JP4125405B2 - 平版印刷版作成方法、平版印刷版作成用集成体、及びその転写供与体要素 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料転写平版印刷版、それを作成する方法、及びそれにデジタル画像情報を直接書き込むことに関する。
【0002】
【従来の技術】
オフセット印刷の平版印刷版は、伝統的にアナログ光学方法を用いて作成されている。これらの方法は、時間がかかり、湿式処理及び慎重なプロセスコントロールを必要とする。例えば、米国特許第4,081,572号明細書には、親水性ポリマー層を像様に疎水性ポリマーに転換する乾式方法が記載されている。この方法は、キセノンフラッシュランプ又は相対的に高価なガスレーザーもしくは二重YAGレーザーのような高エネルギー光子を必要とする。この方法は、相対的に安価な近IRダイオードレーザーの使用には余り適さない。米国特許第4,693,958号明細書には、レーザー露光がポリマー特性を親水性から疎水性へと化学的に転換するポリマー及び吸収性物質からなる単一層を用いる例が記載されている。米国特許第4,034,183号明細書には、顔料を含有する親水性層をレーザー放射に当てて疎水性にし、追加の処理無しで平版印刷機で用いる同じような方法が記載されている。しかしこの方法は、相対的に不感受性であり、実際的でなく、わずか10cm/秒の露光に約1〜2ワットのレーザー出力を必要とする。米国特許第3,506,779号、同4,020,762号、及び同4,063,949号明細書には、従来の化学処理を必要とする感光方法も記載されている。
【0003】
米国特許第4,054,094号及び同4,347,785号明細書には、版からレリーフパターンを形成するためにトップ層をエッチングするアブレーティブ方法が記載されている。これらの方法は、高価で極端に高出力のレーザーを必要とする。米国特許第4,054,094号明細書にあるように、別の場合では、親水性表面をアブレートして親油性下層を露出させる。米国特許第5,339,737号及び同5,351,617号明細書には、トップコートをアブレートし、そしてふき取って下層を露出させる同じような方法が採用されている。これらの方法は、適当な基体上に塗布された二つの層を要する。一つの層はインク受容性であり、他方はファウンテン溶液に湿潤可能である。これらの層の少なくとも一方は、そこに均一に混合されるかもしくは不均一に分散された吸収性物質を含有する。集束されたレーザー由来の強度の近IR照射がトップ層のアブレーションもしくはルーズニング(loosening )を生じる。不完全なアブレーション由来の後に残った破壊屑をふき取るか、版表面から除かなければならない。これらの用途の場合、塗膜は適当なレーザー露光で容易に除去可能となるのがよく、未露光量域は通常の印刷条件に耐えるように十分に強くなければならない。
【0004】
ポリマーシアノアクリレートからなる新規なバインダーを用いた改良されたアブレーション版が、米国特許出願第08/614,437号明細書に開示されている。後処理は必要でないが、残った微量の材料を除くのが困難である場合があり、露光量次第である。結果としてバックグラウンドトーンニングは露光条件に対して感受性である。また、シアノ含有ポリマーは、米国特許第5,468,591号明細書に記載されるように、レーザーアブレーティブ画像形成フィルムにおいてその障壁特性が認められており、米国特許第5,459,106号明細書に記載されるように、プルーフィングシステムにおいてガス発生推進剤として認められている。しかし、印刷版の用途は特別の要件を有し、ある用途において作用する材料が他の場合に必ずしも作用するとは限らない。従って、当然に、バインダー材料が3種類の全ての用途に十分にはたらくことにはならない。
【0005】
受け入れ可能な印刷版を作成するためには、転写される材料が容易にドナーから除かれること、もしくはそれらが別に導入された材料のための良好な推進剤であることでは十分でない。構成要素、もしくはそれらの分解生成物が受容面に対し良好な接着性を有し、良好な結合強度を有しなければならない。さらに、転写される材料は相対的に印刷溶液(例えば、インク及びファウンテン溶液)に不溶性でなければならず、長時間運転において摩耗不感受性でなければならない。
【0006】
例えば、ニトロセルロースはアブレーション及び材料転写用途の周知のバインダーであり、それは十分にアブレートするが、陽極酸化されたアルミニウムのような親水性受容体に転写された場合通常の印刷条件を十分に支持しない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
印刷版調製のための材料転写方法は当該技術分野では周知であり、例えば、米国特許第3,945,318号及び同3,964,389号明細書に開示されている。この方法では、供与体シートを受容プレートと向い合わせに接触させて置く。この供与体は、吸収剤(例えば、カーボン)、親油性材料及び自己酸化バインダー(例えば、ニトロセルロース)を含有する透明マイラー(mylar )上の塗膜からなっている。ここの開示では、親水性受容体は、粗面化された陽極酸化処理板であった。集束されたレーザー走査を用いて供与体を像様加熱する。強度の急速加熱によって、供与体フィルムの成分が受容体に転写される。フェノール及びクレゾール−ホルムアルデヒド樹脂(Novalak )、尿素−ホルムアルデヒド、メラミン−ホルムアルデヒド、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート、ポリメタクリレート及びポリエチアクリレート(polyethyacrylate)、ポリアミド(ナイロン)、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、スチレン及びブタジエンのコポリマー、並びに米国特許第3,962,513号明細書に開示されているようなポリアルキレン−ポリエチレン等の他の多くの材料が、転写版供与体におけるバインダーとしての用途に提案されている。さらに他のものとしては、例えば米国特許第3,964,389号明細書にあるようなメチルメタクリレート、Butvar 76 [ポリ(ビニルアルコール及びブチルアルデヒド)の反応生成物]、アルキド樹脂、Cymel 301 (メラミン誘導体)、アラルダイト485-E50 (エポキシ樹脂)、DeSoto461-114 (スチレン−アリルアルコールコポリマー)及びNovalcak樹脂(クレゾールホルムアルデヒド)、並びに米国特許第4,626,493号明細書に開示されているような、塩化ビニル及び酢酸ビニルコポリマー、Cymel (UV架橋性ポリマー系)、及びヘキサメトキシメチルメラミンが含まれる。これらのバインダーの多く、例えば、ニトロセルロースは、そのはたらきが全く劣っていることが判っており、他の転写可能なインク受容成分もしくは印刷に有用な層を追加しなければならない。これらの厳しい条件下で、いくつかの材料は可逆的分解もしくは不可逆的分解を受ける。従来技術は、これらの多くのポリマーの中でどれが優れた印刷特性を備える版を生成するのか見分けられない。
【0008】
【課題を解決するための手段】
Alもしくはポリエステルコートされた親水性平版印刷支持体を、コートされた供与体フィルムで被覆した。当該供与体フィルムは、レーザー放射を吸収する物質及び次式:
【0009】
【化9】
【0010】
[式中、
R1 は、シアノ基、イソシアネート基、アジド基、スルホニル基、ニトロ基、リン酸基、ホスホニル基、ヘテロアリール基、又は
【0011】
【化10】
【0012】
(ここで、Xは、O、S、NR、もしくはN+ (R)2 であり;
R3 は、R、OR、O−M+ 、OCOOR、SR、NHCOR、NHCON(R)2 、N(R)2 もしくはN+ (R)3 であり、
M+ は、アルカリもしくはアンモニウム部分であり、
Rは、水素、ハロゲン、又はアルキル基もしくはシクロアルキル基である)を表し;そして
R2 は、水素、アルキルもしくはR1 として挙げたものと同じである]
の反復単位を有するポリマーバインダーを含有する転写層、並びに
像様加熱時に前記バインダーが親水性受容体表面に転写されるような当該親水性表面を有する支持体からなる受容体要素を有する。
【0013】
当該集成体を、バインダーを前記受容体に転写して平版印刷版を作成する高強度レーザービームで像様露光する。ネガ型版が作成され、受容体の露光された領域は通常のインクを受け入れ、露光されない領域は親水性である。この転写は比較的低い露光量を必要とする。この版を化学処理もしくは溶液処理することは必要とされず、UV硬化もしくは加熱のような後処理も必要でない。
【0014】
【発明の実施の形態】
Alもしくはポリエステルコートされた親水性平版印刷支持体を、コートされた供与体フィルムで被覆した。当該供与体フィルムは、レーザー放射を吸収する物質及び次式:
【0015】
【化11】
【0016】
[式中、
R1 は、シアノ基、イソシアネート基、アジド基、スルホニル基、ニトロ基、リン酸基、ホスホニル基、ヘテロアリール基、又は
【0017】
【化12】
【0018】
(ここで、Xは、O、S、NR、もしくはN+ (R)2 であり;
R3 は、R、OR、O−M+ 、OCOOR、SR、NHCOR、NHCON(R)2 、N(R)2 もしくはN+ (R)3 であり、
M+ は、アルカリもしくはアンモニウム部分であり、
Rは、水素、ハロゲン、又はアルキル基もしくはシクロアルキル基である)を表し;そして
R2 は、水素、アルキルもしくはR1 として挙げたものと同じである]
の反復単位を有するポリマーバインダーを含有する転写層、並びに
像様加熱時に前記バインダーが親水性受容体表面に転写されるような当該親水性表面を有する支持体からなる受容体要素を有する。
【0019】
当該集成体を、バインダーを前記受容体に転写して平版印刷版を作成する高強度レーザービームで像様露光する。ネガ型版が作成され、受容体の露光された領域は通常のインクを受け入れ、露光されない領域は親水性である。この転写は比較的低い露光量を必要とする。この版を化学処理もしくは溶液処理することは必要とされず、UV硬化もしくは加熱のような後処理も必要でない。
【0020】
基体上に情報を記録するためにレーザービームを変調する手段は当該技術分野では周知であり、ここで詳細に説明する必要は無いであろう。一般的には、それらは、ビームがその領域を横切って予め決められた様式でエネルギーを加える走査メカニズムとして特徴づけることができる。適合する装置は米国特許第3,739,088号(1973年6 月12日発行)明細書に記載されている。
【0021】
一つの態様では、平版印刷版を、Alのような高起電金属からなる塩基受容基体から製造する。従来技術において十分に確立されているように、Al表面をケイ酸ナトリウムもしくは表面を親水性にする他の化合物を用いて、陽極酸化して処理する。
受容体基体は、例えば、金属、ポリマーフィルムもしくは紙を含むいずれの自立型材料にもなることができる。
【0022】
本発明の好ましい態様では、当該支持体は、ゼラチン中に分散されたTiO2 のような親水性層で上塗りされたポリエステル(例えば、Estar TM)である。この受容体プレート面は、親油性材料、必要に応じてレーザー光吸収剤、並びに低い天井温度もしくは分解温度(250℃以下)、良好なインク親和性、受容体表面に転写される材料の良好な結着性、及び印刷時の高耐摩耗性が組合わさった特性を有する化合物のクラスから誘導されるバインダーを含有する供与体で被覆されている。集束されたレーザービームに露光された塗膜が加熱されると、受容体表面への転写を生じる。露光された領域では受容体表面はインク受容性となる。露光されない領域は、清浄で親水性のままである。露光された版を通常の平版オフセット印刷機で用いると、優れた印刷性能が得られる。印刷されたシートは素早くロールアップされ、運転時間は従来開示されている供与体バインダーと比べて長い。後の、処理、焼付けもしくはUV/Vis露光は必要でない。
【0023】
図1は、親水性粗面2を有する受容体支持体1の本発明の一つの態様の断面を示す図である。層3は、透明供与体支持体4上で、レーザー光吸収物質と本発明のバインダーからなる。
供与体基体はいずれの自立型ポリマーフィルムにもなることができる。転写層の吸収強度は、色素、顔料、濃縮顔料、半導体物質、金属、合金、金属酸化物、金属硫化物もしくはそれらの物質の組合せによって与えることができる。レーザー強度、露光時間及び吸収強度の組合せが、加熱、及びこれによるバインダーを転写するのに十分であることが必要なだけである。一つの好ましい態様では、吸収剤材料を転写層それ自体に導入する。吸収剤を、転写層と支持体との間に挿入する別の層、支持体もしくは任意の組合せの層に導入することができる。
【0024】
トップ層と支持体との間、もしくはトップ層と挿入された層との間、又は挿入された層と支持体との間に接着促進層を挿入することができる。蒸着金属のようなレーザー反射層を、供与体を透明支持体を通して露光する場合は、吸収層と転写層との間に導入することができる。レーザー反射層を、供与体を透明受容体を通して露光する場合は、吸収層と供与体支持体との間に導入することができる。例えば、米国特許第5,244,770号明細書に記載されているように、反射防止層を、吸収層の曝される側の吸収層の界面のところに組み入れることができる。当該層(複数でもよい)を、その後親水性受容体表面と向かい合わせに接触させて置くか、もしくは露光装置に取り付けられる供与体上に塗布する。露光装置を印刷機に組み込んで、色見当においてインプレションシリンダー上に画像形成された版を作成することができる。もしくは露光装置をスタンドアロンの装置に組み込むことができる。さらに、この受容体プレートもしくはシリンダー面を、適当な溶剤を用いるか、もしくは他の手段によって印刷後に清浄にすることができ、そして、新しい供与体で再度画像形成された受容体をそれと向かい合わせに接触させて置くことができることも認められる。
【0025】
本発明の転写層は、次式:
【0026】
【化13】
【0027】
[式中、
R1 は、シアノ基、イソシアネート基、アジド基、スルホニル基、ニトロ基、リン酸基、ホスホニル基、ヘテロアリール基、又は
【0028】
【化14】
【0029】
(ここで、Xは、O、S、NR、もしくはN+ (R)2 であり;
R3 は、R、OR、O−M+ 、OCOOR、SR、NHCOR、NHCON(R)2 、N(R)2 もしくはN+ (R)3 であり、
M+ は、アルカリもしくはアンモニウム部分であり、
Rは、水素、ハロゲン、又はアルキル基もしくはシクロアルキル基である)を表し;そして
R2 は、水素、アルキルもしくはR1 として挙げたものと同じである]
の反復単位を有するポリマーバインダー、並びにレーザー光吸収剤を含み、親水性表面を備えた支持体を有する受容体シートと向かい合わせに接触させて配置される。当該集成体を、バインダーを前記受容体に転写して平版印刷版を作成する高強度レーザービームで像様露光する。ネガ型版が作成され、受容体の露光された領域は通常のインクを受け入れ、露光されない領域は親水性である。この転写は比較的低い露光量を必要とし、化学処理もしくは溶液処理することは必要とされず、UV硬化もしくは加熱のような後処理も必要でない。改良された調合物は、良好な印刷ラチチュード、良好なインク受容性、清浄なバックグラウンド及び現行の感熱転写版よりも長い運転時間の版を有する優れた印刷特性を与える。
【0030】
有用なポリマー例を表Iに示す。
【0031】
【表1】
【0032】
本発明に有用な光吸収剤の例は次のものである:
【0033】
【化15】
【0034】
【化16】
【0035】
【実施例】
次の試験例では、供与体/受容体の組を供与体支持体を通して露光した。受容体シートが透明であれば、当該透明受容体を通して露光することによって、転写を達成できることは理解されよう。さらに、例えば、ポリエチレン、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、もしくはポリビニルブチラールのような弾力性ポリマーを含んでなるクッション層を、例えば、当該供与体層とその支持体との間に挿入することも理解されよう。適合するクッション層が、支持体の桁強度による、ほこりの粒子が汚染物質のまわりの広範な距離にわたって供与体と受容層と間の望ましくない分離を起こすいわゆるテントポール(tent pole )効果を減らすことによって、ほこりや塵によって起きる欠陥を最小にすることが認められる。一つの好ましい態様では、弾力性層はポリエチレンのような低Tgポリマーからなる。
【0036】
本発明を次の例に基づいてさらに詳細に説明する。
例1
市販のアルミニウム支持体(Eastman Kodak の0.14mmのG-01、珪酸ナトリウム後処理、酸化物質量2.5g/m2 )を受容体として用いた。0.1mmポリエステル支持体を、0.004g/m2 のFC431 界面活性剤(塗膜均一性のため)を含んだアセトニトリルから、0.054g/m2 のIR吸収性色素(次のIR色素1)及び0.38g/m2 のポリメチルシアノアクリレート、M.W.〜50Kを用いてオーバーコートした。この塗布された供与体をアルミニウム受容体に表を下にして置き、画像形成した。
例2〜33
ポリマーバインダー及びコーティング溶剤を表IIに示したように置換した以外は、正確に例1と同じように例2〜例33を調製した。例28及び29では、示したようにバインダーを全て除いたことに留意されたい。
例34
例34を上記のように、且つ表IIに示したように調製したが、生産機上で塗布した。
【0037】
450mW/チャンネル、9チャンネル/列、約25μm(l/e2 )のスポットサイズ、945ライン/cm(2400ライン/インチ)、及びドラム周53cmで最大1100回転/分でレース(lathe )タイプライターを用いてこれらの例を露光した。
全ての例は、この条件下でいくらかの物質転写を示した。例えば、例1では、受容体プレート上の露光領域は、中性グレーバックグラウンドに対してライトグリーンとして出現した。ニトロセルロースの対照例5は、中性グレーバックグラウンドに対してイエロー像領域を示した。処理、ワイピングもしくはベーキングをしないで、版を通常のAB Dick オフセット印刷機に取付け、市販のファウンテン溶液及びインクを用いて印刷を行った。印刷の本刷りを、画像均一性、ロールアップ時のインク受容性、摩耗特性及び全体性能について評価した。印刷結果を表IIに要約する。選択されたポリマーサンプルも熱重量分析(Tga)によって評価した。ポリマーサンプルを分銅皿に置き、N2 中で10℃/分の速度で加熱した。半分の物質が失われたところの温度を表IIに示す。
【0038】
シアノアクリレートポリマーは、均一な画像転写、良好なインク受容性、及び耐摩耗性を有して、優れた特性を一般的に示した。種々の分子量で良好な結果が達成された。他のバインダータイプは全て問題を被った。例えば、ニトロセルロースは、レーザー感熱要素に有効なバインダーであるとして知られているが、これも容易に分解する。転写されたニトロセルロース及び分解されたIR色素は、僅か数枚で版がすり減った。版の性能は、ポリマー重量が半減した温度との相関は見られなかった。ニトロセルロース及びα−メチルポリスチレンのようなポリマーはその低い天井温度及び/もしくは分解温度のために周知であり、良好な転写特性を有するが、これらのファクター単独では、良好な印刷版を作成するのに十分でない。ペンダントシアノ基を有するバインダーは良好なガス放出体であり、転写要素のバインダーとして記載されているが、この特性も、ポリメタクリロニトリルもしくはスチレン/アクリロニトリルコポリマーを含有するサンプルによって証明されているように、この特徴は、転写された版が良好であると予測するには十分でない。シアノアクリレートの誘導体を含むポリマークラスのそれぞれは優れた性能を与える。
【0039】
【表2】
【0040】
例35−別の受容体
露光して、クロムメッキ鋼からなる受容体に転写した以外は、例1と同じようにこの例の供与体を調製した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な印刷が達成された。
例36−別の受容体
0.1mm(4ミル)ポリエステル支持体上に、TiO2 の分散体3.11g/m2 及びゼラチン0.32g/m2 を塗布して受容体を調製した。上記、例34由来の供与体をこの受容体と向かい合わせて置き、露光した。そしてこのポリエステル受容体印刷版をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な均一な転写が達成された。画像領域は容易にインクを受け入れ、この印刷版はバックグラウンドトーンニングを示さなかった。
例37−画像色素を用いる視覚コントラスト強調
シアン色素−1を0.043g/m2 の濃度でコーティング溶液に添加した以外は、例1と同じように供与体を調製した。この例を露光し、G01 Al受容体に転写した。版上の画像はグレイバックグラウンドに対して満足のゆくシアン色相を示した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な長時間連続印刷が達成された。
例38−画像色素を用いる視覚コントラスト強調
シアン色素−2を0.043g/m2 の濃度でコーティング溶液に添加した以外は、例1と同じように供与体を調製した。この例を露光し、G01 Al受容体に転写した。版上の画像はグレイバックグラウンドに対して満足のゆくシアン色相を示した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な長時間連続印刷が達成された。
例39−画像色素を用いる視覚コントラスト強調
シアン顔料、Cu−フタロシアニンを0.043g/m2 の濃度でコーティング溶液に添加した以外は、例1と同じように供与体を調製した。この例を露光し、G01 Al受容体に転写した。版上の画像はグレイバックグラウンドに対して満足のゆくシアン色相を示した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な長時間連続印刷が達成された。
例40−IR色素を用いる別のレーザー吸収剤
Cyasorb IR-165(American Cyanamid 製)を0.16g/m2 の濃度でコーティング溶液に添加した以外は、例1と同じように供与体を調製した。この例を、1064nmでNd++YAGで書込み、G01 Alに転写した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な印刷が達成された。
例41−クッション層
ポリビニルブチラールを8.64g/m2 の濃度でポリエステル支持体に最初に塗布して供与体を調製した。そして例1のようにオーバーコートした。この例を露光し、G01 Al受容体に転写した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な印刷が達成された。
例42−別のクッション層
共押し出しされたポリエチレン層を有するポリエステル支持体を例1のようにオーバーコートして供与体を調製した。この例を露光し、G01 Al受容体に転写した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な印刷が達成された。
例43−オプションの加熱工程
例36のように二種類の供与体を調製した。この例を露光し、例38に記載したように受容体に転写した。一方の例を120℃に設定した貼合せ機に通すことによって画像形成後に加熱した。この受容体をAB Dick 印刷機に取付け、上記のように印刷を行った。良好な印刷が達成された。加熱した例は加熱しなかった例よりも長い刷りを示した。
【0041】
上記例から、本発明が、中間フィルム及び通常の時間のかかる光学式焼付け法を必要としないでデジタルデータから直接平版印刷版を作成することを可能にすることが判る。それは、他のレーザー版作成プロセスと比較して相対的に低露光量を要する。本発明は、比較的安価で高信頼性のダイオードレーザーを用いる露光に良く適している。さらに、この印刷版は後処理を要しないので、時間を節約し、費用、メンテナンス、及び印刷版処理機の床面積を必要としない。この物質転写印刷版は当該技術分野で公知の他の材料から作成された印刷版よりも優れた性能を有する。本発明の印刷版は、素早くロールアップし、良好なインク分解能を示し、スカムを生じず、ブラインドを生じず、長時間印刷にも優れた耐摩耗性を有する。ポスト露光ベーキングもしくはUV/VIS露光は必要とされない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の平版印刷版を示す断面図。
【符号の説明】
1…受容体支持体
2…親水性粗面
3…供与体
4…供与体支持体
Claims (15)
- R3 がORであり、Rがアルキル基又はアルコキシアルキル基である請求項1記載の転写供与体要素。
- R3 がORであり、Rがアルキル基である請求項1又は2記載の転写供与体要素。
- 前記ビニルポリマーバインダーが、前記式によって規定される2つ又は3つ以上の異なる反復単位を含む請求項1〜3のいずれか一項記載の転写供与体要素。
- R3 がORであり、Rがアルキル基又はアルコキシアルキル基である請求項6記載の集成体。
- R3 がORであり、Rがアルキル基である請求項6又は7記載の集成体。
- 前記ビニルポリマーバインダーが、前記式によって規定される2つ又は3つ以上の異なる反復単位を含む請求項6〜8のいずれか一項記載の集成体。
- R3 がORであり、Rがアルキル基又はアルコキシアルキル基である請求項11記載の平版印刷版を作成する方法。
- R3 がORであり、Rがアルキル基である請求項11又は12記載の平版印刷版を作成する方法。
- 前記ビニルポリマーバインダーが、前記式によって規定される2つ又は3つ以上の異なる反復単位を含む請求項11〜13のいずれか一項記載の平版印刷版を作成する方法。
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