CN101203805B - 热显影系统及使用它的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热显影系统及使用它的方法。具体涉及一种经改良的设备及一种使用该设备来从浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上去除未交联光聚合物的方法。该设备包括支撑并转动印刷组件的装置、软化并/或熔化在印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置、及至少一个热显影组件。该热显影组件包括提供能与印刷组件接触的吸收材料的装置，且该吸收材料能去除已变软且/或已熔化的未交联光聚合物的至少一部分；和使吸收材料与印刷组件的至少一部分接触的装置。该吸收材料由连续不断的压印带支撑，该压印带由多个辊支撑。当吸收材料接触印刷组件的表面时，印刷组件表面上已变软且/或已熔化的未交联光聚合物被去除。

Description

热显影系统及使用它的方法

技术领域

本发明涉及一种可用于热显影浮雕图像印刷组件的改良系统及使用它的方法。

背景技术

柔性版印刷是通常用于大批量生产的印刷方法。柔性版印刷适用于在多种基底例如纸、纸板原料、瓦楞纸板、膜、箔片以及叠层片上进行印刷。报纸和食品杂货袋是突出的例子。粗糙表面和拉伸膜仅能通过柔性版印刷的方式经济地印刷。柔性版印刷版为成像部件凸出在开阔区域上的浮雕板。这种版给印刷者带来了大量的好处，主要是其耐用性以及易于制造性。

虽然光聚合物印刷组件通常以“平坦”薄片形式使用，但以连续圆柱形式(如连续环形(continuous in-the-round)(CITR)光聚合物套筒)使用该印刷组件则有特别的应用及优点。CITR光聚合物套筒增加了数字成像、精确定位、快速安装及柔性版印刷制程无版起模的优势。CITR套筒可应用在壁纸、装饰及礼品包装纸等的连续图案以及桌布等的其它连续图案的柔性版印刷中。CITR套筒使柔性版印刷在印刷质量上较凹版及平板印刷具有更大的竞争力。

典型的柔性版印刷版(如由其制造商所交付的)为一多层物品，其依次包括背衬层或支撑层，一个或多个未曝光光可固化层，保护层或滑膜以及覆盖薄片。典型的CITR光聚合物套筒通常包括套筒载体(支撑层)与在支撑层上方的至少一个未曝光光可固化层。

柔性版印刷组件由光可固化的印刷空白版，通过使该光可固化的印刷空白版成像，以在该印刷组件的表面上产生浮雕图像来制造。这通常可通过有选择地将该光可固化材料曝露于光化辐射而实现，该曝光作用用于使光可固化材料的被辐射区域变硬或交联。光可固化的印刷空白版包括一层或多层在合适的背衬层上的未固化的光可固化材料。光可固化的印刷空白版可为连续(无缝)套筒形式，或可为安装在载体套筒上的平坦的平板。

所使用的光聚合物通常包括黏着剂、单体、光敏引发剂及其它性能添加剂。光聚合物组合物包括描述于2003年1月29日提交的美国第10/353,446号专利申请(其教示全文以参考之方式并入本文)中的那些。多种光聚合物，如以聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚氨酯和/或硫醇烯类(thiolenes)为基础的光聚合物可有用地作为黏着剂。优选的黏着剂为聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯和聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，特别是前述物质的嵌段共聚物。

印刷组件通过三种相关的方法之一而有选择地曝露于光化辐射。在第一种可选方法中，使用具有透光区域和实质上不透光区域的照相负片来有选择地阻断光化辐射至该印刷版组件的传送。在第二种可选方法中，在光聚合物层上涂布对激光烧蚀敏感的光化辐射(实质上)不透明层。然后，使用激光来烧蚀该光化辐射不透明层的选定区域，以产生原位负片。该技术是本领域公知的，并且描述于例如Fan的美国第5,262,275号和第6,238,837号专利，以及Yang等人的美国第5,925,500号专利中，这些专利的主题全文均以参考方式并入本文。在第三种可选方法中，使用光化辐射的聚焦光束来有选择地曝光该光聚合物。这些可选方法中的任一种都可接受，条件是只要其能有选择地使该光聚合物曝露于光化辐射，从而有选择地固化光聚合物的一部分即可。

接下来，使印刷组件的光聚合物层显影，以去除光聚合物的未固化(即，未交联)部分，而没有干扰到该光聚合物层的已固化部分，以产生浮雕图像。显影步骤通常可通过多种方式来完成，包括水洗涤、溶剂洗涤及热显影(吸除)。热显影具有在显影后不需要额外的干燥步骤的优点，因此提供可从版更快速行进至印刷机的能力。

方法已得以发展，由此使用热来制备光聚合物印刷版，并且利用已固化与未固化的光聚合物之间的熔解温度差异来使潜像显影。该方法的基本参数是已知的，如描述于美国第5,279,697号、第5,175,072号和第3,264,103号专利，已公布的美国专利公开第US2003/0180655号和第US 2003/0211423号，以及WO 01/88615、WO01/18604和EP 1239329中，这些文献的全文教示均以参考方式并入本文。这些方法可避免使用显影溶剂以及去除该溶剂所需的长的版干燥时间。这些方法的速度及效率可使其用于制造用来印刷报纸及其他出版物的柔性版印刷版，对于这些出版物来说，快速周转时间和高生产力是非常重要的。

为了使印刷版可被热显影，光聚合物必须如此组成：即在已固化和未固化的聚合物之间存在熔解温度的实质差异。严格来说，该差异允许当加热时可在光聚合物中产生图像。在所选择的温度下，未固化的光聚合物(即，不与光化辐射接触的光聚合物部分)会熔化并且/或者实质上软化，同时已固化的光聚合物仍然为固体并完整无损。因此，该熔解温度差异可使未固化的光聚合物被有选择地去除，从而产生想要的图像。

在热显影期间，印刷组件通常会被加热至至少约70℃的温度。确切的温度取决于所使用的特定光聚合物的性质。但是，在确定显影温度时，应考虑两个主要因素：

1.显影温度优选设定在未固化的光聚合物的熔解温度(作为下限)与已固化的光聚合物的熔解温度(作为上限)之间。这将允许光聚合物被有选择地去除，从而产生图像。

2.显影温度越高，制程时间越短。但是，显影温度应该不高至超出已固化的光聚合物的熔解温度或不高至使已固化的光聚合物降解。该温度应该足以熔化或实质上软化未固化的光聚合物，因此允许将其去除。

其后，未固化的光聚合物会变软且/或熔化并被去除。在大多数情况下，该经加热的印刷组件与可吸收或以其它方法可去除已变软且/或已熔化的未固化的光聚合物的吸收材料接触。该去除方法通常被称为“吸除”。

在完成该吸除制程后，印刷版组件可在另一光化辐射下进行后曝光并/或接受脱黏反应(detackification)，冷却，然后待用。

虽然已发展出多种可用来制造浮雕图像印刷版的热显影设备，本领域中仍然需要一种可提供能更有效地去除未固化的光聚合物的热显影设备。本领域中还需要一种经改良的热显影方法，其允许均匀地施加热，并允许吸除材料能更完全地去除残余在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未固化的光聚合物。

本发明的发明者已确定，可通过以连续不断的压印带来支撑吸除(吸收)材料，以在吸除材料与浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面之间获得较好的接触，如此，更多的吸除材料接触到浮雕图像印刷组件的表面，因此可从浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光的表面上更有效地去除未固化的光聚合物。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种以增加的速度、降低的吸除剂消耗和降低的点损伤使浮雕图像印刷组件热显影的设备。

本发明的另一个目的是提供一种热显影设备，其可增加在吸收性吸除材料与浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面之间的接触时间，以使未固化的光聚合物更完全地被去除。

为此目的，本发明致力于一种经改良的热显影设备，以及一种使用该经改良的热显影设备来从柔性版印刷组件的已成像表面去除未固化的光聚合物的方法。

在一个优选的实施方案中，该设备包括：

a)用来支撑并优选传输浮雕图像印刷组件的装置；

b)用来软化并/或熔化在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置；和

c)至少一个第一热显影组件，其包括：

i)用来提供能与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触的吸收材料的装置，其中该吸收材料能去除该已变软且/或已熔化的未交联光聚合物的至少一部分；和

ii)用来使该吸收材料与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的该至少一部分接触的装置，其中该接触装置包括以连续不断的压印带的至少一部分来支撑该吸收材料，其中该压印带由多个毗连配置且彼此分开的辊支撑。

当吸收材料与浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触时，可去除在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的已变软且/或已熔化的未交联光聚合物。

在一个具体实施方案中，多个辊配置成与该浮雕图像印刷组件分离，由此可使该压印带与该浮雕图像印刷组件的已成像表面的至少一部分接触的部分最大化。

在另一个具体实施方案中，本发明的设备包括第二热显影组件，其具有与第一热显影组件相同的构件。如果使用该第二热显影组件，其通常被安排在浮雕图像印刷组件上与该第一热显影组件相对的一侧。

本发明还包括一种使用本发明热显影设备的方法，其步骤包括：

a)提供已成像且已曝光的浮雕图像印刷组件；

b)软化并/或熔化在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；并

c)提供吸收材料，其能与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触，并能去除在该浮雕图像印刷组件表面上的已变软且/或已熔化的未交联光聚合物；

其中该吸收材料由连续不断的压印带的至少一部分支撑，且与该浮雕图像印刷组件的该至少一部分接触，从而该已变软且/或已熔化的未交联光聚合物的至少一部分被该吸收材料去除。

附图说明

为更完整地了解本发明，参考下面的说明连同随附的附图，其中：

图1示出了本发明热显影设备的一个具体实施方案；及

图2示出了本发明热显影设备的另一个具体实施方案。

同样，虽然每个附图中的组件未全部被标出，但具有相同附图标记的全部组件表示相同或相似的部件。

具体实施方式

本发明致力于一种经改良的热显影设备，以及一种在制造浮雕图像印刷组件的制程中使用该设备来从浮雕图像印刷组件的已成像表面去除未交联聚合物的方法，其克服了现有技术中的许多缺陷。

在该热显影设备中去除未交联聚合物之前，如本领域中公知的那样，柔性版印刷组件被有选择地曝露于光化辐射，以有选择地交联并固化该柔性版印刷组件的已成像部分。然后，可使用本发明经改良的设备使该印刷组件热显影，以在表面上显露出浮雕图像。

如在图1中所见，本发明的设备1包括用来支撑并优选转动或以其它方式传输已成像且已曝光的浮雕图像印刷组件4的装置，其通常可安装在圆柱印刷芯轴2上。设备1还包括用来软化并/或熔化在浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置，该用来软化并/或熔化的装置包括通过I.R.辐射、热对流和/或热传导来将热供应至印刷组件的表面。最后，本发明的设备1包括至少一个热显影组件。该至少一个热显影组件包括用来提供能与浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面的至少一部分接触的吸收材料10卷材的装置；及用来使吸收材料10与浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面的至少一部分接触的装置，该接触装置包括以连续不断的压印带12的至少一部分来支撑吸收材料10卷材，其中该压印带由多个毗连配置且彼此分开的辊14和16支撑。

选择吸收材料10，以便其能去除至少一部分已变软且/或已熔化的未交联光聚合物。当吸收材料10接触该浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面的至少一部分时，可去除在浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面上已变软且/或已熔化的未交联光聚合物。

在一个优选的具体实施方案中且如图1所描绘，多个辊14和16配置成与浮雕图像印刷组件4分离，以便将压印带12(通过吸收材料)与浮雕图像印刷组件4的已成像表面的至少一部分接触的部分最大化。吸收材料10、压印带12及多个辊14和16的宽度最好各自近似于浮雕图像印刷组件4的宽度。可非强制选择地在吸收材料强迫与印刷组件接触的区域中的多个点处加入张紧辊或压点辊，以便增加接触压力。

用来软化并/或熔化在浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置包括热源6，其配置在压印带12的背面；和/或热源8，其配置成与浮雕图像印刷组件4毗连；和/或设置在辊中的热源，其中该辊设置成通过该带和/或吸收材料直接或间接与该印刷组件接触。配置成与浮雕图像印刷组件4毗连的热源8的位置不是关键的，但是最好将热源配置成与浮雕图像印刷组件4接触吸收材料10卷材的位置毗连，以提供已熔化且/或已变软的未固化光聚合物的最完全的去除。一般来说，热源6和/或8为红外线加热器或热空气加热器，然而其它热源也是本领域的技术人员公知的，且适于在本发明中使用。在另一种选择方式中，该带可使用与该带接触的加热压板(platen)(未示出)来加热。该压板优选由高导热金属构成且通过电阻加热元件来加热。该压板可配置在任何位置，但优选配置在多个辊14和16之间。在再一种选择方式中，可将挠性加热元件构建在该带自身中。

在另一个优选具体实施方案中，从吸收材料的远程来源15将吸收材料10连续供应至压印带12的表面的至少一部分。设备1还可包括重绕装置(未示出)，以将包含已去除的未交联光聚合物的吸收材料10运走。可使用多种材料作为吸收材料10，然而通常优选纸、无纺布和机织物。可使用的吸收材料10的实例包括筛孔和吸收织物(包括聚合物类和非聚合物类织物)。

最优选利用气缸或液压缸(未示出，其强迫支撑压印带12的辊朝向浮雕图像印刷组件4的已成像表面)，使压印带12将吸收材料10维持成对着浮雕图像印刷组件的表面的该至少一部分。用来维持吸收材料10与浮雕图像印刷组件4之间接触的其它装置也是本领域技术人员公知的。如果仅使用一个热显影组件，优选以第一方向使支撑压印带的多个辊14和16转动，以便使吸收材料10在浮雕图像印刷组件4的至少一部分上移动，并以相反方向转动支撑浮雕图像印刷组件4的圆柱印刷芯轴2。但是，对于本发明的实施来说，多个辊14和16与印刷芯轴2的转动方向与各自的转动速度不是关键的，且本领域的技术人员对于特别的应用能确定合适的转动方向和速度，以获得未固化光聚合物的最佳去除。热显影组件的宽度可设计成浮雕图像印刷组件的宽度，或可小于前述宽度；在该情形中，热显影组件必须盘旋经过浮雕印刷组件的版面，从而实质上显影全部表面。

在另一个具体实施方案中，如在图2中所见，本发明的设备可进一步包括与第一热显影组件具有相同构件的第二热显影组件。第二热显影组件最优选安排在浮雕图像印刷组件4上与第一热显影组件相对的一侧。第二热显影组件包括用来提供第二吸收材料20卷材的第二装置，其中第二吸收材料卷材与浮雕图像印刷组件4的至少第二部分接触；第二连续不断的带22，其用来保持第二吸收材料20卷材对着浮雕图像印刷组件4的已成像且已曝光表面的第二部分，且由多个第二辊24和26支撑。

使用第二热显影组件可减少或实质上消除辊弯曲及机器刚性图案问题(其会在大平板机器中造成不平坦底部)。同样，因为将吸除剂推入树脂所需的高强迫力彼此相反，本发明经改良的设计特征使得当进行印刷套筒的加工时，可使用更轻的材料(即，可用玻璃纤维取代钢支撑轴)来支撑印刷套筒。

可使用本发明经改良的设备来使不同类型的浮雕图像印刷组件热显影。例如，浮雕图像印刷组件可为平坦印刷版，其可利用多种手段(包括真空、胶黏剂和/或机械夹钳)紧固到圆柱芯轴上，且由该圆柱芯轴支撑。在另一种选择方式中，浮雕图像印刷组件可为整体无缝的圆柱印刷组件。在第三种选择方式中，印刷组件可为在传送带上传输的平坦印刷组件，而压印带和吸收材料与上述印刷组件接触。

本发明还致力于一种使用本发明的设备使浮雕图像印刷组件显影的方法，以去除在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物。

该方法典型地包括下列步骤：

1)提供已安装在支撑件上的已成像且已曝光的浮雕图像印刷组件；

2)软化并/或熔化在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；并

3)提供吸收材料，其能与浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触，并能去除在浮雕图像印刷组件表面上已变软且/或已熔化的未交联光聚合物；其中所述吸收材料通过使用压印带与印刷组件接触。

如上所述，该吸收材料由连续不断的压印带(其使得该吸收材料与该浮雕图像印刷组件的至少一部分接触)的至少一部分支撑，从而至少一部分已变软且/或已熔化的未交联光聚合物可被吸收材料去除。压印带由多个毗连配置且彼此分开的辊支撑。

该方法还可进一步包括本领域公知的使已曝光且已热显影的印刷组件脱黏并后固化的步骤。

虽然已经使用优选的具体实施方案对本发明进行了特别的说明和描述，本领域的技术人员应了解，可在不背离本发明的范围和精神的情况下对其形式和细节进行改变。

Claims (25)

1.一种从浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上去除未交联光聚合物的设备，该设备包括：

用来支撑并传输或转动该浮雕图像印刷组件的装置；

用来软化并/或熔化在该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置；

至少一个热显影组件，该至少一个热显影组件包括：

用来提供能与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触的吸收材料的装置，其中该吸收材料能去除该已变软且/或已熔化的未交联光聚合物的至少一部分；和

用来使该吸收材料与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的该至少一部分接触的装置，其中该装置的接触包括以连续不断的压印带的至少一部分来支撑该吸收材料，其中该压印带由多个毗连配置且彼此分开的辊支撑；

由此，当该吸收材料与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触时，可去除在该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的已变软且/或已熔化的未交联光聚合物。

2.如权利要求1所述的设备，其中该多个辊配置成与该浮雕图像印刷组件分离，由此使该压印带与该浮雕图像印刷组件的已成像表面的该至少一部分接触的部分最大化。

3.如权利要求1所述的设备，其中该多个辊和该压印带的宽度各自近似于该浮雕图像印刷组件的宽度。

4.如权利要求1所述的设备，其中该用来软化并/或熔化浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的装置包括从由如下热源构成的群组中选出的至少一个热源：配置在该压印带背面的热源、配置成与该浮雕图像印刷组件毗连的热源、与该压印带接触的加热压板、加热辊以及构建在该压印带中的挠性热源。

5.如权利要求1所述的设备，其中从该吸收材料的远程来源将该吸收材料连续供应至该压印带的表面的至少一部分。

6.如权利要求5所述的设备，其进一步包括重绕装置，以将包含已去除的未交联光聚合物的该吸收材料运走。

7.如权利要求1所述的设备，其中该吸收材料从由纸、无纺布和机织物构成的群组中选出。

8.如权利要求1所述的设备，其中通过使用气缸或液压缸使该压印带将该吸收材料维持成对着该浮雕图像印刷组件的表面的该至少一部分，以强迫该压印带朝向该浮雕图像印刷组件的已成像表面。

9.如权利要求1所述的设备，其中该至少一个热显影组件包括两个热显影组件，它们被安排在该浮雕图像印刷组件的相对两侧。

10.如权利要求1所述的设备，其中该至少一个热显影组件包括一个热显影组件，且支撑该压印带的该多个辊以第一方向转动，而该浮雕图像印刷组件以相反方向转动。

11.如权利要求4所述的设备，其中该热源从由红外线加热器、热空气加热器、电阻加热器及前述的组合构成的群组中选出。

12.如权利要求1所述的设备，其中该浮雕图像印刷组件为平坦印刷版，其紧固至圆柱芯轴并由该芯轴支撑。

13.如权利要求1所述的设备，其中该热显影组件盘旋经过该浮雕图像印刷组件的宽度。

14.如权利要求1所述的设备，其中该浮雕图像印刷组件为整体无缝的圆柱印刷组件。

15.一种使浮雕图像印刷组件显影以去除在浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物的方法，该方法包括下列步骤：

a)提供已安装在支撑件上的已成像且已曝光的浮雕图像印刷组件；

b)软化并/或熔化在该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面上的未交联光聚合物；并

c)提供吸收材料，其能与该浮雕图像印刷组件的已成像且已曝光表面的至少一部分接触，并能去除在该浮雕图像印刷组件表面上已变软且/或已熔化的未交联光聚合物；

其中所述吸收材料由连续不断的压印带的至少一部分支撑，其中该压印带使该吸收材料与该浮雕图像印刷组件的至少一部分接触，由此至少一部分已变软且/或已熔化的未交联光聚合物被该吸收材料去除。

16.如权利要求15所述的方法，其中该压印带由多个辊支撑，其中所述多个辊毗连配置且彼此分开。

17.如权利要求16所述的方法，其中在该压印带上与该浮雕图像印刷组件的已成像表面接触的该吸收材料的部分通过将该多个辊配置成与该浮雕图像印刷组件分离以达到最大化。

18.如权利要求16所述的方法，其中该吸收材料、该压印带和该多个辊各自近似于该浮雕图像印刷组件的宽度。

19.如权利要求15所述的方法，其中通过将热源配置在该压印带背面和/或与该浮雕图像印刷组件毗连，从而将该未交联光聚合物熔化并/或软化。

20.如权利要求15所述的方法，包括从该吸收材料的远程来源将该吸收材料连续提供至该压印带的表面的至少一部分的步骤。

21.如权利要求20所述的方法，进一步包括将包含已去除的未交联光聚合物的该吸收材料运走并重绕的步骤。

22.如权利要求15所述的方法，其中该吸收材料从由纸、无纺布和机织物构成的群组中选出。

23.如权利要求19所述的方法，其中该热源从由红外线加热器或热空气加热器、电阻加热器和前述的组合构成的群组中选出。

24.如权利要求15所述的方法，其中该浮雕图像印刷组件为平坦印刷版，其紧固至圆柱芯轴。

25.如权利要求15所述的方法，其中该浮雕图像印刷组件为整体无缝的圆柱印刷组件。

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