CN1922030A - 用于柔性版印版的热显影的系统 - Google Patents

Abstract

本发明旨在提供一种用于在光敏印刷元件上形成凸像的方法和系统。该系统包括容纳传送器和可加热滚筒的外壳。该光敏印刷元件位于传送器的连续回路上，且该可加热滚筒被向位于该传送器上的光敏印刷元件的方向推动。吸收剂材料被引导到该可加热滚筒的上方，并且用于当该可加热滚筒被加热时吸收从光敏印刷元件液化或者软化的材料的至少一部分。该系统还包括通风装置，其可操作性连接到外壳，用于处理和循环被释放到外壳中的包含污染物的空气，其中随着光敏材料的一部分被加热然后软化，该污染物释放到外壳当中。该通风装置通常包括微粒过滤器和吸附剂材料床。经处理的空气然后返回到外壳。

Description

用于柔性版印版的热显影的系统

技术领域

本发明是一种闭环蒸气控制系统，其可用于对柔性版印刷元件进行热显影的装置。

背景技术

用于柔性版印版的热显影的系统是现有技术中熟知的。一种典型的用于柔性版印版的热显影的系统包括印版显影机，其接受预形成的、经成像光化辐射曝光的软片。该软片通常具有底层和辐射可硬化的弹性体材料的一个或多个相邻层(可固化层)。非强制选择地，该软片可以包括红外线灵敏层。

Martens的美国第5,175,072号专利中描述了一种用于形成、辐射以及热显影柔性版片从而制造出柔性版印版的方法，该专利的主题整个在此被结合作为参考。在Peterson等人的美国第5,279,697号专利中以及在Johnson等人申请的WO 01/18604中进一步描述了热显影印版显影机，这些专利的主题整个均在此被结合作为参考。由Johnson等人描述的印版显影机类似于由Peterson等人描述的印版显影机。

在使用印版显影机对该软片进行热显影以形成柔性版印版之前，要对该柔性版印版进行成像步骤处理。在典型的成像步骤中，首先在辐射可固化层上方设置模板或者掩模，其中该辐射可固化层以成像方式曝光于光化辐射中，从而硬化(固化或者交联)该辐射可固化层的一部分。或者，通过红外激光对该红外线灵敏层进行烧蚀，以在该辐射可固化层上产生原位掩模。然后该辐射可固化层的一部分通过穿过版基下表面的光化辐射来固化，从而形成固化“底版”。接着，从相反表面对该辐射可固化层薄膜以成像方式进行曝光，以固化该版的所需部分。固化之后的该辐射可固化层包括固化部分和未固化部分。基于这一点，软片可以在热印版显影机中进行显影。

在成像步骤中形成的凸像结构的显影通过去除该辐射可固化层的未固化部分来完成。该辐射可固化层与吸收剂材料的预热的展卷材(web)接触。通过接触，吸收剂展卷材中的热量转移到该辐射可固化层，并且该辐射可固化层的温度升高到足以能够使该辐射可固化层的未固化部分软化或者液化并且被吸收到该吸收剂展卷材中的温度。虽然仍然处于加热条件中，但是吸收剂片材和接触到支承层的固化的辐射可固化层分离，从而显露出凸像结构。在冷却到室温之后，获得的柔性版印版能够安装到印版柱体上。

在去除该辐射可固化层的未交联部分期间，热印版显影机会按照常规达到超过150℃的温度。在该温度下，构成该版的单体和聚合物会挥发掉。

因此，在该技术中，需要一种用于热印版显影机的改进通风系统，其能够处理由于去除柔性版印版的辐射可固化层的未交联部分而产生的蒸气。

发明人已经开发出这样一种改进通风系统，其可操作性连接到合适的印版显影机，并且其在“闭环”中操作。本发明的改进通风系统从印版显影机中排出污染的空气，对该污染空气进行过滤以去除污染物，并且将处理过的空气返回到印版显影机。

发明内容

本发明旨在提供一种用于在光敏印刷元件上形成凸像的系统，其中该光敏印刷元件包括柔性基底和至少一个沉积在该柔性基底上的光敏材料层。

本发明的系统通常包括：

外壳；

传送器，其包括由至少第一滚筒和第二滚筒支承的连续回路，其中该光敏印刷元件位于该传送器的连续回路上；

可加热滚筒，其能够被向位于该传送器上的光敏印刷元件的方向推动，其中吸收剂材料被引导到该可加热滚筒的外表面的至少一部分上方，并且其中该吸收剂材料能够吸收当该可加热滚筒被加热和旋转并且该吸收剂材料接触光敏印刷元件的至少一部分时从光敏印刷元件液化或者软化的材料；

用于将吸收剂材料供给到该可加热滚筒的外表面的至少一部分的输送装置；

用于使得至少一个光敏材料层和吸收剂材料在传送器和可加热滚筒之间的位置接触从而使液化或者软化的材料的至少一部分被吸收剂材料吸收的装置；以及

通风装置，其可操作性连接到外壳，用于处理和循环外壳中的包含挥发性有机化合物的空气，其中随着光敏材料的一部分被加热然后液化或者软化，该挥发性有机化合物释放到外壳当中。

在一个优选实施方式中，通风装置包括：用于从外壳排出包含挥发性有机化合物以及其他污染物的空气流的装置；用于从空气流中去除微粒的微粒过滤器；用于从空气流中吸附挥发性有机化合物从而产生净化气流的装置；以及用于将该净化空气流循环返回外壳的装置。非强制选择地，该通风装置还包括用于控制从外壳导入到通风装置的包含挥发性有机化合物的空气流的温度的装置。

在另一个非强制选择但优选的实施方式中，该系统可以包括位于靠近吸收剂材料与传送器上的至少一个光敏材料层相接触的位置的加热装置，以便进一步软化和/或液化该至少一个光敏材料层的部分。

还提供一种利用本发明的系统在光敏印刷元件上形成凸像的方法，其中该光敏印刷元件包括柔性基底和沉积在该柔性基底上的至少一个光敏材料层。

附图说明

图1描述了印版显影机的一个视图，该印版显影机可操作性连接到根据本发明的一个实施方式的闭环通风系统。

具体实施方式

如图1所示，本发明旨在提供一种用于在光敏印刷元件14上形成凸像的系统10。本发明的该系统10包括用于容纳热版处理系统10的部件的外壳12，其中该热版处理系统可操作性连接到通风系统50，该通风系统用于处理和循环来自该外壳12的污染空气。

本发明的印版显影机10接受之前形成的、以成像方式于光化辐射中曝光的柔性光敏印刷元件14，该光敏印刷元件14具有底层、辐射可硬化的弹性体材料的相邻层(可固化层)、以及非强制选择但优选的红外线灵敏层，该红外线灵敏层用于在曝光于光化辐射之前利用激光辐射在该可固化层上形成原位掩模。可用于本发明的合适光敏印刷元件在Martens的美国第5,175,092号专利、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号和第6,605,410号专利中进行了描述，这些专利的主题均整个在此被结合作为参考。

该辐射可固化层的一部分优选通过穿过版基下表面的光化辐射来固化，从而形成固化“底版”。接着，从相反表面以成像方式对该薄膜进行曝光，以固化该版的所需部分，其中优选通过原位掩模进行曝光。固化之后的该辐射可固化层的剩余部分包括固化部分和未固化部分。

连接到驱动电动机(未示出)的传送器20用于运输和传送该光敏印刷元件14通过热版处理系统。该传送器20安装在外壳12中的固定位置中，并且包括由至少第一滚筒23和第二滚筒24支承的连续回路21。非强制选择地，还可以使用一个或多个额外的滚筒(未示出)来对传送器20提供额外的支承，并且防止连续回路21由于光敏印刷元件14的重量而下垂。在一个优选实施方式中，连续回路21包括金属丝网。

光敏印刷元件14的前缘可以通过合适的紧固装置22(例如夹具和/或真空)保持在传送器20的连续回路21上的合适位置。如果需要，还可以将真空提供给传送器20的第一滚筒23和第二滚筒24中的至少一个，并且单独地或者结合紧固装置22用来将光敏印刷元件14保持在传送器20的连续回路21上的合适位置。

在操作期间，传送器20和光敏印刷元件14一起沿第一方向26向可加热滚筒28移动，从而当传送器20的连续回路21在第二滚筒24上方并绕第二滚筒24旋转时，光敏印刷元件14穿过传送器20和可加热滚筒28之间的间隙70。可加热滚筒28以与传送器20的相反方向30旋转。当传送器沿第一方向26运动而可加热滚筒28沿相反方向30运动时，可加热滚筒28能够被向位于该传送器20上的光敏印刷元件14的方向推动。优选地，可加热滚筒28固定安装到枢轴上(未示出)，这使得它可以被向传送器20的方向推动。

在一个优选实施方式中，利用合适的装置(例如一个或多个气压缸40)促使可加热滚筒28朝向位于该传送器20上的光敏印刷元件14促动。该气压缸40将可加热滚筒28定位在距离传送器20的第二滚筒24的外表面为预设定距离的位置，从而产生间隙70，其中当光敏印刷元件14绕第二滚筒24在传送器20的连续回路21上运动时该光敏印刷元件14会穿过该间隙。

吸收剂材料32的展卷材被引导到该可加热滚筒28的外表面29的至少一部分上方。该吸收剂材料32的展卷材能够吸收(去除)当该可加热滚筒28旋转和被加热时从光敏印刷元件14液化或者软化的材料，并且该吸收剂材料32的展卷材接触光敏印刷元件14的至少一部分。可加热滚筒28沿方向30旋转，该方向30与传送器20的方向26相反，从而光敏印刷元件14和吸收剂材料32的展卷材能够彼此接触然后分离。

根据光敏印刷元件14的厚度来控制气压缸40以调节间隙70。当传送器20沿第一方向26旋转而可加热滚筒28沿相反方向30旋转时，气压缸40使得该至少一个光敏材料层14和吸收剂材料32的展卷材在传送器20和可加热滚筒28之间的间隙70处接触，从而至少一部分液化或软化的材料被吸收剂材料32的展卷材所吸收。

通过磁心加热器将热量提供给可加热滚筒28，其中该磁心加热器能够维持将使至少一部分光敏材料软化或者液化的可加热滚筒28的表皮温度。根据光敏材料的组成情况以及基于包含在该光敏材料内的单体和聚合物的熔化温度来选择可加热滚筒28所加热达到的温度。虽然可加热滚筒28优选包括电磁心加热器来提供所需的表皮温度，但是利用蒸汽、油、热空气以及多种其他加热源也可以提供所需的表皮温度。

从吸收剂材料32的展卷材的供给辊34将吸收剂材料32的展卷材提供给可加热滚筒28的外表面的至少该部分。吸收剂材料的具体类型对于本发明而言并不是至关重要的。吸收剂材料32的选择一部分依赖于将被处理的光敏印刷元件14的厚度、吸收剂材料32的展卷材的熔化温度以及光敏印刷元件14和吸收剂材料32的展卷材的传热特性。

吸收剂材料32的展卷材面对面地接触到可加热滚筒28，在该优选实施方式中，该可加热滚筒28被加热到并操作于大约150℃至大约250℃之间的温度。该上限主要是由吸收剂材料32的展卷材的熔化温度来确定的。可加热滚筒28的温度也必须要足够低，以使得当吸收剂材料32的展卷材不移动时以及吸收剂材料32的展卷材接触该可加热滚筒28的那部分处于闲置状态时，吸收剂材料32不熔化。可以使用用于维持整个系统的吸收剂材料的展卷材的均匀拉伸力的合适装置，例如包括一个或多个空转辊(未示出)。也可以提供用于维持展卷材的张力的其他装置，这些对于本领域技术人员而言都是公知的。

还至关重要的是，可加热滚筒28、吸收剂材料32的展卷材以及光敏印刷元件14的线速度应当是基本上相等的，以避免光敏材料层14上的任何剪切应力，该剪切应力公知会引起不均匀的凸像部分印版厚度。

在一个优选实施方式中，提供拉紧辊36以用于在经印版显影机处理之后缠绕吸收剂材料32的展卷材。如果提供该拉紧装置，则拉紧装置36独立地由电动机38进行皮带驱动，该电动机优选是一个可变速电动机。在吸收剂材料32的展卷材已经接触到光敏材料层14并且去除了已经液化或软化的那部分光敏材料之后，拉紧装置36收集该吸收剂材料32的展卷材。电动机38的速度被调节为不干涉选定的展卷材张力。如果该电动机干涉展卷材的张力，则获得的柔性版可能会在凸像部分具有可变高度，或者可能翘曲并且会变成商业上不能接受。

该系统还包括通风装置50，其可操作性连接到外壳12，用于处理和循环外壳12中的空气，该空气包含挥发性有机化合物、微粒以及其他污染物。随着光敏材料14的部分被加热然后液化或者软化，挥发性有机化合物和其他污染物通常会释放到外壳12中。此外，随着光敏印刷元件14经印版显影机10处理，污染物会释放到外壳12中。

通风装置50通常包括用于将包含挥发性有机化合物和其他污染物的空气流从外壳12排放到通风装置50中的装置56。一种用于从外壳12排放空气流的合适装置56是排气扇，尽管本发明不限于使用排气扇。也可以使用本领域技术人员所公知的其他合适的装置。

当空气流从外壳12排放到通风装置50中之后，空气被导入到过滤系统。该过滤系统通常包含用于去除任何悬浮颗粒或微滴的微粒过滤器53以及去除有机蒸气的材料54的吸附床。在一个优选实施方式中，该微粒过滤器包括高效微粒空气(HEPA)过滤器用以从空气流中去除微粒。

接下来，通过使空气流从吸附剂材料54的床上方通过来去除挥发性有机化合物，从而从空气流中去除该挥发性有机化合物并且产生净化气流。吸附剂材料通常选自以下材料组成的组：活性碳、木炭、氧化铝、沸石以及前述材料的组合。也可以在本发明的实践当中使用其他的能够从空气流中去除挥发性有机化合物以及其他污染物的吸附剂材料。

在一个非强制选择但优选的实施方式中，一旦从外壳12排放包含挥发性有机化合物以及其他污染物的空气到通风装置50，则利用合适的温度控制装置52来控制包含污染物的空气流的温度。控制空气流的温度以沉淀污染物，并改进了污染物通过过滤系统的去除。控制空气流的温度也限制了蒸气逃逸的趋势。在一个优选实施方式中，温度控制装置52包括热交换器或者热泵，尽管也可以使用本领域技术人员公知的其他装置。

最后，利用合适装置58将净化空气循环返回到外壳12中，或者，净化空气可以释放到环境当中。在一个优选实施方式中，使用鼓风机来将净化空气循环返回到外壳12中。

在另一个优选实施方式中，利用从外壳12去除的至少一部分空气流来提供真空给传送器20的第一滚筒23和第二滚筒24中之一或者两者，以维持光敏印刷元件14和传送器20的连续回路21之间的接触。也可以将真空提供给传送器20的其他滚筒(未示出)。

在另一个非强制选择但优选的实施方式中，系统10可以包括加热装置60，其位于靠近点70的位置，其中在点70，吸收剂材料32接触到传送器20上的该至少一个光敏材料层14。该加热装置60提供辅助热源，以进一步软化和液化传送器20上的该至少一个光敏材料层14的部分。

对于本领域技术人员而言明显的是，通过合适装置即电动机来驱动传送器20(包括第一滚筒23和第二滚筒24)以及可加热滚筒28。此外，可以在本发明的系统中使用控制器(例如微处理器)，以控制印版显影机10中的每个元件的运作。这种控制器是本领域所熟知的。用于控制印版显影机中多个元件的控制器的一个例子在Peterson等人的美国第5,279,697号专利中进行了描述，该专利的主题整个在此被结合作为参考。

本发明的另一个目的是提供一种在光敏印刷元件上形成凸像的方法，其中光敏印刷元件包括柔性基底以及利用上述系统而沉积在该柔性基底上的至少一个光敏材料层。

该方法包括以下步骤：(1)提供外壳；(2)将光敏印刷元件置于传送装置上，所述传送装置包括由至少第一滚筒和第二滚筒支承的连续回路，其中光敏印刷元件支承在该连续回路上；(3)提供吸收剂材料给可加热滚筒的外表面的至少一部分，其中安装该可加热滚筒以便在外壳中旋转，其中该吸收剂材料能够在该可加热滚筒被加热并且旋转以及吸收剂材料接触至少一部分光敏印刷元件时吸收那些从光敏印刷元件液化或者软化的材料；(4)加热可加热滚筒到足以导致当吸收剂材料接触至少一个光敏材料层时该至少一个光敏材料层的至少一部分软化或者液化；(5)使得该至少一个光敏材料层的表面与吸收剂材料在传送装置和可加热滚筒之间的位置接触，以使得该液化或者软化的材料的至少一部分被吸收剂材料吸收；以及(6)处理和循环外壳中的包含挥发性有机化合物的空气，其中随着光敏材料的一部分被加热然后液化或者软化，该挥发性有机化合物释放到外壳中。

优选地，经历数次该过程的步骤来处理该光敏印刷元件，以使得如果不是所有则大多数未固化光敏材料能够从该光敏印刷元件的表面去除，以获得凸像。

通过如下方式来处理和循环包含挥发性有机化合物的空气：将包含挥发性有机化合物以及其他污染物的空气流排出外壳；过滤该空气流以去除微粒，并从该空气流中去除挥发性有机化合物，以产生净化气流；以及将该净化空气流循环返回到外壳中。如上所述，通常通过使得包含挥发性有机化合物的空气流从吸附剂材料床的上方通过，从而从空气流中去除挥发性有机化合物。

在一个优选实施方式中，还控制从外壳导入到通风装置的包含挥发性有机化合物的空气流的温度。

通过结合使用微粒过滤器以及吸附剂材料床，得以从废气流中去除有机蒸气，从而不必进行外部的通风并且避免有机蒸气释放到环境中。

本发明的系统防止了有机蒸气以及气味积聚到热印版显影机内或者该处理机所处的房间内。此外利用本发明的系统则不必对满载有机蒸气的处理机废气进行外部通风。

虽然描述了在柔性版印版的热显影的特定应用场合中使用本发明的通风装置，但是该通风装置不限于使用于该应用场合，还可以用于其他的用于印版的显影系统，以及用于需要控制有机蒸气的其他应用场合当中。

Claims (25)

1.一种用于在光敏印刷元件上形成凸像的系统，其中该光敏印刷元件包括柔性基底和至少一个沉积在该柔性基底上的光敏材料层，该系统包括：

外壳；

传送器，其包括由至少第一滚筒和第二滚筒支承的连续回路，其中该光敏印刷元件位于该传送器的连续回路上；

可加热滚筒，其能够被向位于该传送器上的光敏印刷元件的方向推动，其中吸收剂材料被引导到该可加热滚筒的外表面的至少一部分上方，并且其中该吸收剂材料能够吸收当该可加热滚筒被加热和旋转并且该吸收剂材料接触光敏印刷元件的至少一部分时从光敏印刷元件液化或者软化的材料；

用于使得至少一个光敏材料层和吸收剂材料在传送器和可加热滚筒之间的位置接触从而使液化或者软化的材料的至少一部分被吸收剂材料吸收的装置；以及

通风装置，其可操作性连接到外壳，用于处理和循环外壳中的包含挥发性有机化合物的空气，其中随着光敏材料的一部分被加热然后液化或者软化，该挥发性有机化合物释放到外壳当中。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于将吸收剂材料供给到该可加热滚筒的外表面的至少一部分的输送装置。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括用于施加热量到传送器上的该至少一个光敏材料层的加热装置，其中所述加热装置位于靠近吸收剂材料与传送器上的至少一个光敏材料层相接触的位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其中通风装置包括：

a)用于从外壳排出包含挥发性有机化合物以及其他污染物的空气流的装置；

b)用于从空气流中去除微粒的微粒过滤器；

c)用于从空气流中吸附挥发性有机化合物从而产生净化气流的装置；以及

d)用于将该净化气流循环返回外壳的装置。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括用于控制从外壳导入到通风装置的包含挥发性有机化合物的空气流的温度的装置。

6.根据权利要求4所述的系统，其中用于吸附挥发性有机化合物的装置包括吸附剂材料床，并且包含挥发性有机化合物的空气流从该吸附剂材料床的上方通过。

7.根据权利要求6所述的系统，其中吸附剂材料选自以下材料组成的组：活性碳、木炭、氧化铝、沸石以及前述材料的组合。

8.根据权利要求4所述的系统，其中微粒过滤器是高效微粒空气过滤器。

9.根据权利要求5所述的系统，其中用于控制通风装置中空气流的温度的装置包括热交换器或者热泵。

10.根据权利要求4所述的系统，其中用于从外壳排出空气流的装置包括排气扇。

11.根据权利要求4所述的系统，其中用于将该净化气流循环返回外壳的装置包括鼓风机。

12.根据权利要求4所述的系统，其中用于从外壳排出空气流的装置还用于提供真空到传送器的第一滚筒和第二滚筒中至少一个的内部中，其中所述真空用于维持光敏印刷元件和传送器的连续回路之间的接触。

13.根据权利要求4所述的系统，还包括用于施加热量到传送器上的该至少一个光敏材料层的加热装置，其中所述加热装置位于靠近吸收剂材料与传送器上的至少一个光敏材料层相接触的位置。

14.一种在光敏印刷元件上形成凸像的方法，其中该光敏印刷元件包括柔性基底和沉积在该柔性基底上的至少一个光敏材料层，该方法包括以下步骤：

提供外壳；

将光敏印刷元件设置在传送装置上，所述传送装置包括由至少第一滚筒和第二滚筒支承的连续回路，其中光敏印刷元件支承在该连续回路上；

提供吸收剂材料给可加热滚筒的外表面的至少一部分，安装该可加热滚筒以便在外壳中旋转，其中该吸收剂材料能够在该可加热滚筒被加热以及吸收剂材料接触至少一部分光敏印刷元件时吸收那些从光敏印刷元件液化或者软化的材料；

加热可加热滚筒到足以导致当吸收剂材料接触至少一个光敏材料层时该至少一个光敏材料层的至少一部分软化或者液化的温度；

使得该至少一个光敏材料层的表面与吸收剂材料在传送器和可加热滚筒之间的位置接触，以使得该液化或者软化的材料的至少一部分被吸收剂材料吸收；以及

处理和循环外壳中的包含挥发性有机化合物的空气，其中随着光敏材料的一部分被加热然后液化或者软化，该挥发性有机化合物释放到外壳中。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括通过将加热器设置在相邻于吸收剂材料与传送器上的该至少一个光敏材料层相接触的位置，从而施加热量到该传送器上的该至少一个光敏材料层的步骤。

16.根据权利要求14所述的方法，其中包含挥发性有机化合物的空气通过以下步骤进行处理和循环：

a)将包含挥发性有机化合物以及其他污染物的空气流排出外壳；

b)过滤该空气流以去除微粒，并从该空气流中去除挥发性有机化合物，以产生净化气流；以及

c)将该净化空气流循环返回到外壳中。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括控制从外壳导入到通风装置的包含挥发性有机化合物的空气流的温度的步骤。

18.根据权利要求16所述的方法，其中通过使得包含挥发性有机化合物的空气流从吸附剂材料床的上方通过来从空气流中去除挥发性有机化合物。

19.根据权利要求18所述的方法，其中吸附剂材料选自以下材料组成的组：活性碳、木炭、氧化铝、沸石以及前述材料的组合。

20.根据权利要求16所述的方法，其中利用高效微粒空气过滤器来完成过滤步骤。

21.根据权利要求17所述的方法，其中利用热交换器或者热泵来控制被处理和循环的空气流的温度。

22.根据权利要求16所述的方法，其中利用排气扇将被处理和循环的空气流从外壳排出。

23.根据权利要求16所述的方法，其中利用鼓风机将该净化空气流循环返回外壳。

24.根据权利要求16所述的方法，还包括通过利用排气装置来提供真空到传送器的第一滚筒和第二滚筒中至少一个的内部中从而维持光敏印刷元件和传送器的连续回路之间的接触的步骤。

25.根据权利要求16所述的方法，还包括通过将加热装置设置在靠近吸收剂材料与传送器上的至少一个光敏材料层相接触的位置从而施加热量到传送器上的该至少一个光敏材料层的步骤。