可變平版印刷方法
【專利摘要】本發明提供了一種可變平版印刷方法，其包括將剝離劑吸收入成像構件中、通過從成像構件表面上的選定位置蒸發所述剝離劑而形成潛像、使所述潛像顯影，以及將經顯影的圖像轉印至接收基材。所述剝離劑擴散通過成像構件表面。
【專利說明】可變平版印刷方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及如本文所述的成像構件。所述成像構件適合用于多種打印和印刷方法和系統，如膠版印刷中。也公開了制造和使用這種成像構件的方法。
【背景技術】
[0002]平版膠印是如今的一種常見印刷方法。(為了此目的，術語“印刷”和“打印”可互換。)在典型的平板印刷過程中，印刷板(其可為平板、柱表面或帶等)形成為具有由疏水性/親油性材料形成的“圖像區域”和由親水性/疏油性材料形成的“非圖像區域”。圖像區域對應于由印刷或打印材料(如油墨)占據的最終印刷物(即目標基材)上的區域，而非圖像區域對應于未由所述打印材料占據的最終印刷物上的區域。親水性區域接受通常稱為潤濕流體或潤版溶液或剝離劑(其通常由水和少量的醇以及其他添加劑和/或用以降低表面張力的表面活性劑組成)的水基流體，并易于被所述水基流體潤濕。疏水性區域拒斥剝離劑并接受油墨，而在親水性區域上形成的剝離劑形成用于排斥油墨的流體“剝離層”。因此，印刷板的親水性區域對應于最終印刷物的未印刷區域或“非圖像區域”。
[0003]油墨可直接轉印至目標基材(如紙張)，或者可施用至中間表面，如膠版印刷系統中的膠版(橡皮布)滾筒。膠版滾筒覆蓋有具有可與目標基材的紋理適形的表面的適形涂層或套筒，所述目標基材可具有比成像板的表面峰谷深度略大的表面峰谷深度。而且，膠版橡皮布滾筒的表面粗糙度有助于將印刷材料的更均勻的層傳遞至不含缺陷(如斑點)的目標基材。使用足夠的壓力將圖像從膠版滾筒轉印至目標基材。在膠版滾筒與壓印滾筒之間擠壓目標基材而提供所述壓力。
[0004]典型的平版和膠版印刷技術使用永久圖案化的板，因此僅當印刷大量相同圖像的副本(如雜志、報紙等)時(即長的印數)才是有用的。然而，在不取出并替換印刷滾筒和/或成像板的情況下，它們不允許在頁與頁之間產生和印刷新的圖案(即，所述技術無法適應真正的高速可變數據印刷，在高速可變數據印刷中，圖像在壓印與壓印之間變化，例如如同數字印刷系統的情況)。此外，永久圖案化的成像板或滾筒的成本隨著復制份數而被攤銷(am ortized)。因此，與來自數字印刷系統的印刷物截然相反，相比于相同圖像的更長印數，相同圖案的較短印數的每個印本的成本更高。
[0005]因此，已開發稱為可變數據平版印刷的平版印刷技術，其使用最初均勻涂布有剝離劑層的非圖案化的可重復成像的表面。剝離劑的區域通過暴露于聚焦的輻射源(例如激光光源)而去除，以形成腔(pocket)。由此在非圖案化的可重復成像的表面上形成剝離劑中的暫時圖案。施用于其上的油墨保留在通過去除剝離劑而形成的腔中。然后使經涂墨的表面與基材接觸，且油墨從剝離劑層中的腔中轉印至基材。然后可去除剝離劑，將剝離劑的新的均勻層施用至可重復成像的表面，并且重復所述過程。
[0006]在典型的可變數據平版印刷中，剝離劑(即潤濕流體、潤版溶液)構造為停留在可重復成像的表面的頂部上。通過去除剝離劑而形成的腔的邊緣和/或轉角往往被保持在表面上的流體再成形，因為流體的表面張力導致流體潛移至腔中。因此，圖像分辨率和圖像保真度降低。
[0007]希望確定適合用于在具有提高的分辨率和保真度的可變數據平版印刷中的成像構件的替代材料和方法。
【發明內容】
[0008]在各個實施例中公開了用于可變平版印刷的方法，其包括:將剝離劑吸收入包括成像構件表面的成像構件中；通過從所述成像構件表面的選定位置蒸發所述剝離劑以形成疏水性非圖像區域和親水性圖像區域，從而形成潛像；通過將油墨組合物施用至親水性圖像區域而使潛像顯影，以形成經顯影的圖像；以及將所述經顯影的圖像轉印至接收基材。
[0009]經吸收的剝離劑通常擴散至所述成像構件表面，以增強轉印。
[0010]所述剝離劑可為揮發性硅氧烷液體，如八甲基環四硅氧烷(D4)、十甲基環五硅氧烷(D5)、六甲基二硅氧烷(0S10)或八甲基三硅氧烷(0S20)。
[0011 ] 所述蒸發可通過激光加熱，快速加熱或接觸加熱而進行。
[0012]所述成像構件可為泡沫或海綿。所述泡沫或海綿可包含彈性體材料和分散于所述彈性體材料中的輻射吸收填料。所述輻射吸收填料可為炭黑。所述彈性體材料可包括硅橡膠。
[0013]當轉印潛像時，接收基材可以以大于約I米/秒，或大于約2米/秒的速率移動。
[0014]也公開了用于可變平版印刷的方法，其包括:將硅氧烷液體剝離劑吸收入包括多孔成像構件表面的成像構件中；通過從所述成像構件表面的選定位置蒸發所述剝離劑以形成疏水性非圖像區域和親水性圖像區域，從而形成潛像；通過將油墨組合物施用至親水性圖像區域而使潛像顯影；以及將所述經顯影的潛像轉印至接收基材；其中經吸收的剝離劑擴散至所述成像構件表面以增強轉印。
[0015]也公開了一種成像構件，其包括:基材；以及設置于所述基材上的表面層，其中所述表面層為多孔的。
[0016]也公開了包括這種成像構件的用于可變平版印刷的裝置。
[0017]在下文更特別地描述本公開的這些和其他非限制性的方面和/或目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1示出了可用于進行本公開的方法的可變平版印刷裝置。
[0019]圖2示出了本公開的一個示例性的可變平版印刷方法。
[0020]圖3為在圖2所示的方法中所用的成像構件的圖示。
[0021]圖4包括根據本公開的一個示例性實施例在接收基材上形成的圖像的9個圖片。【具體實施方式】
[0022]術語“室溫”指25 °C。
[0023]與量相連使用的修飾語“約”包括所述的值，并具有上下文所述的含義(例如，其至少包括與特定量的測量相關的誤差程度)。當用于具體的值時，其也應該被認為是公開了所述值。例如，術語“約2”也公開了值“2”，且范圍“約2至約4”也公開了范圍“2至4”。
[0024]圖1示出了一種其中可使用本公開的成像構件的用于可變平版印刷的系統。系統10包括成像構件12。成像構件包括基材22和可重復成像的表面層20。表面層為成像構件的最外層，即距離基材最遠的成像構件的層。如本文所示，基材22為圓柱體形狀，然而，所述基材也可為帶的形式等。應注意，相比于基材，所述表面層通常為不同的材料，因為它們用于不同的功能。
[0025]在所示的實施例中，成像構件12逆時針旋轉，并以干凈表面起始。在第一位置處設置剝離劑子系統30，所述剝離劑子系統30將剝離劑32提供至成像構件12的表面層20。剝離劑32被吸收入成像構件12中。
[0026]可使用傳感器34 (如原位非接觸式激光光澤度傳感器或激光對比度傳感器)來確定剝離劑層的均勻性。這種傳感器可用于使剝離劑子系統30自動化。
[0027]在光刻成像子系統36處，將剝離劑層暴露于能源(例如激光器)，所述能源將能量選擇性地施用至層的部分，以逐個圖像地蒸發剝離劑，并產生希望印刷于接收基材上的油墨圖像的“負”潛像。在需要油墨之處產生圖像區域，并且在剝離劑保留之處產生非圖像區域。任選的氣刀44也在此處顯示為控制表面層20上的氣流，以為了保持清潔干燥空氣供應、受控空氣溫度，并在涂墨之前降低粉塵污染的目的。接著，使用墨輥子系統46將油墨組合物施用至成像構件。墨輥子系統46可由“無鍵”系統組成，所述“無鍵”系統使用網紋輥以將膠印油墨組合物計量至一個或多個成型輥46A、46B。將油墨組合物施用至圖像區域以形成油墨圖像。
[0028]流變學控制子系統50部分固化或黏著油墨圖像。該固化源可例如為紫外發光二極管(UV-LED)52，所述紫外發光二極管52可根據需要使用光學器件54進行聚焦。增加內聚力和粘度的另一方式利用油墨組合物的冷卻。這可例如通過如下方式實現:在已施用油墨組合物之后但在將油墨組合物轉印至最終基材之前，從噴射器58將冷空氣鼓風至可重復成像的表面上。或者，可靠近墨輥子系統46使用加熱元件59以保持第一溫度，可使用冷卻元件57以保持靠近輥隙16的冷卻器第二溫度。
[0029]然后在轉印子系統70處，將油墨圖像轉印至目標或接收基材14。這通過將記錄介質或接收基材14(如紙張)經過加壓輥18與成像構件12之間的輥隙16而實現。
[0030]最后，成像構件應該清潔掉任何殘余油墨。該殘余物的大多數可使用具有足夠氣流的氣刀77而容易地快速去除。任何剩余油墨的去除可在清潔子系統72處完成。
[0031]在常規膠版印刷中，潤版溶液沉積于成像構件上，并作為層保留在成像構件表面上。再次，由于剝離劑的流體性質，在去除剝離劑之后，流體的表面張力往往使非圖像區域的邊緣/轉角再成形。因此，圖像分辨率和圖像保真度降低。本公開的成像構件的不同之處在于，潤版溶液(亦稱為剝離劑)被成像構件吸收而不是停留在成像構件表面上。由于潤版溶液的邊緣的移動被顯著降低，因此可使用本發明的成像構件來改進邊緣銳度。
[0032]圖2為通常示出了本公開的一個示例性的可變平版印刷方法200的流程圖。提供成像構件210。用剝離劑裝載成像構件220，且剝離劑被吸收入成像構件中。接著，從成像構件表面選擇性地去除剝離劑230，盡管應注意剝離劑在表面下或在成像構件內，而不是在成像構件表面上。將油墨施用至成像構件表面上240。油墨的施用形成經顯影的圖像250。然后將經顯影的圖像轉印至接收基材260。
[0033]圖3示出了裝置的各個組件以及在印刷過程中各個組件的相互作用。首先，如步驟210可以看出，提供成像構件12。成像構件12通常可具有任何合適的形狀。在一些實施例中，成像構件為平板。在其他實施例中，成像構件為滾筒或帶。
[0034]成像構件包括表面層和基材。圖3中僅顯不表面層。表面層包括表面13,油墨將沉積于所述表面13上。表面層和基材可由相同或不同的材料形成。表面層構造為能夠吸收剝離劑。例如，表面層可為泡沫或海綿。所述泡沫或海綿可包含彈性體材料和輻射吸收填料。在一些實施例中，填料為炭黑。
[0035]在一些實施例中，形成表面層的彈性體材料可為多孔材料，所述多孔材料具有在不存在剝離劑下由空氣填充的空隙/孔隙。孔徑(以直徑計)可通常為大約I微米或更小，以獲得良好的圖像分辨率。成像構件可通過毛細管作用而吸收剝離劑，并且當經受壓力時釋放流體。希望成像構件能夠吸收超過10重量％的剝離劑。
[0036]在一些其他實施例中，成像構件為通過溶脹而吸收剝離劑的非多孔聚合物彈性體。剝離劑的分子固有地能夠滲透彈性體，它們可充分克服彈性體分子之間的內聚力而能夠將彈性體分子彼此分離。如果特定的剝離劑-彈性體親合力較高，則可能發生聚合物彈性體被剝離劑逐漸顯著溶脹。在本申請中，兩種優選的聚合物彈性體為硅橡膠和氟硅橡膠。硅油可與硅橡膠相容，且它們可形成良好的剝離劑-成像構件對/組。類似地，氟硅油和氟硅橡膠也形成可相容的材料對。然而，例如，硅橡膠和氟硅油通常不彼此相容。
[0037]術語“硅氧烷”是本領域公知的，并指具有由硅原子和氧原子形成的主鏈和含有碳原子和氫原子的側鏈的聚有機硅氧烷。為了本申請的目的，術語“硅氧烷”也應理解為排除含有氟原子的硅氧烷，而術語“氟硅氧烷”用于涵蓋含有氟原子的硅氧烷類。其他原子可存在于硅橡膠中，例如，在交聯過程中用于將硅氧烷鏈連接在一起的胺基中的氮原子。聚有機硅氧烷的側鏈也可為烷基或芳基。
[0038]本文所用的術語“烷基”指完全由碳原子和氫原子組成的完全飽和的基團。烷基可為直鏈的、支鏈的或環狀的。直鏈烷基通常具有式_CnH2n+1。
[0039]術語“芳基”指完全由碳原子和氫原子組成的芳族基團。當芳基與碳原子的數值范圍相連描述時，其不應被解釋為包括取代的芳族基團。例如，表述“含有6至10個碳原子的芳基”應解釋為僅僅指苯基出個碳原子)或萘基(10個碳原子)，不應被解釋為包括甲基苯基(7個碳原子)。
[0040]合意地，硅橡膠可流動涂布，這允許表面層的簡單制造。另外，硅橡膠可室溫硫化，或者換言之，使用鉬催化劑用于固化。在特定實施例中，硅橡膠為含有允許加成交聯的官能團的聚(二甲基硅氧烷)。
[0041]接著，在圖3的步驟220處，用剝離劑32裝載成像構件12。如果成像構件由硅橡膠制得，則剝離劑可為揮發性硅油。在一些這種實施例中，揮發性硅油為八甲基環四硅氧烷(D4)、十甲基環五硅氧烷(D5)、六甲基二硅氧烷(0S10)或八甲基三硅氧烷。
[0042]在裝載之后，剝離劑的經吸收的部分存在于成像構件內，而剝離劑的表面部分分布于成像構件的表面13。再次，剝離劑通常被吸收于成像構件內，而不是完全位于成像構件表面。少量經施用的剝離劑可存在于表面上，但本公開的方法通常預期剝離劑完全包含于成像構件內，即在成像構件表面以下。
[0043]然后，在圖3的步驟230處，通過在成像構件的表面13選擇性地蒸發剝離劑以形成非圖像區域和圖像區域，從而形成潛像。這在這里由圖像區域37示出，在圖像區域37處剝離劑已蒸發。剝離劑32仍然存在于成像構件表面的其他區域中，以形成非圖像區域39。在一些實施例中，選擇性蒸發經由激光加熱、快速加熱或接觸加熱進行或協助。
[0044]在圖3的步驟240中，將油墨組合物47施用至成像構件表面。油墨組合物選擇性地潤濕不含剝離劑的圖像區域37。換言之，經顯影的圖像在剝離劑32蒸發之處的成像構件表面的部分上形成。由于剝離劑的存在，油墨組合物具有低的對成像表面的粘附力，因此不會粘著至成像構件表面。步驟240顯示施用至圖像區域37和非圖像區域39的油墨組合物。步驟250顯示成像構件后涂墨。由于油墨與非圖像區域39不相容，因此油墨不保留。油墨47僅存在于圖像區域37上。
[0045]如果需要，則可部分固化經顯影的圖像，以優化其內聚力(即粘著性)以用于轉印。
[0046]最后，在圖3的步驟260中，隨后將經顯影的圖像轉印至接收基材。盡管剝離劑蒸發以形成圖像區域37，但成像構件中的剩余的經吸收的剝離劑將擴散或遷移通過以“填補”圖像區域37。然而，這在轉印步驟260中是希望的。由于油墨組合物47和剝離劑32為可溶混的，因此可認為擴散的剝離劑填充圖像區域，并拒斥油墨組合物遠離成像構件的表面13。這增加了從成像構件12轉印至接收基材的油墨47的量和/或油墨47的轉印速率。然后可固化接收基材的表面上的經轉印的圖像(未顯示)。
[0047]在此時，成像構件可再次開始成像循環。在將圖像轉印至接收基材之后，可使用剝離劑恢復用過的成像構件。換言之，成像構件可從步驟260移至步驟220。
[0048]在其他實施例中，在重新裝載之前，成像構件包括足夠的剩余剝離劑以用于多個循環。在這種這些實施例中，不進行步驟210和220。相反，在重新裝載步驟220之前，可進行步驟230、240、250和260的多個循環。循環數可為2至約100，包括約2至約10。預期剝離劑擴散通過成像構件表面，以通過使表面上和成像構件內的剝離劑濃度均勻化而消除任何潛在的來自之前循環的重影效應，從而“清洗”裝置。
[0049]由于剝離劑被吸收于不可燃固體成像構件內部，因此具有較低沸點和/或閃點的剝離劑可用于本公開的方法。這些剝離劑允許激光器使用更少的能量以用于蒸發。
[0050]相比于其他方法，在本公開的整個方法中在成像構件表面上的自由流體的水平可得以降低。因此，可極大降低由于輥隙處流體的水力流動而導致的圖像劣化。因此，可降低后抽效應(pull-back effect)。此外，在成像過程中可使用更強的真空以防止蒸氣再沉積。
[0051]剝離劑可為揮發性硅氧烷液體。在一些實施例中，揮發性硅氧烷液體為具有式
(II)的結構的直鏈硅氧烷:
[0052]
【權利要求】
1.一種用于可變平版印刷的方法，其包括: 將剝離劑吸收到包括成像構件表面的成像構件中； 通過從所述成像構件表面的選定位置蒸發所述剝離劑以形成疏水性非圖像區域和親水性圖像區域，從而形成潛像； 通過將油墨組合物施用至所述親水性圖像區域而使所述潛像顯影，以形成經顯影的圖像；以及 將所述經顯影的圖像轉印至接收基材。
2.根據權利要求1所述的方法，其中經吸收的剝離劑擴散至所述成像構件表面以增強轉印。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述剝離劑為揮發性硅氧烷液體。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述揮發性硅氧烷液體為八甲基環四硅氧烷(D4)、十甲基環五硅氧烷(D5)、六甲基二硅氧烷(OSlO)或八甲基三硅氧烷(0S20)。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述蒸發通過激光加熱、快速加熱或接觸加熱進行。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述成像構件為泡沫或海綿。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述泡沫或海綿包含彈性體材料和分散于所述彈性體材料中的輻射吸收填料。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述輻射吸收填料為炭黑。
9.根據權利要求7所述的方法，其中所述彈性體材料包括硅橡膠。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述成像構件包含彈性體材料和分散于所述彈性體材料中的輻射吸收填料。
【文檔編號】B41N3/08GK103660666SQ201310351853
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月13日 優先權日:2012年8月31日
【發明者】C-H·劉 申請人:施樂公司