JP2004299264A - 平版印刷版原版の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともポリマー粒子を含有する感光性組成物を含む塗布液を支持体上に塗布、乾燥して感光層を形成する平版印刷版原版の製造方法において、塗工工程の支持体塗布面における塗布液に掛かる圧力を0.5×105N/m2以下とする。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像不要で耐刷性に優れたダイレクト平版用原版の製造方法、特にヒートモード記録に対応したダイレクト平版用原版の大量生産に適した製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータの普及につれ、版材構成とともに種々の平版の製版方法が提案されている。実用面からは、版下からポジ若しくはネガフィルムを作成して平版印刷原版に焼き付ける方法が一般に行われているが、該フィルムを介することなく版下から直接製版する電子写真版や銀塩写真版、あるいは、電子組版、DTPで編集・作成された印刷画像情報を可視画像化することなく直接版材にレーザー若しくはサーマルヘッドで印字し製版する所謂コンピュータ・ツー・プレート(CTP)タイプの印刷版が登場するに至っている。特にCTPタイプは製版工程の合理化と短縮化、材料費節減が可能となることから、DTP化が完了した新聞製作等の分野で大いに期待されている。
【0003】
かかるCTP版材としては、感光性、感熱性あるいは電気エネルギーで製版する版材が知られている。感光性タイプの版材は、有機半導体、銀塩+感光性樹脂系、高感度感光性樹脂等の材料を塗布しArレーザー、半導体レーザー等で光照射による印字を行い、引き続き現像して製版される。しかしながら、これらの版材は、その製造装置が大型かつ高価であり、版価格も従来のPS版に比べ割高である。そのため、これらの版材および製版工程は実用化には至っていない。さらに、これらは現像液の廃棄処理の問題も有する。このほか、軽印刷向けに銀塩写真版があるが、耐刷性が低いため、軽印刷のみに用いられている。
【0004】
また、電気エネルギーで製版する版材(特許文献1:欧州公開公報200,488号等)が知られているが、これらは、製版装置が大がかりとなり、中には印刷版胴上で製版するため、汎用性に欠けるものもあった。感熱性タイプの版材は、社内印刷を始めとする軽印刷用途に幾つか開発されている。特許文献2(特開昭63−64747号公報)、特許文献3(特開平1−113290号公報)等には、感熱層に分散させた熱溶融樹脂および熱可塑性樹脂を熱印字により溶融し、加熱部を親水性から親油性に変化させる版材が、特許文献4(米国特許公報4,034,183号)、特許文献5(同4,063,949号)には、支持体上に設けられた親水性ポリマーをレーザー照射し親水性基を無くし親油性に転換させる版材が各々開示されている。
【0005】
またマイクロカプセル化された熱溶融物質を支持体に塗布し、加熱部を親油性に変化させるタイプ(特許文献6:特開平3−108588号公報)、熱溶融物質をマイクロカプセル化した上でシリコン樹脂とともに塗布し、加熱部を親油性に変化させ、湿し水無しで印刷するタイプ(特許文献7:特開平5−8575号公報)が知られている。しかし、マイクロカプセル化された熱溶融物質はいずれも反応性を有しない。親水性表面を有する支持体上に活性水素含有バインダーポリマーと共にブロックイソシアネートを親油性成分として用い、印字後、非印字部分を洗浄除去するタイプ(特許文献8:特開昭62−164596号公報、特許文献9:同62−164049号公報)、上層の熱溶融層を穿孔し、下層の親水層(または親油層)を露出するタイプ(特許文献10:特開平3−53991号公報等)といった版材とその製版方法も公知である。
【0006】
一方、支持体上に油性物質を加熱して親水性表面に転写するタイプ(特許文献11:米国特許公報3,964,389号、特許文献12:特開平1−209135号公報、特許文献13:同3−53991号公報等)、加えて、ポリオレフィンのシートにスルホン酸基を導入しサーマルヘッドで印字しスルホン酸基の表面濃度を低下させ画像部を形成する版材料も公知である(特許文献14:米国特許公報4,965,322号)。
【0007】
さらに、ダイレクト型平版印刷材料の一つに、親水層の表面に画像部をインキジェットやトナー転写等の外的手段で形成する直描型平版材料があるが、この中にマイクロカプセル化した非反応性の熱溶融性物質を塗布し、加熱印字でトナー受理層を設ける直描型の版材も知られている(特許文献15:特開昭62−1587号公報)。形成されたトナー受理層に親油性のトナー等を固着して初めて印刷版となるものであり、印字後、画像部が形成されるのではない。これら従来の感熱性平版印刷用の版材は、何れも耐刷力に乏しいか親油性に乏しいため、用途に限定があり、また多くはその製版工程においてウエット現像を要するものであった。
【0008】
これに対して、本出願人は、版性能、製版装置、製版作業性、あるいは版材や製版、装置のコストの点および商業レベルでの実施に適し、高耐刷性、高寸法精度の平版印刷版が得られる平版印刷原版を低価格で供給する、特に、製版工程において、現像液などの廃棄物処理の必要な現像工程がなく、専用の大掛りかつ高価な製版装置を用いなくとも製版出来る平版印刷原版を提供することを目的として、親水性(撥インク性)表面を有する感光層に光照射することにより、照射部分を親インク性に変化する平版印刷用の原版を提案してきた。
【0009】
例えば、WO01/83234号(特許文献16)、特開2001−310565号公報(特許文献17)、特開2001−310566号公報(特許文献18)、特開2001−310567号公報(特許文献19)、特開2001−353976号公報(特許文献20)、特開2002−49147号公報(特許文献21)、特開2002−362052号公報(特許文献22)、特開2002−370467号公報(特許文献23)等では、感光層として親水性ポリマーマトリクス中に親油性ポリマーの微粒子を分散させており、感光層中に存在する光吸収剤が光照射することで光を熱に変換し、発生した熱により親油性ポリマーが発泡したり、熱融着したりして、感光層の親水性が失われ、親インク性に変化することを利用している。
【0010】
これら平版印刷用原版を形成するには、支持体の上に感光層を形成する感光性組成物を含む塗布液をドクターブレード法、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、リップコート法等の公知の塗布方法により塗布し、乾燥して感光層を形成している。
【0011】
【特許文献1】
欧州公開公報200,488号
【特許文献2】
特開昭63−64747号公報
【特許文献3】
特開平1−113290号公報
【特許文献4】
米国特許公報4,034,183号
【特許文献5】
米国特許公報4,063,949号
【特許文献6】
特開平3−108588号公報
【特許文献7】
特開平5−8575号公報
【特許文献8】
特開昭62−164596号公報
【特許文献9】
特開昭62−164049号公報
【特許文献10】
特開平3−53991号公報
【特許文献11】
米国特許公報3,964,389号
【特許文献12】
特開平1−209135号公報
【特許文献13】
特開平3−53991号公報
【特許文献14】
米国特許公報4,965,322号
【特許文献15】
特開昭62−1587号公報
【特許文献16】
WO01/83234号
【特許文献17】
特開2001−310565号公報
【特許文献18】
特開2001−310566号公報
【特許文献19】
特開2001−310567号公報
【特許文献20】
特開2001−353976号公報
【特許文献21】
特開2002−49147号公報
【特許文献22】
特開2002−362052号公報
【特許文献23】
特開2002−370467号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように形成された感光層に対して、露光して版を形成した際に、画像に抜けがあったり、画像のにじみが確認されたりする場合があった。
【0013】
この原因について調査したところ、感光層中のポリマー粒子の粒径が大きくなっている部分があったり、凝集している部分があることが分かった。
【0014】
本発明の目的は、感光層中におけるポリマー粒子の粒径並びに分散度が安定した製品を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記ポリマー粒子の粒径並びに分散度の不均一の原因について調査したところ、感光層形成における塗布工程において、ポリマー粒子の凝集が発生していることを見いだした。さらに検討した結果、感光層塗布工程における支持体塗布面と塗工装置の接触部位との接触圧など塗工工程において塗布液に掛かる圧力によりポリマー粒子の凝集状態が変化していることを見いだした。特に該圧力が高くなるほど凝集頻度が高くなる傾向があった。
【0016】
そこで、本発明では、少なくともポリマー粒子を含有する感光性組成物を支持体上に塗布、乾燥して感光層を形成する平版印刷版原版の製造方法において、塗工工程の支持体塗布面における塗布液に掛かる圧力を0.5×105N/m2以下とすることにより、上記問題点を解決し、ポリマー粒子の凝集が抑制できることが確認され、本発明を完成するに至った。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法について詳細に説明する。
【0018】
[支持体]
本発明の平版印刷版用の原版において、支持体上に直接又は他の層を介して撥インク性(親水性)を有する架橋樹脂からなる感光層を設けるが、この際用いられる支持体の具体例としては、アルミ板、鋼板、ステンレス板、銅板などの金属板、これら金属の合金板、ポリエステル、ポリアミド(ナイロン)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ABS樹脂、酢酸セルロースなどのプラスチックフィルム、紙、アルミ箔ラミネート紙、金属蒸着紙、プラスチックラミネート紙などのラミネートフィルム等が挙げられる。特に好ましくはアルミ板(取り扱いが容易、さびにくく安価、伸びが小さく長時間印刷に適している)、プラスチックフィルムでは、ポリエステル(物理的性質(特に耐熱性)、機械的性質(特に引張強度)に優れ、安価である)である。これらの支持体の厚さには特に制限はないが、通常100〜500μm程度である。又、これらの支持体は、密着性の改良等を目的として、酸化処理、クロメート処理、リン酸亜鉛処理、サンドブラスト処理、コロナ放電処理などの表面処理を施してもよい。又、支持体上に他の層(下地層)を介して感光層を形成する方法も有効である。
【0019】
[感光層]
本発明の平版印刷版用の原版における感光層は、光未照射の状態ではその表面が撥インク性(親水性)を有するものであり、光照射することにより撥インク性から親インク性に変化する。特に、湿し水を用いるオフセット印刷に適用することにより、非画像部は親水性であることから湿し水に覆われてインクをはじく撥インク性を有する。又、感光層は湿し水との接触により溶解しないことが必要であり、そのため、親水性ポリマーを架橋させて耐水性を付与している。
【0020】
このような感光層を形成するための感光性組成物としては、親水性ポリマー、架橋剤及び光吸収剤を含有する感光性組成物あるいは、親水性ポリマー、架橋剤、親油性ポリマー及び光吸収剤を含有する感光性組成物が挙げられるが、本発明では特に後者の親油性ポリマーを含有する感光性組成物を支持体上に塗布した後架橋して、感光層を形成する方法に適している。
【0021】
該感光層の膜厚は特に制限はないが、熱処理後の膜厚として、通常0.5〜10μm程度、特に1〜4μmが好ましい。
【0022】
<親水性ポリマー>
本発明の感光層に用いられる親水性ポリマーは、親水基及び架橋剤と反応し得る官能基を側鎖に有している。
【0023】
該親水基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基及びそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、スルホン酸基及びそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、リン酸基及びそのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アミド基、アミノ基、スルホンアミド基、オキシメチレン基、オキシエチレン基などが挙げられる。
【0024】
又、架橋剤と反応し得る官能基としては、上記の親水基の他、イソシアナート基、グリシジル基、オキサゾリル基、メチロール基、及びメチロール基とメタノール、ブタノールなどのアルコールとが縮合したメトキシメチル基やブトキシメチル基などが挙げられる。
【0025】
水酸基を側鎖に有するポリマーとしては、ポリビニルアルコール系ポリマー、及び水酸基を有する不飽和モノマーを重合して得られるホモポリマーやコポリマー及びこれらポリマーの種々の変性ポリマーが挙げられる。ポリビニルアルコール系ポリマーを更に詳細に説明すると、酢酸ビニルやプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニルモノマーのホモポリマーやコポリマーを完全又は部分加水分解して得られるポリマー、及びこのポリマーの部分ホルマール化、アセタール化、ブチラール化ポリマー等が挙げられる。また、水酸基を有する不飽和モノマーとしては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び、これらの(メタ)アクリレートにエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加したモノマー、メチロール(メタ)アクリルアミドや該メチロール(メタ)アクリルアミドとメチルアルコールやブチルアルコールとの縮合物であるメトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
【0026】
カルボキシル基を側鎖に有するポリマーとしては、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸及びその無水物等の二塩基不飽和酸やこれら二塩基不飽和酸のモノエステル、モノアミド等のカルボキシル基含有不飽和モノマーを重合して得られるホモポリマーやコポリマー及びこれらポリマーの種々の変性ポリマー等が挙げられる。
【0027】
スルホン酸基を側鎖に有するポリマーとしては、ビニルスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、ビニルメチルスルホン酸、イソプロぺニルメチルスルホン酸、(メタ)アクリル酸にエチレンオキシド、又はプロピレンオキシドを付加したアルコールの硫酸エステル(例えば、三洋化成工業(株)の商品名:「エレミノールRS−30」)、(メタ)アクリロイロキシエチルスルホン酸、モノアルキルスルホ琥珀酸エステルとアリル基を有する化合物とのエステル(例えば、三洋化成工業(株)の商品名:「エレミノールJS2」、花王(株)の商品名:「ラテムルS−180」、又は「同S180A」)、モノアルキルスルホ琥珀酸エステルとグリシジル(メタ)アクリレートとの反応生成物、及び日本乳化剤(株)の商品名:「Antox MS60」等を重合して得られるホモポリマーやコポリマー及びこれらポリマーの種々の変性ポリマー等が挙げられる。これらのスルホン酸基を有するポリマーに於いては、該スルホン酸基は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基やアミン類で中和されていても良い。
【0028】
リン酸基を側鎖に有するポリマーとしては、ビニルリン酸、リン酸モノ(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリレート、リン酸モノアルキルエステルのモノ(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリレート等を重合して得られるホモポリマーやコポリマー及びこれらポリマーの種々の変性ポリマー等が挙げられる。
【0029】
これらのカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基を有するポリマーは、無機塩基やアミン類で中和されて、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩を形成していても良い。アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどが、アルカリ土類金属としては、カルシウム、マグネシウムなどが、アミン類としては、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。
【0030】
アミド基を側鎖に有するポリマーとしては、無置換又は置換のアミド基を有する不飽和モノマーを重合して得られるホモポリマーやコポリマー及びこれらポリマーの種々の変性ポリマー(例えば加水分解ポリマー、種々の化合物を付加したポリマー等)が挙げられる。無置換又は置換のアミド基を有する不飽和モノマーとしては、無置換又は置換の(メタ)アクリルアミド、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等の二塩基酸のアミド化モノマー、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。無置換又は置換(メタ)アクリルアミドのより具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、スルホン酸プロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。また、前記イタコン酸等の二塩基酸のアミド化モノマーの場合は一方のカルボキシル基がアミド化されたモノアミド、両方のカルボキシル基がアミド化されたジアミド、更に一方のカルボキシル基がアミド化され、他方のカルボキシル基がエステル化されたアミドエステルであってもよい。尚、本発明に於ける前記“(メタ)アクリル”、(メタ)アクリレート”、(メタ)アクロイル”等の記載はそれぞれアクリルとメタクリル、アクリレートとメタアクリレート、アクリロイルとメタアクリロイルの両者を意味する。
【0031】
更に、本発明の親水性ポリマーに於いては、前記親水性置換基を有する不飽和モノマー、架橋性官能基を有する不飽和モノマー以外に、本発明の効果を更に向上させるために、その他の共重合可能不飽和モノマーを共重合することもできる。共重合可能不飽和モノマーとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソポロニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等が挙げられる。
【0032】
<架橋剤>
本発明の親水性ポリマーを架橋するのに用いられる架橋剤としては、前記親水性ポリマーと架橋反応して親水性ポリマーを水不溶性にすることにより感光層の耐水性を向上させるものであればよく、例えば、親水性ポリマー中の架橋性官能基であるカルボキシル基、スルホン酸基、水酸基、グリシジル基、場合によってはアミド基と反応する公知の多価アルコール化合物類、多価カルボン酸化合物やその無水物類、多価グリシジル化合物(エポキシ樹脂)類、多価アミン化合物類、ポリアミド樹脂類、多価イソシアナート化合物類(ブロックイソシアナート類を含む)、オキサゾリン樹脂、アミノ樹脂、グリオキザール等が挙げられる。本発明に於いては前記した架橋剤の中でも、硬化速度と感光性組成物の安定性や感光層の親水性と耐水性のバランス等から公知の種々の多価グリシジル化合物(エポキシ樹脂)、オキサゾリン樹脂、アミノ樹脂、多価アミン化合物やポリアミド樹脂等のエポキシ樹脂用の硬化剤、グリオキザールが好ましい。アミノ樹脂としては、公知のメラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂やグリコールウリル樹脂等やこれら樹脂の変性樹脂、例えばカルボキシ変性メラミン樹脂等が挙げられる。また、架橋反応を促進するために、前記したグリシジル化合物を用いる際には3級アミン類を、アミノ樹脂を用いる場合は、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、塩化アンモニウム等の酸性化合物を併用しても良い。
【0033】
<光吸収剤>
本発明の感光性組成物においては、光吸収剤として、光を吸収して熱を生じるものであればよく、吸収する光の波長に関しても特に制限は無く、露光に際しては、光吸収剤が吸収する波長域の光を適宜用いればよい。光吸収剤の具体例としては、シアニン系色素、ポリメチン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタロシアニン系色素、アントラシアニン系色素、ポルフィリン系色素、アゾ系色素、ベンゾキノン系色素、ナフトキノン系色素、ジチオール金属錯体類、ジアミンの金属錯体類、ニグロシン、カーボンブラック等が挙げられる。
【0034】
これらの光吸収剤においては、明室での取り扱いを可能にするため、あるいは露光に用いる光源の出力や使いやすさから、700〜1200nm、特に市場に供されている高出力半導体レーザーの発振波長である800〜860nmに吸収域を有し、且つ感度、分解特性等に優れる光吸収剤を用いることが望ましい。これらの吸収波長域に関しては、置換基やπ電子の共役系の長さなどを変えることにより調整することが可能である。これらの光吸収剤は、感光性組成物に溶解していても分散していてもよい。
【0035】
<親油性ポリマー>
本発明の感光性組成物に用いられる親油性ポリマーはポリマー微粒子が水に分散したエマルジョン型が好ましく、自己乳化型でも強制乳化型でもよい。これは乳化重合、懸濁重合、グラフト重合、ポリマーの後乳化等で作られる。親油性ポリマーとしてはウレタン系、(メタ)アクリル樹脂系エマルジョン、スチレン系、酢酸ビニル系、塩化ビニリデン系、共役ジエン系ゴム、ブタジエンゴム系等が挙げられる。これらに用いられる親油性ポリマーは1種類だけでなく2種類以上を用いてもよい。これらを添加した場合、親水性樹脂感光層は架橋した親水性ポリマー相とこれらの親油性ポリマー相との相分離構造をとなる。このとき、非画像部の地汚れ防止の観点から、親油性ポリマー相が架橋した親水性ポリマー相中に分散していることがより好ましい。親油性ポリマーとして用いられるポリマー粒子の平均粒子径は、0.005〜0.5μmであることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましい。
【0036】
本発明の感光性組成物には親水性添加剤を添加してもよい。親水性添加剤としては、水や有機溶媒に溶解するものが望ましい。この親水性添加剤によって印刷版表面の親水性を高め、印刷開始後すぐに湿し水が表面に付くような作用をするものであればどのような化合物でも使用できるが、特に界面活性剤や表面改質剤と呼ばれているものが特に好ましい。現在さまざまな親水性添加剤が入手できるが、「特殊機能界面活性剤」シーエムシー出版(1986)記載の親水性界面活性剤使用可能である。具体例を以下に示す。
【0037】
非イオン性活性剤としてはポリエチレングリコール型、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリプロピレングリコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等や、多価アルコール型例えばアルキルアルカノールアミド、グリセリン脂肪酸エステル、しょ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、やし油やひまし油を原料とした活性剤、ポリエチレングリコール、アルキルフェニルエーテルやアルキルエーテル、アルキルアリルエーテル、ラウリルエーテル系の活性剤等がある。また陽イオン系活性剤としては第1級アミン塩系、第2級アミン塩系、第3級アミン塩系、第4級アンモニウム塩系、四級ピリジニウム塩系、ラウリルイミダゾリン系、アルキルアミン系等がある。両性活性剤としてはアルキルベタイン系、アミノ酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型、アミンオキシド型、ポリオキシエチレンアルキルアミン型、ポリアルキレンポリアミン型、ポリエチレンイミン型、カルボン酸型、硫酸エステル型等の両イオン性のものが使用できる。また陰イオン系活性剤としてはスルホン酸塩系、例えばアルキルフェニルスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキルアリルスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物のナトリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ジアルキルスルホ琥珀酸エステルナトリウムやジアルキルスルホ琥珀酸エステルナトリウム等がある。また、カルボン酸塩系、例えばジアルキル琥珀酸エステルナトリウム、モノアルキルコハク酸エステルナトリウム、ポリカルボン酸等がある。硫酸エステル塩系、例えばアルキルジフェニル硫酸オキシド、アルキル硫酸エステル、高級アルコール硫酸エステルナトリウム、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エーテルナトリウムまたはアンモニウム等が挙げられる。また、リン酸エステル塩系、例えばアルキルエーテルリン酸エステルナトリウムやアルコールリン酸エステルナトリウム等が使用できる。特にジアルキル琥珀酸エステルナトリウムやモノアルキルスルホ琥珀酸エステルナトリウム系は感光層表面が水に濡れても溶出しにくいため特に好ましい。さらに2種類以上の添加剤を同時に用いてもよい。
【0038】
[感光層の組成比]
本発明の感光性組成物に於いて、親水性ポリマー、親油性ポリマー、架橋剤、光吸収剤使用割合は刷版の感光層の親水性と耐水性のバランスや、感度、その他種々の印刷特性の点や経済性の観点から、固形分で親水性ポリマー97〜10質量部、親油性ポリマー80〜10質量部、架橋剤3〜50質量部、及び光吸収剤は前記親水性ポリマー、親油性ポリマーと架橋剤の固形分の合計100質量部に対し2〜20質量部が好ましい。更に、親水性ポリマー60〜20質量部、親油性ポリマー70〜20質量部、架橋剤5〜40質量部、及び光吸収剤は前記親水性ポリマー、親油性ポリマーと架橋剤の固形分の合計100質量部に対し3〜15質量部が好ましい。
【0039】
本発明に於いては、感光層の未露光部の親水性と耐水性のバランス、親油性ポリマーとの混ざりやすさや種々の印刷特性の点から、親水性ポリマーは、アミド基及び水酸基を有する不飽和モノマーの部分が20〜100質量%、架橋性官能基を有する不飽和モノマーの部分が0〜60質量%、及びその他の不飽和モノマーの部分が0〜50質量%からなるポリマーが好ましく、更に好ましくは、アミド基及び水酸基を有する不飽和モノマーの部分が40〜100質量%、架橋性官能基を有する不飽和モノマーの部分が0〜50質量%、及びその他の不飽和モノマーの部分が0〜50質量%である。但し、親水性置換基がアミド基だけの場合は、アミド基を有する不飽和モノマーの部分が40〜100質量%、架橋性官能基を有する不飽和モノマーの部分が0〜50質量%、及びその他の不飽和モノマーの部分が0〜50質量%からなるポリマーが好ましく、更に好ましくは、アミド基を有する不飽和モノマーの部分が50〜99質量%、架橋性官能基を有する不飽和モノマーの部分が1〜50質量%、及びその他の不飽和モノマーの部分が0〜50質量%である。尚、アミド基、水酸基を有する不飽和モノマーは、親水性置換基を有する不飽和モノマーであり、且つ架橋性官能基を有する不飽和モノマーでもあるが、前記の親水性ポリマーの組成に於いては、アミド基、カルボキシル基、水酸基、及びスルホン酸基を有する不飽和モノマーは親水性置換基を有する不飽和モノマーとみなし、架橋性官能基を有する不飽和モノマーとしては計算しないものとする。
【0040】
支持体と感光層との間には下地層を設けてもよい。この時に用いる下地層は感光性組成物に含まれる親油性ポリマーと同じ樹脂系を用いることが望ましい。この樹脂系は特にウレタン系、アクリル系、酢酸ビニル系、合成ゴム系、エチレン系の親油性ポリマーが望ましい。下地層を構成する親油性ポリマーは、感光性組成物に用いられるものと同種類のものを用いる場合、分子量その他の諸物性は同一である必要はない。下地層を成膜する際に用いられる樹脂は、水溶液又は有機溶媒に溶解した均一溶液でもよいし、エマルジョンでも良い。特に望ましいのはポリマーエマルジョン型である。この親油性ポリマーエマルジョンは強制乳化型でもよいし自己乳化型でもよい。エマルジョンを用いた場合、下地層の表面凹凸を防ぐため、ポリマーの平均粒径は5〜500nm以下が望ましい。
【0041】
エマルジョンの平均粒径は、一般的には水で薄めて粒度測定器(例えば「マイクロトラック」等)により測定される。その他、エマルジョンを凍結後スライスして透過型電子顕微鏡で測定することもでき、特に平均粒径が10nm以下の場合には好ましく用いられる。
【0042】
このエマルジョンは塗布後、分散溶媒が蒸発すると融着して造膜する特性が必要である。製造上問題がなければ造膜温度は何度でもよい。
【0043】
下地層には1種類または2種類以上の前記親油性ポリマー樹脂を混合して使用できる。さらに、架橋剤を加えて強靭な膜を作ることも可能である。この下地層を塗布するときには例えば、バーコーター、ロールコータ、ブレードコータ、グラビアコータ、カーテンフローコータ、ダイコータ、ディップコータやスプレー法等を用いれば良い。この際、塗布溶液の消泡のためや、塗布膜の平滑化の支持体との密着性向上、親水性の感光層との密着性向上のために塗布溶液に消泡剤、レベリング剤、ハジキ防止剤、カップリング剤等の各種添加剤を用いても良い。
【0044】
下地層の膜厚は特に制限はないが、通常0.1〜10μm程度、好ましくは0.2〜5μm、さらに好ましくは1〜4μmである。
【0045】
下地層塗布後そのまま感光性組成物を塗布してもよいし、加熱または送風乾燥してから使用してもよい。このように設けた下地層によって、支持体/下地層界面、下地層/感光層界面の密着性が上がるため耐刷性がよく、湿し水が供給されても界面での剥離は起きない。さらにレーザー照射部分の熱の拡散を防止でき、感度が向上する効果も有する。
【0046】
[感光層の製造]
前記支持体に感光層を設けるには、本発明の感光性組成物を含有する溶液を支持体に直接又は下地層表面に塗布し、乾燥、硬化すればよい。
【0047】
この際、塗布溶液の消泡のためや、塗布膜の平滑化のために塗布溶液に消泡剤、レベリング剤、ハジキ防止剤、カップリング剤等の各種添加剤を用いても良い。
【0048】
<塗布液組成>
本発明の感光層を形成するための塗布液組成は、前記感光性組成物を溶剤に溶解又は分散させて使用する。ここで、使用する溶剤としては、水、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコール等のエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、n−ヘキサン、デカリン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルあるいはこれらの混合溶剤を使用することができる。
【0049】
塗布液濃度は特に制限はないが、不揮発性成分(NV)が5〜30%程度、好ましくは10〜20%である。又、20℃における塗布液粘度は10〜1000mPa・s、好ましくは10〜100mPa・sとなるように調製するのが望ましい。
【0050】
また、感光層の耐水性等の特性を改良するために有機や無機のフィラーを用いてもよい。
【0051】
<塗布方法>
本発明の感光層を形成する感光性組成物を含む塗布液は、ポリマー粒子を含んでいるが、塗工工程においてポリマー粒子の凝集が発生しており、これを防止する方法について、以下に塗工方法毎に詳細に説明する。
【0052】
(ロールコート法)
図1、図2は、ロールコート法に使用されるロールコータの例を示すものであり、図1は正転ロールコータ、図2は逆転ロールコータである。図中、11は、塗布液を貯留する液だめであり、12はコーティングロール、13はコーティングロールにより塗布される塗布液膜厚を均一化するためのメタリングロール、14,15は前ガイドロール及び後ろガイドロールであり、16は、メタリングロール13から塗布液を掻き落とすためのドクターブレードである。これらの図では、コーティングロール12が液だめ11より直接塗布液を取り出す構成であるが、液だめ11とコーティングロール12の間にピックアップロールを設けてもよい。その場合、メタリングロール13はコーティングロール12に設置しても、ピックアップロールに設置してもよい。
【0053】
液だめ11では、塗布液の温度を5〜10℃の範囲に制御することが好ましい。この結果、塗布液の粘度が上昇し、塗布しやすくなると共に、界面活性剤を含む場合には泡立ちを抑え、光吸収剤の劣化も抑制することができる。ただし、このような低温に管理された塗布液を用いる場合、ポリマー粒子が、塗工時の圧力、熱等により融着して造膜する場合もあるが、本発明の方法においては、塗工工程の支持体塗布面における塗布液に掛かる圧力、ここでは、コーティングロール12と支持体Fとの接触部分の圧力を0.5×105N/m2以下、より好ましくは0.3×105N/m2以下とすることにより、ポリマー粒子の粒径を維持すると共に、融着による造膜も抑制することができる。このような接触圧を達成するためには、両ガイドロール14,15とコーティングロール12とで構成される支持体Fの抱き込み角度θと支持体に掛ける張力とを調整することで容易に達成される。支持体の張力としては、50〜300N/m(約5〜30kg/m)、抱き込み角度θは1〜30度の範囲にすることが望ましい。またコーティングロールの周速度を支持体の搬送速度に対して115〜200%の範囲に制御することで、均一な厚みに感光層を形成することができる。コーティングロール12の径は特に制限はないが、概して、50〜60mmのロールを使用すると、抱き込み角度、周速度の制御が容易となる。コーティングロール12とメタリングロール13との間に掛かる圧力についても、上記0.5×105N/m2以下とするのが望ましく、このように圧力を調整するには、メタリングロール13の周速度をコーティングロール12の周速度の40〜60%の範囲で制御するのが望ましい。
【0054】
コーティングロール12と支持体Fとの接触圧の測定は、例えば、コーティングロール12の軸に押圧測定手段を設けるなどの方法により容易に測定できる。
【0055】
(グラビアコート法)
図3は、グラビアコータの一例を示す概念図であり、ロールコート法と同様に、支持体Fは前後のガイドロール23,24とグラビアロール22との少なくとも3つのロールにより支持されており、前記同様にグラビアロール22と支持体Fとの接触圧を規定する必要がある。支持体Fの抱き込み角度θ、グラビアロールの周速度についても前記同様にするのが望ましい。又、グラビアロール22にドクターを設置して余分な塗布液を掻き落とすようにしてもよい。ロールの径は特に制限はないが、概して、50〜60mmのロールを使用すると、抱き込み角度、周速度の制御が容易となる。
【0056】
リップコート法(ダイコート法)
図4,図5は、リップコータの構成を示す概念図であり、図4はオフロール形式であり、支持体Fは前後のガイドローラ33,34とコーティングヘッド32との3点で支持されており、前記同様にコーティングヘッド32と支持体Fとの接触圧を規定する必要がある。31は塗布液供給装置である。図5はオンロール形式のリップコータであり、支持体Fはバックアップロール35にて保持されている。図4では前記同様に抱き込み角度θを1〜30度の範囲にすることが望ましい。又、図5では、バックアップロール35の周速度を支持体Fの搬送速度に対して115〜200%の範囲に制御することが望ましい。バックアップロールの径は特に制限はないが、概して、50〜150mmのロールを使用すると、周速度の制御が容易となる。
【0057】
又、図6は、リップコータにおけるコーティングヘッド32の塗布幅L方向における断面図であり、321は液だめを兼ねるマニホールド、322は塗布液供給口である。同図では、塗布液供給口322は、塗布幅Lの中心に配置されている構成を示しているが、これに限定されず、塗布幅方向Lの片側に配置されていても、両側に配置して供給量の半分ずつをそれぞれの供給口から供給してもよい。塗布液に掛かる圧力は、コーティングヘッド先端部の液だめ内に液圧測定手段を設けるなどして測定することができる。
【0058】
その他、バーコーター、ブレードコータ、カーテンフローコータ、ディップコータやスプレー法においても、バー、ドクター、ナイフ等の支持体と接触する部材を有する場合には、その接触圧を上記規定値以下とすることで、ポリマー粒子の凝集を防止することができる。
【0059】
上記の塗工方法の中でも、量産に適しており、又、均一な膜厚が得られ、泡立ちなどの少ない方法として、ロールコート法、リップコート法、グラビアコート法は好ましい。
【0060】
塗布に際しては、クリーン度クラス10000以下の清浄な条件下に実施するのが望ましい。又、支持体に塗布液を塗布する直前にクリーニングすることが好ましく、例えば、塗工装置の塗布部位の直前にクリーニング(粘着)ロールや、ウェブクリーナー、エアナイフを設けてもよい。又、塗布液についても、異物混入を防止するために、塗布液の供給装置又は循環装置から、液だめへの送液配管途中にフィルターを設け異物除去を行うことも好ましい。特に濾過精度10μm以下の異物を除去可能なフィルターの設置が有効である。
【0061】
塗布部においては、温度を18〜25℃に、又、湿度を45%〜65%に保持することで、静電気発生防止、溶剤の蒸発スピードが一定で制御が容易となる。
【0062】
又、塗布は、1回で行ってもよいが、コーティングヘッド、コーティングロールを2つ以上設けて、2回以上に分けて塗布してもよい。例えば、1回の塗布で感光層を形成するよりも2回に分けて感光層を塗布する方が、感光層の膜厚制御が容易となる。又、2回以上に分けて塗布する場合、前に塗布した塗布液が乾燥する前に塗布することにより接着力が高まり望ましい。
【0063】
一般的に、支持体は長尺のウエブの形状で供給されており、ウエブをロール状に巻いた原反から繰り出し、塗布、乾燥して再度ロール状に巻き取る。このとき、繰り出し部と巻き取り部にそれぞれEPC(位置調整機構)を設置し、ウエブの蛇行を防止するのが望ましい。
【0064】
以上のようにして感光性組成物の溶液を塗布した後、加熱して乾燥及び親水性ポリマーを架橋する。加熱温度は通常50〜200℃程度である。なお、乾燥、架橋は同時に行ってもよいし、別工程としてもよい。別工程とする場合は、乾燥、架橋を連続的に行ってもよいが、乾燥工程に比較して架橋工程には一般的に長時間を要することから、乾燥工程まで経た原反をまとめて架橋するバッチ式は簡便である。好ましくは、90〜120℃で乾燥し、次いで100〜140℃で架橋する。
【0065】
本発明の印刷用原版に於いては、感光層を成膜した後、該感光層を保護するために感光層の上にフィルムを積層しても良い。
【0066】
[感光層の性質の概要]
次に本発明の感光層に関して詳しく説明する。本発明の平版印刷用の版は湿し水を用いるオフセット印刷用の版であり、従って感光層は親水性と、耐水性(湿し水に溶けないこと)が求められる。そして露光により光を照射した部分の感光層は部分的にエマルジョン親油性ポリマーが溶融、融着、発泡し、親水性から親油(インク)性に変化する。従って、露光後には現像や拭き取り等の操作を必要としない。
【0067】
本発明の印刷原版の露光に用いられる光の波長は700〜1200nmであり、この波長域の中で、光吸収剤の吸収波長域に合致する光を用いればよい。露光に用いる光源としては、使用しやすく高出力の光源が適している。この点からはレーザー、特に800〜1100nmの波長域に発振波長を有するレーザーが好ましく、例えば830nmの高出力半導体レーザーや1064nmのYAGレーザーが好ましく、これらのレーザーを搭載した露光機は所謂サーマル用プレートセッター(露光機)として既に市場に供されている。
【0068】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【0069】
以下の実施例及び比較例においては、以下の感光性組成物を使用した。
感光性組成物A
(下記の質量部は固形分としての比率)
・親水性ポリマーP 40質量部
・親油性ポリマー(ウレタン系エマルジョン) 40質量部
(第一工業製薬(株)製「エマルジョンスーパーフレックス(登録商標)700」)
・架橋剤(メチル化メラミン樹脂) 20質量部
(三井サイテック(株)製「サイメル(登録商標)350」)
・光吸収剤(シアニン色素) 5質量部
(アクロス製「IR125」(商品名))
・親水性添加剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム) 2質量部
(第一工業製薬(株)製「ネオゲン(登録商標)R」)
以上の成分を混合した後、NV=20%になるように純水を適量加え、塗布液とした。
【0070】
又、親水性ポリマーPは、以下の方法で合成したものである。
(親水性ポリマーPの合成)
1000mlのフラスコに水400gを入れ、窒素をバブリングして溶存酸素を除去した後、80℃に昇温した。窒素ガスをフラスコに流しながら、アクリルアミド100g、アクリル酸25g、ヒドロキシエチルアクリレート5g、水165gからなるモノマー溶液と重合開始剤「V−50」(水性アゾ系、和光純薬工業(株)製品)0.5gを水50gに溶解した開始剤の水溶液を、内温を80℃に維持しながら、別々に3時間に亘り連続滴下した。滴下終了後、80℃で2時間重合を続けた後、さらに90℃で2時間重合した。最後に水150gを加えた後、アンモニア水溶液でpHを4.5に調整して親水性ポリマーPの水溶液を得た。このポリマーの水溶液は、粘度が8000mPa・s、固形分は17質量%である。
【0071】
実施例1
厚さ0.3mm、幅1000mmのアルミニウムの支持体を、表面親水化処理した後に、前記感光性組成物Aを含有した塗布液を用い、ワニスタンク、配管、ロールコータヘッド部分を5℃、塗布雰囲気温度として20℃に保持し、図1に示したような正転ロールコータを使用して塗布した。このとき、支持体の搬送速度20m/minに対して、コーティングロールの周速度を30m/min,メタリングロールの周速度を10m/min,塗布時のウエット厚み量は15μm(固形分20%換算、ドライで3μm)、コーティングロールと支持体の接触圧として5×104N/m2で塗布を行った。塗布後、支持体に120℃のエアを吹き付ける長さ30mの乾燥装置を通過させた。乾燥後の感光性組成物を含有した層の厚みは3μmであった。
【0072】
このように形成した架橋後の印刷用原版に対して、以下の方法で評価した。
(評価方法)
▲1▼目視観察:架橋後の印刷用原版を長さ50cmに切り出し、×50倍の拡大鏡で感光層表面を観察した。
▲2▼SEM観察:小さく切り出した印刷用原版を液体窒素で凍結後、ナイフで断面を切り出した。室温に戻した後、断面を上にしてSEMサンプル台に固定し、倍率20000倍でSEM観察を行った。
【0073】
(結果)
目視観察の結果、感光層表面に原料由来と思われる異物は見られなかった。又、SEM観察により感光層断面を観察したところ、100nm以下の均一な細かい相分離構造が見られた。
【0074】
実施例2
厚さ0.2mm、幅1000mmのポリエチレンテレフタレートの支持体に、前記感光性組成物Aを含有した塗布液を用い、ワニスタンク、配管、コータヘッド部分を5℃、塗布雰囲気温度として20℃に保持し、図5に示したようなリップ/オンロールを使用して塗布した。このとき、支持体の搬送速度20m/minとし、塗布時のウエット厚み量は15μm(固形分20%換算、ドライで3μm)、コーティングヘッドと支持体の接触圧として3×104N/m2で塗布を行った。塗布後、支持体に120℃のエアを吹き付ける長さ30mの乾燥装置を通過させた。乾燥後の感光性組成物を含有した層の厚みは3μmであった。
【0075】
このように形成した架橋後の印刷用原版に対して、実施例1と同様に評価したところ、目視観察では、実施例1と同様に異物は見られず、SEM観察でも、実施例1と同様に均一な相分離構造が見られた。
【0076】
比較例1
コーティングロールと支持体との接触圧が10×104N/m2で塗布を行った以外は実施例1と同様にして感光性組成物を含有した塗布液を支持体に塗布し、感光層を形成した。
【0077】
このように形成した架橋後の印刷用原版に対して、実施例1と同様に評価したところ、目視観察で所々に感光層表面から突き出た異物が多数見られた。X線光電子分光分析法(XPS法)で異物と異物の無い感光層部分を測定し、元素比を比較したところ、異物は有機物であり、感光層組成物と非常に近い元素比を示したため、原料由来の異物であると判断した。
【0078】
又、SEM観察を行ったところ、100nm以下の細かい相分離構造の部分もあるが、他の部分で500nm以上の島相が複数観察された。又、異物も観察された。
【0079】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、ポリマー粒子を含む感光性組成物を塗布する際の塗布圧力を規定することにより、ポリマー粒子の粒径増大を抑制し、品質の安定した平版印刷版用原版を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法に適した正転ロールコータの一例を示す概念図である。
【図2】本発明の方法に適した逆転ロールコータの一例を示す概念図である。
【図3】本発明の方法に適したグラビアコータの一例を示す概念図である。
【図4】本発明の方法に適したリップ/オフロール形式の塗工装置の一例を示す概念図である。
【図5】本発明の方法に適したリップ/オンロール形式の塗工装置の一例を示す概念図である。
【図6】図4,図5に示すリップコータにおけるコーティングヘッドの塗布幅方向の概略断面図である。
【符号の説明】
11、21 液だめ
12 コーティングロール
13 メタリングロール
14,23、33 前ガイドロール
15,24,34 後ガイドロール
16 ドクターブレード
22 グラビアロール
32 コーティングヘッド
321 マニホールド
322 塗布液供給口
35 バックアップロール
F 支持体
L 塗布幅
Claims (12)
- 少なくともポリマー粒子を含有する感光性組成物を含む塗布液を支持体上に塗布、乾燥して感光層を形成する平版印刷版原版の製造方法において、塗工工程の支持体塗布面における塗布液に掛かる圧力を0.5×105N/m2以下とすることを特徴とする製造方法。
- 液だめ中の塗布液温度を5〜10℃に維持することを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記塗布液を支持体上に塗布するに際し、支持体を前ガイドロール、コーティングロール及び後ろガイドロールの少なくとも3個のロールを用いて支持してなり、前記コーティングロールが支持体塗布面との圧力部位を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- コーティングロールの周速度を支持体の搬送速度に対して115〜200%の範囲に制御することを特徴とする請求項3に記載の製造方法。
- コーティングロールにおける抱き込み角度が1〜30度の範囲になるように制御することを特徴とする請求項3に記載の製造方法。
- コーティングロールがグラビアロールである請求項3乃至5のいずれか1項に記載の製造方法。
- コーティングロールに、塗布厚みを均一化するメタリングロールが設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の製造方法。
- メタリングロールの周速度をコーティングロールの周速度の40〜60%の範囲に制御する請求項7に記載の製造方法。
- メタリングロールに塗布液を除去するドクターが設けられていることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
- 前記塗布液を支持体上に塗布するに際し、支持体を前ガイドロール、コーティングヘッド及び後ろガイドロールの少なくとも3個の接点を用いて支持してなり、前記コーティングヘッドが支持体塗布面との圧力部位を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記塗布液を支持体上に塗布するに際し、支持体をバックアップロールにて支持し、支持体に対してバックアップロールの対向位置に設置されたコーティングヘッドから塗布液を吐出しながら塗布することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記感光性組成物は、親水性ポリマー、架橋剤、光吸収剤及び親油性ポリマーを含み、親油性ポリマーがポリマー微粒子であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の製造方法。
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