Способ повышения эффективности печати флексографских печатающих элементов
Изобретение относится к области полиграфии и касается способа изготовления элемента для печати рельефных изображений, содержащих множество рельефных точек. При реализации способа осуществляют избирательную абляцию маскирующего слоя с целью создания на маскирующем слое полного изображения, которое содержит фрагмент изображения, содержащий структуру ячеек. На маскирующий слой наносят противокислородный барьерный слой. Далее экспонируют печатающий элемент актиничным излучение через барьерный и маскирующий слои с целью избирательного сшивания и отверждения, по меньшей мере, одного светоотверждающегося слоя для создания рельефного изображения и текстурированной поверхности на печатающем элементе. Проявляют заготовки печатающего элемента путем удаления барьерного слоя и неотвержденных участков светоотверждающегося слоя с целью выявления рельефного изображения. Технический результат заключается в повышении качества печати. 15 з.п. ф-лы, 1 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится в целом к способам повышения эффективности печати печатающих элементов с целью оптимальной печати рельефных изображений и повышения плотности красочного слоя.
Уровень техники
Флексографские печатные формы представляют собой формы для высокой печати с элементами изображения, приподнятыми над открытыми участками. Обычно форма является до некоторой степени мягкой и достаточно гибкой, чтобы обертывать печатающий барабан, и достаточно долговечной для печати более миллиона копий. Такие формы имеют ряд преимуществ, связанных, главным образом, с их долговечностью и простотой изготовления.
Флексография обычно применяется для печати массовых тиражей. Флексография применяется для печати на разнообразных носителях, таких как бумага, картон, гофрированный картон, пленки, фольга и слоистые материалы. Их известными примерами являются газеты и пакеты для продовольственных товаров. Печать на шероховатых поверхностях и растягивающихся пленках может экономично осуществляться только методом флексографии. Кроме того, с учетом конкуренции за сбыт продукции требования рынка к качеству печати изображений на упаковках могут являться очень жесткими.
Типичная флексографская печатная форма, поставляемая ее изготовителем, представляет собой многослойное изделие, содержащее в порядке следования опорный или несущий слой, один или несколько неэкспонированных светоотверждающихся слоев, необязательно защитный слой или прокладную пленку и часто защитное покрытие.
Несущий или опорный слой служит опорой для формы. Несущий или опорный слой может быть изготовлен из светопроницаемого или светонепроницаемого материала, такого как бумага, целлюлоза, пластмасса или металл. Предпочтительные материалы включают листы, изготовленные из синтетических полимерных материалов, таких как полиэфиры, полистирол, полиолефины, полиамиды и т.п. Одним из наиболее широко применяемых материалов несущего слоя является гибкая пленка из полиэтилентерефталата.
Светоотверждающийся слой(-и) может содержать любой из известных фотополимеров, мономеров, сенсибилизаторов, реакционноспособных или нереакционноспособных разбавителей, наполнителей и красителей. Термин "Светоотверждающийся" относится к композиции, в которой под действием актиничного излучения происходит полимеризация, сшивание или любая другая реакция отверждения или упрочнения, в результате чего неэкспонированные участки материала могут быть избирательно отделены от экспонированных (отвержденных) участков и удалены с образованием трехмерной или рельефной структуры отвержденного материала. Примеры светоотверждающихся материалов описаны в Европейских патентных заявках 0456336 A2 и 0640878 A1 на имя Goss и др., патенте Великобритании 1366769, патенте США 5223375 на имя Berrier и др., патенте США 3867153 на имя MacLahan, патенте США 4264705 на имя Alien, патентах США 4323636, 4323637, 4369246 и 4423135 на имя Chen и др., патенте США 3265765 на имя Holden и др., патенте США 4320188 на имя Heinz и др., патенте США 4427759 на имя Gruetzmacher и др., патенте США 4622088 на имя Min и патенте США 5135827 на имя Bohm и др., объект каждого из которых в порядке ссылки во всей полноте включен в настоящую заявку. Может использоваться несколько светоотверждающихся слоев.
Светоотверждающиеся материалы обычно образуют поперечные связи (отверждаются) и упрочняются в результате радикальной полимеризации, инициированной актиничным излучением по меньшей мере в определенном диапазоне длин волн. Используемый термин актиничное излучение означает излучение, способное вызывать полимеризацию, сшивание или отверждение светоотверждающегося слоя. Актиничное излучение включает, например, усиленное (например, лазерное) и неусиленное излучение, в частности, в ультрафиолетовой и фиолетовой областях. Одним из широко применяемых источников актиничного излучения является ртутная лампа, хотя специалистам в данной области техники обычно известны другие источники.
Прокладной пленкой является тонкий слой, который защищает фотополимер от пыли и делает обращение с ним более удобным. В традиционной ("аналоговой") технологии изготовления форм прокладная пленка является проницаемой для ультрафиолетового излучения, и принтер отслаивает защитное покрытие от заготовки печатной формы и помещает негатив поверх слоя прокладной пленки. Затем форму и негатив подвергают сплошному экспонированию ультрафиолетовым излучением через негатив. Экспонированные участки отверждаются или упрочняются, а неэкспонированные участки удаляются (проявляются), в результате чего на печатной форме создается рельефное изображение.
В "цифровой" технологии или технологии изготовления форм путем "прямого экспонирования" на изображение, хранящееся в файле электронных данных, наводится лазер, который используется для прямого создания негатива в цифровом (т.е. удаляемом лазерным излучением) маскирующем слое, которым обычно является прокладная пленка, модифицированная таким образом, чтобы содержать непроницаемый для излучения материал. Участки удаляемого лазерным излучением слоя удаляют путем воздействия на маскирующий слой лазерным излучением с выбранной длиной волны и мощностью лазера. Примеры удаляемых лазерным излучением слоев описаны, например, в патенте США 5925500 на имя Yang и др. и в патентах США 5262275 и 6238837 на имя Fan, объект каждого из которых в порядке ссылки во всей полноте включен в настоящую заявку.
После формирования изображения проявляют светочувствительный печатающий элемент, чтобы удалить неполимеризованные участки слоя светоотверждающегося материала и проявить сшитое рельефное изображение в отвержденном светочувствительном печатающем элементе. Типичные способы проявления включают промывание различными растворителями или водой часто с помощью щетки. Другие возможности проявления включают применение воздушного шабера или тепла плюс промокательная бумага (т.е. термическое проявление). Преимуществом термического проявления является то, что после проявления не требуется дополнительная стадия сушки и тем самым обеспечивается возможность более быстрого перехода от формы к печатной машине. Методы термического проявления основаны на обработке фотополимерных печатных форм с использованием тепла; разность температур плавления отвержденного и неотвержденного фотополимера используют для проявления скрытого изображения.
Получаемая после проявления поверхность имеет рельефную структуру, которая воспроизводит печатаемое изображение и обычно содержит как сплошные участки, так и структурированные участки, содержащие множество рельефных точек. После проявления рельефного изображения элемент для печати рельефных изображений может быть установлен на печатной машине, и может быть начата печать.
Устанавливают флексографскую печатную форму на печатающий барабан и помещают материал для печатания, который обычно подается в виде непрерывного полотна, между валиком печати и опорным валиком. Флексографскую печатную форму прижимают к материалу под достаточным давлением для обеспечения контакта рельефного изображения на форме и материала для печатания. В одном из стандартных процессов для подачи чернил в дозирующий валик используется красочный резервуар. Для удаления избытка чернил с дозирующего валика и облегчения регулирования количества чернил на дозирующем валике также может использоваться ракельный нож.
Для получения качественных изображений методом флексографской печати необходимо, чтобы чернила наносились на печатаемую поверхность равномерно и предсказуемо. Для этого в свою очередь требуется, чтобы слой чернил на рельефных участках флексографской формы являлся равномерным, а количество чернил являлось предсказуемым.
В качестве одного из средств регулирования количества чернил, наносимых на печатную форму, используется особый дозирующий чернила валик, известный как "анилоксовый" валик, на поверхности которого находится множество дозирующих чернила ячеек. Эти ячейки представляют собой небольшие углубления, образующие регулярные структуры с заданной периодичностью и одинаковой глубиной и формой, которые обычно формируют путем создания микрорельефа на поверхности барабана механическим путем или лазером; количество чернил, дозируемое анилоксовым валиком, регулируется размером ячеек. В процессе работы чернила переносятся из резервуара для чернил на анидоксовый дозирующий валик и заполняют ячейки. С помощью необязательного очистителя удаляют избыток чернил, оставляя только заполненные ячейки. Затем в процессе контакта анилоксового валика и флексографской формы при их вращении чернила из ячеек переносятся на рельефные участки флексографской формы.
Изображения, обычно воспроизводимые флексографскими формами, почти всегда содержат как участки сплошного изображения, так и разнообразные участки полутонов. "Сплошные участки" определяются как участки, полностью покрытые чернилами с максимальной плотностью, которую способны обеспечивать чернила на заданном материале, а "участки полутонов" определяются как участки изображения, на которых напечатанное изображение имеет промежуточную плотность между абсолютно белым (полное отсутствие чернил) и сплошным. Участки полутонов формируются путем описанного в изобретении растрирования, когда на единицу площади все большей поверхности используется множество рельефных участков поверхности с целью создания иллюзии печати с различной плотностью. Эти рельефные участки обычно называют "растровыми точками".
Кроме того, флексография представляет собой "бинарную систему", в том смысле, что печать либо происходит, либо нет. При контакте рельефных участков с печатаемой поверхностью образуется преимущественно сплошной окрашенный участок. Для получения шкалы полутонов при флексографской печати применяется процесс, называемый "растрированием", когда полутона воспроизводятся путем печати множества мельчайших сплошных точек на единице площади, при этом варьируется частота точек или размер точек на единицу площади или то и другое.
В флексографской печатной форме эти растровые точки являются рельефными участками, поверхность которых находится на уровне верхней поверхности формы. На участке, окружающем точку, форму протравливают на глубину, достигающую основания за исключением наиболее темных участков. Высотой растровой точки является расстояние от поверхности точки (а также поверхности формы) до основания, которое может именоваться "растровым рельефом". Этот рельеф уменьшается с увеличением процентного покрытия точками процентного покрытия точками и является достаточным, чтобы удерживать чернила на поверхности точек.
Полутоновый рельеф регулируется множеством факторов, включая технологию травления, используемую для удаления материала, находящегося между точками. В фотополимерной флексографской печатной форме максимальная глубина рельефа регулируется путем обратного экспонирования формы, когда фотополимер затвердевает до желаемой глубины и формируется основание и тем самым устанавливается максимальная глубина рельефа.
При "классическом" растрировании применяется растрирование с амплитудной модуляцией (AM) с целью получения растровых точек в виде регулярных повторяющихся структур из Х-точек на погонный дюйм. Эти структуры идентифицируются по процентному покрытию заданной площади поверхности точками в пределах заданных участков, такому как 1%, 5%, 95%, 98% покрытие точками и т.д. 98% покрытие точками означает, что точками занято 98% заданного участка. 2% покрытие точками означает, что точками занято 2% того же участка.
В качестве альтернативы, обычно именуемой "стохастическим" растрированием, используется растрирование с частотной модуляцией (ЧМ) с целью увеличения частоты повторения точек и достижения все большего покрытия площади поверхности покрытие с сохранением постоянного размера точек. Кроме того, как описано в патенте США 5892588 на имя Samworth, объект которого во всей полноте в порядке ссылки включен в настоящую заявку, с целью улучшения внешнего вида печатного изображения может применяться сочетание обоих методов.
Форма точек и глубина рельефа в числе других факторов влияют на качество печатного изображения. Печать небольших графических элементов, таких как мелкие точки, линии и даже текст с использованием флексографских печатных форм может являться очень затруднительной при сохранении открытого инвертированного текста и теней. На наиболее светлых участках изображения (обычно называемых световыми пятнами) плотность изображения отображается общей площадью точек при растровом представлении на экране сплошного многотонового изображения. При растрировании с AM множество растровых точек постоянной периодической матрицы сжимаются до очень небольшого размера, а плотность светового пятна отображается площадью точек. При растрировании с ЧМ размер растровых точек обычно сохраняется на определенном постоянном уровне, а плотность изображения отображается числом случайно или псевдослучайно размещенных точек. В обоих случаях для надлежащего отображения наиболее светлых участков требуется печать очень мелких точек.
Одним из известных недостатков флексографской печати также является то, что сплошные участки (т.е. участки изображения, на которых отсутствуют растровые точки), выглядят при печати менее насыщенными и несколько менее однородными, чем полутоновые участки, отображающие темные участки изображения. Так, участок с покрытием точками от 95% до 98% может выглядеть темнее, чем сплошной участок (100%). Печать сплошных участков методом флексографии затруднительна даже при переносе чернил на целиком сплошной участок изображения, что может приводить к недостаточной плотности и возникновению эффекта ореола (т.е. более темных границ) по краям сплошного участка изображения.
Степень насыщенности цвета, достижимая при флексографской печати, зависит от множества факторов, из которых выделяется количество и однородность чернил, которые могут наноситься на носитель изображения, в частности, на сплошные участки. Обычно это именуется "плотностью слоя" (SID). Иногда SID увеличивается при градации тонов менее 100%, например, оптическая плотность печати при градации тонов 97% является несколько более высокой, чем при 100% (сплошной) градации тонов.
Это обстоятельство обусловило разработку ряда технологий включения мелких обратных структур в сплошные участки флексографских форм специально в целях увеличения достижимого SID. Их заслуживающие внимания примеры включают DigiCap (компании Kodak) и Groovey Screens (компании Esko-Graphics). DigiCap предусматривает нанесение на поверхность флексографской печатной формы определяемой пользователем текстурированной структуры с целью улучшения переноса чернил и внешнего вида сплошных участков, в особенности при печати на носителях с высокой кроющей способностью, таких как пленки и бумага с покрытием колодка. В гибридной технологии растрирования Groovey Screens применяется традиционное растрирование с AM на большей части изображения, но с добавлением линейной структуры (или "желобков") на темных, затененных и сплошных участках. Переход между нормальной растровой структурой и линейной структурой является постепенным, что обеспечивает плавную градацию между более низкой плотностью печати на участках (световых пятен и средних тонов) без желобков и большее высокой плотностью печати на (теневых) участках с желобками. Несмотря на определенную эффективность, этих методов, для достижения постоянного результата часто требуется значительное экспериментирование и точная регулировка, а также возможны отрицательные взаимодействия (например, муаровый эффект) с печатаемыми изображениями.
Сохранение мелких точек на флексографских печатных формах может являться очень затруднительным в силу характера изготовления печатных форм. Наименьшие из этих точек обычно удаляются при обработке, что означает, что во время печати на эти области не переносится краска (точка не "удерживается" формой и/или печатной машиной). В качестве альтернативы, если точка сохраняется после обработки, она обычно повреждается в печатной машине. Например, мелкие точки часто заворачиваются и/или частично отрываются во время печати, из-за чего переносится слишком много краски, или краска не переносится.
Композиции светоотверждающихся смол обычно отверждаются посредством радикальной полимеризации под воздействием актиничного излучения. Тем не менее, реакция отверждения может замедляться молекулярным кислородом, который обычно растворен в композициях смол, поскольку кислород действует как акцептор радикалов. Соответственно, желательно удалять растворенный кислород из состава композиции смол до экспонирования по изображению с целью более быстрого и равномерного отверждения композиции светоотверждающихся смол и улучшения общей структуры печатной формы.
Таким образом, несмотря на различные предлагавшиеся способы повышения качества печатной формы, сохраняется потребность в дополнительных технических усовершенствованиях, способных обеспечить желаемый результат, в особенности в повышении достижимой плотности красочного слоя у флексографских печатающих элементов.
Сущность изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания способа повышения достижимого SID у флексографских элементов для печати рельефных изображений.
Другой задачей настоящего изобретения является улучшение заполнения флексографских печатающих элементов чернилами.
Другой задачей настоящего изобретения является повышение стабильности результатов печати.
Еще одной задачей настоящего изобретения является уменьшение трудностей, связанных с неравномерным переносом чернил на целиком сплошных участках и эффектом ореола по краям сплошного участка.
Другой задачей настоящего изобретения является создание элемента для печати рельефных изображений, который содержит печатающие точки с улучшенной структурой с точки зрения печатающей поверхности, четкости границ, угла уступа, глубины и высоты точек.
С этой целью в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления элемента для печати рельефных изображений, имеющего рельефную структуру, содержащую множество рельефных точек, при этом светоотверждающийся печатающий элемент содержит несущий слой, на котором находится по меньшей мере один светоотверждающийся слой, и удаляемый лазерным излучением маскирующий слой по меньшей мере на одном светоотверждающемся слое, а способ включает стадии:
избирательной абляции маскирующего слоя с целью создания на маскирующем слое полного изображения, которое содержит фрагмент изображения, содержащий структуру ячеек,
нанесения противокислородного барьерного слоя на маскирующий слой,
экспонирования печатающего элемента актиничным излучение через барьерный слой и маскирующий слой с целью избирательного сшивания и отверждения по меньшей мере одного светоотверждающегося слоя и тем самым создания рельефного изображения на печатающем элементе, и
проявления печатающего элемента путем удаления барьерного слоя и неотвержденных участков светоотверждающегося слоя с целью выявления рельефного изображения.
Подробное описание изобретения
Как описано выше, одним из недостатков при печатании сплошных участков методом флексографии является неравномерный перенос чернил на целиком сплошной участок, недостаточная плотность и эффект ореола по краям сплошного участка.
Авторами было обнаружено, что одним из важнейших средств выгодного изменения формы печатающих точек на печатающем элементе является исключение или ограничение диффузии воздуха в светоотверждающийся слой во время экспонирования актиничным излучением за счет использования барьерной мембраны. Кроме того, авторами также было обнаружено, что за счет использования фрагмента изображения с определенной структурой для создании текстурированной поверхности на содержащем ячейки фотополимеризуемом слое в сочетании с ограничением диффузии воздуха в светоотверждающиеся слои с использованием противокислородной барьерной мембраны обеспечивает существенное повышение достижимой плотности красочного слоя во время печати.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления элемента для печати рельефных изображений, имеющего рельефную структуру, содержащую множество рельефных точек, при этом светоотверждающийся печатающий элемент содержит несущий слой, на котором находится по меньшей мере один светоотверждающийся слой, и удаляемый лазерным излучением маскирующий слой по меньшей мере на одном светоотверждающемся слое, а способ включает стадии:
избирательной абляции маскирующего слоя с целью создания на маскирующем слое полного изображения, которое содержит фрагмент изображения, содержащий структуру ячеек,
нанесения противокислородного барьерного слоя на маскирующий слой,
экспонирования заготовки печатающего элемента актиничным излучением через барьерный слой и маскирующий слой с целью избирательного сшивания и отверждения по меньшей мере одного светоотверждающегося слоя и тем самым создания рельефного изображения на печатающем элементе,
проявления заготовки печатающего элемента путем удаления барьерного слоя и неотвержденных участков светоотверждающегося слоя с целью выявления рельефного изображения.
Стадия проявления заготовки печатающего элемента путем удаления барьерного слоя и не отвержденных участков светоотверждающегося слоя обычно осуществляется способом, выбранным из группы, включающей проявление водой, проявление растворителем и термическое проявление. В зависимости от конструкции барьерного слоя его отслаивают или растворяют.
В настоящем изобретении уменьшены недостатки известного уровня техники за счет улучшения способности сплошных участков флексографских печатных форм удерживать чернила путем придания им текстурированной поверхности, которая в одном из предпочтительных вариантов осуществления содержит множество ячеек.
Эта текстура в виде структуры ячеек создается на поверхности фотополимеризуемого слоя фрагментом полного изображения. Способ согласно настоящему изобретению также позволяет получать полутона, в частности полутона, присутствующие вместе со сплошными участками за счет использования текстурированной поверхности, содержащей ячейки в выбранных растровых точках. В одном из вариантов осуществления на поверхности по меньшей мере одной из растровых точек находится ячейка. Один из применимых способов формирования текстурированной светоотверждающейся поверхности с ячейками посредством фрагмент изображения с повторяющейся структурой описан, например, в патенте США 7580154 на имя Samworth, объект которого во всей полноте в порядке ссылки включен в настоящую заявку.
Фрагмент изображения для формирования текстуры и ячеек на поверхности фотополимера создают путем абляции структуры внутри полного изображения таким образом, чтобы структура имела меньший масштаб, чем элементы полного изображения, в результате чего фрагмент изображения оказывается целиком внутри элементов полного изображения. Фрагмент изображения может присутствовать по всему полному изображению или только на его участках. Структура фрагмента изображения может принимать разнообразные формы, такие как окружности, многоугольники или линии, или может иметь цилиндрическую форму. Технология, позволяющая создавать этот фрагмент изображения с повторяющейся структурой, предлагается на рынке компанией Esko Corporation (Гент, Бельгия) под товарным знаком MICROCELL™.
При формировании ячеек следует остерегаться того, чтобы ячейки прорезали край растровой точки. Ячейки предпочтительно сосредоточены по центру растровых точек и имеют меньший размер, чем растровая точка, на которой они находятся, во избежание формирования ячеек, которые выступают за край растровой точки и тем самым создают зазубренные или неполные растровые точки. В зависимости от размера растровой точки на ней может помещаться несколько ячеек. В таком случае при формировании промежуточной растрированной пленки ячейки внутри растровой точки могут быть сосредоточены вокруг центра точки.
С увеличением процентного покрытия точки постепенно соприкасаются и сливаются друг с другом, и после достижения 50% покрытия вместо изолированных рельефных участков на каждую точку наблюдаются изолированные отверстия, разделяющие точки и проходящие от поверхности формы в сторону основания.
С увеличением покрытия точками ячейки становятся все меньше и меньше и постепенно все менее глубокими. Глубина отверстия зависит от разнесения точек (или диаметра отверстия). Верхним пределом покрытия точками флексографских печатных форм, при превышении которого происходит закупоривание отверстий, является 95% и, возможно, даже 98%. Этот эффект используется в настоящем явлении для создания множества мелких ячеек на поверхности и сплошных участков и участков растровых точек флексографских форм с целью повышения качества печати.
Структура растровых точек флексографских форм состоит из порядка 100-150 линий на дюйм (л/д), при этом ячейки расположены со значительно большей высокой периодичностью от 500 до 1000 л/д. Ячейки действуют как точки привязки для красочного слоя на печатной форме, обеспечивая равномерное распределение чернил по поверхности сплошного участка, а затем способствуя равномерному переносу красочного слоя с формы на носитель после оттиска. Соответственно, обеспечивается высокая однородность печати сплошных участков с более высокими насыщением и плотностью, чем при использовании традиционной до настоящего времени гладкой сплошной печатающей поверхности.
Кроме того, как описано в изобретении, авторы обнаружили, что удаление растворенного кислорода из светоотверждающихся слоев также неожиданно может повышать верность формирования изображения и обеспечивать значительное повышение достижимой SID, в особенности в сочетании с описанными в изобретении методами структурирования поверхности.
Продемонстрировано, что экспонирование под противокислородной барьерной мембраной обеспечивает хорошие результаты, и наиболее предпочтительными противокислородными барьерными мембранами являются прозрачные пленки, которые сводят к минимуму рассеяние света. Эти противокислородные барьерные мембраны содержат материалы, которые традиционно используются в качестве отделяемых слоев в флексографских печатающих элементах, включая полиамиды, поливиниловый спирт, гидроксиалкилцеллюлозу, поливинилпирролидон, сополимеры этилена и винилацетата, амфотерные сополимеры, бутират ацетилцеллюлозы, алкилцеллюлозу, бутираль, циклические каучуки и сочетания одного или нескольких из перечисленного. Кроме того, барьерными пленками также могут служить такие пленки, как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, сложный полиэфир и аналогичные прозрачные пленки. В одном из предпочтительных вариантов осуществления барьерная мембрана представляет собой пленку из полипропилена или полиэтилентерефталата.
Барьерным слоем другого типа является жидкий или не содержащий кислорода газовый барьер, при этом до стадии экспонирования печатная форма может быть покрыта слоем жидкости или не содержащего кислорода газа, таким как слой масла, которое может являться прозрачным или окрашенным. В данном случае жидкость или не содержащий кислорода газ является другой формой барьерного слоя. Как и в случае твердой барьерной мембраны, важно, чтобы используемая жидкость или не содержащий кислорода газ являлся оптически проницаемым для актиничного излучения, используемого для экспонирования светоотверждающегося слоя.
Авторами были определены три свойства, обеспечивающие получение эффективных барьерных слоев: оптическая прозрачность, малая толщина и ингибирование переноса кислорода. Барьерная мембрана должна иметь достаточную оптическую прозрачность во избежание наносящего ущерб поглощения и отклонения барьером актиничного излучения, используемого для экспонирования фоточувствительной заготовки печатающего элемента. По существу, предпочтительно, чтобы барьерная мембрана имела оптическую прозрачность по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 75%. Ингибирование переноса кислорода измеряется в пересчете на коэффициент диффузии кислорода. Как отмечалось, коэффициент диффузии кислорода у мембраны (или жидкого слоя) должен составлять менее 6,9×10-9 м2/сек, предпочтительно менее около 6,9×10-10 м2/сек, наиболее предпочтительно менее 6,9×10-11 м2/сек.
В случае противокислородной барьерной мембраны ее толщина должна соответствовать конструктивным требованиям к обращению с пленкой и сочетанием пленки и фотополимерной формы. Барьерная мембрана имеет толщину предпочтительно от около 5 до 300 мкм, более предпочтительно от около 10 до около 200 мкм, наиболее предпочтительно от около 1 до 20 мкм. Барьерная мембрана должна обладать достаточной непроницаемостью для предотвращения диффузии кислорода и эффективно ограничивать диффузию кислорода в светоотверждающийся слой во время экспонирования актиничным излучением. Авторами было определено, что упомянутые материалы барьерной мембраны при упомянутых толщинах преимущественно ограничивают диффузию кислорода в светоотверждающийся слой при использовании в соответствии с изобретением.
Барьерный слой может быть нанесен на поверхность печатной формы с использованием давления и/или тепла в ходе типичного процесса наслоения.
В случае жидкого барьерного слоя перечисленным критериям отвечает барьерный слой толщиной от 1 мкм до 100 мкм, содержащий любое из следующих масел: парафиновые или нафтеновые жидкие нефтепродукты, силиконовые масла и масла на растительной основе. В одном из предпочтительных вариантов осуществления жидкость следует распределить по поверхности печатающего элемента до экспонирования заготовки печатающего элемента актиничным излучением. Жидкость также должна быть достаточно вязкой, чтобы оставаться на месте при обработке.
Наконец, элемент для печати рельефных изображений устанавливают на печатающий барабан печатной машины и начинают печать.
Другой выгодой уменьшения влияния ингибирования кислорода во время экспонирования печатной формы является возможность получения печатающих точек с конкретными набором геометрических характеристик, дополнительно способствующих повышению качества печати. За счет использования описанных противокислородных барьерных слоев формируются точки без ограничивающего эффекта ингибирования кислорода, имеющие плоский верх и крутой угол уступа, регулируется скорость отверждения таким образом, что поддерживается оптимальная обратная глубина, и чрезмерно не увеличиваются углы уступа, а наслоение мембраны сводит к минимуму образование избыточной шероховатости поверхности во время термической обработки. Эти геометрические параметры подробнее описаны в родственных заявках 12/571523 на имя Recchia и 12/660451 на имя Recchia и др., объект каждой из которых во всей полноте в порядке ссылки включен в настоящую заявку.
В одном из вариантов осуществления желательно, чтобы рельефные печатающие точки имели одну или несколько из следующих характеристик:
крутой угол уступа, при этом каждая из множества точек имеет такой угол уступа, что общий угол уступа составляет более около 50 градусов;
плоскостность поверхности точек, при этом верхняя поверхность точек имеет такую плоскостность, что радиус rt кривизны верхней поверхности точек превышает общую толщину по меньшей мере одного слоя светоотверждающегося материала;
достаточную глубину рельефа между точками, при этом рельеф точек составляет более около 9% общего рельефа формы; и
резкость границы там, где верх точки переходит в уступ, при этом соотношение re:p составляет менее 5%.
Как описано выше, после формирования промежуточной растрированной пленки ее помещают на покрывающий фотополимеризуемую форму противокислородный барьерный слой или вводят в контакт с ним и экспонируют форму ультрафиолетовым излучением через промежуточную растрированную пленку и противокислородный барьерный слой. Полимерный материал под точками пленки остается неполимеризованным.
После экспонирования формы ее проявляют, чтобы удалить неполимеризованные участки с формы. В результате после завершения обработки поверхность формы содержит на участках сплошного изображения множество мелких ячеек, глубина которых обычно составляет около 15 мкм. Аналогичным образом поверхность ряда растровых точек выбранных относительных размеров содержит мелкие ячейки. В одном из вариантов осуществления эти ячейки сосредоточены по центру растровых точек. Глубина ячеек на растровых точках регулируется таким же образом, как и на сплошных участках. С другой стороны, сами растровые точки обрабатываются до глубины, которая в идеале приближена к основанию формы. Рельеф растровых точек в каждом случае является достаточным, чтобы после нанесения чернил на форму анилоксовым валиком их удерживала только верхняя поверхность растровой точки и ячейка там, где имеются ячейки.
Изготавливаемые таким способом формы центрируют и устанавливают на печатающий барабан, который устанавливают на печатную машину. Печать осуществляется обычным способом.
Авторы обнаружили, что описанный в изобретении способ позволяет обеспечивать более высокую максимально достижимую плотность красочного слоя (SID), чем было возможно ранее при использовании по отдельности промежуточных растрированных пленок или противокислородных барьерных слоев.
Примеры
Была осуществлена пробная печать с использованием форм Digital MAX 0,067 дюйма/1,70 мм (производства компании MacDermid Printing Solutions), на которых сформировали изображения с помощью системы Esko Advance (производства компании EskoArtworks) с использованием оптики HIghRes и программного пакета HD Flexo 2.0 (производства компании EskoArtworks). Наслоили противокислородную барьерную мембрану (Membrane 100 производства компании MacDermid Printing Solutions) на форму Digital MAX с использованием ламинатора LUX производства компании MacDermid Printing Solution.
Тестовое изображение содержало 32 отдельные структуры микроячеек в виде участков размером 4×5 см, а также контрольный сплошной участок без растрирования. При печати использовали пленку для ламинирования Stickyback 1320, что является стандартным выбором в случае твердой формы для цифровой печати.
Осуществили печать на носителе из непрозрачного белого полиэтилена с использованием голубых чернил на основе растворителя Sun Chemical на машине Avanti CI для восьмицветной печати (производства компании РСМС). Использовали анилоксовые валики (производства компании Harper Corp., Шарлотт, шт. Северная Каролина, США) с 800 линиями на дюйм (л/д) и объемом ячеек 2,0 bcm (миллиарда кубических микрон на квадратный дюйм) (объем ячейки означает способность ячейки удерживать чернила, умноженную на число ячеек на квадратном дюйме поверхности валика).
Определили показатели каждого состояния растрирования путем усреднения трех отдельных прогонов по истечении периода приработки длительностью Х-минут для каждой формы.
С целью оценки влияния различных структур микроячеек на плотность красочного слоя осуществили пробную печать 32 отдельных структур микроячеек, чтобы сравнить характеристики покрытой противокислородной барьерной мембраны формы и стандартные характеристики при заданном варианте структуры микроячеек и определить, какой вариант обеспечивал в целом наиболее высокую возможную SID.
При использовании стандартной формы Digital MAX полученная SID составляла 1,26, а при использовании формы Digital MAX, покрытой противокислородной барьерной мембраной, было получен показатель 1,30. Различие, составляющее 0,04, не является ни статистически значимым, ни достаточно существенным для различения на глаз. На этом основании был сделан вывод о том, что противокислородная барьерная мембрана как таковая не увеличила SID при печати с использованием формы Digital MAX.
Было обнаружено, что многие варианты структур микроячеек оказывают значительное влияние на SID, но при использовании 11 из 32 структур микроячеек показатель SID оказался ниже, чем контрольный показатель.
Показатель SID при использовании 6 структур из остальных 21 структуры был статистически неотличим от контрольного показателя. Показатель SID при использовании остальных 15 структур был значительно выше, чем контрольный показатель, а у четырех из них он превышал 1,50, что соответствует увеличению SID более чем на 20%. Максимальный SID, полученный при использовании структуры МС16, составлял 1,61, что на 28% выше контрольного показателя. Это различие было бы хорошо различимо невооруженным глазом.
Затем оценили влияние противокислородной барьерной мембраны на характеристики микроячеек. Это влияние оказалось наглядным и устойчиво положительным. При использовании противокислородной барьерной мембраны и 22 вариантов микроячеек показатель SID значительно превышал контрольный показатель. При использовании противокислородной барьерной мембраны и 7 вариантов микроячеек показатель SID был ниже, чем контрольный показатель. Наконец, только в трех случаях использования сочетания микроячеек и мембраны LUX был получен статистически незначимый результат по сравнению с контрольным показателем, и только в одном случае при использовании противокислородной барьерной мембраны и варианта микроячеек (МС15) показатель не улучшился по сравнению с показателем при использовании стандартных микроячеек, и в этом случае они были статистически неразличимыми.
Максимально достижимая SID при использовании противокислородной барьерной мембраны составила от 1,61 до 1,76, что является даже еще более впечатляющим увеличением на 9% по сравнению с набольшей SID, достигнутой без противокислородной барьерной мембраны, и увеличением на 35% по сравнению с контролем.
В итоге при использовании 9 сочетаний вариантов микроячеек и противокислородной барьерной мембраны была получена более высокая SID, чем максимально достигнутая при использовании наилучшего варианта микроячеек в стандартной форме для цифровой печати. Кроме того, у четырех вариантов микроячеек с более низкой SID, чем контрольный показатель стандартной формы для цифровой печати, SID значительно увеличилась по сравнению с контролем после покрытия противокислородной барьерной мембраной.
Таким образом, видно, что противокислородная барьерная мембрана не только повышает максимально возможную SID, но также расширяет зону действия микроячеек, обеспечивая большее число применимых вариантов, чем при стандартной цифровой печати. На практике это могло бы означать, что потребовалось бы меньше времени для определения наилучшей структуры микроячеек и достижения повышения SID, которое микроячейки обеспечивают при флексографской печати.
| Число вариантов микроячеек | ||
| SID (относительно | Стандартная | Противокислородная |
| контроля) | цифровая печать | барьерная мембрана для цифровой печати |
| Ниже | 11 | 7 |
| Такая же | 6 | 3 |
| Выше | 15 | 22 |
Как сплошные, так и полутоновые участки печатных изображений, полученных с использованием форм, изготовленных согласно настоящему изобретению, имеют более высокую плотность, лучшую однородность цвета и меньший эффект ореола по краям сплошных участков, чем при использовании форм с традиционной гладкой (без ячеек) поверхностью. Кроме того, за счет сочетания растрированных ячеек и противокислородной барьерной мембраны улучшалось заполнение чернилами и повышалась плотность на готовом оттиске.
Кроме того, подразумевается, что в следующую далее формулу изобретения входят все родовые и характерные признаки описанного изобретения и все указания на объем изобретения, которые с учетом формулировок могут содержаться в ней.
1. Способ изготовления элемента для печати рельефных изображений, содержащих множество рельефных точек, при этом печатающий элемент содержит несущий слой, на котором находится по меньшей мере один светоотверждающийся слой, и удаляемый лазерным излучением маскирующий слой по меньшей мере на одном светоотверждающемся слое, при этом способ включает стадии:
а) избирательной абляции маскирующего слоя с целью создания на маскирующем слое полного изображения, которое содержит фрагмент изображения, содержащий структуру ячеек,
б) нанесения противокислородного барьерного слоя на маскирующий слой,
в) экспонирования печатающего элемента актиничным излучение через противокислородный барьерный слой и маскирующий слой с целью избирательного сшивания и отверждения по меньшей мере одного светоотверждающегося слоя и тем самым создания рельефного изображения на печатающем элементе, и
г) проявления печатающего элемента путем удаления барьерного слоя и неотвержденных участков светоотверждающегося слоя с целью выявления рельефного изображения.
2. Способ по п. 1, в котором структура имеет цилиндрическую, линейную или многоугольную форму.
3. Способ по п. 1, в котором на поверхности рельефного изображения находятся удерживающие чернила ячейки в цилиндрической, линейной или многоугольной формах.
4. Способ по п. 3, в котором ячейки сосредоточены по центру растровых точек, при этом размер ячеек на растровых точках зависит от размера растровых точек.
5. Способ по п. 1, в котором на стадии проявления печатающего элемента осуществляют проявление способом, выбранным из группы, включающей проявление водой, проявление растворителем и термическое проявление.
6. Способ по п. 1, в котором противокислородный барьерный слой выбирают из группы, включающей полиамиды, поливиниловый спирт, гидроксиалкилцеллюлоза, поливинилпирролидон, сополимеры этилена и винилацетата, амфотерные сополимеры, бутират ацетилцеллюлозы, алкилцеллюлозу, бутираль, циклические каучуки и сочетания одного или нескольких из перечисленного.
7. Способ по п. 1, в котором противокислородный барьерный слой содержит прозрачную пленку, выбранную из группы, включающей полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, сложный полиэфир и сочетания одного или нескольких из перечисленного.
8. Способ по п. 1, в котором противокислородный барьерный слой содержит пленку из полипропилена или пленку из полиэтилентерефталата.
9. Способ по п. 7, в котором противокислородный барьерный слой имеет толщину от около 10 до 200 мкм.
10. Способ по п. 7, в котором противокислородный барьерный слой имеет толщину от около 1 до около 20 мкм.
11. Способ по п. 1, в котором противокислородный барьерный слой имеет оптическую прозрачность по меньшей мере около 50%.
12. Способ по п. 11, в котором противокислородный барьерный слой имеет оптическую прозрачность по меньшей мере около 75%.
13. Способ по п. 1, в котором противокислородный барьерный слой имеет коэффициент диффузии кислорода менее 6,9×10-9 м2/сек.
14. Способ по п. 13, в котором противокислородный барьерный слой имеет коэффициент диффузии кислорода менее 6,9×10-10 м2/сек.
15. Способ по п. 14, в котором противокислородный барьерный слой имеет коэффициент диффузии кислорода менее 6,9×10-11 м2/сек.
16. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадии установки печатающего элемента на печатный цилиндр и печати на носителе с помощью печатающего элемента.
