專利名稱：改善柔性印刷版印刷性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凸紋圖像柔性版印刷元件的制備方法，在該印刷元件上具有改良的凸紋結(jié)構(gòu)，該改良的凸紋結(jié)構(gòu)包括用于最適印刷而配置的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)。
背景技術(shù)：
柔性版印刷(flexography)是通常用于大批量生產(chǎn)的ー種印刷方法。柔性版印刷可用來在各種基底例如紙、紙板料、瓦楞紙板、薄膜、箔片以及層壓材料上進(jìn)行印刷。報(bào)紙和食品雜貨袋是突出的例子。粗糙表面和拉伸膜僅能通過柔性版印刷的方式經(jīng)濟(jì)地印刷。柔性版印刷版是凸印版，圖像部分凸起在空曠區(qū)域上。通常這種版稍許軟且柔韌得足以包裹在印刷滾筒上，并且其耐用性足以印刷超過百萬份。這種版主要由于其耐用性和容易制造，為印刷工提供了許多便利。瓦楞紙板一般包括波紋狀的介質(zhì)，其通常是ー層褶狀或多溝槽式的紙板，稱之為“瓦楞芯紙(flute)”，鄰接于平坦紙張或類似紙張的薄層，稱之為“襯紙(liner)”。典型的瓦楞紙板結(jié)構(gòu)包括一層瓦楞芯紙夾在兩層襯板之間。其它實(shí)施例還包括多層的瓦楞芯紙和/或襯紙。波浪狀的內(nèi)層可提供瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的剛性。由于瓦楞紙板被用于包裝并且制成箱子和容器，因此在形成瓦楞紙板外表面的襯紙上經(jīng)常會(huì)印刷包裝所需的識(shí)別信息。外部的襯紙通常會(huì)因?yàn)橄路降耐呃阈炯垖拥牟痪鶆蛑味霈F(xiàn)輕微的凹痕。當(dāng)在瓦楞紙板的基材上印刷時(shí)，常出現(xiàn)的問題是被稱為“波浪紋(fluting) ”，亦稱為“條紋狀”、“條狀”或“洗衣板狀”的印刷效果。當(dāng)印刷瓦楞紙板的外表面上的襯紙時(shí)，在瓦楞紙板組裝之后可能會(huì)出現(xiàn)波浪紋。這種波浪紋的視覺效果為深色印刷區(qū)域，即較高密度的條帶或淺色印刷區(qū)域，即，相當(dāng)于瓦楞紙板下方波浪狀結(jié)構(gòu)的較低密度的條帶。較深色的印刷發(fā)生在支撐襯紙的印刷表面的褶折內(nèi)層結(jié)構(gòu)的最上層部分。在印有油墨區(qū)域作為代表所有區(qū)域一部分的具有色調(diào)或色彩值的印刷圖像區(qū)域中，其中在油墨覆蓋更完全的印刷圖像區(qū)域中，波浪效果會(huì)相當(dāng)明顯。在對(duì)使用數(shù)字化工作流程方法所制備的柔版印刷元件進(jìn)行印刷時(shí)，這種波浪紋的效果通常會(huì)更為明顯。此外，増加印刷壓カ也不會(huì)消除條狀現(xiàn)象，并且增加的壓カ可能會(huì)對(duì)瓦楞紙板基材造成破壞。因此，當(dāng)在瓦楞紙板基材上進(jìn)行印刷時(shí)，需要其它方法來減少條狀或波浪狀現(xiàn)象的發(fā)生。由制造商交付的ー種典型柔性版印刷版是由背襯層或支撐層、一層或多層未曝光的光可固化層、非強(qiáng)制選擇的保護(hù)層或滑膜(slip film)、以及通常的保護(hù)蓋層按次序構(gòu)成的多層制品。支撐片材或背襯層為該版提供了支撐物。該支撐片材或背襯層可以由透明或者不透明的材料如紙、纖維素薄膜、塑料或金屬形成。優(yōu)選的材料包括由合成聚合材料例如聚酯、聚苯こ烯、聚烯烴、聚酰胺等制成的薄片。最廣泛使用的支撐層為聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯的可撓性薄膜。這種支撐片可以非強(qiáng)制選擇地包括黏著層，以用于更可靠地附著到光可固化層。非強(qiáng)制選擇地，也可以在支撐層和一層或多層光可固化層之間提供防光暈層(antihalation layer)。防光暈層用于將由光可固化樹脂層的無圖像區(qū)域內(nèi)的UV光散射所引起的暈影減至最小。光可固化層可包括任何公知的光敏聚合物、単體、引發(fā)劑、反應(yīng)性或非反應(yīng)性稀釋齊IJ、填料和染料。術(shù)語(yǔ)“光可固化”是指組合物響應(yīng)于光化輻射進(jìn)行聚合反應(yīng)、交聯(lián)或任何其它固化或硬化反應(yīng)，其結(jié)果是該材料的未曝光部分可從曝光(固化)的部分有選擇地分離和移除以形成三維或凸紋圖案的固化材料。優(yōu)選的光可固化材料包括弾性化合物、具有至少ー個(gè)こ烯基端基的烯鍵式不飽和化合物以及光敏引發(fā)劑。光可固化材料的實(shí)施例已公開于Goss等人的歐洲專利申請(qǐng)Nos. O 456 336 A2和O 640 878 Al，英國(guó)專利No. 1，366，769、Berrier 等人的美國(guó)專利 No. 5，223，375，MacLahan 的美國(guó)專利 No. 3，867，153、Alien 的美國(guó)專利 No. 4，264，705、Chen 等人的美國(guó)專利 Nos. 4，323，636,4, 323，637,4, 369，246 以及4，423，135、Holden 等人的美國(guó)專利 No. 3，265，765、Heinz 等人的美國(guó)專利 No. 4，320，188、 Gruetzmacher等人的美國(guó)專利No. 4, 427, 759、Min的美國(guó)專利No. 4, 622, 088以及Bohm等人的美國(guó)專利No. 5，135，827，其各自的主題內(nèi)容在此全部引入作為參考?？墒褂枚嘤讴`層的光可固化層。該光可固化材料通常在至少某些光化波長(zhǎng)范圍內(nèi)通過自由基聚合反應(yīng)而進(jìn)行交聯(lián)(固化)并且硬化。在本文中，光化輻射是能夠在光可固化層材料的曝光部分產(chǎn)生化學(xué)變化的輻射。光化輻射包括，例如，增強(qiáng)(例如激光)和未增強(qiáng)的光，特別是在UV及紫色波長(zhǎng)范圍。ー種常用的光化輻射源是汞弧燈，雖然其它輻射源通常也是本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的?；椹`種薄層，其保護(hù)光敏聚合物免受灰塵污染，并且使其易于加工。在常規(guī)版的(類似的)制造方法中，滑膜對(duì)UV光是透明的。在此方法中，印刷工將覆蓋薄片從印刷版坯料剝離，并且將負(fù)片置于滑膜層上面。接著由UV光通過負(fù)片的方式使印刷版和負(fù)片進(jìn)行整片曝光(f lood-exposure)。曝光的區(qū)域固化或硬化，未曝光區(qū)域被移除(顯影)以在印刷版上產(chǎn)生凸紋圖像。也可以使用表面粗糙層替代滑膜來提高版加工的容易度。表面粗糙層通常包括懸浮在含水黏合劑溶液中的微細(xì)顆粒(ニ氧化硅或類似物)。將表面粗糙層覆蓋在光敏聚合物層之上并使其風(fēng)干。接著將負(fù)片置于表面粗糙層上，以進(jìn)行后續(xù)的光可固化層的UV-整片曝光。在“數(shù)字化”或“直接制版”的制版方法中，激光被儲(chǔ)存在電子數(shù)據(jù)文件中的圖像引導(dǎo)，并且用于在數(shù)字式掩模(即激光可燒蝕)層中用來產(chǎn)生原位負(fù)片，該層通常是已被改性成含有輻射線不能透過的材料的滑膜。通過將掩模層對(duì)所選擇激光波長(zhǎng)和強(qiáng)度的激光輻射曝光來燒蝕激光可燒蝕層的多個(gè)部分。激光可燒蝕層的實(shí)施例公開于例如Yang等人的美國(guó)專利No. 5，925，500和Fan的美國(guó)專利Nos. 5，262，275和6，238，837中，其各自的主題在此全部引入作為參考。在成像之后，將感光印刷元件顯影以除去光可固化材料層的未聚合部分以在感光印刷元件表面上形成凸紋圖像。典型的顯影方法包括用各種不同的溶劑或水進(jìn)行沖洗，通常用刷子。對(duì)于顯影其它可能采用的方法還包括使用氣刀或加熱外加吸墨紙。所得表面具有復(fù)制待印刷圖像的凸紋圖案，且通常同時(shí)包括固體區(qū)域及包含多個(gè)凸紋圓點(diǎn)的圖案區(qū)域。在凸紋圖像顯影之后，凸紋圖像印刷元件可以安裝在印刷機(jī)上并且開始印刷。在其它因素中，圓點(diǎn)形狀及凸紋深度影響了印刷圖像的質(zhì)量。使用柔性印刷版很難印刷出小的圖形元件，如微細(xì)的點(diǎn)、線及文字，同時(shí)又要維持開放式的反向的文字及陰影。在圖像最淺的區(qū)域中(通常稱之為高亮度部分)，圖像密度是以連續(xù)色調(diào)圖像的網(wǎng)屏圖像中的圓點(diǎn)總面積來表示。對(duì)于調(diào)幅(AM)屏蔽而言，其涉及將位于固定周期格點(diǎn)上的多個(gè)網(wǎng)屏圓點(diǎn)收縮成非常小的尺寸，高亮度部分的密度是以圓點(diǎn)的面積來表示。對(duì)于調(diào)頻(FM)屏蔽而言，網(wǎng)屏圓點(diǎn)的尺寸通常是維持在某些固定的數(shù)值，并且隨機(jī)或偽隨機(jī)設(shè)置的圓點(diǎn)數(shù)目代表了圖像的密度。在上述兩種情形下，必須印刷非常小尺寸的圓點(diǎn)以充分代表高亮度區(qū)域。由于制版方法的性質(zhì)，想要在柔性印刷版上維持小圓點(diǎn)是非常困難的。在使用UV-不透明光掩模層的數(shù)字化制版方法中，光掩模和UV曝光的結(jié)合通常會(huì)產(chǎn)生圓錐形的凸紋圓點(diǎn)。這些圓點(diǎn)中的最小圓點(diǎn)很容易在加工過程中被移除，這就意味著在印刷期間沒有 油墨被轉(zhuǎn)移到這些區(qū)域(圓點(diǎn)沒有被“固定”在印刷版和/或印刷機(jī)上)，或者，即使圓點(diǎn)在加工過程中能存留，但是它們?cè)谟∷C(jī)上也很容易被破壞。例如，在印刷期間，小圓點(diǎn)通常會(huì)重迭和/或部分?jǐn)嚅_，從而造成油墨過量或者是沒有油墨可轉(zhuǎn)移。此外,光可固化樹脂組合物通常是在對(duì)光化輻射曝光下,通過自由基聚合而固化。但是，由于氧起自由基捕捉劑的作用，固化反應(yīng)可以被分子氧(其通常溶解在樹脂組合物中)抑制。因此，優(yōu)選在成像曝光之前從樹脂組合物中除去溶解的氧，從而使光可固化樹脂組合物能夠更快速且均勻地固化。除去溶解的氧可通過在曝光之將感光樹脂板置于惰性氣體氣氛(如ニ氧化碳?xì)怏w或氮?dú)?中來置換溶解的氧來完成。這種方法的缺點(diǎn)是不方便和麻煩并且還需要用于放置設(shè)備的大的空間。另ー種公知的方法是將印刷版進(jìn)行光化輻射的預(yù)曝光，即“無網(wǎng)曝光(bumpexposure) ”。在無網(wǎng)曝光期間，使用的是低強(qiáng)度“預(yù)曝光”量的光化輻射，以便于印刷版在接受更高強(qiáng)度主要曝光劑量的光化輻射之前使樹脂敏化。無網(wǎng)曝光可用于整個(gè)版面積，且對(duì)于該版是ー種短時(shí)間且低劑量的曝光，顯然其降低了氧濃度，因而抑制印刷版(或其它印刷部件)的光聚合反應(yīng)，且有助于微細(xì)特征(如加亮點(diǎn)、細(xì)線、孤立點(diǎn)等)保留在最終印刷版。然而，這種預(yù)致敏步驟通常易于引起暗調(diào)充入，由此減小了圖像中半色調(diào)的色調(diào)范圍。無網(wǎng)曝光也需要特定的條件，例如曝光時(shí)間、照射光密度等，該條件限制為僅抑制溶解的氧。另外，如果感光樹脂層的厚度大于O. I毫米，則低強(qiáng)度無網(wǎng)曝光劑量的弱光不足以到達(dá)感光樹脂層的某些部分(即最靠近基底層并且離光化輻射來源最遠(yuǎn)的感光樹脂層ー側(cè)，在該部分溶解的氧的除去是不充分的。在后續(xù)的主曝光中，因?yàn)闅堄嘌醯木壒?，這些部分不會(huì)充分固化。為了解決這個(gè)問題，曾有研究提出選擇性的預(yù)曝光，如同Roberts等人的美國(guó)專利公開第2009/0043138號(hào)中所討論的，其主題在此全部引入作為參考。其它方法僅涉及特殊的制版或者是與無網(wǎng)曝光組合。舉例來說，Kawaguchi的美國(guó)專利No. 5，330, 882，其主題在此全部引入作為參考，提出了使用一種單獨(dú)的染料，將其添加至樹脂中，以吸收遠(yuǎn)離主光敏引發(fā)劑吸收波長(zhǎng)的波長(zhǎng)至少為IOOnm的光化輻射。這會(huì)使得用于無網(wǎng)曝光的引發(fā)劑和主引發(fā)劑的量可分別最優(yōu)化。不幸的是，這些染料為弱引發(fā)劑并且需要延長(zhǎng)的無網(wǎng)曝光時(shí)間。此外，這些染料使樹脂對(duì)正常的室內(nèi)光具有感光性，這樣在工作環(huán)境下就需要不合適的黃色安全光。最后，Kawaguchi所描述的方法使用了傳統(tǒng)的寬帶類型光化輻射光源來用于無網(wǎng)曝光，并因此也易于將大量氧留在樹脂下層中。Sakurai的美國(guó)專利No. 4，540，649，其主題在此全部引入作為參考，描述了ー種光可聚合組合物，其包含至少ー種水溶性聚合物、光聚合引發(fā)劑和由N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N-烷氧基甲基丙烯酰胺或N-烷氧基甲基甲基丙烯酰胺與三聚氰胺衍生物形成的縮合反應(yīng)產(chǎn)物。依照此發(fā)明，該組合物消除了對(duì)于預(yù)曝光調(diào)節(jié)的需要并且制備出化學(xué)及熱穩(wěn)定的版。然而，所有方法在制備具有優(yōu)異圓點(diǎn)結(jié)構(gòu)的凸紋圖像印刷元件方面仍存在不足，特別是當(dāng)其設(shè)計(jì)用來在瓦楞紙板基材上印刷吋。
因此，需要ー種用于制備具有改良的凸紋結(jié)構(gòu)的凸紋圖像印刷元件的改良方法，該種凸紋結(jié)構(gòu)類似于或更優(yōu)于在瓦楞紙板基材上進(jìn)行印刷所使用的類似工作流程方法中的凸紋結(jié)構(gòu)。還需要ー種改良的凸紋圖像印刷元件，其包括改良的凸紋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括配置用于在各種基材上形成優(yōu)異印刷性能的印刷圓點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種凸紋圖像印刷版，當(dāng)其印刷于瓦楞紙板基材上吋，可產(chǎn)生良好的效果。本發(fā)明的再ー個(gè)目的是制備ー種凸紋圖像印刷版，當(dāng)其印刷于瓦楞紙板基材上時(shí)，可減少印刷波浪紋的發(fā)生。本發(fā)明的另ー個(gè)目的是設(shè)計(jì)ー種凸紋圖像印刷元件，其包含印刷圓點(diǎn)，該印刷圓點(diǎn)在印刷表面、邊緣清晰度、肩斜角(shoulder angle)、深度及圓點(diǎn)高度等方面具有優(yōu)異圓點(diǎn)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還有ー個(gè)目的是在印刷元件上提供ー種可以較高抵抗印刷波浪紋的圓點(diǎn)形狀及結(jié)構(gòu)。本發(fā)明又ー個(gè)目的是控制凸紋圖像印刷元件的印刷表面的表面粗糙度。為此，本發(fā)明涉及柔性版凸紋圖像印刷元件，其在凸紋中含有多個(gè)圓點(diǎn)，并且其中該多個(gè)圓點(diǎn)含有從如下所構(gòu)成的群組選出的至少ー種特征(a)圓點(diǎn)的頂面基本為平面；
(b)圓點(diǎn)的肩斜角為(i)圓點(diǎn)的整體肩斜角大于50°，或者為(ii) Q1大于70°且92小于45° ;及(c)圓點(diǎn)的邊緣銳度為re:p的比率小于5%，其中p為橫跨圓點(diǎn)的頂部中心從ー邊到另ー邊的距離，并且為圓點(diǎn)邊緣的曲率半徑。在另ー個(gè)較佳實(shí)施實(shí)例中，本發(fā)明涉及多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其在凸紋圖像印刷元件中產(chǎn)生且形成立體圖案，其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)產(chǎn)生于數(shù)字化制版方法中，并且其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)含有從如下所構(gòu)成的群組中選出的至少ー種幾何特征(a)凸紋圓點(diǎn)頂面基本為平面；
(b)凸紋圓點(diǎn)的肩斜角為⑴圓點(diǎn)的整體肩斜角大于50°，或者為(ii) Q1大于70。且θ2小于45° ；(c)凸紋圓點(diǎn)之間的凸紋深度以整版凸紋的百分比來衡量，大于約9% ;及(d)凸紋圓點(diǎn)的邊緣銳度為re:p的比率小于5%。本發(fā)明還涉及由感光印刷版坯料制造凸紋圖像印刷元件的方法，該感光印刷版坯料包含置放在至少ー層光可固化層上的激光可燒蝕光掩模層，此方法包括步驟(a)有選擇地激光燒蝕該激光可燒蝕光掩模層，以產(chǎn)生原位光掩模并且曝露出光可固化層；(b)透過原位光掩模將經(jīng)激光燒蝕的印刷版坯料曝露于至少ー種光化輻射光源 下，以有選擇地使部分光可固化層交聯(lián)并固化，其中在步驟(b)之前，通過在原位光掩模的頂端和光可固化層的任何曝露部分配置ー層擴(kuò)散屏障，以限制氧氣擴(kuò)散進(jìn)入到該至少一層光可固化層內(nèi)。在一個(gè)較佳實(shí)施實(shí)例中，擴(kuò)散屏障層優(yōu)選從以下構(gòu)成的群組中選出(i)在曝光步驟之前，層積于原位光掩模和光可固化層的任何曝露部分的屏障膜；以及(ii)在曝光步驟之前，涂布于原位光掩模和光可固化層的任何裸露部分之上的液體層；其中屏障膜和/或液體層的氧氣擴(kuò)散系數(shù)小于6. 9X 10_9平方米/秒，優(yōu)選小于6. 9X 10,平方米/秒，最優(yōu)選小于6. 9X 10_n平方米/秒。在另ー個(gè)較佳實(shí)施例中，該至少ー種光化輻射源是以基本為直線或準(zhǔn)直線的方式來傳送能量。


為完全了解本發(fā)明，可參考以下描述內(nèi)容并結(jié)合附圖，其中圖I表示具有多個(gè)圓點(diǎn)的印刷元件，其表示與不具有本發(fā)明優(yōu)勢(shì)的印刷元件的圓點(diǎn)相比較，本發(fā)明的獨(dú)特圓點(diǎn)/肩部結(jié)構(gòu)。圖2表示相對(duì)于柔性印刷所使用的最佳圓點(diǎn)的設(shè)計(jì)，四種圓點(diǎn)形狀測(cè)量的示意圖。圖3表示5%柔性圓點(diǎn)上的球形邊緣，其中整個(gè)圓點(diǎn)表面為球形。圖4表示通過在具有非平面頂端的圓點(diǎn)上進(jìn)行壓印的方式來増加接觸面積的大小。圖5表示非平面圓點(diǎn)的接觸面積大小隨著壓印程度増加而增加的示意性數(shù)學(xué)關(guān)系圖。上方的線條描繪沒有整體壓縮效果時(shí)的增加速率，而下方的線條則是包括整體壓縮的修正系數(shù)。圖6表不對(duì)圓點(diǎn)肩斜角Θ的測(cè)量。圖7表示通過不同成像技術(shù)所制成的20%圓點(diǎn)的圓點(diǎn)肩斜角與其相應(yīng)的圓點(diǎn)凸紋。圖8表示具有兩種肩斜角的圓點(diǎn)。圖9表示與直接寫入式成像方法所產(chǎn)生的復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)相比較，依照本發(fā)明方法所產(chǎn)生的復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)的實(shí)例。圖10表示復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)之間的肩斜角和凸紋深度。圖11表示凸紋圖像的定義。圖12表不一系列具有各自圓點(diǎn)肩斜角的圓點(diǎn)的凸紋高度。圖13表示在以柔性印刷版標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化成像技術(shù)所制成的20%圓點(diǎn)上的球形邊緣。圖14表示在20%圓點(diǎn)上的界線明確的圓點(diǎn)邊緣。圖15表示ー種表征圓點(diǎn)印刷表面的平面性的方式，其中P為橫跨圓點(diǎn)頂部的距離，并且rt為橫跨圓點(diǎn)表面之曲率半徑。圖16表示一種柔版圓點(diǎn)及其邊緣，其中P為橫跨圓點(diǎn)頂部的距離。其用于表征邊緣銳度ivp，其中re為圓點(diǎn)肩部與頂面交會(huì)處的曲率半徑。圖17表示根據(jù)本發(fā)明的柔版圓點(diǎn)頂部的弦的測(cè)量計(jì)算方式。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明之發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，印刷圓點(diǎn)的形狀和結(jié)構(gòu)對(duì)于它的印刷方式影響很大。了解此事實(shí)，就可以通過使用本文中所述的印刷方法來操控所得印刷圓點(diǎn)的形狀，以使得印刷最優(yōu)化。圖I表示具有多個(gè)圓點(diǎn)的印刷元件，與不具有本發(fā)明優(yōu)勢(shì)的印刷元件的圓點(diǎn)相比較，示出了本發(fā)明的獨(dú)特圓點(diǎn)/肩部結(jié)構(gòu)。特別地，本發(fā)明的發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)ー種特定幾何特征的組合方式限定出柔版圓點(diǎn)形狀，該圓點(diǎn)形狀可產(chǎn)生優(yōu)異的印刷性能，如圖2所示。表征最佳柔性版印刷圓點(diǎn)特征(特別是在數(shù)字化柔版印刷方面)的幾何參數(shù)包括(I)圓點(diǎn)表面的平面性；(2)圓點(diǎn)的肩斜角；(3)圓點(diǎn)之間的凸紋深度；以及(4)從凸紋頂端過渡到圓點(diǎn)肩部的位置點(diǎn)的邊緣銳度。但是，在眾多因素中，圖2中所示的圓點(diǎn)形狀并非是最佳的圓點(diǎn)形狀，其由被印刷的基板來決定。首先，已發(fā)現(xiàn)圓點(diǎn)表面的平面性是對(duì)印刷性能的貢獻(xiàn)因素之一。以通常的數(shù)字化 成像方法成像的柔性印刷版易于產(chǎn)生具有球形頂部的圓點(diǎn)，如圖3所示，其中所示為5%的圓點(diǎn)。這種公知的現(xiàn)象是因?yàn)楣饩酆戏磻?yīng)的氧氣抑制所造成，并且，如前所述，其對(duì)于較小圓點(diǎn)的影響大于對(duì)較大圓點(diǎn)的影響。平面的圓點(diǎn)表面優(yōu)選遍布整個(gè)色調(diào)范圍。即使是在高亮度范圍內(nèi)(即(Γ10%色調(diào))的圓點(diǎn)上，最優(yōu)選的是平面的圓點(diǎn)表面，如圖4所示，其是通過在具有非平面頂端之印刷圓點(diǎn)上以不同壓印程度來増加接觸面積大小的示意圖。此外，圖5表示非平面圓點(diǎn)的接觸面積大小隨著壓印程度増加而增加的示意性數(shù)學(xué)關(guān)系圖。上方的線條描繪沒有整體壓縮效果時(shí)的增加速率，而下方的線條則是包括整體壓縮的修正系數(shù)。圓點(diǎn)頂部的平面性可以通過橫跨圓點(diǎn)頂部表面的曲率半徑rt來衡量，如圖15所示。圓點(diǎn)的頂部所具有的平面性優(yōu)選是使圓點(diǎn)頂部的曲率半徑大于光聚合物層的厚度，更優(yōu)選是光聚合物層厚度的兩倍，最優(yōu)選是大于光聚合物層總厚度的三倍。因此，從印刷的觀點(diǎn)來看，可得知球形圓點(diǎn)表面并不理想，因?yàn)橛∷⒈砻婧蛨A點(diǎn)之間的接觸面積大小會(huì)隨著壓印力量的大小而呈指數(shù)級(jí)的變化。相反地，平坦的圓點(diǎn)表面在合理的壓印范圍內(nèi)將具有相同的接觸面積大小，因此是較優(yōu)選的情況，特別是在高亮度范圍內(nèi)的圓點(diǎn)((Γιο%色調(diào))。第二個(gè)參數(shù)是圓點(diǎn)肩部的角度，已發(fā)現(xiàn)其是作為印刷性能的良好預(yù)測(cè)因子。圓點(diǎn)的肩部如圖6所定義，其為圓點(diǎn)頂部和側(cè)面所形成的夾角Θ。在極端的情況下，垂直圓柱將具有90°的肩斜角，但是，實(shí)際上大多數(shù)柔版圓點(diǎn)所具有的角度要低得多，通常是接近45。而非 90°。肩斜角也可以隨著圓點(diǎn)大小的變動(dòng)而改變。例如在f 15%范圍內(nèi)的小圓點(diǎn)，可具有大的肩斜角。但是，對(duì)于較大的圓點(diǎn)，例如，大于約15%的圓點(diǎn)則是呈現(xiàn)出較小的肩斜角。對(duì)于所有的圓點(diǎn)而言，希望其盡可能具有最大的肩斜角。圖7表示通過不同成像技術(shù)所制成的20%圓點(diǎn)的圓點(diǎn)肩斜角。在由模擬成像方法所制成的柔性印刷版中，圓點(diǎn)肩斜角通常是接近45°，如圖7的樣品2所示。用于柔性印刷版的數(shù)字成像方法會(huì)使該角度増加，特別是對(duì)于較小的圓點(diǎn)，使其在大于約50°的更優(yōu)選 范圍內(nèi)，但是在較大圓點(diǎn)時(shí)，就不會(huì)是這個(gè)角度，如在圖7中的樣品14所示，并且隨之而來的是球形圓點(diǎn)頂部或邊緣不希望看到的副作用。與此相反，通過使用本文所述的成像技術(shù)方法，即使是如圖7中樣品13所示的20%圓點(diǎn)的大型圓點(diǎn)，數(shù)字化柔性印刷版的圓點(diǎn)肩斜角仍可以改善為大于約50°，圖7所示為通過本文所述的方法制造出的圓點(diǎn)。對(duì)于肩斜角有兩個(gè)對(duì)立的幾何限制-圓點(diǎn)穩(wěn)定性和壓印靈敏度。大的肩斜角會(huì)
使得壓印靈敏度降至最低，并且在印刷機(jī)上提供最寬廣的操作范圍，但其卻以損害圓點(diǎn)穩(wěn)定性和耐用性作為代價(jià)。相反，較低的肩斜角可改善圓點(diǎn)穩(wěn)定性，但是使得圓點(diǎn)對(duì)于印刷機(jī)的壓印更為敏感。在目前的實(shí)踐中，大多數(shù)以這種方式形成的圓點(diǎn)所具有的角度是在這兩種需求之間尋求一種妥協(xié)。理想的圓點(diǎn)將不需要在這兩種需求之間尋求妥協(xié)，其是將完成這兩種功能(印刷壓印及圓點(diǎn)強(qiáng)化)的圓點(diǎn)區(qū)段予以分開，并且使得每ー種圓點(diǎn)的肩斜角特別適合其所需目的。當(dāng)由其側(cè)面觀察時(shí)，此類圓點(diǎn)將會(huì)具有兩種角度，如圖8所示。最靠近印刷表面的角度(Θ J將會(huì)具有大角度，以使得壓印靈敏度降至最低，然而較靠近圓點(diǎn)底部的角度(Θ 2)則較小，以便于使圓點(diǎn)的結(jié)構(gòu)得到最大的物理強(qiáng)化作用和具有最大的穩(wěn)定性。然而，通過傳統(tǒng)的模擬或數(shù)字柔性光聚合物及成像技術(shù)，并不容易獲得這種類型的圓點(diǎn)形狀，這是因?yàn)閳A點(diǎn)形狀主要是由所使用的成像技術(shù)來決定。如本文所述的方法的成像技術(shù)已能夠用來產(chǎn)生如圖9所示的復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)。圖9左側(cè)的兩個(gè)附圖描繪的是本發(fā)明方法所產(chǎn)生的圓點(diǎn)，而在右側(cè)的附圖所描繪的則是以直接寫入式方法所產(chǎn)生的圓點(diǎn)。本發(fā)明的復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)在最靠近圓點(diǎn)頂部(印刷表面)具有非常高的肩斜角，但是因?yàn)閷拸V底部而結(jié)構(gòu)合理；和在靠近圓點(diǎn)底部具有較低的肩斜角，其與版的“底板”相連，如圖10所示。這種復(fù)合肩斜角圓點(diǎn)不僅是在最佳壓印程度下能夠得到非常良好的印刷效果，而且在較高壓印程度下也能展現(xiàn)出對(duì)于印刷増量特別的抵抗性。在整個(gè)色調(diào)范圍內(nèi)，優(yōu)選的圓點(diǎn)肩斜角為>50°，更優(yōu)選為>70°或更高的圓點(diǎn)肩斜角，最優(yōu)選是具有“復(fù)合式的肩斜角”，其中Q1(最靠近圓點(diǎn)頂部的角度)為>70°或更高，且θ2(最靠近連結(jié)圓點(diǎn)底板的角度)為45°或更小。在本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“圓點(diǎn)肩斜角”是指由與圓點(diǎn)頂部相切的水平線和表示相鄰的圓點(diǎn)側(cè)壁的線條相交所形成的夾角，如圖6所示。在本文中所述的“ Θ/’是由表示與圓點(diǎn)頂部相切的水平線和表示最靠近圓點(diǎn)頂部的相鄰肩壁部分的線條相交所形成的夾角，如圖8所示。在本文中所指的“ θ2 ”則是由水平線和表示最靠近圓點(diǎn)底部的圓點(diǎn)側(cè)壁的線條相交所形成的夾角，如圖8所示。第三個(gè)參數(shù)是版凸紋，其以印刷版底板與固體凸紋表面之間的距離來表示，如圖11所示。舉例來說，O. 125英寸厚的板通常會(huì)有O. 040英寸的凸紋。然而，版凸紋通常會(huì)比色調(diào)區(qū)塊中的圓點(diǎn)之間的凸紋，即“圓點(diǎn)凸紋”，要大得多，這是由于在色調(diào)區(qū)域中圓點(diǎn)的近間隔所致。在色調(diào)區(qū)域中圓點(diǎn)之間的低浮凸是指表示這些圓點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上獲得良好支撐，但是在印刷期間可能會(huì)造成油墨在版上堆積且最終填充于圓點(diǎn)之間的區(qū)域等問題，而造成圓點(diǎn)橋接或弄臟印刷品。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)較深的圓點(diǎn)凸紋可以明顯減少這種問題，從而能夠得到使操作員受到較少干擾的更長(zhǎng)久的印刷運(yùn)轉(zhuǎn)，即具有通常所說的“清潔印刷”能力。圓點(diǎn)凸紋在某種程度上會(huì)與圓點(diǎn)肩斜角相連，如圖12所示，其說明了圓點(diǎn)凸紋隨著圓點(diǎn)肩斜角改變。這四個(gè)樣品從具有O. 125英寸的總厚度以及O. 04英寸厚的版凸紋的印刷版中取得。從圖12可看出，由標(biāo)準(zhǔn)模擬及數(shù)字成像方法所制得的圓點(diǎn)(分別為樣品2和14)通常具有的圓點(diǎn)凸紋 為少于約10%的整版浮凸。相反，改良的成像方法可以產(chǎn)生大于約9%的整版凸紋(樣品13)，或更優(yōu)選的是為大于約13%的版凸紋(樣品12)。第四個(gè)區(qū)分柔版印刷的最佳圓點(diǎn)的特征為在平面圓點(diǎn)頂部和肩部之間出現(xiàn)界限明確的邊界。由于氧氣抑制的效果，使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化柔版的光聚合物成像方法所制得的圓點(diǎn)易于展現(xiàn)出球形的圓點(diǎn)邊緣。對(duì)于約20%以上的圓點(diǎn)而言，圓點(diǎn)的中心仍為平面的，但是邊緣則會(huì)呈現(xiàn)出相當(dāng)圓的形狀，如圖13所示，其呈現(xiàn)的是通過柔性印刷版的數(shù)字化成像所制得的20%圓點(diǎn)上的球形圓點(diǎn)邊緣。圓點(diǎn)邊緣通常是以輪廓明顯且界限明確者為較佳，如圖14所示。這些界限明確的圓點(diǎn)邊緣可將圓點(diǎn)的“印刷”部分和“支撐”部分較好的分隔出來，使得圓點(diǎn)和基材在印刷期間能有更一致的接觸面積。如圖16所示，邊緣銳度可以定義為曲率半徑(在圓點(diǎn)肩部與頂面交會(huì)處)ら與圓點(diǎn)頂面或印刷表面的寬度P的比率。對(duì)于真正圓頂?shù)膱A點(diǎn)而言，很難定義出精確的印刷表面，因?yàn)椴]有一般所認(rèn)知的真正邊緣，且re:p可以達(dá)到50%。相反地，尖銳邊緣的圓點(diǎn)具有非常小的ら值，并且re:p會(huì)趨近于O。實(shí)際上，re:p以小于5%為較優(yōu)選，re:p最優(yōu)選為小于2%。圖16表示的是柔版圓點(diǎn)和其邊緣，其中P為橫跨圓點(diǎn)頂面的距離，其示出了邊緣銳度Ovp)的特征，其中！^為圓點(diǎn)肩部和頂面交會(huì)處的曲率半徑。最后，圖17表示了測(cè)量柔版圓點(diǎn)的平面性的另ー種方式。(AB)是圓點(diǎn)頂部的直徑，(EF)是具有弦(AB)的圓的半徑，且(CD)為半徑EF的圓被弦(AB)橫斷后的弦高。表I表示各種不同圓點(diǎn)％在每英寸150條線(LPI)的條件下所獲得的數(shù)據(jù)，而表2則表示各種不同圓點(diǎn)％在851pi條件下所獲得的數(shù)據(jù)。表I :在1501pi條件下的弦測(cè)量計(jì)算(密耳)
權(quán)利要求
1.一種柔性版凸紋圖像印刷元件，其在凸紋中含有多個(gè)圓點(diǎn)，并且其中該多個(gè)圓點(diǎn)含有至少一種從以下所構(gòu)成的群組中選出的特征 (a)圓點(diǎn)頂面的平面性為圓點(diǎn)頂面的曲率半徑rt大于光聚合物層的總厚度； (b)圓點(diǎn)的肩斜角為(i)圓點(diǎn)整體肩斜角大于50°，或者為(ii)Q1大于70°且02小于45° ;及 (c)圓點(diǎn)的邊緣銳度為re:p的比率小于5%。
2.如權(quán)利要求I所述的柔性版凸紋圖像印刷元件，其中圓點(diǎn)的肩斜角為整體肩斜角大于約50°。
3.如權(quán)利要求2所述的柔性版凸紋圖像印刷元件，其中圓點(diǎn)的肩斜角為整體肩斜角大于約70°。
4.如權(quán)利要求I所述的柔性版凸紋圖像印刷元件，其中圓點(diǎn)的肩斜角為Q1大于70°且Θ 2小于45。ο
5.如權(quán)利要求I所述的柔性版凸紋圖像印刷元件,其中re:p的比率小于2%。
6.如權(quán)利要求I所述的柔性版凸紋圖像印刷元件，其中印刷元件的圓點(diǎn)凸紋大于約9%的整版凸紋。
7.如權(quán)利要求6所述的柔性版凸紋圖像印刷元件，其中印刷元件的圓點(diǎn)凸紋大于約12%的整版凸紋。
8.多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其產(chǎn)生于凸紋圖像印刷元件中且形成凸紋圖案，其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)在數(shù)字化制版方法期間產(chǎn)生，并且 其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)含有至少一種從以下所構(gòu)成的群組中選出的幾何特征 (a)凸紋圓點(diǎn)頂面的平面性通過圓點(diǎn)頂面的曲率半徑rt來衡量，為大于光聚合物層的總厚度； (b)凸紋圓點(diǎn)的肩斜角為(i)圓點(diǎn)整體的肩斜角為大于50°，或者為(ii)Θ i大于70°且Θ 2小于45。； (c)凸紋圓點(diǎn)之間的凸紋深度以整版凸紋的百分比來衡量，為大于約9%;及 (d)凸紋圓點(diǎn)的邊緣銳度為re:p的比率小于5%。
9.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)頂面的平面性為圓點(diǎn)頂面的曲率半徑rt大于光聚合物層的總厚度。
10.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)的所述肩斜角為整體肩斜角大于約50°。
11.如權(quán)利要求10所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)的肩斜角為整體肩斜角大于約70。。
12.如權(quán)利要求8所述的復(fù)數(shù)個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)的肩斜角為Θi大于70°且Θ 2小于45。ο
13.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)之間的凸紋深度大于約12%的整版凸紋。
14.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該凸紋圓點(diǎn)的邊緣銳度為up的比率小于約2%。
15.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)包含以下幾何特征(a)平的頂面，其使得圓點(diǎn)頂面的曲率半徑rt大于光聚合物層的總厚度；(b)凸紋圓點(diǎn)的整體肩斜角大于50°;(c)以整版凸紋的百分比來衡量，圓點(diǎn)之間的凸紋深度大于約9%;及(d)re:p的比率小于約5%ο
16.如權(quán)利要求8所述的多個(gè)凸紋圓點(diǎn)，其中該多個(gè)凸紋圓點(diǎn)包含以下幾何特征(a)平的頂面，其使得圓點(diǎn)頂面的曲率半徑rt大于光聚合物層的總厚度；(b)凸紋圓點(diǎn)的肩斜角為Θi大于70°且Θ 2小于45° ;(c)以整版凸紋的百分比來衡量，圓點(diǎn)之間的凸紋深度大于約9%;及(d)re:p的比率小于約5%ο
全文摘要
本發(fā)明提供一種由感光印刷版坯料制造凸紋圖像印刷元件的方法。通過激光對(duì)具有置于至少一層光可固化層上的激光可燒蝕層的感光印刷版坯料進(jìn)行燒蝕，以產(chǎn)生原位光掩模。接著透過此原位光掩模將印刷版坯料曝露于至少一種光化輻射源下，以有選擇地使部分光可固化層交聯(lián)并固化。在曝光步驟期間，對(duì)擴(kuò)散進(jìn)入到至少一層該光可固化層內(nèi)的空氣進(jìn)行限制；并且在曝光步驟期間，優(yōu)選來自至少一種光化輻射源的照明的類型、功率和入射角中的至少一個(gè)條件發(fā)生改變。所得的凸紋圖像包含多個(gè)圓點(diǎn)，并且多個(gè)圓點(diǎn)的圓點(diǎn)形狀可在各種不同基材(包括瓦楞紙板)上提供最適的印刷性能。
文檔編號(hào)G01B11/00GK102782445SQ201180011111
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者D·A·雷基亞, T·戈奇克 申請(qǐng)人:麥克德米德印刷方案股份有限公司