JP2003011316A - イミド基含有ポリマー材料からなる版型の印刷パターン形成および消去方法 - Google Patents

イミド基含有ポリマー材料からなる版型の印刷パターン形成および消去方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本質的に構造形成されていない最初の状態で
イミド基含有ポリマー材料を有する版型（３０）上に親
水性領域（３４）と疎水性領域（３２）とからなる構造
を形成する方法を提供する。 【解決手段】 この方法は、その表面を電磁エネルギー
の局部的投射により選択された位置で露光し、ついで酸
化剤による化学的処理をすることを含む。所望により、
上記露光に先立って上記表面を大面積で強塩基により化
学的に処理することができる。この表面を強酸により大
面積で処理することにより版型（３０）を最初の状態に
することができる。構造形成された版型（３０）はオフ
セット印刷において用いるのに適する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、本質的に構造形成
されていない最初の状態でイミド基含有ポリマー材料を
有する表面上に親水性領域と疎水性領域とからなる構造
を形成する方法に関する。更に本発明は、特にオフセッ
ト印刷において版型として使用するための、印刷用表面
を有する版型に関する。
【０００２】
【従来の技術】石版印刷は簡単に言えば、いわゆる版面
と呼ばれる表面の上での油と水との非混和性を利用する
ことに基づくものであって、親油性（疎水性）の溶液又
はインキ又は染料が印刷表面の印刷像形成領域により固
着保持され、また水又は親水性溶液が印刷像非形成領域
により固着保持される。適当な方法で準備された印刷表
面を親水性及び親油性の物質又は溶液、特に水とインキ
又は染料で濡らしたときにその印刷像非形成領域は特に
親水性の物質又は溶液を引き止め、そして親油性物質を
排斥するが、一方、印刷像形成領域は親油性の溶液又は
インキ或いは染料を受け入れて親水性物質を排斥する。
次いで、その親油性物質は印刷像が固定されるべき物
質、例えば紙、材料、ポリマー等の表面に適当な方法で
移される。
【０００３】既に何年も前からアルミニウムが版型の材
料として使われてきた。通常、アルミニウムはまずグリ
ット吹きつけにより、次いで陽極処理により処理され
る。陽極処理は陽極酸化皮膜を作るために行なわれる
が、この皮膜の接着がグリット吹きつけにより改善され
る。グリット吹きつけにより刷版の地肌の親水性が強化
される。陽極処理においては通常、硫酸や燐酸のような
強酸を用い、引き続いて次の、例えば熱珪素化法又はい
わゆるエレクトロ珪素化のような方法によりその表面を
親水性にする。
【０００４】上述した版型を作るための多数の光感受性
材料が公知である。これらは、露光して、場合により必
要な現像及び定着の後で、印刷に用いることのできる印
刷像用領域に利用できるかぎり、石版印刷法での利用に
適している。例えば、光重合可能な物質を使用すること
ができる。
【０００５】上記の構成体に印刷像を露光し、その際位
置を選択してエネルギーが供給される。これは、例えば
或るマスクを通して紫外線を露光するか、又はレーザー
光線を用いて直接書き込むことにより行なわれる。
【０００６】上記の類の石版版型は通常、典型的には種
々の有機添加剤を含むアルカリ性すなわち塩基性の水溶
液である現像液で処理される。
【０００７】すでに幾年か前から、印刷像の形成に湿式
型現像法を用いないで版型を作ることが試みられてい
る。これには、例えば刷版の上の被覆層の形で存在する
酸化物セラミックを使用することができる。
【０００８】ヨーロッパ特許０ ９１１ １５４ Ａ１
には、版表面用の材料として２酸化チタン（ＴｉＯ2 ）
及び２酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）が提案されてお
り、これらはセラミックの形で純粋材料としても、また
他の金属添加材との種々の混合割合の混合材としても用
いられ得る。これらの表面は励起されていない状態にお
いて疎水性であり、紫外線を照射することによって親水
性状態に変えることができる。次に印刷像の形成が行な
われ、その際その版の全表面は紫外線で露光され、印刷
に際してインキを載せるべき領域は、マスクもしくはフ
ィルムによって覆われる。
【０００９】少なくとも２酸化チタン層の基材の場合に
は、特別な欠点として、この２酸化チタン層が紫外線に
よって変換することはできるけれども、変換の時間的経
過については低い安定性しか示さないことが明らかにさ
れている。その上に、２酸化チタン層の場合には充分な
変換又は充分な行程、すなわち親水性から疎水性への充
分なフリップが十分な強さでは得られないことが繰り返
し示されている。その上に、印刷が行なわれた後にその
基材を完全にクリーニングすることは、実際には軽視で
きない問題である。
【００１０】米国特許４，５６８，６３２から、モノマ
ー中のイミド基の少なくとも１個を、それから得られた
ポリマーの主鎖又は側鎖の中に有するポリマー表面又は
ポリマーフィルムを構造形成することが公知である。ポ
リイミドを化学的処理段階によらずエッチング又は剥削
する方法が開示されている。このポリイミドは、例えば
アルゴン／弗化物エキシマーレーザーからの２００ｎｍ
よりも短い波長を有する紫外線にさらされ、それによっ
てフォト触媒的な分解が起こり、その際種々の揮発性生
成物が適当な手段により除去される。この過程を支援す
るために、特に促進するためにその反応は酸素を含む雰
囲気の中で行なわれる。構造形成は、例えば大面積で露
光されるマスクを用いることにより、又はその表面を空
間的に選択された反応のための露光用光線で走査するこ
とによって達成することができる。このような構造形成
は、その表面に残留しているポリイミドに本質的な影響
を及ぼすことなく達成することができる。従って、その
構造形成された表面を石版法又はオフセット法による印
刷過程に使用することを可能にする、その表面の疎水性
領域及び親水性領域への構造形成は達成することができ
ない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術水
準の背景のもとに、本発明の課題は、種々の印刷方法の
ための、安定で簡単に変換することのできる表面を提供
することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、或る表面の上に疎水性領域と親水性領域とからなる
構造を形成するための、特許請求の範囲に記載された方
法及び版型によって達成される。
【００１３】本発明によれば、ポリイミドの表面上に、
石版印刷法に必要な疎水性領域と親水性領域とが、この
表面に場合により化学的な準備（chemische Initialisi
erung）の後印刷像を形成、すなわち構造形成を行な
い、その際この印刷像形成を電磁波の照射により行な
い、そして更にもう一つの化学反応により完結させるよ
うにして形成される。印刷を行なった後に、この像形成
された構造の消去は更にもう一つの化学反応によって行
なうことができる。
【００１４】
【発明の実施の態様】本発明の方法によって、版型を作
ることができるが、この版型は通常の湿式オフセット法
において印刷に使用することができる。その上に、本発
明による版型は、添加剤を含まない、例えば慣用されて
いるイソプロパノールを含まない純水のような湿潤剤を
用いる印刷にも適している。
【００１５】構造形成されたポリイミド表面はもう一つ
の化学的過程によって構造を消去することができるのは
特に有利である。言い換えれば、本発明の方法は可逆的
に書き込むことができ、そして再び消去することができ
る表面を提供するものである。
【００１６】本発明の方法と本発明による版型との関連
において、ポリイミドとは、ポリマー物質であってその
出発モノマーが下記のイミド官能基
【００１７】
【化１】 を有するものと解すべきである。この場合に、この基は
そのポリイミドの主鎖もしくは側鎖の中にあってもよ
い。本発明の第１の好ましい実施態様において、ポリイ
ミドとしては、以下にポリベンゾールジイミド（ＰＢＤ
Ｉ）と略記する下記構造のもの
【００１８】
【化２】 が用いられる。この物質はデュポン社より「カプトン」
（Ｋａｐｔｏｎ）の商品名で販売されている。第２の実
施態様においては、ポリイミドとしては、以下にポリア
ミドイミド（ＰＡＩ）と略記する下記構造のもの
【００１９】
【化３】 が用いられる。この発明との関連において、これらのポ
リイミドの物理的挙動は本質的に同じである。詳細に記
述される各実施態様は単なる例示である。本発明の方法
は他のイミド基を含む物質とともに使用することもでき
る。用いられるポリマーは初期状態において強く疎水性
であり、従ってインキの載りは良好である。
【００２０】本質的に構造形成されていない最初の状態
においてイミド基含有ポリマー物質を含む表面の上に疎
水性領域と親水性領域とよりなる構造を形成する本発明
の方法は、電磁エネルギーの局部的入射による位置選択
的な露光についで、その表面を酸化剤により化学的に処
理することを特徴とするものである。この電磁エネルギ
ーは、好ましくは２００ｎｍと４４０ｎｍとの間、特に
２２０ｎｍと４６０との間の波長の光を放射する紫外線
光源によって作り出される。酸化剤としては好ましくは
過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、オゾン（Ｏ
3 ）又は過マンガン酸カリ（ＫＭｎＯ4 ）或いはこれら
の酸化剤の組み合わせが用いられる。その後続の化学的
処理において、この酸化剤のほかにイオン性界面活性剤
を含む溶液をも使用することができる。追加的に、その
位置選択的な露光に先立って、その表面に強塩基を用い
て大面積の化学的処理を施すことができる。この強塩基
としては好ましくは水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び／又
は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液が用いられ
る。
【００２１】後続の追加的な段階によって、その表面を
本質的に構造形成されていない最初の状態に移行させる
ことが可能である。そのためには、その表面を強酸によ
って大面積で化学処理することが行なわれる。強酸とし
ては、好ましくは硫酸（Ｈ2ＳＯ4 ）及び／又は塩酸
（ＨＣｌ）及び／又は硝酸（ＨＮＯ3 ）及び／又はこれ
らと同等のものが用いられる。例えば、この表面の大面
積の化学処理は対応する適当な刷版クリーニング剤を用
いて行なうことができる。この表面を本質的に構造形成
されていない最初の状態に戻すことによって、この方法
の各段階を繰り返すことが可能である。言い換えれば、
変化させた形の構造の表面に再び書き込むことができ
る。
【００２２】特にオフセット印刷における版型として使
用するのに適している本発明による版型はイミド基含有
ポリマー材料、好ましくはＰＢＤＩ又はＰＡＩを含む種
々の印刷用表面を包含する。このような表面の１つは本
発明の方法、特に上記の各例示を含む方法により構造形
成させることができる。従って、本発明によれば再書き
込み可能な版型が提供される。
【００２３】本発明による版型は、特別な利点をもって
プリント装置や印刷機において使用することができる。
そのようなプリント装置の１つは、印刷のために本発明
による版型を備えていることにより際立っている。少な
くとも１つの給紙装置、プリント装置及び排紙装置を含
む印刷機、中でもオフセット印刷機は、印刷のために本
発明による版型を備えた少なくとも１つのプリント装置
を有している。
【００２４】本発明のその他の種々の利点、本発明の有
利な実施形態及び他の実施態様は、添付の図面及び以下
にあげる詳細な記述によって明らかとなるであろう。
【００２５】
【実施例】図１に本発明方法のフローシートを示す。こ
の方法は化学的準備（Initialisierung）段階を含み、
そして塩基性物質による処理を包含する。このフローシ
ートは個別の段階及びその順序を説明するものである。
本発明方法において用いられるポリマー材料は最初の出
発状態において強い疎水性であり、従って同時にインキ
の載りが良好な物質である。
【００２６】このポリマー材料は塩基処理１０によって
処理される。このポリマー材料は、例えば分単位の或る
時間間隔にわたったて水酸化カリウムや水酸化ナトリウ
ムのような強塩基の水溶液に曝される。この処理によっ
てそのポリマー材料は親水性になる。大面積の塩基処理
１０によってその表面は大面積的で親水性になる。この
状態において本来の構造形成が行なわれる。インキが載
る領域とインキが載らない領域、すなわち像部位と非像
部位とが決定される。好ましくは紫外線領域の電磁線照
射により局部的露光１２が行なわれる。次の段階として
酸化１４が行なわれる。酸化剤、例えば過酸化水素、過
マンガン酸カリ等がその電磁線照射に曝された表面の性
質を変換、すなわち現像する。言い換えれば、露光１２
及び後続の酸化１４によって親水性の各領域が疎水性と
なる。随意的に、この酸化過程の後に、その表面を多糖
類又は多糖類混合物、好ましくはＤ−アラビノース及び
／又はＤ−フルクトースにより処理することができる。
この追加的な随意的段階は疎水性領域または親水性領域
の安定化を改善する。そのようにして構造形成された表
面は今や印刷の準備ができている。印刷１６の後に酸処
理によってその表面の構造形成は消去することができ
る。このためにその表面は強酸、例えば硫酸、塩酸、硝
酸等の水溶液或いは版クリーニング溶液に曝される。こ
の段階によってその表面は改めて疎水性にされる。各段
階の、記載された順序の繰り返し１１０を行なうことが
できる。改めて行なわれる局部的露光１２に際して、別
の、一般に変えられた形状の構造をその表面に作り出す
ことができる。
【００２７】図２はポリイミドの表面の電磁線照射によ
る直接の構造形成を含む本発明による方法のフローシー
トである。このフローシートは個々の方法段階及びその
順序を説明するものである。本発明方法のこの実施形態
において、最初の疎水性状態で存在している、使用した
ポリマー材料は局部的露光２０に曝される。時間的に後
続する酸化２２によって構造形成が達成される。それら
位置的に限定して露光された領域は今や親水性である。
そのようにして構造形成された表面は印刷２４のために
用いることができる。酸処理２６によってそれら親水性
領域及び疎水性領域の構造を消去することができる。こ
の表面はその酸処理２６によって最初の疎水性の状態に
移行される。従って再び、本発明に従う方法の繰り返し
２８を行なうことが可能である。図３は、表面にイミド
基を有する版型に、化学的準備段階を含む本発明方法に
よって構造形成を行なう場合を図式的に示す。図３にお
いて、版型３０の５つの状態が矢印で示した時間的順序
で示されている。最初、版型３０は、大面積の疎水性領
域３２である表面を有する。この表面の強塩基を用いる
処理の化学的準備段階によってこの表面は大面積で親水
性領域３４に変換される。選択的露光によって、局部的
に限定されて準備状態の第１の性質の領域３６が大面積
で親水性の面３４の上に作り出される。後続する酸化に
よって、疎水性領域３２が親水性領域３４の他に生ず
る。これによって版型３０の表面の構造形成が達成され
る。この構造は、版型３０を大面積で酸処理することに
より消去することができる。この段階の後に版型３０は
再び、大面積で疎水性の領域３２を有する状態で存在す
る。
【００２８】従って、本発明の方法の例示的な実施形態
の１つは下記のとおりである：ポリマー材料、好ましく
はＰＢＤＩ又はＰＡＩを、約２５マイクロメートルの更
に処理することのできるリボンから数ミリメートルまで
の層厚さで、アルミニウム板のような適当な担持材の上
に載せる。次に、このポリマー材料の表面を、好ましく
は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）及び／又は水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）を用いて塩基処理する。それぞれの濃度
については、例えば水酸化ナトリウムの場合は０．５な
いし１モル濃度の溶液が用いられる。その際、濃度が高
すぎると（約５モル濃度の溶液）そのポリマー材料を分
解することがある。最初の状態で本来完全に疎水性であ
るポリマー材料は数分の範囲、好ましくは約１分間の塩
基処理によって本質的に完全に親水性化される。次にそ
の印刷像の形成がマスクを通して、又は印刷表面に局部
的に投射される光線による位置選択的な露光によって行
なわれる。光源としては好ましくは紫外線レーザーが用
いられる。位置選択的な露光は準備反応と見ることがで
き、これに引き続いてその表面の化学的処理が行なわれ
る。露光された表面は次に、例えば過酸化水素（Ｈ2 Ｏ
2 ）、酸素又はオゾンのような酸化剤に曝される。更に
過マンガン酸カリ（ＫＭｎＯ4 ）も液相中で使用するこ
とができる。過酸化水素の好ましい濃度は、水中の過酸
化水素の濃度が１５％の溶液である。過マンガン酸カリ
の場合は好ましくは水中の濃度が０．０２モルの溶液が
用いられる。この酸化剤による処理によって、前に局部
的に露光された領域が疎水性となり、一方、その他の領
域は親水性のままに留まる。それら疎水性領域及び親水
性領域の安定性を改善するために、表面を追加的に多糖
類を用いて処理すること、すなわち、いわゆるガム化さ
せることが好ましい。
【００２９】このようにして得られたポリマー版型は印
刷に用いられる。印刷後、この版型は同時に消去及びク
リーニングをすることができ、その際全ての公知の機械
的クリーニング手段を利用することができる。その表面
を強酸、例えば硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）、塩酸（ＨＣｌ）又
は硝酸（ＨＮＯ3 ）に曝す。その際、これらの酸は全
て、１モル程度の濃度の溶液として存在しているのが適
当である。
【００３０】場合により、その機械的なクリーニング過
程を支援するために化学的なクリーニング剤、中でも市
販の刷版クリーニング剤を使用することができる。次い
で、新しい印刷過程のための印刷像形成の全過程を繰り
返すことができる。
【００３１】図４は、表面にポリイミドを有する版型
に、塩基性物質での処理による化学的準備段階を採用す
ることなく、本発明方法により構造形成させる場合を図
式的に示している。図４はこの版型３０の４つの状態を
示すが、その時間的な順序は矢印で示してある。最初、
版型３０は大面積の疎水性の領域３２を有して存在して
いる。局部的な露光、中でも紫外線光源を用いる露光に
より、準備処理された第２の性質の領域３８がこの版型
３０の表面に作り出される。酸化によってこれから親水
性領域３４が形成される。それによりこの表面は疎水性
領域３２と親水性領域３４とよりなる構造を有し、従っ
てこれを印刷に用いることができる。この版型３０の表
面を強酸で大面積で処理することによって、この版型は
大面積で再び疎水性にされる。
【００３２】言い換えれば、図１のフローシートに示さ
れているような塩基処理１０を行なうことなく、図４に
より説明した電磁エネルギーの局部的投射による位置選
択的な露光の方法は、その版型を時間的に後続して酸化
剤により化学的に処理した場合に、親水性化か疎水性化
かの逆の結果に導く。
【００３３】更に、本発明による版型を用いてのオフセ
ット印刷には、湿潤剤として石鹸水を特別な利点をもっ
て使用することができる。この水の中の界面活性剤は印
刷に際してその印刷像形成された領域の有効性を強め
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】塩基性物質による処理を含む化学的準備段階を
有する本発明方法のフローシートである。
【図２】電磁線照射によるポリイミド表面の直接構造形
成を含む本発明方法のフローシートである。
【図３】化学的準備段階を含む本発明方法によって、表
面にポリイミドを有する版型に構造形成する場合の図式
的な説明図である。
【図４】塩基性物質での処理による化学的準備段階を採
用することなく本発明方法によって、表面にポリイミド
を有する版型に構造形成する場合の図式的な説明図であ
る。
【符号の説明】
１０ 塩基処理 １２ 局部的露光 １４ 酸化 １６ 印刷 １８ 酸処理 ２０ 局部的露光 ２２ 酸化 ２４ 印刷 ２６ 酸処理 ２８ 各段階の繰り返し ３０ 版型 ３２ 疎水性領域 ３４ 親水性領域 ３６ 第１の性質の領域 ３８ 第２の性質の領域 １１０ 各段階の繰り返し
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/037 Ｇ０３Ｆ 7/037 7/38 ５０１ 7/38 ５０１ (71)出願人 390009232 Ｋｕｒｆｕｅｒｓｔｅｎ−Ａｎｌａｇｅ 52−60，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｆｅｄｅ ｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒ ｍａｎｙ (72)発明者 ヨアキュイン バレラ カルデロン ドイツ連邦共和国 69126 ハイデルベル ク ローバッハー シュトラーセ 194 Ｆターム(参考） 2C034 BA00 2H025 AB03 AC01 AC08 AD01 AD03 BH03 CB25 FA01 FA03 FA14 FA28 2H084 AA16 AA38 BB04 CC05 2H096 AA07 BA20 DA04 EA02 EA04 GA01 JA02 LA30 2H114 AA04 AA14 AA23 AA27 BA01 DA02 DA09 DA30 DA41 DA42 DA53 EA01 EA02 EA08 GA01

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 本質的に構造形成されていない最初の状
    態でイミド基含有ポリマー材料を有する表面上に親水性
    領域（３４）と疎水性領域（３２）とからなる構造を形
    成する方法であって、上記表面を電磁エネルギーの局部
    的投射により選択された位置において露光し、ついで酸
    化剤により化学的に処理することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 選択された位置における上記露光に先立
    って前記表面を大面積で強塩基により化学的に処理する
    請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 後続の追加の段階として前記表面を本質
    的に構造形成されていない最初の状態に変える段階を含
    む請求項１又は２に記載の方法であって、前記表面を大
    面積で強酸により化学的に処理する方法。
  4. 【請求項４】 ２００ｎｍと４００ｎｍとの間の波長を
    有する光を放射する紫外線光源により前記電磁エネルギ
    ーが作り出される請求項１ないし３のいずれかに記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 酸化剤が過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）及び／
    又は酸素（Ｏ2 ）及び／又はオゾン（Ｏ3 ）及び／又は
    過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ4 ）である請求項１な
    いし４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 強塩基が水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び
    ／又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液である請
    求項２ないし５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 強酸が硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）及び／又は塩
    酸（ＨＣｌ）及び／又は硝酸（ＨＮＯ3 ）の水溶液であ
    る請求項３ないし６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 時間的に後続する化学的処理の間に酸化
    剤の他にイオン性界面活性剤を含む液体を用いる請求項
    １ないし7のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 イミド基を含むポリマー材料がポリベン
    ゾールジイミド（ＰＢＤＩ）又はポリアミドイミド（Ｐ
    ＡＩ）である請求項１ないし８のいずれかに記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記表面の酸化剤による化学的処理に
    後続して、この表面を多糖類と接触させる請求項１ない
    し９のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 印刷用の表面を有する版型（３０）で
    あって、この表面がイミド基含有ポリマー材料を含むこ
    とを特徴とする版型。
  12. 【請求項１２】 前記版型（３０）がオフセット印刷に
    おいて使用するためのものである請求項１１に記載の版
    型（３０）。
  13. 【請求項１３】 前記表面がＰＢＤＩ又はＰＡＩを含む
    請求項１１又は１２に記載の版型（３０）。
  14. 【請求項１４】 前記表面が請求項１ないし１０に記載
    の方法により構造形成させ得る請求項１１ないし１３の
    いずれかに記載の版型（３０）。
  15. 【請求項１５】 印刷のために請求項１１ないし１４の
    いずれかに記載の版型（３０）を備えていることを特徴
    とするプリント装置。
  16. 【請求項１６】 少なくとも給紙装置、プリント装置及
    び排紙装置を含む印刷機であって、請求項１５に記載の
    １つ以上のプリント装置を有していることを特徴とする
    印刷機。
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