JP4959089B2 - フレキソ印刷版の作製方法 - Google Patents

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Description

【0001】
(発明の背景)
(1.技術分野)
本発明は、フレキソ印刷版の作製方法に関し、特に、感光性要素を熱処理してフレキソ印刷に適したレリーフ構造を形成するための方法に関する。
【0002】
(2.従来技術の説明)
軟質で容易に変形されるものから、包装材料などの比較的硬質な板紙、プラスチックフィルム、アルミニウム箔などに至るまで多岐にわたる表面をプリントするためのものにフレキソ印刷版が知られている。フレキソ印刷版は、米国特許第4,323,637号および同第4,427,759号に記載されているものなどの光重合性組成物から作製可能なものである。光重合性組成物は通常、エラストマーバインダーと、少なくとも1つのモノマーと、光重合開始剤とを含む。感光性要素では通常、光重合性組成物の層が支持体とカバーシートまたは多層カバー要素との間に設けられている。化学線での像様露光時、露光領域で光重合性層の重合が起こり、これによって層が光硬化(不溶化)される。従来、溶剤または水性洗浄液などの適当な溶液で要素を処理し、フレキソ印刷に用いることが可能な印刷用レリーフを残したまま光重合性層の未露光領域を除去している。
【0003】
しかしながら、要素を溶液で処理する現像系では混入した現像液を除去するのに長時間(0.5から24時間)の乾燥が必要であり、時間がかかる。また、これらの現像系を用いると、有毒物となり得る副生廃棄物(溶剤と溶剤と一緒に除去される他の材料の両方)が現像過程で生成されてしまう。
【0004】
溶液現像に伴う問題を回避するために、「乾燥」熱現像法が用いられることがある。熱現像法では、あらかじめ化学線で像様露光した感光層を、感光層の未露光部分の組成物を軟化または溶融させ、吸収剤を流動させるのに十分な温度で吸収剤と接触させる。米国特許第3,060,023号(Burgら)、同第3,264,103号(Cohenら)、同第5,015,556号(Martens)、同第5,175,072号(Martens)、同第5,215,859号(Martens)、同第5,279,697号(Petersonら)を参照のこと。感光層の露光部分は、未露光部分の軟化温度でも硬いまま残り、軟化または溶融することはない。吸収剤は軟化した未照射材料を回収し、感光層から分離/除去する。流動可能な組成物を未照射領域から十分に除去し、印刷に適したレリーフ構造を形成するには、感光層を加熱して接触させるサイクルを数回繰り返さなければならないことがある。このようにして、照射により硬化した組成物の照射画像を表す隆起したレリーフ構造が残る。
【0005】
上記引用特許のMartensによって開示されているような熱現像法で使用するのに適した感光性組成物は主に、放射線硬化型ポリウレタンエラストマーである。Martensには、このポリウレタンエラストマーは溶融転移温度が180℃未満で180℃でのメルトインデックスが少なくとも0.5グラム/分であり、ASTM No.D 1238−70に基づいて測定した場合の溶融した放射線架橋型エラストマー組成物のメルトインデックスが100℃から180℃の温度域で0.5グラム/分から10.0グラム/分の範囲におさらまらなければならないと開示されている。
【0006】
また、Martensの米国特許第5,215,859号には、印刷版を作製するための乾燥現像法にDuPont PLSなどの市販のフレキソ印刷版を用いることができる(PLSなどの市販の版材は、溶剤などの従来の溶液とレリーフを形成するための洗浄過程とを用いて作製される)と開示されている。しかしながら、PLS版材はクリーンアウト性すなわち、熱現像時におけるポリマーの除去性、未硬化部分の除去性が悪いすなわちレリーフ深度が甘く、精細な印刷要素が歪み、ハイライト点が認められることがある。現像時間を延ばすことなく未硬化部分のポリマーの除去性(クリーンアウト性)を改善するために、現像温度を上昇させた。しかしながら、現像温度を上昇させると版材および/または版材用のポリマー基材支持体の精細画像要素の歪みの問題が一層深刻化してしまった。
【0007】
このように、熱現像法に従来のフレキソ印刷要素および/または従来技術のフレキソ印刷要素を用いて印刷版を作製すると、ハイライト点および細線を良質で印刷するのに適したレリーフを形成するには未硬化部分のクリーンアウト性が不十分であるという意味で問題がもちあがる。これらの要素のクリーンアウト性を改善しようと努力すれば逆に系や版材の所望の性能が低下する。感光層の加熱と接触のサイクル数を増やせば逆に熱現像系の生産性を維持しにくくなる。また、感光性要素を加熱し、層の未硬化部分を一層容易に溶融または流動させるための温度を上昇させると、要素の寸法完全性を維持しにくくなる場合がある。
【0008】
(発明の概要)
本発明の目的は、乾燥熱現像工程を用いてフレキソ印刷版を作製する方法を提供することにある。
【0009】
本発明の別の目的は、熱処理によって要素の未硬化部分を除去し、ハイライト点および細線の良質印刷に適したレリーフを提供することが容易に行える感光性要素を提供することにある。
【0010】
本発明のさらに他の目的は、歪むことのないように硬化部分が十分に硬化されている感光性要素を提供することにある。ハイライト点および細線の良質印刷に適したレリーフを得るための熱処理の過酷な条件に耐えることができる。
【0011】
本発明によれば、支持体上に光重合性エラストマー層を有する感光性要素を提供し、この要素を化学線で像様露光して放射線に露光された領域を重合し、この要素を熱処理し、重合されなかった材料を要素から除去してレリーフ表面を形成するフレキソ印刷版の製造方法が得られる。本方法において有用な感光性要素としては、少なくとも1つの熱可塑性バインダーと、付加重合可能な少なくとも1つの化合物と、光重合開始剤とを含む組成物を有する、光重合性エラストマー層であって、2.16キログラム重下で140℃でその層が少なくとも4グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、化学線に露光し、動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットを決定する場合にその層が0.18未満の勾配を示す光重合性エラストマー層があげられる。
【0012】
本発明の別の態様によれば、支持体上に光重合性エラストマー層を有する感光性要素を提供し、この光重合性層を大気中の酸素の存在下でin−situマスクを通して化学線で像様露光し、放射線に露光された領域を重合し、この要素を熱処理し、重合されなかった材料を要素から除去し、かつレリーフ表面を形成するフレキソ印刷版の製造方法が得られる。本方法において有用な感光性要素としては、支持体上に、少なくとも1つの熱可塑性バインダーと、付加重合可能な少なくとも1つの化合物と、光重合開始剤とを含む組成物を有する光重合性エラストマー層であって、化学線に露光し、動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットを決定する場合にその層が0.20未満の勾配を示す少なくとも1つの光重合性エラストマー層を含む。
【0013】
(好ましい実施形態の説明)
本発明の方法は特定のレオロジー特性を持つ感光性要素からフレキソ印刷版を作製するものであり、像様露光する工程と、吸収剤を用いて熱処理し、レリーフ表面を形成する工程とを含む。特定のレオロジー特性を持つ限られた感光性要素が、熱処理に伴う条件に耐え、未硬化部分に対する良好な除去性(クリーンアウト性)を得て高品質のフレキソ印刷に適したレリーフ表面を提供することができるものである。また、本方法で用いる感光性要素では、所望の画像から歪みなく精細画要素を再生することが可能である。このような特定のレオロジー特性を持つ感光性要素によって、この要素用の版材および/または支持体の微細面での特徴に悪影響を及ぼすことのない加工条件を用いることができるようになる。また、本発明において有用なこれらの光重合性エラストマー層は、加熱と接触のサイクル数を抑えるおよび/または温度を下げて効果的に加工可能なものである。
【0014】
本方法の第1工程は、感光性要素を提供することである。この感光性要素は、支持体上に光重合性エラストマー層を有する。本願明細書において使用する「光重合性」という用語では、光重合性の系、光架橋性の系またはその両方を包含することを意図している。光重合性エラストマー層は、熱可塑性バインダーと、少なくとも1つのモノマーと重合開始剤とを含む組成物で構成され、ここで、重合開始剤は化学線に対する感受性を持ち、好ましくはUV光線に対する感受性を持つものである。熱可塑性バインダーは、好ましくはエラストマーである。
【0015】
熱可塑性バインダーは、一種類のポリマーであってもよいし複数のポリマーからなる混合物であってもよい。バインダーには、ポリイソプレン、1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエン、ブタジエン/アクリロニトリルをはじめとして、共役ジオレフィン炭化水素の天然または合成のポリマーを含む。好ましくは、この熱可塑性バインダーは、A−B−A型ブロックコポリマーのエラストマーブロックコポリマーであり、ここで、Aは非エラストマーブロック、好ましくはビニルポリマー、最も好ましくはポリスチレンを示し、Bはエラストマーブロック、好ましくはポリブタジエンまたはポリイソプレンを示す。最も好ましい熱可塑性エラストマーバインダーはポリ(スチレン/イソプレン/スチレン)ブロックコポリマーである。このA−B−Aブロックコポリマーでは、好ましくは非エラストマー対エラストマー比が10:90から35:65の範囲にある。バインダーについては感光層の少なくとも60重量%の量で存在すると好ましい。
【0016】
この光重合性エラストマー組成物は、曇りがなく透明な感光層が生成される程度にバインダーと相溶でなければならない、付加重合可能な少なくとも1つの化合物を含有する。この付加重合可能な少なくとも1つの化合物は、モノマーとも呼ばれ、一種類のモノマーであっても複数のモノマーからなる混合物であってもよい。エラストマー組成物で使用可能なモノマーは従来技術において周知であり、少なくとも1つの末端エチレン基を持つ付加重合エチレン性不飽和化合物があげられるが、これに限定されるものではない。通常、モノマーは比較的低分子量(約30,000未満)である。好ましくは、モノマーは約5000未満と比較的低分子量である。好適なモノマーの一例として、t−ブチルアクリレート、ラウリルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレートおよびヘキサンジオールジメタクリレートなど、アルカノールなどのアルコールおよびポリオールのアクリレートおよびメタクリレートモノエステルおよびポリエステル;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレートなどのアルキレングリコール;トリメチロールプロパントリアクリレートなどのトリメチロールプロパン;エトキシル化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;ポリアクリロールオリゴマーなどがあげられるが、これに限定されるものではない。ポリアクリロールオリゴマーを使用する場合、このオリゴマーは分子量が1000を上回るものであると好ましい。単官能性および多官能性アクリレートまたはメタクリレートの混合物を使用してもよい。好適なモノマーの例としては他に、イソシアネート、エステル、エポキシドなどのアクリレートおよびメタクリレート誘導体があげられる。モノマーのさらに別の例として、アクリレート化液状ポリイソプレン、アクリレート化液状ポリブタジエン、ビニル含有量の多い液状ポリイソプレン、ビニル含有量の多い液状ポリブタジエン(すなわち1,2−ビニル基の含有量が20重量%を超える)があげられるが、これに限定されるものではない。モノマーのさらに別の例が、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、Feinbergらの米国特許第4,894,315号に記載されている。付加重合可能な化合物(モノマー)はエラストマー組成物に対して少なくとも5重量%、好ましくは10から20重量%量で存在する。
【0017】
感光性エラストマー層は光重合開始剤を含む。光重合開始剤とは化学線への露光時に遊離基を生成する化合物である。周知のクラスの光重合開始剤のうちいずれを用いてもよく、特に、キノン、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル、アリールケトン、過酸化物、ビイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシアルキルフェニルアセトフェノン、ジアルキルアセトフェノンなどの遊離基光重合開始剤を用いるとよい。あるいは、光重合開始剤は、1つが光線で活性化された増感剤によってそのようにされたときに遊離基を提供する複数の化合物の混合物であってもよい。好ましくは、重合開始剤は、可視光線または紫外線に対して感受性のものである。
【0018】
光重合性エラストマー層に対する他の添加剤として、着色剤、加工助剤、酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤があげられる。加工助剤は、低分子量α−メチルスチレンポリマーまたはコポリマーなどエラストマーブロックコポリマーと共存可能な低分子量ポリマーのようなものであってもよい。オゾン亀裂防止剤としては、炭化水素ワックス、ノルボルネン、植物油があげられる。好適な酸化防止剤としては、アルキル化フェノール、アルキル化ビスフェノール、重合されたトリメチルジヒドロキノン、ジラウリルチオプロピネートがあげられる。
【0019】
驚くべきことに、所望のレリーフを確実に生成し、熱処理後に良好な印刷性能を得るには、光重合性エラストマー層は特定のレオロジー特性が特定の範囲内にあるものでなければならないことが見出された。特定の加工状況下で、特に従来のフォトツールを用いて像様露光する場合、光重合性エラストマー層は、140℃で2.16kg重下で少なくとも4グラム/10分のメルトフローインデックスを有しなければならない。また、光重合性エラストマー層は、1mm厚の層として600から1000mジュール/cm2のエネルギに露光したときに、直径30ミリメートルの平行板(parallel−plate)形で140℃±2℃にて測定した周波数範囲1.6から50Hzにおける動的貯蔵弾性率(G′)対発振周波数のlog−logプロットが0.18未満の一次勾配(linear with a slope)になる特性を示すものでなければならない。測定は5ミリニュートン−メートルのトルク振幅および一定応力で行う。このようなG′の測定および勾配の計算に関連した誤差はおおよそプラスマイナス0.02である。以下、動的貯蔵弾性率G′および周波数のlog−logプロットの勾配を、G′の勾配と呼ぶ。好ましくは、感光性要素を従来のフォトツールで像様露光した場合、光重合性エラストマー層は140℃で2.16kg重下で少なくとも5グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、0.18未満のG′の勾配を有する。さらに好ましいのが、光重合性エラストマー層の140℃で2.16kg重下で少なくとも5グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、0.16未満のG′の勾配を有する。より好ましくは、光重合性層は140℃で2.16kg重下で7.5グラム/10分を超えるメルトフローインデックスを有し、0.16未満のG′の勾配を有する。最も好ましくは、光重合性エラストマー層は、140℃で2.16kg重下で10グラム/10分を超えるメルトフローインデックスを有し、0.14未満のG′の勾配を有する。
【0020】
メルトフローインデックスは、メルトインデックスとも呼ばれ、特定の温度および圧力(剪断率)での熱可塑性ポリマーの粘度特性について説明し、比較する上で容易に利用できる方法である。本発明に限っていえば、メルトフローインデックス(MFI)は、0.0825インチ(2.0955mm)のオリフィスを介して2.16kg重下で10分間強制的に流動させることが可能な140℃における光重合性材料のグラム数である。ポリマー材料のメルトフローインデックスの測定値については、ASTM No.D 1238−98に従って決定することが可能である。特定温度で溶融または流動しやすい光重合性エラストマー材料の方が、同じ温度で溶融または流動しにくい他の材料よりメルトフローインデックスが高い。すなわち、メルトフローインデックスが高くなればなるほど、材料が流動または溶融するのに受ける抵抗が小さくなる。本願明細書にて説明する本発明では、メルトフローインデックスが高い(140℃で2.16kg重下で4グラム/10分を超えるMFI)と、熱現像時に一層穏やかな加工条件で稼動させられる可能性が得られる。
【0021】
G′の勾配は、特定の条件のセットでの光重合性材料に関連した機械的強度の度合いを示すものである。G′の勾配は動的貯蔵弾性率G′の対数とHz単位で測定した周波数fの対数との関係の線形回帰である。貯蔵弾性率G′は、ポリマーの固体挙動を示すものである、周波数fは、試料に剪断を加えた場合の振動周波数をHzで表したものである。架橋した系では、log−logプロット上の貯蔵弾性率G′と周波数fとの関係が、比較的広い周波数範囲にわたる線形の関係になる。溶融物の粘度が無限大に達する点であるゲル点で、貯蔵弾性率G′および損失弾性率G′′が周波数fの平方根に正比例して上昇するため、勾配はm=0.5になる。完全に架橋した系の貯蔵弾性率G′は、広い周波数範囲にわたって周波数fとは無関係であるため、勾配はゼロ(m=0)になる。架橋したポリマー系の粘弾性の動的な測定と、貯蔵弾性率G′および周波数fをはじめとする特性については、M. Pahl、W. Gleissle、H.M.Laun、Praktische Rheologie der Kunststoffe und Elastomere、VDI Verlag、Duesseldorf、1991; H.H.Winter、F.Chambon、J.Rheol. 30、367 (1986);およびJ.D.Ferry: Viscoelastic Properties of Polymers、第3版、New York、John Wiley & Sons、1980に説明されている。
【0022】
このように、曲線の勾配を架橋したポリマー系の変形または剪断に対する機械的強度を定量化する手段としてみなすことができる。貯蔵弾性率G′および周波数fのlog−logプロットでは、機械的強度または耐剪断性の高いフォトポリマー材料で勾配が小さく(m=0に近い)、架橋の程度が弱い系の方が勾配の値が大きくなる(m=0.5に近い)。貯蔵弾性率G′および周波数fのlog−logプロットは低めの周波数では線形の挙動からずれることがある。したがって、勾配mに対する正確な線形回帰を決定する際には、プロットがほぼ線形の状態になる高めの周波数で行う必要がある。本発明では、線形近似が有効になる1.6から50Hzの周波数範囲で感光性要素の勾配mを求めている。
【0023】
驚くべきことに、レリーフ構造を形成するために熱現像の過程を経る感光性要素には高い機械的強度すなわち剪断または変形に対する耐性が備わっている必要があることが見出されている。。G′の勾配は、要素の露光領域の機械的強度を示す目安である。露光領域におけるハイライト点、独立した線、細線には、熱処理時に高温下で特定の剪断力が加わるため、要素の機械的強度はこれらの感光性要素において特に重要である。微細面での特徴の歪みを回避し、さらには破損までも回避するために、光重合性材料は硬化した状態で剪断および/または変形に対する耐性のあるものでなければならない。光重合性材料の機械的強度を定量化するする手段として、特定の温度でのlog−logプロットで貯蔵弾性率G′対周波数fの曲線を線形回帰して得られたG′の勾配を用いる。試験用として好ましい温度は120から150℃であり、最も好ましくは140℃である。G′の勾配は露光状態における特定の光重合性材料に関連した機械的強度を示す目安であるため、周波数fに対する貯蔵弾性率G′を評価する前に光重合性材料を露光する。光重合性材料の1mm厚の版材を露光するのに適した好ましい露光エネルギは約600から1000mジュール/cm2であり、最も好ましくは800mJ/cm2である。G′の勾配を決定するための光重合性材料を、感光性要素を像様露光するのに用いるのと同じタイプの光線を用いて露光する。好ましくは、化学線は波長340から380nmの紫外線である。
【0024】
感光性要素が後述するようなin−situマスクを含むものであり、好ましくは大気中の酸素の存在下にてこのin situマスクを介して像様露光し、熱処理すると、140℃にて2.16kg重下で少なくとも4グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、0.18未満のG′の勾配を有するエラストマー層に対する予想外の例外が発生する。この場合、メルトフローインデックスがもはや制約要因にはならず、メルトフローインデックスが4グラム/10分よりも低いエラストマー層のある感光性要素が熱加工で十分に現像されることが見出された。明らかに熱加工できるようにするには、版材のメルトフローインデックスがゼロ以外でなければならないため、上記のセクションにおいて説明したようにして測定した場合に0.5グラム/10分を上回るメルトフローインデックスが好ましい。また、in−situマスクを介して像様露光する感光性要素ではさらに穏やかな熱処理条件を用いるようにしてもよい。このように、精細画像要素を変形させることなくG′の勾配(上述したようにして測定)が0.2と高いエラストマー層のある感光性要素をうまく加工することができる。この所見については実施例3および比較例3A〜3Cで明らかにする。
【0025】
この光重合性エラストマー組成物は熱現像時に部分的に液化させることが可能なものである。すなわち、未硬化のエラストマー組成物は、熱現像時には相応の加工温度または現像温度で軟化または溶融または流動するが、通常の貯蔵時に常温流れすなわち寸法の変化が生じることのないものでなければならない。
【0026】
この光重合性層の厚みは、所望の印刷版のタイプに応じて、たとえば約0.005インチから約0.250インチ以上(約0.013cmから約0.64cm以上)など広範囲にわたって変えることが可能なものである。感光性要素は、要素が後述するような所望の特性を持つ限りにおいて、同一、類似、異なる光重合性エラストマー組成物からなる2層以上の光重合性エラストマー層を含むものであってもよい。
【0027】
この光重合性層自体、バインダー、モノマー、重合開始剤、その他の成分を混合することで、多くの方法によって形成できるものである。光重合性混合物をホットメルトにした後、所望の厚さまでカレンダー処理すると好ましい。組成物を溶融し、混合し、脱気し、濾別する機能を達成するには、押出機を用いればよい。混合物を押出した後、これを支持体とカバーシートとの間でカレンダー処理する。あるいは、光重合性材料を金型で支持体とカバーシートとの間に挟むようにしてもよい。このようにした後、熱および/または圧力を加えて層を平らにプレスする。従来の手法を用いて積層するか、あるいは同時押出することによって、二層または多層の光重合性層を形成することが可能である(米国特許第5,049,478号を参照のこと)。
【0028】
支持体は、フレキソ印刷版の作製に利用される感光性要素で従来から用いられている可撓性の材料であれば、どのような材料であってもよい。好適な支持体材料の一例としては、付加重合体および線状の縮合重合体によって形成されるものなどのポリマーフィルム、ガラスファイバなどの透明の発泡体および布帛、アルミニウム、スチール、ニッケルなどの金属またはこれらの複合体があげられる。好ましい支持体のひとつにポリエステルフィルムがある。特に好ましいのはポリエチレンテレフタレートである。支持体は一般に、厚さ0.002から0.010インチ(0.0051から0.025cm)であり、好ましい厚さは0.003から0.008インチ(0.0076から0.020cm)である。支持体は、シート状であってもスリーブなど円筒状であってもよい。ポリマーフィルムで作られた可撓性スリーブであれば、一般に紫外線に対する透光性があり、円筒形の印刷用要素における下層(floor)を形成するためのバックフラッシュ露光に対応するため好ましい。このスリーブは、単層の可撓性材料からなるものであっても多層の可撓性材料からなるものであってもよい。多層のスリーブは、可撓性材料の層と層との間に接着層またはテープを含むものであってもよい。好ましいのは、米国特許第5,301,610号に記載されているような多層スリーブである。スリーブは一般に、壁厚が10から80ミル(0.025から0.203cm)以上である。要素で使用するのに適した支持体の他の例がBassらによる米国特許第3,146,709号およびHoageらによる米国特許第4,903,597号に開示されている。
【0029】
任意に、支持体は光重合性層を支持体に接着しやすくするための接着剤材料またはプライマーからなる下塗り層を持つものであってもよい。あるいは、支持体にコロナ処理などの火炎処理または電子処理を施してもよい。処理層またはプライマー層は、支持体がポリマーフィルムからなるものである場合に特に有用である。
【0030】
本発明の感光性印刷用要素はさらに、少なくとも1つの光重合性層上に1層以上の別の層を含むものであってもよい。光重合性層上の別の層としては、剥離層、化学線不透過層、バリア層、感光性要素の表面の特徴を変化させる層があげられる。別の層を1層設けることで、感光性要素に複数の機能を持たせられる場合がある。1層以上の別の層で光重合性層を被覆するようにしてもよい。化学線不透過層を設けるのであれば、光重合性層と光線不透過層との間にバリア層を少なくとも1層挟むようにしてもよい。バリア層を設けると、光重合性層と光線不透過層との間での材料の移行が最小限に抑えられる。モノマーや可塑剤は、隣接する層で用いられている材料に対して相溶性である場合に経時的に移行する可能性がある。このような移行は、たとえば、光重合性層から光線不透過層へと発生し得るものである。この場合、光線不透過層の赤外感受性が変化してしまうことがある。また、この移行によって画像形成後の光線不透過層にスミアリングや粘着が生じることもある。
【0031】
光重合性層の表面は粘着性のことがあるため、表面が実質的に非粘着性である剥離層を光重合性層の支持体とは反対側の表面に適用するようにしてもよい。このような剥離層を用いることで、一時的に用いる任意のカバーシートの除去時に光重合性層の表面が破損してしまうのを防ぐことができ、光重合性層が決してカバーシートに密着しないようにすることができる。画像の露光時、剥離層があれば画像のあるマスクすなわちフォトツールが光重合性層と結合してしまうのを防ぐことができる。剥離層は化学線の影響を受けないものである。剥離層は可撓性かつ透明で、粘着性のないものでなければならない。好ましくは厚さが少なくとも0.5ミクロンであるが10ミクロン未満、さらに好ましくは4ミクロン未満の薄い層が適している。剥離層は、使用するフレキソ印刷要素で許容可能な現像温度の範囲において吸収剤と接触させることで着脱自在であると好ましい。剥離層に適した材料の例は従来技術において周知であり、たとえば、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コポリマー、非晶質インターポリマーおよびこれらの組み合わせがあげられる。適した剥離層の一例が、WangによるEP 0 665 471に開示されている。また、剥離層は、任意に光重合性層と化学線不透過層との間に挟まれていてもよいバリア層の第1の実施形態としても適している。
【0032】
感光性印刷用要素はさらに、光重合性層の支持体とは反対側の表面よりも上に配置された化学線不透過層を含むものであってもよい。化学線不透過層は、実質的に表面全体を被覆するものであってもよいし、光重合性層の画像形成可能な部分のみを被覆するものであってもよい。化学線不透過層は、実質的に化学線を透過せず、好ましくは赤外線に対して感受性である。化学線不透過層については、バリア層と併用してもよいし併用しなくてもよい。バリア層と併用する場合、このバリア層は光重合性層と光線不透過層との間に設けられる。化学線不透過層は、光線不透過性材料と、赤外線吸収材料と、任意のバインダーとを含む。カーボンブラックやグラファイトなどの暗色の無機顔料、顔料、金属および金属合金の混合物が一般に、赤外感受性材料および光線不透過性材料の両方として機能する。任意のバインダーは、自己酸化するポリマー、自己酸化しないポリマー、熱化学的に分解可能なポリマー、ブタジエンおよびイソプレンとスチレンおよび/またはオレフィンのポリマーおよびコポリマー、ピロール化可能なポリマー、両性インターポリマー、ポリエチレンワックス、上述した剥離層として従来から用いられている材料、これらの組み合わせを含むがこれに限定されるものではないポリマー材料である。赤外感受性層の厚みは、感受性と不透過度の両方が最適になる範囲とし、一般には約20オングストロームから約50マイクロメートルである。化学線不透過層は、化学線と下にある光重合性層の重合を効率よくブロックするために、透過光学濃度が2.0を超えるものでなければならない。
【0033】
化学線不透過層は、(従来の画像透過またはフォトツールではなく)一般には赤外線レーザー光であるレーザー光線を用いて感光性要素用の画像のマスクを形成するデジタルDTP画像技術で用いられる。デジタル的な方法では、レーザー光線によって、光重合性層の表面またはこれよりも上に配置されたマスク画像がin−situで形成される。マスク画像を形成するためのデジタル的な方法では、像様露光前に感光性要素を作製するのに1工程以上の工程が必要である。通常、in−situマスク形成のデジタル的な方法では、光線不透過層を支持体とは反対側の感光性要素の表面から選択的に除去するか、またはこの表面に移動させる。感光性要素上の光線不透過層でマスクを形成する方法に制限はない。感光性要素は、光重合性層の表面より上にある化学線不透過層を含むものであってもよく、光重合性層の全面を被覆または実質的に被覆する。この場合、Fanの米国特許第5,262,275号、Fanの米国特許第5,719,009号、FanのEP 0 741 330 A1、Van Zoerenの米国特許第5,506,086号および同第5,705,310号に開示されているように、赤外線レーザー光によって、光線不透過層が像様除去すなわち熱消去または気化され、in−situマスクが形成される。Van Zoerenの米国特許第5,705,310号に開示されているように、感光性要素から材料が除去されるため、これを捕捉する材料捕捉シートをレーザーへの露光時に光線不透過層と隣接させて設けるようにしてもよい。光線不透過層の感光性要素から除去されなかった部分が要素上に残り、in−situマスクが形成される。
【0034】
もう1つのデジタル的なマスク形成方法では、最初は感光性要素に化学線不透過層は含まれない。光線不透過層のある別の要素が、一般には光重合性層である、支持体とは反対側の感光性要素の表面と光線不透過層とが隣接するようにして感光性要素との間で集合体を形成する。(これを設ける場合、感光性要素に関連したカバーシートは一般に集合体を形成する前に除去される。)別の要素に取出(ejection)層または加熱層などの他の層を1層以上含むようにしてデジタル露光過程を補助するようにしてもよい。ここで、光線不透過層は赤外線に対しても感受性である。Fanらによる米国特許第5,607,814号、Blanchettによる米国特許第5,766,819号、同第5,840,463号、EP 0 891 877 Aに開示されているように、この集合体は赤外線レーザー光で像様露光され、光線不透過層を選択的に転写または選択的に光線不透過層の接着バランスを変化させ、光重合性層の表面またはそれよりも上に配置された画像を形成する。像様転写過程の結果として、光線不透過層の転写された部分のみが感光性要素に残り、in−situマスクが形成される。
【0035】
また、光線不透過性材料をインクジェット用のインキの状態で像様塗布することによってデジタルマスク形成を達成できることも考えられる。インクジェット用インキの像様塗布は、光重合性層に対して直接行ってもよいし、感光性要素の別の層の上にある光重合性層よりも上に配置するようにしてもよい。デジタルマスク形成を達成できると考えられるもう1つの方法として、別のキャリア上に光線不透過層のマスク画像を作成し、熱および/または圧力を加えてこれを光重合性層の支持体とは反対側の表面に転写することによるものがある。光重合性層は一般に粘着性であるため転写された画像はそこに保持される。転写後、別のキャリアを要素から除去した上で像様露光を行う。別のキャリアは、光線不透過層を選択的に除去して画像を形成するためにレーザー光線で像様露光される光線不透過層を持つものであってもよい。
【0036】
また、2層以上の別の層または2種類以上の層を用いることも可能である。別の層として厳密に何を選択すればよいかは、光重合性層の性質、化学線不透過層の有無、光線不透過層の性質、感光性要素に対する他の物理的な要件に左右される。
【0037】
感光性要素は、支持体とは反対側すなわち光重合性エラストマー層または剥離層の一番上に保護カバーシートを含むものであってもよい)。カバーシートに適した材料の一例として、ポリエステル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フルオロポリマーなどの薄いフィルムがあげられる。
【0038】
化学線不透過層からin−situマスクを形成するための赤外線レーザー露光については、750から20,000nmの範囲で光を放射するさまざまなタイプの赤外線レーザーを用いて実施できる。赤外線レーザーには、780から2,000nmの範囲で光を放射するダイオードレーザーが含まれ、1064nmの光を放つNd:YAGレーザーが好ましい。化学線不透過層を感光性要素から像様除去するための赤外線レーザー露光に好ましい装置および方法が、Fanらによる米国特許第5,760,880号および同第5,654,125号に開示されている。in−situマスク画像は化学線に対して全面露光する以後の工程で感光性要素上に残り、任意に熱処理時にも残るものであってもよい。本発明の方法における次の工程は、マスクを通して感光性要素を化学線に全面露光し、光重合性層を像様露光することである。このマスクはフォトツールすなわち不透明な領域と透明な領域からなる画像のあるフィルムであってもよいし、光重合性層の上に設けられた化学線不透過層から形成されたin−situ画像であってもよい。光重合性エラストマー層のうち放射線に露光された部分は、化学的に架橋して硬化する。光重合性エラストマー層のうち放射線に露光されなかった部分は未硬化のまま残る。照射されて硬化した部分は高温ですら溶融することができず、通常の条件下でフレキソ印刷インキに不溶である。「通常の」条件とは、フレキソ版の温度が約12℃から31℃の間にある条件を含む。組成物層のうち未照射(未露光)の部分は硬化せず、照射されて硬化した部分よりも溶融温度が低い。感光性要素をフォトツールで像様露光した後、このフォトツールを除去した上で感光性要素の熱処理を行う。in−situマスク画像のある感光性要素の場合、熱処理の間にマスクを除去すると好ましいが、感光性要素の熱処理前の別の工程でこれを除去することも可能である。この光重合過程では、使用する化学線の由来およびタイプに制限はなく、紫外線であると好ましい。化学線源としては、紫外線および可視波長の領域が包含される。各化学線源の適性は、フレキソ印刷版の作製に使用する少なくとも1つのモノマーと重合開始剤の感光性によって決まる。最も一般的なフレキソ印刷版の好ましい感光性は、室内光安定性が高いことからスペクトルのUV領域と深UV領域にある。点源から放射線を発生させることもできるし、平行光線または発散する光線の形で発生させてもよい。好適な可視光線源または紫外線源の一例としては、カーボンアーク、水銀灯アーク、蛍光ランプ、電子フラッシュユニット、電子ビームユニット、写真用フラッドランプがあげられる。最も好適な紫外線源が蛍光ランプと水銀灯であり、特に太陽灯である。これらの放射線源は通常、310〜400nmの長波のUV光線を放射する。
【0039】
化学線露光時間は、放射線の強度およびスペクトルエネルギ分布、その感光性要素からの距離、光重合性層の組成物の性質および量に応じて数秒から数分の間で変動し得る。露光温度は好ましくは周囲温度またはそれよりも少し高い程度すなわち約20℃から約45℃である。
【0040】
in situマスクのある感光性要素であれば、化学線に対する感光性要素の像様露光を大気中の酸素の存在下で行っても非存在下で行ってもよい。露光を真空中で行えば大気中の酸素は除去される。真空中で露光し、その層で発生する重合反応に対する酸素による影響を最小限に抑えるようにしてもよい。透明画を介して露光される感光性要素であれば、露光を真空中で行って透明画と感光性要素とを良好な状態で確実に接触させる必要がある。
【0041】
本発明の方法はまた、裏露光またはバックフラッシュの工程を含むものであってもよい。これは支持体を介しての化学線に対するブランケット露光である。これは、重合される材料の浅い層または下層を光重合性層の支持体側に形成し、光重合性層を増感させるときに用いられる。下層によって光重合性層と支持体との密着性が向上し、版材用のレリーフの深さが得られる。バックフラッシュ露光は、他の画像形成工程の前、後または途中に行うことができる。通常、バックフラッシュ露光を像様露光の直前に行うと好ましい。しかしながら、フォトツールを介して露光され、熱処理される感光性要素では、バックフラッシュ露光を像様露光よりも後に行うと好ましい。上述した従来の放射線源のうちいずれを用いてバックフラッシュ露光工程を実施してもよい。バックフラッシュ時間は通常、数秒から最大でも約数分までである。
【0042】
像様露光された感光性要素は、露光後の要素を熱処理してレリーフ画像またはパターンを現像する本方法の次の工程にいつでも移すことのできる状態にある。要素を熱処理することには、要素の未露光の(未硬化の)部分を軟化または溶融または流動させるのに十分な温度で露光後の光重合性層を加熱し、この層を吸収剤表面に接触させて溶融または流動した部分を吸収させることを含む。「溶融する」という表現を、吸収剤が吸収できるように軟化させて粘度を落とす高温下での光重合性エラストマー層の未照射部分の挙動を示す目的で使用する。光重合性層の溶融可能な部分の材料は通常、固体と液体との間の遷移が急唆ではない粘弾性の材料であるため、この過程は、吸収剤における吸収の一定の閾値を超える温度であればどのような温度でも加熱後の組成物層を吸収するように機能する。本発明の目的で組成物層を「溶融する」には広い温度範囲を利用することができる。この過程での作業がうまくいっている間は、吸収は温度が低くなればなるほど遅くなり、温度が高くなれば高速になる。
【0043】
光重合性エラストマー層を加熱し、この層と吸収剤とを接触させる熱処理工程は、吸収剤と接触させるときに光重合性エラストマー層の未硬化部分が軟らかいままであるか溶融状態にある限りにおいて、同時に実施してもよいし順次行ってもよい。伝導、対流、放射または他の加熱方法で、未硬化部分を溶融させるには十分であるが層の硬化部分に歪みが生じるほど高くはない温度まで光重合性エラストマー層を加熱する。このとき、表面温度約40℃から約200℃(104〜392°F)、好ましくは100から160℃まで光重合性層を加熱し、未硬化部分を溶融または流動させる。吸収剤は加熱された感光性要素の光重合性エラストマー層の表面と接触し、エラストマー層の軟化した部分または溶融した部分または流動している部分を未照射部分から吸収して、レリーフパターンまたは表面を得るために未硬化部分が除去されたフレキソ印刷版を形成する。未硬化の領域で溶融した光重合性エラストマー層に対する吸収剤の多少なりとも密な接触を維持することによって、光重合性層から吸収剤に未硬化の感光性材料が転写される。依然として加熱した状態のまま、支持体層と接触している硬化したエラストマー層から吸収剤を分離し、レリーフ構造を見えるようにする。光重合性エラストマー層を加熱して溶融した層の(部分)を吸収剤と接触させる工程のサイクルについては、未硬化の材料を適宜除去して十分なレリーフ深度を得るのに必要な回数だけ繰り返すことが可能である。しかしながら、好適な系性能を得るにはサイクル数を最小限に抑えると望ましく、一般に光重合性要素を5から15サイクルで熱処理する。
【0044】
感光性要素を熱的に現像するための好ましい装置が、Petersonらの米国特許第5,279,697号ならびに2000年9月6日に出願されたJohnsonらの国際特許出願第PCT/US00/24400号(IM−1289 PCT)に開示されている。熱処理を実施するにあたり、感光性要素をドラムの表面に設けてもよいし平坦な面に設けてもよい。
【0045】
融点が放射線硬化型組成物の未照射部分または未硬化部分の融点を超え、同じ動作温度での引裂き抵抗が良好な吸収剤を選択する。好ましくは、加熱時に感光性要素を加工するのに必要な温度に耐える材料を選択する。吸収剤については、不織布材料、紙原料、繊維織材料、連続気泡フォーム材料、その内側の体積空間の実質的な部分が多少なりとも空隙率として含まれる多孔性材料から選択する。吸収剤はウェブであってもシート状であってもよい。層の硬化部分からエラストマー層の未硬化部分を除去するのに利用する好ましい吸収剤については、未硬化の光重合性材料の溶融温度を含んで若干この温度を超える程度までの温度に対する内部強度および引裂き抵抗のある吸収剤から選択する。吸収剤はまた、溶融したエラストマー組成物に対する吸収率の高いものでなければならない。好ましいのは不織ナイロンウェブである。
【0046】
層と吸収剤とを一緒に押圧することで、(未硬化部分が溶融している間)吸収剤と光重合性層との密な接触を維持することができる。1平方センチメートルあたり約2.11キログラムから1平方センチメートルあたり約4.92キログラムまでの間の実質的に均一の圧力をかけると望ましく、加工時の好ましい圧力は1平方センチメートルあたり約3.16キログラムである。圧力をかけて吸収剤を強制的に光重合性層と密着させる。感光性要素のレリーフの特徴を損なうことなく層表面から吸収剤への吸収を促進するのであれば、1平方センチメートルあたり約0.70キログラムから1平方センチメートルあたり約7.03キログラムのわずかな接触面積が適していると思われる。
【0047】
ほとんどのフレキソ印刷版を均一に後露光し、光重合過程が完全に行われ版材が印刷および貯蔵時に安定するようにする。この後露光工程では、主露光時と同じ放射線源を利用する。
【0048】
通常、表面の粘着性が後露光で取り除かれることはないため、表面が粘着性のままである場合に適用できる任意の現像後処理に粘着防止(光仕上げ(light finishing))がある。
【0049】
(実施例)
(試験方法)
メルトフローインデックスの測定
Zwick 4100 Fliesspruefgeraet機器(ドイツのウルムにあるZwick Roellによる)を用いてメルトフローインデックス(MFI)を求めた。この機器を、使用荷重が2.16kgになり、オリフィスのサイズが0.0825インチ(2.0955mm)になるように設定した。光重合性材料の小さな試料(合計約8グラム)を140℃まで加熱し、オリフィスを介して加圧した。特定時間内にオリフィスから出る材料の量を秤量し、g/10分を単位に計算した。
【0050】
(G′測定値の勾配)
測定装置:
Paar Physica動的粘弾性測定装置(型番Rheolab MC 120)(ドイツのシュトゥットガルトにあるPaar Instrumentを動的粘弾性測定用の平行板形で用いた。140℃±2℃の温度で0.03から50Hzの周波数掃引を行った。使用した版材直径は30mm(MP 30)であった。一定応力およびトルク振幅5ミリニュートン−メートルで実験を行った。1.6から50Hzの周波数でのlog−logプロットについてデータの線形回帰解析を行った。
【0051】
試料の調製:
測定を行うにあたり、シリコーン被覆したMYLAR(登録商標)の2つの層の間で1mm厚の光重合性エラストマー層を加圧し、このうち一方の層を化学線に露光する前に除去した。動的測定前に、他方のシリコーン被覆Mylar(登録商標)を除去した。試料をレオメーターで圧縮し、良好な熱接触を得ると同時に滑りを最小限にした。
【0052】
露光:
版材はいずれもCYREL(登録商標)1002露光ユニット上で露光した。UVフィルタを通して約8分間版材を露光した。得られた露光のUVエネルギは800mJ/cm2であった。
【0053】
以下の実施例でレリーフを形成するために露光して熱現像処理を施した感光性要素はいずれも、0.067インチ厚(1.7mm)であることに注意されたい。以下の実施例では、特に明記しない限りパーセンテージはいずれも重量ベースである。
【0054】
(実施例1)
以下の成分の光重合性組成物を混合し、押出し、カレンダー処理して支持体とカバーシートとの間に層を形成し、フレキソ印刷用の感光性要素を形成した。光重合性エラストマー層には、(エラストマー組成物に対する重量で)エラストマー中間ブロック(mid−block)の二重結合の総数に対してビニル含有量が約55%である熱可塑性エラストマーバインダー(ポリ(スチレン/イソプレン/スチレン)ブロックコポリマー35%と、バインダーの重量に対してジブロック含有量が約40重量%の第2の熱可塑性エラストマーバインダー(ポリ(スチレン/イソプレン/スチレン)ブロックコポリマー38%と、ポリブタジエンオイル(数平均分子量1100〜1250)12%と、ヘキサメチルジオールジアクリレート5%と、ヘキサメチルジオールジメタクリレート2.7%と、エトキシル化[4]ノニルフェノールアクリレート(ペンシルバニア州フィラデルフィア、Sartomer)4.1%と、イルガキュア651(スイスのジュネーブにあるCibaから入手可能な2,2ジメチルオキシ−2−フェニルアセトフェノン)2.4%と、残りが酸化防止剤、熱制御剤(thermal inhibitor)および染料をはじめとする添加剤とで構成されるものを用いた。
【0055】
Macromelt(登録商標)ポリアミドの剥離層がカバーシートの上にあったが、カバーシートを除去する際に光重合性層と一緒に残しておいた。
【0056】
メルトフローインデックスおよびG′の勾配について上述した手順に従って光重合性材料からなる別の試料を試験した。2.16kgの荷重を用いて140℃で光重合性層のメルトフローインデックスを測定したところ、10.6g/10分であった。140℃での周波数の関数としてのG′の勾配は0.12±0.02であった。
【0057】
まず最初に裏露光を50秒行い、次に12分の主露光を行う方法で、CYREL(登録商標)1002露光ユニットにて感光性要素を露光した。1インチあたりライン150本のネガを主露光時のマスクとして利用した。
【0058】
次に、露光後の要素を、Petersonらの米国特許第5,279,697号に記載されている処理装置と同様の熱処理装置で熱処理した。これらの実験で利用した処理装置は、光重合性層の外面を加熱するためにIRヒーターを最大出力5200Wで含むように改良したものであった。この処理装置はさらに、吸収剤を光重合性層から分離した後に空気を用いた光重合性層の冷却を含むものであった。これらの試験では、ドラム速度を30〜40インチ/分(76.2〜101.6cm/分)とし、IRヒーターを最大出力の30〜40%で稼動させた。加熱と接触のサイクルを12回繰り返して版材を処理した。サイクル毎に処理装置の状態を調節したが、ここに挙げた実施例ではいずれも同じシーケンスの処理条件を用いた。現像剤ローラーの温度を300°F(148.9℃)とした。ドラムの温度は100°F(37.8℃)とした。要素を吸収性材料に(ドラムを現像剤ローラーに)接触させることに関連した圧力はシリンダで30〜60psiであった。冷却用送風機をオンにした。加熱したドラムに露光済みの要素を載せてクランプで固定した後、光重合性層を加熱し、この層と吸収剤のウェブとを接触させ、吸収剤を層から除去し、層を冷却するサイクルを12回繰り返してドラムで要素を回転させた。吸収剤にはCEREX(登録商標)不織ナイロンウェブのタイプ2320(フロリダ州ペンサコラ、Cerex Advanced Fabricsから入手)を用いた。
【0059】
この版材で0.92mm(0.036インチ)のレリーフが形成された。12回(サイクル)の後、深いレリーフが形成された。版材の外観は極めて良好であり、版材全体にわたって均一な下層が認められた。顕微鏡検査を行ったところ、ハイライト点(1%、2%ドット)および細線のような極めて細密な印刷用要素が非常に良い状態で保たれていることが明らかになった。これらの微細面での特徴に可塑変形は認められなかった。また、顕微鏡下でシャープな解像度を検出できた。さらに、逆線(0.8mmの陰線)を測定したところ、感光性要素の熱現像によって深い反転部(330から400μm)が得られたことが明らかになった。
【0060】
(比較例1A)
イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー(デラウェア州ウィルミントン)から販売されているCYREL(登録商標)フレキソ印刷版のタイプPLSを試験し、熱現像過程における性能を評価した。
【0061】
メルトフローインデックスおよびG′の勾配について上述した手順に従って、版材の別の試料を試験した。2.16kgの荷重を用いて140℃で光重合性層のメルトフローインデックスを測定したところ、1.2グラム/10分であった。140℃での周波数の関数としてのG′の勾配は0.19±0.02であった。この版材を露光し、版材がバックフラッシュで10秒間露光し、主露光で12分間露光されるようにして好適なレリーフ画像を得た。(実施例1の露光条件を比較例1Aの版材に使用すると、この版材は過剰露光されてしまったであろう。)次に、実施例1で説明したものと同じ条件で露光済みの版材を処理した。
【0062】
この版材で0.65mm(0.025インチ)のレリーフが形成された。目視検査を行ったところ、1%ハイライト点の歪み、全体的に悪い解像度、浅い逆線(0.8mm陰線:130〜150μm)が認められた。
【0063】
(比較例1B)
イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー(デラウェア州ウィルミントン)から販売されているCYREL(登録商標)フレキソ印刷版のタイプNOWを試験し、熱現像過程における性能を評価した。
【0064】
メルトフローインデックスおよびG′の勾配について上述した手順に従って、版材の別の試料を試験した。光重合性層のメルトフローインデックスを、2.16kgの荷重を用いて140℃で測定したところ、1.0グラム/10分未満であった。140℃での周波数の関数としてのG′の勾配は0.11±0.02であった。この版材を実施例1で上述した条件と同じ条件で露光および処理した。この版材では0.73mm(0.028インチ)のレリーフが形成された。目視検査を行ったところ、ハイライト点はよく保たれていたが、深い反転部(190〜210μm)は認められなかった。しかしながら、解像度、特に細密な印刷用要素に関するものは満足のいくものではなかった。
【0065】
(比較例1C)
以下の成分の光重合性組成物を混合し、押出し、カレンダー処理して支持体とカバーシートとの間に層を形成し、フレキソ印刷用の感光性要素を形成した。光重合性エラストマー層には、数平均分子量146,000g/モル(GPCで測定、テトラヒドロフラン、ポリスチレン較正)でスチレン15%とジブロック17%を含む熱可塑性エラストマーバインダー(ポリ(スチレン/イソプレン/スチレン)ブロックコポリマー35%と、スチレン約45%を含有するがジブロック成分は含有しない数平均分子量89,000g/モル(GPCで測定、テトラヒドロフラン、ポリスチレン較正)の第2の熱可塑性エラストマーバインダー(ポリ(スチレン/イソプレン/スチレン)ブロックコポリマー32%と、ポリブタジエン油(数平均分子量1100〜1250)12%と、ヘキサメチルジオールジアクリレート5%と、ヘキサメチルジオールジメタクリレート2.7%と、エトキシル化[4]ノニルフェノールアクリレート(ペンシルバニア州フィラデルフィア、Sartomer)4.1%と、イルガキュア651(スイスのジュネーブにあるCibaから入手可能な2,2ジメチルオキシ−2−フェニルアセトフェノン)2.4%と、残りが酸化防止剤、熱制御剤(thermal inhibitor)および染料をはじめとする添加剤とで構成されるものを用いた。
【0066】
メルトフローインデックスおよびG′の勾配について上述した手順に従って版剤の試料を試験した。光重合性層のメルトフローインデックスを、2.16kgの荷重を用いて140℃で測定したところ、12.0グラム/10分未満であった。140℃での周波数の関数としてのG′の勾配は0.22±0.02であった。この版材を実施例1で説明した条件と同じ条件で露光および処理した。この版材では1.0mm(0.040インチ)のレリーフが深彫され、深い反転部(0.8mm陰線:360〜380μm)があった。しかしながら、目視検査を行ったところ、精細なハイライト点が大きく歪んだり破損したりしており、細線は歪んで波打っていたことが分かった。
【0067】
(実施例2および比較例2A〜2C)
以下の実施例2および比較例2A、2Bおよび2Cは、熱処理条件がそれほど厳しくない場合での感光性要素の有用性を示すためのものである。熱現像の処理条件を変えた以外は実施例1および比較例1A〜1Cの感光性要素を上述したように露光および処理した。
【0068】
実施例1〜1Cで説明した条件と同じ条件で実施例1および比較例1A〜1Cの要素を露光し、続いてPetersonらの米国特許第5,279,697号に記載されている処理装置と同様の熱処理装置に改変すなわちIR加熱および冷却を上記の実施例1で説明したようにして加えたもので、熱処理した。これらの試験では、一層穏やかな処理条件を用いた。すなわち、ドラム速度を30インチ/分(76.2cm/分)とし、IRヒーターを最大出力の25%で稼動させ、加熱と接触のサイクルを6回だけにして版材を処理した。ここでも、4枚の版材をすべて同じ条件で処理した。現像剤ローラーの温度を300°F(148.9℃)とした。ドラムの温度は100°F(37.8℃)とした。要素を吸収性材料に(ドラムを現像剤ローラーに)接触させることに関連した圧力はシリンダで40psiであった。冷却用送風機をオンにした。
【0069】
上記実施例1の感光性要素は非常によく処理され、0.61mm(0.024インチ)のレリーフが形成された。外観は極めて良好で精細な印刷用要素も歪んでいなかった。0.8mmの逆線を測定したところ、深さが380〜470μmであることが明らかになった。
【0070】
(比較例2A)
実施例2の穏やかめの現像条件を用いてCyrel(登録商標)フレキソ印刷版タイプPLSを生成した。0.38mm(0.015インチ)のレリーフが深彫されたが、これは実施例2のレリーフよりも大幅に少なかった。微細面での特徴は幾分歪んでおり、1%ドットのうち多くが形状と間隔が不規則なものであった。0.8mmの逆線を測定したところ、深さは160〜165μmであることが分かり、この点でも実施例2を大きく下回っていた。
【0071】
(比較例2B)
実施例2の穏やかめの現像条件を用いてCyrel(登録商標)フレキソ印刷版タイプNOWを生成した。0.35mm(0.014インチ)のレリーフが深彫された。微細面での特徴は無傷のまま維持されたが、0.8mmの逆線を測定したところ、深さが235〜250μmであることが分かり、実施例2で測定された深さを下回っていた。
【0072】
(比較例2C)
比較例1Cの感光性要素を、実施例2で説明した条件と同じ条件で処理した。この版材では0.60mm(0.0235インチ)のレリーフが深彫され、深い反転部(0.8mmの逆線、396〜410μm)があった。これは実施例2に匹敵するが若干劣っていた。しかしながら、実施例2とは異なり、目視検査を行ったところ精細なハイライト点が大きく歪み、細線はわずかに曲がっていることが分かった。
【0073】
上記の実施例では、メルトフローインデックスが4グラム/10分を上回り、G′の勾配が0.18未満の組成を用いると、同様の条件で処理した他の材料よりも深いレリーフを深彫しつつ精細画像要素を再生できることが明らかであろう。別の角度から見ると(すなわち実施例2と比較例1Aを比較すると)、これらの材料では、フレキソ印刷の版材で従来から用いられている材料よりも穏やかな条件で処理することで、同様のレリーフが深彫されることが分かる。
【0074】
(実施例3および比較例3A〜3C)
以下の実施例3および比較例3A〜3Cは、(レーザー光線を用いてデジタル的に形成した)in−situマスクを介して感光性要素を像様露光して熱的に現像する本発明の方法において感光性要素の光重合性層での動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)の勾配が0.20未満であることの重要性を示すためのものである。
【0075】
実施例3および比較例3A〜3Cでは、利用した感光性要素はいずれも赤外線感受性であり、化学線不透過層が光重合性層の上に設けられていた。実施例で示した時間(支持体を通して)要素を裏露光した後、赤外線感受性の化学線不透過層を要素から像様除去し、CYREL(登録商標)Digital Imagerからの赤外線レーザー光でin−situマスクを形成した。要素の上に形成されたin situマスク画像はスクリーン試験標的1インチあたりラインが150本のものであった。これらの要素でいずれも同じように画像形成した。デジタル画像形成が終了した後、デジタル的に生成したマスクを用いてCYREL 1002E露光ユニット(1450mJ/cm2/分)で8分間要素を像様露光した。
【0076】
実施例3および比較例3A〜3Cの要素で画像形成し、IRヒーターを最大出力3600Wにして用いた以外は実施例1で説明した物と同様の熱処理装置にて処理した。これらの試験では、ドラム速度を20〜40インチ/分(50.8〜101.6cm/分)とし、IRヒーターを最大出力の50〜80%で稼動させた。加熱と接触のサイクルを12回繰り返して要素を処理した。サイクル毎に処理装置の状態を調節したが、ここに挙げた実施例(3、3A〜3C)ではいずれも同じシーケンスの処理条件を用いた。現像剤ローラーの温度を320°F(160℃)とした。ドラムの温度は100°F(38℃)とした。要素を吸収剤に(ドラムを現像剤ローラーに)接触させることに関連した圧力はシリンダで30〜50psiであった。冷却用送風機をオフにした。加熱したドラムに露光済みの要素を載せてクランプで固定した後、光重合性層を加熱し、この層と吸収剤のウェブとを接触させ、吸収剤を層から除去し、層を冷却するサイクルを12回繰り返してドラムで要素を回転させた。吸収剤にはCEREX(登録商標)不織ナイロンウェブのタイプ2320を用いた。
【0077】
(実施例3)
実施例1の感光性要素に、Macromelt(登録商標)ポリアミド67%とカーボンブラック分散液33%とを含む化学線不透過層のコーティング2.5から3ミクロン(25〜30mg/dm2)のある第2の要素を、光線不透過層が感光性要素の光重合性層に隣接するようにして積層した。上述したようにして、この要素を裏から60秒間露光し、デジタル的に画像形成し、像様露光し、熱処理して版材を形成した。エラストマー層は0.12±0.02のG′の勾配を有し、10.6g/10分のメルトフローインデックスを有した(実施例1と同様)。
【0078】
この版材では0.58mm(0.023インチ)のレリーフが形成された。版材の外観は極めて良好であり、版材全体にわたって均一な下層が認められた。顕微鏡検査を行ったところ、ハイライト点(1%、2%ドット)および細線のような極めて細密な印刷用要素が非常に良い状態で保たれていることが明らかになった。これらの微細面での特徴に可塑変形は認められなかった。また、顕微鏡下でシャープな解像度を検出できた。さらに、逆線(0.8mmの陰線)を測定したところ、感光性要素の熱現像によって深い反転部(350から400ミクロン)が得られたことが明らかになった。
【0079】
(比較例3A)
Cyrel(登録商標)フレキソ印刷版タイプDPSにデジタル的に画像形成し、バックフラッシュ露光を23秒にしたこと以外は実施例3と同じ条件で作製した。(利用したDPS版材は、実施例3で説明したような赤外線感受性の化学線不透過層を光重合性層の上に設けたものであった。)メルトフローインデックスおよびG′の勾配は比較例1AでのPLSの場合と同一である。0.51mm(0.020インチ)のレリーフが深彫されたが、1%ドットの多くが不規則で大きく曲がっていた。0.8mmの逆線を測定したところ、深さは315ミクロンであることが分かったが、これはワークフローが同様であった比較例1Aおよび2Aの場合よりもかなり深かった。ハイライト点が歪んで見えた唯一の特徴であるため、この版材は解像度150本/インチ(60本/cm)で1%ドットが必要な印刷作業において辛うじて許容できるものと思われた。このような版材は熱処理での許容可能な性能の境にあり、デジタルワークフローでの許容可能なG′の勾配0.2の上限を決めるベースになるものである。
【0080】
(比較例3B)
Cyrel(登録商標)フレキソ印刷版タイプNOWに、実施例3で説明したように化学線不透過層のある第2の要素を積層し、続いてデジタル的に画像形成し、実施例3の条件を用いて生成した。レーザーでの画像形成前の裏露光は50秒とした。エラストマー層は0.11±0.02のG′の勾配を有し、1g/10分未満のメルトフローインデックスを有した。
【0081】
0.53mm(0.021インチ)のレリーフが深彫された。微細面での特徴(1%および2%ドット、細線)は無傷のまま維持され、0.8mmの逆線を測定したところ、深さは290μmであり、この材料で比較例1Bおよび2Bに示すような同様のワークフローとした場合よりかなり深かった。
【0082】
(比較例3C)
比較例1Cの感光性要素に、実施例3で説明したように化学線不透過層のある第2の要素を積層した後、デジタル的に画像形成し、実施例3で説明したものと同じ条件で処理した。レーザーでの画像形成前の裏露光は45秒とした。メルトフローインデックスおよびG′の勾配は比較例1Cで試験したエラストマー層の場合と同一であった。
【0083】
この版材では0.53mm(0.021インチ)のレリーフが深彫され、実施例3に匹敵するが若干劣っている深い反転部(0.8mmの逆線、380〜415μm)があった。しかしながら、実施例3とは異なり、目視検査を行ったところ精細なハイライト点が大きく歪んでおり、細線がわずかに曲がっていることが分かった。
【0084】
上記の実施例では、熱処理した感光性要素では、エラストマー層についてのメルトフローインデックスおよびG′の勾配の限界値を調節し、像様露光の種類すなわちアナログまたはデジタルがレリーフおよび印刷版の印刷特性に及ぼす影響に適応できるようにすることができる。同様のワークフローすなわちフォトツールを介しての像様露光では、4グラム/10分を超えるメルトフローインデックスを有し、0.18未満のG′の勾配を有するエラストマー層で、同様の条件で処理される他の材料より深いレリーフを深彫する一方で精細画像要素を再生することが可能である。デジタルワークフローすなわちin−situマスクを通しての像様露光では、メルトフローインデックスが比較的低い感光性要素を用いる場合すらもメルトフローインデックスに対する要件を緩くし、良好なレリーフを深彫し、綺麗な印刷特性を得て、G′の勾配を0.20と高くすることができる。
本発明は以下の実施の態様を含むものである。
1. i)a)支持体と、
b)少なくとも1つの熱可塑性バインダーと、付加重合可能な少なくとも1つの化合物と、光重合開始剤とを含む組成物を有する、支持体上の少なくとも1つの光重合性エラストマー層であって、2.16キログラム重下140℃でその層が少なくとも4グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、化学線に露光し、動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットを決定する場合にその層が0.18未満の勾配を示す光重合性エラストマー層と、
を含む感光性要素を提供する工程、
ii)前記要素を化学線で像様露光し、放射線に露光された領域を重合する工程、および
iii)ii)の要素を熱処理し、重合されなかった材料を前記要素から除去し、かつレリーフ表面を形成する工程
を含むことを特徴とするフレキソ印刷版の製造方法。
2. 熱処理する工程が、
iiia)ii)の要素を40と200℃との間の温度に加熱する工程と、
iiib)前記要素を吸収剤と接触させ、重合されなかった材料を前記要素から除去する工程と
を含むことを特徴とする前記1に記載の方法。
3. iiic)前記要素と吸収剤とを接触させながら、1平方センチメートルあたり2.11キログラムから1平方センチメートルあたり約4.92キログラムまでの間の実質的に均一の圧力をかける工程をさらに含むことを特徴とする前記2に記載の方法。
4. 接触させる工程iiib)の後に、前記要素を吸収剤から分離する工程をさらに含むことを特徴とする前記2に記載の方法。
5. 加熱する工程iiia)と接触させる工程iiib)とを2回以上繰り返すことを特徴とする前記2に記載の方法。
6. 光重合性エラストマー層が少なくとも5グラム/10分のメルトフローインデックスを有することを特徴とする前記1に記載の方法。
7. 光重合性エラストマー層が少なくとも7.5グラム/10分のメルトフローインデックスを有することを特徴とする前記1に記載の方法。
8. 光重合性エラストマー層が少なくとも5グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、log−logプロットが0.16未満の一次勾配であることを特徴とする前記1に記載の方法。
9. 光重合性エラストマー層が10グラム/10分より大きいメルトフローインデックスを有し、log−logプロットが0.14未満の一次勾配であることを特徴とする前記1に記載の方法。
10. 600から1000mジュール/cm2の化学線を用いて1mm厚の層を露光することによって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記1に記載の方法。
11. 800mジュールcm2の化学線を用いて厚さ1mmの光重合性層を露光することによって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記1に記載の方法。
12. 波長340から380nmの放射線への露光によって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記1に記載の方法。
13. 熱可塑性バインダーがエラストマーであることを特徴とする前記1に記載の方法。
14. i)a)支持体と、
b)少なくとも1つの熱可塑性バインダーと、付加重合可能な少なくとも1つの化合物と、光重合開始剤とを含む組成物を有する、支持体上の少なくとも1つの光重合性エラストマー層であって、化学線に露光して動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットを決める場合にその層が0.20未満の勾配を示す光重合性エラストマー層と、
を含む感光性要素を提供する工程、
ii)前記光重合性層を大気中の酸素の存在下でin−situマスクを通して化学線で像様露光し、放射線に露光された領域を重合する工程、および
iii)ii)の要素を熱処理し、重合されなかった材料を前記要素から除去し、かつレリーフ表面を形成する工程
を含むことを特徴とするフレキソ印刷版の製造方法。
15. 光重合性層が140℃で2.16キログラム重下で少なくとも0.5グラム/10分のメルトフローインデックスを有することを特徴とする前記14に記載の方法。
16. 光重合性層が140℃で2.16キログラム重下で1.5から4.0グラム/10分の間のメルトフローインデックスを有することを特徴とする前記14に記載の方法。
17. デジタル情報を用いてin−situマスクを形成する工程をさらに含むことを特徴とする前記14に記載の方法。
18. 感光性要素が赤外線に対する感受性を有する化学線不透過層をさらに含み、in−situマスクを形成する工程が赤外線レーザー光を用いて化学線不透過層を像様除去することによるものであることを特徴とする前記14に記載の方法。
19. 感光性要素が、赤外線に対して感受性を有する化学線不透過層を少なくとも有する第2の要素との集合体を形成し、化学線不透過層が光重合性エラストマー層に隣接し、in−situマスクを形成する工程が赤外線レーザー光を用いて化学線不透過層を感光性要素に像様転写することによるものであることを特徴とする前記14に記載の方法。
20. 支持体とは反対側の要素の表面にインクジェット法でin−situマスクを形成する工程をさらに含むことを特徴とする前記14に記載の方法。
21. 熱処理する工程が、
iiia)ii)の要素を40と200℃との間の温度に加熱する工程と、
iiib)前記要素を吸収剤と接触させ、重合されなかった材料を前記要素から除去する工程と
を含むことを特徴とする前記14に記載の方法。
22. iiic)前記要素と吸収剤とを接触させながら、1平方センチメートルあたり2.11キログラムから1平方センチメートルあたり約4.92キログラムの間の実質的に均一な圧力をかける工程をさらに含むことを特徴とする前記21に記載の方法。
23. 前記要素を吸収剤から分離する工程
を接触させる工程iiib)の後にさらに含むことを特徴とする前記21に記載の方法。
24. 加熱する工程iiia)と接触させる工程iiib)とを2回以上繰り返すことを特徴とする前記21に記載の方法。
25. 600から1000mジュール/cm2の化学線を用いて1mm厚の層を露光することによって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記14に記載の方法。
26. 800mジュール/cm2の化学線を用いて厚さ1mmの光重合性層を露光することによって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記14に記載の方法。
27. 波長340から380nmの放射線への露光によって光重合性層のlog−logプロットが決められることを特徴とする前記14に記載の方法。
28. 動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットが0.18未満の勾配を示すことを特徴とする前記14に記載の方法。
29. 光重合性エラストマー層を、支持体を通してバックフラッシュ露光することをさらに含むことを特徴とする前記1に記載の方法。
30. バックフラッシュ露光が像様露光工程ii)の後に行われることを特徴とする前記29に記載の方法。
31. 像様露光がフォトツールを介して行われるものであることを特徴とする前記1に記載の方法。

Claims (4)

  1. i)少なくとも1つの熱可塑性バインダーと、付加重合可能な少なくとも1つの化合物と、光重合開始剤とを含む組成物を有する、支持体上の少なくとも1つの光重合性エラストマー層を含む感光性要素を提供する工程であって、
    前記熱可塑性バインダーが、共役ジオレフィン炭化水素の天然または合成のポリマーを含み、前記付加重合可能な化合物が、アルコールおよびポリオールのアクリレートおよびメタクリレートモノエステルおよびポリエステルを含み、
    前記光重合性エラストマー層は、ASTM D 1238−98に従って決定する、2.16キログラム重下140℃で0.0825インチ(2.0955mm)のオリフィスを介して、少なくとも4グラム/10分のメルトフローインデックスを有し、かつ化学線に露光し、動的貯蔵弾性率(G′)対周波数(f)のlog−logプロットを決定する場合に0.18未満の勾配を示し、
    前記勾配は、前記log−logプロットの曲線を線形回帰することにより決定し、
    前記動的貯蔵弾性率は、前記光重合性材料の1mm厚の版材を800mJ/cm の露光エネルギーで波長340から380nmの紫外線に露光し、直径30ミリメートルの平行板形で温度140℃±2℃にて、周波数範囲1.6から50Hzにおいて、一定応力および5ミリニュートン−メートルのトルク振幅で測定することにより得られる、当該工程、
    ii)前記要素を化学線で像様露光し、放射線に露光された領域を重合する工程、および
    iii)前記要素を熱処理して、重合されなかった材料を軟化または溶融または流動させ、かつレリーフ表面を形成する工程
    を含むことを特徴とするフレキソ印刷版の製造方法。
  2. 前記熱可塑性バインダーが、A−B−A型ブロックコポリマーのエラストマーブロックコポリマーを含み、ここで、Aはビニルポリマーを示し、Bはポリブタジエンまたはポリイソプレンを示す、請求項1に記載の方法。
  3. 熱処理する工程が、
    iiia)ii)の要素を40と200℃との間の温度に加熱する工程と、
    iiib)前記要素を吸収剤と接触させ、重合されなかった材料を前記要素から除去する工程と
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記要素を750から20,000nmの赤外線レーザー光に露光して、少なくとも1つの光重合性エラストマー層の表面またはこれよりも上に配置されたin−situマスクを形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
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