JP4523258B2 - 凸版印刷用感光性積層印刷原版に用いる紫外線吸収剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
従来、国内で行われている印刷方式は、オフセット印刷、グラビア印刷が比較的多数を占め、少量ながらシルクスクリーン印刷などがあり、フレキソ印刷を代表とする凸版印刷の利用は比較的少ない。しかしながら、フレキソ印刷には、他の印刷方法に比べて、下記のような利点がある。
(1) 版が凸形状でかつ柔軟であるので、段ボールのような平坦、平滑でない印刷対象物にも、印刷可能であり、しかも比較的高速かつ安価に印刷することができる。
(2) ラベルなどの小面積への印刷も、鮮明かつ安価に行うことができる。
(3) オフセット印刷に比べると、高いインク濃度で印刷できるので、より鮮明な印刷が可能になる。
(4) グラビア印刷に比べると、文字やイメージのプロフィールがシャープになる。
(5) 水性インクの使用が可能であり、UVインクを始めとした完全脱溶剤型のインクが使用できるために、環境汚染性が大変低い。
(6) 刷り始めから色の安定までに要する時間が短いので、紙などの印刷媒体の無駄を削減することができ、経済的である。
(7) 版の一部に変更、修正を加えたい場合でも、版全体を作り直すことなく、その一部のみの差し替えが可能であり、保守、改変に要するコストを低く抑えることができる。
(8) 小ロット多品種印刷が可能である。
この感光性樹脂は、一般にエラストマー性のバインダーと、少なくとも一つのモノマーおよび光重合開始剤とから構成されていた。この感光性樹脂を用いた印刷原版は、支持体の上に少なくとも前記感光性樹脂層が設けられた板状部材である。
この印刷原版を用いたフレキソ印刷版の製造では、まず、この印刷原版の感光性樹脂層の上に、印刷しようとする文字や画像などのイメージのネガパターンを有するフィルム(マスク)を置き、このマスクを介して、紫外線を前記感光性樹脂層に照射する。紫外線の照射を受けた部分は、光重合反応が生じて硬化する。その後、未硬化部分を現像液にて洗い流すと、前記イメージに対応した凸状パターンが残留する。その結果、フレキソ印刷版が出来上がる。フレキソ印刷では、前記凸状パターンの先端部分にインクを付着させて、紙などの印刷媒体に押しつけることで、印刷物を得る。
(1) ネガマスクの最終的なパターンに修正が必要となった場合、一部修正が不可能であるため、ネガマスク全体を作り直す必要があり、修正作業に比較的大きな工数が掛かる。
(2) ネガマスクは、ネガフィルムから構成されているので、温度と湿度の変化により寸法に変化を来しやすい。そのため、同一ネガマスクを使用しても、感光性樹脂層の露光および現像からなるパターン形成工程を、別の時期に行ったり、別の環境で行うと、同一精度の印刷版を得ることができなくなる場合が生じる。
(3) パターン形成工程において、ネガマスクと感光性樹脂層との間に埃などの光入射阻害物質が入りやすく、入ってしまった場合は、露光および現像処理後に得られるパターンイメージに乱れが生じ、印刷版の印刷品質を低下させることになる。
前記赤外線アブレーション層を積層することによって、フレキソ印刷原版を始めとする凸版印刷用印刷原版上に、赤外レーザー光を用いて、直接的に印刷画像情報を記録することができ、従来のネガまたはポジフィルムからなるマスクフィルムを省略することができる。前記印刷画像情報は、デジタル情報としてコンピュータにより作製、保存、修正、出力が可能であり、赤外線アブレーション層を設ける構成によって、凸版印刷版を作製する際に、従来のマスクフィルムを用いていたときに必要としていた画像情報処理コストを大幅に削減することが可能になった。
そして前記紫外線不透明材料としては、前記感光性樹脂層を感光させる紫外線の透過を阻止するならば、どのような材料も用いることができるとされている。その具体的な例としては、紫外光又は可視光を吸収する色素、暗色の無機顔料及びこれらの組み合わせが含まれ、好ましいものとしては、カーボンブラックとグラファイトが挙げられている。
また、前記赤外線吸収性物質は750から20,000nmの範囲に強い吸収を持つ物質であり、具体的には、カーボンブラック、グラファイト、亜クロム酸銅、酸化クローム及びアルミン酸クロム−コバルトのような暗色の無機顔料が含まれ、その他、ポリ(置換)フタロシアニン化合物、シアニン色素、スクアリウム色素、カルゴゲノピリロアリーリデン色素などの色素が挙げられている。
本発明は上記従来技術における事情に鑑みてなされたもので、その目的は紫外線に不透明なマスク材層であって、下層の感光性樹脂層の表面を荒らすことなく、容易に紫外線透過領域を形成し、優れたコントラストを有するマスク画像層を形成するマスク材層を形成することができる凸版印刷用感光性積層印刷原版に使用する紫外線吸収剤及びその製造方法を提供することにある。
〔式(3)において、R1 、R2 はそれぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、スルホン酸基、及びハロゲンからなる群より選ばれる基を表し、同一であっても異なっていてもよい。また、式(4)及び(5)において、X、Yはそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族基又は複素環基を表し、X、Yは同一であっても異なっていてもよい。〕
〔式(6)において、R1 、R2 はそれぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、スルホン酸基、及びハロゲンからなる群より選ばれる基を表し、同一であっても異なっていてもよい。また、式(7)及び(8)において、X、Yはそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族基又は複素環基を表し、X、Yは同一であっても異なっていてもよい。〕
更に、このマスク画像を形成させた凸版印刷用原版に紫外線を照射することにより、鮮明な印刷が可能な凸版印刷版を得ることができる。
また、X、Yはそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族基又は複素環基を表し、X、Yは同一であっても異なっていてもよい。芳香族基としては単環のものが好ましく、置換基としてはスルホン酸基を含むものが特に好ましい。複素環基としては環構成要素としてN原子を含むものが好ましい。
具体的には、式(1)で表される化合物は、式(3)で表されるフェニレンジアミン誘導体と式(4)及び/又は(5)で表される芳香族又は複素環式アルデヒドとを脱水縮合させることによって製造することができる(式(3)〜(5)中、R1 、R2 、X及びYは前記と同じ意味を表す)。
本発明の紫外線吸収剤は、アゾメチン基(−N=CH−)が酸によって分解する原理を利用したもので、このアゾメチン基(−N=CH−)を化学構造中に含み紫外光を吸収しかつその最大吸収波長が300〜400nmに存在するものであれば上記に挙げた化合物に限定されるものではない。
バインダ−樹脂としてはヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、エポキシ樹脂、エチルセルロース、セルロースアセテート、ニトロセルロースなどが使用できる。
光熱変換剤は赤外線の照射を受けて熱を発生する物質であり、フタロシアニン誘導体、シアニン色素、スクアリウム色素、カルゴゲノピリロアリーリデン色素などを使用することができ、具体的にはNK−4432(商品名:日本感光色素株式会社製、シアニン色素)を例示することができる。
酸発生剤は熱の作用を受けて酸を発生する物質であり、ヨードニュームヘキサフロロホスフェート誘導体、ヨードニュームトリフロロメタンスルホネート誘導体、パラメトキシスチリルトリアジン誘導体などを使用することができ、具体的にはSIS−001(商品名:三和ケミカル株式会社製、ヨードニュームヘキサフロロホスフェート誘導体)を例示することができる。
先ず、マスク材層の構成成分であるバインダー樹脂、光熱変換剤、酸発生剤及び前記本発明に係る紫外線吸収剤を溶媒に溶解し、その溶液をPETフィルムなどのカバーシート上に塗布して乾燥させてマスク材層を形成させる。別途、常法によりPETシートなどの支持体(基材)上に感光性樹脂層を形成させる。このようにして得た積層体のマスク材層と感光性樹脂層とを合わせ、圧着ローラーで圧着するなどの方法によりラミネートし、支持体上に紫外線に感光性を有する感光性樹脂層とマスク材層とが少なくとも積層された凸版印刷用原版を得ることができる。
赤外線レーザーの照射エネルギー量は、紫外線吸収剤の種類やマスク材層の構成条件等に応じて適宜設定するが、例えば、波長830nm、出力600mWの半導体レーザーを用いた場合、3.0J/cm2 以下程度である。
〔実施例1〜4:本発明の紫外線吸収剤の製造例〕
〔実施例1:化合物Iの製造例〕
パラフェニレンジアミン10.8gをメタノール200ミリリットルにかき混ぜながら溶解し、ピリジン−4−アルデヒド23.3gを加え、更に脱水縮合触媒として0.01ミリリットルの酢酸を加えると反応が開始し、約10℃程温度が上昇する。60℃で数時間かき混ぜてから、微量の不溶分を除き、放冷し、300ミリリットルの精製水を加えてかき混ぜを続ける。析出した黄色結晶をろ別、精製水で良く洗い、乾燥する。粗製品23.5gを得る。更にイソプロピルアルコールにより再結晶し、融点186〜188℃の純品19.3gを得ることができる。
テレフタルアルデヒド8.0gをメタノール240ミリリットルに溶解する。アニリン12.3gを加え、かき混ぜながら酢酸0.01ミリリットルを加え、60℃まで昇温し、数時間、同温で反応を続ける。
反応終了後放冷、析出した黄色結晶をろ別、良く水洗、乾燥する。粗製品15.3gを得る。更にイソプロピルアルコールにより再結晶し、融点161〜163℃の純品13.2gを得ることができる。
パラフェニレンジアミン21.6gをメタノール400ミリリットルに溶解し、かき混ぜながらピリジン−4−アルデヒド21.4gを滴下する。滴下後、酢酸0.04ミリリットルを加え、60℃で数時間かき混ぜ、放冷後析出した黄色結晶をろ別、メタノールで良く洗い、乾燥し、33.0gの融点209〜211℃の化合物XVを得ることができる。
得られた化合物XV9.9gをメタノール150ミリリットルにかき混ぜながら分散し、ベンズアルデヒド5.8gを加え、更に酢酸0.02ミリリットルを加え還流、数時間かき混ぜた後、黄色結晶をろ別、メタノールで良く洗い、乾燥、更にMEKより再結晶し、融点166〜168℃の純品8.5gを得ることができる。
メタノール350ミリリットルにベンズアルデヒド−o−スルホン酸40gを溶解し、40℃でろ過、無機塩を除去する。
ろ液にイソプロピルアルコール1,500ミリリットルを加え、かき混ぜながら45℃でパラフェニレンジアミン9.4gを加える。沸点で2〜3時間かき混ぜた後、一晩常温でかき混ぜる。析出した結晶をろ過、エチルアルコールで洗い、乾燥する。更にイソプロピルアルコール及びメタノールの混合溶媒で再結晶し、化合物XIIの純品29.5gを得ることができる。
他の化合物も相当するアルデヒド類、第一アミン類を用いることによって容易に製造することが可能である。
バインダーとして用いるヒドロキシプロピルセルロース(日本曹逹株式会社製)を、シクロヘキサノンに溶解させて、10質量%の均一なバインダー溶液を得た。このバインダー溶液50gに、熱により酸を発生する酸発生剤(商品名:SIS−001、三和ケミカル株式会社製)0.5gを加え、攪拌し、均一にした。この混合液に、酸との接触により紫外線吸収特性が失活する本発明の紫外線吸収剤化合物(I)0.75gと、光熱変換剤(商品名:NK−4432、日本感光色素株式会社製)0.25gとを加え、均一なマスク材溶液を調製した。
次に、上記マスク材溶液を、厚み100μmのPETフィルム(カバーシート(D))上に、乾燥後の塗布膜厚が5〜8μmとなるように、塗布し、80℃で5分間乾燥して、マスク材層(C)を形成した。このマスク材層(C)の370nm(紫外線)に対する光学的濃度を、分光光度計(商品名U−2010型、日立製作所製)を用いて、測定したところ、2.5であり、紫外線の透過を遮断することが確認された。
上述のようにして得た感光性樹脂層(B)とマスク材層(C)の面を合わせて圧着ローラーを用いてラミネートし、基板層(A)−感光性樹脂層(B)−マスク材層(C)−カバーシート(D)が順次積層一体化された図3に示す構成の多層感光性構成体からなるフレキソ印刷原版(凸版印刷用原版)を得た。
図3において、1が基板(支持体)層(A)、2が感光性樹脂層(B)、3がマスク材層(C)、4がカバーシート(D)であり、3のマスク材層(C)は赤外線レーザーの照射によりマスク画像層(C′)となるものである。
得られたフレキソ印刷原版のカバーシート(D)を剥離し、露出したマスク材層(C)に、波長830nm、出力600mWの半導体赤外レーザーを用いて、マスクパターンが解像度100ライン/mm、照射エネルギー3J/cm2 となるように、パターンに従って照射した。この照射エネルギー3J/cm2 は、マスク材層(C)のアブレーションを生じさせないが、該マスク材層(C)中の光熱変換剤を励起して熱を発生させるに充分なエネルギー設定量である。
前記マスク材層(C)の前記赤外レーザーが照射された領域では、前述のようにアブレーションは生じないが、この印加した光エネルギーにより光熱変換剤が励起され、熱を発生する。その熱エネルギーによって該照射領域の酸発生剤が励起されて該照射領域に酸を発生させる。この酸によって該照射領域の紫外線吸収剤の紫外線吸収能が失活する。その結果、赤外レーザーによるパターン照射を受けたマスク材層(C)には、紫外線吸収能が失活した領域と、紫外線吸収能が維持されている領域とが生じて、パターン潜像が形成される。したがって、前記赤外レーザー照射領域は紫外線吸収能が失活しており、外部から紫外線を照射した場合、その紫外線は容易に透過することになる。これに対して、赤外線レーザーが照射されていない領域は、もともとの紫外線吸収能はそのまま維持されているので、外部から紫外線を照射した場合、その紫外線はその領域に吸収されてしまい、その領域を透過することができない。
この紫外線メイン露光によって、感光性樹脂層(B)には前記マスク画像層(C′)の潜像パターンに従った紫外線パターン光が照射され、紫外線が照射された領域は、架橋反応が生じて、硬化する。そこで、感光性樹脂層(B)の架橋していない領域を除去するために、芳香族炭化水素系現像液(商品名FDO−S2、東京応化工業株式会社製)を現像液として、液温25℃で4分間、現像処理を行った。その結果、目的の文字イメージに従って感光性樹脂が硬化し、硬化樹脂からなる凸状イメージが支持板層(A)上に形成された。
得られた版面には現像残渣などの付着が認められなかった。現像処理後、55℃で50分間乾燥した後、250nmに中心波長を有する紫外線蛍光ランプを用いて後処理を行い、さらに、370nmに中心波長を有する紫外線を3000mJ/cm2 の後露光を行い、フレキソ印刷版(凸版印刷版)を得た。
このようにして得たフレキソ印刷版を用いてコート紙上に印刷したところ、鮮明な文字を有する印刷物が刷り上がった。
参考例1において用いた化合物Iに代えて、化合物(XII)1.0gを少量の水に溶解して加え、参考例1と同様にして、フレキソ印刷原版を作製した。得られたフレキソ印刷原版に、参考例2と同様に、赤外レーザーを用いたパターン光照射して、マスク画像層(C′)を形成後、該マスク画像層(C′)を介して紫外線を感光性樹脂層(B)の照射し、さらに現像処理を施して、文字イメージを形成し、フレキソ印刷版を得た。得られたフレキソ印刷版を用いて、参考例2と同様に印刷したところ、鮮明な文字を有する印刷物が刷り上がった。
2 感光性樹脂層(B)
3 マスク材層(C)
4 カバーシート(D)
Claims (3)
- 式(1)又は(2)で表されるアゾメチン基(−N=CH−)含有化合物からなる紫外線吸収剤であって、アルカリ性ないし中性雰囲気中では紫外光を吸収する能力を有し、かつその最大吸収波長が300〜400nmに存在するが、酸性雰囲気中では紫外線吸収能力を示さない特性を有することを特徴とする凸版印刷用感光性積層印刷原版に用いる紫外線吸収剤。
- 式(3)で表されるフェニレンジアミン誘導体と式(4)及び/又は(5)で表される芳香族又は複素環式アルデヒドとを脱水縮合させることを特徴とする請求項1に記載の凸版印刷用感光性積層印刷原版に用いる紫外線吸収剤の製造方法。
〔式(3)において、R1 、R2 はそれぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、スルホン酸基、及びハロゲンからなる群より選ばれる基を表し、同一であっても異なっていてもよい。また、式(4)及び(5)において、X、Yはそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族基又は複素環基を表し、X、Yは同一であっても異なっていてもよい。〕 - 式(6)で表されるフタルアルデヒド誘導体と式(7)及び/又は(8)で表される芳香族又は複素環式第一アミンとを脱水縮合させることを特徴とする請求項1に記載の凸版印刷用感光性積層印刷原版に用いる紫外線吸収剤の製造方法。
〔式(6)において、R1 、R2 はそれぞれ水素、アルキル基、アルコキシ基、置換アミノ基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、スルホン酸基、及びハロゲンからなる群より選ばれる基を表し、同一であっても異なっていてもよい。また、式(7)及び(8)において、X、Yはそれぞれ置換基を有していてもよい芳香族基又は複素環基を表し、X、Yは同一であっても異なっていてもよい。〕
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