CN109263338A - 一种在机显影免处理热敏版及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述热敏版包括支持体、热敏层和醇溶性聚酰胺保护层,其中热敏层主要含有热交联共聚物、预聚体、多官能团单体、阳离子引发剂和红外光辐射吸收染料。本发明首次创新采用非水溶性醇溶聚酰胺保护层,醇溶聚酰胺保护层在润版液中醇水中溶胀,然后在油墨和纸张的作用下去除,油墨中含有大量醇溶性聚酰胺填料,和容易去除醇溶聚酰胺保护层,提高版材的在机显影能力,解决润版系统污染问题。本发明突破传统保护层采用水溶性保护层观念,首次创新采用非水溶性保护层。印刷机设计有醇水润版系统。
Description
技术领域
本发明属于平版印刷技术领域,具体涉及一种在机显影免处理热敏版及其制备方法。
背景技术
平版印刷技术已从传统的激光照排胶片拷贝PS版技术全面走向计算机直接制版技术 (简称CTP技术),CTP版材也逐渐普及。CTP版材种类很多,比较普及的包括银盐扩散CTP版材、UV-CTP版、紫激光聚合CTP版材、热敏CTP版材等。其中使用最广泛的是热敏CTP版材。
CTP制版技术需要一个用含多种毒性有机物或强碱的显影液来显影的过程,存在着有毒有害废液处理所带来环境问题。目前,开发新一代绿色、环保免化学处理CTP版是世界版材开发的热点。
开发绿色、环保免化学处理CTP版技术路线很多,可分为热烧蚀技术、极性转技术和热熔技术。
热烧蚀技术版材采用铝板基或聚酯基,利用等离子金属沉积技术制备版材。但烧蚀版材存在残渣问题。Presstek公司发表了具有夹层结构的烧蚀版材,解决了烧蚀残渣问题。爱克发公司开发出具有银沉积层的烧蚀技术无处理CTP版,该版材由具有亲水表面的支持体(铝、PET)、可被烧蚀的金属沉积层和交联疏水层构成。金属沉积层是利用金属沉积技术形成的金属膜,该金属可为银、钛等。交联疏水层由辐射或热固化,使不饱和单体交联,也可以通过热敏树脂交联形成固化层,或可通过感脂液处理得到。红外激光能量引起银层中的银颗粒发生表面张力的变化,形成蓬松的银颗粒,残留在版材表面上,因而用真空吸附或液体很容易除去残渣,露出铝版亲水表面形成亲水区,而未曝光交联层不溶于液体,形成亲油区。
极性转换技术:版材由支持体和热敏成像层组成。热敏成像层含有光热换剂及热敏可转换聚合物(如聚四氢吡喃甲基丙烯酸酯、带有芳基重氮磺酸基乙烯共聚物)。采用热敏可转换聚合物形成热敏材料。成像前,热敏层溶于水溶液。成像时,红外光辐射吸收染料吸收激光能量,产生的热引起重氮基分解,使被曝光热敏共聚物由亲水变为疏水,从而形成亲油区。而未曝光区热敏共聚物仍溶于水,从而形成亲水区。制约此技术发展的因素仍然是印刷适性。其水墨部分都为药膜涂层,印刷控制与耐印力都受到很大制约,实现真正大规模商品化应用还有较大距离。
热熔技术:热敏成像中红外光辐射吸收染料把激光能量转化为热能,产生的热使分散在交联亲水层中的热塑性聚合物颗粒的温度高于其凝胶湿度,引起热塑性聚合物颗粒发生凝集反应,曝光区由亲水性变成疏水亲油性。而未曝光区仍溶于PH≥4的水溶液,形成亲水区。其印版空白部分是磨砂与氧化处理后的铝基,而不是药膜涂层,印刷适性与普通版材没有任何区别。
免处理热敏版包括免化学处理技术和在机处理技术。
免化学处理技术以可水显影技术为代表的免化学处理热敏版技术,这种方式低化学显影如水显影、胶显影等的方式,实现了比较环保排放的效果,但它需显影机设备显影,仍会产生低化学排放,并非完全意义的免处理热敏版,有一定的使用局限性。
在机处理技术,其原理是:预涂平印版材在通过CTP制版机扫描制版后,其用于印刷的空白部位的多余涂层是在印刷机上通过润版水和油墨的作用下去除的,多余的涂层去除后被过版纸带走,空白部位是亲水性的铝版基,这种方式不需要像传统CTP版材那样用显影机显影,实现了制版过程无污物排放的环保目的。
开发免化学处理CTP版,关键技术之一是版材前体即功能有机组成的开发。EP0980754介绍了羧基脱羧实现亲水疏水转变技术,但相转变化合物分子量太大,能量阈值变大,脱羧困难,所以该技术版材耐印力差。WO94/23954介绍了一种微胶囊热熔技术,激光热熔使微胶囊破坏,亲水物质破坏转为疏水,但破损物易造成印刷空白处污染; US4004924介绍一种热塑性疏水颗粒和亲水粘结剂的混合体,但不耐印;爱克发EP 2006-5- 2406114475.4介绍一种半连续乳液法制造苯乙烯、丙烯腈乳液热塑性颗粒,能实现热熔,但不含自乳化亲水性基团,颗粒控制技术要求高,乳化乳液稳定性较差,需加入抗微生剂,显影时需加入大量表面活性物质和显影胶等物质协助显影,产生大量显影废液;柯达US 2005-8-311/196,124、介绍一种亲水性的粘合剂,分子为一维线性结构,耐印力不高;柯达US 2006-7-27 11/494,235介绍一种含亲水基和含烯丙基酯支链,是通过羧基侧基和烯丙基卤化物在碱作用下缩合反应而成,但副反应副产物较多,后处理麻烦,亲水性差,而且酯基仍不耐印。
目前,进一步提高在机显影免处理热敏CTP版的性能,特别是提高版材的在机显影能力和耐印力,解决润版系统污染问题是在机显影免化学处理热敏CTP版材开发的热点。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种绿色环保的在机显影免处理热敏版,该热敏版感光度高、网点还原性好,在用红外激光扫描成像后可不需要任何冲洗加工步骤即可直接上机印刷,并可得到很高的耐印力,实现了制版过程无污物排放的环保目的。
本发明的目的是以下述方式实现的:
本发明设计了一种绿色环保的在机显影免处理热敏版,版材包括支持体、热敏层和醇溶性聚酰胺保护层,其中热敏层主要含有热交联共聚物、预聚体、多官能团单体、阳离子引发剂和红外光辐射吸收染料。
首先描述版材热敏中的热交联共聚物。
设计一种热敏版材,首先考虑的是版材的热敏涂层,热敏涂层中需要一种重要的粘结剂即功能性成膜树脂,树脂能在保证涂布液干燥后成膜,使热敏涂层附着在支持体上。粘结剂可以是溶液状态,也可以是乳液状态。功能性成膜树脂上含有功能基团,承担特殊功能作用,本发明所述热交联共聚物就是此类粘结剂。
本发明所述版材热敏层中的热交联共聚物,具有如下结构:
R1、R2、R4为H原子或甲基,R3为CH2=C(CH3)COOCH2CH2NCO-基团,R3为R5为O原子或OCH2CH2NHCOO,n为20-60的整数;
a、b、c、d为对应共聚单元的重量百分数,a所占比例为40-70%,b所占比例为10-30%,c所占比例为10-30%,d所占比例为10-30%。
大多数热敏版功能树脂都在树脂结构上设计了热塑性苯乙烯结构单元,本发明的热交联共聚物也含热塑性苯乙烯结构单元。众所周知,苯乙烯结构单元具有良好的亲油性、热塑性,玻璃转化温度较高,苯乙烯共聚物作为免化学处理热敏CTP版粘合剂具有受热部分更容易热熔,分子之间排列更为紧密,热影像部分更为牢固,以及良好的刚性,能增加版材耐印力的优点。合成本发明的多元共聚物,苯乙烯共聚单元在共聚物中重量百分比含量为 40-70%。
设计一种CTP版粘合剂,选择优秀的憎水链段是必要的。氰基是比较优秀的憎水基团。本发明的良好的亲油性引入憎水侧链氰基,共聚物引入憎水侧链氰基后,作为粘合剂热聚合成像部分具有很好的柔韧性、耐药性和憎水性。本发明的多元共聚物引入憎水侧链基腈的方法是在共聚组分中设计了侧链含基腈的乙烯基组分结构单元,优选丙烯腈或甲基丙烯腈或它们的混合物。合成本发明的多元共聚物,(甲基)丙烯腈共聚单元在多元共聚物中重量百分比含量为10-30%。
本发明设计的版材具有阳离子交联的能力,红外激光热能量通过红外光辐射吸收染料将能量转移给阳离子引发剂,阳离子引发剂产生异裂和均裂,异裂放出阳离子,使水溶性热交联共聚物中的环氧基交联聚合。本发明水溶性热交联共聚物在共聚组分中设计了含支链环氧基结构的共聚单元,实现树脂支链悬挂环氧基,本发明在水溶性热交联共聚物结构链中引入支链环氧,选用含环氧基的丙烯酸类单体作为共聚单元,含环氧基的丙烯酸类单体有很多,如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、3,4-环氧基环己基丙烯酸酯、3,4-环氧基环己基甲基丙烯酸酯等等,本发明优选含环氧基的丙烯酸类单体,具体例子如下:
C1:
C2:
C3:
C4:
含支链环氧基结构的共聚单元在多元共聚物中重量百分比含量为10-30%。
作为在机显影免处理CTP版亲水性粘合剂,本发明的热交联共聚物含有聚醚结构单元,红外激光扫描成像后,热敏层分子量急剧变大,使涂层更牢固,激光热曝光后的涂层很难被水和油墨去除;未曝光的空白部位的多余涂层中由于存在聚醚基团很容易被润版系统溶胀,被油墨系统和纸张去除后露出空白部位是亲水性的铝版基,实现了制版过程无污物排放的环保目的。本发明热交联共聚物在共聚组分中设计了聚醚结构单元,支链悬挂聚醚基,包括酯化支链聚醚和氨酯化支链聚醚,具体例子如下(不仅限于此):
D1:
D2:
D3:
D4
含支链聚醚结构的共聚单元在多元共聚物中重量百分比含量为10-30%。
合成本发明所述的热交联共聚物采用溶液或乳液共聚的方法,共聚反应可选无规共聚或嵌段共聚,优选无规共聚。聚合的引发剂包括过氧化物如二叔丁基过氧化物、苯甲酰基过氧化物,过硫酸盐如过硫酸钾、过硫酸胺,偶氮化合物如偶氮二异丁腈等,共聚方式优选溶液聚合。
可选用的反应溶剂有水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、甲乙酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺丙酮、甲基乙基酮、环己烷、二氯化乙烯、甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙酰丙酮、二丙酮醇、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇异丙醚、乙二醇丁醚乙酸酯、3-甲氧基丙醇、甲氧基甲氧基乙醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、、二甲亚砜、乳酸甲酯和乳酸乙酯等,或者是它们的混合物。共聚反应温度优选40- 100℃,最优为60-90℃。
本发明所述的热交联共聚物重均分子量为40000-10000。玻璃化转化温度为110-130℃。
本发明设计的水溶性热交联共聚物占热敏层固体总量的30-70%,优选为40-60%。
其次描述首先描述版材热敏层中的预聚体。
本发明在机显影免处理热敏版通过加入特殊预聚体提高版材的成像能力。激光热能量通过红外辐射吸收染料将能量转移给阳离子引发剂,阳离子引发剂产生均裂,产生的自由基使预聚体和多官能度不饱和单体发生自由基聚合,实现自由基热敏成像。本发明所述版材热敏层中的预聚体,具有如下结构:
其中,R为:
它具有几个有点:1、含有聚氨酯基-NHCOO,自由基聚合后热敏涂层具有聚氨酯的特性如柔韧性、抗溶剂性、耐磨性的优点;2、含有高空间自由度的烯丙基,活性更高;3、含有芳香族环、环烷基、二脲酮结构,聚合后膜层刚性更好,提高了耐磨性。
本发明设计的预聚体含有不饱和双键,不饱和双键通过羟基和异氰酸酯基连接,所以本发明所选用的异氰酸酯为二异氰酸酯。二异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯甲苯二异氰酸酯 (TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),对苯二异氰酸酯(PPDI),萘二异氰酸酯(NDI),二甲基联苯二异氰酸酯(TODI);脂肪和脂环族异构体是1,6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1-异氰酸酯-3-异氰酸酯亚甲基-3,5,5-三甲基-环己基(异氟尔酮二异氰酸酯,IPDI)、4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷(H12MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、环己烷二异氰酸酯(CHDI)、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、1,3-二(异氰酸根合甲基)环己烷 (H6XDI)等等。合成本发明中的b二脲酮预聚体选用的二异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯或含有环己基的二异氰酸酯。考虑二脲酮预聚体的常温稳定性好,激光高温分解性,本发明选用的二异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、4,4'-二异氰酸酯二环己基甲烷 (H12MDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘二异氰酸酯 (NDI)。含羟基的不饱和双键单体有丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯(HPA)、甲基丙烯酸- 2-羟乙酯(HEMA)、甲基丙烯酸-2-羟丙酯(HPMA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)等等。考虑不饱和双键的活性和二脲酮预聚体的常温稳定性好、激光高温分解性,本发明选用的含羟基的不饱和双键单体为甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)。
预聚体占热敏层组成物固体总量的10%-50%,优选为20%-40%。
下面详述版材热敏层中的多官能度不饱和单体。
自由基聚合版材可以使用各种类型的单体,如:单官能度不饱和单体,有(甲基)丙烯酸酯如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸烯丙酯等;多官能度不饱和单体,有二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和四丙烯酸酯、1,3,5-三-(2-丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、羟丙基甘油基三丙烯酸酯、羟乙基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等;异氰酸基单体,有2-异氰酸甲基丙烯酸乙酯和二甲基-m-异丙烯基苄基异氰酸酯等,最好使用多官能度不饱和单体。本发明所述的版材热敏层中的多官能度不饱和单体选自多官能度不饱和丙烯酸类单体或多官能度不饱和聚氨酯丙烯酸类单体。多官能度不饱和单体在感光涂层中占涂膜干重的10%-30%为佳,优选15%-20%。
下面详述版材热敏层中的阳离子引发剂。
版材具有双重成像能力,可实现阳离子交联和自由基聚合。激光热能量通过红外光辐射吸收染料将能量转移给阳离子引发剂,阳离子引发剂产生异裂和均裂,异裂放出阳离子,使热交联共聚物中的环氧基交联聚合,同时均裂产生的自由基使含亲水基的预聚体和多官能团单体发生自由基聚合,实现双重热敏成像,与单一环氧基交联或自由基聚合相比,提高了版材耐印力。
本发明所述阳离子光聚合引发剂选自鎓盐,如硫鎓盐、碘鎓盐等。合适的鎓盐包括硫鎓盐、氧亚枫鎓盐、氧锍盐、亚砜鎓盐、重氮盐和卤鎓盐如碘锚盐等。适合的鎓盐的具体实例如:氯化二苯基碘鎓盐、六氟磷酸二苯基碘鎓盐、六氟锑酸二苯基碘鎓盐、六氟锑酸【4-[(2-羟基十四烷基-氧基]-苯基]苯基碘鎓盐、四氟硼酸三苯基锍碘鎓盐、辛基硫酸三苯基锍碘鎓盐、六氟磷酸-2-甲氧基-4-氨基苯基重氮盐、六氟锑酸苯氧基苯基重氮盐等等。本发明所述阳离子光聚合引发剂选自可同时发生均裂和异裂的碘鎓盐、硫鎓盐的一种或多种。其热分解温度在150-200℃。阳离子光聚合引发剂在热敏层中占涂膜干重的1%-20%为佳,优选5%-15%。
下面详述本发明热敏版热敏层中的组分:红外光辐射吸收染料。
本发明热敏版组合物中的组分红外光辐射吸收染料主要起能量转移的作用,红外激光的热量通过红外光辐射吸收染料将激光能量传递给阳离子引发剂,阳离子引发剂产生异裂和均裂,异裂放出阳离子,使水溶性热交联共聚物中的环氧基交联聚合,同时均裂产生的自由基使含亲水基的预聚体和多官能团单体发生自由基聚合,实现双重热敏成像,与单一环氧基交联或自由基聚合相比,提高了版材耐印力。
热敏版热敏层中含红外吸收化合物的最大吸收波长范围为750-1100nm,选自碳黑、偶氮染料、三芳胺染料、吲哚鎓染料、氧杂菁染料、花青染料、份菁染料、吲哚菁染料、酞菁染料、聚噻吩染料、吡唑啉偶氮染料、噁嗪染料、萘醌染料、蒽醌染料、醌亚胺染料、次甲基染料、卟啉染料等等。本发明阴图感光组合物所含组分:红外辐射吸收染料为最大吸收范围优选为750-850nm的菁染料,红外光辐射吸收染料在感光涂层中占涂膜干重的1%-20%为佳,优选5%-15%。
最后详述本发明热敏版的支持体。
本发明热敏版组合物需涂布到热敏版支持体上,热敏版的支持体包括纸版基、聚酯基、橡胶版基、复合材质版基以及金属版基如铜版基、铝版基等等。本发明所选的热敏版支持体为铝版基,一种经过特殊工艺处理的铝版基。
铝版基处理工艺:本发明所用的版基是经过电解粗化和阳极氧化并进行封孔处理后铝版基,其中心线平均粗度在0.3-0.6um。这样的版基可通过各种电解粗化的方法制得。本发明铝版基是高纯度铝版,其铝含量最好在99%以上。合适的铝版基为(但不见限于此):铁占0.1%-0.5%、硅占0.03%-0.3%、铜占0.003%-0.03%,钛占0.01%-0.l%。电解粗化所用的电解液可以是酸、碱或盐的水溶液或含有有机溶剂的水溶液。其中,以盐酸、硝酸或者它们的盐的水溶液作电解液较好。首先把铝版放在1%-30%的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠等的水溶液中,在20-80℃的温度下进行5-250秒的化学腐蚀。然后在10%-30%的硝酸或硫酸中以20-70℃的温度中和,以去除灰质。这样经过清洁处理的铝版,在10- 60℃的温度下,用正负性交互变化的矩形波、台型波或正弦波等,以5-100A/dm2的电流密度,在硝酸或者盐酸的电解液中电解处理10-300秒。接着,经过电解的铝版进行阳极氧化处理。阳极氧化通常用硫酸法。使用的硫酸的浓度为5-30%,电流密度为1-15A/dm2,氧化温度在20-60℃,氧化时间为5-250秒,以形成1-10g/m2的氧化膜。这样形成的氧化膜通常具有较高的氧化膜微孔,吸附能力较强,易于粘附脏物。所以通常还需要进行封孔处理。封孔处理可以使用各种各样的方法,以达到封闭氧化膜微孔的50-80%体积为佳。最后在经过上述处理的铝板上,涂敷聚乙烯基膦酸,厚度为3mg/m2。
本发明的感光组合物还可以包括一些其它必要的助剂,如所溶剂、常温热聚合抑制剂、涂层着色剂、表面活性剂等等。
溶剂主要是为了配制热敏涂层感光液,配制热敏涂层感光液溶剂包括:丙酮、甲基乙基酮、环己烷、乙酸乙酯、二氯化乙烯、四氢呋喃、甲苯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙酰丙酮、环己酮、二丙酮醇、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇异丙醚、乙二醇丁醚乙酸酯、3-甲氧基丙醇、甲氧基甲氧基乙醇、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、N.N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乳酸甲酯和乳酸乙酯等。溶剂可以以纯物质形式或混合物形式使用。
常温热聚合抑制剂是为了防止板材在常温下发生聚合,提高版材的常温稳定性。热聚合抑制剂包括:氢醌、氮氧自由基哌啶醇、对甲氧基苯酚、二叔丁基对甲酚、连苯三酚、叔丁基儿茶酚、苯醌、4,4'-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-16-叔丁基苯酚),以及N-亚硝基苯基羟基胺的伯铈盐等等。
热敏涂层含有图层着色剂。为了增加热敏版制版后的图像密度,便于对制版后热敏版进行目测检查或图像分析测量设备测量版材性能,本发明热敏版的热敏图层中加入了图层着色剂。它包括:甲基紫、乙基紫、结晶紫、结晶内紫、维多利亚蓝、油绿、油蓝、油黄、若丹明B、甲基紫罗兰、孔雀石绿、亚甲基蓝、三嗪类等等。
热敏涂层含有表面活性剂,可选用非离子表面活性剂、两性表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表面活性剂等。如甜菜碱类、硬脂酸甘油酯类、山梨酸棕油酯类、聚硅氧烷类、聚氟烷基醚类。
作为本发明的热敏版,在热敏涂层上涂一层保护层,防止空气中存在的氧气或其它环境中的污染物影响热敏涂层的性能。本发明突破传统保护层采用水溶性保护层观念,首次创新采用非水溶性保护层。印刷机设计有醇水润版系统,传统在机显影保护层采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、明胶、阿拉伯树胶等水溶性保护层,目的是通过印刷机润版液中的水去除保护层,但会污染印刷机润版系统,造成版材上脏。本发明首次创新采用非水溶性醇溶聚酰胺保护层,醇溶聚酰胺保护层在润版液中醇水中溶胀,然后在油墨和纸张的作用下去除,油墨中含有大量醇溶性聚酰胺填料,和容易去除醇溶聚酰胺保护层,提高版材的在机显影能力,解决润版系统污染问题。作为本发明的保护层的材料,优选具有醇溶特性的聚酰胺,如多烷撑多胺和聚合脂肪酸反应聚合物;多烷撑多胺和多元醇、聚合脂肪酸、单羧酸制造的醇溶聚酰胺;多烷撑多胺和含缩醛的二元酸制造的醇溶聚酰胺、多烷撑多胺和含羟基的一元酸制造的醇溶聚酰胺等等。醇溶性聚酰胺树脂样品可以从德国汉高(henkel)、乐泰(loctite)、国民淀粉(National Starch)、瓦克硅胶(wacker)、日本金固牢(Gymcol)、东芝硅胶等处获得,本发明的醇溶性聚酰胺树脂样品来自乐凯集团,保护层的涂布量以干燥质量计通常为5-20mg/dm2,优选为10-15mg/dm2
本发明的热敏组合物通常用该领域己知技术涂布(如,刀涂,刮涂,条涂,辊涂,压涂等)在铝版基上。
相对于现有技术,本发明解决了现有在机显影免处理热敏CTP版技术中存在的版材耐印力、在机显影能力差的缺点,本发明设计了一种绿色环保的在机显影免处理热敏版,版材包括支持体、热敏层和醇溶聚酰胺保护层,其中热敏层主要含有热交联共聚物、预聚体、多官能度不饱和单体、阳离子引发剂和红外光辐射吸收染料。版材具有双重成像能力,可实现阳离子交联和自由基聚合。激光热能量通过红外光辐射吸收染料将能量转移给阳离子引发剂,阳离子引发剂产生异裂和均裂,异裂放出阳离子,使热交联共聚物中的环氧基交联聚合,同时均裂产生的自由基使预聚体和多官能度不饱和单体发生自由基聚合,实现双重热敏成像,与单一环氧基交联或自由基聚合相比,提高了版材的成像能力和耐印力;另外,本发明突破传统保护层采用水溶性保护层观念,首次创新采用非水溶性保护层。印刷机设计有醇水润版系统,传统在机显影保护层采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基纤维素、明胶、阿拉伯树胶等水溶性保护层,目的是通过印刷机润版液中的水去除保护层,但会污染印刷机润版系统,造成版材上脏。本发明首次创新采用非水溶性醇溶聚酰胺保护层,醇溶聚酰胺保护层在润版液中醇水中溶胀,然后在油墨和纸张的作用下去除,油墨中含有大量醇溶性聚酰胺填料,和容易去除醇溶聚酰胺保护层,提高版材的在机显影能力,解决润版系统污染问题。
具体实施方式
下面是本发明的合成实例,但本发明并不局限于下述实例。
原材料可以从以下公司获得:苯乙烯St:山东汉尊能源科技有限公司;甲基丙烯腈MAN、丙烯腈AN:天津化学试剂二厂;C1、C2、C3、C4示例化合物:日本三菱化学;不同聚合度示例化合物D1、D2、D3、D4:英国SIGMA公司;甲乙酮MEK:日本完善石化。偶氮二异丁氰:福森化学;过氧化苯甲酰BPO:莱芜康新试剂。
第一部分:热交联共聚物(代号P)合成实例P01-P10
实施例1(热交联共聚物P01)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加333.3g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D2(n约60),加热搅拌均匀,90℃下滴加70g(70重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)AN(丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C2,0.7g过氧化苯甲酰BPO,滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g过氧化苯甲酰BPO,继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例2(热交联共聚物P02)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加344.8g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D4(n约50),加热搅拌均匀,80℃下滴加60g(60重量%)St(苯乙烯)、20g(20重量%)AN(丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C3,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例3(热交联共聚物P03)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加384.6g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D4(n约40),加热搅拌均匀,80℃下滴加50g(50重量%)St(苯乙烯)、30g(30重量%)AN(丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C2,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例4(热交联共聚物P04)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加416.7g甲乙酮、30g(30重量%)示例化合物D2(n约20),加热搅拌均匀,80℃下滴加40g(40重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)AN(丙烯腈)、20g(20重量%)示例化合物C3,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见附表1。
实施例5(热交联共聚物P05)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加454.5g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D2(n约50),加热搅拌均匀,80℃下滴加60g(60重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)AN(丙烯腈)、20g(20重量%)示例化合物C2,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见附表1。
实施例6(热交联共聚物P06)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加500g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D4(n约40),加热搅拌均匀,80℃下滴加50g(50重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)AN(丙烯腈)、30g(30重量%)示例化合物C3,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见附表1。
实施例7(热交联共聚物P07)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加555.5g甲乙酮、30g(30重量%)示例化合物D4(n约20),加热搅拌均匀,80℃下滴加40g(40重量%)St(苯乙烯)、20g(20重量%)AN(丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C2,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例8(热交联共聚物P08)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加588.2g甲乙酮、20g(20重量%)示例化合物D2(n约30),加热搅拌均匀,80℃下滴加60g(60重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)AN(丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C3,0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例9(热交联共聚物P09)
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加769.2g甲乙酮、30g(30重量%)示例化合物D1(n约30),加热搅拌均匀,70℃下滴加50g(50重量%)St(苯乙烯)、10g(10重量%)MAN(甲基丙烯腈)、10g(10重量%)示例化合物C1, 0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
实施例10(热交联共聚物P10)
在1500ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加1000g甲乙酮、10g(10重量%)示例化合物D3(n约60),加热搅拌均匀,60℃下滴加40g(40重量%)St(苯乙烯)、30g(30重量%)MAN(甲基丙烯腈)、20g(20重量%)示例化合物C4, 0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间20分钟,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束,性能见表1。
比较例1-5(合成类似爱克发聚合物A1-A5):
按照爱克发专利EP 2006-5-24 06114475.4介绍,用溶液聚合发合成类似爱克发聚合物,但聚合物不含化亲水性基团,聚合物结构:
基本操作:在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加400甲乙酮、5g十二烷基硫酸钠,80℃下滴加60g(60重量%)ST(苯乙烯)、40g(40重量%)AN(丙烯腈)、0.7g AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间0.5小时,再反应7.5小时后补加 0.3gAIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束。
改变投料配比、反应浓度,合成类似爱克发聚合物A1-A5,性能见表1。
比较例6-10(合成类似柯达聚合物K1-K5):
按照柯达专利US 2005-8-3 11/196,用溶液聚合发合成类似爱克发聚合物,聚合物含化亲水性基团,但不含环氧基,聚合物结构:
基本操作:在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加400g甲乙酮、80℃下滴加20g(0重量%)ST(苯乙烯)、70g(70重量%)AN(丙烯腈)、 20g0.7g(20重量%)PEGMA(聚乙氧基甲基丙烯酸酯)、AIBN(偶氮二异丁腈),滴加时间0.5 小时,再反应7.5小时后补加0.3g AIBN(偶氮二异丁腈),继续再反应12小时后结束。
改变投料配比,反应浓度,合成类似柯达聚合物K1-K5,性能见表1。
第二部分:预聚体:合成实例b1-b5
原材料可以从以下公司获得:季戊四醇三丙烯酸酯PETA:美国沙多玛Sardomer,SR444;甲基丙烯酸-2-羟乙酯:日本三菱丽阳株式会社;二甲苯甲烷二异氰酸酯MDI:日本三井化学;甲苯二异氰酸酯TDI:日本聚氨酯工业公司;苯二亚甲基二异氰酸酯XDI:日本武田药品工业公司,takenato;萘-1,5-二异氰酸酯NDI:日本三井东压化学株式会社;二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI:Bayer,DeStodurw;甲乙酮MEK:日本完善石化。
预聚体合成实例b1:
在2000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加298.0g季戊四醇三丙烯酸酯PETA、1.0g二月桂酸二丁基锡,氮气保护,加热至60℃滴加熔融的500.5g二甲苯甲烷二异氰酸酯MDI,滴加时间30分钟,反应2小时后滴加130.1g甲基丙烯酸-2-羟乙酯,滴加时间为30分钟,再反应2小时,加入232.1g甲乙酮,冰水浴下反应48小时,直到通过红外光谱检测活性异氰酸酯基2275处峰消失,得到含固量为80%的化合物b1的 MEK溶液。
预聚体合成实例b2:
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加298.0g季戊四醇三丙烯酸酯PETA、1.0g二月桂酸二丁基锡,氮气保护,加热至60℃滴加348.3g甲苯二异氰酸酯TDI,滴加时间30分钟,反应2小时后滴加130.1g甲基丙烯酸-2-羟乙酯,滴加时间为30分钟,再反应2小时,加入194.1g甲乙酮,冰水浴下反应48小时,直到通过红外光谱检测活性异氰酸酯基2275处峰消失,得到含固量为80%的化合物b2的MEK溶液。
预聚体合成实例b3:
在1000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加298.0g季戊四醇三丙烯酸酯PETA、1.0g二月桂酸二丁基锡,氮气保护,加热至60℃滴加376.4g苯二亚甲基二异氰酸酯XDI,滴加时间30分钟,反应2小时后滴加130.1g甲基丙烯酸-2-羟乙酯,滴加时间为30分钟,再反应2小时,加入201.1g甲乙酮,冰水浴下反应48小时,直到通过红外光谱检测活性异氰酸酯基2275处峰消失,得到含固量为80%的化合物b3的 MEK溶液。
预聚体合成实例b4:
在2000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加298.0g季戊四醇三丙烯酸酯PETA、1.0g二月桂酸二丁基锡,氮气保护,加热至60℃滴加熔融的420.0g萘-1,5-二异氰酸酯NDI,滴加时间30分钟,反应2小时后滴加130.1g甲基丙烯酸-2-羟乙酯,滴加时间为30分钟,再反应2小时,加入212.0g甲乙酮,冰水浴下反应48小时,直到通过红外光谱检测活性异氰酸酯基2275处峰消失,得到含固量为80%的化合物b4的 MEK溶液。
预聚体合成实例b5:
在2000ml带温控加热、机械搅拌、冷凝回流和氮气保护装置的四口烧瓶中加298.0g季戊四醇三丙烯酸酯PETA、1.0g二月桂酸二丁基锡,氮气保护,加热至60℃滴加524.0g二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI,滴加时间30分钟,反应2小时后滴加130.1g甲基丙烯酸-2-羟乙酯,滴加时间为30分钟,再反应2小时,加入238.0g甲乙酮,冰水浴下反应48小时,直到通过红外光谱检测活性异氰酸酯基2275处峰消失,得到含固量为80%的化合物b5的 MEK溶液。
以下是本发明的实施示例,但不局限于以下实例:
实施例1
版基的制备:纯度99.5%、厚0.3mm的A1050压延铝版,在5%的氢氧化钠水溶液中70℃下浸蚀20秒,用流水冲洗后,立即用1%的硝酸水溶液中和。然后在1%的盐酸水溶液中, 40℃下用正弦波交流电以50A/dm2的电流密度电解粗化16秒。接着40℃下,用5%的氢氧化钠水溶液中和10秒。水洗。最后在30℃下,用20%的硫酸水溶液,以15A/dm2的电流密度,阳极氧化20秒,水洗。80℃下用5%的硅酸纳水溶液进行封孔处理18秒,水洗,干燥,这样得到的版基,中心线平均粗度为0.5μm,氧化膜重3.0g/dm2。
感光层涂布:在上述经过亲水化处理的版基上挤压涂布下面的感光液,然后在100℃下干燥 60秒。得到10mg/dm2的涂层干重。感光液使用下面的组分(各组分按重量份):
保护层涂布:在上述得到的感光层上挤压涂布如下的保护层溶液,然后在110℃下干燥60 秒。得到10mg/dm2的涂层干重(各组分按重量份)。
保护层配方(各组分按重量份)
醇溶性聚酰胺ACP-I(乐凯集团) 10
异丙醇 89.5
表面活性剂(BYK306) 0.5
红外吸收染料ADS830的结构如下:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例2
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例3
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例4
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例5
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例6
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例7
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例8
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例9
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例10
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例11
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例12
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例13
用上面相同的方法制备版基、感光层和保护层。感光液用下面组分:
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例14
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使版基的中心线平均粗度为0.4μm。
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例15
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使版基的中心线平均粗度为0.6μm。
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例16
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使感光层的干涂层重为8mg/dm2。这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例17
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使感光层的干涂层重量为15mg/dm2。
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。性能列于后面的表2中。
实施例18
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使保护层的干涂层重量为5mg/dm2。
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
实施例19
用实施例1相同的方法制备版基、感光层和保护层。只是使保护层的干涂层重量为20mg/dm2。
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
比较例1-5
用实施例1相同的方法制备版基、感光层。
感光涂布液使用下面的组分:
保护层涂布:在上述得到的感光层上挤压涂布如下的保护层溶液,然后在110℃下干燥60 秒。得到10mg/dm2的涂层干重(各组分按重量份)。
保护层配方(各组分按重量份)
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光。其性能列于后面的表2中。
比较例6-10
用实施例1相同的方法制备版基、感光层。
感光涂布液使用下面的组分:
保护层涂布:在上述得到的感光层上挤压涂布如下的保护层溶液,然后在110℃下干燥60 秒。得到10mg/dm2的涂层干重(各组分按重量份)。
保护层配方(各组分按重量份)
这样得到的版材在Kodak全胜热敏CTP制版机上以120mJ/cm2的能量进行曝光,版材性能见表2。
由表1-2的检测应用结果表明,与自由基聚合机理版材相比较,本发明设计的在机显影免处理热敏版具有双重成像能力,可实现阳离子交联和自由基聚合,提高了版材的成像能力和耐印力;特殊预聚体含有具有聚氨酯的特性如柔韧性、抗溶剂性、耐磨性的优点,含有高空间自由度的烯丙基,活性更高,含有芳香族环、环烷基、二脲酮结构,聚合后膜层刚性更好,提高了耐磨性。采用非水溶性醇溶聚酰胺保护层,提高了版材的在机显影能力,解决润版系统污染问题,可实现绿色环保印刷。
表1聚合物性能表
表2版材应用性能表
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明整体构思前提下,还可以作出若干改变和改进,这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述热敏版包括支持体、热敏层和醇溶性聚酰胺保护层,其中热敏层主要含有热交联共聚物、预聚体、多官能团单体、阳离子引发剂和红外光辐射吸收染料,按重量百分比计,热交联树脂占组成物固体总量的30-70%,含预聚体占组成物固体总量的10-50%,多官能度不饱和单体占组成物固体总量的10-30%,阳离子引发剂占组成物固体总量的1-20%,红外辐射吸收染料占组成物固体总量的1-20%,所述预聚体具有如下结构:
其中,R为:
2.根据权利要求1所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述热敏层按重量百分比计,热交联共聚物的用量占组成物固体总量的40-60%,预聚体占组成物固体总量的20-40%,多官能度不饱和单体占组成物固体总量的10-20%,阳离子引发剂占组成物固体总量的5-15%,红外辐射吸收染料占组成物固体总量的5-15%。
3.根据权利要求1或2所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述热交联共聚物具有如下结构:
R1、R2、R4为H原子或甲基;
R3为
R5为O原子或OCH2CH2NHCOO,n为20-60的整数;
a、b、c、d为对应共聚单元的重量百分数,a所占比例为40-70%,b所占比例为10-30%,c所占比例为10-30%,d所占比例为10-30%。
4.根据权利要求1或2所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述多官能度不饱和单体为多官能度丙烯酸类单体或多官能度聚氨酯丙烯酸类单体。
5.根据权利要求1或2所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述阳离子引发剂选自碘鎓盐、硫鎓盐的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述阳离子引发剂的热分解温度为150-200℃。
7.根据权利要求1或2所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述红外辐射吸收染料是一种吸收峰在750-850nm的菁染料。
8.根据权利要求1或2所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:所述支持体是经过电解粗化和阳极氧化并进行封孔处理的铝版基,其中心线平均粗度在0.4-0.6μm。
9.如权利要求1所述的在机显影免处理热敏版的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)铝版基支持体处理;(2)在处理后的铝版基支持体涂布热敏层;(3)在热敏层上的涂布醇溶聚酰胺保护层。
10.根据权利要求9所述的在机显影免处理热敏版的制备方法,其特征在于:所述热敏层涂布干重是8-15mg/dm2。
11.根据权利要求9所述的在机显影免处理热敏版的制备方法,其特征在于:所述醇溶聚酰胺保护层干重是5-20mg/dm2。
12.根据权利要求1所述的在机显影免处理热敏版,其特征在于:该平印版在使用热敏CTP制版机扫描曝光后,可以不经过任何冲洗加工步骤直接装版到印刷机上印刷。
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