ES2962658T3 - Método mejorado de fabricación de una plancha de impresión flexográfica - Google Patents

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Abstract

En el presente documento se proporciona un método para producir una plancha de impresión flexográfica usando una interfase líquida continua. Este método permite tiempos de producción significativamente reducidos y menos pasos de preparación en comparación con las técnicas no continuas estándar y genera menos desperdicio que los métodos típicos para preparar planchas de impresión flexográfica. La plancha de impresión proporcionada mediante el uso de producción continua de interfase líquida da como resultado una plancha de impresión con un alargamiento elastomérico deseable, una dureza deseable, un espesor de placa en el intervalo de 0,030 pulgadas a 0,250 pulgadas y comprende puntos de impresión con características deseables. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método mejorado de fabricación de una plancha de impresión flexográfica
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un método mejorado para fabricar planchas de impresión flexográfica.
Antecedentes de la invención
La flexografía es un método de impresión que se utiliza comúnmente para tiradas de alto volumen. Las planchas de impresión flexográfica se emplean para imprimir sobre una variedad de sustratos, tales como papel, cartulina, cartón corrugado, películas, láminas y laminados. Los periódicos y las bolsas de supermercado son ejemplos destacados. Las superficies gruesas y las películas estirables solo pueden imprimirse de forma económica mediante flexografía.
Las planchas de impresión flexográfica son planchas en relieve con elementos de imagen elevados por encima de áreas abiertas. En general, la plancha es algo blanda y lo suficientemente flexible como para poder envolverse alrededor de un cilindro de impresión, y lo suficientemente duradera como para imprimir más de un millón de copias. Tales planchas ofrecen una serie de ventajas al impresor, basadas principalmente en su durabilidad y en la facilidad con la que pueden fabricarse. Una plancha de impresión flexográfica típica, tal como la suministrada por su fabricante, es un artículo multicapa que consta, por orden, de una capa de respaldo o soporte; una o más capas fotocurables no expuestas; opcionalmente, una capa protectora o película de deslizamiento; y con frecuencia, una lámina de cubierta protectora.
La capa de soporte (o respaldo) proporciona soporte a la plancha. La capa de soporte puede formarse a partir de un material transparente u opaco, tal como papel, película de celulosa, plástico o metal. Los materiales preferidos incluyen láminas fabricadas a partir de materiales poliméricos sintéticos, tales como poliésteres, poliestireno, poliolefinas, poliamidas y similares. Una capa de soporte ampliamente utilizada es una película flexible de tereftalato de polietileno.
La(s) capa(s) fotocurable(s) puede(n) incluir cualquiera de los polímeros, monómeros, iniciadores, diluyentes reactivos y/o no reactivos, cargas y tintes conocidos. Como se utiliza en la presente memoria, el término “ fotocurable” se refiere a una composición que experimenta polimerización, reticulación o cualquier otra reacción de curado o endurecimiento en respuesta a la radiación actínica, con el resultado de que las partes no expuestas del material pueden separarse y retirarse de forma selectiva de las partes expuestas (curadas) para formar un patrón en relieve tridimensional de material curado. Los materiales fotocurables ilustrativos se describen en las solicitudes de patente europea n.° 0456 336 A2 y 0640878 A1 concedida a Goss, et al., la patente británica n.° 1.366.769, patente US 5.223.375, concedida a Berrier, et al., la patente US 3.867.153, concedida a MacLahan, la patente US 4.264.705, concedida a Allen, las patentes US 4.323.636, 4.323.637, 4.369.246, y 4.423.135, concedidas todas a Chen, et al., la patente US 3.265.765, concedida a Holden, et al., la patente US 4.320.188, concedida a Heinz, et al., la patente US 4.427.759, concedida a Gruetzmacher, et al., la patente US 4.622.088, concedida a Min, y la patente US 5.135.827, concedida a Bohm, et al.
Los materiales fotocurables de forma general se reticulan (curan) y endurecen mediante polimerización por radicales en al menos alguna región de longitud de onda actínica. Como se utiliza en la presente memoria, “ radiación actínica” se refiere a la radiación que es capaz de polimerizar, reticular o curar la capa fotocurable. La radiación actínica incluye, por ejemplo, luz amplificada (p. ej., láser) y no amplificada, especialmente en las regiones de longitud de onda ultravioleta (UV) y violeta.
La película de deslizamiento es una capa delgada, que protege el fotopolímero del polvo y aumenta su facilidad de manipulación. En un proceso convencional de fabricación de planchas (“ analógico” ), la película de deslizamiento es transparente a la luz UV y la impresora despega la lámina de cubierta de la preforma de plancha de impresión y pone un negativo encima de la capa de película de deslizamiento. La plancha y el negativo se someten, a continuación, a exposición por inundación con luz U<v>a través del negativo. Las áreas expuestas a la luz se curan, o endurecen, y las áreas no expuestas se retiran (se revelan) para crear la imagen en relieve sobre la plancha de impresión.
En un proceso “ digital” o “ directo a plancha” , un láser es guiado por una imagen almacenada en un archivo de datos electrónicos y se utiliza para crear un negativoin situen una capa de enmascaramiento digital (es decir, que se puede someter a ablación con láser), que es, generalmente, una película de deslizamiento que ha sido modificada para incluir un material opaco a la radiación. Las partes de la capa erosionable con láser se erosionan a continuación mediante la exposición de la capa de enmascaramiento a radiación láser a una longitud de onda y potencia seleccionadas del láser. Se describen ejemplos de capas de ablación por láser, por ejemplo, en la patenteUS- 5.925.500, concedida a Yang, et al., y las patentes US-. 5.262.275 y 6.238.837, concedidas a Fan. El documento US 2014/322649 describe un elemento de impresión de imagen en relieve fotocurable que comprende (a) una capa de soporte; b) una o más capas fotocurables dispuestas sobre la capa de soporte, en donde la una o más capas fotocurables comprenden: (i) un aglutinante; (ii) uno o más monómeros; (iii) un fotoiniciador; y (iv) un aditivo seleccionado del grupo que consiste en fosfitos, fosfinas, compuestos de tioéter amina, y combinaciones de uno o más de los anteriores; (c) una capa de enmascaramiento erosionable con láser dispuesta sobre la una o más capas fotocurables, comprendiendo la capa de enmascaramiento erosionable con láser un material opaco a la radiación; y (d) opcionalmente, una lámina de cubierta extraíble.
Las etapas de procesamiento para formar planchas de impresión flexográfica con elementos de impresión de imágenes en relieve generalmente incluyen lo siguiente:
1) Generación de imágenes, que pueden ser ablación por máscara para planchas de impresión digitales “ de ordenador a plancha” o producción en negativo para planchas analógicas convencionales;
2) Exposición posterior para crear una capa de suelo en la capa fotocurable y establecer la profundidad del relieve;
3) Exposición de la cara a través de la máscara (o negativo) para reticular y curar selectivamente las partes de la capa fotocurable no cubiertas por la máscara, creando de este modo la imagen en relieve;
4) Revelado para eliminar el fotopolímero no expuesto mediante disolvente (incluida agua) o revelado térmico; y
5) Si fuera necesario, postexposición y despegado.
También se proporcionan preferiblemente láminas de cubierta removibles para proteger el elemento de impresión fotocurable de los daños que puedan producirse durante el transporte y la manipulación. Antes de procesar los elementos de impresión, se retira la lámina de cubierta y la superficie fotosensible se expone a la radiación actínica por imágenes. Tras la exposición por imágenes a la radiación actínica, se produce la polimerización y, por tanto, la insolubilización de la capa fotopolimerizable en las áreas expuestas. El tratamiento con un disolvente de revelado adecuado (o, de forma alternativa, revelado térmico) elimina las áreas no expuestas de la capa fotopolimerizable, dejando detrás un relieve de impresión que puede utilizarse para la impresión flexográfica.
Como se utiliza en la presente memoria, la “ exposición posterior” se refiere a una exposición general a la radiación actínica de la capa fotopolimerizable sobre el lado opuesto al que lleva, o llevará en última instancia, el relieve. Esta etapa se lleva a cabo, de forma típica, a través de una capa de soporte transparente y se utiliza para crear una capa poco profunda de material fotocurado, es decir, el “ suelo” , sobre el lado de soporte de la capa fotocurable. El fin del suelo es, en general, sensibilizar la capa fotocurable y establecer la profundidad del relieve.
Después de la breve etapa de exposición posterior (es decir, breve en comparación con la etapa de exposición por imágenes que sigue), una exposición por imágenes se lleva a cabo utilizando una máscara de imagen digital o una máscara de negativo fotográfico, que está en contacto con la capa fotocurable y a través de la que se dirige la radiación actínica.
Después de la toma de imágenes, el elemento de impresión fotosensible se revela para eliminar las partes no polimerizadas de la capa de material fotocurable, revelando la imagen en relieve reticulada en el elemento de impresión fotosensible curado. Métodos típicos de revelado incluyen lavado con diversos disolventes o agua, a menudo con un cepillo. Otras posibilidades de revelado incluyen el uso de un cuchillo de aire o un revelado térmico, que utiliza, de forma típica, calor más un material secante. La superficie resultante tiene un patrón en relieve que, de forma típica, comprende una pluralidad de puntos que reproduce la imagen que va a imprimirse. Tras el revelado de la imagen en relieve, el elemento de impresión de imágenes en relieve resultante puede montarse en una prensa e iniciarse la impresión. Además, si fuera necesario, después de la etapa de revelado, el elemento de impresión de imágenes en relieve puede postexponerse y/o despegarse como es generalmente bien conocido en la técnica.
La forma de los puntos y la profundidad del relieve, entre otros factores, afectan a la calidad de la imagen impresa. También es muy difícil imprimir pequeños elementos gráficos tales como puntos finos, líneas y texto utilizando planchas de impresión flexográfica.
Además, el mantenimiento de los puntos pequeños sobre las planchas flexográficas puede ser muy difícil debido a la naturaleza del proceso de fabricación de planchas. En los procesos de fabricación de planchas digitales que utilizan una capa de máscara opaca a UV, la combinación de la máscara y la exposición a UV produce puntos de relieve que tienen una forma generalmente cónica. Los más pequeños de estos puntos son propensos a su eliminación durante el procesamiento, lo que significa que no se transfiere tinta a estas áreas durante la impresión (es decir, el punto no se “ mantiene” sobre la plancha y/o en la prensa). De forma alternativa, si los puntos sobreviven al procesamiento, estos son susceptibles a daños en la prensa. Por ejemplo, los puntos pequeños pueden doblarse y/o romperse parcialmente durante la impresión, haciendo que se transfiera un exceso de tinta o ninguna tinta.
Como se describe en la patente US 8.158.331, concedida a Recchia y la Pub. de Pat. US 2011/0079158 de Recchia et al., un conjunto particular de características geométricas puede definir una forma de punto de plancha de impresión flexográfica que produce un rendimiento de impresión superior, que incluye, aunque no de forma limitativa, (1) la planitud de la superficie del punto; (2) el ángulo lateral del punto; (3) la profundidad de relieve entre los puntos; y (4) la nitidez del borde en el punto donde la parte superior del punto pasa al lateral del punto.
Los elementos de impresión flexográfica pueden fabricarse adicionalmente a partir de resinas de fotopolímero líquidas y tienen la ventaja de que la resina no curada puede recuperarse de las áreas sin imagen de los elementos de impresión y usarse para fabricar planchas de impresión adicionales. Las resinas de fotopolímero líquido tienen una ventaja adicional en comparación con el polímero de lámina en términos de flexibilidad, pues permite la producción de cualquier calibrado de placas requerido simplemente cambiando los ajustes de la máquina. Las placas se forman de forma típica colocando una capa de resina fotopolimerizable líquida sobre una placa de vidrio pero separada de la placa de vidrio por un sustrato y/o una película de recubrimiento. La luz actínica, tal como la luz UV, se dirige contra la capa de resina a través de un negativo. El resultado es que la resina líquida se reticula y cura de forma selectiva para formar una superficie de imagen de impresión que imita la imagen del negativo. Después de la exposición a radiación actínica, la resina fotopolimérica líquida polimeriza y cambia de un estado líquido a un estado sólido para formar la imagen en relieve elevada. Una vez completado el proceso, se puede recuperar la resina líquida no reticulada (es decir, regenerar) de las placas de impresión y recircularse hacia el proceso para hacer placas adicionales.
Se han desarrollado diversos procesos para producir planchas de impresión a partir de resinas de fotopolímero líquidas como se describe, por ejemplo, en la patente US 5.213.949, concedida a Kojima et al., la patente US 5.813.342 concedida a Strong et al., la Pub. de Pat US 2008/0107908 de Long et al., y en la patente US- 3.597.080 concedida a Gush. El documento US 2006/084008 describe un método para fabricar una plancha de impresión flexográfica compresible que tiene una capa de espuma compresible que comprende las etapas de asegurar un negativo fotográfico a una platina de vidrio, en donde el negativo fotográfico tiene áreas opacas correspondientes a un reverso de una imagen en relieve deseada, cubrir el negativo fotográfico con una lámina de cubierta transparente para proteger el negativo fotográfico, crear un sistema fotocurable de dos capas en la lámina de cubierta moldeando una primera capa fotocurable en la lámina de cubierta y luego moldeando una capa compresible fotocurable directamente sobre la parte superior de la primera capa fotocurable, exponer el sistema fotocurable de dos capas a una fuente de radiación actínica a través de la capa compresible fotocurable para curar la capa compresible fotocurable y una parte de la primera capa fotocurable para crear un suelo curado en la primera capa fotocurable, exponer el sistema fotocurable de dos capas a otra fuente de radiación actínica a través del negativo fotográfico para formar la imagen en relieve en la primera capa fotocurable y eliminar por lavado las partes no curadas de la primera capa fotocurable para revelar la imagen en relieve en la plancha de impresión compresible.
Etapas típicas en el proceso de elaboración de placas de impresión con polímeros líquidos incluyen:
(1) moldeo y exposición;
(2) recuperación;
(3) lavado;
(4) postexposición;
(5) secado; y
(6) despegado.
En la etapa de moldeo y exposición, se pone un negativo fotográfico sobre una placa de vidrio y se pone una película de recubrimiento sobre el negativo en una unidad de exposición. Después, todo el aire se elimina mediante vacío para que pueda eliminarse cualquier arruga del negativo o de la película de recubrimiento. Después de eso, se aplica una capa de fotopolímero líquido y una lámina de soporte hasta un espesor predeterminado (es decir, una capa fina de poliéster o de tereftalato de polietileno) sobre la parte superior de la película de recubrimiento y el negativo. La lámina de soporte puede recubrirse por un lado para unirse al fotopolímero líquido y para servir como soporte de la placa después de la exposición. Se utilizan fuentes superiores y/o inferiores de radiación actínica (es decir, luces UV) para exponer el fotopolímero a radiación actínica para reticular y curar la capa de fotopolímero líquido en las áreas no cubiertas por el negativo. Las fuentes superiores de radiación actínica se utilizan para crear la capa base de la placa de impresión (es decir, la exposición posterior), mientras que las fuentes inferiores de radiación actínica se usan para exponer el fotopolímero a radiación actínica a través del negativo para crear la imagen en relieve.
Una vez completada la exposición, se retira la placa de impresión de la unidad de exposición, y el fotopolímero que no se expuso a radiación actínica (es decir, el fotopolímero cubierto por el negativo) puede regenerarse para su uso posterior. En la elaboración de placas de impresión con polímeros líquidos, la recuperación de resina es un factor importante en relación con la producción de placas de impresión de resina fotopolimerizable, porque las resinas utilizadas para producir las placas son relativamente caras. En todas las áreas no expuestas a la radiación UV, la resina permanece líquida después de la exposición y puede recuperarse. En un proceso típico, la resina sin curar se retira físicamente de la placa en una etapa de proceso, de modo que la resina sin curar pueda reutilizarse en la elaboración de otras placas. Esta etapa de “ recuperación” de forma típica implica exprimir, aspirar o eliminar de cualquier otra manera el fotopolímero líquido que queda en la superficie de la plancha de impresión.
La estereolitografía es otro proceso convencional más para proporcionar planchas de impresión flexográfica, que es un proceso de estratificación aditivo que consume mucho tiempo. Cada capa de fotopolímero se cura, se levanta, se rellena con más resina, se cura de nuevo y el proceso se repite una y otra vez hasta que se logran el espesor y las propiedades de la placa requeridos. El proceso de creación de planchas de impresión flexográfica mediante estereolitografía puede llevar desde horas hasta más de un día.
El documento US 2015/102532 A1 describe un método para formar un objeto tridimensional utilizando impresión continua en interfase líquida.
Por lo tanto, sería deseable proporcionar un método mejorado para fabricar planchas de impresión flexográficas, que implique menos etapas de proceso, consuma menos tiempo, genere menos desperdicios y proporcione de manera confiable planchas de impresión que comprendan puntos de impresión con características deseables.
Resumen de la invención
Es un objeto de la presente invención proporcionar una plancha de impresión flexográfica que utilice un método de producción 3D de interfase líquida continua.
Otro objeto más de la presente invención es agilizar el proceso de fabricación de una plancha de impresión flexográfica. Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un método mejorado para crear una plancha de impresión flexográfica que tenga puntos de impresión personalizados en términos de definición de borde, ángulo de hombro y/o superficie de impresión.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para adaptar o modificar la forma de los puntos de impresión en una plancha de impresión flexográfica fabricada utilizando un método 3D de interfase líquida continua para una impresión óptima en diversos sustratos.
Otro objeto más de la presente invención es proporcionar una composición fotocurable para su uso en la producción de planchas de impresión flexográfica utilizando un método de producción 3D de interfase líquida continua.
Otro objeto más de la presente invención es crear poco o ningún desperdicio utilizando un método continuo de interfase líquida para producir planchas de impresión flexográfica.
Con ese fin, en una realización, se proporciona un método continuo de interfase líquida para fabricar una plancha de impresión flexográfica, que comprende:
a) proporcionar una composición fotocurable en un depósito, en donde la composición fotocurable comprende: i) resina de acrilato de poliuretano, resina de metacrilato, resina de acrilato epoxi, copolímeros de bloques estirénicos y combinaciones de los mismos;
ii) un fotoiniciador;
iii) un inhibidor de polimerización;
en donde el depósito contiene un fondo transparente, y en donde la radiación actínica es capaz de brillar a través del fondo transparente; y
b) proporcionar una placa portadora, en donde la placa portadora proporciona una superficie sobre la cual se forma la plancha de impresión, en donde la placa portadora inicialmente entra en contacto con la composición fotocurable en el depósito y en donde el depósito está debajo de la placa portadora;
c) proporcionar radiación actínica debajo del fondo transparente del depósito, en donde la radiación reticula y cura áreas de la composición fotocurable en el depósito cerca del fondo transparente; y
d) la placa portadora posteriormente se aleja del depósito que contiene la composición fotocurable reticulada y curada mientras que la radiación actínica reticula y cura continuamente la composición fotocurable para formar una plancha de impresión flexográfica, en donde el depósito que contiene la composición permanece estacionario con respecto a la placa portadora, y en donde la plancha de impresión flexográfica se forma continuamente cerca de la ventana transparente mientras se retira simultáneamente del depósito en la placa portadora.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La presente invención se refiere a un método mejorado para fabricar planchas de impresión flexográfica utilizando un método 3D de interfase líquida continua.
Los métodos para formar planchas de impresión tridimensionales se han preparado tradicionalmente mediante el uso de métodos aditivos, en los que la construcción se lleva a cabo paso a paso, capa por capa. Las capas se forman solidificando resina polimérica fotocurable utilizando radiación de luz visible o UV. Las capas sucesivas se pueden formar en el lado superior del objeto en crecimiento o se pueden formar nuevas capas en el lado inferior del objeto en crecimiento. Además de consumir mucho tiempo, estos tipos de métodos de fabricación tridimensionales de forma típica dan como resultado una apariencia en capas y, a menudo, tienen bordes ásperos.
Mediante el uso de un método de impresión de interfase líquida continua, se puede fabricar una plancha de impresión flexográfica de forma continua, en lugar de capa por capa, lo que reduce o elimina sustancialmente la presencia de líneas de escisión presentes en los métodos aditivos típicos. Esto también da como resultado una reducción significativa en el tiempo necesario para producir una plancha de impresión flexográfica. La resolución de la plancha de impresión flexográfica creada utilizando un método continuo de interfase líquida es una gran mejora con respecto a los métodos de impresión 3D anteriores y el método actual produce una plancha de impresión flexográfica mucho más rápido que todos los métodos anteriores descritos en los antecedentes de esta invención.
En la solicitud de patente de Estados Unidos 2015/0102532 A1 yen la solicitud de patente de Estados Unidos 2014/015506 A2 se describen los parámetros generales y el aparato comúnmente utilizado para llevar a cabo la fabricación continua de interfase líquida.
Como se describe en la presente memoria, el propósito de la presente invención es proporcionar un método mejorado para fabricar una plancha de impresión flexográfica utilizando un método continuo de interfase líquida. El proceso de producción continua en interfase líquida es un método alternativo de fabricación aditiva que utiliza la fotopolimerización para crear objetos sólidos.
El proceso continuo comienza con un depósito de fotopolímero líquido, en el que el fondo del depósito es transparente a la radiación actínica. Una placa portadora, que es la placa donde se va a construir la plancha de impresión flexográfica, está inicialmente en contacto directo con la composición fotocurable líquida y posteriormente retira la plancha de impresión flexográfica del depósito a medida que se produce la polimerización. Una fuente de radiación actínica brilla a través del fondo transparente del depósito y reticula y cura selectivamente la resina fotocurable líquida para formar una plancha de impresión flexográfica. A medida que la plancha de impresión flexográfica se forma selectivamente en la base del depósito, la placa portadora mueve la plancha de impresión flexográfica lejos de la base del depósito. La composición fotocurable líquida continúa polimerizándose en la base del depósito hasta que la plancha de impresión flexográfica está completamente formada.
La base del depósito contiene una superficie que es semipermeable al inhibidor de polimerización que está presente en la composición fotocurable. Hay un gradiente formado dentro del depósito en el que el material sólido creado por la reticulación de la composición fotocurable y el material no polimerizado se superponen al menos parcialmente. No hay una interfaz nítida definida por la cantidad de polimerización que se ha producido y la cantidad de composición fotocurable no curada presente en el depósito.
La superficie semipermeable comprende un fluoropolímero, un polímero rígido permeable a los gases, vidrio poroso o una combinación de los mismos. Debido a que el inhibidor de polimerización pasa sobre esta superficie, se evita la acumulación de polímero curado en la base del depósito, favoreciendo así que la composición fotocurable curada se polimerice y cure sobre la placa portadora o sobre la composición fotocurable previamente curada que se ha reticulado y curado selectivamente para formar una plancha de impresión flexográfica. El depósito se puede llenar con una composición fotocurable adicional según sea necesario.
El depósito es esencialmente fijo o estacionario, mientras que la placa portadora se aleja del depósito durante la producción de la plancha de impresión. Esencialmente fijo o estacionario significa que solo se puede producir un movimiento menor que no interrumpa la producción continua de la composición fotocurable polimerizada durante la producción de la plancha de impresión flexográfica. Si se interrumpe, la polimerización puede continuar, aunque se puede formar una línea de escisión. Además, se pueden formar líneas de escisión predeterminadas en ubicaciones que se consideren deseables antes de que continúe la formación continua. Las planchas de impresión flexográfica se pueden producir paralelas o perpendiculares con respecto a la superficie de la composición fotocurable contenida en el depósito.
La fuente de radiación actínica se encuentra debajo del depósito y brilla en el fondo transparente del depósito. Se puede utilizar cualquier fuente convencional de radiación actínica para esta reticulación y curado de la composición fotocurable, incluyendo, por ejemplo, arcos de carbono, arcos de vapor de mercurio, lámparas fluorescentes, unidades de destello de electrones, unidades de haz de electrones, LED y lámparas de inundación (reflectores) fotográficas.
La formación de material polimerizado en la superficie de la placa portadora es continua y el material polimerizado está en contacto constante con la composición fotocurable en el depósito hasta que se completa la formación de la plancha de impresión flexográfica.
En una realización, la presente invención se refiere en general a un método continuo de interfase líquida para fabricar una plancha de impresión flexográfica que comprende:
a) proporcionar una composición fotocurable en un depósito, en donde la composición fotocurable comprende:
i) resina de acrilato de poliuretano, resina de metacrilato, resina de acrilato epoxi, copolímeros de bloques estirénicos y combinaciones de los mismos;
ii) un fotoiniciador;
iii) un inhibidor de polimerización;
en donde el depósito contiene un fondo transparente, y en donde la radiación actínica es capaz de brillar a través del fondo transparente; y
b) proporcionar una placa portadora, en donde la placa portadora proporciona una superficie sobre la cual se forma la plancha de impresión, en donde la placa portadora inicialmente entra en contacto con la composición fotocurable en el depósito y en donde el depósito está debajo de la placa portadora;
c) proporcionar radiación actínica debajo del fondo transparente del depósito, en donde la radiación reticula y cura áreas de la composición fotocurable en el depósito cerca del fondo transparente; y
d) la placa portadora posteriormente se aleja del depósito que contiene la composición fotocurable reticulada y curada mientras que la radiación actínica reticula y cura continuamente la composición fotocurable para formar una plancha de impresión flexográfica, en donde el depósito que contiene la composición permanece estacionario con respecto a la placa portadora, y en donde la plancha de impresión flexográfica se forma continuamente cerca de la ventana transparente mientras se retira simultáneamente del depósito en la placa portadora.
Se puede utilizar una etapa de despegado si es necesario y puede implicar el uso de una unidad germicida (acabado ligero) para garantizar una superficie de placa totalmente libre de adherencia. Esta etapa no es necesaria para todas las placas, ya que algunas resinas pueden estar exentas de adherencia y, por tanto, listas para la prensa de impresión sin necesidad de la etapa de despegado.
La composición fotocurable generalmente comprende una o más resinas, aglutinantes y/o plastificantes en combinación con uno o más fotoiniciadores y uno o más inhibidores de polimerización.
Las resinas adecuadas para su uso en la presente invención son compuestos etilénicamente insaturados polimerizables por adición. La composición fotocurable puede contener una única resina o una mezcla de resinas. Las resinas son de forma típica monómeros reactivos, especialmente acrilatos y metacrilatos. Tales monómeros reactivos incluyen, aunque no de forma limitativa, triacrilato de trimetilolpropano, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de 1,3-butilenglicol, diacrilato de dietilenglicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol, diacrilato de neopentil glicol, diacrilato de polietilenglicol-200, diacrilato de tetraetilenglicol, diacrilato de trietilenglicol, tetraacrilato de pentaeritritol, diacrilato de tripropilenglicol, diacrilato de bisfenol-A etoxilado, triacrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de dimetilolpropano, triacrilato de tris(hidroxietil) isocianurato, hidroxipentaacrilato de dipentaeritritol, triacrilato de pentaeritritol, triacrilato de trimetilolpropano etoxilado, dimetacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol-200, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol, dimetacrilato de neopentil glicol, dimetacrilato de polietilenglicol-600, dimetacrilato de 1,3-butilenglicol, dimetacrilato de bisfenol-A etoxilado, trimetacrilato de trimetilolpropano, dimetacrilato de dietilenglicol; diacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de dietilenglicol, tetrametacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de glicerina, dimetacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de pentaeritritol, dimetacrilato de pentaeritritol, diacrilato de pentaeritritol, oligómeros de uretanometacrilato o acrilato y similares, que pueden añadirse a la composición fotopolimerizable para modificar el producto curado. También son utilizables en la práctica de la invención monoacrilatos que incluyen, por ejemplo, acrilato de ciclohexilo, acrilato de isobornilo, acrilato de laurilo y acrilato de tetrahidrofurfurilo y los metacrilatos correspondientes. En general, se prefiere que la una o más resinas estén presentes en al menos una cantidad del 20 % en peso de la composición fotocurable.
Los aglutinantes tales como copolímeros de bloque estirénicos se pueden utilizar adicionalmente en las composiciones de la invención. Los materiales aglutinantes adecuados incluyen polímeros naturales o sintéticos de hidrocarburos de diolefina conjugada, que incluyen 1,2-polibutadieno, 1,4-polibutadieno, butadieno/acrilonitrilo, butadieno/estireno, copolímeros de bloques termoplásticos-elastoméricos, p. ej., copolímero de bloques de estireno-butadieno-estireno, copolímero de bloques de estireno-isopreno-estireno, etc., y copolímeros. En general, se prefiere que los copolímeros de bloques estirénicos estén presentes en al menos una cantidad del 5 % en peso de la composición fotocurable.
La composición fotocurable también contiene opcionalmente un plastificante compatible. Los plastificantes adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, ftalatos de dialquilo, fosfatos de alquilo, polietilenglicol, ésteres de polietilenglicol, éteres de polietilenglicol, polibutadieno, copolímeros de polibutadieno y estireno, aceites nafténicos pesados hidrogenados, aceites parafínicos pesados hidrogenados y poliisoprenos. Otros plastificantes útiles incluyen ácido oleico, ácido láurico, etc. Si se usa, el plastificante generalmente está presente en una cantidad de al menos 5 % en peso, basado en el peso de los sólidos totales de la composición fotocurable.
Los fotoiniciadores para su uso en la composición fotocurable incluyen éteres alquílicos de benzoína, tales como éter metílico de benzoína, éter etílico de benzoína, éter isopropílico de benzoína y éter isobutílico de benzoína. Otra clase de fotoiniciadores son las dialcoxiacetofenonas, tales como 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona y 2,2-dietoxi-2-fenilacetofenona. Otra clase más de fotoiniciadores son los compuestos de aldehído y cetona carbonilo que tienen al menos un núcleo aromático unido directamente al grupo carboxilo. Estos fotoiniciadores incluyen, aunque no de forma limitativa, benzofenona, acetofenona, o-metoxibenzofenona, acenaftenoquinona, metil etil cetona, valerofenona, hexanofenona, alfa-fenilbutirofenona, p-morfolinopropiofenona, dibenzosuberona, 4-morfolinobenzofenona, 4'-morfolinodesoxibenzoína, p-diacetilbenceno, 4-aminobenzofenona, 4'-metoxiacetofenona, benzaldehído, alfatetralona, 9-acetilfenantreno, 2-acetilfenantreno, 10-tioxantenona, 3-acetilfenantreno, 3-acetilindona, 9-fluorenona, 1-indanona, 1,3,5-triacetilbenceno, tioxanteno-9-ona, xanteno-9-ona, 7-H-benz[de]-antraceno-7-ona, 1-naftaldehído, 4,4'-bis(dimetilamino)-benzofenona, fluoreno-9-ona, 1'-acetonaftona, 2'-acetonaftona, 2,3-butanodiona, acetonafteno, benz[a]antraceno 7.12 diona, etc. Las fosfinas, tales como la trifenilfosfina y la tri-otolilfosfina, también pueden utilizarse como fotoiniciadores. Se pueden usar tipos de iniciadores de fotopolimerización tanto de radicales libres como catiónicos. En general, se prefiere que los fotoiniciadores estén presentes en al menos una cantidad del 0,1 % en peso de la composición fotocurable.
Los inhibidores de polimerización para su uso en la composición fotocurable incluyen, por ejemplo, p-metoxifenol, hidroquinona e hidroquinonas y quinonas sustituidas con alquilo y arilo, terc-butil catecol, pirogalol, resinato de cobre, naftalaminas, beta-naftol, cloruro cuproso, 2,6-di-terc-butil-p-cresol, hidroxitolueno butilado (BHT), ácido oxálico, fenotiazina, piridina, nitrobenceno y dinitrobenceno, p-toluquinona y cloranilo. Si bien en algunos casos puede ser deseable incluir un inhibidor de polimerización tal como BHT o inhibidores de polimerización similares en la composición fotopolimerizable, se debe tener cuidado de usar BHT y otros inhibidores de polimerización similares solo en una cantidad y con una combinación de otros aditivos de manera que no afecten a las propiedades de formación de imágenes de la resina fotopolimerizable. Los inhibidores de polimerización pueden usarse en la composición fotocurable en una cantidad del 0,05 al 5 % en peso.
Pueden utilizarse también opcionalmente diversos tintes y/o colorantes en la práctica de la invención, aunque la inclusión de un tinte y/o colorante no es necesaria para obtener los beneficios de la presente invención. Los colorantes adecuados se denominan “ tintes ventana” , que no absorben la radiación actínica en la región del espectro en la que es activable el iniciador presente en la composición. Los colorantes incluyen, por ejemplo, tinte CI 109 Red, Methylene Violet (CI Basic Violet 5), “ Luxol” ; Fast Blue MBSN (CI Solvent Blue 38), “ Pontacyl” Wool Blue BL (CI Acid Blue 59 o CI 50315), “ Pontacyl” Wool Blue GL (CI Acid Blue 102 o CI 50320), Victoria Pure Blue BO (CI Basic Blue 7 o CI 42595), Rhodamine 3 GO (CI Basic Red 4), Rhodamine 6 GDN (CI Basic Red I o CI 45160), yoduro de 1,1'-dietil-2,2'-cianina, colorante de fucsina (CI 42510), Calcocid Green S (CI 44090), Anthraquinone Blue 2 G<a>(CI Acid Blue 58), Solvaperm Red BB (Solvent Red 195), etc.
También se pueden incluir otros aditivos que incluyen antiozonizantes, cargas o agentes de refuerzo, absorbentes de UV, etc. en la composición fotocurable, dependiendo de las propiedades finales deseadas. Estos aditivos son generalmente bien conocidos en la técnica. Sin embargo, se debe tener cuidado para asegurar que el uso de estos otros aditivos no afecte a las propiedades de reticulación de la composición fotocurable.
Las cargas y/o agentes de refuerzo adecuados incluyen cargas o agentes de refuerzo orgánicos o inorgánicos inmiscibles, poliméricos o no poliméricos que son esencialmente transparentes a las longitudes de onda usadas para curar la composición fotocurable y que no dispersan radiación actínica, p. ej., poliestireno, las sílices organofílicas, bentonitas, sílice, vidrio en polvo, carbono coloidal, así como diversos tipos de tintes y pigmentos. Tales materiales se utilizan en cantidades que varían con las propiedades deseadas de las composiciones elastoméricas. Las cargas son útiles para mejorar la resistencia de la capa elastomérica, reducir la adherencia y, además, como agentes colorantes.
Mediante el uso de métodos 3D de interfase líquida continua para producir una plancha de impresión flexográfica, la plancha de impresión flexográfica resultante tiene una dureza Shore A de entre 25 y 95, preferiblemente 45 y 70, más preferiblemente entre 50 y 65. La plancha de impresión flexográfica resultante tiene alargamientos elastoméricos preferiblemente superiores al 50 %. El espesor de la plancha de impresión flexográfica está entre 0,76 mm y 6,4 mm (0,030 y 0,250 pulgadas).
Se puede producir una pluralidad de puntos de impresión, con características deseables para la impresión, en la superficie de la plancha de impresión flexográfica utilizando un método de producción de interfase líquida continua. La planitud de la parte superior de un punto puede medirse como el radio de curvatura a través de la superficie superior del punto, re. Se observa que una superficie de punto redondeada no es ideal desde una perspectiva de impresión, debido a que el tamaño del parche de contacto entre la superficie de impresión y el punto varía de forma exponencial con la fuerza de estampado. Por lo tanto, la parte superior del punto tiene preferiblemente una planitud donde el radio de curvatura de la parte superior del punto es mayor que el espesor de la capa de composición fotocurable reticulada, más preferiblemente al menos dos veces el espesor de la capa, y lo más preferiblemente más de tres veces el espesor total de la capa de composición fotocurable reticulada.
Otra característica deseable del punto de impresión es la nitidez del borde. La nitidez del borde se refiere a la presencia de un límite bien definido entre la parte superior del punto de impresión y el hombro y, en general, se prefiere que los bordes del punto sean nítidos y estén definidos. Estos bordes de punto bien definidos separan mejor la parte de “ impresión” de la parte de “ soporte” del punto, permitiendo un área de contacto más consistente entre el punto y sustrato durante la impresión.
La nitidez del borde puede definirse como la relación de re, el radio de curvatura (en la intersección del lateral y la parte superior del punto) con respecto a p, el ancho de la superficie superior o de impresión del punto. En un punto con punta verdaderamente redonda, es difícil definir la superficie exacta de impresión porque no existe realmente un borde en el sentido que se entiende habitualmente, y la relación de re:p puede aproximarse al 50 %. En cambio, un punto con bordes nítidos tendría un valor muy bajo de re y re:p se aproximaría a cero. En la práctica, se prefiere una re:p inferior al 5 %, siendo lo más preferido una r e:p inferior al 2 %.
Además de crear las características de puntos de impresión preferidas en la plancha de impresión flexográfica, mediante el uso de un método de producción de interfase líquida continua, hay pocos residuos o no hay. Toda la composición de fotopolímero no utilizada permanece en el depósito y puede usarse en la producción de otras planchas de impresión flexográfica o almacenarse para su uso posterior. El método continuo de interfase líquida para producir una plancha de impresión flexográfica también consume mucho menos tiempo que los métodos de impresión 3D tradicionales, que implican un proceso de estratificación repetitivo que de forma típica tarda horas o hasta días en completarse. Se puede producir una plancha de impresión flexográfica en cuestión de minutos utilizando este método continuo de interfase líquida.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Un método continuo de interfase líquida para fabricar una plancha de impresión flexográfica que comprende:
    a) proporcionar una composición fotocurable en un depósito, en donde la composición fotocurable comprende:
    i) resina de acrilato de poliuretano, resina de metacrilato, resina de acrilato de epoxi, copolímeros de bloque estirénicos y combinaciones de los mismos;
    ii) un fotoiniciador;
    iii) un inhibidor de polimerización;
    en donde el depósito contiene un fondo transparente, y en donde la radiación actínica es capaz de brillar a través del fondo transparente; y
    b) proporcionar una placa portadora, en donde la placa portadora proporciona una superficie sobre la cual se forma la plancha de impresión, en donde la placa portadora inicialmente entra en contacto con la composición fotocurable en el depósito y en donde el depósito está debajo de la placa portadora;
    c) proporcionar radiación actínica debajo del fondo transparente del depósito, en donde la radiación reticula y cura áreas de la composición fotocurable en el depósito cerca del fondo transparente; y d) la placa portadora posteriormente se aleja del depósito que contiene la composición fotocurable reticulada y curada mientras que la radiación actínica reticula y cura continuamente la composición fotocurable para formar una plancha de impresión flexográfica, en donde el depósito que contiene la composición permanece estacionario con respecto a la placa portadora, y en donde la plancha de impresión flexográfica se forma continuamente cerca de la ventana transparente mientras se retira simultáneamente del depósito en la placa portadora.
  2. 2. El método según la reivindicación 1, en donde la placa portadora transporta la plancha de impresión flexográfica lejos del depósito a medida que se forman continuamente capas de composición fotocurable reticulada y curada.
  3. 3. El método según la reivindicación 1, en donde las etapas c) y d) se repiten hasta que se completa la formación de la plancha de impresión flexográfica.
  4. 4. El método según la reivindicación 1, en donde la composición fotocurable comprende además una carga.
  5. 5. El método según la reivindicación 1, en donde la plancha de impresión flexográfica comprende una pluralidad de puntos de impresión.
  6. 6. El método según la reivindicación 5, en donde los puntos de impresión tienen una planitud donde el radio de curvatura de la parte superior del punto es mayor que el espesor de la composición fotocurable reticulada y curada.
  7. 7. El método según la reivindicación 6, en donde los puntos de impresión tienen una planitud donde el radio de curvatura de la parte superior del punto es al menos el doble del espesor de la composición fotocurable reticulada y curada.
  8. 8. El método según la reivindicación 7, en donde los puntos de impresión tienen una planitud donde el radio de curvatura de la parte superior del punto es más de tres veces el espesor total de la composición fotocurable reticulada y curada.
  9. 9. El método según la reivindicación 5, en donde los puntos de impresión tienen una re:p de menos del 5 %, donde re es el radio de curvatura en la intersección del hombro y la parte superior del punto y p es la anchura de la superficie superior o de impresión del punto.
  10. 10. El método según la reivindicación 9, en donde los puntos de impresión tienen una re:p de menos del 2 %.
  11. 11. El método según la reivindicación 1, en donde la plancha de impresión flexográfica tiene un alargamiento elastomérico superior al 50 %.
  12. 12. El método según la reivindicación 1, en donde la plancha de impresión flexográfica tiene un durómetro en el intervalo de dureza Shore A de 25 shore A hasta 95 shore A.
  13. 13.El método según la reivindicación 1, en donde el espesor de la plancha de impresión flexográfica está entre 0,76 mm y 6,4 mm (0,030 y 0,250 pulgadas).
  14. 14.El método según la reivindicación 1, en donde el inhibidor de polimerización se selecciona del grupo que consiste en p-metoxifenol, hidroquinona e hidroquinonas y quinonas sustituidas con alquilo y arilo, terc-butil catecol, pirogalol, resinato de cobre, naftalaminas, beta-naftol, cloruro cuproso, 2,6-di-terc-butil-p-cresol, hidroxitolueno butilado (BHT), ácido oxálico, fenotiazina, piridina, nitrobenceno y dinitrobenceno, ptoluquinona, cloranilo y combinaciones de los mismos.
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