Brevet FR2735718A1 — publié le 19961227

La présente invention concerne un procédé fabrication de plaques photopolymères destinées à être utilisées comme formes imprimantes dans des techniques d'imprimerie. Classiquement, ce procédé se compose de deux opérations principales I'insolation au travers d'un masque et la gravure dans le solvant. II nécessite la fabrication préalable d'un masque destiné à séparer les éléments qui doivent être polymérisés et les blancs. L'invention vise à mettre au point un procédé de photopolymérisation sélective avec un masque contenant l'information, ou sans masque à l'aide d'écriture directe par laser menée par ordinateur en utilisant des matériaux photosensibles ayant des propriétés bifonctionnelles. Cette photopolymérisation sélective peut être réalisée dans le domaine ultraviolet et/ou visible grâce à l'adjonction dans le matériau photosensible d'un photochrome convenablement choisi. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence aux figures annexées suivantes: - Figure 1 : irradiation d'une plaque à la longueur d'onde k 1, - Figure 2: irradiation à la longueur d'onde 2. - Figure 3: plaque après élimination des zones non-polymérisées sous - Figure 4: spectres d'absorption d'une substance photocolorable. On décrit d'abord une première variante de l'invention à l'aide des figures 1 à 3. Son principe consiste à soumettre une plaque composée d'un support (1) et d'un matériau (2) (un photopolymère en état solide, une résine en état liquide) photosensible (à une photodestruction ou à une photopolymérisation) et contenant un photochrome aux étapes suivantes: 1ère étape: Toute la surface du matériau (2), dans son état initial (A) est soumise à une irradiation de longueur d'onde h I au travers d'un masque (3) (Figure 1). Dans les zones irradiées (4) à la longueur d'onde hl il y a transformation de la molécule (A) en une ou plusieurs autres molécules (B) absorbant la lumière dans une autre zone de spectre visible et/ou ultraviolet, c'est à dire au voisinage d'une autre longueur d'onde 2 distincte de i. Ce déplacement du spectre d'absorption du matériau photosensible (2) est représenté en figure 4 sur laquelle le spectre (Sl) est celui de la substance (A) avant Irradiation à X1 et le spectre (S2) celui de la substance (B) obtenue après irradiation de (A). 2ème étape: On éclaire à présent (Figure 2) la plaque à la longueur d'onde X2, la polymérisation de la résine ne peut avoir lieu que dans les zones (5) non irradiées à k dans l'étape précédente, et à condition que l'absorption à 2 du produit dans les zones (5) soit suffisante. En effet, dans de nombreuses transformations photochimiques de polymérisation, la cinétique de réaction suit une évolution définie à partir d'un seuil de démarrage. Ce seuil est une certaine durée d'irradiation nécessaire pour la consommation d'un certain nombre de substances inhibitrices comme non limitativement l'oxygène, les quinones, les dérivés de l'hydroquinone, etc... Ainsi la polymérisation des zones (5) ne démarre qu'après dépassement de ce seuil de polymérisation, les zones (4) ayant absorbé les radiations de longueur d'onde X1 à l'étape l ont donc eu pour fonction de créer un effet de filtre interne de polymérisation. 3ème étape: On élimine les zones (4) non polymérisées à 2 (voir figure 3) et on obtient la plaque de gravure finale avec les reliefs (5) souhaités accrochés sur leur support (1). La deuxième variante de l'invention comporte les mêmes étapes, sauf que pendant l'étape I I'irradiation est effectuée de façon sélective à l'aide d'un laser. On peut par ailleurs envisager une autre approche du procédé qui au lieu d'utiliser le principe de la photopolymérisation, utilise celui de la photodestruction, on peut l'appliquer dans les deux variantes précédentes : avec ou sans masque. On peut disposer d'une résine contenant une substance photodestructible (A') neutre sur la photopolymérisation (ou sur une photodépolyménsation, selon que l'on a affaire à des résines soit positives soit négatives). Alors (A') absorbe à la longueur d'onde 2. et se dégrade en absorbant par exemple à X1. Les zones non irradiées sont donc fortement absorbantes à 2. entraînant une phototransformation insuffisante et les zones en relief, compte tenu de l'effet de seuil expliqué précédemment. Pour la réalisation pratique, il y a également deux cas possibles : soit la polymérisation est réalisée à X2 et s'effectue dans l'ultraviolet, avantageusement entre 320 et 380 nm, soit au contraire, elle s'effectue dans le domaine visible, par exemple entre 450 et 550 nm. En effet, il est possible en choisissant divers types d'amorceurs photochimiques de réaliser une polymérisation induite par de la lumière à différentes longueurs d'ondes en choisissant convenablement le photochrome du matériau photosensible (2). Ces deux cas de figures peuvent s'appliquer à toutes les variantes énoncées précédemment c'est à dire avec masque, sans masque, pour des matériaux solides ou liquides. Dans le premier cas, correspondant à une phototransformation polymérisante dans l'U.V., les amorceurs photochimiques U.V. sont avantageusement de la famille des cétones, en particulier aromatiques. Ces amorceurs photochimiques sont innombrables et connus par l'homme de l'art. Pour effectuer un changement de spectre d'absorption de la substance A (de X1 à 2). on peut utiliser des photochromes inverses dont la forme stable est la forme colorée. II peut s'agir de composés de la famille des spiropyranes comme l'acide 1,3,3 - trimethylspiro (indoline 2,2' - benzopyran) - 8 - carboxylique, I'acide 1,3,3 - trimethylspiro (indoline 2,2' - benzopyran) - 6' - carboxylique ou du 1,3,3 trimethyl indoline - 6' - nitrobenzopyrilspyran en présence d'acide malonique. II peut s'agir de sels d'oxonol - iodonium qui absorbent dans le visible et dont la photochimie conduit à des substances absorbant l'ultraviolet. Dans le deuxième cas, correspondant à la phototransformation dans le visible, les amorceurs sont plus complexes et correspondent à l'association de colorants de la famille des xanthéniques comme l'éosine avec des amines. Encore une fois, pour des polymérisations radicalaires voire ioniques, la panoplie des amorceurs est bien connue de l'homme de l'art. Dans ces conditions, I'utilisation de photochromes qui se colorent sous irradiation U.V. peut être un exemple de substances utiles dans la présente invention. II peut s'agir de substances des familles des phenyl hydrazines, des o - nitro benzylpyrides, des stilbenes, des spiropyranes, des bis - pyrroles, des bis - imidazols substitués, etc... Les principaux avantages de l'invention sont les suivants: - la fabrication de formes imprimantes par irradiation successive sous deux longueurs d'onde différentes, où la sélectivité d'irradiation pouvant être effectuée, soit à l'aide d'un masque, soit par écriture laser directe et la sélectivité de la polymérisation par la création d'un filtre interne; - I'utilisation de différents types des produits phototransformables, soit positifs, soit négatifs destinés à la fabrication de formes imprimantes; - I'élimination de l'étape de fabrication du masque, dans le cas de l'utilisation de l'écnture directe par laser; ; - la formation photochimique du relief (après l'irradiation à la longueur d'onde hl et avant la gravure dans le solvant) par irradiation à l'aide de lampes, pouvant permettre d'obtenir une qualité de gravure et un temps de fabrication équivalents à ceux du procédé traditionnel. REVENDICATIONS I. Procédé de fabrication par irradiation de plaques photopolymères destinées à être utilisées comme formes imprimantes dans des techniques d'imprimerie, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre une plaque composée d'un support (1) et d'un matériau photosensible (2) contenant au moins un photochrome à au moins deux étapes successives d'irradiation avec deux longueurs d'onde différentes hl et 2. la première Irradiation sélective à X1 ,ayant pour effet de créer dans certaines zones du matériau un déplacement du spectre d'absorption du matériau vers l'autre longueur d'onde 2. la deuxième irradiation à X2 ayant pour effet de créer les éléments du relief par phototransformation. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la phototransformation est une photopolymérisation ou une photodégradation. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les zones sélectionnées par la première irradiation sont sélectionnées par masquage à l'aide d'un masque ou par écriture laser directe. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les longueurs d'ondes k 2 sont choisies dans le domaine visible ou dans l'ultraviolet. 5. Matériau photosensible (2), caractérisé en ce qu'il est conçu pour la fabrication de plaques photopolymères par un procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4 et en ce qu'il contient un photochrome et un amorceur photochimique. 6. Matériau selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau est un photopolymère à l'état solide ou une résine en état liquide. 7. Dispositif de fabrication de plaques photopolymères pour utilisation dans l'imprimerie, caractérisé en ce qu'il est conçu pour la mise en oeuvre du procédé.