CN107921773A - 载体板及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种载体板，用于当光固化印刷坯通过将氧屏障隔层层压到光固化印刷坯的上表面上的多个层压辊运输时为光固化印刷坯提供支撑。载体板包括耐热的尺寸稳定的背衬层和安装在耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层。

Description

载体板及其使用方法

技术领域

本发明大体上涉及用于柔性版印刷制版过程层压阶段中的载体板(carriersheet)。

背景技术

柔性版印刷是通常用于大批量印刷的印刷方法。柔性版印刷用于在各种基材如纸张、纸板原料、瓦楞纸板、薄膜、箔和层压板上印刷。报纸和杂货袋就是很好的例子。粗糙表面和拉伸膜只能通过柔性版印刷来经济地印刷。

柔性版印版是具有被升高于空旷区上方的图像元素的凸版。通常，印版有点柔软，足够柔韧，能环绕印刷滚筒，并且足够耐用，能印刷超过一百万份。这种印版为打印机提供了许多优点，主要取决于它们的耐久性和其制造的便利性。制造商提供的典型柔性版印版是依次由以下制成的多层物品：背衬层(backing layer)或支撑层、一个或多个未曝光的可光固化层；保护层或滑膜，以及经常还有保护盖板(cover sheet)。

支撑板或背衬层为印版提供支撑。支撑板或背衬层可以由诸如纸、纤维素膜、塑料或金属等透明或不透明材料形成。优选的材料包括由诸如聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、聚酰胺等合成的聚合材料制成的板。通常，最广泛使用的支撑层是聚对苯二甲酸乙二酯的柔性膜。支撑板可任选地包括用于更牢固地附着到可光固化层的粘合剂层。任选地，还可以在支撑层和一个或多个可光固化层之间设置防光晕层。防光晕层用于使可光固化树脂层的非图像区域内UV光散射所引起的光晕最小化。

可光固化层可包括任何已知的光聚合物、单体、引发剂、反应性或非反应性稀释剂、填料和染料。如本文所用，术语“可光固化的”是指响应于光化辐射而经历聚合、交联或任何其他固化或硬化反应的组合物，结果是材料的未曝光部分可以选择性地与曝光(固化)的部分分离并去除以形成固化材料的三维图案或凸版图案。优选的光固化材料包括弹性化合物、具有至上一个乙烯端基的乙烯未饱和化合物和光引发剂。示例性的可光固化材料公开于：Goss等人的欧洲专利申请第0 456 336A2号和第0 640 878A1号，英国专利第1,366,769号，Berrier等人的美国专利第5,223,375号，MacLahan的美国专利第3,867,153号，Allen的美国专利第4,264,705号，Chen等人的美国专利第4,323,636号、第4,323,637号、第4,369,246号以及第4,423,135号，Holden等人的美国专利第3,265,765号，Heinz等人的美国专利第4,320,188号，Gruetzmacher等人的美国专利第4,427,759号，Min的美国专利第4,622,088号，以及Bohm等人的美国专利第5,135,827号，通过引用将上述每一专利或专利申请的主题并入本文。也可以使用多于一个可光固化层。

可光固化材料通常在至少一些光化波长区域中通过自由基聚合交联(固化)和硬化。本文所用发“光化辐射”是能够实现曝光部分化学变化的辐射。光化辐射包括例如放大(例如激光)和非放大的光，特别是在UV和紫色波长区域。尽管其他来源对于本领域技术人员而言通常是已知的，但是常用的光化辐射源是汞弧灯。

滑膜是保护感光聚合物免遭灰尘并增加处理便宜性的薄层。在常规(“模拟”)制版过程中，滑膜是透UV光的，并且打印机将盖板从印版坯(printing plate blank)上剥离，并将底片(negative)放置在滑膜层上。然后，通过底片使印版和底片经受紫外线整片曝光(flood exposure)。曝露于光的区域固化或硬化，未曝光的区域被去除(显影)，以在印版上产生凸版图像。也可以使用哑光层代替滑膜来改善印版处理的便利性。哑光层通常包含悬浮在水性粘合剂溶液中的细颗粒(二氧化硅或类似物)。将哑光层涂布到感光聚合物层上，然后使其风干。然后将底片放置在哑光层上，用于随后可光固化层的UV-整片曝光。

在“数字”或“直接制版”制版过程中，激光由存储在电子数据文件中的图像引导，并用于在数字(即激光烧蚀)掩模层(masking layer)中产生原位底片,掩模层通常是已经修饰而包括辐射不透明材料的滑膜。通过将掩模层曝光于选定激光波长和功率下的激光辐射，激光可烧蚀层部分被烧蚀。激光可烧蚀层的实例公开于例如Yang等人的美国专利第5,925,500号以及Fan的美国专利第5,262,275号和第6,238,837号，其各自的主题通过引用整体并入本文。

在成像之后，将光敏印刷元件显影，以去除可光固化材料层的未聚合部分，并显示固化的光敏印刷元件中交联的凸版图像。典型的显影方法包括用各种溶剂或水清洗，通常用刷子清洗。其他可能的显影包括使用气刀或热和吸墨纸。所得到的表面具有复制待印刷的图像的凸版图案。凸版图案通常包括多个点，点的形状和凸版的深度尤其影响图像的质量。在将凸版图像显影后，可以将凸版图像印刷元件安装在印刷机上并且开始印刷。

一旦曝光于光化辐射，可光固化树脂组合物通常通过自由基聚合固化。然而，固化反应可以被通常溶解在树脂组合物中的分子氧抑制，因为氧起自由基清除剂的作用。因此，希望在成像曝光之前将溶解的氧从树脂组合物中除去，从而使光固化树脂组合物能够更快速和均匀地固化。

如Vest等人的美国专利公开第2014/0004466号所述，其主题通过引用整体并入本文，已经开发的一种方法包括使用层压的氧屏障层。将屏障膜层压在柔性印版的顶部以覆盖原位掩模和任何未被覆盖的可光固化层部分。可以在使用激光烧蚀产生原位掩模之后但是在曝光于光化辐射之前，应用所述膜。通过使用这种氧屏障膜，通过在曝光于光化辐射过程中去除或限制空气扩散到可光固化层中，可以有利地改变在印刷元件上形成的印刷网点的形状。

发明内容

各种各样的材料可以用作屏障膜层。有效的屏障层通常表现出光学透明性、低厚度和氧运输抑制。屏障膜需要具有足够的氧气扩散不可渗透性，以便其在曝光于光化辐射的过程中能有效地限制氧气扩散到可光固化层中。根据低氧扩散系数来测量氧运输抑制，并且屏障膜的氧扩散系数可以优选小于6.9x 10^–9m²/秒，优选小于6.9x 10^-10m²/秒，并且最优选小于6.9x 10^-11m²/秒。屏障膜需要具有足够的光学透明度，使得所述膜不会有害地吸收用于曝光光敏印刷坯的光化辐射，或不会使其转向。如此，优选屏障膜的光学透明度为至少50％，最优选至少75％。为了符合处理膜和膜/光聚合物板组合的结构需求，屏障膜也应该尽可能的薄。约1微米至100微米之间的屏障膜厚度是优选的，约1微米至约5微米之间的厚度是最优选的。

适合用作本发明的屏障膜层的材料的实例包括通常用作柔性版印刷元件中的释放层的那些材料，例如聚酰胺、聚乙烯醇、羟烷基纤维素、乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物、两性互聚物、乙酸丁酸纤维素、烷基纤维素、丁缩醛(butryal)、环状橡胶，以及上述一种或多种的组合。此外，诸如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯等膜和类似透明膜的膜也可以很好地用作屏障膜。

如上文所述，在将印刷元件曝光于光化辐射之前，在层压阶段将氧屏障膜层压到凸版图像印刷元件上，以交联和固化至少一个光固化层，并且在至少一个可光固化层中产生凸版图像。

在层压阶段，使用载体板(或层压滑板)，以当凸版图像印刷元件穿过层压位置以在其上层压氧屏障膜时为所述凸版图像打印元件提供支撑。载体板通常是硬板或为被层压的印刷元件提供坚实支撑的其他刚性材料。

然而，本发明的发明人已经发现，当加工柔软或厚的柔性版印刷元件时，层压窗口可以相对较小。另外，载体板材料较大，在制版加工环境内难以操纵。因此，也期望开发具有更大可操作性并克服现有技术的缺陷的改进的载体板。

本发明的一个目的是，在将氧屏障膜层压到柔性和/或厚柔性版印板上时增加层压窗口。

本发明的另一个目的是，减小层压阶段用于运输柔性版印版的载体板的重量和厚度。

本发明的还一个目的是，使用可以在制版过程中容易地运输和操纵的柔性载体板。

本发明的还一个目的是，降低载体板的成本并提高其可处理性。

为此，在一个实施方案中，本发明大体上涉及，用于当可光固化印刷坯通过至少一个层压辊运输时为可光固化印刷坯提供支撑的载体板，其中，至少一个层压辊将氧屏障层层压到可光固化印刷坯的上表面，其中所述载体板包括：

a)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

b)安装在或附着到所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层。弹性层也优选耐受弹性层中涉及的温度，不应该由于该过程中使用的温度和压力而永久地变形。

在另一实施方案中，本发明大体上涉及在将印刷坯曝光于光化辐射以选择性交联和固化柔性版印刷坯并在其中产生凸版图像之前将氧屏障层层压到柔性版印刷坯的表面上的方法，其中所述柔性版印刷坯包括设置在背衬层上的一个或多个光固化层，所述方法包括以下步骤：

a)将柔性版印刷坯置于载体板上，其中所述载体板包括：

i)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

ii)安装在或附着到所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层；和

b)使所述柔性版印刷坯和载体板通过至少一个层压辊，以将氧屏障膜层压到所述柔性版印刷坯的表面，

其中载体层的存在改善了层压加工窗口。

具体实施方案

如本文所述，本发明的发明人已经发现，通过使用本文所述的改良的载体板，能够增加层压阶段的加工窗口。

加工窗口意思是指层压参数，包括例如压缩层压力的施加，压缩层压力施加的持续时间，和/或所述板的温度和/或在施加压缩层压力的位置(即，层压位置)处的膜接触表面，可以调节所述参数以在凸版图像印刷元件上产生这样的层压屏障层，所述层压屏障层在整个凸版图像印刷元件的表面上具有良好附着力而无任何起皱或起泡。因此，本发明的发明人已经发现，通过使用本文所述的载体板，可以更广泛地调节这些层压参数，以产生均匀附着的氧屏障层这一期望结果，所述氧屏障层不会出现任何起皱、起泡或其他会不利地影响其中的凸版图像显影的缺陷。

柔性版印版的硬度(或柔软度)可以根据其邵氏A值(Shore A value)来测量，邵氏A值是材料的硬度的量度。较硬、弹性较小的印版邵氏A值较高，而较软的印版邵氏A值低得多。如本文所定义的那样，软印版是所表现出的邵氏A值小于约60，更优选小于约50的柔性印版。

另外，柔性版凸版图像印刷元件的厚度通常为约0.1mm至约8mm(约4密耳至约315密耳)或更大，这取决于许多因素，尤其包括被印刷的基材，光固化层的组成。如本文所定义的，厚印刷板是厚度大于约2.75mm，更优选大于约5mm的印版。

基于此，在一个实施方案中，本发明大体上涉及用于在将可光固化印刷坯通过至少一个层压辊运输时为可光固化印刷坯提供支撑的载体板，其中，所述至少一个层压辊将氧屏障层层压到所述可光固化印刷坯的上表面，其中所述载体板包括：

a)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

b)安装在或附着到所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层。

背衬板优选包含热塑性聚合物，更优选包含聚碳酸酯。重要的是，背衬板在层压温度下保持尺寸稳定。

聚碳酸酯是在化学结构中含有碳酸酯基团的无定形热塑性聚合物。聚碳酸酯表现出高冲击强度、高弹性模量和良好的尺寸稳定性。另外，聚碳酸酯也是热稳定的。表现出类似特性的其他类似聚合物或材料也可用于本发明的实践中。

聚碳酸酯层是刚性的，但同时具有柔韧性，使其能够被卷起以便于运输。聚碳酸酯层的厚度通常为约0.75mm至约2mm。本发明人已经发现，在这个范围内的厚度提供了良好的尺寸稳定性，同时还提供了用作背衬板的足够的刚度，并且也非常轻。

弹性层提供可压缩性。因此，当压力施加到弹性层的表面时，所述压力被孔结构(cell structure)吸收，导致安装在其上的印版坯几乎不变形或不变形。因此，即使在将屏障层层压到软或厚印版坯的表面上时，屏障层也被均匀地层压，而没有任何会不利地影响后续处理步骤中产生的凸版图像的结构的变形或起皱。

在优选实施方案中，弹性层是包括开孔结构的可压缩层。因此，弹性层压缩以吸收施加的压力，并当释放压力时恢复到其原始状态。弹性层持续重复使用，可重复使用多次而不损坏。在特别优选的实施方案中，弹性层包含开孔的微孔聚氨酯泡沫层。一种适用于这种层的材料可以从Rogers Corporation获得，其商标名为

将弹性层与背衬层结合，以产生可以在层压步骤过程用作支撑印刷板的载体板并还可以在制版工艺的其他步骤中用于支撑印刷板的复合材料。

弹性层的厚度为约0.020-0.20英寸，更优选约0.035英寸至约0.10英寸。因此，载体板复合材料的厚度为约0.050英寸至约0.225英寸。

通常将加热的层压辊保持在至少约150℉，更优选至少约200℉的温度。然而，本领域技术人员应认识到，层压辊的温度会至少部分取决于所选的具体层压膜的熔点，并相应地选择合适的层压膜温度。因此，本文所述的载体板必须在层压温度下提供良好的尺寸稳定性。可以使用多个层压辊。

驱动机构使加热的层压辊和第二辊旋转。驱动机构通常包括驱动器，当载体板和其上安装的可光固化印刷坯穿过加热的层压辊和第二滚筒之间的轧缝时，其驱动马达以使加热的层压辊在第一方向上旋转，使第二辊在第二方向上旋转。

加热的层压辊通常包括可以受到控制以将加热的层压辊的外表面保持在期望的温度的加热的芯部，和置于所述加热的芯部周围、将可以由硅橡胶或另一种类似的弹性材料形成的弹性辊。可以使用合适的控制方式将加热的层压辊保持在所用的具体层压膜的所需温度。

除了增加层压加工窗口之外，与现有技术的载体板相比，本文所述的复合材料也非常轻，因此具有大得多的可操作性。而且，本文所述的复合载体板还可以卷起来运输，因此可以大大降低运输成本，因为改良的复合材料可以快速有效地全球运输。

在另一个实施方案中，本发明大体上涉及在将印刷坯曝光于光化辐射以选择性交联和固化柔性版印刷坯并在其中产生凸版图像之前将氧屏障层层压到柔性版印刷坯的表面的方法，其中所述柔性版印刷坯包括设置在背衬层上的一个或多个可光固化层，所述方法包括以下步骤：

a)将柔性版印刷坯置于载体板上，其中所述载体板包括：

i)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

ii)安装在所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层；和

b)使所述柔性版印刷坯和载体板通过至少一个层压辊，以将氧屏障膜层压到所述柔性版印刷坯的表面，

其中载体层的存在改善了层压加工窗口。

在已经将氧屏障膜层压到印刷坯的表面之后，将印刷坯曝光于光化辐射以选择性地交联和固化至少一个可光固化层，并在其中产生期望的凸版图像。此后，使成像和曝光的印刷坯显影以显示其中的凸版图像。作为示例而非限制，显影可以通过各种方法来完成，包括水显影，溶剂显影和热显影。

在一个实施方案中，通过将激光可烧蚀掩模层置于至少一个可光固化层上，将一个或多个可光固化层选择性地曝露于光化辐射，然后选择性烧蚀以在激光可烧蚀掩模层中产生期望图像的原位底片。在另一个实施方案中，也可以使用常规的底片。之后，通过原位底片或常规底片使一个或多个光固化层成像，以选择性地交联和固化一个或多个光固化层部分。在又一个实施方案中，可以使用直接写入激光来在一个或多个可光固化层中产生期望的凸版图像，而不需要掩模。

如上所述，载体板的使用增加了层压加工窗口，特别是当将氧屏障膜层压到厚印刷元件的柔软印刷元件上以产生期望的结果时。

最后，可将凸版图像印刷元件安装在印刷机的印刷滚筒上，并开始印刷。

Claims (25)

1.一种当可光固化印刷坯通过至少一个层压辊运输时为所述可光固化印刷坯提供支撑的载体板，其中所述至少一个层压辊将氧屏障层层压到所述可光固化印刷坯的上表面，其中所述载体板包括：

a)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

b)安装在或附着到所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层。

2.如权利要求1所述的载体板，其中所述背衬层包含热塑性聚合物。

3.如权利要求2所述的载体板，其中所述塑性聚合物是聚碳酸酯。

4.如权利要求1所述的载体板，其中所述背衬层的厚度为约0.75mm至约2mm。

5.如权利要求1所述的载体板，其中所述弹性层包括可压缩层。

6.如权利要求5所述的载体板，其中所述可压缩层包括开孔结构。

7.如权利要求6所述的载体板，其中所述可压缩层包括开孔的微孔聚氨酯泡沫层。

8.如权利要求1所述的载体板，其中所述弹性层的厚度为约0.020英寸至约0.20英寸。

9.如权利要求8所述的载体板，其中所述弹性层的厚度为约0.035英寸至约0.10英寸。

10.如权利要求1所述的载体板，其中所述弹性层与所述背衬层结合。

11.如权利要求1所述的载体板，其中所述载体板能经受至少约150°F的层压温度。

12.一种在将柔性版印刷坯曝光于光化辐射以选择性交联和固化所述柔性版印刷坯并在其中产生凸版图像前，将氧屏障层层压到所述柔性版印刷坯的表面的方法，其中所述柔性版印刷坯包括置于背衬层上的一个或多个可光固化层，所述方法包括以下步骤：

a)将所述柔性版印刷坯置于载体板上，其中所述载体板包括：

i)耐热的尺寸稳定的背衬层；和

ii)安装在或附着到所述耐热的尺寸稳定的背衬层上的弹性层；和

b)使所述柔性版印刷坯和所述载体板通过至少一个层压辊，以将氧屏障膜层压到所述柔性版印刷坯的表面，

其中载体层的存在改善了层压加工窗口。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述柔性版印刷坯的厚度大于约4mm。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述柔性版印刷坯的邵氏A值小于约60。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述柔性版印刷坯的邵氏A硬度小于约50。

16.如权利要求12所述的方法，其中将所述层压辊的至少一个保持在至少约150°F的温度。

17.如权利要求12所述的方法，其中所述背衬层包含热塑性聚合物。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述热塑性聚合物是聚碳酸酯。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述背衬层的厚度为约0.050英寸至约0.225英寸。

20.如权利要求12所述的方法，其中所述弹性层包括可压缩层。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述可压缩层包括开孔结构。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述可压缩层包括开孔的微孔聚氨酯泡沫层。

23.如权利要求12所述的方法，其中所述弹性层的厚度为约0.020英寸至约0.20英寸。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述弹性层的厚度为约0.035英寸至约0.10英寸。

25.如权利要求12所述的方法，其中将所述弹性层与所述背衬层结合。