CN101057182B - 光敏印刷套管热处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造光敏印刷组件的改进方法，其能将浮雕变化减至最少并改进像保真度。该方法包括在淀积一个另外层或多层的、在光敏印刷组件的表面上成像和显像而产生所需要的浮雕像的光可固化材料之前，预固化第一层(底面层)的光可固化材料的步骤。然后将光敏印刷组件通过使该光敏印刷组件与至少一个辊接触进行热显像，此辊能移动越过柔性版印刷组件的至少一部分的成像表面来移除软化或熔化的未被交联的光聚合物。柔性版印刷组件的成像和曝光表面上的未被交联的光聚合物可以通过将加热器定位设置邻近于和柔性版印刷组件的成像表面和/或加热与柔性版印刷组件的成像表面可接触的至少一个辊被软化或熔化。

Description

光敏印刷套管热处理的方法

技术领域

本发明涉及光敏印刷套管热处理的改进方法，此方法将浮雕变化减至最少并改进图像保真度。

背景技术

柔性版印刷术是通常使用于大规模操作的印刷的方法。采用柔性版印刷术用于在各种基体上，例如纸、卡纸板料、波纹纸板、薄膜、箔和迭层上印刷。报纸和食品杂货业袋是显著实例。粗糙表面和拉伸膜可以仅通过柔性版印刷术经济地印刷。柔性版印刷术的印刷版是具有图像元素的凸起在敞开区域上方的浮雕版。主要基于其耐久性及容易制造，此类版提供许多优点给印刷业者。

虽然光聚合物印刷组件一般以“平坦”片板形式而使用，但是以连续圆筒形形式使用印刷组件具有特别的适用和优点，例如连续圆雕(CITR)光聚合物套管。CITR光聚合物套管增加数字成像、精确配准、快速安装等的优点，且无版上升至柔性版过程。CITR套管应用在连续设计的柔性版方面，例如在壁纸、装饰和包装礼物纸方面，及其它连续设计例如桌布等方面。在印刷质量方面，CITR套管使柔性版能与照相凹版印刷法和平版印刷法相比更具竞争性。

一种典型的如制造商所生产的柔性印刷版，其是顺序地由背材或支持层、一个或多个未被曝光的光可聚合层、保护层或滑膜及覆盖片构成的多层物件。一种典型CITR光聚合物套管通常包括套管承载器(支持层)及在支持层的顶上的至少一层未被曝光的光可固化层。

为了更快速将版装入印刷机，极其需要去除在柔性版预压印刷工业中浮雕图像显像时对印刷组件进行化学处理的需要。处理方法已经发展，因此，就可使用热和固化与未固化光聚合物间不同的熔化温度来制备光聚合物印刷版以显像潜图像。此方法的基本参数从下列各专利文献中可知：美国第5,279,697、5,175,072和3,264,103号专利；公开的美国第2003/0180655和2003/0211423号专利申请，WO01/88615，WO01/18604及欧洲专利1239329，在此将每一个上述专利文献的教导引入以供参考。这些方法允许免除使用显像溶剂及为了移除溶剂的需要的冗长的版干燥时间。该方法的速度和效率允许用于制造用于印刷报纸和其它出版物的柔性版，其中，快速周转时间和高生产率比较重要。

该光聚合物层允许制造所需要的图像且提供印刷(表)面。通常所使用的光聚合物含有粘合剂、单体、光引发剂及其它性能添加剂。光聚合物的组成致使固化与未固化聚合物之间的熔化温度存在较大差别。精确地说就是此差别允许当加热时在光聚合物中产生图像。未固化的光聚合物(即：未与光化辐射接触的光聚合物的部分)会熔化或大体上软化而固化的光聚合物在所选择的温度下将仍然是固体且完整。因此，熔化温度的差别允许将未固化的光聚合物选择性移除以产生图像。

然后，将印刷组件选择性曝光至光化辐射下.优选地，将光聚合物层用光化辐射(大体上)不透明层覆盖，其对激光烧蚀也敏感.然后使用激光来烧蚀所选择的光化辐射不透明层的区域产生一个原地负片，然后将印刷组件通过该原地负片泛曝光.

一旦将印刷组件的光聚合物层在选择性光化辐射下曝光，则可加热使其显像。这样，通常将印刷组件加热到至少大约70℃。准确温度将基于被使用的特殊光聚合物的性质。然而，在决定显像温度时，应考虑两个主要因素：

1.优选地将显像温度设定在低端的未固化光聚合物的熔化温度与高端的固化光聚合物的熔化温度之间。此设定可允许选择性移除光聚合物，以产生图像。

2.显像温度越高，处理时间将越快。然而，显像温度不应高到超过固化的光聚合物的熔化温度或高到可能降解固化的光聚合物。该温度应足够熔化或大体上软化未固化的光聚合物，以允许移除它。

一旦将受热的印刷组件显像，则可熔化或移除未固化的光聚合物。大多数例子中，使受热的印刷组件与能吸收或否则移除软化或熔化的未固化光聚合物的材料接触。此种移除过程通常称为“沾吸作用(blotting)”。沾吸作用典型使用丝网或一种吸收剂织物来实现。使用纺织或非纺织织物且该织物可能是以聚合物为基础或纸，只要该织物能承受所涉及的操作温度。大多数例子中，沾吸作用使用辊来实现使该材料与受热的印刷版组件接触。

Martens的美国第5,175,072号专利，本文结合其全部主题入以供参考，其中描述了通过使用吸收剂片状材料来移除光聚合物的未固化部分。将未固化光聚合物层通过传导、对流或其它加热方法加热至足以产生熔化的温度。通过保持吸收剂片状材料与光可固化层的或多或少密切接触，未固化光聚合物从光聚合物层转移至吸收剂片状材料。当仍在加热的情况下，使该吸收剂片状材料与支持层接触的已固化光聚合物层分离，而显现浮雕构造。冷却后，可将所产生的柔性印刷版安装在印刷版圆筒上。

在完成沾吸作用过程时，优选地将印刷版组件后曝光于相同机器中的另外光化辐射下，冷却然后备用。

使用加热辊用于吸除未固化的光聚合物的目前的热显像装置典型地仅使用一个具有与版大致相同宽度的加热辊。这样就增加了制造不同尺寸的印刷组件的困难。另外，当试图制造较大的沾吸机器来容纳较大的印刷组件时，另外的问题将可能发生。

目前沾吸方法的另外的问题是：巨大的力(大概100磅/线性英寸)必须通过加热辊施加来强制沾吸材料进入印刷组件上的图像中。此巨大的力可能致使加热辊弯曲，导致一个不平坦底面。而且，为有效移除未固化的光聚合物，加热和沾吸过程必须时常重复数次。

另外，对于热产生的版的商业化的最大没落是浮雕变化。由于该项事实即：并非所有的未固化树脂可能获得处理，实际上，移除的树脂的数量可能受方法中各种状况所影响。例如，被处理的图像的类型可影响浮雕耐受度，例如组合样本，其中丝网和固体两者都存在于相同图像内。其次，在热处理器中实际设立的情况，例如循环的次数和处理温度能以不均匀方式影响未固化的树脂的移除。通过热处理移除树脂，是一种非常依赖经验的输出，且最终基于用户的真实需要。因此，极有可能的是：最后过程将导致在版上残留未固化的树脂，其在后曝光步骤期间可变成固化。

热处理版另外复杂的问题是：制造无缝光聚合物套管的传统方法可能本来就产生底面变化.虽然经热处理的平版通过热处理表明可能具有底面不一致，但是此类版的真实底面实际上非常均匀.此均匀性可通过在以溶剂为基础的显像系统中简单处理该版来证实.然而，对于印刷套管，现有的曝光技术受不能将套管曝光通过套管承载器的背面所限制，其最终导致固有的底面变化.此固有的变化可能通过热过程本身而更进一步复杂化，其形成去除套管制造方法中此种缺陷改进方法的需要.

因此，本发明涉及制造光敏印刷组件的改进方法，此方法能将浮雕变化减至最少并改进图像保真度。通过设置一完全固化层在图像层下面，可适当处理套管不须担心底面变更或损失图像保真度。

而且，曝光、显像和后曝光/去粘(detack)等步骤传统上在分开的装置中进行。此方式需要另外的时间来传输印刷组件自曝光装置至显像装置且由于处理印刷组件的结果，可能影响成品版的质量。因此，为了改进最后产物的质量和精确性，可能需要在相同装置中实现曝光、显像和后曝光/去粘等步骤。

发明内容

本发明的一个目的是将光敏印刷套管的底面层中的浮雕变化减至最少。

本发明的另外目的在改进印刷表面上的图像保真度。

因此，本发明涉及制造光敏印刷组件的改进方法，其能将浮雕变化减至最少并改进像保真度，以及关于由本发明的方法所制造的改进的圆筒形光敏印刷组件，可将其热显像。

优选的具体实施例中，本发明的改进方法包括：

a)在可施转的圆筒形支座上设置光敏印刷组件，该光敏印刷组件包括：

i)支持层；

ii)该支持层上的第一层光可固化材料，将该第一层光可固化材料预固化；

iii)沉积在第一层光可固化材料上的至少第二层光可固化材料；及

iv)掩蔽层在至少第二层光可固化材料的顶上，其允许选择性聚合该至少第二层光可固化材料；

b)通过烧蚀掩蔽层以在至少第二层光可固化材料的表面上产生需要的图像的图案，使该至少第二层光可固化材料成像；

c)通过掩蔽层将该第二层光可固化材料在一个或多个光化辐射源下曝光，以交联并固化未被掩蔽层覆盖的第二层光可固化材料的部分；

d)熔化或软化光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联的聚合物；

e)致使光敏印刷组件的成像和曝光表面与至少一个辊之间接触；及

f)抵着至少一部分的光敏印刷组件的成像和曝光表面旋转至少一个辊，从光敏印刷组件的成像和曝光表面，移除已经熔化或软化的未交联的光聚合物。

附图说明

图1描述通过本发明的方法所制造的典型圆筒形印刷组件。

图2描述用于本发明的方法的热显像装置的一个实施例。

图3描述用于本发明的方法的热显像装置的不同视图并显示穿越圆筒形印刷组件的长度的加热辊的移动。

图4描述用于本发明的方法的热显像装置的另一个实施例，其中使用相对的头部来改进提高成像速度和消除辊弯曲及机器刚性设计等问题.

图5描述用于本发明的方法的一个实施例，其中曝光和显像等步骤同时在相同装置上完成。

图6描述用于本发明方法的另一个实施例，其中组合的曝光和显像装置还包括去粘和后固化印刷组件的装置。

具体实施方式

本发明涉及热处理光敏印刷套管的改进方法，此方法能将浮雕变化减至最少并改进图像保真度。本发明的方法在使用至少一个辊从光敏印刷组件的成像表面移除未交联聚合物之前，将光敏印刷套管的底面层预固化。

通过使用传统的泛曝光技术进行预固化第一层，最后印刷组件的底面层从一端到另一端更为均匀。其结果是，印刷组件的图像保真度更纯，在穿越套管的图像区域中只有极少数不一致。另外，由于预固化第一层，最后底面层通常较不具粘性，减少在印刷和储存过程期间聚集油墨、棉绒和碎屑的趋势。该预固化的底面也在成品印刷组件中提供显著美学优点，提供穿越过底面表面的光滑质地，正如与时常与热处理的印刷组件联合的粗糙表面相反，这样的外观在套管检查期间使其较清楚，从而改进客户质量控制其过程的能力。最后，预固化的底面给最终用户提供对于其处理能力的理想极限，换句话说，在完成处理后，无未固化的材料残留。这较为重要，因为被留下未处理的未固化材料可能对于增加印刷组件底面中的粘性有用，或由于上述的光均匀发出而降低图像的保真度。

在优选实施例中，直接在热显像步骤中移除未交联聚合物之前，将光敏印刷组件选择性曝光于光化辐射下来选择性交联和固化光敏印刷组件的所选择(即成像)的部分。

该方法通常包括下列步骤：

a)在可旋转的圆筒形支座上设置光敏印刷组件，该光敏印刷组件包括：

i)支持层；

ii)该支持层上的第一层光可固化材料，将该第一层光可固化材料预固化；

iii)沉积在第一层光可固化材料上的至少第二层光可固化材料；及

iv)在至少第二层光可固化材料的顶上的掩蔽层，其允许选择性聚合该至少第二层光可固化材料；

b)通过烧蚀掩蔽层来在至少第二层光可固化材料的表面上产生所需要像的图案，使该至少第二层光可固化材料成像；

c)通过掩蔽层将第二层光可固化材料曝光到一个或多个光化辐射源下，来交联并固化未被掩蔽层覆盖的第二层光可固化材料的部分；

d)熔化或软化光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联的聚合物；

e)致使光敏印刷组件的成像和曝光表面与至少一个辊之间接触；及

f)抵着至少一部分的光敏印刷组件的成像和曝光表面旋转至少一个辊，从光敏印刷组件的成像和曝光表面移除已经熔化或软化的未交联的光聚合物。

至少一个辊可能以螺旋或逐步方式穿越过圆筒形光敏印刷组件的长度.在优选实施例中，至少一个辊横过光敏印刷组件的长度一次或多次直到将所有的未交联的聚合物从光敏印刷组件的成像表面上移除为止.也可将辊偏斜成一角度以使其转动轴线不与光敏印刷组件的转动轴线平行，且可横穿光敏印刷组件的转动轴线.

在本发明的一个实施例中，通过加热与该光敏印刷组件的成像和曝光表面接触的至少一个辊，将光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联光聚合物熔化或软化。

在本发明的另一个实施例中，通过将加热器设置邻近于光敏印刷组件的成像和曝光表面来将光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联光聚合物软化或熔化设置，以便随后通过至少一辊而移除光敏印刷组件的成像和曝光表面上的软化或熔化的未交联光聚合物。加热辊和红外线加热器可以共同使用以利于另外移除未交联光聚合物，如果使用，将至少一个加热辊典型地保持在低端的未固化的光聚合物的熔化温度与高端的固化光聚合物的熔化温度之间。此方式可允许选择性移除光聚合物以产生图像。优选地，将至少一个加热辊保持在大约350°F至大约450°F的温度下。

如上所讨论，在优选实施例中，一个或多个光化辐射源是一个或多个UV光。如果需要，该光源可包括滤光器来防止印刷组件被过度加热。

在另一个实施例中，本发明涉及一种改进的组合曝光和显像装置和使用该装置将光敏浮雕像印刷版在光化辐射下曝光以选择性固化，即：交联在成像步骤期间所显露的光聚合物层部分的方法，和在用于制造该光敏浮雕像印刷组件的过程期间热显像光敏印刷版，以从光敏印刷组件的成像和曝光表面来移除未交联的聚合物。

一种光敏印刷组件典型地从光可固化的印刷坯件产生，即通过使该光可固化的印刷坯件成像而产生浮雕图像在印刷组件的表面上。此制法通常通过在光化辐射下选择性曝光该光可固化材料来实现，此曝光用来硬化或交联照射区域中的光可固化材料。

具有整体可成像的印刷表面的空心圆筒形印刷套管1包括下列组件：

1.由高强度聚合物树脂制成的空心圆筒形支持层10，其可以选择地用纤维强化；

2.选择地，一层可压缩材料12；

3.包括光可聚合的弹性材料的第一光可固化层14(底面层)；

4.一个或多个第二光可固化层16(可成像层)；及

5.掩蔽层18，其吸收一些波长的辐射，该掩蔽层用于聚合光可固化材料，但是该掩蔽层可通过激光烧蚀或其它相当设备选择性移除。

该空心圆筒形支持层10可利用适用于制造印刷套管的传统材料和方法来制造。优选地，该支持层10从具有纤维状材料的加强的聚合物树脂来制造，以使支持层10具有无缝表面。该纤维状材料可含有玻璃纤维、碳、金属、陶瓷、芳族聚酰胺或能增加支持层10的稳定性、硬度和刚性的任何其它合成的长纤维，而支持层10的纤维状材料含量优选地为重量的大约20％到大约70％。

用于制造支持层10的优选树脂包括聚酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂，但以环氧树脂为最佳。优选地，支持层10大体上均匀透明或半透明以使：可将光化辐射传输通过支持层10的内表面直到第二层的光可固化的材料层16。如果支持层10大体上是均匀透明或半透明，那么，优选地不使用分开的可压缩层12且第一层光可固化材料14与第二层光可固化材料16可能相同，而光可固化材料14由反向曝光通过支持层10而形成。产生均匀透明或半透明支持层10的一种方法是通过使用不含纤维状材料的相对透明的树脂。

制造支持层10的一种方法是环绕旋转心轴连续或重复涂覆各层的所选择树脂和纤维材料，此心轴具有空心圆筒内部所需要的直径.施加树脂和纤维状材料的连续层直到基层10的壁的厚度略超过所需要的壁的厚度.此时，将树脂使用热、光化辐射和/或辐射能来固化.然后将支持层10与心轴分离.然后将支持层10的外直径沙磨、研磨或用其它方法机械加工至适当尺寸.替代的制造方法可以是直接挤压树脂和纤维状材料以形成所需要的空心圆筒.然后将该圆筒固化并修整至规格.

优选地，该支持层10是挠性且具有充分弹性以便能够将它容易地安装到印刷圆筒并从其上卸下。然而，当释放空气压力时，支持层10的内直径必然会收缩到它原来特定的内部直径以便它恰好配合在印刷套管上。将用于此操作的空气压力通过在印刷圆筒表面上的小孔传递以便当施加压力时，空气填充印刷套筒的外表面和支持层10的内表面间的空间，通过暂时膨胀支持层10的内直径以允许将支持层10容易地安装在印刷圆筒上或从其上卸下。该支持层10的厚度通常在从大约10密耳至100密耳的范围。

一旦支持层10形成，一层可压缩材料12可选择地施加到支持层10的外表面上。该可压缩层可采取多种形式。可压缩材料12可由一层固体泡沫材料组成，将它粘附连接到支持层10的外表面，其可产生一条不需要的缝，固体泡沫的终端在该处会合。可替换地，优选该层的可压缩材料12由具有未固化的可光固化或热可固化的树脂调配物的均匀混合空心微球体形成。然后将该树脂/微球体混合物施加到支持层10成为一层或多层，使用刀或挤压提供均匀厚度。然后适当地使用热、光化辐射及/或辐射能将该树脂/微球层固化。优选地，电子束利于用来固化微球体可压缩的泡沫层。在第三种替代中，使用一种软的弹性聚合物例如，聚亚氨酯，或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯光可固化层的较软的变体作为可压缩材料。此实例中，用刀或挤压将未固化材料类似地施加来保证均匀厚度，然后适当固化。在施加和光固化后，优选地将可压缩层更进一步研磨或砂磨来获得无缝的表面。第二或第三替代方式产生较优的无缝层。

该可压缩材料层的厚度可基于被使用的材料和特别印刷用途而变化。通常，如果使用一层可压缩材料，则该层的厚度范围可能从大约20密耳到40密耳。可压缩层的此种厚度保证在印刷期间大约20密耳印痕的宽度范围并且无显著的光点增加。可将可压缩材料的固化层沙磨、研磨或用其它方法机械加工至规格从而获得无缝的表面。

其次，不论使用或不使用该可压缩材料层，将大体上第一光可固化材料(底面层)的连续层施加在支持层10的外表面上，或如果使用，则施加在该层可压缩材料的外表面上.完全可能的是可压缩层12和第一层光可固化材料14是一个且相同.如果第一层光可固化材料底面和可压缩层是相同，可将微球体包括到聚合物/光聚合物组成物中来增加其可压缩性.优选地，该第一层光可固化材料14包括光聚合物，在施加第二层光可固化材料16前，随后将它固化.第一层光可固化材料14的光固化通过面曝光到光化辐射一定长度时间通过前面而实现.再一次，优选地将固化后的第一层光可固化材料14沙磨、研磨或用其它方法机械加工至规格而获得无缝的表面.第一层光可固化材料14的目的是保证：第二层光可固化材料(可成像层16)具有优良附着且保持牢固附着到空心圆筒形基本构造上，甚至当将极细的分离构造在第二层光可固化材料16中显像，在印刷过程期间，该第一层光可固化材料14还物理支持到微小的点和线.对于第一层光可固化材料14和第二层光可固化材料16相当薄(合计大约28至30密耳)的构造来说，这是特别重要的.如本文中所使用的第一层光可固化材料(从前面过程中面曝光)也保证浮雕层的极均匀性，对于高端印刷应用(在此底面变化可能造成像保真度的降低)来说这是必须的.因为第一层光可固化材料可从前面的过程中被完全固化，所以在处理步骤和后曝光/去粘等步骤后，它保证有很干的表面.该第一层光可固化材料14优选地包括与存在于第二层光可固化材料16中的相同的光聚合物.在任何情况中，第一(底面)层光可固化材料14显示对于下面层和对于光可固化材料的第二层的良好粘着是重要的.

如上文所讨论，保持底面的精确标准尺寸是很具挑战性的，否则可能导致不均匀底面穿越过套管，造成印刷完整性的降低。而且，在较厚的套管的情况下，因为套管是不透明的，得到的通过的光化光线的量可能极少。

为了克服此问题，发现将第一(底面)层光可固化材料14通过曝光并随后研磨、沙磨等来达到规格是有利的。而且，使用此步骤，达到高粘着到套管表面而不需要使用公知技术中通常所使用的底漆/粘合剂。

优选地，通过使用刀或挤压，将第一层光可固化材料14作为液体挤出物聚合物使用来保证均匀厚度。一旦使用，从前面使用的热、光化辐射及/或辐射能将该层固化而在支持层10的外表面上或可压缩材料12(如使用)层上形成一个大体上连续无缝层。如果必要，可将第一层光可固化材料14沙磨、研磨或用其它方法机械加工至适当外直径。底面层的厚度范围可以从大约5密耳到大约134密耳。当固化第一层光可固化材料14时，基于光聚合物的厚度和类型一般具有从40％至70％的弹性和从30至70肖氏A(ShoreA)的硬度，如ASTM(美国材料试验学会)D2240所测得。

将第二层光可固化材料16可由能够成像的材料形成，以机械、光学，通过热或差别熔化和/或化学方式来形成。优选地，该第二(可成像)层的光可固化材料16包括光可固化或光可聚合材料。为了形成无缝层，将不可固化材料通过延展、浸渍、铸造、挤压或模塑方式施加到第一层光可固化材料14上。可通过使用刀、冲模或模塑适当地控制厚度。如果必要，第二层光可固化材料16的精确厚度可通过研磨、砂磨或其它机械加工进行调整。第二层光可固化材料的厚度范围通常根据印刷的应用从大约15密耳到大约35密耳。如果需要，可连续使用多层。

用于制造第一层光可固化材料14和第二层光可固化材料16的光可固化材料通常包括粘合剂、单体和光引发剂。另外，该光可固化组合物还可以包括现有技术中所知的其它添加剂例如，塑化剂、抗氧化剂、氧清除剂、流量调节剂、着色剂和填料。

粘合剂优选地包括一种A-B-A型嵌段共聚物，其中A代表一种非弹性体嵌段，优选是乙烯基聚合物或最优选是聚苯乙烯，而B代表一种弹性体嵌段，优选是聚丁二烯或聚异戊二烯。较佳地，非弹性体对弹性体比率在从10∶90至35∶65的范围内。

该至少一种单体典型是一种乙烯化不饱和化合物。适当单体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。适当单体的实例包括一种或多种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、三羟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。

该光可固化材料还包括至少一种光引发剂。任何所知类别的光引发剂，尤其是自由基光引发剂例如，醌类、二苯甲酮、安息香醚、芳族酮类、过氧化物、双咪唑类(biimidazoles)、二酰基碘鎓、三酰基锍、鏻化合物及重氮化合物。

用于制造第一层光可固化材料14和第二层光可固化材料16的适当光可固化材料的另外实例在下列各专利文献中可见到：(颁予)Toda等人的美国第4,045,231号专利，Chen的美国第4,323,636号专利，Berrier等人的美国第5,223,375号专利和Devlin等人的美国第5,290,633号专利，在此引入全文以供参考.

在第二层光可固化材料16的顶上，可选择地，但是优选是掩蔽层18，其允许选择性聚合该第二层光可固化材料16。因此，必须将该掩蔽层18移除或在第二层光可固化材料16将要被聚合的区域中变成对于光化辐射呈透明，但是同时在第二层光可固化材料16保持未聚合并显像去掉来产生柔性版印刷必须的浮雕图像的区域中，阻挡光化辐射。

优选地，该掩蔽层使用激光辐射选择性可烧蚀成为所需要图像的图案。在激光烧蚀的情况中，掩蔽层通常包括一种吸收紫外线辐射的材料、吸收红外线辐射材料和粘合剂。黑色无机涂料例如碳黑或石墨可既有吸收紫外线辐射的材料的功能也有吸收红外线辐射的材料的功能。适当粘合剂包括聚酰胺和纤维素聚合物。适当掩蔽层在Yang的美国第6,605,410号专利和Fan的美国第6,238,837号专利和第5,262,275号专利中有所描述，现将每个专利全文引入以供参考。

可使用多种方法将掩蔽层18设置在第二层光可固化材料16上。可将它直接延展开在第二层光可固化材料16上并且干燥。可将它分别展开在塑料盖片上并将该片压在在第二层光可固化材料16上，以使掩蔽层18在第二层光可固化材料16和盖片之间。在这种情况下，在使用前，将盖片剥除。该掩蔽层必须是使用显像设备可移除的，此显像设备使用来冲洗掉(除去)第二层光可固化材料16的未固化部分。该掩蔽层通常在从大约1μm至大约10μm的范围，并具有从2.5到4.5的光学密度。

印刷套管1可以以下列方式利用：

1.将掩蔽层18选择性曝光到一波长和功率的激光辐射下以使与激光辐射接触的部分的掩蔽层18被烧蚀掉而不损伤下面的第二层光可固化材料16。优选地，将激光用计算器控制，根据所需要的图像，来扫描掩蔽层18的表面。关于此方面，请参照Fan等人的美国第5,760,880号专利，在此将其内容引入以供参考。

2.然后，将印刷套管1的表面曝光于光化辐射下，以使上述被暴露导致掩蔽层18的部分烧蚀的第二层光可固化材料16聚合，但是仍然由掩蔽层18盖覆的该部分的第二层光可固化材料16仍然没有聚合。

3.使用热将印刷套管1显像以使掩蔽层18和第二层光可固化材料16的没有被聚合部分移除，留下第二层光可固化材料16的已聚合的部分突出在所需要的图像中的浮雕中。

4.然后，印刷套管1可选择地使用光化辐射或热进行后固化及将留下的第二层光可固化材料16去粘。

5.最后，将印刷套管1使用高压空气安装到印刷圆筒上来暂时膨胀印刷套管1的内直径。然后移除高压空气以便印刷套管1收缩而适配到印刷圆筒上。

6.可选择地，可将上述印刷套管1使用高压空气安装到桥接圆筒来暂时膨胀印刷套管1的内直径，然后将它移除以便印刷套管1收缩而适配到桥接圆筒上。然后该桥接圆筒作为印刷构造。桥接圆筒的适当实例是Eliminator^TM，其可以从MacDermid Printing Solutions公司得到。

7.然后，将印刷圆筒连同安装在其上的印刷套管1安装到柔性版印刷机中开始印刷.

本发明的圆筒形印刷套管1最适宜使用热来显像。在优选的实施例中，热显像系统也可包括曝光装置以便可将印刷套管1在相同系统中曝光和显像而不需要将印刷套管1从曝光装置中移出而放置到热显像系统中。在相同系统中，该热显像系统可另外包括用于后曝光/去粘的设备。

该热显像系统通常包括：

(i)支持，并优选的是循环或旋转的，光敏印刷组件(印刷套管)的设备；

(ii)可选择地，但是优选地，用于将光敏印刷组件的表面在光化辐射下曝光的设备；和

(iii)用于将光敏印刷组件热显像的设备，其中该热显像设备典型地包括：

a)用于软化或熔化光敏印刷组件的表面上的未交联光聚合物的设备；

b)至少一个辊，其与光敏印刷组件的表面可接触且能在至少一部分的光敏印刷组件表面上移动，以移除光敏印刷组件表面上的软化或熔化的未交联光聚合物；及

c)用于保持至少一个辊和光敏印刷组件的表面之间接触的设备。

如图2中所描述，该热显像系统1通常包括至少一个辊22，其与光敏印刷组件1的成像表面34是可接触的，和设备60，其用于保持至少一个辊22与光敏印刷组件1的成像表面34间接触。在一个实施例中，将至少一个辊22加热并在至少光敏印刷组件1的一部分的成像表面34上移动，而光敏印刷组件1的成像表面34上的未交联聚合物通过至少一个可加热的辊22进行熔化并移除。在另一个实施例中，将一个加热源50设置在辊22之前来软化或熔化光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联聚合物以便随后通过辊22移除。也可将加热源50和加热辊22联合，以至少部分地软化或熔化光敏印刷组件1的成像表面上的未交联聚合物。

该至少一个辊22通常具有大约4到大约12英寸的长度和大约4到大约6英寸的直径，本发明并不限定具有特别尺寸或直径的辊。本领技术人员能够确定在热显像系统中使用的辊的适当的长度和直径。

该热显像系统可以包括两个辊22和24，其可相对地相互邻近和分开设置，且每一个辊可保持与光敏印刷组件1的成像表面接触。当两辊22和24与光敏印刷组件1的成像表面34接触时，该两辊22和24是自动定心地抵着光敏印刷组件1的成像表面。

加热源50典型地是红外线加热器或者热空气加热器，其它加热源也可以在本发明的实施中应用，并且本领域技术人员也能想到。在优选的实施例中，该加热源是红外线加热器。在替代实施例中，额外地，该至少一个辊可以是具有包含在辊内的加热源的加热辊。

用于保持至少一个辊22与光敏印刷组件1的成像表面34间接触的设备60典型地包括气缸或液压缸，其作用是用来强制至少一个辊22抵着光敏印刷组件1的成像表面34。用于保持至少一个辊22与光敏印刷组件1间接触的其它设备是本领域技术人员可以想到的。

该热显像系统优选地包括设置在至少一辊22的至少一部分上的沾吸材料20.因此，当将该至少一个辊22加热并与光敏印刷组件1的成像表面34接触时，光敏印刷组件1的成像表面上的未交联聚合物通过加热辊22熔化并由该沾吸材料20移除.或者，加热源50熔化或软化未交联的聚合物并通过设置在至少一个辊的至少一部分上的沾吸材料20移除该熔化或软化的聚合物.

可使用的沾吸材料包括筛网、纸和吸收剂织物，其包括以基于聚合物的和基于非聚合物的织物。典型将沾吸材料20以在至少一个辊22的至少部分循环和环绕，该辊22保持接触光敏印刷组件1的成像表面34。将沾吸材料20从沾吸材料20的远端源(未示出)连续供应到该至少一个辊22上。该热显像系统另外包括一个重绕装置(未图标)将含有所移除的未交联聚合物的沾吸材料20带走。

或者，该热显像系统可包括刮墨刀28，其可设置邻近至少一个辊22或24，图中显示其设置邻近第二辊24且用于代替沾吸辊。当至少一个辊24从光敏印刷组件1的成像表面34移除未交联聚合物时，刮墨刀28从该至少一个辊24的表面刮除未交联聚合物。

该热显像系统通过将至少一个辊22在光敏印刷组件1的至少一部分的成像表面34上旋转，从光敏印刷组件1的成像表面34移除未交联聚合物。优选地，至少一个辊22以第一方向30旋转而圆筒形光敏印刷组件1则以和至少一个辊22的相反方向32旋转。

该热显像系统也可包括设备26(如图4所示)以便允许该至少一个辊穿越圆筒形光敏印刷组件的长度，此设备典型地包括一个或多个车架。此设计特征的优点为：辊越过印刷组件的表面移动允许热显像系统包容各种长度和直径的印刷组件。在此情况下，至少一个辊沿着长度或环绕印刷组件的圆周旋转并以平行于沿着印刷组件的宽度旋转的轴线的方向移动。

通过将沾吸材料20在第一辊22的至少部分下面和周围循环和环绕(其与光敏印刷组件1的成像表面34可接触)，而将沾吸材料20连续供给至两辊22和24，将该沾吸材料20环绕设置在两辊22与24间的一个或多个轨道辊36，然后在第二辊24的至少部分(其与光敏印刷组件1的成像表面34可接触)的下面和周围循环和环绕该沾吸材料20。

如图3所示，该热显像系统可另外包括一个或两个附加辊40和42，此两辊可设置在圆筒形光敏印刷组件1的相对边上的相对的位置上。该一个或两个附加辊40和42可保持与光敏印刷组件1的至少一部分的成像表面34呈接触。当使一个或两个附加辊40和42与光敏印刷组件1的成像表面34接触时，可增加从光敏印刷组件1的成像表面34上移除树脂以及成像速度。使用两个附加辊40和42也可消除辊弯曲和机器刚性设计等问题，其可造成不平坦底面。因为推动沾吸装置进入树脂中所需要的强力相互相对，所以本发明的改进设计特征允许使用轻得多的材料(即，玻璃纤维代替支持轴)来支持印刷套管，当它被处理时。

如图5所示，该热显像系统可以包括用于曝光以及热显像光敏印刷组件的设备。

图5中所描述的该曝光和热显像系统典型包括安装在车架26上的一个或多个光化辐射源52，其可穿越光敏印刷组件1的长度，该一个或多个光化辐射源52典型包括一个或多个UV光源，其能选择性曝光和固化光敏印刷组件1的成像表面34。

在操作期间，车架26穿越过柔性版印刷组件1的成像表面34的长度的该一个或多个光化辐射源52来固化该柔性版印刷组件1。当车架26穿越过光敏印刷组件1的成像表面34的长度时，使该光敏印刷组件1以第一方向30继续旋转以便将光敏印刷组件1的整个表面曝光来固化光敏印刷组件1的表面34上的图像。

可将至少一个辊22安装在与一个或多个的光化辐射源52相同车架26上，或可安装在与一个或多个的光化辐射源52分开的车架(未示出)上.如图2所示，该系统还包含用于保持至少一个辊22与光敏印刷组件1的成像表面34间接触的设备60.

将至少一个辊22在光敏印刷组件1的至少一部分的成像表面34上(其先前已通过一个或多个的光化辐射52穿越)移动来移除光敏印刷组件1的成像表面34上的未交联聚合物。

在优选实施例中，使光敏印刷组件1以第一方向30旋转，而辊20以第二方向32旋转。在曝光和显像两步骤期间，使光敏印刷组件1以第一方向30连续旋转以便可将光敏印刷组件1的整个成像表面34曝光和显像。此过程的螺旋特性保证穿越任何尺寸印刷组件1来均匀曝光和显像，其中当车架26穿越柔性版印刷组件1的长度时，印刷套管旋转。

如图6所描述，在另外实施例中，该热显像系统可另外包括一个装置54，其用于一旦将光敏印刷组件1使用一个或多个UV光源52曝光以及使用至少一辊22进行热显像时，将光敏印刷组件1去粘和后曝光。在系统中使用该去粘和后曝光装置54在系统，可不用处理该印刷组件，即，将印刷组件移动到后续装置，并再提供更精确和精密的印刷组件。

Claims (28)

1.一种制造光敏印刷套管的方法，包括下列步骤：

a)在可旋转的圆筒形支座上设置光敏印刷组件，该光敏印刷组件包括：

i)支持层；

ii)在该支持层上的第一层光可固化材料，该第一层光可固化材料是经预固化的；

iii)沉积在该预固化的第一层光可固化材料上的包含光聚合物的至少第二层光可固化材料，及

iv)在至少第二层光可固化材料的顶上的掩蔽层，其允许选择性聚合至少第二层光可固化材料；

b)通过烧蚀部分掩蔽层使该掩蔽层成像，以在至少第二层光可固化材料的表面上产生所需要的图像的图案；

c)通过该部分烧蚀的掩蔽层将该第二层光可固化材料曝露于一个或多个光化辐射源下，来交联并固化未被掩蔽层覆盖的第二层光可固化材料的部分；

d)熔化或软化所述光敏印刷组件的成像和曝光表面上的该第二层光可固化材料的未交联的光聚合物；

e)使所述光敏印刷组件的成像和曝光表面与至少一个辊间进行接触；及

f)抵着至少一部分的所述光敏印刷组件的成像和曝光表面旋转该至少一个辊，以便从所述光敏印刷组件的成像和曝光表面上移除已经熔化或软化的所述未交联的光聚合物。

2.如权利要求1所述的方法，其中第一层光可固化材料从所述光敏印刷组件的前面来预固化。

3.如权利要求2所述的方法，其中还包括在将至少第二层光可固化材料沉积在第一层光可固化材料上之前，研磨、砂磨或机器加工第一层光可固化材料而获得所需要的厚度的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中掩蔽层可选择性地曝光至选定波长和功率的激光辐射源下来烧蚀与激光辐射源相接触的掩蔽层而不损伤下面的第二层光可固化材料以便在第二层光可固化材料的表面上产生所需要的图像。

5.如权利要求1所述的方法，其中还包括将光敏印刷组件去粘和后固化的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中该一个或多个光化辐射源包括一个或多个紫外光。

7.如权利要求6所述的方法，其中该一个或多个光化辐射源穿越所述光敏印刷组件的长度。

8.如权利要求1所述的方法，其中该至少一个辊穿越所述光敏印刷组件的长度。

9.如权利要求8所述的方法，其中该至少一个辊穿越所述光敏印刷组件的长度多次。

10.如权利要求8所述的方法，其中该至少一个辊以螺旋或逐步方式穿越所述光敏印刷组件的长度。

11.如权利要求1所述的方法，其中该至少一个辊以第一方向旋转，而光敏印刷组件以与该至少一个辊相反的方向旋转。

12.如权利要求1所述的方法，其中使用气压缸或液压缸来保持该至少一个辊与所述光敏印刷组件的表面间的接触。

13.如权利要求1所述的方法，其中将与所述光敏印刷组件的表面接触的该至少一个辊的至少部分用沾吸材料盖覆，该沾吸材料从所述光敏印刷组件的表面上移除未交联的光聚合物.

14.如权利要求13所述的方法，其中将该沾吸材料环绕在与所述光敏印刷组件的表面接触的该至少一个辊的至少部分上。

15.如权利要求13所述的方法，其中将该沾吸材料从远端的沾吸材料源连续供给到该至少一个辊上。

16.如权利要求13所述的方法，其中将含有被移除的未交联光聚合物的沾吸材料反绕到反绕装置上。

17.如权利要求13所述的方法，其中该沾吸材料包括纸。

18.如权利要求1所述的方法，其中在未交联光聚合物从光敏印刷组件的成像表面被移除后，残留在该至少一个辊上的未交联光聚合物通过设置邻近于该至少一个辊的用于从该至少一个辊的表面上刮除未交联光聚合物的刮墨刀而从该至少一个辊的表面上被移除。

19.如权利要求1所述的方法，其中该至少一个辊包括经设置相互邻近和分开的两个辊，且每一个保持与光敏印刷组件的成像表面接触，并且其中该两个辊是自动定心对着光敏印刷组件的成像表面。

20.如权利要求19所述的方法，其中通过将沾吸材料卷绕环绕在与所述光敏印刷组件的成像表面接触的第一辊的至少部分上，将该沾吸材料环绕在设置在该两个辊间的一个或多个轨道辊上，然后卷绕该沾吸材料环绕在与光敏印刷组件的成像表面接触的第二辊的至少部分上，而连续供给至该两个辊。

21.如权利要求19所述的方法，其中将一个或多个附加辊设置在光敏印刷组件的相对边上的相反位置，并保持与光敏印刷组件的成像表面的至少一部分接触。

22.如权利要求1所述的方法，其中通过加热与光敏印刷组件的成像和曝光表面接触的该至少一个辊，将光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联光聚合物熔化或软化。

23.如权利要求1所述的方法，其中通过将加热器邻近于光敏印刷组件的成像和曝光表面设置，将光敏印刷组件的成像和曝光表面上的未交联光聚合物熔化或软化。

24.如权利要求22所述的方法，其中还包括设置邻近于光敏印刷组件的成像和曝光表面的加热器以产生对该未交联光聚合物额外的熔化或软化。

25.如权利要求22所述的方法，其中该至少一个加热辊保持在350°F至450°F的温度。

26.一种通过权利要求1的方法制造的圆筒形光敏印刷套管。

27.一种圆筒形热可显像光敏印刷组件，包括：

a)支持层；

b)可压缩层，可选择地沉积在该支持层上；

c)第一层光可固化材料，其沉积在支持层上或可选择的可压缩层上；该第一层光可固化材料是经预固化的；

d)至少第二层光可固化材料，其沉积在该预固化的第一层光可固化材料上；及

e)掩蔽层，其沉积在至少第二层光可固化材料上，其允许选择聚合该至少第二层光固化材料。

28.如权利要求27所述的光敏印刷组件，其中该第一层光可固化材料经研磨、砂磨或机器加工来获得所需要的厚度。

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