制备柔性凸版印刷母版的方法_4

文档序号:9203660阅读:来源:国知局
速度下以X方向围绕轴线110 旋转。印刷装置160在Y方向上移动。固化装置(150)可设置为与印刷装置相结合,随之 移动,使得可固化的流体在喷射之后暴露于固化辐射下非常短的时间。提供足够小的辐射 源连接在印刷装置上并随之移动可能是很困难的。因此,可采用静止的固定辐射源,例如 UV-光源,然后通过柔性辐射传导装置,例如光纤束或内部反射性软管将其连接在印刷装置 上。
[0131] 或者,设置为不随印刷装置移动的辐射源可能是伸长的辐射源,其跨越有待固化 的柔性凸版印刷支承件表面而延伸,并与印刷头(固化装置170)缓慢扫描方向平行。利用 这种布置,各个应用的流体微滴在其穿过固化装置170下面时被固化。在喷射和固化之间 的时间依赖于在印刷头和固化装置170之间的距离以及旋转的轮鼓140的转速。
[0132] 固化装置150和170的组合还可以如图4中描绘那样进行使用。
[0133] 印刷装置 对于喷墨印刷,可使用传统的印刷头。
[0134] 用于喷墨印刷的装置包括任何装置,其能够通过使可辐射固化的流体分解成细小 的微滴,然后将其定向到表面上,从而覆盖表面。在最优选的实施例中,可辐射固化的流体 通过一个或多个印刷头来喷射,其以控制的方式通过喷嘴将细小的微滴喷射到相对于印刷 头移动的柔性凸版印刷支承件上。用于喷墨印刷系统的优选的印刷头是压电头。压电体喷 墨印刷基于压电陶瓷转换器在受到电压时的运动。电压的应用改变了印刷头中的压电陶瓷 转换器的形状,从而产生空隙,其然后被可辐射固化的流体所填充。当再次移除电压时,陶 瓷返回其原始形状,从而从印刷头喷射出一滴流体。然而喷墨印刷方法并不局限于压电喷 墨印刷。其它喷墨印刷头可被加以使用,并且按需要包括各种类型,例如连续类型和热、静 电和声降类型。在高印刷速度下,可辐射固化的流体必须很容易从印刷头中喷射出来,其在 流体的物理特性上带来许多约束,例如可在25°C至110°C变化的喷射温度下的低粘度和表 面能,使得印刷头喷嘴可形成必要的细小的微滴。
[0135] 根据本发明的印刷头的一个示例能够喷射微滴,其具有在0. 1至100甲吡啶(pi) 之间且优选在1至30pl之间的体积。甚至更优选地,微滴体积在lpl至8pl之间的范围内。 甚至更优选地,微滴体积只有2或3pl。
[0136] EP-A 2420382,EP-A 2420383,EP-A 2465678 和 EP-A 2371541 公开了多个印刷 头,优选背对背印刷头的优选构型。
[0137] 印刷头构型的分辨率高于300dpi,优选高于600dpi,更优选高于1200dpi。
[0138] 台面浮雕、图像浮雕和可选的弹性底板需用不同的品质和流体特性,所以同用于 喷射图像浮雕和/或弹性底板相比,优选使用不同的印刷头构型来喷射台面浮雕。用于喷 射图像浮雕的印刷头构型的印刷分辨率优选高于用于喷射台面浮雕的印刷头构型的分辨 率,更优选地,在用于喷射图像浮雕的印刷头构型的分辨率和用于喷射台面浮雕的印刷头 构型的分辨率之间的比率是高于1的整数。
[0139] 还优选地使用不同的流体来喷射台面浮雕和喷射图像浮雕和/或弹性底板。
[0140] 滑梭优选以交错的方式将印刷头构型保持在头部定位装置中,并且滑梭为台面浮 雕、图像浮雕和可选地为弹性底板的流体提供流体供给。
[0141] 滑梭设置头部定位装置的定位,以便为各个印刷头校正在印刷头和加载的套筒的 直径之间的距离。
[0142] 头部定位装置使其印刷头平行于芯轴的轴线而对准,并使喷嘴,优选头部定位装 置中的第一印刷头的第一喷嘴对准固定偏差位置,其偏离喷嘴,优选偏离头部定位装置中 的第二印刷头的第一喷嘴。头部定位装置还使其印刷头的喷嘴与另一头部定位装置的印刷 头的喷嘴对准。
[0143] 滑梭框架将滑梭连接到印刷装置的基本框架上。通过优选包括高分辨率编码器系 统和优选线性磁电动机,其在滑梭至心轴的所有位置支承小于15Mm,优选小于更优选 小于4um的精度。滑梭可从套筒移动至维护净化位置,以检查和检修滑梭。
[0144] 滑梭流体供给在经过优化的喷射条件下将流体供给印刷头。滑梭流体供给优选包 括脱气单元且优选包括歧管,脱气单元用于过滤流体并使流体脱气到40%以下,其中静压 经过调整,使得印刷头中的喷嘴柱处于最佳条件下,这依赖于印刷头的歧管和喷嘴板中的 水平。滑梭流体供给优选包括阀门,以防止印刷头漏泄或将空气吸取到印刷头的喷嘴中。
[0145] 脱气单元包括用于流体循环的脱气泵和过滤器,以防止印刷头和脱气器的污染, 脱气器优选通过隔膜从流体中抽出空气,隔膜被置于小于-500毫巴的真空下,优选小 于-800毫巴的真空下。滑梭流体供给的真空优选通过电动气动的真空调节器进行调整。
[0146] 固化 对于各层浮雕图像,通常在通过印刷装置沉积流体微滴之后立即使流体微滴暴露于固 化源下。这提供了固定,并防止微滴跑出来,其将损坏印刷母版的质量。这种应用流体微滴 的固化时常被称为"填塞"。
[0147] 固化可能是"部分的"或"完全的"。词语"部分固化"和"完全固化"指固化的程 度,即转换的官能团的百分比,并且可通过例如RT-FTIR(实时傅里叶变换红外线光谱学) 来确定,这是可固化配方领域中的技术人员众所周知的方法。部分固化被限定为其中涂层 配方或流体微滴中的官能团至少被转换5%,优选10%的固化程度。完全固化被限定为在增 加暴露于辐射下的(时间和/或剂量)的条件下被转换的官能团的百分比的增量可被忽略 的固化程度。完全固化与最大转换百分比10%,优选5%以内的转换百分比相对应。最大转 换百分比通常由代表转换百分比对固化能量或固化时间的图表中的水平渐近线来确定。当 在本申请使用术语"无固化"时,这意味着涂层配方或流体微滴中小于5%,优选小于2. 5%, 最优选小于1%的官能团被转换。在根据本发明的方法中,容许没有固化的所应用的流体微 滴扩散或与相邻的所应用的流体微滴聚结。
[0148] 固化可通过加热(热固化),通过暴露于光化辐射(例如UV固化)或通过电子束 固化来执行。
[0149] 固化工艺优选通过UV辐射来执行。
[0150] 固化装置可设置为与印刷装置相结合,随之移动,使得可固化的流体在(固化装 置150,印刷装置160)喷射之后暴露于固化辐射下非常短的时间。提供足够小的辐射源连 接在印刷装置上并随之移动可能是很困难的。因此,可采用静止的固定辐射源,例如UV-光 源,然后通过柔性辐射传导装置,例如光纤束或内部反射性软管将其连接在印刷装置上。
[0151] 或者,设置为不随印刷装置移动的辐射源可能是伸长的辐射源,其跨越有待固化 的柔性凸版印刷支承件表面而延伸,并与印刷头(固化装置170)缓慢扫描方向平行。利用 这种布置,各个应用的流体微滴在其穿过固化装置170下面时被固化。在喷射和固化之间 的时间依赖于在印刷装置和固化装置170之间的距离以及旋转的轮鼓140的转速。
[0152] 固化装置150和170的组合还可以如图4中描绘那样进行使用。
[0153]只要所发射的光部分可被流体微滴的光引发剂或光引发剂系统所吸收,那么可采 用任何UV光源作为辐射源,例如高压或低压水银灯、冷阴极管、黑光和紫外LED、紫外激光 和闪电光。
[0154] 为了使喷墨印刷的可辐射固化的流体固化,成像装置优选具有多个UV发光二极 管。利用UV LED的优点是其容许更紧凑的成像装置的设计。
[0155] UV辐射通常按照如下类别UV-A、UV-B和UV-C进行分类: ? UV-A :400nm 至 320nm ? UV-B :320nm 至 290nm ? UV-C :290nm 至 100nm 在选择固化源时的最重要的参数是UV光的波谱和强度。这两个参数均影响固化的速 度。短波长UV辐射,例如UV-C辐射具有较差的穿透能力,并且可使微滴主要在外部固化。 典型的UV-C光源是低压汞蒸汽放电球管。这种源具有小的能量波谱分布,其在UV波谱的 短波长区域中只有强的波峰。
[0156] 长波长UV辐射,例如UV-A辐射具有较好的穿透特性。典型的UV-A源是中等或高 压汞蒸汽放电球管。最近UV-LED已经变成商业上可售卖的,其也发射UV-A波谱中的光,而 且具有替代气体放电球管UV源的趋势。通过在放电球管中利用铁或镓掺杂汞气,可获得覆 盖UV-A和UV-C波谱的放射。固化源的强度对于固化速度具有直接影响。高的强度导致较 高的固化速度。
[0157]固化速度应足够高,以避免在固化期间扩散的自由基的氧化抑制作用。这种抑制 不仅降低了固化速度,而且还对单体至聚合物的转换比率产生负面影响。为了最大限度地 减小这种氧化抑制作用,成像装置优选包括一个或多个耗氧单元。耗氧单元放置了氮气或 其它相对惰性气体(例如co 2)的气毯,其具有可调整的位置和可调整的惰性气体浓度,从 而减少固化环境中的氧气浓度。残留的氧气水平通常保持低至200ppm,但通常在200ppm至 1200ppm的范围内。
[0158] 防止氧化抑制作用的另一方式是在实际固化之前的低强度预暴光的性能。
[0159] 部分固化的流体微滴被固化,但仍然包含残余单体。这种方法改善了后续彼此重 叠印刷的层之间的附着特性。部分中间固化对于UV-C辐射、UV-A辐射或广谱UV辐射是可 能的。如上面提到的那样,UV-C辐射使流体微滴的外表固化,并因此UV-C部分固化的流体 微滴将在外表具有减少的单体可用性,并且这对浮雕图像的相邻层之间的附着力产生负面 影响。因此优选利用UV-A辐射执行部分固化。
[0160] 然而最终的后固化时常利用uv-c光或广谱UV光来实现。uv-c光的最终固化具有 印刷母版的外表被完全硬化的特性。
[0161] 印刷装置优选包括带UV LED棒的UV滑梭,从而使台面浮雕、图像浮雕和可选的弹 性底板的层固化。UV滑梭跟随着滑梭的运动,滑梭在心轴的纵向方向上包括印刷头。
[0162] 为了防止UV光到达喷嘴板,优选在UV滑梭中安装防散射轮廓件,其平行于UV LED 棒,并且优选与加载的套筒的圆周相切。通过防散射轮廓件优选预见某些通道在套筒表面 上喷出惰性气体薄层,优选N2,从而改善固化工艺。
[0163] 为了防止套筒或桥接套筒变热,优选将气刀添加至UV滑梭上,其将压缩空气直接 喷出到套筒或桥接套筒的表面上。
[0164] UV LED棒包括一个或多个UV LED模块,其包括一个或多个分开控制的LED瓦片。 优选与心轴直径对准的线性导向机构容许UV LED模块定位在离套筒小于10mm处。
[0165] 示例 除非规定,否则用于示例中的所有材料可以很容易从标准来源,例如奥德里奇化工有 限公司(比利时)和Acros公司(比利时)获得。
[0166] Laromer TBCH是来自巴斯夫公司的4-叔丁基环己基丙稀酸醋 Miramer M202是来自米沃的1,6己二醇(乙氧化)二丙稀酸醋。
[0167] Agfarad是DPGDA中的4wt%的p-去草酮、10wt%的2, 6_二叔丁基_4_甲酯和 3. 6wt%铝N-亚硝基-苯胲(可从铜铁试剂获得)的混合物。
[0168] Sartomer SR340, 一种来自沙多玛公司的2_苯氧乙醇甲基丙稀酸酸。
[0169] SR531,一种来自沙多玛公司的循环三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯。
[0170] Sartomer 0)278, 一种来自沙多玛公司的单官能团丙稀酸醋。
[0171] CN435, 一种来自沙多玛公司的乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
[0172] Irgacure 819是一种来自CIBA公司的UV-光引发剂。
[0173] Lucirin TP0 L,一种来自巴斯夫公司的UV-光引发剂 EFKA 3600N,一种来自巴斯夫公司的匀染剂 Poval 103, 一种来自Kururay的聚乙稀醇。
[0174] Akypo 0P80是一种来自CHEMY的表面活性剂。
[0175] Levasil 200E是一种来自贝尔的二氧化硅扩散剂。
[0176] Sunspere H51,一种来自 Asahi Glass 的二氧化娃粉末。
[0177] Satintone 5, 一种来自巴斯夫公司的填料 PED0T/PSS,一种来自 Agfa Gevaert 的 PED0T/PSS 扩散剂。
[0178] ChemgurdS-550, 一种来自 Chemguard 的表面活性剂。
[0179] Kieselsol 100F,一种来自贝尔的二氧
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