CN1922027A - 边缘固化防止方法 - Google Patents

Abstract

一种喷墨印刷机，用于在印版已经被裁切(即切割)成适于安装到印刷套筒或者印刷滚筒的尺寸和形状之后，将墨施加到印版的边缘和边角，其中该墨对于在能够有效固化光敏印版的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本上不透明的。利用喷墨印刷可以使得用不透紫外线墨对印版的切割表面进行快速和准确的涂层，从而防止或者基本上消除不希望出现的光敏印版的切割表面的不期望固化。该墨覆盖由切割过程曝光的光固化表面，以及防止印版的切割表面出现不期望的固化，直到对印版进行合适的曝光和显影。

Description

边缘固化防止方法

技术领域

本发明涉及一种防止光敏凸像印版的切割表面的不期望固化的改进方法。

背景技术

柔性版印刷是一种通常用于大量印数的印刷方法。柔性版印刷可用于在多种基底上进行印刷，例如纸、纸板原料、瓦楞纸板、薄膜、箔片以及层压纸板。报纸和食品杂货袋为显著的例子。仅通过柔性版印刷就能够经济地印刷粗糙表面和拉伸膜。柔性版印刷是具有开放区域上方突起的图像元件的凸印版。通常，该印版有些软，且具有足够的柔性可以绕印刷滚筒卷绕，和足够的耐用性可以印刷上百万次。这种印版对于印刷机来说颇具优点，主要基于它们的耐用性以及便于制造性。

制造商所交付的典型柔性版印版是一种多层版，其按序由以下组分构成：支持层或支撑层；一层或多层未曝光可光致固化层；保护层或者滑动膜；以及覆盖片。

支持层为该印版提供支撑，并且通常为塑料薄膜或者薄片，它可以是透明的或者不透明的。对某些应用来说，该支持层也可以是例如铝或者钢的金属。

可光致固化层可以任意包括以下物质：公知的光敏聚合物、单体、引发剂、活性或非活性稀释剂、填充剂以及染料。术语“可光致固化”意指一种固体合成物，其对光化学辐射进行响应，产生光致聚合、交联或者任何其他固化或者硬化反应，使得材料的未曝光部分能够选择性从曝光(固化)部分分离和去除，从而形成固化材料的三维图案或者凸像。优选的可光致固化材料包括弹性化合物、具有至少一个乙烯端基的烯基不饱和化合物、以及光引发剂。在以下专利文献中公开了示例性可光致固化材料：Gross等人的欧洲专利申请No.0 456 336 A2以及0 640 878 A1、英国专利No.1,366,769、Berrier等人的美国专利No.5,223,375、MacLahan的美国专利No.3,867,153、Allen的美国专利No.4,264,705、Chen等人的美国专利No.4,323,636、4,323,637、4,369,246以及4,423,135、Holden等人的美国专利No.3,265,765、Heinz等人的美国专利No.4,320,188、Gruetzrnacher等人的美国专利No.4,427,759、Min的美国专利No.4,622,088以及Bohm等人的美国专利No.5,135,827，这些专利的主题均整个在此被结合作为参考。如果使用第二层可光致固化层，也就是防护层，它通常可以设置在第一层上并且在组成上与第一层类似。

可光致固化材料通常至少在某些光化学波长区域中发生交联(固化)和硬化。正如此处所使用的，光化学辐射能够在曝光部分影响化学变化。光化学辐射包括例如增强的(例如，激光)和非增强的光，尤其是在紫外(UV)的和红外的波长区域中。优选的光化学波长区域是从大约250纳米到大约450纳米的范围，更优选的是从大约300纳米到大约400纳米的范围，进一步更优选的是从大约320纳米到大约380纳米的范围。虽然其它的辐射源对于本领域技术人员而言是公知的，但一种合适的光化学辐射源是UV灯。

滑动膜是一种薄片，其保护光敏聚合物免于灰尘，并提高其易加工性。在传统的制版方法中，滑动膜可以透过UV光。在该方法中，印刷机将覆盖片从空白印版上揭掉，并且在该滑动膜的顶部放置底片。然后通过穿过该底片的UV光对该版和底片进行整片曝光。曝光区域光固化或者硬化，而未曝光区域被去除(显影)，从而在印版上产生凸像。

在“数字”制版方法中，通过存储在电子数据文件中的图像引导激光，且该激光用于在数字掩蔽层(也就是可激光烧蚀的)上产生原位底片，该掩蔽层通常是一种改进的滑动膜。通过将该掩蔽层于选定的波长和能量下的激光辐射曝光，烧蚀该可激光烧蚀层部分。

该可激光烧蚀层可以是本领域公知的任何可光烧蚀掩蔽层。该可激光烧蚀层的示例公开在以下专利文献中：例如，Yang等人的美国专利No.5,925,500以及Fan的美国专利No.5,262,275以及6,238,837，这些专利文献的主题均整个在此被结合作为参考。该可激光烧蚀层通常包括辐射吸收化合物以及胶黏剂。选择对激光的波长敏感的辐射吸收化合物，通常该辐射吸收化合物选自暗色无机颜料、碳黑以及石墨。胶黏剂通常选自聚酰胺以及纤维素胶黏剂，例如羟丙基纤维素。使用激光来生成图像的好处在于，印刷机不需要依赖于底片及其所有支持装备的使用，相反能够依赖扫描的和存储的图像，该扫描的和存储的图像能够容易地为不同目的而改变，因此提高了印刷机的便利性和灵活性。

在成像之后，光敏印刷元件被显影以去除掩蔽层和可光致固化材料层的未聚合部分，从而在光敏印刷元件的表面上产生凸像。典型的显影方法包括利用多种溶剂或水进行冲洗，通常使用刷子。其他的显影方法包括使用气刀或者加热加上吸墨纸。

可激光烧蚀掩模的印版能够用于形成成像元件。该平板纸元件被切成合适尺寸并绕圆筒体卷绕，该圆筒体通常为印刷套筒或者印刷滚筒本身，边缘被熔合在一起或者被精确对准，从而形成印刷元件。然而，如果用对该印版进行曝光的紫外线辐射不能透过的材料来覆盖时不仔细，所述可光致固化表面在切割过程被曝光则会导致所谓的“边缘固化”的现象。

边缘固化是由紫外光接触该印版的切割边缘以及边角所导致的，其使该光敏聚合物聚合并且在该印版的边缘四周产生了不期望的突起边缘。然后必须将该边缘从板上人工切除，这需要耗费时间并且会导致对该印版的损坏，尤其是在图像部分靠近该印版边缘的情况下。此外，去除该突起边缘还会在版上留有不希望出现的残渣，这些残渣也必须去除。

当前用于防止边缘固化的一种方法是使用毡尖笔，该毡尖笔含有不透紫外线墨作为密封这些印版边缘的装置。然而，这是一个缓慢冗长的方法，其在防止印版的边缘固化方面仅具有大约90％的有效性。

另一种方法在Alince等人的美国专利No.6,326,124中进行了描述，该专利的主题整个在此被结合作为参考。Alince等人公开了一种边缘覆盖材料，该边缘覆盖材料包含至少一种可溶解的成膜聚合物、至少一种紫外线吸收剂、以及一种溶剂或者溶剂混合物，该溶剂或者溶剂混合物在印版成像曝光之前施加到可光致固化印版的边缘上，从而防止了印版边缘曝光所导致的不希望出现的隆起。通过刷涂或者喷射来施加该边缘覆盖材料。然而，该方法也是劳动密集型的，并且由于该边缘覆盖材料是人工施加到切割边缘上的，所以该方法不精确。

因此，在本领域需要一种处理印版切割表面(也就是边缘和边角)以防止在印版边缘上形成不希望出现的隆起的改良方法，还需要一种能够比现有技术中所述的方法更加快速和准确执行的方法。

本发明的发明人已经出人意料地发现，在印版已经被切割成所需尺寸和形状之后，通过利用喷墨印刷头将不透紫外线涂层印刷到印版的边缘上，从而能够基本消除边缘固化。利用喷墨印刷机可以用不透紫外线墨对印版的切割表面进行快速和准确的涂覆。本发明的改良方法是自动化的，因此比现有技术中的对比人工方法更快、更准确以及更有效。

发明内容

本发明的发明人已经出人意料地发现，在印版已经被裁切(即切割)成适于安装到印刷套筒或者印刷滚筒上的尺寸和形状之后，能够利用喷墨印刷机将墨施加到印版的切割表面，其中该墨对于在能够有效固化光敏印版的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本上不透明的，该切割表面包括边缘和边角。优选的，该墨是不透紫外线墨。使用喷墨印刷机可以对印版的切割表面利用不透紫外线墨进行快速和准确的涂覆。

在本发明的第一实施例中，喷墨印刷头安装在计算机控制的切割装置上，控制切割刀具的相同软件能够用于在印版的新切割的切割边缘和边角上回描相同图案以及准确“印刷”该不透紫外线墨。

在本发明的另一个实施例中，在该光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上之后，将墨施加到该光敏印版的切割表面。

在本发明的第三实施例中，在印版成像之前，将墨施加到印版的切割表面。在一个可选实施例中，在印版成像之后但在该印版曝光于光化学辐射之前，将墨施加到该印版的切割表面。

具体实施方式

本发明的新颖方法防止或者基本消除了光敏印版的切割表面的不期望固化。该光敏印刷元件通常包括支撑层、沉积在该支撑层上的一层或多层可光致固化材料层以及优选的沉积在该一层或多层可光致固化材料层的至少一层烧蚀层，其中该至少一层烧蚀层可以被选定波长和能量的激光烧蚀，且其中该烧蚀层包含对选定波长和能量的激光辐射敏感的辐射吸收材料。

光敏印刷元件被切割成安装到套筒或者圆柱载体上所需的尺寸和形状，且喷墨印刷机用于将墨施加到印版的切割表面。该墨选择为对在能够有效固化所述光敏印版的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本不透明的。该墨覆盖由切割过程所导致的曝光的可光致固化表面，并且防止印版的切割表面在随后的印版曝光和显影过程中发生固化。在印版已经被切割为所需尺寸和形状之后，该光敏印版被安装到套筒或者圆柱载体上。

在本发明的第一实施例中，喷墨印刷头安装在计算机控制的切割装置上，使用用于将印版切割为安装到套筒或者圆柱载体上所需的尺寸和形状相同程序，在切割之后立即将不透紫外线涂层印刷到该版的边缘和边角上。

计算机控制的切割台经常用于复杂切割的制版方法中，对制备用于安装到套筒和圆柱载体上的光敏聚合物版，以及对将平的光敏聚合物片精确的、可再生产的切割成所需形状，必须使用该复杂切割。控制切割刀具的相同软件能够用于在印版的新切割的切割边缘和边角上回描相同图案以及准确“印刷”该不透紫外线墨，因此防止在随后的曝光期间出现边缘固化。然后以通常方式加工该版。

在本发明的另一个实施例中，在光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上之后，将墨施加到该光敏印版的切割表面。在该方法的这一点上实施边缘固化防止处理，能够降低在将平版安装到圆形套筒或者载体所需的处理过程期间不透紫外线涂层将会受到损坏的可能性。而且，如果在版成像之后实施该边缘固化防止处理，则还可以防止在转移该版到加工机器以去除未固化光聚合物的过程中所发生的意外损坏。

在当前本发明中使用的不透紫外线墨包括任何液体或者固体部分，该液体或者固体部分不仅对于有效固化上述可光致固化元件的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本上不透明的，而且能够基本上抵抗由于曝光于该波长区域中的光化学辐射而导致的聚合作用。基本上不透明的墨就是那些能够吸收所有入射光化学辐射的至少大约85％、优选为该辐射的大约90％、更优选为该辐射的大约95％、进一步更优选为该辐射的99.9％的墨。应当可以理解的是，基本上不透明的墨不必在所有量以及在所有可能浓度中是基本上不透明的，只要它能够以足够量沉积到基底上从而成为基本上不透明的即可。优选的墨包括一种或者多种溶解到溶剂中的辐射吸收性分子，优选为大约3到大约20重量百分比的浓度。尤其优选的墨有U-26、U-53M、Black 4D、Jolt牌(Dataproducts Corporation)、在溶剂中混合Crown Super Marking Stamping Ink(Fulton Marking EquipmentCompany，Warminster，Pa)和UVINUL 3050牌的2，2′，4，4′-四羟基二苯甲酮(BASF，Ludwigshaven，德国)而形成的墨，其中上述溶剂选自甲醇、异丙醇、n-丁醇、氯仿、甲基乙基酮、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二甘醇乙醚及其混合物。其他的有用墨组分包括Tinopal SPF和Joncryl 68产品，它们分别是Ciba-Geigy Corp.，Hawthorn，N.Y.以及S.C.Johnson Company，Milwaukee，Wis.的市售产品。

一种合适的喷墨印刷装置是Displaymaker 72-S，其是MacDermid Colorspan，Inc.of Minneapolis，Minnesota的市售产品。优选的，该喷墨印刷机由微处理器控制，从而墨可以精确的施加到光敏印版的切割表面。在本发明的一个实施例中，使用用于控制切割装置的相同微处理器来控制该喷墨印刷机，以使得墨能够描绘出和切割刀具相同的图案，因此能够精确的覆盖印版的切割表面。

在本发明的另一个实施例中，在印版成像之前将墨施加到印版的切割表面。在一个可选实施例中，在印版成像之后并且在未曝光于光化学辐射的该一层或多层可光致固化层的区域从光敏印版的表面去除之前，将墨施加到印版的切割表面。

还可以提出其他一些方法来实施该边缘固化防止处理，并且每一种方法都能够获得相当的结果。在第一种方法中，在数字掩模的激光烧蚀之前或者之后，利用分离于套筒加工器的装置将紫外线屏蔽性涂层印刷到已经安装到套筒或者载体的数字印版的切割边缘。在第二种方法中，使用集成到套筒处理器前端的装置，其中在数字掩模的烧蚀之后，但是正好在通过成像掩模进行曝光以及随后的去除该掩模和未交联光敏聚合物之前，该装置能够将紫外线屏蔽性涂层印刷到安装了套筒的数字印版的切割边缘上。该方法是优选的方法，这是因为它消除了在施加到紫外线边缘屏蔽性涂层之后对印版的大多数处理，因此减小或者消除了损坏紫外线边缘屏蔽性涂层的可能性。

Claims (22)

1.一种防止光敏印版边缘的不期望固化的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供光敏印版；

b)使用喷墨印刷机将墨施加到覆盖印版的至少部分边缘，其中该墨对于能够有效固化光敏印版的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本不透明的。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在将光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上之后，将墨施加到光敏印版的边缘。

4.根据权利要求1所述的方法，其中光敏印版包括：

a)支撑层；

b)沉积到该支撑层上的一层或多层可光致固化材料层；以及

c)沉积到该一层或多层可光致固化材料层上的至少一层烧蚀层；其中该至少一层烧蚀层可以被选定波长和能量的激光烧蚀，且其中该烧蚀层包括对选定波长和能量的激光辐射敏感的辐射吸收材料。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：

利用激光选择性烧蚀该至少一层烧蚀层，以提供烧蚀区域和未烧蚀区域，从而形成图像；

将激光成像印版整片曝光于紫外光，从而固化在烧蚀层的烧蚀区域下面的区域中的一层或多层可光致固化层；以及

处理该整片曝光激光成像印版，以去除在激光烧蚀步骤中未去除的该至少一个烧蚀层的那部分，并去除未曝光到光化学辐射的该一层或多层可光致固化层的区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其中墨是不透紫外线墨。

7.根据权利要求6所述的方法，其中该不透紫外线墨选自以下物质构成的组：包含碳黑的墨以及包含紫外线辐射吸收化合物的墨。

8.根据权利要求1所述的方法，其中喷墨印刷机由微处理器控制，且将该墨精确用以覆盖和密封光敏印版的边缘。

9.根据权利要求8所述的方法，其中光敏印版被一个或多个切割刀具切割成所需尺寸和形状的图案，且所述一个或多个切割刀具和喷墨印刷机由相同的微处理器控制，以使得喷墨印刷机将墨施加到被该一个或多个切割刀具所曝光的表面上。

10.根据权利要求5所述的方法，其中在印版成像之前将墨施加到印版的边缘。

11.根据权利要求5所述的方法，其中在印版成像之后将墨施加到印版的边缘。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在未曝光到光化学辐射的该一层或多层可光致固化层的区域从光敏印版的表面上去除之前，将墨施加到印版的边缘。

13.一种防止光敏印版边缘的不期望固化的方法，该方法包括以下步骤：

a)提供光敏印版，所述光敏印版包括：

i)支撑层；

ii)沉积到该支撑层上的一层或多层可光致固化材料层；以及

iii)非强制选择地，沉积到该一层或多层可光致固化材料层上的至少一层烧蚀层，其中该至少一层烧蚀层可以被选定波长和能量的激光烧蚀；

b)将光致聚合物印刷元件切割成用于安装到套筒或者圆柱载体上所需尺寸和形状的图案；以及

c)使用喷墨印刷机将墨用于印版的切割表面，其中该墨对于能够有效固化所述光敏印版的至少一个波长区域中的光化学辐射是基本不透明的；以及

其中该墨覆盖由切割过程所曝光的光固化表面。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在印版已经切割成所需尺寸和形状的图案之后将光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在将光敏印版安装到套筒或者圆柱载体上之后，将墨施加到光敏印版的切割表面。

16.根据权利要求13所述的方法，其中墨是不透紫外线墨。

17.根据权利要求16所述的方法，其中该不透紫外线墨选自以下物质构成的组：包含碳黑的墨以及包含紫外线辐射吸收化合物的墨。

18.根据权利要求13所述的方法，其中喷墨印刷机由微处理器控制，从而将该墨精确施加到光敏印版的切割表面。

19.根据权利要求18所述的方法，其中光敏印版被一个或多个切割刀具切割成所需尺寸和形状的图案，并且所述一个或多个切割刀具和喷墨印刷机由相同的微处理器控制，以使得喷墨印刷机将墨施加到被该一个或多个切割刀具所曝光的图案中。

20.根据权利要求13所述的方法，其中在印版成像之前将墨施加到印版的切割表面。

21.根据权利要求13所述的方法，其中在印版成像之后将墨施加到印版的切割表面。

22.根据权利要求21所述的方法，其中在未曝光到光化学辐射的该一层或多层可光致固化层的区域从光敏印版的表面上去除之前，将墨施加到印版的切割表面。