光敏印刷套管熱處理的方法

專利名稱：光敏印刷套管熱處理的方法
技術領域：
本發明涉及光敏印刷套管熱處理的改進方法，此方法將浮雕變化減至最少并改進圖像保真度。
背景技術：
柔性版印刷術是通常使用于大規模操作的印刷的方法。采用柔性版印刷術用于在各種基體上，例如紙、卡紙板料、波紋紙板、薄膜、箔和迭層上印刷。報紙和食品雜貨業袋是顯著實例。粗糙表面和拉伸膜可以僅通過柔性版印刷術經濟地印刷。柔性版印刷術的印刷版是具有圖像元素的凸起在敞開區域上方的浮雕版。主要基于其耐久性及容易制造，此類版提供許多優點給印刷業者。
雖然光聚合物印刷組件一般以“平坦”片板形式而使用，但是以連續圓筒形形式使用印刷組件具有特別的適用和優點，例如連續圓雕(CITR)光聚合物套管。CITR光聚合物套管增加數字成像、精確配準、快速安裝等的優點，且無版上升至柔性版過程。CITR套管應用在連續設計的柔性版方面，例如在壁紙、裝飾和包裝禮物紙方面，及其它連續設計例如桌布等方面。在印刷質量方面，CITR套管使柔性版能與照相凹版印刷法和平版印刷法相比更具競爭性。
一種典型的如制造商所生產的柔性印刷版，其是順序地由背材或支持層、一個或多個未被曝光的光可聚合層、保護層或滑膜及覆蓋片構成的多層物件。一種典型CITR光聚合物套管通常包括套管承載器(支持層)及在支持層的頂上的至少一層未被曝光的光可固化層。
為了更快速將版裝入印刷機，極其需要去除在柔性版預壓印刷工業中浮雕圖像顯像時對印刷組件進行化學處理的需要。處理方法已經發展，因此，就可使用熱和固化與未固化光聚合物間不同的熔化溫度來制備光聚合物印刷版以顯像潛圖像。此方法的基本參數從下列各專利文獻中可知美國第5,279,697、5,175,072和3,264,103號專利；公開的美國第2003/0180655和2003/0211423號專利申請，WO01/88615，WO01/18604及歐洲專利1239329，在此將每一個上述專利文獻的教導引入以供參考。這些方法允許免除使用顯像溶劑及為了移除溶劑的需要的冗長的版干燥時間。該方法的速度和效率允許用于制造用于印刷報紙和其它出版物的柔性版，其中，快速周轉時間和高生產率比較重要。
該光聚合物層允許制造所需要的圖像且提供印刷(表)面。通常所使用的光聚合物含有粘合劑、單體、光引發劑及其它性能添加劑。光聚合物的組成致使固化與未固化聚合物之間的熔化溫度存在較大差別。精確地說就是此差別允許當加熱時在光聚合物中產生圖像。未固化的光聚合物(即未與光化輻射接觸的光聚合物的部分)會熔化或大體上軟化而固化的光聚合物在所選擇的溫度下將仍然是固體且完整。因此，熔化溫度的差別允許將未固化的光聚合物選擇性移除以產生圖像。
然后，將印刷組件選擇性曝光至光化輻射下。優選地，將光聚合物層用光化輻射(大體上)不透明層覆蓋，其對激光燒蝕也敏感。然后使用激光來燒蝕所選擇的光化輻射不透明層的區域產生一個原地負片，然后將印刷組件通過該原地負片泛曝光。
一旦將印刷組件的光聚合物層在選擇性光化輻射下曝光，則可加熱使其顯像。這樣，通常將印刷組件加熱到至少大約70℃。準確溫度將基于被使用的特殊光聚合物的性質。然而，在決定顯像溫度時，應考慮兩個主要因素1.優選地將顯像溫度設定在低端的未固化光聚合物的熔化溫度與高端的固化光聚合物的熔化溫度之間。此設定可允許選擇性移除光聚合物，以產生圖像。
2.顯像溫度越高，處理時間將越快。然而，顯像溫度不應高到超過固化的光聚合物的熔化溫度或高到可能降解固化的光聚合物。該溫度應足夠熔化或大體上軟化未固化的光聚合物，以允許移除它。
一旦將受熱的印刷組件顯像，則可熔化或移除未固化的光聚合物。大多數例子中，使受熱的印刷組件與能吸收或否則移除軟化或熔化的未固化光聚合物的材料接觸。此種移除過程通常稱為“沾吸作用(blotting)”。沾吸作用典型使用絲網或一種吸收劑織物來實現。使用紡織或非紡織織物且該織物可能是以聚合物為基礎或紙，只要該織物能承受所涉及的操作溫度。大多數例子中，沾吸作用使用輥來實現使該材料與受熱的印刷版組件接觸。
Martens的美國第5,175,072號專利，本文結合其全部主題入以供參考，其中描述了通過使用吸收劑片狀材料來移除光聚合物的未固化部分。將未固化光聚合物層通過傳導、對流或其它加熱方法加熱至足以產生熔化的溫度。通過保持吸收劑片狀材料與光可固化層的或多或少密切接觸，未固化光聚合物從光聚合物層轉移至吸收劑片狀材料。當仍在加熱的情況下，使該吸收劑片狀材料與支持層接觸的已固化光聚合物層分離，而顯現浮雕構造。冷卻后，可將所產生的柔性印刷版安裝在印刷版圓筒上。
在完成沾吸作用過程時，優選地將印刷版組件后曝光于相同機器中的另外光化輻射下，冷卻然后備用。
使用加熱輥用于吸除未固化的光聚合物的目前的熱顯像裝置典型地僅使用一個具有與版大致相同寬度的加熱輥。這樣就增加了制造不同尺寸的印刷組件的困難。另外，當試圖制造較大的沾吸機器來容納較大的印刷組件時，另外的問題將可能發生。
目前沾吸方法的另外的問題是巨大的力(大概100磅/線性英寸)必須通過加熱輥施加來強制沾吸材料進入印刷組件上的圖像中。此巨大的力可能致使加熱輥彎曲，導致一個不平坦底面。而且，為有效移除未固化的光聚合物，加熱和沾吸過程必須時常重復數次。
另外，對于熱產生的版的商業化的最大沒落是浮雕變化。由于該項事實即并非所有的未固化樹脂可能獲得處理，實際上，移除的樹脂的數量可能受方法中各種狀況所影響。例如，被處理的圖像的類型可影響浮雕耐受度，例如組合樣本，其中絲網和固體兩者都存在于相同圖像內。其次，在熱處理器中實際設立的情況，例如循環的次數和處理溫度能以不均勻方式影響未固化的樹脂的移除。通過熱處理移除樹脂，是一種非常依賴經驗的輸出，且最終基于用戶的真實需要。因此，極有可能的是最后過程將導致在版上殘留未固化的樹脂，其在后曝光步驟期間可變成固化。
熱處理版另外復雜的問題是制造無縫光聚合物套管的傳統方法可能本來就產生底面變化。雖然經熱處理的平版通過熱處理表明可能具有底面不一致，但是此類版的真實底面實際上非常均勻。此均勻性可通過在以溶劑為基礎的顯像系統中簡單處理該版來證實。然而，對于印刷套管，現有的曝光技術受不能將套管曝光通過套管承載器的背面所限制，其最終導致固有的底面變化。此固有的變化可能通過熱過程本身而更進一步復雜化，其形成去除套管制造方法中此種缺陷改進方法的需要。
因此，本發明涉及制造光敏印刷組件的改進方法，此方法能將浮雕變化減至最少并改進圖像保真度。通過設置一完全固化層在圖像層下面，可適當處理套管不須擔心底面變更或損失圖像保真度。
而且，曝光、顯像和后曝光/去粘(detack)等步驟傳統上在分開的裝置中進行。此方式需要另外的時間來傳輸印刷組件自曝光裝置至顯像裝置且由于處理印刷組件的結果，可能影響成品版的質量。因此，為了改進最后產物的質量和精確性，可能需要在相同裝置中實現曝光、顯像和后曝光/去粘等步驟。

發明內容
本發明的一個目的是將光敏印刷套管的底面層中的浮雕變化減至最少。
本發明的另外目的在改進印刷表面上的圖像保真度。
因此，本發明涉及制造光敏印刷組件的改進方法，其能將浮雕變化減至最少并改進像保真度，以及關于由本發明的方法所制造的改進的圓筒形光敏印刷組件，可將其熱顯像。
優選的具體實施例中，本發明的改進方法包括a)在可施轉的圓筒形支座上設置光敏印刷組件，該光敏印刷組件包括i)支持層；ii)該支持層上的第一層光可固化材料，將該第一層光可固化材料預固化；iii)沉積在第一層光可固化材料上的至少第二層光可固化材料；及iv)掩蔽層在至少第二層光可固化材料的頂上，其允許選擇性聚合該至少第二層光可固化材料；b)通過燒蝕掩蔽層以在至少第二層光可固化材料的表面上產生需要的圖像的圖案，使該至少第二層光可固化材料成像；c)通過掩蔽層將該第二層光可固化材料在一個或多個光化輻射源下曝光，以交聯并固化未被掩蔽層覆蓋的第二層光可固化材料的部分；d)熔化或軟化光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯的聚合物；e)致使光敏印刷組件的成像和曝光表面與至少一個輥之間接觸；及f)抵著至少一部分的光敏印刷組件的成像和曝光表面旋轉至少一個輥，從光敏印刷組件的成像和曝光表面，移除已經熔化或軟化的未交聯的光聚合物。


圖1描述通過本發明的方法所制造的典型圓筒形印刷組件。
圖2描述用于本發明的方法的熱顯像裝置的一個實施例。
圖3描述用于本發明的方法的熱顯像裝置的不同視圖并顯示穿越圓筒形印刷組件的長度的加熱輥的移動。
圖4描述用于本發明的方法的熱顯像裝置的另一個實施例，其中使用相對的頭部來改進提高成像速度和消除輥彎曲及機器剛性設計等問題。
圖5描述用于本發明的方法的一個實施例，其中曝光和顯像等步驟同時在相同裝置上完成。
圖6描述用于本發明方法的另一個實施例，其中組合的曝光和顯像裝置還包括去粘和后固化印刷組件的裝置。
具體實施例方式
本發明涉及熱處理光敏印刷套管的改進方法，此方法能將浮雕變化減至最少并改進圖像保真度。本發明的方法在使用至少一個輥從光敏印刷組件的成像表面移除未交聯聚合物之前，將光敏印刷套管的底面層預固化。
通過使用傳統的泛曝光技術進行預固化第一層，最后印刷組件的底面層從一端到另一端更為均勻。其結果是，印刷組件的圖像保真度更純，在穿越套管的圖像區域中只有極少數不一致。另外，由于預固化第一層，最后底面層通常較不具粘性，減少在印刷和儲存過程期間聚集油墨、棉絨和碎屑的趨勢。該預固化的底面也在成品印刷組件中提供顯著美學優點，提供穿越過底面表面的光滑質地，正如與時常與熱處理的印刷組件聯合的粗糙表面相反，這樣的外觀在套管檢查期間使其較清楚，從而改進客戶質量控制其過程的能力。最后，預固化的底面給最終用戶提供對于其處理能力的理想極限，換句話說，在完成處理后，無未固化的材料殘留。這較為重要，因為被留下未處理的未固化材料可能對于增加印刷組件底面中的粘性有用，或由于上述的光均勻發出而降低圖像的保真度。
在優選實施例中，直接在熱顯像步驟中移除未交聯聚合物之前，將光敏印刷組件選擇性曝光于光化輻射下來選擇性交聯和固化光敏印刷組件的所選擇(即成像)的部分。
該方法通常包括下列步驟a)在可旋轉的圓筒形支座上設置光敏印刷組件，該光敏印刷組件包括i)支持層；ii)該支持層上的第一層光可固化材料，將該第一層光可固化材料預固化；iii)沉積在第一層光可固化材料上的至少第二層光可固化材料；及iv)在至少第二層光可固化材料的頂上的掩蔽層，其允許選擇性聚合該至少第二層光可固化材料；b)通過燒蝕掩蔽層來在至少第二層光可固化材料的表面上產生所需要像的圖案，使該至少第二層光可固化材料成像；c)通過掩蔽層將第二層光可固化材料曝光到一個或多個光化輻射源下，來交聯并固化未被掩蔽層覆蓋的第二層光可固化材料的部分；d)熔化或軟化光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯的聚合物；e)致使光敏印刷組件的成像和曝光表面與至少一個輥之間接觸；及f)抵著至少一部分的光敏印刷組件的成像和曝光表面旋轉至少一個輥，從光敏印刷組件的成像和曝光表面移除已經熔化或軟化的未交聯的光聚合物。
至少一個輥可能以螺旋或逐步方式穿越過圓筒形光敏印刷組件的長度。在優選實施例中，至少一個輥橫過光敏印刷組件的長度一次或多次直到將所有的未交聯的聚合物從光敏印刷組件的成像表面上移除為止。也可將輥偏斜成一角度以使其轉動軸線不與光敏印刷組件的轉動軸線平行，且可橫穿光敏印刷組件的轉動軸線。
在本發明的一個實施例中，通過加熱與該光敏印刷組件的成像和曝光表面接觸的至少一個輥，將光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯光聚合物熔化或軟化。
在本發明的另一個實施例中，通過將加熱器設置鄰近于光敏印刷組件的成像和曝光表面來將光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯光聚合物軟化或熔化設置，以便隨后通過至少一輥而移除光敏印刷組件的成像和曝光表面上的軟化或熔化的未交聯光聚合物。加熱輥和紅外線加熱器可以共同使用以利于另外移除未交聯光聚合物，如果使用，將至少一個加熱輥典型地保持在低端的未固化的光聚合物的熔化溫度與高端的固化光聚合物的熔化溫度之間。此方式可允許選擇性移除光聚合物以產生圖像。優選地，將至少一個加熱輥保持在大約350至大約450的溫度下。
如上所討論，在優選實施例中，一個或多個光化輻射源是一個或多個UV光。如果需要，該光源可包括濾光器來防止印刷組件被過度加熱。
在另一個實施例中，本發明涉及一種改進的組合曝光和顯像裝置和使用該裝置將光敏浮雕像印刷版在光化輻射下曝光以選擇性固化，即交聯在成像步驟期間所顯露的光聚合物層部分的方法，和在用于制造該光敏浮雕像印刷組件的過程期間熱顯像光敏印刷版，以從光敏印刷組件的成像和曝光表面來移除未交聯的聚合物。
一種光敏印刷組件典型地從光可固化的印刷坯件產生，即通過使該光可固化的印刷坯件成像而產生浮雕圖像在印刷組件的表面上。此制法通常通過在光化輻射下選擇性曝光該光可固化材料來實現，此曝光用來硬化或交聯照射區域中的光可固化材料。
具有整體可成像的印刷表面的空心圓筒形印刷套管1包括下列組件1.由高強度聚合物樹脂制成的空心圓筒形支持層10，其可以選擇地用纖維強化；2.選擇地，一層可壓縮材料12；3.包括光可聚合的彈性材料的第一光可固化層14(底面層)；4.一個或多個第二光可固化層16(可成像層)；及5.掩蔽層18，其吸收一些波長的輻射，該掩蔽層用于聚合光可固化材料，但是該掩蔽層可通過激光燒蝕或其它相當設備選擇性移除。
該空心圓筒形支持層10可利用適用于制造印刷套管的傳統材料和方法來制造。優選地，該支持層10從具有纖維狀材料的加強的聚合物樹脂來制造，以使支持層10具有無縫表面。該纖維狀材料可含有玻璃纖維、碳、金屬、陶瓷、芳族聚酰胺或能增加支持層10的穩定性、硬度和剛性的任何其它合成的長纖維，而支持層10的纖維狀材料含量優選地為重量的大約20％到大約70％。
用于制造支持層10的優選樹脂包括聚酯樹脂、酚醛樹脂和環氧樹脂，但以環氧樹脂為最佳。優選地，支持層10大體上均勻透明或半透明以使可將光化輻射傳輸通過支持層10的內表面直到第二層的光可固化的材料層16。如果支持層10大體上是均勻透明或半透明，那么，優選地不使用分開的可壓縮層12且第一層光可固化材料14與第二層光可固化材料16可能相同，而光可固化材料14由反向曝光通過支持層10而形成。產生均勻透明或半透明支持層10的一種方法是通過使用不含纖維狀材料的相對透明的樹脂。
制造支持層10的一種方法是環繞旋轉心軸連續或重復涂覆各層的所選擇樹脂和纖維材料，此心軸具有空心圓筒內部所需要的直徑。施加樹脂和纖維狀材料的連續層直到基層10的壁的厚度略超過所需要的壁的厚度。此時，將樹脂使用熱、光化輻射和/或輻射能來固化。然后將支持層10與心軸分離。然后將支持層10的外直徑沙磨、研磨或用其它方法機械加工至適當尺寸。替代的制造方法可以是直接擠壓樹脂和纖維狀材料以形成所需要的空心圓筒。然后將該圓筒固化并修整至規格。
優選地，該支持層10是撓性且具有充分彈性以便能夠將它容易地安裝到印刷圓筒并從其上卸下。然而，當釋放空氣壓力時，支持層10的內直徑必然會收縮到它原來特定的內部直徑以便它恰好配合在印刷套管上。將用于此操作的空氣壓力通過在印刷圓筒表面上的小孔傳遞以便當施加壓力時，空氣填充印刷套筒的外表面和支持層10的內表面間的空間，通過暫時膨脹支持層10的內直徑以允許將支持層10容易地安裝在印刷圓筒上或從其上卸下。該支持層10的厚度通常在從大約10密耳至100密耳的范圍。
一旦支持層10形成，一層可壓縮材料12可選擇地施加到支持層10的外表面上。該可壓縮層可采取多種形式。可壓縮材料12可由一層固體泡沫材料組成，將它粘附連接到支持層10的外表面，其可產生一條不需要的縫，固體泡沫的終端在該處會合。可替換地，優選該層的可壓縮材料12由具有未固化的可光固化或熱可固化的樹脂調配物的均勻混合空心微球體形成。然后將該樹脂/微球體混合物施加到支持層10成為一層或多層，使用刀或擠壓提供均勻厚度。然后適當地使用熱、光化輻射及/或輻射能將該樹脂/微球層固化。優選地，電子束利于用來固化微球體可壓縮的泡沫層。在第三種替代中，使用一種軟的彈性聚合物例如，聚亞氨酯，或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯光可固化層的較軟的變體作為可壓縮材料。此實例中，用刀或擠壓將未固化材料類似地施加來保證均勻厚度，然后適當固化。在施加和光固化后，優選地將可壓縮層更進一步研磨或砂磨來獲得無縫的表面。第二或第三替代方式產生較優的無縫層。
該可壓縮材料層的厚度可基于被使用的材料和特別印刷用途而變化。通常，如果使用一層可壓縮材料，則該層的厚度范圍可能從大約20密耳到40密耳。可壓縮層的此種厚度保證在印刷期間大約20密耳印痕的寬度范圍并且無顯著的光點增加。可將可壓縮材料的固化層沙磨、研磨或用其它方法機械加工至規格從而獲得無縫的表面。
其次，不論使用或不使用該可壓縮材料層，將大體上第一光可固化材料(底面層)的連續層施加在支持層10的外表面上，或如果使用，則施加在該層可壓縮材料的外表面上。完全可能的是可壓縮層12和第一層光可固化材料14是一個且相同。如果第一層光可固化材料底面和可壓縮層是相同，可將微球體包括到聚合物/光聚合物組成物中來增加其可壓縮性。優選地，該第一層光可固化材料14包括光聚合物，在施加第二層光可固化材料16前，隨后將它固化。第一層光可固化材料14的光固化通過面曝光到光化輻射一定長度時間通過前面而實現。再一次，優選地將固化后的第一層光可固化材料14沙磨、研磨或用其它方法機械加工至規格而獲得無縫的表面。第一層光可固化材料14的目的是保證第二層光可固化材料(可成像層16)具有優良附著且保持牢固附著到空心圓筒形基本構造上，甚至當將極細的分離構造在第二層光可固化材料16中顯像，在印刷過程期間，該第一層光可固化材料14還物理支持到微小的點和線。第一層光可固化材料14和第二層光可固化材料16相當薄(合計大約28至30密耳)，這特別重要。如本文中所使用的第一層光可固化材料(從前面過程中面曝光)也保證浮雕層的極均勻性，關于高端印刷應用，在此底面變化可能造成像保真度的降低是必須的。因為第一層光可固化材料可從前面的過程中被完全固化，所以在處理步驟和后曝光/去粘等步驟后，它保證有很干的表面。該第一層光可固化材料14優選地包括與存在于圖第二層光可固化材料16中的相同的光聚合物。在任何情況中，第一(底面)層光可固化材料14顯示對于下面層和對于光可固化材料的第二層的良好粘著是重要的。
如上文所討論，保持底面的精確標準尺寸是很具挑戰性的，否則可能導致不均勻底面穿越過套管，造成印刷完整性的降低。而且，在較厚的套管的情況下，因為套管是不透明的，得到的通過的光化光線的量可能極少。
為了克服此問題，發現將第一(底面)層光可固化材料14通過曝光并隨后研磨、沙磨等來達到規格是有利的。而且，使用此步驟，達到高粘著到套管表面而不需要使用公知技術中通常所使用的底漆/粘合劑。
優選地，通過使用刀或擠壓，將第一層光可固化材料14作為液體擠出物聚合物使用來保證均勻厚度。一旦使用，從前面使用的熱、光化輻射及/或輻射能將該層固化而在支持層10的外表面上或可壓縮材料12(如使用)層上形成一個大體上連續無縫層。如果必要，可將第一層光可固化材料14沙磨、研磨或用其它方法機械加工至適當外直徑。底面層的厚度范圍可以從大約5密耳到大約134密耳。當固化第一層光可固化材料14時，基于光聚合物的厚度和類型一般具有從40％至70％的彈性和從30至70肖氏A(ShoreA)的硬度，如ASTM(美國材料試驗學會)D2240所測得。
將第二層光可固化材料16可由能夠成像的材料形成，以機械、光學，通過熱或差別熔化和/或化學方式來形成。優選地，該第二(可成像)層的光可固化材料16包括光可固化或光可聚合材料。為了形成無縫層，將不可固化材料通過延展、浸漬、鑄造、擠壓或模塑方式施加到第一層光可固化材料14上。可通過使用刀、沖模或模塑適當地控制厚度。如果必要，第二層光可固化材料16的精確厚度可通過研磨、砂磨或其它機械加工進行調整。第二層光可固化材料的厚度范圍通常根據印刷的應用從大約15密耳到大約35密耳。如果需要，可連續使用多層。
用于制造第一層光可固化材料14和第二層光可固化材料16的光可固化材料通常包括粘合劑、單體和光引發劑。另外，該光可固化組合物還可以包括現有技術中所知的其它添加劑例如，塑化劑、抗氧化劑、氧清除劑、流量調節劑、著色劑和填料。
粘合劑優選地包括一種A-B-A型嵌段共聚物，其中A代表一種非彈性體嵌段，優選是乙烯基聚合物或最優選是聚苯乙烯，而B代表一種彈性體嵌段，優選是聚丁二烯或聚異戊二烯。較佳地，非彈性體對彈性體比率在從10∶90至35∶65的范圍內。
該至少一種單體典型是一種乙烯化不飽和化合物。適當單體包括多功能丙烯酸酯、多功能甲基丙烯酸酯及聚丙烯酰低聚合物。適當單體的實例包括一種或多種的二丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸二乙二醇酯、甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1，3-丙二醇酯、三甲基丙烯酸1，2，4-丁三醇酯及二丙烯酸1，4-丁二醇酯。
該光可固化材料還包括至少一種光引發劑。任何所知類別的光引發劑，尤其是自由基光引發劑例如，醌類、二苯甲酮、安息香醚、芳族酮類、過氧化物、雙咪唑類(biimidazoles)、二酰基碘、三酰基锍、化合物及重氮化合物。
用于制造第一層光可固化材料14和第二層光可固化材料16的適當光可固化材料的另外實例在下列各專利文獻中可見到(頒予)Toda等人的美國第4,045,231號專利，Chen的美國第4,323,636號專利，Berrier等人的美國第5,223,375號專利和Devlin等人的美國第5,290,633號專利，在此引入全文以供參考。
在第二層光可固化材料16的頂上，可選擇地，但是優選是掩蔽層18，其允許選擇性聚合該第二層光可固化材料16。因此，必須將該掩蔽層18移除或在第二層光可固化材料16將要被聚合的區域中變成對于光化輻射呈透明，但是同時在第二層光可固化材料16保持未聚合并顯像去掉來產生柔性版印刷必須的浮雕圖像的區域中，阻擋光化輻射。
優選地，該掩蔽層使用激光輻射選擇性可燒蝕成為所需要圖像的圖案。在激光燒蝕的情況中，掩蔽層通常包括一種吸收紫外線輻射的材料、吸收紅外線輻射材料和粘合劑。黑色無機涂料例如碳黑或石墨可既有吸收紫外線輻射的材料的功能也有吸收紅外線輻射的材料的功能。適當粘合劑包括聚酰胺和纖維素聚合物。適當掩蔽層在Yang的美國第6,605,410號專利和Fan的美國第6,238,837號專利和第5,262,275號專利中有所描述，現將每個專利全文引入以供參考。
可使用多種方法將掩蔽層18設置在第二層光可固化材料16上。可將它直接延展開在第二層光可固化材料16上并且干燥。可將它分別展開在塑料蓋片上并將該片壓在在第二層光可固化材料16上，以使掩蔽層18在第二層光可固化材料16和蓋片之間。在這種情況下，在使用前，將蓋片剝除。該掩蔽層必須是使用顯像設備可移除的，此顯像設備使用來沖洗掉(除去)第二層光可固化材料16的未固化部分。該掩蔽層通常在從大約1μm至大約10μm的范圍，并具有從2.5到4.5的光學密度。
印刷套管1可以以下列方式利用1.將掩蔽層18選擇性曝光到一波長和功率的激光輻射下以使與激光輻射接觸的部分的掩蔽層18被燒蝕掉而不損傷下面的第二層光可固化材料16。優選地，將激光用計算器控制，根據所需要的圖像，來掃描掩蔽層18的表面。關于此方面，請參照Fan等人的美國第5,760,880號專利，在此將其內容引入以供參考。
2.然后，將印刷套管1的表面曝光于光化輻射下，以使上述被暴露導致掩蔽層18的部分燒蝕的第二層光可固化材料16聚合，但是仍然由掩蔽層18蓋覆的該部分的第二層光可固化材料16仍然沒有聚合。
3.使用熱將印刷套管1顯像以使掩蔽層18和第二層光可固化材料16的沒有被聚合部分移除，留下第二層光可固化材料16的已聚合的部分突出在所需要的圖像中的浮雕中。
4.然后，印刷套管1可選擇地使用光化輻射或熱進行后固化及將留下的第二層光可固化材料16去粘。
5.最后，將印刷套管1使用高壓空氣安裝到印刷圓筒上來暫時膨脹印刷套管1的內直徑。然后移除高壓空氣以便印刷套管1收縮而適配到印刷圓筒上。
6.可選擇地，可將上述印刷套管1使用高壓空氣安裝到橋接圓筒來暫時膨脹印刷套管1的內直徑，然后將它移除以便印刷套管1收縮而適配到橋接圓筒上。然后該橋接圓筒作為印刷構造。橋接圓筒的適當實例是EliminatorTM，其可以從MacDermid Printing Solutions公司得到。
7.然后，將印刷圓筒連同安裝在其上的印刷套管1安裝到柔性版印刷機中開始印刷。
本發明的圓筒形印刷套管1最適宜使用熱來顯像。在優選的實施例中，熱顯像系統也可包括曝光裝置以便可將印刷套管1在相同系統中曝光和顯像而不需要將印刷套管1從曝光裝置中移出而放置到熱顯像系統中。在相同系統中，該熱顯像系統可另外包括用于后曝光/去粘的設備。
該熱顯像系統通常包括(i)支持，并優選的是循環或旋轉的，光敏印刷組件(印刷套管)的設備；(ii)可選擇地，但是優選地，用于將光敏印刷組件的表面在光化輻射下曝光的設備；和(iii)用于將光敏印刷組件熱顯像的設備，其中該熱顯像設備典型地包括a)用于軟化或熔化光敏印刷組件的表面上的未交聯光聚合物的設備；b)至少一個輥，其與光敏印刷組件的表面可接觸且能在至少一部分的光敏印刷組件表面上移動，以移除光敏印刷組件表面上的軟化或熔化的未交聯光聚合物；及c)用于保持至少一個輥和光敏印刷組件的表面之間接觸的設備。
如圖2中所描述，該熱顯像系統1通常包括至少一個輥22，其與光敏印刷組件1的成像表面34是可接觸的，和設備60，其用于保持至少一個輥22與光敏印刷組件1的成像表面34間接觸。在一個實施例中，將至少一個輥22加熱并在至少光敏印刷組件1的一部分的成像表面34上移動，而光敏印刷組件1的成像表面34上的未交聯聚合物通過至少一個可加熱的輥22進行熔化并移除。在另一個實施例中，將一個加熱源50設置在輥22之前來軟化或熔化光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯聚合物以便隨后通過輥22移除。也可將加熱源50和加熱輥22聯合，以至少部分地軟化或熔化光敏印刷組件1的成像表面上的未交聯聚合物。
該至少一個輥22通常具有大約4到大約12英寸的長度和大約4到大約6英寸的直徑，本發明并不限定具有特別尺寸或直徑的輥。本領技術人員能夠確定在熱顯像系統中使用的輥的適當的長度和直徑。
該熱顯像系統可以包括兩個輥22和24，其可相對地相互鄰近和分開設置，且每一個輥可保持與光敏印刷組件1的成像表面接觸。當兩輥22和24與光敏印刷組件1的成像表面34接觸時，該兩輥22和24是自動定心地抵著光敏印刷組件1的成像表面。
加熱源50典型地是紅外線加熱器或者熱空氣加熱器，其它加熱源也可以在本發明的實施中應用，并且本領域技術人員也能想到。在優選的實施例中，該加熱源是紅外線加熱器。在替代實施例中，額外地，該至少一個輥可以是具有包含在輥內的加熱源的加熱輥。
用于保持至少一個輥22與光敏印刷組件1的成像表面34間接觸的設備60典型地包括氣缸或液壓缸，其作用是用來強制至少一個輥22抵著光敏印刷組件1的成像表面34。用于保持至少一個輥22與光敏印刷組件1間接觸的其它設備是本領域技術人員可以想到的。
該熱顯像系統優選地包括設置在至少一輥22的至少一部分上的沾吸材料20。因此，當將該至少一個輥22加熱并與光敏印刷組件1的成像表面34接觸時，光敏印刷組件1的成像表面上的未交聯聚合物通過加熱輥22熔化并由該沾吸材料20移除。或者，加熱源50熔化或軟化未交聯的聚合物并通過設置在至少一個輥的至少一部分上的沾吸材料20移除該熔化或軟化的聚合物。
可使用的沾吸材料包括篩網、紙和吸收劑織物，其包括以基于聚合物的和基于非聚合物的織物。典型將沾吸材料20以在至少一個輥22的至少部分循環和環繞，該輥22保持接觸光敏印刷組件1的成像表面34。將沾吸材料20從沾吸材料20的遠端源(未示出)連續供應到該至少一個輥22上。該熱顯像系統另外包括一個重繞裝置(未圖標)將含有所移除的未交聯聚合物的沾吸材料20帶走。
或者，該熱顯像系統可包括刮墨刀28，其可設置鄰近至少一個輥22或24，圖中顯示其設置鄰近第二輥24且用于代替沾吸輥。當至少一個輥24從光敏印刷組件1的成像表面34移除未交聯聚合物時，刮墨刀28從該至少一個輥24的表面刮除未交聯聚合物。
該熱顯像系統通過將至少一個輥22在光敏印刷組件1的至少一部分的成像表面34上旋轉，從光敏印刷組件1的成像表面34移除未交聯聚合物。優選地，至少一個輥22以第一方向30旋轉而圓筒形光敏印刷組件1則以和至少一個輥22的相反方向32旋轉。
該熱顯像系統也可包括設備26(如圖4所示)以便允許該至少一個輥穿越圓筒形光敏印刷組件的長度，此設備典型地包括一個或多個車架。此設計特征的優點為輥越過印刷組件的表面移動允許熱顯像系統包容各種長度和直徑的印刷組件。在此情況下，至少一個輥沿著長度或環繞印刷組件的圓周旋轉并以平行于沿著印刷組件的寬度旋轉的軸線的方向移動。
通過將沾吸材料20在第一輥22的至少部分下面和周圍循環和環繞(其與光敏印刷組件1的成像表面34可接觸)，而將沾吸材料20連續供給至兩輥22和24，將該沾吸材料20環繞設置在兩輥22與24間的一個或多個軌道輥36，然后在第二輥24的至少部分(其與光敏印刷組件1的成像表面34可接觸)的下面和周圍循環和環繞該沾吸材料20。
如圖3所示，該熱顯像系統可另外包括一個或兩個附加輥40和42，此兩輥可設置在圓筒形光敏印刷組件1的相對邊上的相對的位置上。該一個或兩個附加輥40和42可保持與光敏印刷組件1的至少一部分的成像表面34呈接觸。當使一個或兩個附加輥40和42與光敏印刷組件1的成像表面34接觸時，可增加從光敏印刷組件1的成像表面34上移除樹脂以及成像速度。使用兩個附加輥40和42也可消除輥彎曲和機器剛性設計等問題，其可造成不平坦底面。因為推動沾吸裝置進入樹脂中所需要的強力相互相對，所以本發明的改進設計特征允許使用輕得多的材料(即，玻璃纖維代替支持軸)來支持印刷套管，當它被處理時。
如圖5所示，該熱顯像系統可以包括用于曝光以及熱顯像光敏印刷組件的設備。
圖5中所描述的該曝光和熱顯像系統典型包括安裝在車架26上的一個或多個光化輻射源52，其可穿越光敏印刷組件1的長度，該一個或多個光化輻射源52典型包括一個或多個UV光源，其能選擇性曝光和固化光敏印刷組件1的成像表面34。
在操作期間，車架26穿越過柔性版印刷組件1的成像表面34的長度的該一個或多個光化輻射源52來固化該柔性版印刷組件1。當車架26穿越過光敏印刷組件1的成像表面34的長度時，使該光敏印刷組件1以第一方向30繼續旋轉以便將光敏印刷組件1的整個表面曝光來固化光敏印刷組件1的表面34上的圖像。
可將至少一個輥22安裝在與一個或多個的光化輻射源52相同車架26上，或可安裝在與一個或多個的光化輻射源52分開的車架(未示出)上。如圖2所示，該系統還包含用于保持至少一個輥22與光敏印刷組件1的成像表面34間接觸的設備60。
將至少一個輥22在光敏印刷組件1的至少一部分的成像表面34上(其先前已通過一個或多個的光化輻射52穿越)移動來移除光敏印刷組件1的成像表面34上的未交聯聚合物。
在優選實施例中，使光敏印刷組件1以第一方向30旋轉，而輥20以第二方向32旋轉。在曝光和顯像兩步驟期間，使光敏印刷組件1以第一方向30連續旋轉以便可將光敏印刷組件1的整個成像表面34曝光和顯像。此過程的螺旋特性保證穿越任何尺寸印刷組件1來均勻曝光和顯像，其中當車架26穿越柔性版印刷組件1的長度時，印刷套管旋轉。
如圖6所描述，在另外實施例中，該熱顯像系統可另外包括一個裝置54，其用于一旦將光敏印刷組件1使用一個或多個UV光源52曝光以及使用至少一輥22進行熱顯像時，將光敏印刷組件1去粘和后曝光。在系統中使用該去粘和后曝光裝置54在系統，可不用處理該印刷組件，即，將印刷組件移動到后續裝置，并再提供更精確和精密的印刷組件。
權利要求
1.一種制造光敏印刷組件的方法，包括下列步驟a)在可旋轉的圓筒形支座上設置光敏印刷組件，該光敏印刷組件包括i)支持層；ii)在該支持層上的第一層光可固化材料，將該第一層光可固化材料預固化；iii)沉積在第一層光可固化材料上的至少第二層光可固化材料，及iv)在至少第二層光可固化材料的頂上的掩蔽層，其允許選擇性聚合至少第二層光可固化材料；b)通過燒蝕掩蔽層使該至少第二層光可固化材料成像，以在至少第二層光可固化材料的表面上產生所需要的圖像的圖案；c)通過掩蔽層將該第二層光可固化材料曝露于一個或多個光化輻射源下，來交聯并固化未被掩蔽層覆蓋的第二層光可固化材料的部分；d)熔化或軟化所述光敏印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯的聚合物；e)使所述光敏印刷組件的成像和曝光表面與至少一個輥間進行接觸；及f)抵著至少一部分的所述光敏印刷組件的成像和曝光表面旋轉至少一個輥，以便從所述光敏印刷組件的成像和曝光表面上移除已經熔化或軟化的未交聯的光聚合物。
2.如權利要求1所述的方法，其中第一層光可固化材料從所述光敏印刷組件的前面來預固化。
3.如權利要求2所述的方法，其中還包括在將至少第二層光可固化材料沉積在第一層光可固化材料上之前，研磨、砂磨或機器加工第一層光可固化材料而獲得所需要的厚度的步驟。
4.如權利要求1所述的方法，其中掩蔽層可選擇性地曝光至選定波長和功率的激光輻射源下來燒蝕與激光輻射源相接觸的掩蔽層而不損傷光可固化材料的下面第二層以便在第二層光可固化材料的表面上產生所需要的圖像。
5.如權利要求1所述的方法，其中還包括將光敏印刷組件去粘和后固化的步驟。
6.如權利要求1所述的方法，其中一個或多個光化輻射源包括一個或多個紫外光。
7.如權利要求6所述的方法，其中一個或多個的光化輻射源穿越所述光敏印刷組件的長度。
8.如權利要求1所述的方法，其中至少一個輥穿越所述光敏印刷組件的長度。
9.如權利要求8所述的方法，其中至少一個輥穿越所述光敏印刷組件的長度多次。
10.如權利要求8所述的方法，其中該至少一個輥以螺旋或逐步方式穿越柔性版印刷組件的長度。
11.如權利要求1所述的方法，其中該至少一個輥在第一方向旋轉而圓筒形光敏印刷組件以與至少一個輥相反方向旋轉。
12.如權利要求1所述的方法，其中使用氣壓缸或液壓缸來保持至少一個輥與所述光敏印刷組件的表面間的接觸。
13.如權利要求1所述的方法，其中將與所述光敏印刷組件的表面接觸的至少一個輥的至少部分用沾吸材料蓋覆，該沾吸材料從所述光敏印刷組件的表面上移除未交聯的聚合物。
14.如權利要求13所述的方法，其中將該沾吸材料環繞在與所述光敏印刷組件的表面接觸的至少一個輥的至少部分上。
15.如權利要求13所述的方法，其中將該沾吸材料從遠端的沾吸材料源連續供給到至少一個輥上。
16.如權利要求13所述的方法，其中將含有被移除的未交聯光聚合物的沾吸材料反繞到反繞裝置上。
17.如權利要求13所述的方法，其中該沾吸材料包括紙。
18.如權利要求1所述的方法，其中在從柔性版印刷組件的成像表面移除后，殘留在至少一個輥上的未交聯聚合物，通過將鄰近于該至少一個輥的刮墨刀設置，從至少一個輥的表面上移除，以從該至少一個輥上表面刮除未交聯的聚合物。
19.如權利要求1所述的方法，其中該至少一個輥包括經設置相互鄰近和分開的兩個輥，且每一個保持與柔性版印刷組件的成像表面接觸，和其中該兩個輥是自動定心對著柔性版印刷組件的成像表面。
20.如權利要求19所述的方法，其中該沾吸材料通過被卷繞環繞與所述柔性版印刷組件的成像表面接觸的第一輥的至少部分，將該沾吸材料環繞經設置在兩輥間之一個或多個軌道輥，然后卷繞該沾吸材料環繞與柔性版印刷組件的成像表面呈接觸至少部分的第二輥，而連續供給至兩輥。
21.如權利要求19所述的方法，其中將一個或多個附加輥設置在圓筒形柔性版印刷組件的相對邊上的相反位置，并保持與柔性版印刷組件的成像表面的至少一部分接觸。
22.如權利要求1所述的方法，其中通過加熱與柔性版印刷組件的成像和曝光表面接觸的至少一個輥，將柔性版印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯光聚合物熔化或軟化。
23.如權利要求1所述的方法，其中通過將加熱器設置鄰近于柔性版印刷組件的成像和曝光表面，將柔性版印刷組件的成像和曝光表面上的未交聯光聚合物設置熔化或軟化。
24.如權利要求22所述的方法，其中還包括設置設置鄰近于柔性版印刷組件的成像和曝光表面的加熱器以產生對該未交聯光聚合物額外的熔化或軟化。
25.如權利要求22所述的方法，其中至少一個加熱輥保持在大約350至大約450的溫度。
26.一種通過權利要求1的方法制造的圓筒形光敏印刷組件。
27.一種圓筒形熱可顯像光敏印刷組件，包括a)支持層；b)可壓縮層，可選擇地沉積在該支持層上；c)第一層光可固化材料，其沉積在支持層上或可選擇的可壓縮層上；該第一層光可固化材料預固化；d)至少第二層光可固化材料，其沉積在該固化的第一層光可固化材料上；及e)掩蔽層，其沉積在至少第二層光可固化材料上，其允許選擇聚合該至少第二層的光固化材料。
28.如權利要求27所述的光敏印刷組件，其中將第一層光可固化材料研磨、砂磨或機器加工來獲得所需要的厚度。
全文摘要
本發明涉及制造光敏印刷組件的改進方法，其能將浮雕變化減至最少并改進像保真度。該方法包括在淀積一個另外層或多層的、在光敏印刷組件的表面上成像和顯像而產生所需要的浮雕像的光可固化材料之前，預固化第一層(底面層)的光可固化材料的步驟。然后將光敏印刷組件通過使該光敏印刷組件與至少一個輥接觸進行熱顯像，此輥能移動越過柔性版印刷組件的至少一部分的成像表面來移除軟化或熔化的未被交聯的光聚合物。柔性版印刷組件的成像和曝光表面上的未被交聯的光聚合物可以通過將加熱器定位設置鄰近于和柔性版印刷組件的成像表面和/或加熱與柔性版印刷組件的成像表面可接觸的至少一個輥被軟化或熔化。
文檔編號G03F7/00GK101057182SQ200580038637
公開日2007年10月17日 申請日期2005年9月1日 優先權日2004年11月12日
發明者賴安·維斯特 申請人:麥克德米德印刷方案股份有限公司