JP2002244289A - レーザーで彫り込むフレキソ印刷の印刷要素およびその要素から印刷版を成形する方法 - Google Patents
レーザーで彫り込むフレキソ印刷の印刷要素およびその要素から印刷版を成形する方法Info
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Abstract
要素と、その要素から印刷版を形成する方法を提供する
こと。 【解決手段】 フレキソ印刷の印刷版は、エラストマー
結合剤、少なくとも1つのモノマー、重合が進むにつれ
て紫外線の吸光度が減少する光開始剤システム、および
9〜12マイクロメーターの赤外線を吸収する少なくと
も1つの添加物を含んでいるエラストマー組成物の少な
くとも1つのレーザー彫り込み可能な強化エラストマー
層を支持体の上に含むレーザー彫り込み可能なフレキソ
印刷の印刷要素で作られる。その方法は、印刷要素全体
を紫外線に露光して光硬化させ、その光硬化した要素を
9〜12マイクロメーターの赤外線に露光してそのエラ
ストマー層を彫り込んで形成する。
Description
刷要素と、その印刷要素をレーザー輻射によって彫り込
んでその要素がフレキソ印刷の印刷版として有用である
ように浮彫りを成形するための方法に関する。
に、包装材料、例えば、ボール紙、プラスチックフィル
ムなどのような波形をつけられたまたは滑らかな表面に
使用されることがよく知られている。フレキソ印刷の印
刷版の1つの種類は、加硫したゴムから作られる。市販
用のゴムは、天然品、またはエチレンプロピレンジエン
モノマー(EPDM)エラストマーなどの合成品であり
うる。
て、ある種の材料を除去することができる。高出力の二
酸化炭素レーザーのようなレーザーは、木材、プラスチ
ックおよびゴムのような多くの材料、そして金属および
セラミックでさえも除去することができる。レーザーの
出力を適当な電力密度で基板の特定の点にいったん焦点
を当てると、材料を徹底的に除去して浮彫りを作ること
ができる。レーザー光線があたっていない領域は、除去
しない。したがって、レーザーを使うと、適当な材料に
非常に複雑な彫刻図案を作れる可能性がある。
り表面を直接提供するゴム要素をレーザーで彫り込むこ
とが可能になってきた。レーザーで彫り込むことによ
り、ゴムの印刷版にさまざまな機会を提供している。高
度に濃縮され、制御可能なエネルギーのレーザーによ
り、ゴムに非常に精密な細部を彫り込むことができる。
印刷板の浮彫りは多くの方法で変更できる。そのような
版のドットゲインに影響するように、ゆっくり低下する
浮彫りの勾配だけでなく非常に急な勾配も彫り込むこと
ができる。エチレンプロピレンジエンモノマーのゴムを
レーザーで彫り込んで、フレキソ印刷の印刷版を作るこ
とができる。
3,459,733号には、ポリマーの印刷版を製造す
る方法が記述されている。その印刷版は、ポリマー材料
を強度が十分な制御されたレーザー光線に露光し、ポリ
マーを除去して表面にくぼみを作ることによって作られ
る。
国特許第5,804,353号は、柔軟支持材上の強化
エラストマー層をレーザーで彫り込むことによってフレ
キソ印刷の印刷版を作るプロセスを開示している。米国
特許第5,798,202号に開示されているプロセス
には、柔軟支持材上の強化エラストマー層から成る単層
のフレキソ印刷の印刷要素を補強し、レーザーで彫り込
むことが含まれる。エラストマー層を、機械的に、また
は熱化学的に、または光化学的に、あるいはその組合せ
で強化する。機械的強化は、細かくした粒状物質のよう
な強化剤をそのエラストマー層に混ぜることによって実
施される。光化学的強化は、光硬化可能な材料をエラス
トマー層に混ぜて、その層を化学線放射に露光すること
によって達成できる。光硬化可能な材料には、光開始剤
または光開始剤システムを有する光架橋可能なまたは光
重合可能なシステムが含まれている。
れているプロセスは、そのプロセスが強化されたエラス
トマーのトップ層および柔軟な支持材の上の中間エラス
トマー層から成っている多層のフレキソ印刷の印刷要素
を強化し、レーザーで彫り込むことを含んでいること以
外は、米国特許第5,798,202号と同じである。
エラストマー層を、機械的に、または熱化学的に、また
は光化学的に、あるいはその組合せで強化する。機械的
および光化学的強化は、米国特許第5,798,202
号に記述されているのと同じ方法で行われる。中間エラ
ストマー層も同様に強化することが可能である。
の両方で強化されるエラストマー要素に関連する問題
は、レーザーで彫り込んでもエラストマー物質を効果的
に除去して、望ましい浮彫りの品質、そして最終的には
印刷品質を与えないということである。要素の彫り込み
効率を高めるために、エラストマー層に赤外光に敏感な
添加物を使うことが望ましい。要素を光化学的に強化す
ると、印刷版としての最終用途だけでなく彫り込みする
のに望ましい特性を与える。しかしながら、粒子状のま
たは他の吸収材として添加物が存在すると、要素を光化
学的に強化するのに必要な紫外線の透過を減らす傾向が
ある。もしエラストマー層が光化学的強化の間に硬化が
不十分だと、レーザー放射によって物質を効果的に除去
できず、その結果、彫り込み領域の浮彫りの品質が劣る
ことになる。さらに、レ−ザーの彫り込みの結果生じる
廃物が粘着性である傾向があり、要素から完全に取り除
くのが困難である。加えて、もしも要素が光化学的に十
分に強化されていないと、印刷版として必要な最終用途
の特性が達成されない。彫り込みの効果を高める添加物
の濃度が増加するにしたがい、これらの問題が悪化する
傾向がある。
従来技術の短所を克服し、フレキソ印刷の印刷版として
使用するのに適した浮彫り表面を形成するためにレーザ
ーで彫り込むことができるエラストマー要素を提供する
ことである。
り込み可能なフレキソ印刷の印刷要素、すなわち、エラ
ストマー結合剤、少なくとも1つのモノマー、重合が進
むにつれて紫外線の吸光度が減少する光開始剤システ
ム、および赤外線、好ましくは9〜12マイクロメート
ルの赤外線を吸収するケイ素−酸素の官能性またはリン
−酸素の官能性を含む少なくとも1つの添加剤を含んで
いるエラストマー組成物の少なくとも1つのレーザー彫
り込み可能な強化エラストマー層が提供される。
ラストマー組成物のエラストマー層を紫外線に全面的に
露光することによって強化すること、およびエラストマ
ー層を彫り込むために強化された要素を画像の位置で9
〜12マイクロメートルの赤外線レーザー放射に露光す
ることを含んでいる、上記のフレキソ印刷の印刷要素か
らフレキソ印刷の印刷版を形成する方法が提供される。
「レーザー彫り込み可能な」は、十分な強度のレーザー
光線に露光されている材料のそれらの領域がフレキソ印
刷用途に適した十分な解像度および凸版の深さで物理的
に分離されることになるようにレーザー放射を吸収でき
る材料をいう。「物理的に分離される」によって、その
ように露光された材料が、真空清掃または洗浄によるよ
うな機械的手段によって、またはその表面を横切るガス
の流れをほぐされた粒子を除去するのに向けることによ
って除去されるかまたは除去されることができるかのい
ずれかを意味している。
も1つのモノマー、重合が進むときに紫外線(UV)の
吸光度が減少する光開始剤システム、および赤外線に敏
感な添加物を含んでいるエラストマー組成物の少なくと
も1つの強化エラストマー層を支持体に含むフレキソ印
刷の印刷要素を包含している。フレキソ印刷の印刷要素
は、強化されたエラストマー層を分離して、レーザーで
照射された領域に浮彫りの深さを形成するために、レー
ザー放射で彫り込み可能である。エラストマー組成物か
ら作られたエラストマー層は、その組成物が感光性で化
学線に露光されると硬化する光化学手段、およびその組
成物が少なくとも1つの添加物を含む機械的手段の両方
によって強化される。
生じる要素を以下に論じるようにレーザーにより彫り込
むことができるように選ばれるべきである。加えて、そ
の結果生じる版がフレキソ印刷に関連した特性を有する
べきである。これらの特性の中には、柔軟性、弾力、シ
ョアA硬度、インクとの混和性、耐オゾン性、耐久性お
よび解像度がある。そのような材料は、レーザーによる
彫り込みのプロセス中に有毒ガスを放出するのを避ける
ために、ハロゲン、または硫黄のようなヘテロ原子を混
合しないことも好ましいが、それが絶対必要ではない。
したがって、フレキソ印刷に望ましい特性が得られる限
り、単一のエラストマー材料または材料の組合せのいず
れかを使うことができる。結合剤は、エラストマー組成
物の40重量%から75重量%、好ましくは少なくとも
45重量%から55重量%存在する。
rらの編集になるプラスチック技術ハンドブック(Pl
astic Technology Handboo
k)に記載されている。多くの場合、エラストマー層を
調合するのに熱可塑性エラストマーを使用するのが望ま
しい。熱可塑性エラストマーを光化学的に強化する時、
その層は弾性のままであるが、そのような強化の後はも
はや熱可塑性ではない。これには、米国特許第4,32
3,636号、第4,430,417号および4,04
5,231号に記載されているように、ブタジエンとス
チレンのコポリマー、イソプレンとスチレンのコポリマ
ー、スチレン−ジエン−スチレンのトリブロックコポリ
マーなどのようなエラストマー材料が含まれるが、それ
に限定されない。これらのトリブロックコポリマーを、
3つの基本的な種類のポリマー、すなわち、ポリスチレ
ン−ポリブタジエン−ポリスチレン(SBS)、ポリス
チレン−イソプレン−ポリスチレン(SIS)、または
ポリスチレン−ポリ(エチレンブチレン)−ポリスチレ
ン(SEBS)に分割することができる。
剤を任意にエラストマー層に存在させることも可能であ
る。適切な第2の結合剤には、架橋されていないポリブ
タジエンおよびポリイソプレン、ニトリルエラストマ
ー、ポリイソブチレンおよび他のブチルエラストマー、
ポリアルキレンオキシド、ポリホスファゼン、アクリル
酸エステルおよびメタクリル酸エステルの弾性ポリマー
および弾性コポリマー、弾性ポリウレタンおよびポリエ
ステル、エチレン−プロピレンコポリマーおよび非架橋
EPDM(エチレン−プロピレン−ジエンモノマー)の
ようなオレフィンの弾性ポリマーおよびコポリマー、酢
酸ビニルの弾性コポリマーおよびその部分水素化誘導体
が含まれる。本明細書で使用されているようなエラスト
マーという用語は、また、コアシェルのミクロゲル、お
よびミクロゲルと前もって形成された高分子ポリマーの
混合物を包含する。
されている、すなわち、放射線、好ましくは紫外線に露
光されることにより誘発される重合によって硬化されて
いるので、そのエラストマー組成物を光重合可能な組成
物と考えることもできる。本明細書で使用されているよ
うに、「光重合可能な」という用語は、光重合可能な、
光架橋可能な、またはその両方であるシステムを包含す
ることを目的としている。エラストマー組成物または光
重合可能な組成物には、エラストマー結合剤、少なくと
も1つのモノマー、および化学線に敏感な開始剤が含ま
れる。ほとんどの場合、その開始剤は、可視線または紫
外線に敏感である。フレキソ印刷の印刷版に形成に適し
ている光重合可能な組成物はどれも本発明のために使用
することができる。適当な組成物の例は、例えば、Ch
enらの米国特許第4,323,637号、Gruet
zmacherらの米国特許第4,427,749号、
Feinbergらの米国特許第4,894,315
号、およびMartensの米国特許第5,015,5
56号に開示されている。
物と同様に)、澄んだ曇りのない感光性の層ができる程
度まで、結合剤と相溶性でなければならないたった1つ
のモノマーまたはモノマーの混合物を含んでいる。エラ
ストマー組成物に使用できるモノマーは当該技術分野で
はよく知られており、比較的低い分子量(一般に約3
0,000未満)を有する付加重合のエチレン系不飽和
化合物を含むが、それに限定されない。好ましくは、モ
ノマーは約5000未満の比較的低い分子量を有する。
適当なモノマーの例には、アクリル酸t−ブチル、アク
リル酸ラウリル、アルコールおよびアルカノールのよう
なポリオールのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸
エステルのモノ−およびポリ−エステル、アルキレング
リコール、トリメチロールプロパン、エトキシル化した
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペ
ンタエリスリトールなどがある。適当なモノマーの他の
例には、イソシアン酸エステル、エステル、エポキシド
などのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル
誘導体がある。モノマーのそれ以上の例は、Chenの
米国特許第4,323,636号、Frydらの米国特
許第4,753,865号、Frydらの米国特許第
4,726,877号、およびFeinbergらの米
国特許第4,894,315号に見つけることができ
る。モノマーは、エラストマー組成物の少なくとも5重
量%、好ましくは10重量%の量で存在する。
れて紫外線(UV)の吸光度が減少する光開始剤が含ま
れる。重合が進むにつれて紫外線の吸光度が減少する光
開始剤は、架橋が起こるように、光重合可能な材料に紫
外線を浴びせ続けさせる漂白可能な光開始剤として知ら
れている。従来の開始剤は照射が始まった後に化学線を
吸収し続けるので、漂白可能な光開始剤は、光重合可能
な材料用の従来の光開始剤とは異なる。しかしながら、
いったん漂白可能な光開始剤がエラストマー組成物の中
で反応すると、その開始剤はもはや放射線を吸収する能
力がない。すなわち、漂白可能な光開始剤は、重合が進
むにつれて、層が同じ照射を与えられた従来の開始剤を
持った光重合可能な層よりも、より速くしかもより完全
に硬化するように、その層の中に紫外線をより深く通さ
せる。また、漂白可能な光開始剤は、印刷版の彫り込み
性能、硬度、耐久性および耐インク性を改善する強化さ
れたエラストマー層内により大きな架橋密度を与えるだ
ろう。エラストマー組成物の層に添加物が存在する場
合、添加物が、化学線の吸収または散乱のために、層の
架橋効率を低下させる傾向があるので、漂白可能な光開
始剤を使用することは特に有用である。さらに、そのエ
ラストマー層の他の成分または要素も同様に化学線を吸
収する、または散乱させる可能性があるので、その層の
架橋効率を低下させる傾向がある。したがって、漂白可
能な光開始剤はエラストマー層をより深くまで硬化させ
る。漂白可能な光開始剤は250nm〜500nm、好
ましくは約365nmの波長に敏感である。本発明のエ
ラストマー組成物に使用するのに適した漂白可能な光開
始剤はアシルホスフィンオキシドである。アルコキシフ
ェニル置換したシルホスフィンオキシドが特に好まし
く、米国特許第5,767,169号にLeppard
らによって開示されている。アルコキシフェニル置換し
たビスアシルホスフィンオキシドには、2,4,6−ト
リメチル−ベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシ
ド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,
4−ジイソブトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホス
フィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾ
イル)−2,4−ジオクチルオキシフェニルホスフィン
オキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)
−2,4−ジイソプロポキシフェニルホスフィンオキシ
ド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,
4−ジヘキシルオキシフェニルホスフィンオキシド、ビ
ス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジ
−二級−ブトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2−メチル−
4−メトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,
4,6−トリメチルベンゾイル)−2−プロポキシ−4
−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,
6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジイソペンチル
オキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6
−トリメチルベンゾイル)−2,6−ジメチル−4−ブ
トキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジ
メトキシベンゾイル)−2,4−ジオクチルオキシフェ
ニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベ
ンゾイル)−2,4−ジイソブトキシフェニルホスフィ
ンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−
2−メチル−4−メトキシフェニルホスフィンオキシ
ド、およびビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)−2
−プロポキシ−4−メチルフェニルホスフィンオキシド
が含まれるが、それに限定されない。最も好ましい漂白
可能な光開始剤はビス(2,4,6−トリメチルベンゾ
イル)−フェニルホスフィンオキシドおよび2,4,6
−トリメチル−ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシ
ドである。漂白可能な光開始剤は、エラストマー組成物
の0.05重量%から3重量%、好ましくは0.10重
量%から1.0重量%存在する。
収してラジカルを発生する種(光開始剤)の濃度の平方
根だけでなく、その層に当たる光度の平方根に正比例す
る。光開始剤の濃度が増加するにつれて、重合速度が増
加する。しかしながら、サンプルの所定の厚さを通過す
る光が減少すると、その結果、重合速度が減少する場合
もある。したがって、光重合の速度(または硬化速度)
を最大にするために、光開始剤の濃度を最適化する必要
がある。この最適条件は、光開始剤の吸光度特性だけで
なく光重合可能な層の厚さによって決まる。一般的に
は、そのような最適条件は当分野の技術者による実証研
究によって見つけられる。エラストマー組成物に含まれ
る漂白可能な光開始剤の場合には、最適条件は、その開
始剤の漂白の速度、すなわち、どれだけ速くその開始剤
が反応するか、そしてこれら開始剤からの生成物の残り
の吸光度によっても決まる。さらに、本発明のエラスト
マー組成物の場合、その組成物中のある添加物または他
の物質の吸光度、反射率および散乱の影響も考慮する必
要がある。その結果、一般的には、最適な開始剤濃度は
特定の成分(例えば、添加物濃度)および特定の厚さに
ついて実証研究によって見つけられる。
意の単一化合物または化合物の組合せでありうる従来の
光開始剤を随意的に含むことができ、遊離基を発生させ
てモノマーまたはモノマー混合物の重合を過度に停止す
ることなしに開始する。光開始剤は、一般に、化学線の
光、例えば、可視光線または紫外線、好ましくは紫外線
に敏感である。好ましくは、光開始剤は185℃以下で
は熱的に不活性であるべきである。適当な光開始剤の例
には、置換したまたは置換していない多核キノンがあ
る。適当な系の例は、Gruetzmacherらの米
国特許第4,460,675号およびFeinberg
らの米国特許第4,894,315号に開示されてい
る。光開始剤は、一般に、光重合可能な組成物の重量に
基づいて0.001%から10.0%の量存在する。
線、好ましくは9〜12マイクロメーターの赤外線を吸
収するシリカ−酸素(Si−O結合)官能性またはリン
−酸素(P−O結合)官能性を含む少なくとも1つの添
加物が含まれる。エラストマー層の彫り込み感度は、彫
り込みに使用されるレーザー放射の、好ましくは9およ
び12マイクロメーターである波長に敏感である添加物
が存在することによって高くなる。したがって、少なく
とも1つの添加物の感度は、本発明では一般的に二酸化
炭素レーザーである、彫り込みのために使用されるレー
ザー放射の波長に合っている。エラストマー層の彫り込
み感度が増加すると、結果として、彫り込みの速度が速
くなり(添加物の入っていないエラストマー材料と比較
して)、彫り込みによって発生する廃物の厚さが減少す
る。添加物は、同時に、引張強さ、剛性、引裂き抵抗お
よび耐摩耗性のようなエラストマー層の機械的特性を高
めるかもしれない。適当な添加物には、シリカ、粘土、
タルク、雲母、およびケイ酸塩、例えば、ケイ酸カルシ
ウムおよびケイ酸ジルコニウム、のようなシリカ−酸素
の単結合官能性を含んでいる粒子状の無機充填剤材料が
ある。適当な添加物には、また、芳香族のリン酸塩、芳
香族の亜リン酸塩および芳香族のホスホン酸塩のような
リン−酸素の単結合官能性を含んでいる有機材料があ
る。リン−酸素の単結合を持つ添加物は、粒子状、液
体、またはポリマーの形である可能性がある。言及した
他の添加物より以上のエラストマー層の高いレーザー彫
り込み感度を与えるので、ケイ酸塩、特にケイ酸ジルコ
ニウム、および芳香族リン酸塩が好ましい。すなわち、
好ましい添加物は、同じレーザー出力を与えられると、
エラストマー材料が彫り込み中に、他の充填剤を含んで
いるエラストマー層よりも速く除去されるような程度ま
で赤外線を吸収する。添加物は数マイクロメーターまで
の粒径を持つことができるが、好ましくは1マイクロメ
ーター未満である。添加物はエラストマー組成物中に、
エラストマー組成物の1〜20重量%、好ましくは5〜
20重量%、そして最も好ましくは10〜20重量%存
在する。他の添加物がエラストマー組成物に含まれても
よい。ただし、その感度が彫り込みに使われるレーザー
放射の波長に合うものとする。
とって望ましい特性をさらに高めるために、添加物とは
異なる第2の充填剤を任意に含むことができる。適当な
第2の充填剤には、カーボンブラック、黒鉛、二酸化チ
タン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミニウムお
よびアルミナがある。第2の充填剤は数マイクロメータ
ーまでの粒径を持つことができるが、好ましくは1マイ
クロメーター未満である。充填剤としてのカーボンブラ
ックの場合、粒径は通常直径が200から500オング
ストロームの間である。エラストマー組成物は、望まれ
る最終的な特性によっては他の成分を含むことができ
る。そのような成分には、増感剤、可塑剤、レオロジー
改質剤、熱重合禁止剤、着色剤、酸化防止剤およびオゾ
ン割れ防止剤がある。
刷要素の種類次第で広い範囲にわたって変化することが
できる。光重合可能な層は、厚さが約17ミルから28
5ミル(0.04cmから0.72cm)またはそれ以
上であることができる。フレキソ印刷の印刷要素は、隣
接するエラストマー層よりも、同じまたは異なる組成の
1つまたは複数の強化エラストマー層を含むことができ
る。
るのに使われる感光性要素と共に伝統的に使用されてい
る任意の柔軟材であることができる。適当な支持体材料
の例には、付加ポリマーおよび線状縮合ポリマーによっ
て成形されたようなポリマーフィルム、ガラス繊維のよ
うな透明な発泡体および織物、およびアルミニウムおよ
びニッケルのような金属がある。好ましい支持体はポリ
エステルフィルム、例えば、特に好ましいのはポリエチ
レンテレフタレートである。支持体は、一般的に、2か
ら10ミル(0.0051から0.025cm)の厚さ
を持ち、好ましい厚さは3から8ミル(0.0076か
ら0.020cm)である。支持体はシートの形であっ
てもよいし、あるいはスリーブのような円筒形であって
もよい。ポリマーフィルムで作られた柔軟なスリーブが
好ましい。それは、一般的に、そのようなスリーブは紫
外線に対して透明であり、それによって、円筒形の印刷
要素の中に床板を作るのに逆引火暴露を受け入れるから
である。スリーブは、単層または多層の柔軟材料で成形
することができる。ただし、スリーブが上述の特性を有
するものとする。多層スリーブには、柔軟材の層の間に
接着剤の層または接着剤のテープを含む場合もある。好
ましい多層スリーブは米国特許第5,301,610号
に開示されている。スリーブは、一般的には、10から
80ミル(0.025から0.203cm)以上の壁の
厚さを有する。要素に使用するのに適した支持体の他の
例は、米国特許第3,146,709号のBassらに
よって、および米国特許第4,903,597号のHo
ageらによって開示されている。
するために、支持体表面に接着剤またはプライマーとい
う乾板のゼラチンの下塗り層を持つのも任意である。さ
らに、スリーブの外表面を火炎処理または電子処理、例
えば、コロナ処理してもよい。処理層またはプライマー
層は、支持体をポリマーフィルムで作る場合に、特に有
用である。
は損傷を防止するために任意にカバーシートを使うこと
もできる。任意のカバーシートはレーザー彫り込みをす
る前に取り除く。カバーシートとして使用に適している
のは、ポリエステル、ポリカーボナテ、フッ素ポリマ
ー、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ま
たは他の剥がせる材料の薄いフィルムである。カバーシ
ートとして好ましいのはポリエステルである。カバーシ
ートは剥離層でゼラチンの下塗りをすることもできる。
を使って、エラストマー組成物を調製することができ
る。使用できる1つの方法は、成分(すなわち、結合
材、モノマー、開始剤、添加物および他の成分)を押出
し機中で混合し、次いでその混合物を支持体の上に高温
溶融物として押し出すことである。組成物を溶融し、混
合し、脱気し、ろ過するという機能を果たすのに押出し
機を使用することが好ましい。均一な厚さを達成するた
めに、押し出し段階を、高温混合物を2枚の平板の間ま
たは1枚の平板と剥離ロールの間でカレンダーにかける
カレンダー段階と都合よく組み合わせることもできる。
代わりに、材料を一時的な支持体の上に押し出し/カレ
ンダーにかけ、後で望ましい最終的な支持体にラミネー
トすることができる。要素を、成分を適当な混合装置で
混合することによって調製し、それから、材料を適当な
金型で望ましい形にプレス加工することもできる。一般
に、材料を支持体とカバーシートの間でプレス加工す
る。成形段階は圧力および/または熱を伴うことができ
る。
めることによって強化する。レーザー彫り込みする前に
徹底的に光硬化させるために、エラストマー組成物を全
体的に化学線に露光することによって光化学的にも強化
する。エラストマー組成物の層を、要素の製造中に、ま
たは要素の構成の一部として印刷版の中に最終使用する
間に、光化学的に強化することができる。エラストマー
層の光硬化をもたらすための放射源を、放出される波長
が漂白可能な光開始剤の敏感な範囲に合うように選ぶべ
きである。この紫外線源は、この放射の効果的な量を供
給すべきである。太陽光に加えて、適当な高エネルギー
の放射源には、炭素アーク、水銀アークおよび蛍光灯が
含まれ、サブランプが適当である。強度が光硬化を開始
するためにのみ十分であり、材料を除去するのに十分で
ないならば、レーザーを使うことができる。露光する時
間は、放射の強度およびスペクトルエネルギー分布、エ
ラストマー組成物からの距離、そしてエラストマー組成
物の性質および量によって変化する。露光している段階
の間、取り除けるカバーシートがあってもさしつかえな
い。ただし、露光するのが終わった後、レーザーによる
彫り込みの前に、カバーシートは取り除くものとする。
は、エラストマー要素を光硬化した後、印刷要素をレー
ザー放射で彫り込む。レーザーによる彫り込みは、レー
ザー放射の吸収、局部加熱および三次元での材料の除去
を包含している。本発明のレーザー彫り込みプロセスは
マスクまたは型板の使用を含んでいない。これは、レー
ザーが焦点でまたはその近くで彫り込みされるべき強化
エラストマー層に当たるからである。したがって、彫り
込みできる最小部分がレーザー光線そのものによって指
示されている。レーザー光線および彫り込まれるべき材
料は互いに関しては一定に動いており、したがって、版
(画素)の各微小区域がレーザーによって個々に処理さ
れる。イメージ情報が、型板を通すよりもむしろコンピ
ュータからデジタルデータとして、この種の装置に直接
供給される。同じイメージまたは異なるイメージの単一
イメージまたは多数のイメージについて任意のパターン
を彫り込むことが可能である。
要因には、要素の深みへのエネルギーの沈積、熱解離、
溶融、蒸発、酸化のような熱的に誘発された化学反応、
彫り込まれている要素の表面にわたる空中浮遊物の存
在、および彫り込まれているその要素からの材料の機械
的な排出が含まれるが、それに限定されない。集束レー
ザー光線を用いて金属およびセラミック材料を彫り込む
ことに関する調査努力により、その彫り込み効率(レー
ザーエネルギーの単位当たりの除去された材料の容積)
および精度は、彫り込まれる材料の特性およびレーザー
による彫り込みが起こる条件と強く絡み合っていること
が実証されている。エラストマー材料を彫り込む場合、
そのような材料は金属およびセラミック材料とは全く異
なるけれども、同じような複雑なものが関わっている。
強度のしきい値を示し、それより以下では材料は除去さ
れない。そのしきい値より下では、材料の中に沈積した
レーザーエネルギーはその材料の蒸発温度に達する前に
消散するように見える。このしきい値は金属およびセラ
ミック材料では非常に高い場合もある。しかしながら、
エラストマー材料に関しては、その値が非常に低い可能
性がある。このしきい値より上で、入力エネルギーの速
度は、熱消散のようなエネルギー損失のメカニズムに対
して非常によく対抗する。照らされた区域ではないけれ
ど、その近くの消散したエネルギーは材料を蒸発させる
のに十分かもしれない。したがって、その彫り込まれた
部分はより広く、より深くなる。この影響は、溶融温度
が低い材料でより顕著である。
クロメーター、特に10.6マイクロメーターの波長の
赤外線を放つ任意のいろいろな種類の赤外線レーザーに
よって達成できる。レーザーによる材料の除去は、強化
エラストマー層中に、レーザーにより発生する放射エネ
ルギーを吸収する赤外線に敏感な添加物が存在すること
によって促進される。フレキソ印刷の印刷要素を彫り込
むのに特に適したレーザーは、10.6マイクロメータ
ーの波長を出す二酸化炭素レーザーである。二酸化炭素
レーザーは妥当な価格で市販されている。二酸化炭素レ
ーザーは連続波および/またはパルスモードで作動でき
る。レーザーを両方のモードで作動させることができる
ことは、低いまたは適度な放射強度では、パルス彫り込
みは効率が低いかもしれないので、望ましいことであ
る。材料を加熱し、溶融させさえもするが、蒸発はさせ
ないまたはその反対に物理的に分離させるかもしれない
エネルギーは失われる。一方、低いまたは適度な強度で
の連続波の放射は所定の区域に蓄積されるけれど、ビー
ムはその区域の付近を走査する。したがって、低強度で
の連続波モードが好ましいかもしれない。パルスモード
は高強度で好ましいモードであるかもしれない。なぜな
ら、もし材料を吸収している放射の雲状のものが形成さ
れたら、パルス間の時間間隔にそれを分散させるための
時間があっただろうし、したがって、固体表面により効
率的な放射を放出できたであろうからである。
ーザーと関係がある回転ドラムの外部に取り付けられ
る。レーザーはドラム上のその要素に当たるように集束
される。ドラムを回転させ、そのレーザー光線に関連し
て移動させると、要素はそのレーザー光線にらせん状の
方式で露光される。レーザー光線は画像データで調節さ
れ、その結果、その要素に彫り込まれた浮彫を持つ二次
元の画像、すなわち、三次元の要素になる。浮彫りの深
さは床の厚さと印刷層の厚さとの差である。代わりに、
レーザーをドラム上の要素に関連して移動させてもよ
い。
能なフレキソ印刷の印刷要素を、レーザー彫り込みの前
後のいずれかに任意に処理して、表面の粘着性を除去す
ることができる。スチレン−ジエンのブロックコポリマ
ーの表面の粘着性を除去するのに使用されている適当な
処理には、臭素溶液または塩素溶液による処理、および
光による仕上げ、すなわち、300nm以下の波長を持
つ放射源に露光することが含まれる。そのような処理
は、エラストマー層の光化学的強化を構成してはいない
ということを理解すべきである。
露光するようなレーザー彫り込み後の処理にかけること
もできる。化学線に露光することは、一般に、化学的硬
化プロセスを完成させることを目的にしている。これ
は、特に、レーザーによる彫り込みによって作られる床
および側壁の表面の場合に当てはまる。
り、パーセンテージはすべて重量に基づいている。
剤を使用すると、添加の充填材が存在する場合、光重合
(および硬化)の速度が高くなることを実証している。
層を調製した。漂白可能な光開始剤は、図1Aに示すよ
うなCiba(ニューヨーク州、Hawthorne)
によってURGACURE(登録商標)819の商品名
で販売されているビス(2,4,6−トリメチルベンゾ
イル)−フェニルホスフィンオキシドであった。それら
の成分を約25mlの塩化メチレンに混ぜて、一晩混合
させた後、100℃で粉砕した。その後、粉砕した材料
を、市販されている液圧プレスであるCarver P
ressで、ほぼ60ミル(0.152cm)の厚さの
板にプレス加工した。光重合可能な層の未硬化の硬度
は、ほぼ36ショアAであった。Olite AL83
紫外線暴露装置(カリフォルニア州、IrvineのO
LEC Corp.社製)からの紫外線に1分間露光す
ると、その板は光硬化してほぼ60のショアA硬度を達
成した。使用したその紫外線源の光強度は17.8mW
/cm2であった。
トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド
の構造
ルアセトフェノン(図1Bに示す従来の開始剤であり、
Ciba(ニューヨーク州、Hawthorne)によ
ってIrgacure(登録商標)651の商品名で販
売されている)と交換したこと以外は、実施例1Aに記
述したのと同様にして光重合可能な層を調製した。充填
剤、ケイ酸ジルコニウムは組成物に残した。開始剤濃度
の変化はオイルの濃度を変えることによって調整した。
層の未硬化の硬度はほぼ39ショアAであった。光重合
可能な層を実施例1Aに記述したのと同じ波長および強
度の紫外線に露光した。同じ紫外線源の下で、同じ条件
を使って7分間暴露した後に、その層はほぼ58のショ
アA硬度を達成した。
−2−フェニルアセトフェノン(DMPA)の構造
への重合速度の依存度を実証している。
であるが、ホスフィンオキシド光開始剤(図2に示す
2,4,6−トリメチル−ベンゾイルジフェニルホスフ
ィンオキシド(BASF社によってLUCIRIN(登
録商標)TPOの商品名で販売されている)の量を変
え、そしてケイ酸ジルコニウムの代わりに沈降無定形シ
リカ(ペンシルバニア州、ピッツバークのPPG In
dustries社のHiSiL(登録商標)915)
の量を変えて、光重合可能な層を調製した。その異なる
配合物の中のシリカおよび開始剤の量を表2に示す。添
加物濃度の変化は、SBSポリマーの濃度を変えること
によって補正した。開始剤の濃度の変化はオイルの濃度
を変えることによって補正した。ほぼ0.152cm
(0.060インチ)の厚さの板を、実施例1Aに記述
したような配合物からプレス加工した。
ル−ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドの構造
著、″CalorimetricAnalysis o
f Photopolymerization″、S.
Peter Pappas(編集)のRadiatio
n Curing Science and Tech
nologyの3章、57〜133頁、Plenum
Press、ニューヨーク、1992年に示されている
ように光重合の研究に広く使用されている。この技術
は、反応速度(この場合の重合における)は、反応(重
合)が進む時に放出される熱に正比例しているという原
理に基づいて機能している。
を研究するのに、写真用の付属品(デラウエア州、ニュ
ーカッスルのTA Instruments社製)の付
いた示差走査熱量計を使用した。その示差走査熱量計で
の光重合を、約5mW/cm 2の紫外線強度の光強度で
行った。配合物の硬化速度を表している最高速度が、前
記配合物のそれぞれについて得られた。表2は、最高速
度に関して光重合速度の光開始剤および充填剤濃度への
依存度を示している。最高速度が高くなればなるほど、
光重合速度が速くなる。
とエラストマーの印刷層のレーザーによる彫り込み感度
が改善されることを実証している。
CYREL(登録商標)2001E暴露装置の全面的な
暴露によって光重合し、Kern二酸化炭素レーザー彫
り込み機(ウイスコンシン州のKern Engrav
ers社製)を使って彫り込みをした。そのレーザーの
走査速度は1秒当たり12.7cm(5インチ)で、表
面に集束させた。25Wのレーザー出力で彫り込み深さ
は0.053cm(0.021インチ)と測定された。
彫り込み後に取り除かれた廃物は粉状で、容易に掃除さ
れた。
イ酸ジルコニウムを持たない光重合可能な層を光重合
し、実施例3Aに記述したのと同じ条件で彫り込みをし
た。添加の充填剤濃度の変化はSBSポリマーの濃度を
変えて調整した。彫り込み深さは0.041cm(0.
016インチ)と測定された。彫り込みにより取り除か
れた廃物は粘着性であり、掃除が容易ではなかった。
ムが存在するとエラストマー組成物の彫り込み感度が実
質的に改善され、彫り込み廃物の清掃可能性が改善され
た。
標)915(無定形シリカ)と交換したこと以外は実施
例3Aで使用されたものと類似の配合物を持つ光重合可
能な層を調製した。その層を光重合し、実施例3Aに記
述したのと同じ条件で彫り込みをした。彫り込み深さは
0.048cm(0.019インチ)と測定された。さ
らに、彫り込みにより取り除かれた廃物はやや粘着性で
あり、掃除の容易さはほどほどであった。
ン−酸素の官能性を持つ添加物が存在するとエラストマ
ー層のレーザーによる彫り込み感度が高くなることを実
証している。
性エラストマーを含んでいるが、20重量パーセントの
リン酸トリクレシルを持つ層を調製した。この層を、二
酸化炭素レーザー彫り込み機(アリゾナ州、Tucso
nのULS社製)を使用して50Wのレーザー出力およ
び1秒当たり61cm(24インチ)の走査速度で彫り
込みすると、彫り込み深さは0.061cm(0.02
4インチ)と測定された。廃物は清掃が容易なやや粘性
のある液体であった。
タジエン−スチレンのブロックコポリマー(Krato
n 1102)の層から成る対照サンプルを調製した。
この層を上述と同じ条件(50Wのレーザー出力および
1秒当たり24インチ(61cm)の走査速度で二酸化
炭素レーザー彫り込み機(アリゾナ州、Tucsonの
ULS社製))を使って彫り込みした。そのレーザーは
その層の表面に集束された。その彫り込み深さは0.0
56cm(0.022インチ)と測定された。廃物は掃
除が容易でない粘着性の粉末であった。
白可能な光開始剤に基づくホスフィンオキシドの効率を
実証している。
を、すべての成分を約30mlのテトラヒドロフラン
(THF)に混合し、それを平なべに流延してフードの
下で溶媒を蒸発させることによって調製した。その後
で、材料を真空オーブンの中にひと晩置いて、残りの溶
媒を追い出した。次いで、この材料を約100℃の加熱
プレスで約60ミル(0.152cm)の厚さの光重合
可能な層にプレス加工した。層の未硬化の硬度は44シ
ョアAであった。この層をOLITE AL83紫外線
暴露装置(OLEC)を使用して約30秒間で光重合さ
せた。発生源の紫外線の強度は15.5mW/cm2で
あった。光硬化した層のショアA硬度は70であること
が分かった。
4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィン
オキシドに取って代わり、そして15%のNissoオ
イルの代わりに14.5%のNissoオイルを用いた
以外は、実施例5Aで論じたものと同じ配合物を持つ光
重合可能な層を調製した。その手順は実施例5Aで使用
したものと同じであった。その層の未硬化の硬度は44
ショアAであった。次いで、この層を同じ光線源および
同じ条件で光重合させた。30秒間暴露した結果、ショ
アA硬度は57になり、300秒の暴露時間では硬度が
68という結果になった。
の両方で強化されるエラストマー要素が得られ、レーザ
ーで彫り込んでもエラストマー物質を効果的に除去で
き、望ましい浮彫りの品質、そして最終的に望ましい印
刷品質が与えられる。
Claims (10)
- 【請求項1】 レーザー彫り込み可能なフレキソ印刷の
印刷要素であって、 (a)支持体、および(b)エラストマー結合剤、少な
くとも1つのモノマー、重合が進むにつれて紫外線の吸
光度が減少する光開始剤システム、および赤外線を吸収
するケイ素−酸素またはリン−酸素の官能性を含む少な
くとも1つの添加剤を含んでいるエラストマー組成物の
少なくとも1つのレーザー彫り込み可能な強化エラスト
マー層を含むことを特徴とする印刷要素。 - 【請求項2】 光開始剤がアシルホスフィンオキシドの
漂白可能な光開始剤であることを特徴とする請求項1に
記載の要素。 - 【請求項3】 漂白可能な光開始剤が2,4,6−トリ
メチル−ベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシド、
ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−
ジイソブトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホス
フィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾ
イル)−2,4−ジオクチルオキシフェニルホスフィン
オキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)
−2,4−ジイソプロポキシフェニルホスフィンオキシ
ド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,
4−ジヘキシルオキシフェニルホスフィンオキシド、ビ
ス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジ
−二級−ブトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2−メチル−
4−メトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,
4,6−トリメチルベンゾイル)−2−プロポキシ−4
−メチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,
6−トリメチルベンゾイル)−2,4−ジイソペンチル
オキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6
−トリメチルベンゾイル)−2,6−ジメチル−4−ブ
トキシフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジ
メトキシベンゾイル)−2,4−ジオクチルオキシフェ
ニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベ
ンゾイル)−2,4−ジイソブトキシフェニルホスフィ
ンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−
2−メチル−4−メトキシフェニルホスフィンオキシ
ド、およびビス(2,6−ジエトキシベンゾイル)−2
−プロポキシ−4−メチルフェニルホスフィンオキシド
から成る群から選ばれることを特徴とする請求項2に記
載の要素。 - 【請求項4】 漂白可能な光開始剤がビス(2,4,6
−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシ
ドおよび2,4,6−トリメチル−ベンゾイルジフェニ
ルホスフィンオキシドから成る群から選ばれることを特
徴とする請求項2に記載の要素。 - 【請求項5】 ケイ素−酸素の官能性を含んでいる添加
物がシリカ、ケイ酸カルシウム、雲母、粘土、タルク、
ケイ酸ジルコニウムから成る群から選ばれることを特徴
とする請求項1に記載の要素。 - 【請求項6】 リン−酸素の官能性を含んでいる添加物
が芳香族のリン酸塩、芳香族の亜リン酸塩および芳香族
のホスホン酸塩から成る群から選ばれることを特徴とす
る請求項1に記載の要素。 - 【請求項7】 結合剤がエラストマー組成物の40から
75重量%存在することを特徴とする請求項1に記載の
要素。 - 【請求項8】 少なくとも1つの添加物がエラストマー
組成物の重量に基づいて1から20重量%存在し、ケイ
酸塩、芳香族のリン酸塩、芳香族の亜リン酸塩および芳
香族のホスホン酸塩から成る群から選ばれることを特徴
とする請求項1に記載の要素。 - 【請求項9】 少なくとも1つの添加物が9〜12マイ
クロメーターの赤外線を吸収することを特徴とする請求
項1に記載の要素。 - 【請求項10】 フレキソ印刷の印刷版を形成する方法
であって、(1)(a)支持体、および(b)エラスト
マー結合剤、少なくとも1つのモノマー、重合が進むに
つれて紫外線の吸光度が減少する光開始剤システム、お
よび9〜12マイクロメーターの赤外線を吸収するケイ
素−酸素またはリン−酸素の官能性を含む添加剤を含ん
でいるエラストマー組成物の少なくとも1つのレーザー
彫り込み可能な強化エラストマー層を含む感光性の印刷
要素を提供する工程、(2)感光性の印刷要素全体を紫
外線に露光して徹底的に光硬化させる工程、および、
(3)光硬化した要素を画像通りに9と12マイクロメ
ーターの間の赤外線に露光してそのエラストマー層を彫
り込む工程、を含むことを特徴とする方法。
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