KR20120128150A - 플렉소그래픽 인쇄판에서 인쇄 성능을 개선시키는 방법 - Google Patents

플렉소그래픽 인쇄판에서 인쇄 성능을 개선시키는 방법 Download PDF

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KR20120128150A
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데이비드 에이. 렉치아
티모시 갓씩
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맥더미드 프린팅 솔루션스, 엘엘씨
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Abstract

감광성 인쇄 블랭크로부터 릴리프 이미지 인쇄 소자를 제조하는 방법이 제공된다. 적어도 하나의 광경화성 층 위에 배치된 레이저 제거 가능한 층을 갖는 감광성 인쇄 블랭크는 레이저로 제거되어, 현장 마스크를 형성한다. 이어서, 상기 인쇄 블랭크는 현장 마스크를 통해 적어도 하나의 화학선 광원에 노광되어, 상기 광경화성 층의 부분들을 선택적으로 가교결합하고 경화시킨다. 적어도 하나의 광경화성 층 내로의 공기의 확산은 상기 노광 단계 동안 제한되며, 바람직하게는 적어도 하나의 화학선 광원의 조명의 유형, 파워 및 입사각 중의 적어도 하나가 상기 노광 단계 동안 변경된다. 상기 생성된 릴리프 이미지는 복수의 도트들을 포함하며, 상기 복수의 도트들의 도트 모양은 골판지를 포함하는 다양한 기판에 대한 최적의 인쇄 성능을 제공한다.

Description

플렉소그래픽 인쇄판에서 인쇄 성능을 개선시키는 방법 {METHOD OF IMPROVING PRINT PERFORMANCE IN FLEXOGRAPHIC PRINTING PLATES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2009년 10월 1일자로 출원된 미국 특허원 제12/571,523호의 일부 계속 출원이며, 상기 미국 특허원의 전문은 본 명세서에 참조로 인용된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로, 상부에 개선된 릴리프(relief) 구조를 갖는 릴리프 이미지 플렉소그래픽 인쇄 소자의 제조 방법에 관한 것이며, 상기 개선된 릴리프 구조는 최적의 인쇄를 위해 구성된(configured) 복수의 릴리프 도트들을 포함한다.
플렉소그래피는 대용량 작업량(high-volume run)에 통상적으로 사용되는 인쇄 방법이다. 플렉소그래피는 종이, 보드지 스톡(paperboard stock), 골판지, 필름, 호일 및 라미네이트와 같은 다양한 기판 위의 인쇄에 사용된다. 신문지 및 식료품 백이 중요한 예이다. 거친 표면 및 스트레치 필름은 플렉소그래피에 의해서만 경제적으로 인쇄될 수 있다. 플렉소그래픽 인쇄판은 개방 영역 위에 융기된 이미지 소자를 갖는 릴리프 판(relief plate)이다. 일반적으로, 상기 판은 다소 연질이고, 인쇄 실린더 둘레를 감싸기에 충분히 가요성이며, 백만장이 넘는 사본을 인쇄하기에 충분한 내구성을 갖는다. 이러한 판들은, 주로 이들의 내구성 및 이들이 제조될 수 있는 용이성을 근거로, 상기 인쇄기에 다수의 이점을 제공한다.
골판지는, 통상적으로, "라이너(liner)"로 불리는 편평한 종이에 또는 종이와 유사한 층에 인접한, "플루트(flute)"로 불리는, 주름지거나 복수의 굴곡이 있는 보드지 층인 골심지를 포함한다. 통상의 골판지 구조는 2개의 라이너 층들 사이에 개재되어 있는 플루트 층을 포함한다. 기타 양태는 플루트 및/또는 라이너의 다중 층을 포함할 수 있다. 상기 플루트 중간층은 상기 골판지에 구조적 강성을 제공한다. 골판지가 포장재로서 사용되어 박스 및 콘테이너로 형성되므로, 골판지의 외부 표면을 형성하는 라이너 층에는 흔히 상기 포장물에 대한 식별 정보가 인쇄된다. 상기 외부 라이너 층은 기저 플루트 층의 불균일한 지지로 인해 종종 약간의 압흔을 종종 갖는다.
골판지 기판 위에 인쇄할 때 겪을 수 있는 있는 문제는 "플루팅(fluting)"(이는 또한 "밴딩(banding)" 또는 "스트라이핑(striping)" 또는 "워쉬보딩(washboarding)"으로도 공지되어 있다)으로 지칭되는 인쇄 효과의 발생이다. 플루팅은 골판지가 조립된 후 상기 골판지의 외부 표면 위의 라이너를 인쇄하는 경우 발생할 수 있다. 상기 플루팅 효과는 짙은 인쇄 영역, 즉 비교적 고밀도의 밴드가 옅은 인쇄 영역(즉, 상기 골판지의 기저 플루팅 구조에 상응하는 비교적 저밀도의 밴드)과 교대함으로써 가시화될 수 있다. 더 짙은 인쇄는 상기 주름진 내부층 구조의 최상부가 라이너의 인쇄면을 지지하는 경우에 발생한다. 상기 플루팅 효과는, 잉크가 찍힌 영역이 전체 영역의 일부를 나타내는 톤(tone) 또는 색조(tint) 값을 갖는 인쇄된 이미지 영역에서, 및 잉크 커버리지(ink coverage)가 보다 전체적인 인쇄된 이미지 영역에서 명백할 수 있다. 이러한 플루팅 효과는 통상적으로 디지털 작업흐름 공정을 사용하여 제조된 플렉소그래픽 인쇄 소자로 인쇄하는 경우 통상적으로 더 명백하다. 또한, 인쇄 압력의 증가가 스트라이핑을 제거하지 못하며, 상기 증가된 압력은 골판지 기판에 손상을 일으킬 수 있다. 따라서, 골판지 기판 위에 인쇄하는 경우 스트라이핑 또는 플루팅을 감소시키기 위해 다른 방법이 필요하다.
제조업자에 의해 배달되는 통상적인 플렉소그래픽 인쇄판은 백킹, 또는 지지층, 하나 이상의 노광되지 않은 광경화성 층; 임의로 보호층 또는 슬립 필름; 및 종종 보호 커버 시트의 순서로 제조된 다중 층 제품이다.
상기 지지 시트 또는 백킹 층은 상기 판에 지지체를 제공한다. 상기 지지 시트 또는 백킹 층은 종이, 셀룰로즈 필름, 플라스틱, 또는 금속과 같은 투명하거나 불투명한 물질로부터 형성될 수 있다. 바람직한 물질은 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리아미드 등과 같은 합성 중합체 물질로부터 제조된 시트들을 포함한다. 일반적으로, 가장 광범위하게 사용되는 지지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 가요성 필름이다. 상기 지지 시트는 상기 광경화성 층(들)에 대한 더 확실한 부착을 위해 접착층을 임의로 포함할 수 있다. 임의로, 할레이션(halation) 방지층이 지지층 및 하나 이상의 광경화성 층 사이에 제공될 수도 있다. 상기 할레이션 방지층은 상기 광경화성 수지층의 이미지 비함유 영역 내의 UV 광 산란에 의해 야기되는 할레이션을 최소화하기 위해 사용된다.
상기 광경화성 층(들)은 상기 공지된 광중합체, 단량체, 개시제, 반응성 또는 비반응성 희석제, 충전재 및 염료 중의 어느 하나를 포함할 수 있다. 용어 "광경화성"은 화학선에 반응하여 중합, 가교결합 또는 임의의 기타 경화(curing) 또는 하드닝(hardening) 반응을 겪는 조성물을 지칭하며, 상기 물질의 비노광 부분이 노광(경화된) 부분으로부터 선택적으로 분리 및 제거되어 경화 물질의 3차원 또는 릴리프 패턴을 형성하는 결과가 얻어진다. 바람직한 광경화성 물질은 탄성중합체성 화합물, 적어도 하나의 말단 에틸렌 그룹을 갖는 에틸렌성 불포화 화합물 및 광개시제를 포함한다. 광경화성 물질의 예는 고스(Goss) 등의 유럽 특허원 제0 456 336 A2호 및 제0 640 878 A1호, 영국 특허 제1,366,769호, 베리어(Berrier) 등의 미국 특허 제5,223,375호, 맥라한(MacLahan)의 미국 특허 제3,867,153호, 앨런(Allen)의 미국 특허 제4,264,705호; 첸(Chen) 등의 미국 특허 제4,323,636호, 제4,323,637호, 제4,369,246호 및 제4,423,135호; 홀덴(Holden) 등의 미국 특허 제3,265,765호, 하인즈(Heinz) 등의 미국 특허 제4,320,188호, 그뢰츠마허(Gruetzmacher) 등의 미국 특허 제4,427,759호, 민(Min)의 미국 특허 제4,622,088호; 및 봄(Bohm) 등의 미국 특허 제5,135,827호에 기재되어 있으며, 상기 문헌 각각의 주제는 전문이 본 명세서에 참조로 인용된다. 하나 이상의 광경화성 층이 사용될 수 있다.
상기 광경화성 물질은 일반적으로 적어도 일부의 화학선 파장 영역에서 라디칼 중합을 통해 가교결합(경화) 또는 하드닝된다. 본 명세서에서 사용되는 화학선은 광경화성 층의 물질에서 노광된 잔기(moiety)에 화학적 변화를 일으킬 수 있는 방사선이다. 화학선은, 예를 들면, 특히 UV 및 보라색 파장 영역에서의 증폭 광(예: 레이저) 및 비증폭 광을 포함한다. 흔히 시용되는 한 가지 화학선 광원은 수은 아크 램프이지만, 기타 공급원들도 당해 분야의 숙련가들에게 일반적으로 공지되어 있다.
상기 슬립 필름은 박층이며, 이는 상기 광중합체를 분진으로부터 보호하며 이의 용이한 취급을 증진시킨다. 통상적인 ("아날로그") 판 제조 공정에서, 상기 슬립 필름은 UV 광을 투과시킨다. 상기 공정에서, 인쇄기는 상기 커버 시트를 박리시켜 인쇄판 블랭크를 드러내고 상기 슬립 필름 층의 상부에 네거티브(negative)를 둔다. 이어서, 상기 판 및 네거티브는 상기 네거티브를 통해 UV 광에 의해 전면 노광(flood exposure)된다. 상기 노광된 영역은 경화 또는 하드닝되고, 비노광 영역은 제거(현상)되어, 상기 인쇄판 위에 릴리프 이미지를 형성시킨다. 슬립 필름 대신, 상기 판의 취급의 용이성을 개선하기 위해 무광택 층이 또한 사용될 수 있다. 상기 무광택 층은 통상적으로 결합제 수용액 중에 현탁된 미립자(실리카 또는 유사 물질)를 포함한다. 상기 무광택 층은 광중합체 층 위에 피복되고 이어서 공기 건조된다. 이어서, 네거티브를 상기 무광택 층 위에 두어 상기 광경화성 층을 후속적으로 UV-전면 노광시킨다.
"디지털" 또는 "다이렉트 투 플레이트(direct to plate)" 판 제조 공정에서, 레이저가 전자 데이터 파일에 저장된 이미지에 의해 가이딩되며, 일반적으로 방사선 불투명 물질을 포함하도록 개질된 슬립 필름인 디지털(즉, 레이저 제거 가능한) 마스킹 층에서 현장 네거티브(in situ negative)를 형성하는데 사용된다. 레이저로 제거 가능한 층의 부분들은, 레이저의 선택된 파장 및 파워에서 레이저 방사선에 상기 마스킹 층을 노광시킴으로써 제거된다. 레이저로 제거 가능한 층들의 예는, 예를 들면, 양(Yang) 등의 미국 특허 제5,925,500호, 및 팬(Fan)의 미국 특허 제5,262,275호 및 제6,238,837호에 기재되어 있으며, 상기 각각의 특허의 주제는 본 명세서에 전문이 참조로 인용된다.
이미징 후, 감광성 인쇄 소자가 현상되어, 광경화성 물질로 이루어진 층의 중합되지 않은 부분들이 제거되고 상기 경화된 감광성 인쇄 소자에서 가교결합된 릴리프 이미지가 드러난다. 통상적인 현상 방법은, 종종 브러쉬를 사용하여, 다양한 용매 또는 물로 세척하는 단계를 포함한다. 현상하기 위한 다른 가능한 방법은 에어 나이프 또는 열 + 블로터(blotter)의 사용을 포함한다. 상기 생성된 표면은 릴리프 패턴을 가지며, 상기 릴리프 패턴은 인쇄될 이미지를 재생산하고, 상기 릴리프 패턴은 통상적으로, 패턴을 갖지 않는 영역들 및 복수의 릴리프 도트들을 포함하는 패턴을 갖는 영역들을 포함한다. 상기 릴리프 이미지가 현상된 후, 상기 릴리프 이미지 인쇄 소자는 프레스 위에 탑재되어 인쇄를 개시할 수 있다.
다른 인자들도 있지만, 그중에서도 상기 도트의 모양 및 릴리프의 깊이는 인쇄된 이미지의 품질에 영향을 미친다. 오픈 리버스(open reverse) 텍스트 및 음영을 유지하면서 플렉소그래픽 인쇄판을 사용하여 미세한 도트, 라인 및 심지어 텍스트와 같은 소형 그래픽 소자를 인쇄하는 것은 매우 어렵다. 상기 이미지의 가장 밝은 영역(흔히 하이라이트로 지칭됨)에서, 상기 이미지의 밀도는 연속 톤 이미지의 망점 스크린 표시(halftone screen representation)에서의 도트들의 총 면적에 의해 나타낸다. 넓이 변조(Amplitude Modulated: AM) 스크리닝의 경우, 이는 고정된 주기적 격자에 위치하는 복수의 망판 도트들을 매우 작은 크기로 축소하는 것을 포함하며, 상기 하이라이트의 밀도는 상기 도트의 면적에 의해 나타낸다. 주파수 변조(FM) 스크리닝의 경우, 상기 망점 도트들의 크기는 일반적으로 어느 정도 고정된 값으로 유지되며, 무질서하게 또는 의사무질서하게(pseudo-randomly) 놓인 도트들의 수가 상기 이미지의 밀도를 나타낸다. 두 경우 모두, 상기 하이라이트 영역들을 충분히 나타내기 위해 매우 작은 도트 크기를 인쇄할 필요가 있다.
플렉소그래픽 판 위에 작은 도트들을 유지하는 것은, 판 제조 공정의 본질상 매우 어려울 수 있다. UV-불투과 마스크 층을 사용하는 디지털 판 제조 공정에서, 마스크와 UV 노광의 조합은 일반적으로 원추형인 릴리프 도트들을 생성시킨다. 이들 도트 중의 가장 작은 것은 가공 과정에서 제거되기 쉬운데, 이는, 인쇄하는 동안 이들 영역에 잉크가 전달되지 않음(상기 도트는 판 위에 및/또는 프레스 위에 "유지"되지 않음)을 의미한다. 또는, 상기 도트들이 가공 과정에서 남아 있는 경우, 이들은 프레스 상에서 손상되기 쉽다. 예를 들면, 작은 도트는 인쇄하는 동안 종종 접히고/접히거나 부분적으로 깨져버려 과량의 잉크가 전달되거나 잉크가 전혀 전달되지 않게 된다.
또한, 통상적으로 광경화성 수지 조성물은 화학선 노광시 라디칼 중합을 통해 경화된다. 그러나, 상기 산소가 라디칼 스캐빈저로서 기능하기 때문에 상기 경화 반응이 분자상 산소(상기 분자상 산소는 상기 수지 조성물 중에 통상적으로 용해된다)에 의해 억제될 수 있다. 그러므로, 상기 용해된 산소가, 이미지에 따른(imagewise) 노광 전에 상기 수지 조성물로부터 제거되어 상기 광경화성 수지 조성물이 더 신속하고 균일하게 경화될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
용해된 산소의 제거는, 예를 들면, 용해된 산소를 대체하기 위해, 노광 전에 이산화탄소 기체 또는 질소 기체와 같은 불활성 기체의 대기 중에 감광성 수지 판을 둠으로써, 달성될 수 있다. 상기 방법에 대한 잘 알려진 단점은 상기 방법이 불편하고 번거로우며 장치를 위해 넓은 공간을 필요로 한다는 점이다.
사용되고 있는 또 다른 접근법은, 상기 판을 화학선으로 예비 노광(즉, "범프 노광(bump exposure)")시키는 단계를 포함한다. 범프 노광 동안, 화학선의 저강도 "예비-노광" 화학선량을 사용하여 상기 수지를 감광시킨 다음, 상기 판을 화학선의 보다 고강도의 주요 노광 선량으로 처리한다. 상기 범프 노광을 전체 판 영역에 인가하는데, 상기 범프 노광은 산소 농도를 감소시키는 상기 판의 짧은 저선량 노광이며, 이는 상기 판(또는 기타 인쇄 소자)의 광중합을 억제하고 상기 가공된 판 위의 미세한 형상들(features)(즉, 하이라이트 도트들, 미세 라인들, 격리된 도트들 등)의 보존을 돕는다. 그러나, 상기 예비-감광 단계는 또한, 응영 톤(shadow tone)이 상기 이미지의 망점들의 망점의 비율(tonal range)을 채우고, 이에 의해 상기 망점들의 망점의 비율을 감소시킬 수 있다.
상기 범프 노광은 노광 시간, 조사되는 광의 강도 등과 같은, 상기 용해된 산소를 켄칭시키는 것에만 국한되는 특정 조건들을 필요로 한다. 또한, 상기 감광성 수지 층은 두께가 0.1mm 이상인 경우, 상기 저강도 범프 노출의 약한 광은 상기 감광성 수지 층의 특정 부분(즉, 상기 감광성 층에서, 상기 기판 층에 가장 근접하고 화학선 광원으로부터 가장 먼 쪽)에 충분히 도달하지 않아서, 상기 부분에서 상기 용해된 산소가 충분히 제거되지 않는다. 이어지는 주요 노광에서, 이들 부분은 상기 잔여 산소로 인해 충분히 경화되지 않을 것이다. 이러한 문제를 해결하려는 시도에서, 예를 들면, 로버츠(Roberts) 등의 미국 공개특허공보 제2009/0043138호에서 논의된 바와 같은 선택적 예비 노광이 제안되어 있으며, 상기 특허의 주제는 전문이 본 명세서에 참조로 인용된다. 기타 노력들은 특수 판 제형 단독, 또는 특수 판 제형과 상기 범프 노광과의 조합을 포함하였다.
예를 들면, 가와구치(Kawaguchi)의 미국 특허 제5,330,882호(이의 주제는 전문이 본 명세서에 참조로 인용된다)는 주 광개시제에 의해 흡수되는 파장으로부터 제거되는 적어도 100nm의 파장의 화학선을 흡수하기 위해 상기 수지에 첨가되는 별도의 염료의 사용을 제안한다. 이는 범프 및 주요 개시제에 대한 개시제 양을 별도로 최적화시킨다. 안타깝게도, 이들 염료는 약한 개시제이고, 범프 노광 시간 연장을 필요로 한다. 추가로, 이들 염료는 상기 수지를 정규 실내광으로 감광시키므로, 상기 작업 환경에서 불편한 황색 안전광이 요구된다. 마지막으로, 가와구치에 의해 기술된 접근법은 범프 노광에 대해 화학선 광의 통상적인 브로드밴드-형 광원을 사용하며, 이로써 이 또한 상기 수지의 하부층에 상당량의 산소를 남기는 경향이 있다.
본 명세서에 전문이 참조로 인용되는 사쿠라이(Sakurai)의 미국 특허 제4,540,649호는, 적어도 하나의 수용성 중합체, 광중합 개시제, 및 N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올 메타크릴아미드, N-알킬옥시메틸 아크릴아미드 또는 N-알킬옥시메틸 메타크릴아미드 및 멜라민 유도체의 축합반응 생성물을 함유하는 광중합성 조성물을 기술한다. 상기 발명자들에 따르면, 상기 조성물은 예비-노광 컨디셔닝을 필요로 하지 않으며 화학적 및 열적으로 안정한 판을 생성시킨다.
그러나, 이들 방법은 모두, 특히 골판지 기판을 인쇄하도록 설계된 경우 우수한 도트 구조를 갖는 릴리프 이미지 인쇄 소자를 생성하는 데 있어서 여전히 불충분하다.
따라서, 골판지 기판 위에 인쇄하기 위한 통상의 아날로그 작업흐름 공정의 릴리프 구조와 유사하거나 이보다 우수한 개선된 릴리프 구조를 갖는 릴리프 이미지 인쇄 소자를 제조하기 위한 개선된 방법이 요구된다.
또한, 다양한 기판에 대한 우수한 인쇄 성능을 갖도록 구성된 인쇄 도트들을 포함하는 개선된 릴리프 구조를 포함하는 개선된 릴리프 이미지 인쇄 소자가 요구된다.
본 발명의 목적은, 골판지 기판 위에 인쇄되는 경우 양호한 결과를 제공하는 릴리프 이미지 인쇄판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 골판지 기판 위에 인쇄되는 경우 인쇄 플루팅을 감소시키는 릴리프 이미지 인쇄판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄면, 엣지 윤곽(edge definition), 숄더각(shoulder angle), 깊이, 및 도트 높이의 견지에서 우수한 도트 구조를 갖는 인쇄 도트들을 포함하는 릴리프 이미지 인쇄 소자를 생성하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄 플루팅에 대한 내성이 높은 인쇄 소자 위의 도트 모양 및 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 릴리프 이미지 인쇄 소자의 인쇄면의 표면 거칠기를 조절하는 것이다.
결국, 본 발명은 일반적으로, 릴리프 상태의 복수의 도트들을 포함하는 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자에 관한 것이며, 여기서, 상기 복수의 도트들은 다음의 a) 내지 c)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 특징을 포함한다:
(a) 상기 도트의 상부 표면은 실질적으로 평탄하다;
(b) 상기 도트의 숄더각은, (i) 상기 도트의 전체 숄더각이 50°를 초과하거나 (ii) θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값이다;
(c) 상기 도트의 엣지 선예도(edge sharpness)는, re:p의 비가 5% 미만이 되도록 하는 값이고, 여기서, 상기 p는 상기 도트 상부의 중심을 가로지르는 엣지와 엣지 사이의 거리이고, re는 상기 도트의 엣지의 곡률 반경이다.
또 다른 바람직한 양태에서, 본 발명은 일반적으로, 릴리프 이미지 인쇄 소자에 형성되고 릴리프 패턴을 형성하는 복수의 릴리프 도트에 관한 것이며, 여기서, 상기 복수의 릴리프 도트는 디지털 판 제조 공정 동안 형성되며, 상기 복수의 릴리프 도트는 다음의 a) 내지 d)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 기하학적 특징들을 포함한다:
(a) 상기 도트의 상부 표면은 실질적으로 평탄하다;
(b) 상기 릴리프 도트의 숄더각은 (i) 상기 도트의 전체 숄더각이 50°를 초과하거나 (ii) θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값이다;
(c) 상기 전체 판 릴리프를 기준으로 한 퍼센티지로서 측정된, 릴리프 도트들 사이의 릴리프의 깊이는 약 9%를 초과한다;
(d) 상기 도트의 엣지 선예도는 re:p의 비가 5% 미만이 되도록 하는 값이다.
본 발명은 또한 일반적으로, 감광성 인쇄 블랭크로부터 릴리프 이미지 인쇄 소자를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 감광성 인쇄 블랭크는 적어도 하나의 광경화성 층 위에 배치된 레이저 제거 가능한 마스크 층을 포함하며, 상기 방법은
(a) 레이저 제거 가능한 마스크 층을 선택적으로 레이저 제거하여, 현장 마스크(in situ mask), 및 상기 광경화성 층의 피복되지 않은 부분을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 레이저 제거된 인쇄 블랭크를, 상기 현장 마스크를 통해 적어도 하나의 화학선 광원에 노광시켜, 상기 광경화성 층의 부분들을 선택적으로 가교결합하고 경화시키는 단계
를 포함하며,
여기서, 상기 적어도 하나의 광경화성 층 내로의 산소의 확산은, 단계(b) 전에 현장 마스크 위에, 및 상기 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분들의 상부 위에 확산 차단 층을 배치함으로써 제한된다.
바람직한 양태에서, 상기 확산 차단층은 바람직하게는
i) 상기 노광 단계 전에, 상기 현장 마스크에 및 상기 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분들에 라미네이팅된 차단 멤브레인(barrier membrane); 및
ii) 상기 노광 단계 전에, 상기 현장 마스크 위에 및 상기 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분들 위에 피복된 액체 층, 바람직하게는 오일
로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
상기 차단 멤브레인 및/또는 액체 층은 산소 확산 계수가 6.9×10-9㎡/sec 미만, 바람직하게는 6.9×10-10㎡/sec 미만, 가장 바람직하게는 6.9×10-11㎡/sec 미만이다.
또 다른 바람직한 양태에서, 적어도 하나의 화학선 광원은 실질적으로 선형인 또는 시준되는(collimated) 방식으로 에너지를 전달한다.
본 발명을 보다 완전히 이해하기 위해, 첨부된 도면과 관련하여 주어진 다음의 설명을 참조한다:
도 1은, 본 발명의 독특한 도트/숄더 구조를 나타내는 복수의 도트들을 갖는 인쇄 소자를, 본 발명의 이점이 없이 노광된 인쇄 소자의 도트와 비교하여 도시한다.
도 2는 플렉소그래픽 인쇄를 위한 최적의 도트 형성에 관한 4가지 도트 모양 측정을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 전체 도트 표면이 둥근, 5% 플렉소 도트에 대한 둥근 엣지를 도시한다.
도 4는 상부가 평면이 아닌 도트에 대한 임프레션(impression)에 따라 접촉 패치 크기(contact patch size)가 증가하는 다이어그램을 도시한다.
도 5는 임프레션이 증가함에 따르는 비평면 도트의 접촉 패치 크기의 증가를 수학적으로 나타낸 것이다. 상부 라인은 벌크 압축 효과 없이 증가하는 비율을 도시하는 반면, 하부 라인은 벌크 압축에 대한 보정 인자를 포함한다.
도 6은 도트 숄더각 θ의 측정치를 도시한다.
도 7은 상이한 이미지 형성 기술에 의해 제조되는 20% 도트들에 대한 도트 숄더각들을 이들의 각각의 도트 릴리프와 함께 도시한다.
도 8은 2개의 숄더각을 갖는 도트를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따르는 방법에 의해 형성된 복합 숄더각(compound sholder angle) 도트의 예를, 직접 기록 이미지 형성 공정(direct writing imaging process)에 의해 형성된 복합 숄더각 도트와 비교하여 도시한 것이다.
도 10은 복합 숄더각 도트들 사이의 숄더각 및 릴리프 깊이를 도시한 것이다.
도 11은 릴리프 이미지 윤곽을 도시한다.
도 12는 도트 릴리프 레벨들의 범위를 이들의 각각의 도트 숄더각들과 함께 도시한다.
도 13은 플렉소 판의 표준 디지털 이미지 형성에 의해 제조된 20% 도트에 대한 둥근 도트 엣지를 도시한다.
도 14는 20% 도트에 대한 매우 뚜렷한 도트 엣지이다.
도 15는 도트의 인쇄면의 평탄성(planarity)을 확인하는 수단을 기술하며, 여기서, p는 도트 상부를 가로지르는 거리이고, rt는 상기 도트의 표면을 가로지르는 곡률 반경이다.
도 16은 플렉소 도트 및 이의 엣지를 도시하며, 여기서, p는 도트 상부를 가로지르는 거리이다. 이는 엣지 선예도 re:p를 확인하는 데 사용되며, 여기서, 상기 re는 상기 도트의 숄더와 상부의 교차점에서의 곡률 반경이다.
도 17은 본 발명에 따르는 플렉소 도트의 상부에 대한 현(chord) 측정치 계산을 도시한다.
본 발명의 발명자들은 인쇄 도트의 모양 및 구조가 상기 도트가 인쇄하는 방식에 강력한 영향을 미침을 발견하였다. 이를 알게됨으로써, 사람들은, 본 명세서에 기재된 인쇄 방법을 이용함으로써, 인쇄를 최적화하기 위해 인쇄 도트의 생성된 모양을 조절할 수 있다. 도 1은, 본 발명의 독특한 도트/숄더 구조를 나타내는 복수의 도트들을 갖는 인쇄 소자를, 본 발명의 이점이 없이 노광된 인쇄 소자의 도트와 비교하여 도시한다.
더욱 특히, 본 발명의 발명자들은, 도 2에 도시한 바와 같이, 기하학적 특징의 특정 세트가, 우수한 인쇄 성능을 제공하는 플렉소 도트 모양을 규정함을 발견하였다. 특히 디지털 플렉소 인쇄에서 최적의 플렉소그래픽 인쇄 도트의 특성을 나타내는 기하학적 파라미터는 다음을 포함한다:
(1) 도트 표면의 평탄성;
(2) 도트의 숄더각;
(3) 도트들 사이의 릴리프의 깊이; 및
(4) 도트 상부가 도트 숄더로 전환되는 지점에서의 엣지의 선예도.
그러나, 도 2에 도시된 도트 모양은, 다른 인자들도 있지만 그중에서도, 인쇄될 기판에 따라, 반드시, 가장 최적인 도트 모양인 것은 아니다.
첫째로, 도트 표면의 평탄성은 인쇄 성능에 대한 기여 인자인 것으로 밝혀졌다. 통상적인 디지털 이미지 형성 공정에 의해 이미지가 형성된 플렉소 판은, 예를 들면, 5% 도트가 도시되어 있는 도 3에 나타낸 바와 같이 상부가 둥근 도트를 형성시키는 경향이 있다. 상기 익히 공지된 현상은 광중합의 산소 억제에 의해 야기되며, 위에서 더 상세하게 기술한 바와 같이 더 큰 도트들에 비해 더 작은 도트들에 영향을 미치는 경향이 있다. 평탄한 도트 표면은 상기 망점의 비율 전체에 걸쳐 바람직하다. 하이라이트 범위(즉, 0 내지 10% 망점 비율)에서의 도트들에 대해서조차 평탄한 도트 표면이 가장 바람직하다. 이는 도 4에 설명되어 있는데, 도 4는 상부가 평탄하지 않은 인쇄 도트에 대한 몇 가지 임프레션 수준으로 접촉 패치 크기를 증가시킨 다이어그램을 도시한다. 추가로, 도 5는 임프레션이 증가함에 따른, 비평탄 도트의 접촉 패치 크기 증가의 수학적 표시를 도시한다. 상부 라인은 벌크 압축 효과 없는 증가 비율을 도시하며, 하부 라인은 벌크 압축에 대한 보정 인자를 포함한다.
도트 상부의 평탄성은 도 15에 도시한 바와 같이 상기 도트의 상부 표면을 가로지르는 곡률 반경 rt으로서 측정될 수 있다. 바람직하게는, 도트 상부는, 상기 도트 상부의 곡률 반경이 광중합체 층의 두께보다 더 큰, 더욱 바람직하게는 상기 광중합체 층의 두께의 2배인, 가장 바람직하게는 상기 광중합체 층의 총 두께의 3배 이상인 평탄성을 갖는다.
따라서, 인쇄면과 도트 사이의 접촉 패치의 크기가 임프레션 힘(impression force)에 따라 기하급수적으로 변하기 때문에, 둥근 도트 표면은 인쇄 관점에서 이상적이지 않은 것으로 보일 수 있다. 반면, 평탄한 도트 표면은 적절한 임프레션 범위 내에서 동일한 접촉 패치 크기를 가지며, 따라서, 특히 하이라이트 범위(0 내지 10% 망점 비율)의 도트들에 대해 바람직하다.
제2 파라미터는 도트 숄더의 각이며, 이는 인쇄 성능의 우수한 예측 인자인 것으로 밝혀졌다. 상기 도트 숄더는 도 6에 도시된 바와 같이 도트 상부 및 측면에 의해 형성된 각 θ로서 규정된다. 극단적으로, 수직 컬럼은 90°숄더각을 갖지만, 실제로 대부분의 플렉소 도트는 90°보다는 상당히 더 적은, 종종 45°에 가까운 각도를 갖는다.
상기 숄더각 역시, 도트 크기에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 1 내지 15% 망점 비율의 소형 도트는 큰 숄더각을 가질 수 있는 반면, 예를 들면, 약 15% 보다 큰 대형 도트들은 더 작은 숄더각을 가질 수 있다. 모든 도트가 가능한 한 가장 큰 숄더각을 갖는 것이 바람직하다.
도 7은 상이한 이미지 형성 기술들에 의해 제조된 20% 도트들에 대한 도트 숄더각들을 도시한다. 아날로그 이미지 형성 공정에 의해 제조된 플렉소 판에서, 도트 숄더각은 도 7의 샘플 2에 나타낸 바와 같이 종종 45°에 가깝다. 플렉소 판에 대한 디지털 이미지 형성 공정은, 상기 각도를 특히 비교적 작은 도트의 경우 약 50°보다 큰 더욱 바람직한 범위로 증가시키지만, 상기 각도는 도 7의 샘플 14에 도시한 바와 같이 비교적 큰 도트에 대해서는 부여되지 않으며 둥근 도트 상부 또는 엣지라는 바람직하지 않은 부작용을 수반한다. 반면, 본 명세서에 기재된 이미지 형성 기술 방법을 사용함으로써, 디지털 플렉소 판의 도트 숄더각은 본 명세서에 기재된 방법에 따라 제조된 도트들을 도시하는 도 7의 샘플 13에 나타낸 20% 도트와 같은 큰 도트에서 조차 약 50°를 초과하도록 개선될 수 있다.
숄더각에 대한 2개의 경쟁적인 기하학적 제한 인자인, 도트 안정성 및 임프레션 민감성이 존재한다. 큰 숄더각은 임프레션 감도를 최소화하며 프레스에 대해 가장 넓은 작업 윈도우를 제공하지만, 도트 안정성 및 내구성을 희생시킨다. 반면, 더 작은 숄더각은 도트 안정성을 개선시키지만 프레스에 대한 임프레션에 대해 도트가 더 민감하게 한다. 실제로 현재, 대부분의 도트는, 상기 2개의 요구 사이에서 절충을 나타내는 각도를 갖도록 하는 방식으로 형성된다.
이상적인 도트는, 상기 2개의 기능(인쇄 임프레션 및 도트 보강)을 수행하는 도트들의 섹션들을 분리함으로써 그리고 각각의 도트에 이의 목적에 특히 적합한 숄더각을 제공함으로써, 상기 2개의 요건들을 절충해야 할 필요성을 없앤다. 이러한 도트는 도 8에 도시된 바와 같이 측면으로부터 조망하는 경우 2개의 각도를 가질 것이다. 인쇄면에 가장 가까운 각 θ1은 임프레션 민감성을 최소화하기 위해 큰 각도를 갖는 한편, 상기 도트의 밑변과 더 가까운 각 θ2는, 도트 구조의 최대 물리적 보강 및 최대 안정성을 부여하기 위해, 더 작을 것이다. 그러나, 이러한 형태의 도트 모양은 기존의 아날로그 또는 디지털 플렉소그래픽 광중합체 및 이미지 형성 기술에 의해 용이하게 수득되지 않는데, 그 이유는, 상기 도트 모양이, 사용되는 이미지 형성 기술에 의해 결정될 정도로 크기 때문이다.
본 명세서에 기재된 방법과 같은 이미지 형성 기술은 도 9에 도시된 바와 같은 복합 숄더각 도트를 형성시킬 수 있다. 도 9의 좌측의 2개의 그림은 본 발명의 방법에서 생성된 도트를 나타내는 한편, 우측의 그림은 직접 기록 이미지 형성 공정에서 생성된 도트를 나타낸다. 본 발명의 복합 숄더각 도트는, 도트 상부(인쇄면)에서 가장 가까운 부분에서는 매우 큰 숄더각을 갖지만, 이는, 도 10에 도시된 바와 같이 판의 "바닥(floor)"에 부착된 도트 밑변 근처에서의 훨씬 더 작은 숄더각과 넓은 밑변으로 인해 구조적으로 견고하다. 상기 복합 숄더각 도트는 최적의 임프레션 수준에서 매우 잘 인쇄될 뿐만 아니라 보다 높은 임프레션 수준에서 이례적인 프린트 게인 내성(resistance to print gain)을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
> 50°의 도트 숄더각은 상기 망점 비율 전체에 걸쳐 바람직하다. > 70°또는 그 이상의 도트 숄더각이 바람직하다. > 70° 이상의 θ1(도트 상부에 가장 가까운 각)과 45° 미만의 θ2(도트 바닥 부착점과 가장 가까운 각)를 갖는 "복합 각(compound angle)" 숄더를 갖는 도트가 가장 바람직하다. 본 명세서에서 사용되는 도트 숄더각은, 도 6에서 나타낸 바와 같이 상기 도트의 상부에 대해 접선 방향인 수평선과, 인접하는 도트 측벽을 나타내는 선의 교차선에 의해 형성되는 각을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 θ1은 도 8에서 나타낸 바와 같이 상기 도트의 상부에 대해 접선 방향인 수평선과, 상기 도트의 상부와 가장 가까운 인접한 숄더벽 부분을 나타내는 선과의 교차선에 의해 형성되는 각을 의미한다. 본 명세서에서 사용되는 θ2는 도 8에서 나타낸 바와 같이 수평선과, 상기 도트의 밑변에 가장 가까운 도트의 측벽을 나타내는 선에 의해 형성되는 각을 의미한다.
제3 파라미터는, 도 11에 도시한 바와 같이 판의 바닥과 고체 릴리프 표면의 상부 사이의 거리로서 나타낸 판 릴리프이다. 예를 들면, 0.125인치 두께의 판은 통상적으로 0.040인치 릴리프를 갖도록 제조된다. 그러나, 상기 판 릴리프는 통상적으로 망점 패치들 중의 도트들 사이의 릴리프(즉, "도트 릴리프")보다 훨씬 더 큰데, 이는 망점 영역에서 도트들이 가깝게 이격된 결과이다. 망점 영역의 도트들 사이의 낮은 릴리프는, 상기 도트들이 구조적으로 잘 지지되지만, 인쇄하는 동안 잉크가 판 위에서 빌드-업(build-up)되어 결국 도트들 사이의 영역들을 채움으로써 도트들이 이어지거나 인쇄가 더럽게 되는 문제를 일으킬 수 있음을 의미한다.
본 발명자들은, 더 깊은 도트 릴리프가 상기 문제를 현저하게 감소시켜서, 종종 "클리너 인쇄(cleaner printing)"로 지칭되는 능력인, 작업자의 간섭이 더 적은 상태에서의 보다 장기간의 인쇄 작업량을 초래함을 밝혀내었다. 도트 릴리프가 도트 숄더각에 따라 변하는 것을 나타내는 도 12에 도시된 바와 같이, 도트 릴리프는 도트 숄더각과 어느 정도 연관된다. 상기 4개의 샘플들은 총 두께가 0.125인치이고 판 릴리프 두께가 0.040인치인 판들로부터 취한다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 표준 아날로그 및 디지털 이미지 형성 공정에 의해 제조된 도트들(각각 샘플 2 및 샘플 14)은 전체 판 릴리프의 약 10% 미만인 도트 릴리프를 종종 갖는다. 반면, 향상된 이미지 형성 공정은 상기 판 릴리프의 약 9% 초과(샘플 13) 또는 더욱 바람직하게는 약 13% 초과(샘플 12)인 도트 릴리프를 생성할 수 있다.
플렉소 인쇄를 위한 최적의 도트를 구분하는 4번째 특징은, 평탄한 도트 상부와 숄더 사이의 매우 뚜렷한 경계의 존재이다. 산소 억제 효과로 인해, 표준 디지털 플렉소 광중합체 이미지 형성 공정을 사용하여 제조된 도트는 둥근 도트 엣지를 나타내는 경향이 있다. 약 20%를 넘는 도트의 경우, 상기 도트의 중심은 평탄하게 남아 있지만 엣지는 플렉소그래픽 판의 디지털 이미지 형성에 의해 제조된 20% 도트에 대한 둥근 도트 엣지를 도시한 도 13에서 보이는 바와 같이 명백하게 둥근 외곽을 나타낸다.
일반적으로, 도트 엣지는 도 14에 도시한 바와 같이 선명하고 뚜렷한 것이 바람직하다. 이들 매우 뚜렷한 도트 엣지는 상기 도트의 "인쇄" 부분을 "지지" 부분으로부터 보다 잘 분리하여, 인쇄하는 동안 상기 도트와 기판 사이의 보다 안정된 접촉 영역을 허용한다.
도 16에 도시한 바와 같은 엣지 선예도는 도트의 상부 또는 인쇄면의 너비인 p에 대한 (상기 도트의 숄더와 상부와의 교차점에서의) 곡률 반경인 re의 비로서 정의될 수 있다. 말단이 완전히 둥근 도트의 경우, 정확한 인쇄면을 규정하기가 어려운데, 그 이유는, 통상적으로 이해되는 의미에서의 엣지가 사실상 없고, re:p의 비가 50%에 달할 수 있기 때문이다. 반면, 엣지가 선명한 도트는 re의 값이 매우 작아서, re:p가 0에 근접할 것이다. 실제로, 5% 미만의 re:p가 바람직하며, 2% 미만의 re:p가 가장 바람직하다. 도 16은 플렉소 도트 및 이의 엣지를 도시하며, 여기서, p는 도트 상부를 가로지르는 거리이고 엣지 선예도 re:p의 특성을 나타내며, re는 상기 도트의 숄더와 상부와의 교차점에서의 곡률 반경이다.
마지막으로, 도 17은 플렉소 도트의 평탄성을 측정하는 또 다른 수단을 도시한다. (AB)는 상기 도트의 상부의 직경이고, (EF)는 현(AB)를 갖는 원의 반경이고, (CD)는 반경이 EF인 원을 현(AB)에 의해 가로로 절개한 세그먼트의 높이이다. 표 1은 150개의 1인치당 라인(line per inch: LPI)에서의 각종 도트%에 대한 데이터를 나타내고, 표 2는 85 lpi에서의 각종 도트%에 대한 데이터를 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
또한, 골판지 기판 위에 인쇄하는 경우의 인쇄 플루팅을 감소시키고 본 명세서에 기재된 바람직한 도트 구조를 생성하기 위해, 본 발명의 발명자들은 (1) 노광 단계로부터 공기를 제거하고; 바람직하게는 (2) 조명의 유형, 파워 및 입사각을 변경시키는 것이 필요함을 밝혀내었다.
이들 방법을 함께 사용하면, 인쇄 플루팅에 대한 내성이 높고 프레스에 대한 이례적인 임프레션 관용도(latitude)(즉, 인쇄하는 동안 상기 판에 더 많은 압력이 인가되는 경우의 인쇄 게인 변화에 대한 내성)을 나타내는 도트 모양을 산출한다.
본 발명에서 발명자들은, 최적의 릴리프 인쇄를 위해 인쇄 소자 위에 형성되는 인쇄 도트의 모양을 유리하게 변화시키는 데 있어서의 주요 인자가, 화학선에 대한 노광 동안 광경화성 층 안으로의 공기의 확산을 막거나 제한하는 것임을 발견하였다. 본 발명자들은 광경화성 층 내로의 공기 확산이 다음의 단계 (1) 및 (2)에 의해 제한될 수 있음을 밝혀내었다:
(1) 현장 마스크, 및 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분을 피복하기 위해, 상기 플렉소 판의 상부 위에 차단 멤브레인을 라미네이팅시키는 단계. 상기 멤브레인은, 현장 마스크를 형성하는 데 사용된 레이저 제거 후에 그리고 화학선에 대한 노광 전에 가장 유리하게 도포될 수 있다. 본 발명의 발명자들은 또한, 상기 시트가 상기 판의 인쇄면에 뚜렷한 텍스쳐를 부여하는데 사용될 수 있음을 밝혀내었으며, 이는 본 발명의 추가의 능력 및 이점이다.
(2) 현장 마스크 및 모든 피복되지 않은 광중합체 층을 액체 층, 바람직하게는 오일로 피복하는 단계.
상기 차단 멤브레인 및/또는 액체 층은 산소 확산 계수가 6.9×10-9㎡/sec 미만, 바람직하게는 6.9×10-10㎡/sec 미만, 가장 바람직하게는 6.9×10-11㎡/sec 미만이다.
조명의 유형, 파워 및 입사각을 변경시키는 것 또한 이와 관련하여 유용할 수 있으며 여러 가지 방법에 의해 달성될 수 있다. 예를 들면, 조명의 유형, 파워 및 입사각을 변경시키는 것은 노광 단계 동안 판 위에 시준 격자(collimating grid)를 사용함으로써 달성될 수 있다. 아날로그 판에 대한 시준 격자의 용도는, 랜달(Randall)의 미국 특허 제6,245,487호에서 아날로그 인쇄판과 관련하여 기술되며, 상기 특허의 주제는 전문이 본 명세서에 참조로 인용된다. 대안으로, 포인트 광 또는 기타 준-간섭성 광원이 사용될 수 있다. 이들 광원은 광원 및 노광 유닛 디자인에 따라 스펙트럼, 에너지 집결도 및 입사각을 다양한 정도로 변경시킬 수 있다. 이들 포인트 광원의 예는 OVAC 노광 유닛(제조원: Olec Corporation) 및 eXact 노광 유닛(제조원: Cortron Corporation)을 포함한다. 마지막으로, 완전 간섭성(예를 들면, 레이저) 광원이 노광용으로 사용될 수 있다. 상기 레이저 광원의 예는 뢰쉐 엑스포즈(Luescher Xpose) 이미지 형성기 및 하이델베르크 프로세터(Heidelberg Prosetter) 이미지 형성기와 같은 장치에서 사용되는 U.V. 레이저 다이오드를 포함한다. 조명의 유형, 파워 및 입사각을 변경시킬 수 있는 기타 광원이 또한 본 발명의 실시에서 사용될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 일반적으로, 적어도 하나의 광경화성 층 위에 배치된 레이저 제거 가능한 마스크 층을 포함하는 감광성 인쇄 블랭크로부터 릴리프 이미지 인쇄 소자를 제조하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
(a) 상기 레이저 제거 가능한 마스크 층을 선택적으로 레이저 제거하여, 현장 마스크, 및 상기 광경화성 층의 피복되지 않은 부분을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 레이저 제거된 인쇄 블랭크를, 상기 현장 마스크를 통해 적어도 하나의 화학선 광원에 노광시켜, 상기 광경화성 층의 부분들을 선택적으로 가교결합하고 경화시키는 단계
를 포함하며,
상기 노광 단계 동안의 상기 적어도 하나의 광경화성 층 내로의 산소의 확산은,
i) 상기 노광 단계 전에 상기 현장 마스크, 및 상기 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분들에 차단 멤브레인을 라미네이팅하는 단계; 및
ii) 상기 노광 단계 전에 상기 현장 마스크, 및 상기 광경화성 층의 모든 피복되지 않은 부분들을 액체, 바람직하게는 오일의 층으로 피복하는 단계
중의 적어도 하나의 단계로부터 선택된 방법에 의해, 제한된다.
광범위한 물질들이 차단 멤브레인 층으로서 작용할 수 있다. 본 발명자들이 효과적인 차단층 제조에 있어서 분별한 3가지 속성은, 광투과도, 얇은 두께 및 산소 수송 억제도를 포함한다. 산소 수송 억제도는 낮은 산소 확산 계수의 견지에서의 척도이다. 언급된 바와 같이, 상기 멤브레인(또는 액체 층)의 산소 확산 계수는 6.9×10-9㎡/sec 미만, 바람직하게는 6.9×10-10㎡/sec 미만, 가장 바람직하게는 6.9×10-11㎡/sec 미만이어야 한다.
본 발명의 차단 멤브레인 층으로서 사용하기에 적합한 물질의 예는, 플렉소그래픽 인쇄 소자에서 이형 층으로서 통상적으로 사용되는 물질, 예를 들면, 폴리아미드, 폴리비닐 알콜, 하이드록시알킬 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리디논, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체, 양쪽성 인터폴리머, 셀룰로즈 아세테이트 부티레이트, 알킬 셀룰로즈, 부티랄, 사이클릭 고무, 및 상기 언급된 것들 중의 하나 이상의 배합물을 포함한다. 추가로, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르 및 유사한 투명한 필름과 같은 필름은 또한 차단 필름으로도 작용할 수 있다. 하나의 바람직한 양태에서, 상기 차단 멤브레인 층은 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 포함한다. 한 가지 특히 바람직한 차단 멤브레인은 후지 필름스(Fuji Films)로부터 입수할 수 있는 후지(Fuji®) 파이널 프루프(Final Proof) 수용 시트(receiver sheet)이다.
상기 차단 멤브레인은 상기 필름 및 상기 필름/광중합체 판 조합물의 취급에 대한 구조적 요구를 맞추면서 되도록 얇아야 한다. 약 1 내지 100㎛의 차단 멤브레인 두께가 바람직하며, 약 1 내지 20㎛의 두께가 가장 바람직하다.
상기 차단 멤브레인은, 상기 멤브레인이 감광성 인쇄 블랭크를 노광시키는 데 사용되는 화학선을 치명적으로 흡수하거나 굴절시키지 않도록 충분한 광투과도를 가질 필요가 있다. 이와 같이, 상기 차단 멤브레인은 광투과도가 50% 이상, 가장 바람직하게는 75% 이상인 것이 바람직하다.
상가 차단 멤브레인은, 상기 멤브레인이 화학선에 노광되는 동안 광경화성 층 내로의 산소의 확산을 효과적으로 제한할 수 있도록 산소 확산에 대해 충분히 불투과성일 필요가 있다. 본 발명에서 본 발명자들은, 상기 언급된 두께의 상기 언급된 차단 멤브레인 물질들이 본 명세서에 기재된 바와 같이 사용되는 경우 광경화성 층 내로의 산소의 확산을 실질적으로 제한할 것으로 단정지었다.
광경화성 층 내로의 산소의 확산을 제한하는 것 이외에도, 상기 차단 멤브레인은 인쇄 소자의 인쇄면에 목적하는 텍스쳐를 부여 또는 임프레싱하는데 사용될 수 있거나, 상기 인쇄 소자의 인쇄면의 표면 거칠기를 목적하는 수준으로 조절하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 하나의 양태에서, 상기 차단 멤브레인은 무광택 가공물을 포함하며, 상기 무광택 가공물의 텍스쳐가 상기 판 표면에 전달되어 상기 인쇄판의 표면 위에 바람직한 표면 거칠기를 제공할 수 있다. 예를 들면, 하나의 양태에서, 상기 무광택 가공물은 약 700 내지 약 800nm의 평균 표면 거칠기를 제공한다. 이 경우, 상기 차단 멤브레인은 상부에 경화된 광중합체 층을 갖는 폴리프로필렌 필름을 포함하고, 상기 경화된 광중합체 층은 위에 규정되어 있는 뚜렷한 입체 패턴을 갖는다. 상기 차단 멤브레인 표면의 텍스쳐 또는 거칠기는 상기 라미네이션 단계 동안 광중합체(광경화성) 층의 표면 위로 임프레싱될 것이다. 일반적으로, 이와 관련하여 표면 거칠기는 베코 옵티칼 프로필로미터(Veeco Optical Profilometer), 모델 와이코(Wyko) NT 3300(제조원: Veeco Instruments; 미국 뉴욕주 플레인빌 소재)를 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 상기 차단 멤브레인은 거칠기가 100nm 미만인 매끄러운 나노테크놀로지 필름을 포함한다. 상기 양태에서, 상기 인쇄판의 평균 표면 거칠기는 약 100nm 미만이 되도록 조절될 수 있다.
상기 차단층은 통상의 라미네이션 방법에서 압력 및/또는 열을 사용하여 인쇄판의 표면에 라미네이팅될 수 있다.
또 다른 양태에서, 상기 인쇄판은 상기 노광 단계 전에 액체 층, 바람직하게는 오일 층으로 피복될 수 있으며, 상기 오일은 투명하거나 색조를 가질 수 있다. 상기 액체 또는 오일은 본 명세서에서 차단 멤브레인의 또 다른 형태로서 작용한다. 고체형의 차단 멤브레인에 대한 것과 마찬가지로, 사용되는 액체는 상기 광경화성 층을 노광시키는 데 사용되는 화학선에 대해 광투과성인 것이 중요하다. 상기 액체 층의 광투과도는 바람직하게는 적어도 50%, 가장 바람직하게는 적어도 75%이다. 상기 액체 층은 또한 상기 언급한 바와 같은 산소 확산 계수를 갖는 광경화성 층 내로의 산소 확산을 실질적으로 억제할 수 있어야 한다. 상기 액체는 또한 공정을 수행하는 동안 원위치에서 유지될 정도로 충분히 점성이어야 한다. 본 발명자들은 본 명세서에서, 비제한적으로 예시된 다음의 오일 중의 어느 하나를 포함하는 1㎛ 내지 100㎛ 두께의 액체 층이 상기 항목들을 충족시킬 것임을 알아내었다: 파라핀계 또는 나프텐계 탄화수소 오일, 실리콘 오일 및 식물성 오일. 상기 액체는 현장 마스크가 형성된 후에 그리고 인쇄 블랭크가 화학선에 노광되기 전에 인쇄 소자의 표면 위에 퍼져 있어야 한다.
감광성 인쇄 블랭크가 본 명세서에 기재된 바와 같은 화학선에 노광된 후, 상기 인쇄 블랭크가 현상되어 그 안의 릴리프 이미지를 드러낸다. 상기 현상은 비제한적으로 예시되는 수 현상(water development), 용매 현상 및 열 현상을 포함하는 다양한 방법에 의해 수행될 수 있다.
마지막으로, 상기 릴리프 이미지 인쇄 소자를 인쇄 프레스의 인쇄 실린더 위에 탑재하여, 인쇄를 개시한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 릴리프 이미지 인쇄 소자의 제조 방법은, 최적의 인쇄 성능을 위해 구성된, 인쇄될 릴리프 도트들을 포함하는 릴리프 패턴을 갖는 릴리프 이미지 인쇄 소자를 생성함을 알 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 판 제조 공정을 통해, 생성된 릴리프 이미지에서 릴리프 도트들의 특정한 기하학적 특징들을 조절하고 최적화할 수 있다.

Claims (16)

  1. 릴리프 상태의 복수의 도트(dot)들을 포함하는 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자(flexographic relief image printing element)로서, 상기 복수의 도트들이 다음의 a) 내지 c)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 특징을 포함하는, 릴리프 상태의 복수의 도트들을 포함하는 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자:
    (a) 상기 도트의 상부 표면의 평탄성(planarity)은, 상기 도트의 상부 표면의 곡률 반경 rt가 광중합체 층의 총 두께보다 크게 하는 값을 갖는다;
    (b) 상기 도트의 숄더각(shoulder angle)은, (i) 상기 도트의 전체 숄더각이 50°를 초과하거나 (ii) θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값이다;
    (c) 상기 도트의 엣지 선예도(edge sharpness)는, re:p의 비가 5% 미만이 되도록 하는 값이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도트의 숄더각이, 전체 숄더각이 약 50°를 초과하도록 하는 값인, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도트의 숄더각이, 전체 숄더각이 약 70°를 초과하도록 하는 값인, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도트의 숄더각이, θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값인, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  5. 제1항에 있어서, re:p의 비가 2% 미만인, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 인쇄 소자의 도트 릴리프가 전체 판(plate) 릴리프의 약 9%를 초과하는, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인쇄 소자의 상기 도트 릴리프가 전체 판 릴리프의 약 12%를 초과하는, 플렉소그래픽 릴리프 이미지 인쇄 소자.
  8. 릴리프 이미지 인쇄 소자에 형성되고 릴리프 패턴을 형성하는 복수의 릴리프 도트로서,
    상기 복수의 릴리프 도트는 디지털 판 제조 공정 동안 형성되고,
    상기 복수의 릴리프 도트는 다음의 a) 내지 d)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기하학적 특징들을 포함하는, 복수의 릴리프 도트:
    (a) 상기 도트의 상부 표면의 곡률 반경 rt로서 측정되는, 상기 릴리프 도트의 상부 표면의 평탄성은, 광중합체 층의 총 두께보다 크다;
    (b) 상기 릴리프 도트들의 숄더각은, (i) 전체 숄더각이 50°를 초과하거나 (ii) θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값이다;
    (c) 전체 판 릴리프를 기준으로 한 퍼센티지로서 측정된, 릴리프 도트들 사이의 릴리프의 깊이는 약 9%를 초과한다;
    (d) 상기 릴리프 도트들의 엣지 선예도는, re:p의 비가 5% 미만이 되도록 하는 값이다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 릴리프 도트들의 상부 표면의 평탄성이, 상기 도트의 상부 표면의 곡률 반경 rt가 광중합체 층의 총 두께보다 크게 하는 값인, 복수의 릴리프 도트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 릴리프 도트들의 숄더각이, 전체 숄더각이 50°를 초과하도록 하는 값인, 복수의 릴리프 도트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 릴리프 도트들의 숄더각이, 전체 숄더각이 70°를 초과하도록 하는 값인, 복수의 릴리프 도트.
  12. 제8항에 있어서, 상기 릴리프 도트들의 숄더각이, θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값인, 복수의 릴리프 도트.
  13. 제8항에 있어서, 상기 릴리프 도트들 사이의 릴리프의 깊이가 전체 판 릴리프의 약 12%를 초과하는, 복수의 릴리프 도트.
  14. 제8항에 있어서, 상기 릴리프 도트들의 엣지 선예도가, re:p의 비가 약 2% 미만이 되도록 하는 값인, 복수의 릴리프 도트.
  15. 제8항에 있어서, 상기 복수의 릴리프 도트가 다음의 기하학적 특징 a) 내지 d)를 포함하는, 복수의 릴리프 도트:
    (a) 상기 도트에 대한 상부 표면의 곡률 반경 rt가 광중합체 층의 총 두께보다 크게 하는, 평탄한 상부 표면을 갖는다;
    (b) 상기 릴리프 도트의 전체 숄더각은 50°를 초과한다;
    (c) 전체 판 릴리프를 기준으로 한 퍼센티지로서 측정된, 도트들 사이의 릴리프의 깊이는 약 9%를 초과한다;
    (d) re:p의 비는 약 5% 미만이다.
  16. 제8항에 있어서, 상기 복수의 릴리프 도트가 다음의 기하학적 특징 a) 내지 d)를 포함하는, 복수의 릴리프 도트:
    (a) 상기 도트에 대한 상부 표면의 곡률 반경 rt가 광중합체 층의 총 두께보다 크게 하는, 평탄한 상부 표면을 갖는다;
    (b) 상기 릴리프 도트의 숄더각은, θ1이 70°를 초과하고 θ2가 45°미만이 되도록 하는 값이다;
    (c) 전체 판 릴리프를 기준으로 한 퍼센티지로서 측정된, 도트들 사이의 릴리프의 깊이는 약 9%를 초과한다;
    (d) re:p의 비는 약 5% 미만이다.
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