TWI305181B - Thermal development system and method of using the same - Google Patents

Description

13〇5181 九、發明說明： i. ^ 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可用於熱顯影浮雕影像印刷元件的 改良系統及其用法。 【先前技術】 膠版印刷通常爲使用於高容積運轉的印刷方法。已在 多種基材上使用膠版印刷來印刷，諸如紙、硬紙板製的原 | 料、瓦楞紙板、薄膜、箔及積層板。報紙及折疊紙袋即爲 顯著的實例。粗糙表面及拉延薄膜僅可利用膠版印刷來經 濟地印刷。膠版印刷板爲在開放區域上具有凸起的影像元 素之浮雕板。此板可對印刷機提供一些優點，此主要基於 其耐久性及其可容易製得。 雖然光聚合物印刷元件典型會以’'平坦"薄片形式使 用，但以連續的圓柱形式（如連續滾輪（continuous in-the-round)(CITR)光聚合物套筒）使用該印刷元件則有特 | 別的應用及優點。CITR光聚合物套筒可加入數位成像、準 確定位、快速安裝及該膠版印刷製程無板子起模之優勢。 CITR套筒可應用在連續圖案的膠版印刷中，諸如壁紙、裝 飾及禮品包裝紙：及其它連續圖案中，諸如桌布等等。CITR 套筒能讓膠版印刷在印刷品質上可與凹版及平板印刷具有 更大的競爭性。 典型的膠版印刷板（如由其製造商所發表）爲一多層物 件，其依序由支架或載體層、一或多層未曝光的光可硬化 層、保護層或滑膜及遮蓋薄片製得。典型的CITR光聚合物 1305181 套筒通常包括套筒載體（載體層）及在該載體層之表面上至 少一層未曝光的光可硬化層。 膠版印刷元件可從光可硬化的印刷坯料，藉由讓該光 可硬化的印刷坯料成像，以在該印刷元件的表面上產生浮 b影像來製造。此通常可藉由選擇性將該光可硬化材料曝 露至光化輻射而達成，此曝光作用可讓該光可硬化材料在 該照射區域中變硬或交聯。該光可硬化的印刷坯料包括一 或多層在合適的支撐層上之未硬化的光可硬化材料。該光 > 可硬化的印刷坯料可爲連續（無縫）套筒形式，或可爲安裝 在載體套筒上的平坦、平板。 所使用的光聚合物通常包括黏著劑、單體、光起始劑 及其它性能添加劑。光聚合物組成物包括在2003年1月29 日所申請之美國專利申請案第1 0/3 5 3,446號（其教示全文以 參考之方式倂於本文）中所描述者。多種光聚合物可有用地 作爲黏著劑’諸如以聚苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、聚苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯、聚胺基甲酸酯類及/或硫醇烯類 b (thiolenes)爲主者。較佳的黏著劑有聚苯乙烯-異戊二烯-苯 乙烯及聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，特別是前述的嵌段共聚 物。 該印刷元件可以三種相關的方法之一來選擇性曝露至 光化輻射。在第—選擇中’使用具有透明區域及實質上不 透明區域的照相負片來選擇性阻斷光化輻射穿透至該印刷 版元件。在第二選擇中’將光聚合物層塗佈對雷射燒蝕敏 感的光化輻射（實質上）不透明層。然後’使用雷射來燒蝕 -6- 1305181 該光化輻射不透明層之所選擇的區域，以就地產生一負 片。此技術已在技藝中相當熟知，例如由Fan在美國專利 案領5,262,275及6，238,837號中所描述，及由Yang等人在 美國專利案第5,925,500號中所述，此些主題之全文各篇皆 以參考方式倂入本文。在第三選擇中，使用一光化輻射的 聚焦束來選擇性曝光該光聚合物。這些可選擇的方法之任 一種皆可接受，其準則爲只要其能選擇性將該光聚合物曝 露至光化輻射，藉而選擇性地硬化光聚合物之部分。 其次，顯影該印刷元件的光聚合物層，以移除未硬化 (即，未交聯）的光聚合物部分，而沒有干擾到該光聚合物 層的硬化部分，以產生一浮雕影像。顯影步驟傳統上可以 多種方式來達成，包括水洗滌、溶劑洗滌及熱顯影（吸除）。 熱顯影具有在顯影後不需要額外的乾燥步驟之優點，因此 提供一可從板子更快速行進至印刷機的能力。 已發展出使用熱及在硬化與未硬化的光聚合物間之熔 化溫度差異來製備光聚合物印刷板的方法，且已將其使用 來發展潛影。此方法的基本要素已熟知，如描述在美國專 利案第5,279,697、5,175,072及3,264,103號中，在已公告 的美國專利公告案號US 2003/0 1 8065 5及US 2003/02 1 1 423 中，及在 WO 01/88615、WO 01/18604 及 EP 1239329 中，此 些各篇之全文教示皆以參考之方式倂於本文。這些方法可 消除顯影溶劑及移除該溶劑所需之長的板乾燥時間。這些方 法的速度及效率使其使用來製造膠版印刷板，其可用來印刷 新聞紙及其它快速周轉時間及高生產力對其來說很重要 -7- 1305181 的刊物。 爲了使印刷版可熱顯影，光聚合物之組成物必需在硬 化與未硬化的聚合物之熔化溫度間存在實質上之差異。嚴 格來說，此差異允許當加熱時可在該光聚合物中產生影 像在所選擇的溫度下，該未硬化的光聚合物（即，不與光 化輻射接觸的光聚合物部分）會熔化及/或實質上軟化，同 時該硬化的光聚合物仍然爲固體及完整。因此，該熔化溫 度。差異使未硬化的光聚合物可選擇性地被移除，因此產生 想要的影像。 在熱顯影期間，印刷元件通常會加熱至溫度至少約70 °C。精確溫度則依欲使用的特別光聚合物之性質而定。但 是，在決定顯影溫度時應該考慮二個主要因素： 1. 較佳爲，將顯影溫度設定在未硬化的光聚合物於低端處 的熔化溫度與該硬化之光聚合物於上端處的熔化溫度 間。此將使該光聚合物可選擇性地被移除，因此產生影 像。 2. 顯影溫度愈高，製程時間將愈快。但是，該顯影溫度應 該不高過該硬化的光聚合物之熔化溫度或不高到將降解 該硬化的光聚合物。該溫度應該足以熔化或實質上軟化 該未硬化的光聚合物，因此允許將其移除。 之後，該未硬化的光聚合物會變軟及/或熔化且可經移 除。在大部分例子中’該經加熱的印刷元件與可吸收或以 其它方法可移除已變軟及/或熔化之未硬化的光聚合物之 吸收材料接觸。此移除方法通常指爲’'吸除Μ。 1305181 在完成該吸除製程後，該印 步的光化輻射及/或接受脫黏反應 用、。 雖然已發展出多種可使用來 顯1影裝置，在技藝中仍然需要一 除未硬化的光聚合物之熱顯影裝 一種經改良的熱顯影方法，其准 該吸除材料能更完全地移除殘餘 經*成像及曝光的表面上之未硬化 本發明之發明者已測定可藉 支撐該吸除材料，以在吸除（吸斗 件之經成像及曝光的表面間獲得 除材料接觸到該浮雕影像印刷元 從該浮雕影像印刷元件之經成像 效地移除未硬化光聚合物。 【發明內容】 發明槪述 本發明之目標爲提供一種用 件的裝置，其可增加速度、減少口j 本發明的另一個目標爲提供 加在吸收吸除材料與浮雕影像印 表面間之接觸時間，以提供更完名 爲此目的，本發明係關於一 及一種使用該經改良的熱顯影裝 刷板元件可後曝光至進一 ’冷卻，然後準備好可使 製造浮雕影像印刷板之熱 種可提供能更有效率地移 置。在技藝中亦仍然需要 許能均勻地施加熱及允許 在該浮雕影像印刷元件之 光聚合物。 由以連續不斷的壓印帶來 欠）材料與浮雕影像印刷元 較好的接觸，如此，該吸 件的表面將更多，因此可 及曝光的表面上達成更有 來熱顯影浮雕影像印刷元 :除劑消耗及減少點損傷。 一種熱顯影裝置，其可增 刷元件之經成像及曝光的 ί地移除未硬化光聚合物。 種經改良的熱顯影裝置， 置來從膠版印刷元件之影 1305181 像表面移除未硬化光聚合物之方法。 在較佳具體實施例中，該裝置包括： a) 用來支撐及較佳地傳輸浮雕影像印刷元件之工具； b) 用來軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元件之經成像及曝 光表面上之未交聯光聚合物之工具；及 c) 至少一個第一熱顯影組件，其包含： 1)用來提供吸收材料的工具，其中該吸收材料會與該浮雕 影像印刷元件之經成像及曝光的表面之至少一部分接 觸，其中該吸收材料能移除該已變軟及/或熔化之未交 聯光聚合物之至少一部分；及 ii)用來讓吸收材料接觸浮雕影像印刷元件之經成像及曝 光表面之至少一部分的工具’其中該接觸工具包括以連 續不斷的壓印帶之至少一部分來支撐該吸收材料，其中 該壓印帶係由複數個毗連著配置且彼此分開的滾筒支 撐。 當吸收材料接觸浮雕影像印刷元件之經成像及曝光表 面之至少一部分時，其可移除在浮雕影像印刷元件之經成 像及曝光表面上之已變軟及/或熔化之未交聯光聚合物。 在一個具體實施例中，配置複數個與該浮雕影像印刷 元件分離之滾筒，如此可最大化該壓印帶接觸該浮雕影像 印刷元件的影像表面之至少一部分的部分。 在另一個具體實施例中，本發明之裝置包含第二熱顯 影組件，其具有與該第一熱顯影組件相同的構件。若使用 時，該第二熱顯影組件典型安排在與該第一熱顯影組件相 -10- 1305181 對之浮雕影像印刷元件邊上。 ' 本發明亦包括一種使用本發明之熱顯影裝置的方法， 其步驟包括： a) 提供經成像及曝光的浮雕影像印刷元件； b) 軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元件之經成像及曝光表 面上之未交聯光聚合物；及 c) 提供吸收材料，其可與該浮雕影像印刷元件之經成像及 _ 曝光的表面之至少一部分接觸，且其能移除在該浮雕影 像印刷元件的表面上已變軟及/或熔化未交聯光聚合物； 其中該吸收材料由連續不斷的壓印帶之至少一部分支撐且 會接觸該浮雕影像印刷元件的至少一部分，以可由該吸收 材料移除已變軟及/或熔化的未交聯光聚合物之至少一部 分。 【實施方式】 發明之較佳具體實施例的詳細說明 | 本發明係關於一種經改良的熱顯影裝置；及一種在製 造浮雕影像印刷元件之製程期間，使用該裝置來從該浮雕 影像印刷元件之影像表面移除未交聯的聚合物之方法’其 克服許多先述技藝之缺陷。 緊接地，在移除該熱顯影裝置中未交聯的聚合物前’ 如已在技藝中熟知般，讓該膠版印刷元件選擇性曝露至光 化輻射，以選擇性交聯及硬化該膠版印刷元件之影像部 分。然後，可使用本發明之經改良的裝置熱顯影該印刷元 件，以在該表面中顯露出該浮雕影像。 -11- 1305181 如在第1圖中所見，本發明之裝置1包括用來支撐及 較佳地轉動或以其它方式傳輸經成像及曝光的浮雕影像印 刷元件4之工具，其典型可安裝在圓柱印刷芯軸2上。裝 置1亦包括用來軟化及/或熔化在該浮雕影像印刷元件4之 經成像及曝光表面上之未交聯光聚合物之工具，該用來軟 化及/或熔化的工具包括透過I.R.輻射、熱對流及/或熱傳導 來_將熱供應至該印刷兀件表面。最後，本發明之裝置1包 括至少一個熱顯影組件。該至少一個熱顯影組件包括用來 提供可與浮雕影像印刷元件4之經成像及曝光的表面之至 少一部分接觸的吸收材料1 0卷材之工具；及用來造成吸收 材料1 0接觸該浮雕影像印刷元件4之經成像及曝光的表面 之至少一部分的工具’該接觸工具包括以連續不斷的壓印 帶1 2之至少一部分來支撐該吸收材料1 〇卷材，其中壓印 帶係由複數個呈毗連配置且彼此分離之滾筒14及16支撐。 選擇吸收材料1 0，以便其能移除至少一部分該已變軟 及/或熔化的未交聯光聚合物。當吸收材料1 0接觸該浮雕 影像印刷元件4之經成像及曝光的表面之至少一部分時， 可移除在該浮雕影像印刷元件4之經成像及曝光的表面上 已變軟及/或熔化的未交聯光聚合物。 在較佳的具體實施例中且如第1圖所描繪，除了該浮 雕影像印刷元件4外，配置複數個滾筒1 4及1 6，以便將壓 印帶1 2接觸（透過吸收材料）浮雕影像印刷元件4之影像表 面的至少一部分之部分最大化。吸收材料1 〇、壓印帶12 及複數個滾筒1 4及1 6的寬度各近似於該浮雕影像印刷元 -12- 1305181 件4的寬度較佳。可選擇性在該吸收材料強迫與該印刷元 件接觸的區域中之多個點處加入拉緊或壓力點滾筒，以便 增加接觸壓力。 該用來軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元件4之經成像 及曝光的表面上之未交聯光聚合物之工具包括熱源6，其 配置在壓印帶1 2的背面；及/或熱源8，其配置成與浮雕影 像印刷元件4毗連；及/或設置在滾筒中的熱源，其中該滾 筒設置成透過該帶及/或吸收材料直接或間接與該印刷元 件接觸。配置成與浮雕影像印刷元件4毗連的熱源8之位 置非爲關鍵，但是最好將熱源配置成與浮雕影像印刷元件 4接觸吸收材料1 〇卷材之位置毗連，以提供最完全地移除 已熔化及/或變軟的未硬化光聚合物。典型來說，熱源6及 /或8爲紅外線加熱器或熱空氣加熱器，然而其它熱源亦由 熟知此技藝之人士所熟知且將合適於使用在本發明中。在 另一個選擇中’該帶可使用與該帶接觸之加熱板（platen)(無 顯不）來加熱。該板較佳由高導熱金屬建構且經由電阻加熱 元件來加熱。該板可配置在任何位置處，但是較佳爲配置 在複數個滾筒14及16間。在更另一個選擇中，可將可撓 的加熱元件建入該帶其自身中。 在另一個較佳具體實施例中，從吸收材料遠端的來源 1 5將吸收材料1 〇連續供應至壓印帶1 2之表面的至少—部 分。裝置I亦可包括重繞裝置（無顯示），以將包含已移除 的未父聯光聚合物之吸收材料1 〇帶離。可使用多種材料作 爲該吸收材料1 〇 ’然而紙、不織物及梭織物通常較佳。可 -13- 1305181 接觸；第二連續不斷的帶22，其用來 20卷材對著浮雕影像印刷元件之經成 '' 第二部分，且由第二複數個滾筒24万 使用第二熱顯影組件可減少或實 器側性圖案問題（其會在大平板機器c 同樣地，因爲需要高強迫力將該吸除 樹脂，本發明之經改良的設計特徵使 可使用更輕的材料（即，可以玻璃纖| I 支撐該印刷套筒。 可使用本發明之經改良的裝置來 雕影像印刷元件。例如，浮雕影像印 版，其可利用多種工具（包括真空、霖 緊固至一圓柱芯軸，且由該圓柱芯軸 中’浮雕影像印刷元件可爲整體無縫 第三選擇中’印刷元件可爲在傳輸器 _ 件，而壓印帶及吸收材料與上述的印 本發明亦針對一種顯影浮雕影像 使用本發明之裝置來移除在浮雕影像 曝光表面上之未交聯光聚合物。 該方法典型包括下列步驟： 1) 提供已安裝在載體上之經成像及曝 件； 2) 軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元 表面上之未交聯光聚合物；及 保持該第二吸收材料 像及曝光的表面4之 匕26支撐。 質上消除輥彎曲及機 尹造成不平坦底部）。 劑彼此相反地推入該 得當進行其加工時， 隹來取代鋼支撐軸）來 熱顯影不同型式的浮 刷元件可爲平坦印刷 与著劑及/或機械夾鉗） 支撐。在另一個選擇 的圓柱印刷元件。在 上傳輸的平坦印刷元 刷元件接觸。 印刷元件的方法，其 印刷元件之經成像及 光的浮雕影像印刷元 件之經成像及曝光的 -15- 1305181 3)提供吸收材料’其可與浮雕影像印刷元件之經成像及曝 光的表面之至少一部分接觸，且能移除在浮雕影像印刷 元件之表面上已變軟及/或熔化的未交聯光聚合物；其中 吸收材料透過使用壓印帶與印刷元件接觸。 如上所述’該吸收材料由連續不斷的壓印帶（其可讓該 吸收材料接觸該浮雕影像印刷元件之至少一部分）之至少 一部分支撐，以便至少一部分已變軟及/或熔化的未交聯光 聚合物可由吸收材料移除。壓印帶係由複數個呈毗連配置 且彼此分離的滾筒支撐。 該方法亦可進一步包括如在技藝中熟知的脫黏及後硬 化該已曝光及熱顯影之印刷元件的步驟。 雖然本發明已特別示出及描述與其相關的較佳具體實 施例’其將爲熟知此技藝之人士所了解，並可在其中對其 形式及細部製得改變，但仍沒有離開本發明之範圍及精神。 【圖式簡單說明】 爲了較完整地了解本發明，必需參考下列說明與相關 的伴隨圖形，其中： 第1圖本發明之熱顯影裝置的一個具體實施例；及 第2圖本發明之熱顯影裝置的另―個具體實施例。 同樣地，雖然在每個圖形中的元件未全部標出，但具 有相同參考數字的全部元件指爲類似或相似的構件。 【主要元件符號說明】 裝置 2 圓柱印刷芯軸 -16- 1305181 4 浮雕影像印刷元件 6, 8 熱源 10 吸收材料 12 壓印帶 14，16 15 20 22 24, 26

滾筒 遠端的吸收材料來源 第二吸收材料 帶 第二滾筒

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Claims (1)

1. t 1305181 丨日修正 補充 第95 1 2 1 82 1號「熱顯影系統及其用法」專利案 (200 8年8月修正） 十、申請專利範圍： 1. 一種用來從浮雕影像印刷元件之經成像及曝光表面上移 除未交聯光聚合物之裝置，該裝置包括： 用來支撐及較佳地傳輸或轉動該浮雕影像印刷元件 之工具； 用來軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元件之經成像 及曝光表面上之未交聯光聚合物之工具； 至少一個熱顯影組件，該至少一個熱顯影組件包括： 用來提供吸收材料的工具，其中吸收材料可與浮雕 影像印刷元件之經成像及曝光表面之至少一部分接觸， 其中吸收材料能移除至少一部分之已變軟及/或熔化的未 交聯光聚合物；及 用來使吸收材料與浮雕影像印刷元件之經成像及曝 光表面之至少部分接觸的工具，其中該接觸工具包括以 連續不斷的壓印帶之至少一部分來支撐該吸收材料，其 中該壓印帶係由複數個呈毗連配置且彼此分離的滾筒支 撐； 藉此’該吸收材料接觸浮雕影像印刷元件之經成像 及曝光表面之至少〜部分時，其可移除在浮雕影像印刷 兀件之經成像及曝光表面上已變軟及/或熔化之未交聯光 聚合物。 2_如申專利章Β圍第"頁之裝置，其中將複數個滾筒配置 ,1305181 成與該浮雕影像印刷元件分離，藉以將該壓印帶接觸該 ' 浮雕影像印刷元件之影像表面的至少部分之部分最大 " 化。 3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中複數個滾筒及壓印 帶的寬度各近似於浮雕影像印刷元件之寬度。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中用來軟化及/或熔化 浮雕影像印刷元件之經成像及曝光表面上之未交聯光聚 合物之工具包括至少一個選自由下列所構成之群組的熱 源：配置在壓印帶背面的熱源、毗連該浮雕影像印刷元 件配置的熱源、與該壓印帶接觸的加熱板、加熱滾筒及 倂入該壓印帶的可撓熱源。 5 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中從吸收材料之遠端 來源將吸收材料連續供應至壓印帶的至少部分表面上。 6_如申g靑專利範圍第5項之裝置，其進一步包含重繞裝置， 以將含經移除未交聯光聚合物之吸收材料帶離。 7.如申請專利範圍第1項之裝置，其中吸收材料係選自由 下列所構成之群組：紙、不織物及梭織物。 8·如申請專利範圍第1項之裝置，其中壓印帶藉由使用氣 同或液壓筒來維持將該吸收材料對著該浮雕影像印刷元 件的至少部分表面，以強迫壓印帶朝向浮雕影像印刷元 件之影像表面。 9 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中至少一個熱顯影組 件包括二個熱顯影組件，其安排在浮雕影像印刷元件的 相對邊上。 1305181 ίο.如申請專利範圍第1項之裝置，其中至少一個熱顯影組 件包括一個熱顯影組件，且複數個支撐該壓印帶的滾筒 在一方向上轉動及該浮雕影像印刷元件以相反方向轉 動。 1 1.如申請專利範圍第4項之裝置，其中該熱源選自由下列 所構成之群組：紅外線加熱器、熱空氣加熱器、電阻加 熱器及前述之組合。 1 2 .如申請專利範圔第1項之裝置，其中浮雕影像印刷元件 爲一平坦印刷板，其緊固至圓柱軸且由該軸支撐。 1 3 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該熱顯影組件螺旋 横過該浮雕影像印刷元件之寬度。 1 4 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該浮雕影像印刷元 件爲整體無縫的圓柱印刷元件。 1 5. —種將浮雕影像印刷元件顯影以移除在浮雕影像印刷元 件之經成像及曝光表面上之未交聯光聚合物之方法，該 方法包括下列步驟： a) 提供已安裝在載體上之經成像及曝光浮雕影像印刷元 件； b) 軟化及/或熔化在浮雕影像印刷元件之經成像及曝光表 面上之未交聯光聚合物；及 c) 提供吸收材料，其可該浮雕影像印刷元件之經成像及曝 光的表面之至少一部分接觸，且能移除浮雕影像印刷元 件之表面上已變軟及/或熔化的未交聯光聚合物； 其中該吸收材料係由連續不斷的壓印帶之至少一部 -3- 1305181 分支撐’其中壓印帶可使吸收材料與浮雕影像印刷元件 的至少部分接觸’藉由該吸收材料移除已變軟及/或熔化 之未交聯光聚合物之至少一部分。 16.如申請專利範圍第15項之方法，其中壓印帶由複數個滾 筒支撐，其中複數個滾筒係呈毗連配置且彼此分離， 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之方法，其中在壓印帶上與浮雕 影像印刷元件之影像表面接觸的吸收材料部分可藉由配 置複數個與浮雕影像印刷元件分離之滾筒來最大化。 如申請專利範圍第16項之方法，其中吸收材料、壓印帶 及複數個滾筒各近似於浮雕影像印刷元件之寬度。 !9.如申請專利範圍第15項之方法，其中未交聯光聚合物可 藉由配置在壓印帶背面及/或毗連至浮雕影像印刷元件的 熱源熔化及/或變軟。 2 〇.如申請專利範圍第1 5項之方法，其包括下列步驟：從吸 收材料遠端來源將吸收材料連續提供至壓印帶之至少部 分表面上。 21.如申請專利範圍第20項之方法，其進一步包括下列步 驟：帶離及重繞該包含經移除未交聯光聚合物之吸收材 料。 2 2 ·如申請專利範圍第1 5項之方法，其中吸收材料係選自由 下列所構成之群組：紙、不織物及梭織物。 2 3 ·如申請專利範圍第1 9項之方法，其中熱源係選自由下列 所構成之群組：紅外線加熱器或熱空氣加熱器、電阻加 熱器及前述之組合。 -4- I 1305181 2 4.如申請專利範圍第15項之方法，其中浮雕影像印刷元件 ' 爲平坦印刷板，其緊固至圓柱軸。 ' 2 5 .如申請專利範圍第1 5項之方法，其中該浮雕影像印刷元 件爲整體無縫之圓柱印刷元件。