JP2015509612A - 統合された膜積層及びｕｖ露光システム、及びこれを用いる方法 - Google Patents

Abstract

刷版製造システムにおいて感光性印刷ブランクを化学線に露光するための統合された積層及び露光装置、及びこれを用いる方法が開示される。感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層とを含み、ここで、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされる。露光装置は、（ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に酸素バリア層を積層するための積層装置と、（ｂ）コンベアと、（ｃ）前記少なくとも１つの光硬化性層を化学線に像様露光させるための第１の露光装置と、（ｄ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して化学線に露光するための第２の露光装置と、を含む。

Description

本発明は、一般的に、レリーフ像印刷要素の製造において使用するための、統合された積層及び露光システムに関する。

フレキソ印刷は、一般的に大量印刷に使用される印刷方法である。フレキソ印刷は、紙、板紙材料、段ボール、フィルム、箔、及び積層品等の種々の基材に印刷するために採用される。新聞及び買い物袋は顕著な例である。粗い表面や伸縮性フィルムは、フレキソ印刷を用いてのみ経済的に印刷することができる。フレキソ刷版は、開口領域の上方に隆起した画像要素を備えたレリーフ版である。一般的に、前記版は、若干柔らかく、印刷シリンダに巻き付けるのに十分な可撓性を有し、百万部を超えて印刷するのに十分な耐久性がある。そのような版は、主にそれらの耐久性、及びそれらの作製容易性により、多くの利点をプリンタに提供する。

製造業者が提供するような典型的なフレキソ刷版は、順に、バッキング層又は支持層、１以上の未露光光硬化性層、随意的に保護層又はスリップフィルム、及び多くの場合に保護カバーシートからなる多層物品である。

支持（又はバッキング）層は、版を支持する。支持層は、紙、セルロースフィルム、プラスチック、又は金属等の透明又は不透明な材料から形成することができる。好ましい材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリオレフィン、及びポリアミド等の合成ポリマー材料から作られたシートが挙げられる。１つの広く使用されている支持層は、ポリエチレンテレフタレートの可撓性フィルムである。

光硬化性層は、既知のフォトポリマー、モノマー、開始剤、反応性又は非反応性の希釈剤、フィラー、及び染料のいずれかを含むことができる。「光硬化性」との用語は、化学線に反応して重合、架橋、又は任意の他の硬化（ｃｕｒｉｎｇ）反応若しくは硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）反応を受ける組成物を指し、その結果として、材料の未露光部分を露光（硬化）部分から選択的に分離及び除去して、硬化材料の三次元パターン、即ちレリーフパターンを形成することができる。例示的な光硬化性材料としては、それぞれの主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される特許文献１〜特許文献１５に開示されている。１を超える光硬化性層を用いてもよい。

光硬化性材料は、一般的に、少なくとも何らかの化学線波長域でのラジカル重合によって、架橋（硬化（ｃｕｒｅ））及び硬化（ｈａｒｄｅｎ）する。本願明細書で使用される「光硬化性材料」との用語は、化学線に反応して重合、架橋、又は任意の他の硬化（ｃｕｒｉｎｇ）反応若しくは硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）反応を受ける固形組成物を指し、その結果として、材料の未露光部分を露光（硬化）部分から選択的に分離及び除去して、硬化材料の三次元パターン、即ちレリーフパターンを形成することができる。本願明細書で使用される「化学線」は、光硬化性層を重合、架橋、又は硬化することができる放射線である。化学線としては、例えば、特にＵＶ及び紫色波長域における増幅（例えば、レーザ）光及び非増幅光が挙げられる。

スリップフィルムは、埃からフォトポリマーを保護してその取扱容易性を高める薄層である。従来の（「アナログ」）製版工程においては、スリップフィルムは、ＵＶ光を透過し、プリンタが刷版ブランクからカバーシートを剥離してスリップフィルム層上にネガを配置する。版及びネガが次いで、ネガを介してＵＶ光によって大露光される。光に露光された領域は、硬化（ｃｕｒｅ）又は硬化（ｈａｒｄｅｎ）し、未露光領域を除去して（現像して）刷版にレリーフ像を作製する。

「デジタル」即ち「直接刷版」製版工程においては、レーザは、電子データファイルに格納された画像によって導かれ、一般的には放射線不透過性材料を含むように改変されたスリップフィルムであるデジタル（即ち、レーザアブレーション可能な）マスキング層にその場ネガを作成するために使用される。レーザアブレーション可能層の部分は、次いで選択された波長及びパワーのレーザでマスキング層をレーザ放射線に暴露することによってアブレーションされる。レーザアブレーション可能層の例としては、例えば、それぞれの主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される特許文献１６〜特許文献１８に記載されている。

レリーフ像印刷要素を形成するための処理工程は、典型的には、

１）デジタル「コンピューター刷版（ＣＴＰ）」版のマスクアブレーション、又は従来のアナログ版のためのネガ製造とすることができる画像形成と、
２）光硬化性層内の床層を作成してレリーフの深度を確立するための背面露光と、
３）マスクで覆われていない光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させ、これによってレリーフ像を作成するための、マスク（又はネガ）を介した前面露光と、
４）溶剤（水を含む）又は熱現像によって未露光フォトポリマーを除去するための現像と、
５）必要に応じて、後露光及び粘着低下（ｄｅｔａｃｋｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と、
を含む。

取外し可能なカバーシートは、典型的には、輸送及び取扱い中の損傷から光硬化性印刷要素を保護するために設けられている。印刷要素を処理する前に、カバーシートが除去されて感光性表面が像様形状に化学線に露光される。化学線への像様露光により、重合、従って光重合性層の不溶化が露光された領域において起こる。
好適な現像剤（又は熱現像）での処置によって、光重合性層の未露光領域を除去し、フレキソ印刷のために使用することができる印刷レリーフを残す。

本願明細書中で使用される「背面露光」は、レリーフを担持する、又は最終的にレリーフを担持する反対側の光重合性層の、化学線への全体的な露光である。この工程は、典型的には、透明な支持層を介して行われ、光硬化性層の支持側に光硬化材料の薄層、即ち「床（ｆｌｏｏｒ）」を作成するために用いられる。床の目的は、一般的に、光硬化性層を感光させてレリーフの深度を確立することである。

この短い背面露光工程（即ち、典型的には後続の像様露光工程と比較して短い）に次いで、光硬化性層と接触し、それを通して化学線が案内されるデジタル画像化されたマスク又はネガマスクを利用して、像様露光が行われる。

使用される放射線の種類は、光重合性層中の光開始剤の種類に依存する。デジタル画像化マスク又は写真のネガは、下の材料が化学線に露光されるのを防ぎ、従ってそれらのマスクで覆われた領域は重合しない。マスクで覆われていない領域は、化学線に露光されて重合する。任意の従来の化学線源を、この露光工程に用いることができる。好適な可視光源及びＵＶ光源の例としては、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプが挙げられる。

画像形成後、感光性印刷要素を現像して、光硬化性材料の層の未重合部分を除去し、硬化した感光性印刷要素中の架橋されたレリーフ像を露呈する。典型的な現像方法としては、様々な溶媒又は水での洗浄が挙げられ、多くの場合ブラシが用いられる。現像の他の選択肢としては、エアナイフの使用、又は熱とブロッターとの使用が挙げられる。得られる表面は、印刷される画像を再現するレリーフパターンを有する。レリーフパターンは、典型的には複数のドットを含んでおり、ドットの形状及びレリーフの深度は、他の要因の中でも特に印刷された画像の品質に影響を及ぼす。レリーフ像を現像した後、レリーフ像印刷要素を印刷機に取り付けて印刷を開始することができる。

ドットの形状及びレリーフの深度は、他の要因の中でも特に印刷された画像の品質に影響を及ぼす。白抜き文字（ｏｐｅｎ ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｘｔ）や陰影を維持しながら、フレキソ刷版を使用して微細なドット、線、更にはテキスト等の小さな図形要素を印刷することは、非常に困難である。画像の最も明るい領域（一般的にハイライトと呼ばれる）においては、画像の濃度は、連続階調画像のハーフトーンスクリーン表示におけるドットの総面積で表される。振幅変調（ＡＭ）スクリーニングでは、一定間隔の格子上に位置する複数の網点の非常に小さな寸法への縮小を含み、ハイライトの濃度がドットの面積で表される。周波数変調（ＦＭ）スクリーニングでは、網点の寸法を一般的に何等かの固定値に維持し、ランダム又は疑似ランダムに配置されたドットの数が画像の濃度を表す。いずれの場合も、適切にハイライト領域を表すためには、非常に小さなドット寸法を印刷する必要がある。

フレキソ版上に小ドットを維持することは、製版工程の性質上、非常に困難となり得る。ＵＶ不透過マスク層を使用するデジタル製版工程においては、マスク及びＵＶ露光の組合せは、略円錐形状を有するレリーフドットを生成する。これらのドットの最小のものは、処理中に除去される傾向にあるが、これは、印刷中、これらの領域にはインクが全く転写されないことを意味する（ドットが、版及び印刷機の少なくともいずれかに「保持」されない）。或いは、ドットが処理に耐えた場合は、それらは、印刷機の損傷の影響を受け易い。例えば、小さなドットは、印刷中に、折り重なり及び折り取りの少なくともいずれかを起こすことが多く、過剰のインクが転写されたりインクが全く転写されなかったりすることを引き起こす。

更に、光硬化性樹脂組成物は、典型的には、化学線に曝露されるとラジカル重合により硬化する。しかしながら、酸素はラジカル捕捉剤として機能するので、硬化反応は、典型的には樹脂組成物中に溶解した酸素分子によって抑制され得る。それ故、光硬化性樹脂組成物をより迅速かつ均一に硬化させることができるように、像様露光前に樹脂組成物から溶存酸素を除去することが非常に望ましい。

それぞれの主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される、関連する特許文献１９及び特許文献２０に記載されているように、これらに限定されないが、（１）ドット表面の平坦性、（２）ドットのショルダー角、（３）ドット間のレリーフの深度、及び（４）ドットの頂上がドットのショルダーへと移行する点におけるエッジの鮮明度を含む特定の組の幾何学的特性が、優れた印刷性能を生むフレキソドット形状を定義することが見出された。印刷要素上に形成された印刷ドットの形状を有益に変化させる、又は調整する、或いはその両方を行う重要な方法は、光硬化性層への空気の拡散を制限することによって達成される。その主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される、関連する特許文献２１に記載されているように、画像形成工程及び露光工程中の、酸素バリア膜等のバリア層の使用が、バリア層を使用せずに形成されるドットと比較して有益に変化した特定の組の幾何学的特性の少なくとも１つを有する印刷ドットを生成する。

本発明者らは、製版工程の時間的制約を低減するため、及び望ましい幾何学的特性及び他の特徴を有する印刷ドットを作成するために、露光工程を自動化することが望ましいことを特定した。

加えて、本発明者らはまた、製版工程を更に合理化し、望ましい幾何学的特性及び他の特徴を有するレリーフ像印刷要素を製造するために、積層工程を自動化された露光工程と組み合わせることが望ましいであろうということを特定した。

欧州特許出願公開第０４５６３３６Ａ２号明細書（Ｇｏｓｓ等） 欧州特許出願公開第０６４０８７８Ａ１号明細書（Ｇｏｓｓ等） 英国特許第１，３６６，７６９号明細書（Ｂｅｒｒｉｅｒ等） 米国特許第５，２２３，３７５号明細書（Ｂｅｒｒｉｅｒ等） 米国特許第３，８６７，１５３号明細書（ＭａｃＬａｈａｎ） 米国特許第４，２６４，７０５号明細書（Ａｌｌｅｎ） 米国特許第４，３２３，６３６号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，３２３，６３７号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，３６９，２４６号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第４，４２３，１３５号明細書（Ｃｈｅｎ等） 米国特許第３，２６５，７６５号明細書（Ｈｏｌｄｅｎ等） 米国特許第４，３２０，１８８号明細書（Ｈｅｉｎｚ等） 米国特許第４，４２７，７５９号明細書（Ｇｒｕｅｔｚｍａｃｈｅｒ等） 米国特許第４，６２２，０８８号明細書（Ｍｉｎ） 米国特許第５，１３５，８２７号明細書（Ｂｏｈｍ等） 米国特許第５，９２５，５００号明細書（Ｙａｎｇ等） 米国特許第５，２６２，２７５号明細書（Ｆａｎ） 米国特許第６，２３８，８３７号明細書（Ｆａｎ） 米国特許出願第１２／５７１，５２３号（Ｒｅｃｃｈｉａ） 米国特許出願第１２／６６０，４５１号（Ｒｅｃｃｈｉａ等） 米国特許出願第１３／２０５，１０７号（Ｇｏｔｓｉｃｋ等）

本発明の目的は、前面及び背面の同時露光工程によってデジタルレリーフ像印刷要素の製造を自動化することにある。

本発明の別の目的は、酸素バリア層のレリーフ像印刷要素への積層後にデジタルレリーフ像印刷要素の前面及び背面の同時露光を可能にすることにある。

本発明の別の目的は、レリーフ像印刷要素の前面及び背面の露光を同時に行うことができる、積層部と露光部とを含む統合された積層及び露光システムを提供することにある。

本発明の更に別の目的は、望ましい幾何学的特性を有する印刷ドットを作成することにある。

本発明の更に別の目的は、化学線の強度を減少させるために、背面露光工程における化学線を減衰させる手段を提供することにある。

この目的のために、一実施形態において、本発明は、一般的に、刷版製造工程において感光性印刷ブランクを化学線に露光する方法であって、前記感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層とを含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされ、
ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に熱及び圧力を用いて酸素バリア層を積層する工程と、
ｂ）前記感光性印刷ブランクを露光ユニットへと搬送する工程であって、前記露光ユニットは、前記レーザアブレーションされたマスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を架橋及び硬化させ、前記少なくとも１つの光硬化性層中に架橋された床層を作成することが可能である工程と、
ｃ）（ｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記レーザアブレーションされたマスク層及び前記酸素バリア層を介して第１の化学線源からの化学線に露光し、前記マスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させる工程、及び（ｉｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して第２の化学線源からの化学線に露光し、前記光硬化性層中に架橋された床層を作成する工程を少なくとも同時に行う工程と、
を含むことを特徴とする方法に関する。

別の実施形態において、本発明は、一般的に、刷版製造システムにおいて感光性印刷ブランクを化学線に露光するための露光装置であって、前記感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層とを含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされ、
ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に酸素バリア層を積層するための積層装置と、
ｂ）前記露光装置を通して前記感光性印刷ブランクを搬送するためのコンベアと、
ｃ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記レーザアブレーションされたマスク層及び前記酸素バリア層を介して第１の露光装置からの化学線に露光し、前記マスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させるための第１の露光装置と、
ｄ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して第２の露光装置からの化学線に露光し、前記光硬化性層中に架橋された床層を作成するための第２の露光装置と、
を含み、前記第１の露光装置と前記第２の露光装置とは、実質的に同時に動作することを特徴とする露光装置に関する。

本発明の上記の特徴及び他の特徴は、以下添付の図面と併せて読むことで、次の好ましい実施形態の詳細な説明においてより明確となる。
全ての図の全ての特徴を参照符号で付記してもよいが、図中の同一の参照番号は、類似の部位を示すことを意図している。
図１は、本発明の前面及び背面の同時露光工程による露光工程を示す。 図２は、本発明の統合された積層及び露光システムを示す。 図３は、本発明の積層及び露光システムを介して処理可能な感光性印刷ブランクを示す。 図４は、本発明の露光システムを介して処理可能な、その上に酸素バリア層を有する感光性印刷ブランクを示す。

本発明は、少なくとも実質的に同時に感光性印刷ブランクの前面露光及び背面露光の両方を行うことが可能な、コンベアで行う露光システム、及びこれを用いる方法を記載する。更に、本発明はまた、製版工程を更に合理化し、望ましい幾何学的特性を有する印刷ドットを作成するための統合された積層及び露光システム、及びこれを用いる方法を記載する。

好ましい一実施形態において、本発明は、一般的に、刷版製造工程において感光性印刷ブランクを化学線に露光して少なくとも１つの光硬化性層の部分を架橋及び硬化させ、それによって、レリーフ層を作成すると同時に、少なくとも１つの光硬化性層を、バッキング層を介して化学線に背面露光し、床層を作成してレリーフの深度を設定する方法に関する。

感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層とを含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされる。

レーザアブレーション可能なマスク層は、当技術分野で既知の任意の光アブレーションできるマスク層とすることができる。このようなマスク層としては、例えば典型的には約３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長で動作するＵＶ型エキシマレーザ、例えば典型的には約１０，６４０ｎｍの波長で動作するＣＯ_２レーザ等のＩＲ型レーザ、典型的には約１０６４ｎｍの波長で動作するＮｄ−ＹＡＧレーザ、及び典型的には約８３０ｎｍの波長で動作するダイオードアレイレーザ等の当業者に知られている任意の種類のレーザによってアブレーションすることができるものが挙げられる。

該方法は、一般的に、
ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に熱及び圧力を用いて酸素バリア層を積層する工程と、
ｂ）前記感光性印刷ブランクを露光ユニットへと搬送する工程であって、前記露光ユニットは、前記レーザアブレーションされたマスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を架橋及び硬化させ、前記少なくとも１つの光硬化性層中に架橋された床層を作成することが可能である工程と、
ｃ）（ｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記レーザアブレーションされたマスク層及び前記酸素バリア層を介して第１の化学線源からの化学線に露光し、前記マスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させる工程、及び
（ｉｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して第２の化学線源からの化学線に露光し、前記光硬化性層中に架橋された床層を作成する工程を少なくとも同時に行う工程と、
を含む。

本願明細書で記載するように、酸素バリア層は、少なくとも１つの光硬化性層を化学線に露光する工程の前に、熱及び圧力を用いてレーザアブレーションされたマスク層の上部に積層される。感光性印刷ブランクは、このようにして、レーザアブレーションされたマスク層及び酸素バリア層を介して第１の化学線源からの化学線に露光される。

積層工程は、典型的には、
ａ）加熱された積層ローラと第２のローラとの間に形成されたニップに感光性印刷ブランクを供給する工程と、
ｂ）酸素バリア層を、酸素バリア層供給ローラから前記加熱された積層ローラの外表面上を通して前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとの間に形成された前記ニップへと供給し、ここで、前記酸素バリア層は、前記感光性印刷ブランクが前記ニップを通り前進する位置で前記感光性印刷ブランクの上面に接触する工程と、
ｃ）前記加熱された積層ローラを第１の方向に回転させ、前記第２のローラを反対方向に回転させて、前記酸素バリア層をその上に有する前記感光性印刷ブランクを前記ニップを通して前進させ、これによって前記酸素バリア層を前記レーザアブレーションされたマスク層の上に積層させる工程と、
を含む。

酸素バリア層がレーザアブレーション可能なマスク層の上部に積層されて感光性印刷ブランクが化学線に露光された後、酸素バリア層は除去される。また一般的に、酸素バリア層は現像工程の前に除去されることが好ましい。

積層工程及び露光ユニットを通過する感光性印刷ブランクの搬送速度は、典型的には毎分約０．５フィート〜５フィートである。

次に、画像形成及び露光された感光性印刷ブランクは、現像されてその中の複数のレリーフドットを含むレリーフ像を露呈する。現像は、例えば、水現像、溶剤現像、及び熱現像を含む様々な方法によって行われるが、これらに限定されない。最後に、レリーフ像印刷要素が印刷機の印刷胴に装着されて印刷が開始される。

関連する特許文献１９及び特許文献２０に記載されているように、酸素バリア層の存在が、バリア層を使用せずに形成されるドットと比較して有益に変化した、印刷ドットの上面の平坦性、印刷ドットのショルダー角、及び印刷ドットのエッジの鮮明度からなる群から選択される少なくとも１つの幾何学的特性を有する印刷ドットを生成する。

本発明の光硬化性材料は、架橋（硬化（ｃｕｒｅ））し、それによって、少なくとも何らかの化学線波長域において硬化（ｈａｒｄｅｎ）する必要がある。本願明細書で使用される化学線は、照射された部分に化学変化を及ぼすことができる放射線である。

一実施形態では、第１の化学線源は、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択されるが、所望の範囲の波長で放射する他の類似の化学線源もまた、本発明の実施において使用可能であろう。好適な化学線波長域は、約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍ、より好ましくは約３００ｎｍ〜約４００ｎｍ、更により好ましくは約３２０ｎｍ〜約３８０ｎｍである。更に、フレキソ刷版の硬化に使用される大露光ランプの強度は、典型的には約５ｍＷ／ｃｍ^２〜約２５ｍＷ／ｃｍ^２の範囲であるが、５０ｍＷ／ｃｍ^２ほどの大きさであってもよい。

第２の化学線源もまた、好ましくは、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択される。第１の化学線源と同様に、所望の範囲の波長で放射する他の類似の化学線源もまた、本発明の実施において使用可能であろう。第２の化学線源もまた、好ましくは、約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の波長で放射する。

本願明細書で記載するように、感光性印刷ブランクは、その場ネガを介して第１の化学線源からの化学線に露光される。好ましい実施形態では、感光性印刷ブランクは、約１分間〜約２０分間、より好ましくは約４分間〜約１０分間、化学線に露光される。加えて、感光性印刷ブランクは、約０．５分間〜約５分間、より好ましくは約１分間〜約３分間、バッキング層を介して第２の化学線源からの化学線に露光される。

前面露光工程及び背面露光工程が少なくとも実質的に同時に行われ、床層及びレリーフ層の両方を十分に架橋及び硬化するために、第２の化学線源は、好ましくは減衰させられる。この場合、少なくとも１つの光硬化性層は、第２の化学線源によって放射された化学線の８０％〜９９％を吸収することが望ましい。

第２の化学線源は、様々な方法のいずれかによって減衰させることができる。例えば、第２の化学線源は、第２の化学線源とバッキング層との間にシャッタを配置すること、第２の化学線源とバッキング層との間にフィルタを配置すること、効果の低いＵＶ波長で放射する第２の化学線源を使用すること、第２の化学線源から放射される化学線の一部を吸収するバッキング層を用いること、及びこれらの１以上の組合せからなる群から選択される方法によって減衰させることができる。

一実施形態では、第２の化学線源は、第２の化学線源とバッキング層との間にシャッタを配置することによって減衰させられる。例えば、シャッタは、化学線への反復露光に必要な物理的性質、及び化学線源とフォトポリマー版との間に配置されるために必要な機械的特性を有する、化学線に対して不透過性の任意の材料とすることができる。好適なシャッタの設計の一般的な例は、使用しない場合には折り畳むか又は巻き取る格納式の保護物、又は変わらぬ位置に留まるルーバータイプのシャッタとなり得るが、それらが「開放」された場合にはほんの少しの化学線しか遮蔽されないように機械的に操作することができる。本発明の実施において使用に適したシャッタは、Ｎｏｒｔｈ Ｃｏａｓｔ Ｔｏｏｌ（ペンシルバニア州、エリー）から入手可能な軽量の市販のルーバーであろう。

別の実施形態では、第２の化学線源は、第２の化学線源とバッキング層との間にフィルタを配置することによって減衰させられる。具体的には、バッキング層に照射される光の量（強度）を調整する光減衰フィルタを使用することができる。光減衰フィルタは、特定の透過率を有するように選択される。例えば、フィルタを通過した光が２０％減衰されるように、光減衰フィルタは８０％の透過率を有することができる。本発明の実施において使用に適した光減衰フィルタは、Ｍｅｌｉｎｅｘ６２６の商標で帝人デュポンフィルム株式会社（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能なＵＶ遮断ＰＥＴフィルムであろう。

更に別の実施形態では、第２の化学線源は、もはや減衰が必要でないことから版上にバッキング層として非ＵＶ遮断ポリエステルの使用を可能にする、異なる効果の低いＵＶ波長のものである。少なくとも１つの光硬化性層中に分散した光開始剤は、典型的には、それらが有効となる波長（又は波長範囲）を有する。効果の低い第２の化学線源の波長を選択することで、付加的な非ＵＶ遮断バッキング層の使用が可能となる。

更に別の実施形態では、第２の化学線源は、第２の化学線源から放射された化学線の一部を吸収するバッキング層又は支持層を用いることによって減衰させられる。その主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される米国再発行特許発明第ＲＥ３９，８３５号明細書（Ｋａｎｇａ）に記載されるように、デジタル製版工程においてプリンタがより良好に床形成を制御できるように、支持層を改変することができる。

上述のように、光硬化性要素の支持層は、好ましくは、多様な柔軟で透明な材料から形成される。支持層を本質的にＵＶ吸収性の材料から形成することによって、即ち化学線自体を減衰させて、又は支持層を形成する材料にドーパントを添加することによって、支持層をＵＶ吸収性にすることができる。

本質的にＵＶ吸収性である支持層としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（例えば、ＤｕＰｏｎｔ ＰＥＴ（バージニア州、ホープウェル）から市販されているＫａｌａｄｅｘ１０３０及びＫａｌａｄｅｘ２０００）が挙げられる。本質的にＵＶ吸収性の支持層が使用される場合、吸収される化学線の割合は、支持層の厚みの関数である。例えば、約５ミルの厚みを有するＰＥＮ支持層は、典型的には化学線の約９７％を吸収し、約３ミルの厚みを有するＰＥＮ支持層は、典型的には化学線の約９５％を吸収する。

ＵＶ吸収性材料を含む支持層は、典型的には、製造時に支持層に添加されたＵＶ吸収性ドーパントを有する。多くの用途で用いられる大露光ランプのスペクトル範囲は、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍである。これに基づき、ＵＶ吸収性ドーパントは、典型的にはこの範囲で活性であるべきである。好ましくは、ＵＶ吸収剤の存在が、通常はＵＶ透過性の支持層を、それを通過するＵＶ放射の少なくとも一部を吸収する減衰手段に変更する。好ましくは、支持体は、化学線の約８０％〜９９％、より好ましくは約８５％〜約９５％、最も好ましくは約８８％を吸収する。

第２の化学線源を減衰させるために選択される方法に応じて、第１の化学線源及び第２の化学線源は、実質的に同一の波長で放射してもよく、又は異なる波長で放射してもよい。

様々な酸素バリアフィルム及び酸素バリア膜を含む広範囲に渡る材料が、酸素バリア層として機能することができる。効果的な酸素バリア層の製造において同定した３つの性質としては、光透過性、薄い厚み、及び酸素輸送の阻害が挙げられる。酸素輸送の阻害は、低酸素拡散係数の観点で測定される。知られているように、酸素バリア層の酸素拡散係数は、６．９×１０^−９ｍ^２／秒未満、好ましくは６．９×１０^−１０ｍ^２／秒未満、最も好ましくは６．９×１０^−１１ｍ^２／秒未満でなければならない。

酸素バリア層としての使用に好適な材料の例としては、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ヒドロキシアルキルセルロース、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体、両性共重合体、酢酸酪酸セルロース、アルキルセルロース、ブチラール、環状ゴム、及びこれらの１以上の組合せ等の、従来フレキソ印刷要素における剥離層として使用される材料を含む。加えて、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、及び類似の透明フィルム等のフィルムも、バリア層として良好に機能することができる。好ましい一実施形態では、酸素バリア層は、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンテレフタレートフィルムを含む。

酸素バリア層の厚みは、フィルム、及びフィルム／フォトポリマー版の組合せの取扱いの構造上の要求と一致しなければならない。バリアの厚みは、好ましくは約５μｍ〜約３００μｍ、より好ましくは約１０μｍ〜約２００μｍ、最も好ましくは約１μｍ〜約２０μｍである。

酸素バリア層はまた、酸素バリア膜が感光性印刷ブランクを露光するのに使用される化学線を有害に吸収したり屈折したりしないように、十分な光透過性を有する必要がある。このため、酸素バリア層は、好ましくは少なくとも５０％、最も好ましくは少なくとも７５％の光透過性を有する。

酸素バリア層はまた、化学線への露光中に酸素の光硬化性層への拡散を効果的に制限できるように、酸素の拡散に対しては十分に不透過性である必要がある。

上述のように、それぞれの主題の全体が参照することにより本願明細書中に援用される、関連する特許文献１９〜特許文献２１は、これらに限定されないが、（１）ドット表面の平坦性、（２）ドットのショルダー角、（３）ドット間のレリーフの深度、及び（４）ドットの頂上がドットのショルダーへと移行する点におけるエッジの鮮明度を含む特定の組の幾何学的特性が、優れた印刷性能を生むフレキソドット形状を定義することを記載している。

別の好ましい実施形態において、本発明はまた、一般的に、製版システムにおいて感光性印刷ブランクを化学線に露光するための統合された積層及び露光装置に関する。上述したように、感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層と、を含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされる。

図１及び図２に示すように、露光装置１０は、好ましくは、
ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層２２の上部に酸素バリア層２４を積層するための積層装置３０と、
ｂ）前記露光装置を通して前記感光性印刷ブランク１４を搬送するためのコンベア１２と、
ｃ）前記少なくとも１つの光硬化性層２０（図３に示す）を、前記レーザアブレーションされたマスク層２２及び前記酸素バリア層２４を介して第１の露光装置１６からの化学線に露光し、前記マスク層２２によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層２０の部分を選択的に架橋及び硬化させるための第１の露光装置１６と、
ｄ）前記少なくとも１つの光硬化性層２０を、前記バッキング層２８を介して第２の露光装置１８からの化学線に露光し、前記光硬化性層２０中に架橋された床層を作成するための第２の露光装置１８と、
を含み、前記第１の露光装置１６と前記第２の露光装置１８とは、実質的に同時に動作することを特徴とする。

本願明細書に記載するように、第２の露光装置１８は、第２の露光装置のための減衰機構を備えることができ、これによって第２の露光装置からの化学線の強度が低減される。

一実施形態では、減衰機構は、シャッタを含んでいてもよい。一つの好適なシャッタは、Ｎｏｒｔｈ Ｃｏａｓｔ Ｔｏｏｌ（ペンシルバニア州、エリー）から入手可能な軽量の市販のルーバーである。例えば、化学線への反復露光に必要な物理的性質、及び化学線源とフォトポリマー版との間に配置するために必要な機械的特性を有し、化学線に対して不透過性の任意の材料を含む、第２の露光装置からの化学線の強度を減衰させることができる他の好適なシャッタもまた、本発明の実施において使用することができる。好適なシャッタの設計の一般的な例は、使用しない場合には折り畳むか又は巻き取る格納式の保護物、又は変わらぬ位置に留まるルーバータイプのシャッタとなり得るが、それらが「開放」された場合にはほんの少しの化学線しか遮蔽されないように機械的に操作することができる。

別の実施形態では、減衰機構は、フィルタを含んでいてもよい。１つの好適なフィルタは、Ｍｅｌｉｎｅｘ６２８の商標で、帝人デュポンフィルム株式会社（ＤｕＰｏｎｔ Ｔｅｉｊｉｎ Ｆｉｌｍｓ）から入手可能である。例えば、マットフィルム又は半透明フィルムを含む、第２の露光装置からの化学線の強度を減衰させることができる他の好適なシャッタもまた、本発明の実施において使用することができる。

図４に示すように、その上に配置された酸素バリア層２４を有する感光性印刷ブランク１４は、従って、バッキング層２８と、前記バッキング層２８上に配置された少なくとも１つの光硬化性層２０と、前記少なくとも１つの光硬化性層２０上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層２２とを含む。

図２に示すように、積層装置３０は、典型的には、
ａ）加熱された積層ローラ３２及び第２のローラ３４であって、前記加熱された積層ローラ３２と前記第２のローラ３４とは、逆向きに取り付けられ、その間に積層されるべき感光性印刷ブランク１４を受けるためのニップ３６を形成している加熱された積層ローラ３２及び第２のローラ３４と、
ｂ）前記加熱された積層ローラ３２と前記第２のローラ３４とを回転させる駆動機構であって、前記加熱された積層ローラ３２が第１の方向に回転し、前記第２のローラ３４が反対方向に回転して、前記加熱された積層ローラ３２と前記第２のローラ３４との間に形成された前記ニップ３６を通して前記感光性印刷ブランク１４を前進させる駆動機構と、
ｃ）前記酸素バリア層２４のロールを支持し、前記酸素バリア層２４を、前記加熱された積層ローラ３２の外表面上を通して前記加熱された積層ローラ３２と前記第２のローラ３４との間に形成された前記ニップ３６へと供給するように構成された供給ローラ３８であって、前記酸素バリア層２４が、前記感光性印刷ブランク１４が前記ニップ３６を通り前進する位置で前記感光性印刷ブランク１４の上面に接触可能である供給ローラ３８と、
を含む。

本発明は、上部が平坦なドットの生成と共に、同時露光の完全自動化が可能になる。本発明はまた、前面及び背面の同時露光によって、標準的なデジタルレリーフ像印刷要素の製造を自動化するために使用することができる。

Claims (33)

1. 刷版製造工程において感光性印刷ブランクを化学線に露光する方法であって、前記感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層とを含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされ、
   ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に熱及び圧力を用いて酸素バリア層を積層する工程と、
   ｂ）前記感光性印刷ブランクを露光ユニットへと搬送する工程であって、前記露光ユニットは、前記レーザアブレーションされたマスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を架橋及び硬化させ、前記少なくとも１つの光硬化性層中に架橋された床層を作成することが可能である工程と、
   ｃ）（ｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記レーザアブレーションされたマスク層及び前記酸素バリア層を介して第１の化学線源からの化学線に露光し、前記マスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させる工程、及び
   （ｉｉ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して第２の化学線源からの化学線に露光し、前記光硬化性層中に架橋された床層を作成する工程を少なくとも同時に行う工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 酸素バリア層をレーザアブレーションされたマスク層の上部に積層する工程が、
   ａ）加熱された積層ローラと第２のローラとの間に形成されたニップに感光性印刷ブランクを供給する工程と、
   ｂ）酸素バリア層を、供給ローラから前記加熱された積層ローラの外表面上を通して前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとの間に形成された前記ニップへと供給し、ここで、前記酸素バリア層は、前記感光性印刷ブランクが前記ニップを通り前進する位置で前記感光性印刷ブランクの上面に接触する工程と、
   ｃ）前記加熱された積層ローラを第１の方向に回転させ、前記第２のローラを反対方向に回転させて、前記酸素バリア層をその上に有する前記感光性印刷ブランクを前記ニップを通して前進させ、これによって酸素バリアフィルムを前記レーザアブレーションされたマスク層の上に積層させる工程と、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 酸素バリア層がレーザアブレーション可能なマスク層の上部に積層されて感光性印刷ブランクが化学線に露光された後、前記酸素バリア層を除去する工程を更に含む請求項１に記載の方法。
4. 画像形成及び露光された感光性印刷ブランクを現像してその中のレリーフ像を露呈する工程であり、前記レリーフ像が複数のレリーフドットを含む工程を更に含み、
   酸素バリア層の存在が、酸素バリアフィルムを使用せずに形成されるドットと比較して有益に変化した、印刷ドットの上面の平坦性、印刷ドットのショルダー角、及び印刷ドットのエッジの鮮明度からなる群から選択される少なくとも１つの幾何学的特性を有する印刷ドットを生成する請求項３に記載の方法。
5. 第１の化学線源は、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択される請求項１に記載の方法。
6. 第１の化学線源は、約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の波長で放射する請求項１に記載の方法。
7. 第１の化学線源は、約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの範囲の波長で放射する請求項５に記載の方法。
8. 第１の化学線源は、約３２０ｎｍ〜約３８０ｎｍの範囲の波長で放射する請求項７に記載の方法。
9. 第２の化学線源は、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択される請求項１に記載の方法。
10. 第２の化学線源は、約２５０ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲の波長で放射する請求項１に記載の方法。
11. 第２の化学線源は減衰させられており、少なくとも１つの光硬化性層は、前記第２の化学線源によって放射された化学線の８０％〜９９％を吸収する請求項８に記載の方法。
12. 第２の化学線源は、前記第２の化学線源とバッキング層との間にシャッタを配置すること、前記第２の化学線源とバッキング層との間にフィルタを配置すること、効果の低いＵＶ波長で放射する第２の化学線源を使用すること、前記第２の化学線源から放射される化学線の一部を吸収するバッキング層を用いること、及びこれらの１以上の組合せからなる群から選択される方法によって減衰させられる請求項１１に記載の方法。
13. 第２の化学線源は、前記第２の化学線源とバッキング層との間にシャッタを配置することによって減衰させられる請求項１２に記載の方法。
14. 第２の化学線源は、前記第２の化学線源とバッキング層との間にフィルタを配置することによって減衰させられる請求項１２に記載の方法。
15. 第２の化学線源は、効果の低いＵＶ波長のものである請求項１２に記載の方法。
16. 第２の化学線源は、前記第２の化学線源から放射される化学線の一部を吸収するバッキング層を用いることによって減衰させられる請求項１２に記載の方法。
17. バッキング層は、ポリエチレンナフタレート又はドープされたポリエチレンテレフタレートを含む請求項１６に記載の方法。
18. 第１の化学線源及び第２の化学線源は、実質的に同一の波長で放射する請求項１に記載の方法。
19. 第１の化学線源及び第２の化学線源は、異なる波長で放射する請求項１に記載の方法。
20. 酸素バリア層は、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ヒドロキシアルキルセルロース、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体、両性共重合体、酢酸酪酸セルロース、アルキルセルロース、ブチラール、環状ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、及びこれらの１以上の組合せから選択される材料を含む請求項２に記載の方法。
21. 酸素バリア層は、６．９×１０^−９ｍ^２／秒未満の酸素拡散係数を有する請求項２０に記載の方法。
22. 酸素バリア層は、約５μｍ〜約３００μｍの厚みを有する請求項２０に記載の方法。
23. 酸素バリア層は、少なくとも約５０％の光透過性を有する請求項２０に記載の方法。
24. 積層工程及び露光ユニットを通過する感光性印刷ブランクの搬送速度は、毎分約０．５フィート（０．１５２４ｍ）〜約５．０フィート（１．５２４ｍ）である請求項１に記載の方法。
25. 感光性印刷ブランクは、その場ネガ及び酸素バリア層を介して第１の化学線源からの化学線に約１分間〜約２０分間露光される請求項１に記載の方法。
26. 感光性印刷ブランクは、バッキング層を介して第２の化学線源からの化学線に約１分間〜約５分間露光される請求項１に記載の方法。
27. 刷版製造システムにおいて感光性印刷ブランクを化学線に露光するための露光装置であって、前記感光性印刷ブランクは、バッキング層と、前記バッキング層上に配置された少なくとも１つの光硬化性層と、前記少なくとも１つの光硬化性層上に配置されたレーザアブレーション可能なマスク層と、を含み、前記レーザアブレーション可能なマスク層は、前記レーザアブレーション可能なマスク層にその場ネガを作成するためにレーザアブレーションされ、
    ａ）前記レーザアブレーションされたマスク層の上部に酸素バリア層を積層するための積層装置と、
    ｂ）前記露光装置を通して前記感光性印刷ブランクを搬送するためのコンベアと、
    ｃ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記レーザアブレーションされたマスク層及び前記酸素バリア層を介して第１の露光装置からの化学線に露光し、前記マスク層によって覆われていない前記少なくとも１つの光硬化性層の部分を選択的に架橋及び硬化させるための第１の露光装置と、
    ｄ）前記少なくとも１つの光硬化性層を、前記バッキング層を介して第２の露光装置からの化学線に露光し、前記光硬化性層中に架橋された床層を作成するための第２の露光装置と、
    を含み、前記第１の露光装置と前記第２の露光装置とは、実質的に同時に動作することを特徴とする露光装置。
28. 第１の露光装置は、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択される請求項２７に記載の露光装置。
29. 第２の露光装置は、炭素アーク、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、電子閃光装置、電子ビーム装置、及び写真用フラッドランプを含む可視光源及びＵＶ光源から選択される請求項２７に記載の露光装置。
30. 第２の露光装置のための減衰機構を更に含み、これによって前記第２の露光装置からの化学線の強度が低減させられる請求項２７に記載の露光装置。
31. 減衰機構は、シャッタを含む請求項３０に記載の露光装置。
32. 減衰機構は、フィルタを含む請求項３０に記載の露光装置。
33. 積層装置は、
    ａ）加熱された積層ローラ及び第２のローラであって、前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとは、逆向きに取り付けられ、その間に積層されるべき感光性印刷ブランクを受けるためのニップを形成している加熱された積層ローラ及び第２のローラと、
    ｂ）前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとを回転させる駆動機構であって、前記加熱された積層ローラが第１の方向に回転し、前記第２のローラが反対方向に回転して、前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとの間に形成された前記ニップを通して前記感光性印刷ブランクを前進させる駆動機構と、
    ｃ）前記酸素バリア層のロールを支持し、前記酸素バリア層を、前記加熱された積層ローラの外表面上を通して前記加熱された積層ローラと前記第２のローラとの間に形成された前記ニップへと供給するように構成された供給ローラであって、前記酸素バリア層が、前記感光性印刷ブランクが前記ニップを通り前進する位置で前記感光性印刷ブランクの上面に接触可能である供給ローラと、
    を含む請求項２７に記載の露光装置。