KR101411161B1 - 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱 - Google Patents

플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱 Download PDF

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Abstract

플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 방법이 설명되며, 이는 마스터 공구 패턴을 한정하는 복수의 리세스를 갖는 마스터 공구 상에 중합체 기판을 배치하는 단계를 포함한다. 용매가 리세스 내에 배치된다. 그 후, 용매는 마스터 패턴에 상보적인 기판 양각 패턴을 형성하기 위해 중합체 기판 내로 확산된다. 그 후, 기판 양각 패턴은 경화되어 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성한다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트가 또한 설명된다.
플렉소그래픽, 인쇄 플레이트, 마스터 공구, 중합체 기판, 용매, 양각 패턴

Description

플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱{SOLVENT-ASSISTED EMBOSSING OF FLEXOGRAPHIC PRINTING PLATES}
본 발명은 플렉소그래픽 인쇄 플레이트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱에 관한 것이다.
플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 종이, 골판지, 필름, 포일 및 적층물과 같은 다양한 기판 상의 양각 인쇄(relief printing)에 사용하기 위해 잘 알려져 있다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 지지체와 커버 시트 또는 다층 커버 요소 사이에 개재되는, 탄성중합체성 결합제, 단량체 및 광개시제를 포함하는 광중합가능 층을 갖는 감광성 요소로 제조될 수 있다. 이러한 감광성 요소를 제조하는 하나의 공정이, 미리 압출된 광중합가능 조성물이 캘린더(calender)의 닙 내로 공급되고 지지체와 다층 커버 요소 사이에서 캘린더링되어 광중합가능 층을 형성하는 미국 특허 제4,460,675호에 설명되어 있다. 포토마스크를 통해 화학 방사선으로 감광성 요소를 이미지 방식으로 노출(image-wise exposure)시킬 때, 광중합가능 층의 노출 영역은 광 중합화에 의해 불용화된다. 적합한 용매 또는 용매 혼합물을 이용한 처리는 플렉소그래픽 인쇄에 사용될 수 있는 인쇄 양각부에 남아 있는 광중합가능 층의 비노출 영역을 제거한다. 이러한 재료 및 공정이 미국 특허 제4,323,637호, 미국 특허 제4,427,759호 및 미국 특허 제4,894,315호에 설명된다.
그러나, 용매 또는 용매 혼합물로 노출된 감광성 요소를 현상하는 것은 동반된 현상액을 제거하는데 장시간(0.5 내지 24 시간) 동안의 건조 과정이 필요하기 때문에 시간이 걸린다. 더욱이, 이러한 현상 시스템은 현상 공정 동안 잠재적인 유독성 부산 폐기물(용매 및 용매에 의해 운반된 몇몇 물질)을 생성한다.
용액 현상의 문제를 피하기 위해, "건조" 열 현상 공정이 사용될 수 있다. 열 현상 공정에 있어서, 화학 방사선에 이미지 방식으로 노출된 감광층이 감광층의 비노출 부분 내의 조성물을 연화 또는 융해 및 흡수재 내로 유동시키기에 충분한 온도에서 흡수재와 접촉된다. 미국 특허 제3,264,103호 (코헨(Cohen) 등); 미국 특허 제5,015,556호 (마르텐스(Martens)); 미국 특허 제5,175,072호(마르텐스); 미국 특허 제5,215,859 (마르텐스); 및 미국 특허 제5,279,697호(페터슨(Peterson) 등)를 참조할 것. 이들 인용 발명 모두에서, 이미지 방식의 노출은 진공 프레임 내 할로겐화 은 필름 타깃(silver halide film target)으로 수행된다. 감광층의 노출부는 비노출부에 대한 연화 온도에서 단단하게 유지된다. 즉, 연화되거나 융해되지 않는다. 흡수재는 연화된 비조사 물질(un-irradiated material)을 모으고, 그 후에 감광층으로부터 분리 및/또는 제거된다. 감광층을 가열 및 접촉시키는 주기는 비조사 영역으로부터 유동가능 조성물을 충분히 제거하고 인쇄에 적합한 양각 구조를 형성하기 위해 수 차례 반복될 필요가 있을 수 있다. 따라서, 원하는 인쇄 이미지를 나타내는 조사되고 경화된 조성물의 돌출 양각 구조가 남는다.
이들 방법은 20 마이크로미터 미만의 특징부 크기로 플렉소그래픽 인쇄 플레 이트를 형성할 수 없다.
발명의 개요
제1 실시 형태에서, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 방법이 설명되며, 이는 마스터 공구 패턴을 한정하는 복수의 리세스를 갖는 마스터 공구 상에 중합체 기판을 배치하는 단계를 포함한다. 용매가 리세스 내에 배치된다. 그 후, 용매는 마스터 패턴에 상보적인 기판 양각 패턴을 형성하기 위해 중합체 기판 내로 확산되며, 기판 양각 패턴은 경화되어 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성한다.
다른 실시 형태에서, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 주표면 및 주표면으로부터 돌출하는 양각 패턴을 갖는 중합체 기판을 포함한다. 양각 패턴은 적어도 20 마이크로미터의 높이를 가지며, 특징부는 15 ㎛ 이하의 측방향 치수를 갖는다.
추가 실시 형태에서, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 방법은 미세구조체를 갖는 강성의 미세구조화된 마스터 공구를 제공하는 단계와, 미세복제된 중합체 웨브 마스터 공구를 형성하기 위해 강성인 미세구조화된 마스터 공구를 구비한 중합체 기판 상에서 미세구조체를 복제하는 단계와, 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하기 위해 미세복제된 중합체 웨브 마스터 공구를 구비한 제2 중합체 기판 상에서 미세구조체를 복제하는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면과 관련한 본 발명의 다양한 실시 형태의 이하의 상세한 설명을 고려하여 더욱 완전하게 이해될 수 있다.
도 1은 예시적인 플렉소그래픽 인쇄 장치의 개략도이다.
도 2는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 예시적인 방법의 블록 흐름도이다.
도 3A 내지 도 3D는 도 2에 도시된 것과 같은 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 예시적인 방법의 개략적인 단면도이다.
도 4는 실시예 1에서 형성된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 형상측정 주사 도면이다.
도 5는 실시예 1의 인쇄면의 현미경 이미지이다.
도 6은 실시예 2에서 형성된 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 현미경 이미지이다.
도 7은 실시예 2의 인쇄면의 현미경 이미지이다.
도면이 반드시 비율에 따라 그려진 것은 아니다. 도면에 사용된 유사한 번호는 유사한 구성요소, 단계 등을 나타낸다. 그러나, 주어진 도면에서 구성요소를 나타내기 위한 번호의 사용은 동일한 번호가 붙은 다른 도면의 구성요소를 한정하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해할 것이다.
이하의 설명에서, 본 명세서의 일부를 형성하고 예로서 몇몇 특정 실시 형태가 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 실시 형태들이 고려되고, 본 발명의 사상 또는 범주를 벗어남이 없이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 제한하는 의미로 취해지지 않을 것이다.
본 발명은 플렉소그래픽 인쇄 플레이트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 부분적으로만 경화될 수 있는 중합체 기판의 용매 조력식 엠보싱에 대해 설명한다. 용매가 중합체 시트 내로 확산되어, 부분적으로 경화된 미세구조화된 중합체 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 경화 이후에 미세구조화된 중합체 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성한다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 종래의 방법과 달리, 본 명세서에 개시된 방법은 20 마이크로미터 미만, 또는 15 마이크로미터 미만, 또는 10 마이크로미터 미만, 그리고 심지어는 5 마이크로미터 미만의 특징부 크기 측방향 치수를 갖는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성할 수 있다.
달리 표시되지 않는 한, 본 명세서 및 청구의 범위에 사용되는 특징부의 크기, 양 및 물리적 특성을 표현하는 모든 숫자는 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 전술한 명세서 및 첨부된 청구의 범위에 기재된 수치적 파라미터는 당업자가 본 명세서에 개시된 교시를 이용하여 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다.
종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함)와 그 범위 내의 임의의 범위를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 갖는 실시 형태를 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로 그 내용이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
본 명세서에 사용된 모든 과학적이고 기술적인 용어는 달리 특별히 설명되지 않는 한 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는다. 본 명세서에 제공되는 정의는 본 명세서에서 자주 사용되는 특정 용어에 대한 이해를 용이하게 하기 위한 것으로 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "플렉소그래픽 인쇄"란 가요성 인쇄 플레이트, 즉 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 사용하는 회전식 인쇄 공정을 의미한다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트로부터 수용 기판으로 전사될 수 있는 임의의 물질은 "인쇄"될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "플렉소그래픽 인쇄 플레이트"란 수용 기판으로 전사될 물질이 배치될 수 있는 특징부를 갖는 인쇄 플레이트를 말하며, 플레이트 또는 특징부는 수용 기판과 접촉할 때 (수용 기판과 접촉하지 않을 때에 비해) 변형 가능하다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 롤 또는 실린더에 부착될 수 있는 평탄 플레이트일 수 있거나, 또는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 척에 부착된 슬리브에 부착될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "특징부"란 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 돌출된 돌기부를 의미한다. 돌출된 돌기부는, 물질이 배치될 수 있으며, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 벌크로부터 제거된, 말단면(또는 랜드)을 갖는다.
본 명세서에 설명된 플렉소그래픽 인쇄 롤은 임의의 플렉소그래픽 인쇄 장치 또는 시스템에 사용될 수 있다. 도 1은 예시적인 플렉소그래픽 인쇄 장치(1000)의 개략도이다. 시스템(1000)은 수용 기판(50) 상에 인쇄될 물질(20)을 수용하도록 구성된 도너 기판(10)을 포함한다. 시스템(1000)은 (아래에서 설명되는) 플렉소그래픽 인쇄 플레이트(80)를 부착 가능하게 수용하도록 구성된 플렉소그래픽 롤(30)을 포함한다. 플렉소그래픽 인쇄 플레이트(80)는 임의의 적합한 기술을 사용하여 플렉소그래픽 롤(30)에 부착될 수 있다. 하나의 적합한 기술은 접착제를 사용하여 플렉소그래픽 플레이트(80)를 플렉소그래픽 롤(30)에 부착하는 것을 포함한다.
플렉소그래픽 롤(30)은 물질(20)이 도너 기판(10)으로부터 플렉소그래픽 인쇄 플레이트(80)의 특징부(이하 설명됨)로 전사될 수 있도록 도너 기판(10)에 대해 이동이 가능하다. 도 1에 도시된 시스템(1000)은 플렉소그래픽 롤(30)에 대해 위치되는 기판 롤(40)을 추가로 포함하여, 플렉소그래픽 롤(30)에 대한 기판 롤(40)의 이동이 수용 기판(50)을 플렉소그래픽 롤(30)과 기판 롤(40) 사이에서 이동시킬 수 있어 물질(20)이 플렉소그래픽 인쇄 플레이트(80)의 특징부로부터 전사될 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 플렉소그래픽 롤(30) 및 기판 롤(40)은 실린더의 형태일 수 있으며, 롤(30, 40)은 실린더의 각각의 중심 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이러한 회전은 플렉소그래픽 롤(30)에 부착된 인쇄 플레이트(80)가 물질(20)에 접촉할 수 있게 하고, 그 후에 물질(20)을 수용 기판(50)으로 전사시킬 수 있게 한다. 이러한 회전은 또한 수용 기판(50)이 플렉소그래픽 롤(30)과 기판 롤(40) 사이에서 이동하도록 한다.
도 2는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 예시적인 방법의 블록 흐름도이며, 도 3A 내지 도 3D는 도 2에 도시된 바와 같은 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 예시적인 방법의 개략적인 단면도이다. 일부 실시 형태에서, 중합체 마스터 공구(110)는 금속성 마스터 공구(105)와 같은 강성 마스터 공구(105)로부터 미세구조체(106)를 복제하여 형성된다(블록 200). 중합체 마스터 공구(110)를 형성하기 위해 강성 마스터 공구(105)로부터의 미세구조체(106)의 복제는, 예를 들어 엠보싱, 주조, 성형, 스크라이빙(scribing) 등과 같은 임의의 유용한 방법에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 마스터 공구는 중합체가 아닌 금속성 또는 강성 기판이다. 다른 실시 형태에서, 강성 마스터 공구는 강성 중합체 기판이다. 이들 실시 형태 중 일부에서, 강성 마스터 공구는 다이아몬드 터닝 기술(이하 설명됨)에 의해 형성되는 미세구조체를 가지며, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 강성인 (금속 또는 중합체) 마스터 공구를 구비한 임의의 복제 방법(예를 들어, 엠보싱, 주조 등)에 의해 복제된다.
본 명세서에서 설명된 양각 패턴 또는 미세구조체(106)를 갖는 강성 마스터 공구(105)는 임의의 유용한 방법을 통해 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 강성 마스터 공구 특징부(106)는 다이아몬드 터닝 기술을 통해 형성된다. 다이아몬드 터닝 기술은, 예를 들어 본 발명에 모순되지 않는 한 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 제2006/0234605호에 설명된다.
중합체 마스터 공구일 수 있는 마스터 공구(110)는 마스터 공구 리세스 패턴에 대응하고 이를 한정하는 복수의 리세스(115)를 포함한다. 중합체 물질 내로 확산될 수 있는 용매(120)가 리세스(115)의 패턴 내에 배치되며, 중합체 기판(130)이 리세스(115)의 패턴 내에 용매(120)를 갖는 마스터 공구(110) 상에 배치된다(블록 210).
용매(120)는 중합체 기판(130) 내로 확산되고(블록 220), 용매(120)에 인접한 중합체 기판(130)의 일부를 팽창 및/또는 용해하여, 중합체 기판(130)의 그 일부가 리세스(115)의 마스터 공구(110) 패턴에 순응하도록 한다. 일단 용매(120)가 소산되면, 중합체는 응고되어 리세스(115)의 마스터 공구(110) 패턴에 상보적인 패턴을 갖는 양각 패턴(116)을 형성한다. 양각 패턴(116)은 중합체 기판(130)이 마스터 공구(110)로부터 제거되어 플렉소그래픽 인쇄 플레이트로서 사용되기 이전에 그리고/또는 이후에 방사선(예를 들어, 자외선, 가시광선, 적외선, 또는 전자선) 또는 열을 통해 경화될 수 있다(블록 230).
플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 중합체 기판은, 용매로 팽창 및/또는 용해될 수 있고 이어서 경화되어 양각 패턴을 형성할 수 있는 임의의 중합체 물질로 형성될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 중합체 기판은 적어도 하나의 탄성중합체성 결합제와 적어도 하나의 경화성 또는 광중합가능 에틸렌계 불포화 단량체와 적어도 하나의 광개시제 또는 개시제 시스템을 포함하며, 광개시제는 화학 방사선에 반응한다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 화학 방사선(또는 화학선 광)은 자외선 및/또는 가시광선을 포함할 것이다.
탄성중합체성 결합제의 예로는 폴리알카디엔, 알카디엔/아크릴로니트릴 공중합체; 에틸렌/프로필렌/알카디엔 공중합체; 에틸렌/(메트)아크릴산(메트)아크릴레이트 공중합체; 및 스티렌, 부타디엔 및/또는 아이소프렌의 열가소성 탄성중합체성 블록 공중합체가 있다. 많은 실시 형태에서, 탄성중합체성 결합제는 스티렌 및 부타디엔 및/또는 아이소프렌의 선형 및 방사형 열가소성 탄성중합체성 블록 공중합체를 포함한다.
열 경화성 중합체 기판을 위해, 열가소성 탄성중합체성 결합제와 같은 열가소성 결합제가 사용된다. 열가소성 결합제는 단일 중합체 또는 중합체들의 혼합물일 수 있다. 결합제는 폴리아이소프렌, 1,2-폴리부타디엔, 1,4-폴리부타디엔 및 부타디엔/아크릴로니트릴을 포함하는 복합 다이올레핀 탄화수소의 천연 또는 합성 중합체를 포함한다. 많은 실시 형태에서, 열가소성 결합제는 A-B-A 타입 블록 공중합체의 탄성중합체성 블록 공중합체이며, 여기서 A는 비탄성중합체성 블록, 바람직하게는 비닐 중합체 및 가장 바람직하게는 폴리스티렌을 나타내고, B는 탄성중합체성 블록, 바람직하게는 폴리부타디엔 또는 폴리아이소프렌을 나타낸다. 이러한 타입의 적합한 열가소성 탄성중합체성 결합제는 바람직한 폴리(스티렌/아이소프렌/스티렌) 블록 공중합체 및 폴리(스티렌/부타디엔/스티렌) 블록 공중합체를 포함한다. 비탄성중합체 대 탄성중합체의 비율은 바람직하게는 10:90 내지 35:65의 범위 내에 있다. 일부 실시 형태에서, 열가소성 탄성중합체성 결합제는 미국 특허 제5,972,565호에 설명되는 바와 같은 적어도 2개의 폴리(스티렌/아이소프렌/스티렌) 블록 공중합체의 혼합물이다. 결합제는 감광층의 적어도 60중량%의 양으로 존재할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 결합제라는 용어는 미국 특허 제4,956,252호 및 미국 특허 제5,707,773호에 개시된 바와 같은 코어-셀 마이크로겔 및 마이크로겔의 블렌드 및 미리 형성된 거대분자 중합체를 포함한다.
사용될 수 있는 다른 적합한 감광성 또는 경화 가능한 탄성중합체에는 폴리우레탄 탄성중합체가 포함된다. 적합한 폴리우레탄 탄성중합체의 예에는 (i) 유기 다이아이소시아네이트, (ii) 아이소시아네이트 기로 중합화될 수 있는 적어도 2개의 자유 수소 기와 분자당 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 첨가 중합가능 기를 갖는 적어도 하나의 사슬 연장제 및 (iii) 아이소시아네이트 기로 중합화될 수 있는 기를 함유하는 적어도 2개의 자유 수소와 최소 분자량이 500인 유기 폴리올의 반응물이 있다. 이들 물질의 일부의 보다 완전한 설명에 대해서는 미국 특허 제5,015,556호를 참조한다.
많은 실시 형태에서, 광중합가능 물질은 화학 방사선에 의해 광중합이 가능한 적어도 하나의 에틸렌계 불포화 화합물을 포함한다. 이러한 화합물은 또한 단량체 또는 올리고머라 한다. 중합체 층에 사용될 수 있는 단량체는 본 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 바람직하게는 적어도 하나의 말단 에틸렌계 불포화 기를 갖는 에틸렌계 불포화 공중합성 유기 화합물을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로, 단량체 또는 올리고머는 상대적으로 낮은 분자량(약 30,000 미만)을 갖는다. 바람직하게는, 단량체 또는 올리고머는, 예를 들어 1가 또는 다원자가 알코올의 메타크릴레이트 및 아크릴레이트; (메트)아크릴아미드; 비닐 에테르와 비닐 에스테르 등; 특히 부탄다이올, 헥산다이올, 다이에틸렌 글리콜, 트라이메틸올 프로판, 펜타에리트리톨 등의 아크릴 에스테르 및/또는 메타크릴 에스테르; 및 이들 화합물의 혼합물과 같이 상대적으로 낮은 분자량(약 5000 미만)을 갖는다.
만일 폴리아크릴올 올리고머가 사용되면, 올리고머는 바람직하게는 1000보다 큰 분자량을 가져야 한다. 1작용성 및 다작용성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 혼합물이 사용될 수 있다. 적합한 단량체 또는 올리고머에 대한 다른 예들은 아이소시아네이트, 에스테르, 에폭시드 등의 아크릴레이트 유도체 및 메타크릴레이트 유도체를 포함한다. 단량체 또는 올리고머는 광중합가능 조성물에 탄성중합 특성을 제공하기 위해 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 탄성중합체성 단량체 또는 올리고머의 예는 아크릴레이트화 액체 폴리아이소프렌, 아크릴레이트화 액체 부타디엔, 비닐 함량이 높은 액체 폴리아이소프렌, 및 비닐 함량이 높은 (즉, 1-2 비닐기의 함량이 20중량% 초과의) 액체 폴리부타디엔을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 단량체 또는 올리고머의 추가 예는 첸(Chen)의 미국 특허 제4,323,636호; 프리드(Fryd) 등의 미국 특허 제4,753,865호; 프리드 등의 미국 특허 제4,726,877호; 파인버그(Feinberg) 등의 미국 특허 제4,894,315호에서 알아낼 수 있다. 단량체 및/또는 올리고머 또는 단량체 및/또는 올리고머 혼합물은 광중합가능 물질의 적어도 5중량%, 바람직하게는 10 내지 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.
적합한 광개시제는, 예를 들어 퀴논, 벤조페논, 벤조인 에테르, 아릴 케톤, 과산화물, 바이이미다졸, 벤질 다이메틸 케탈, 하이드록실 알킬 페닐 아세토폰, 다이알콕시 악토페논, 트라이메틸벤조일 포스핀 옥사이드 유도체, 아미노케톤, 벤조일 사이클로헥산올, 메틸 티오 페닐 모르폴리노 케톤, 모르폴리노 페닐 아미노 케톤, 알파 할로게노 아세토페논, 옥시설포닐 케톤, 설포닐 케톤, 옥시설포닐 케톤, 설포닐 케톤, 벤조일 옥심 에스테르, 티옥산톤, 캄포르퀴논, 케토쿠마린, 미힐러 케톤(Michler's ketone) 등과 같은 개별적인 광개시제 또는 광개시제 시스템이며, 또한 트라이페닐 포스핀, 3차 아민 등과 혼합된다. 많은 실시 형태에서, 개시제는 자외선 또는 가시광선에 반응한다. 광개시제는 일반적으로 광중합가능 물질의 0.001 내지 10.0중량%의 양으로 존재할 수 있다.
중합체 기판의 두께는 요구되는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 타입에 따라 광범위하게 변할 수 있다. 많은 실시 형태에서, 중합체 기판은 두께가 약 0.05 내지 0.17 ㎝일 수 있으며, 또는 두께가 0.25 내지 0.64 ㎝ 이상, 또는 1 내지 10 밀리미터일 수 있다. 유용한 플렉소그래픽 인쇄 플레이트 중합체 기판은 미국 제2005/0196701호에 설명되며, 본 발명과 모순되지 않는 한 본 명세서에 참조로 포함된다. 유용한 중합체 기판은 듀폰 컴퍼니(DuPont Co)로부터 구매 가능한 사이렐(CYREL®) 상표의 플렉소그래픽 인쇄 플레이트 기판을 포함한다. 전술된 바와 같이, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는, 예를 들어 장착 테이프에 의해 롤에 부착될 수 있는 평탄 플레이트, 또는 예를 들어, 듀폰 사이렐 원형 플레이트를 갖는 것과 같은 척에 부착되는 슬리브일 수 있다.
유용한 용매는 중합체 기판을 확산, 팽창 및/또는 용해할 수 있는 임의의 용매를 포함한다. 용매는 유기 용매, 수용액이나 반수용액, 또는 물일 수 있다. 용매의 선택은 팽창 및/또는 용해될 중합체 기판의 화학적 특성에 주로 따를 것이다. 적합한 유기 용매에는 방향족 또는 지방족 탄화수소, 및 지방족 또는 방향족 할로탄화수소 용매, 예를 들어 n-헥산, 페트롤 에테르, 수화된 휘발유, 리모넨 또는 다른 터펜 또는 톨루엔, 아이소프로필 벤젠 등, 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤, 클로로포름과 같은 할로젠화 탄화수소, 트라이클로로에탄, 또는 테트라클로로에틸렌, 아세트산 또는 아세토아세트산 에스테르와 같은 에스테르, 또는 이들 용매와 적합한 알코올의 혼합물이 포함된다. 적합한 반수용성 용매는 물과 물-혼합성 유기 용매와 알칼리성 물질을 통상 포함한다.
본 명세서에 설명된 방법은 앞서 공지된 것보다 작은 특징부 크기를 갖는 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 허용한다. 특히, 이들 플렉소그래픽 인쇄 플레이트는 플레이트 표면으로부터 적어도 20 마이크로미터, 또는 적어도 25 마이크로미터, 또는 적어도 50 마이크로미터, 또는 적어도 100 마이크로미터의 거리(즉, 높이)로 돌출하는 특징부의 양각 패턴을 가지며, 15 마이크로미터 이하, 10 마이크로미터 이하, 또는 5 마이크로미터 이하의 측방향 치수를 갖고, 이전의 형성 방법 및 플렉소그래픽 인쇄 플레이트와 연계된 처짐 문제가 없이, 적어도 100 마이크로미터, 또는 적어도 150 마이크로미터, 또는 적어도 250 마이크로미터, 또는 적어도 500 마이크로미터의 측방향 치수로 이격될 수 있다.
실시예 1
미세복제된 선형 분광 구조체(쓰리엠 컴퍼니(3M Co)로부터 구매 가능한 BEF 90/50)-이러한 마스터 구조체의 형상측정 주사 도면이 도 4에 도시되고 이를 BEF 마스터라 함-를 갖는 중합체 필름을 취하고, 그의 구조화된 표면 상에 메틸 에틸 케톤의 박막층을 침착시키고, 그 후에 미세복제된 표면의 상부에 사이렐 플렉소그래픽 플레이트(듀폰 컴퍼니로부터 구매 가능한 커버 시트가 제거된 상태에서 두께 가 6.35 ㎜인 타입 TDR B)를 위치시킴으로써 미세플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 준비하였다. 15 시간 후, UV 프로세서(퓨전 UV 경화 램프, 모델 MC-6RQN, 미국 메릴랜드 록빌, 78.74 watt/㎝(200 watt/in), 대략 0.025 m/s(5 fpm)로 작동되는 수은 램프)에서 부착된 미세복제된 필름을 통해 UV 방사선에 사이렐 플레이트를 노출시켰으며, 그 후 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 BEF 마스터로부터 분리하였다. 특징부를 도시하는 이러한 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 형상측정 주사 도면이 도 4에 도시되며, 이를 BEF를 통해 경화된 스탬프라 한다. x-축 눈금은 마이크로미터이며, y-축 눈금은 옹스트롬이다.
도 4는 또한 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 BEF 마스터로부터 분리된 후에 경화했던 것을 제외하고는 전술한 방법에 따라 형성된 다른 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 형상측정 주사 도면을 도시한다. 이러한 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트에 대한 형상측정 주사 도면이 도 4에 도시되며, 이를 BEF로부터 분리된 후 경화된 스탬프라 한다.
BEF를 통해 경화된 스탬프의 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 플렉소그래픽 장착 테이프(쓰리엠 컴퍼니로부터 구매 가능한 타입 1120)에 의해 12.7 ㎝ 직경의 유리 실린더에 부착하였다. 906 하드코트(쓰리엠의 906 하드코트는 IPA 내에 32 중량% 20㎚ SiO2 나노입자, 8 중량% N,N-다이메틸 아크릴아미드, 8 중량% 메타크릴옥시프로필 트라이메톡시실란 및 52 중량% 펜타에리트리톨 트라이/테트라 아크릴레이트(PETA)를 함유하는 33 중량% 고체 세라머 하드코트 분포임)의 얇은 층 을 IPA(25 중량% 고체) 내 906 하드코트 용액으로부터 분당 0.03 미터로 딥 코팅하고 야외에서 (미국 뉴햄프셔 포츠머스 소재의 에리 사이언티픽 컴퍼니(Erie Scientific Company)로부터 입수가능한) 유리 슬라이드를 건조시킴으로써 깨끗한 유리 슬라이드 상에 침착시켰다. 그 후, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 하드코트의 층에서 손으로 롤링하였으며 그 후에 깨끗한 125 마이크로미터의 PET, 즉 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름(듀폰 컴퍼니로부터 입수 가능함) 상으로 롤링하였다. 인쇄된 라인을 갖는 이러한 PET 필름이 UV 프로세서(퓨전 UV 경화 램프, 모델 MC-6RQN, 미국 메릴랜드 록빌, 78.74 watt/㎝(200 watt/in), 분당 대략 1.5 미터로 작동되는 대략 50 ppm의 산소에 대한 질소에 의해 퍼지된 수은 램프)를 통과하도록 하였다. 결과적으로 인쇄된 906 하드코트 라인은 폭이 대략 2.5 마이크로미터였고, 대략 50 마이크로미터 이격되었고, 도 5의 현미경 이미지와 함께 도시된 평행 라인 패턴을 형성하였다.
실시예 2
미세복제 코너 입방 구조체를 갖는 중합체 필름을 취하고, 마스터 공구 구조화된 표면 상에 소량의 메틸 에틸 케톤을 침착하고, 그 후에 마스터 공구 미세복제된 표면의 상부 상에 사이렐 플렉소그래픽 플레이트(듀폰 컴퍼니로부터 입수 가능한, 커버 시트가 제거된 상태에서 두께가 6.35 ㎜인 타입 TDR B)를 위치시킴으로써 미세플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 준비하였다. 15 시간 후, UV 프로세서(퓨전 UV 경화 램프, 모델 MC-6RQN, 미국 메릴랜드 록빌, 78.74 watt/㎝(200 watt/in), 대략 1.5 m/s로 작동되는 수은 램프)에서 부착된 미세복제된 필름을 통해 UV 방사선에 사이렐 플레이트를 노출시켰으며, 그 후 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 마스터 공구로부터 분리하였다. 그 다음, 이러한 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 플렉소그래픽 장착 테이프(쓰리엠 컴퍼니로부터 구매 가능한 타입 1120)로 12.7 ㎝ 직경의 유리 실린더에 부착하였다. 특징부를 도시하는 미세복제된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 현미경 이미지가 도 6에 도시된다.
906 하드코트(실시예 1에 설명됨)의 얇은 층을 IPA(25 중량% 고체) 내 906 하드코트 용액으로부터 분당 0.03 미터로 딥 코팅하고 야외에서 그 유리 슬라이드를 건조시킴으로써 깨끗한 유리 슬라이드 상에 침착시켰다. 그 후, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 하드코트의 층에서 손으로 롤링하였으며 그 후에 깨끗한 125 마이크로미터의 PET, 즉 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름(듀폰 컴퍼니로부터 입수 가능함) 상으로 롤링하였다. 인쇄된 라인을 갖는 이러한 PET 필름이 UV 프로세서(퓨전 UV 경화 램프, 모델 MC-6RQN, 미국 메릴랜드 록빌, 78.74 watt/㎝(200 watt/in), 분당 대략 1.5 미터로 작동되는 대략 50 ppm의 산소에 대한 질소에 의해 퍼지된 수은 램프)를 통과하도록 하였다. 결과적으로 인쇄된 라인은 대략 3 마이크로미터의 폭과 135 마이크로미터의 길이를 가져서 도 7에 도시된 현미경 이미지에 도시된 바와 같은 삼각형 패턴을 형성하였다.
따라서, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트의 용매 조력식 엠보싱의 실시 형태가 개시된다. 당업자는 이들 개시된 것들 외의 다른 실시 형태가 고려된다는 점을 인식할 것이다. 개시된 실시 형태들은 제한적이 아닌 설명을 목적으로 제시되었으며, 본 발명은 하기의 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (21)

  1. 마스터 공구 패턴을 한정하는 복수의 리세스를 갖고, 상기 리세스의 내부에 용매가 배치된 마스터 공구 상에, 광중합가능 물질을 포함하는 중합체 기판을 배치하는 단계와,
    상기 용매를 중합체 기판 내로 확산시켜 상기 마스터 패턴에 상보적인 기판 양각 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 중합체 기판에 화학선 광을 노광함으로써 상기 기판 양각 패턴을 경화시켜, 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 단계를 포함하는,
    플렉소그래픽 인쇄 플레이트 형성 방법.
  2. 제1항의 플렉소그래픽 인쇄 플레이트 형성 방법에 의해 제작된 플렉소그래픽 인쇄 플레이트이며,
    경화된 광중합가능 물질과,
    주표면 및 주표면으로부터 분리되도록 돌출하는 양각 패턴을 갖는 중합체 기판을 포함하고,
    상기 양각 패턴은, 적어도 20 ㎛의 높이를 가지며 15 ㎛ 이하의 측방향 치수를 갖는 특징부를 포함하는,
    플렉소그래픽 인쇄 플레이트.
  3. 제1항에 있어서,
    미세구조체를 갖는 강성 마스터 공구를 제공하는 단계와,
    상기 강성 마스터 공구로 중합체 기판 상에 상기 미세구조체를 복제하도록, 미세구조체를 복제한 중합체 웨브 마스터 공구를 형성하는 단계와,
    광중합성 물질을 포함하는 상기 중합체 기판을 상기 중합체 웨브 마스터 공구 상에 배치하여, 미세구조체를 복제한 플렉소그래픽 인쇄 플레이트를 형성하는 단계와,
    다이아몬드 터닝에 의해 상기 강성 마스터 공구의 미세구조체를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 미세구조체는 10 ㎛ 이하의 측방향 치수를 갖는 특징부를 포함하는,
    플렉소그래픽 인쇄 플레이트 형성 방법.
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