на основ1 комп'ютерного анал1зу емтричних математичних моделей таких систем або Тх складових. Питаниям комп'ютерного моделювання процеав синтезу та будови низькомолекулярних орга-нмних 1 неоргажчних речовин та простих систем у сучасшй науц1 при-дтяеться велика увага. Разом з тим е дуже мало публ1кацм \ досль джень з розробки методологи комп'ютерного синтезу та аналЬу складних композцмних матер1алю типу ФПМ. Усе це зумовлюе значну акгуальжсть таких дослщжень.

Таким чином, розробка нових ршень та шдходю до одержання формних матергалщ I друкарських форм на Тх основ! е актуальним завданням, що заслуговуе на самостмне дослщження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Перспекгивнють дослщжень цього напряму пщтверджуеться включениям Тх у координации плани науково-дослщних роб|'т, яю бу-ло залучено до державно!" науково-техжчноТ програми ДКНТ УкраТни

(напрям 7.3.1 "Нов1 речовини \ матерели малотоннажного хшчного виробництва", проект 7.03.01/035-92 та напрям 7.3.2 "Функцюнальш полшерж матерели та композици на Ух основГ, проект 7.03.02/01693), у координацмний план м1жвузшських наукових \ науково-дослщних роб1т М1нютерства осв1ти УкраУни на 1997-1999 рр. (наказ №37 вщ 13.02.97 р.) та в науково-техжчну програму Мшютерства ¡н-формацм УкраУни (тема 10-95 (УНД1ПП) "Розробка та оргажзацт виробництва водопроявних фотопол1меризац1йноздатних пластин ¡з за-стосуванням методу екструзм при Ух виготовленнГ на 1995-2000 рр.).

Мета роботи

Метою роботи е аналй, .систематизац1я та математична фор-малкзац1я даних для удосконалення технолопчних процеав одержан-ня фотопол1мерних друкарських форм.

Для цього були розв'язаж там задачк

• проаналкзовано й систематизовано даж, що дозволяють прогнозу-вати склад та властивост!" ФПМ I форм на Ух основу

• створено згщно з цими даними ¡нформацшно-пошукову систему;

• проведено статистичний аналю даних ФПМ \ форм на Ух основ1 для вир1шення питань сумюност1 компонент;

• визначено основы параметри, що впливають на свптючутливють ФПМ, розроблено методику Ух оцшювання;

• розроблено споаб визначення величини експозицм, необхщноУ для формування стмкого друкуючого елемента форми.

Наукова новизна роботи

• Проанал^овано юнуюч1 та одержано нов1 емшричж модел1 областей розчинносл окремих титв пол1мер1в на основ1 статистичного аналйу даних розчинносп складових фотопол1мерних форм, сформульова-но умови сумюностч цих тишв пол1мер1в з розчинниками 1 пластифь каторами;

• виявлено параметри, що визначають свптючутливють ФПМ {Нпор -

порогове значения поверхневоУ густини енергм опромЫювання, Дж/м2; |а - показник послабления свила свптючутливим шаром, см"1), проведено Ух шьюсний анал1з;

• одержано математичж модел1 для розрахунку параметра свплочут-ливост1 ФПМ типу "Фотопласт-ВФ";

• проанал1зовано вплив природи та концентраци фотошМаторщ (Ф1) на свптючутливють ФПМ типу "Фотопласт-ВФ". Виявлено, що опти-

мальна концентрацт фотошщ1атора залежить в1д товщини свптю-чутливого шару.

Практичне значения одержаних результате

• Розроблено класифжац1ю ФПК \ структуру вщповщних баз даних (БД) на основ1 систематизаци даних шькюного та яюсного складу ФПК 'I (х компонент;

• розроблено принципи функцюнування ¡нформацшно-пошуковоТ сис-теми для роботи з БД, створено БД ФПК та 1'х компонент 1 вказану систему;

• автоматизовано розрахунок параметра розчинност1 ¡нгредгётчв ФДФ за Ух хшчним складом, наявними типами м1жмолекулярноТ взаёмодм;

• розроблено аналп-ичний метод визначення сумюносл компонент ФПМ на основ1 запропонованих математичних моделей областей розчинност1 полшерю, в1рогщнють якого перев1рено при дослщженж розчинносп полистового спирту;

• запропоновано аналп"ичний метод розрахунку тривим1рних параметра розчинност1 складових ФДФ залежно вщ Тх ф^ичних I хшчних параметр1в;

• розроблено методику оц1нювання свгглочутливосл ФПМ;

• розроблено метод розрахунку оптимально!' концентрацм фотошщ1а-тора в склад1 ФПМ, необхщноТ для формування спйкого друкуючого елемента форми;

•запропоновано методику визначення юнетичних параметрт фото-¡н1Ц1йованоТ радикально'! пол1меризаци матерев.

Результати дослщжень застосовуються в навчальному процеЫ ФВП1Т УАД при читаны курав "Прикладна х1мт" та "Фотох1м1я пол1ме-рю".

Рекомендаци роботи використано в УНД1ПП ¡м.Т.Шевченка при створеж ФДФ "Фотопласт".

Особистий внесок здобувача

Полягае у безпосередньому виконанж роб1т на вах етапах тео-ретичних та експериментальних дослщжень: статистичного анал1зу та систематизацм експериментальних даних; розробки й анал1зу математичних викладок; обгрунтування та узагальнення результате; формулювання наукових положень I висновюв дисертацмноУ роботи.

Апробащя результате дисертаци

Результати дослщжень, включених до дисертаци, оприлюднеж на зв1тних науково-техжчних конференц1ях професорсько-

викладацького складу УАД (1992, 1994, 1996, 1998 pp.), IV республн кансьюй конференци молодих учених i спещалгспв "Молодь i розвиток пол1графп" (м. Льв1в, 1990), М1жнароджй конференци з фотохми СНД (м. КиТв, 1992), Ukrainian-French Symposium "Condensed Metter: Science and Industry" (м. JlbBiB, 1993), Республканськш конференци "1нформацмж технологи в науц! та освт" (м. Черкаси, 1997), Друпй науково-техжчжй конференци "Поступ в нафто-газопереробжй i наф-тохЫчнм промисловостГ (м. JlbBiB, 1999).

Публ1каци

Результати дисертацп опублжовано в 23 роботах, з яких 12 на-друковано у наукових виданнях, 1 стаття депонована в ДНТБ, 10 -тези наукових конференцм. Перелж основних po6iT наведено в юнц1 автореферату.

Обсяг i структура роботи

Дисертацмна робота складаеться 3i вступу, п'яти po3fliniB, ви-сновк1в, списку використаних джерел i додатюв. Повний обсяг дисертацп 196 е., з них: ¡люстрацп - 8 е., додатки (A i Б) - 56 е., список використаних джерел (118 найменувань) - 11 с.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У BCTyni розкрито стан наукового завдання, обгрунтовано акту-альнють роботи, визначено мету та задач1 дослщження, показано на-укову новизну матергалт роботи, описано структуру дисертацп.

У першому роздmi розглянуто сучасний стан i тенденци розви-тку комп'ютерного одержання MaTepianiB i форм на Тх ochobl

Показано, що провщж ффми-розробники MaTepianiB продовжу-ють активно працювати в напрям! залучення комп'ютерю до створен-ня та вдосконалення MaTepianiB pi3Horo призначення. Систематизашя комп'ютерними засобами вщповщних теоретичних i практичних результата дослщжень, нагромаджених у конкретно галуз!, суттево по-легшуе виконання експериментальних po6iT, заощаджуе кошти та час розробниш.

Проаналйовано науков1 прац! та практичж розробки з MaTepia-лознавства в галуз1 застосування комп'ютерщ для створення MaTepianiB, прогнозування та оптимюацн Тх властивостей.

Визначено, що сьогодж не ¡снуе единих niflxofliB до методологи одержання ФПМ. Дотепер створення ФПМ грунтуеться на необхщнос-Ti отримання емтричного експериментального матер^лу i е шляхом "проб та помилок". Проведения po6iT з моделювання пол1меризацм-

них процеав вимагае вщповщноТ систематизацм даних за математич-ним описаниям, включаючи числов1 значения констант, точний опис умов \ т.д.

Аналй лтературних джерел допом1г сформулювати задачу яю пщлягали виршенню.

Другим роздш мютить опис класифшацм фотопол1меризац1й-ноздатних матер1ал1в та БД, створених на и основй

Систематизовано патентж й експериментальж даж з ФПМ та Тх компонент.

У процеа наукових дослщжень у дажй галуз1 пропонувались рь зж вар1анти класифкацш. Проте кожна з них не мгстить уах ознак розглянутих матер1ал1в у повному обсязК За основу вибрано класифь кац|'ю ФПМ, що базуеться на термшолопчному пщход11' визначае сут-тев1 ознаки Тх ф1зико-хшчного та ф1зико-мехажчного стажв, а також процеав перетворення Тх у фотопол1меризацмноздатний вир1б.

БД композицм та Тх компонент, утвореж на основ1 такоТ класи-фжаци, м1стять ¡нформацто в обсяз1 таблиц дискрипторних труп тезауруса. Повний перел1к дискриптор1в подано в додатку А. Таблица дискрипторних груп мютить ¡нформацю про кодування кожного дис-криптора, яке може бути використане для формування вщповщноТ' БД.

Кр1м БД композицм, створено БД мономерю, фотошщ1атор|'в, пол1мер1в та розчинниюв. Розроблено ¡нформацмно-пошукову систему керування вищезгаданими базами даних. Тексти основних про-грам системи наведено в додатку Б.

У третьему роздш1 проаналкзовано пщходи до визначення розчинност1 пол1мер1в як ¡нгред[ент!в ФДФ, розв'язано задачу сумюно-сп пол1мер1в з ¡ншими компонентами ФПК та виконано моделювання областей розчинностч для окремихтитв пол1мер1в.

На пщстав1 даних про вклад кожного атома та типу мЬкмолеку-лярноТ взаемоди, табульованих значень ¡нкрементю об'емю рюних атом1в \ Тх структурних формул створено вщповщж БД, розроблено програму розрахунку параметра розчинност1 для пол1мер1в, виходячи з Тх х1м1чноТ формули. Програма ув^шла до складу ¡нформацмно-пошуковоТ системи.

Сумюжсть компонент традицмно оцшюеться параметром роз-чинносп 8 1 вважаеться, що чим ближч1 за значениями ц1 параметри, тим краще проходить процес зм|'шування.

Для визначення розчинносгп псяимерш у ркзних розчинниках по-рюнюють Тх тривимфы параметри розчинносп. Хансеном дослщжено розчинжсть полмерю \ запропоновано формулу, що повинна давати можливють визначати, чи розчиняе розчинник даний полмер:

Л= 4(5^ - 5+ (5Л - 5рУ + (5А1 - 5, (1)

де Я - вщстань вщ центра розчинносп пол1мера до координат параметра розчинносп розчинника;

> 8 » 8а ' ^ > > 8/, - параметри розчинност1, вщповщно,

розчинника I полшера.

Виходячи з цюТ формули, полмер мав би розчинятись у даному розчиннику, якщо

Я<Л0, (2)

тобто, коли координати параметра розчинност1 розчинника знаходя-ться в середиж области розчинносгп радуса Я?о даного пол1мера.

Для вивчення та систематизацм розчинних властивостей речо-вин, опублшваних у довщниках, створено БД мономерю, полмерш, розчинниюв \ фототщаторю, яю мютять фюичж та х1ммш характеристики цих речовин.

Статистичний аналЬ базових даних дозволив оцЫити модель области розчинносп пол1мерш, запропоновану Хансеном. Проведен! розрахунки показали, що дана модель не е уыверсальною I може бути використана лише для окремих титв пол1мер1в (пол1(мет)акрилатю 1 полшштхлориду).

Для побудови обласл розчинност1 було сформульовано наступ-ну задачу. Нехай для даного полшера з тривимфним параметром ,5р , 5а вщомо п розчинниюв, що розчиняють його з параметрами

розчинносп ,8Л ,5^; ... ; I т роз-

чинниюв, яю не розчиняють даний пол1мер з параметрами розчиннос-т' 5*а > К,' дк ' 5'рг' - 5*/, » 5к,' 81- Тод' знаходження коефщюнив поверхш

«(х-з^ + г^-з^ + ф-л)2 =а

зводиться до розв'язання систем.и лЫмних нершностей

/

< + c(5*, -5 J<d

"«J + % -a + C(5,,2 -8 hf<d

-sj + 'К + CK -8 „J <d

«fc, + >'K + -5„J>d

4ч +cK -8 J>d

а(5'<„, +»fe. -0 + c(5; ~ > d

Розв'язком и стали наступж модел1 областей розчинностк для еф1р!в, пол1(мет)акрилат1в, полЫнтароматичних сполук

* = + + \-81г}; (4)

для похщних пол1вштового спирту

К = 2(8^ - 8+ 2(8р1 - 8рУ + 0,5(5/^ - 8;,)3 ; (5)

для полЫнтхлориду

* = 2(5^ - 8^ + 0,5(8а - 5р} + 0,2(5/г1 - 81г}.

Розраховано також рад1уси областей розчинносп деяких поль мер1в указаних тип1в.

Результати моделювання використано для побудови областей розчинност!' ацетату целюлози (рис. 1) та полЫнтацетату.

При викладенж попереднього матер1алу вважалось, що триви-м!рн! параметри розчинност1 вщомк Проте дуже мало лп-ературних джерел мютять под|бн1 даиК Таю формули запропоновано для ряду смол* I для вуглеводневих розчинниюв".

* Лоев A.M., Лаврищев Л.П. Метод подбора растворителей для лакокрасочных материалов //Лакокрасочные материалы. - 1977. - №4. - С.4-10. " Стекольщиков М.Н. Углеводородные растворители: Свойства, производство, применение. Справочное изд. - М.: Химия, 1986. - 120 с.

12,306 12,849 13,393 13,936 14,479 15,023 15,566 16,110 16,653 17,196 17,740 18,283 18,826 19,370 19,913 20,457 аЬоуе

ол

Р

НР

Ацетат целюлози

ЕИЗ

[7-Г]

14,851 15,235 15,620 16,004 16,388 16,773 17,157 17,541 17,926 18,310 18,694 19,078 19,463 19,847 20,231 20,616 аЬоуе

Ф Р Ч НР • Ацетат целюлози

Рис. 1. Поверхня, що обмежуе область розчинносп ацетату целюлози (Р - розчинник даного полмера; НР - розчинник, який не розчиняе ацетат целюлози): а - зпдно з формулою (4); б - за формулою Хансена (1)

У дажй роботм проведено кореляцмний I регресмний анал1з да-них (за допомогою пакета Э1ай5{юа) для розчинниюв рюних титв на основ1 БД. Отримано таю регрес1йн1 залежносл та коефщенти коре-ляцм Я :

для хлорвмюних сполук -

5е1 = 0Д961па/ + 8,1916^ + 0,1039,

5р = -0Д044ММ + 45,6889/^ - 0,0306К - 47,9517, Я = 1, для кетожв -

5«, = 0,204био/ - 3,9291/7^ + 16,1745,

5р = 0,1717ММ - 53,0252^ - 0Д288К + 81,2949, Я = 0,984, для складних еф1р1в -

5р = -1Д091ММ + 180,5128^ + 0,7420К. - 216,895, Л = 0,988,

де ММ - молекулярна маса; па - показник заломлення; V- молярний об'ем; ла?-поверхневий натяг.

У четвертому роздЫ розглядаються питания оцжювання та розрахунку параметр^ свплочутливосл ФПМ, необхщних для отри-мання сгпйких елементш ФДФ.

Розроблено методику оцЫювання свплочутливост1 формного матергёлу. Для цього запропоновано два показники: Нт)р - усеред-

нена поверхнева густина енерги опром1нювання певного спектрального складу, характерного для конкретного джерела опромЫювання, при яш досягаеться найменший ступшь фотохЫчних перетворень у деякому об'ем1 ФПМ, достатжй для його виявлення в умовах вими-вання; ц - усереднений ¡нтегральний показник послабления енерге-тичного потоку певного спектрального складу. Обидва показники зна-ходять за методикою сенситометричних дослщжень, яка базуеться на вщомому метод1 вимивного рельефу. Ц1 параметри вихщного матерь алу визначають яюсть ФДФ та швидюсть 17 виготовлення.

Розроблена методика оцшювання свгглочутливост!" ФПМ дозволяв визначати сенситометричж параметри матер1алу й одночасно прогнозувати характер процесу рельефоутворення друкарськоТ фор-ми.

Для комп'ютерного одержання формного матер1алу потрйно мати залежносл мЬк властивостями ФПМ та його складових \ параметрами технолопчного процесу. В процеа виготовлення ФДФ ф1гуруе единий показник свплочутливосл ФПМ - енергетична експозиц'т, до-

статня для формування стмких елементю зображення форми, Як правило, у технологнних ¡нструк^ях з виготовлення ФДФ подаються методики, за якими величину експозицп визначають експерименталь-ним шляхом, використовуючи тест-форми. Так-, величина експозици ФПМ залежить вщ свплочутливосгп матер1алу в певних умовах опро-мЫювання \ складное^ орипналу (розмфу найменшоТ детал1 зображення). Ця залежжсть теоретично визначена для ¡деаляованоТ сис-теми* як

Н^Н^.Г1, (6)

де Не - експозицт, що надаеться поверхневому шаров! формного матергалу, Дж/м2; Н„0/) - порогове .значения поверхневоТ густини енергн опромшю-

вання, Дж/м2;

т"1 - ¡нтегральний коефщюнт послабления енергетичного потоку, визначений для ¡зоенергетичного контуру, який вщпов1-дае трапецевидному профтю найменшого друкуючого елемента рельефного зображення. Нпор е сталою величиною для кожного типу формного матер|'а-

лу в певних умовах опромшення I характеризуе свгглочутливють еле-ментарного шару цього матергалу.

т-1 е, фактично, вщношенням опромшеностч поверхт ФПМ Е0 (Вт/м2) до опромЫеност1 ¡зоенергетичного контура Ек (Вт/м2), для ви-значення якого пропонуеться формула":

т"1 = Е° = л (7)

Ек п2 Двгп а • со« а • 10_мЛ смР£/а ^Р'

ар

де п - показник заломлення свптючутливого шару;

ц - показник послабления свила свппочутливим шаром, см"1;

Л - товщина свптючутливого шару, см; а I Р - кути, що визначають область ¡нтегрування.

Розрахунок ¡нтегрального коефщюнта послабления завдання непросте, осктьки область ¡нтегрування мае скпадну конф!гурафю.

* Гладилович М.К. Технологическая система "Целлофот": формирование печатающих и пробельных элементов фотополимерных печатных форм: Автореф. дис.... к-та техн. наук: 05.05.01/Украинский полиграф, ин-т им. Ив.Федорова. - Львов, 1988. - 18 с.

Це робить практично неможливим використання формули (7) для ви-значення величини експозици фотопол1меризац1йноздатноТ пластини (ФПП) при експериментальних дослщженнях.

Для виведення емшричноТ формули розрахунку 1д т"1 в залежносл вщ параметра ц, h, I ФПП створено програму в ракет1

FoxPro - 2.5b, яка дозволила знайти значения -Г1, застосовуючи ускладнену кубатурну формулу Гаусса для обчислення ¡нтеграла. Розрахунок проводився для д1апазону найуживажших при виготов-ленж друкарських форм значень параметр1в ц, И, обмежуючись

випадком cpj = 0, п -1,5. Значения ц вибирались з ¡нтервалу

[0,1 ;15,0] (у см'1), а значения h- з ¡нтервалу [0,04; 2,00] (у см).

На пщстав1 розрахованих значень виведено спрощену формулу для обчислення 1д т-1, коефЩюнти якоТ визначено за допомогою методу квазЖьютона:

1д т'1 = 0,182 + 1Д29ц h - 0,011ц h2 I + 0,12 hi. (8)

Таким чином, визначивши на фотоформ! ширину найменшого прозорого штриха 1т!п (мкм), за допомогою р|'вняння (8) можна розра-хувати lg -Г1 для певногй типу фотополмеризацшноздатного матерн алу, а за формулою (6) величину енергетичноТ експозици Нс; яку не-обхщно надати ФПМ. 3 урахуванням послаблювальноТ дГТ матершлу фотоформи та поверхневоТ пл!вки повне значения експозици Не (або часу експонування t (с) при визначежи опромменосп' Е0) становити-ме: ■

lg Не = 1д Яппр + 1д т"1 + Dv + Dn, (9)

t = ■ (Ю)

де Dy - оптична густина прозорих елеменпв фотоформи;

D„ - оптична густина поверхневоТ плшки, за допомогою якоТ при-тискають фотоформу до пластини. Ефекгивнгсть розрахункового методу знаходження величини експозици переварена при виготовленж фотопогшерних форм "Фото-пласт-ВД" з використанням експонуючоТ установки ФЭТ-53, обладна-ноТ лампами ЛУФ-80. Розраховаж значения експозици добре узго-джуються з експериментальними, отриманими методом тест-проби. При такому пщход|' до оцшювання експонування заощаджуються час i матергали, е можпивють вносити корекгиви при змЫ оптичноТ густинй фотоформи або складност! орипналу.

Для оптим1зацм' складу ФПМ перевфено вплив концентрацп 1 типу фотомщ'|атора на величину експозици. Для цього за формулами (6) 1 (8) визначено Нс для формування найменшого друкуючого еле-мента шириною 0,1 мм. Результати обчислень (рис. 2а) свщчать, що характер змми величини експозици вщ концентрацп фотошщгётора такий самий, як 1 для неекранованого шару ФПМ (рис. 26).

с (моль/л)

а

б

Рис. 2. Залежжсть величини експозици, необхщноУ для формування друкуючого елемента шириною 0,1 мм (a) i пол1меризаци шару ФПМ (б) вщ концентрацм i типу Ф1 в склад! ФПМ, де 1, 2, 3 - lrgacure-651 при товщиш шару ФПМ, вщповщно, 0,075; 0,1; 0,15 см; 1", 2', 3* - Darocure-1173 при аналогией товщиш шару ФПМ

Для досягнення оптимально'!' свптючутливооп", тобто м|'жмаль-ноТ експозицп, величина оптимально'!' концентраци Ф1 повинна змшю-ватись обернено пропорцтно до товщини свптючутливого шару (рис.

3)-

Рис. 3. Залежнють оптимально/ концентраци Ф1 в склад!' ФПМ вщ товщини шару ФПМ або' висоти рельефу, що формуеться, де експериментальн! кривк 1гдасиге-651, Оагосиге-1173; точки, розраховаш за формулою (8): о - 1гдасиге-651, и -Оагосиге-1173

Результати дослщжень свщчать, що при однакових значениях товщини шару величини концентрацм, при яких досягаеться ми-п-мальна експозицп, вщр1зняються для ркзних Ф1, але характер залеж-ност1 залишаеться таким самим. Отже, матерюли неоднаковоТ товщини повинш мютити ргзну юлькгсть Ф1 для одержання оптимально! свплочутливостК Таким чином, оц1нювання оптимально'!' концентраци Ф1 та свптючутливост1 ФПМ без врахування йо.го товщини не мае сенсу.

Даний споаб дозволяе аналогично визначати величину оптимально!' експозицп для формування друкуючого елемента будь-якоТ ширини та фотополшеризац!йноздатного шару довтьноТ товщини ¡, виходячи з ¡нших факторю (економнних, технолопчних), вибирати найбтьш прийнятний тип фотопол1меризац1йноздатноТ системи.

У п'ятому роздш) розглядаються схема вфтуального створен-ня модельного ФПМ, взаемозв'язок м1ж природою компонент та його властивостями, загальна проблематика одержання ФДФ.

Розглянуто модель комп'ютерного синтезу як найпрост'ииого за складом ФПМ. Для цього використано бази даних ФПК, описаж в роздЫ 2, що мютять ¡нформац1ю про властивост1 таких часто вжива-них у ФДФ компонент, як пл1вкоутворююч1 пол1мери, мономери, фо-тошщ1атори, розчинники, а також залежносп, отримаж для визначен-ня сумюносп компонент I для розрахунку концентраци Ф1, необх'щноТ для формування стмкого друкуючого елемента. У цьому випадку ме-хажзм комп'ютерного синтезу ФПК можна подати у вигляд1 схеми (рис. 4).

Програма розрахунку

ф1зико-мехажчних та оптичних парметрю ФПК

Програма розрахунку оптичних та фюико-хЫчних параметр1в

Анал'13 запропонованих вар1анлв компози^й-аналопв _

> I ^

Виб1р плюкоутворюючого полмера та розрахунок його параметра

Вибф мономера або ол1гомера

База даних мономер1в, ол1гомер1в

Виб1р

фотошщ1атора ^

Виб!р ¡нших • компонент композицп У

ОптимюаЦя складу ФПК

База даних фотоЫщга-торш

Програма розрахунку параметров розчинносл пол1мер1в

Програма розрахунку параметр^

РОЗЧИННОСТ1'

мономер1в та ол1гомер1в

База даних модифь куючих дом1шок

Програма

оцшки параметра свгглочутли-восп Ф1

Рис. 4. Схема комп'ютерного синтезу ФПК

Запропоновано схему класифжаци параметр^ та властивостей ФДФ високого друку для формування вимог щодо Тх розробки.

Розроблено граф синтезу ФПК в умовах детермтованого вибо-ру пол1мерноТ компоненти.

Встановлено зв'язок мЬк властивостями ФПК та ТТ типовими компонентами. Виявлено характер взаемозв'язку м1ж стввщношен-нями молярних концентрацш зшиваючих агекпв, плюкоутворюючого пол1мера з його молекулярною масою.

У додатках мютяться кпасифжафя формних матер1ал1в (дода-ток А) \ тексти основних програм ¡нформацшно-пошуковоТ системи (додаток Б).

Висновки

У дисертаци розв'язана актуальне наукове завдання формаль зацм технолопчних процеав створення фотопол1мерних друкарських форм \ розробки нових методт аналл"ичного визначення Тх основних параметр^.

1. Розроблено класифжа^ю ФПК \ структуру вщповщних баз даних на пщстав1 проведено!" систематизаци патентних, лтературних, експериментальних даних ФПК та Тх складових. Створено БД згщ-но ¡з систематизованою ¡нформацюю та ¡нформацмно-пошукову систему керування ними.

2. Проаналкзовано параметр розчиннооп як характеристику сумюно-ст'| ¡нгред'юнт'щ ФДФ. Проведено аналЬ адекватное^ ¡снуючих моделей областей розчинносл пол1мерш за Хансеном. Запропоновано математичж модел1 областей розчинносл для певних титв полмерт, ям апробовано при дослщжены розчинносл полЫжло-вого спирту. Розроблено аналггичний пщхщ до визначення триви-м1рних параметр1в розчинносл певних речовин. Автоматизовано розрахунок параметра розчинносл речовини за ТТ хЫчним складом, наявними типами мЬкмолекулярноТ взаемодм.

3. Дослщжено параметри свпглочутливост1 ФПП, яю мають найбть-ший вплив на формування трапецевидного профтю найменшого друкуючого елемента рельефного зображення форми. Виявлено, що такими параметрами е: Нппр - показник, що визначае енерге-тичы затрата на структурування елементарного шару ФПМ; ц -показник, що характеризуе стушнь послабления енергетичного потоку при проходженж його у ФПМ на глибину 1 см. Розроблено методику оцшювання свгглочутливост1 ФПМ.

4. Дослщжено процес послабления енергетичного потоку при прохо-дженш його кр1зь св1Тлочутливий шар формного матер1алу. Запро-поновано аналггичний cnoci6 визначення ¡нтегрального коефщюн-та послабления енергетичного потоку залежно вщ значень параметра ФПМ. Створено програму в пакеп FoxPro 2.5b для роз-рахунку ¡нтегрального коефщ1ента послабления в залежност1 вщ товщини свппочутливого шару, показника послабления свппа cBi-тлочутливим шаром, ширини найменшого штриха форми.

5. Проанал1зовано залежшсть величини експозицм, необхщнот для полшеризаци шару ФПМ, та величини експозици, потрйноТ для формування стмкого друкуючого елемента форми, вщ концентра-ци та типу Ф1 в склад1 ФПМ. Розроблено метод розрахунку оптимально/ концентрацн Ф1 в склад1 ФПМ, необхщноУ для формування стмкого друкуючого елемента рельефного зображення форми.

ОСНОВНИЙ 3MICT ДИСЕРТАЦП ВИКЛАДЕНИЙ У РОБОТАХ:

1. Базилюк К.Ф., Рум'янцев Ю.М., Лазаренко Е.Т. Моделювання i оптим1зац1я фотопол1меризац1йноздатних матергёлю i технологи одержання з них вторинних фотоформ // Пол1графт i видавнича справа. - Львю: УП1. - 1993. - № 28. - С. 15-17.

2. Шибанов В.В., Базылюк К.Ф., Маршалок И.И., Воронов С.А. Оценка эффективности фотоинициирования радикальной полимеризации // Высокомолекул. соединения, А. - 1993. - Т. 32, № 2. - С.

' 115-118.

3. Базилюк К.Ф. Бази даних для пошуку матер!ал1в ¡з заданими влас-тивостями // Палггра друку. - Львю: УАД. - 1996. - № 3. - С. 22-23.

4. Шибанов В.В., Базилюк К.Ф. Комп'ютерний синтез фотополмери-зацмноздатних матер1ал1в // Пол1графт i видавнича справа. -Льв1в: УАД. - 1997. - № 32. - С. 6-10.

5. Базилюк К.Ф., Шибанов В.В. Математичний пщхщ до визначення розчинност! noniMepiB // Укр. xiM. журн. - 1998. - Т. 64, № 6. -С.135-142. •

6. Базилюк К.Ф., Шибанов В.В. Моделювання розчинносп noniMepiB //' Приджпровський науковий вюник,- 1998. - № 129 (196). - С. 77-85.

7. Базилюк К.Ф. Моделювання тривимфних параметра розчинноси // HayKOBi записки. - Львю: УАД. - 1999. - Вип. 1. - С. 72-74.

8. Шибанов В.В., Базылюк К.Ф., Гладилович М.К. Метод расчета экспозиции для фотополимеризующихся материалов //Журн. науч. и прикл. фотографии. - 1999. - Т.44, № 5. - С. 51-55.

АНОТАЦИ

Базилюк К.Ф. Удосконалення технологмних процессе одержан-ня фотопол1мерних друкарських форм. - Рукопис.

Дисертац1я на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук за спецтльнютю 05.05.01 - машини I процеси пол1граф1чного виробництва - Укра'шська академт друкарства, Льв1в, 2000.

Систематизовано патенты, литературы та експериментальы даш з фотопол1меризац1йноздатних матер1алю (ФПМ) та форм на Тх основа Створено бази даних вщповщно до систематизовано'!' ¡нфор-маци. Розроблено ¡нформацмно-пошукову систему керування ними.

Проанал1зовано параметр розчинност1 як характеристику сумю-ност1 пол1мер1в з розчинниками та пластифкаторами. Запропоновано математичы модел1 областей розчинносл для певних тип1в пол1мер1в, яю апробовано при дослщженш розчинностч полЫнтового спирту.

Розроблено методику оцшювання свптючутливосп ФПМ.

Виявлено параметри свппочутливосп ФПМ, яю мають най-бтьший вплив на формування трапецевидного профтю найменшого друкуючого елемента рельефного зображення форми.

Проанал1зовано залежнють величини експозици, необхщноТ для полмеризацп шару ФПМ I для формування стмкого друкуючого елемента форми, вщ концентрацм та типу фотожМатора у склад1 ФПМ. Розроблено метод розрахунку оптимально!' концентрацм фотошща-тора, необхщноТ для формування стмкого друкуючого елемента.

Ключов1 слова: фотопол1мерна друкарська форма, фотополн меризацшноздатний матер!ал, синтез, модель, розчиннють, свппочу-тливють.

Базылюк К. Ф. Усовершенствование технологических процессов получения фотополимерных печатных форм. - Рукопись.

Диссёртация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 - машины и процессы полиграфического производства - Украинская академия печати, Львов, 2000.

Осуществлен анализ современного положения и тенденций развития компьютерного синтеза материалов и форм из них. Определено, что сегодня не существует единых подходов и методологии синтеза ФПМ. Как и прежде, создание ФПМ нуждается в обработке большого количества экспериментального материала и осуществляется путем "проб и ошибок". Показана актуальность и перспективность дальнейшего усовершенствования процессов синтеза материалов ускоренными компьютерными методами.

Автоматизирован расчет параметра растворимости вещества по его химическому составу, существующим типам межмолекулярного взаимодействия.

Предложен аналитический подход определения трехмерных параметров растворимости веществ. Полученные результаты могут быть использованы для автоматизации процесса выбора пар растворитель-полимер или пластификатор-полимер, а также для прогнозирования совместимости ингредиентов композиций.

Систематизированы патентные, литературные и экспериментальные данные по фотополимеризующимся материалам (ФПМ) и их составляющим. Созданы базы данных согласно систематизированной информации. Разработана информационно-поисковая система управления ими.

Проанализирован параметр растворимости как характеристика совместимости полимеров с растворителями и пластификаторами. Предложены математические модели областей растворимости для некоторых типов полимеров, апробированные при исследовании растворимости поливинилового спирта.

Разработана методика оценки светочувствительности ФПМ. Для этого предложены два показателя: Нпо - усредненная поверхностная плотность энергии облучения определенного спектрального состава, характерного для конкретного источника облучения, при которой достигается наименьшая степень фотохимических преобразований в некотором объеме ФПМ, достаточных для его выявления в условиях вымывания; ц - усредненный интегральный показатель ослабления энергетического потока определенного спектрального состава. Оба показателя определяют с помощью методики сенситометрических исследований, которая базируется на известном методе вымывного рельефа. Эти параметры исходного материала определяют качество фотополимерной печатной формы и скорость ее изготовления.

Определены параметры светочувствительности ФПМ, которые имеют наибольшее влияние на формирование трапециевидного профиля наименьшего печатного элемента рельефного изображения формы.

Проанализирована зависимость величины экспозиции, необходимой для полимеризации слоя ФПМ и для формирования устойчивого печатного элемента формы, от концентрации и типа фотоинициатора в составе ФПМ. Разработан метод расчета оптимальной

концентрации фотоинициатора, необходимой для формирования стойкого печатного элемента.

Ключевые слова: фотополимерная печатная форма, фотопо-лимеризующийся материал, синтез, модель, растворимость, светочувствительность.

Bazylyuk K.F. Refinement of processes of deriving фотополиме-ризующихся of materials for the printed forms. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.05.01 - machine and processes of polygraphic production - Ukrainian Academy of Printing, Lviv, 2000.

The patent, literary and experimental datas on photocured materials and forms from them are systematized. The data bases according to the systematized information are created. The information retrieval control system of indicated data bases is developed.

The parameter of solubility as performance of a compatibility of polymers among themselves and with plastisizers is analysed. The mathematical models of areas of solubility for some types of polymers, апробированые are offered at a research of solubility polyvinyl spirit.

The technique of an estimation of a photosensitivity photocured materials is developed.

The parameters of a photosensitivity photocured materials are defined which have the greatest influence to shaping of the trapezoidal profile least printed element of a relief image.

The assotiation of magnitude of exposure necessary for polymerization of a stratum photocured materials and for shaping of the proof printed element, from concentration and type in- structure photocured materials is analysed. The method of account of optimum concentration of the photoinitiator necessary for shaping of the proof printed element is developed.

Key word: photocured material, photopolymeric printed form, synthesis, model, solubility, photosensitivity.