シリンダ状フレキソ印刷素子を製造する方法

著者らは特許

B05D3/12 - 機械的手段によるもの
B05D7/00 - 液体または他の流動性材料を特定の表面に適用するかまたは特定の液体または他の流動性材料を適用するのに特に適した,フロック加工以外の,方法
B41C1/00 - 印刷版の製作
G03F7/18 - カーブした面への塗布

の所有者の特許 JP2016528521:

フリント、グループ、ジャーマニー、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング

 

シリンダ状フレキソ印刷素子の製造方法であって、シリンダ状フレキソ印刷素子がレリーフ形成層を有し、前記レリーフ形成層が、溶融液状のレリーフ形成材料、好ましくは溶融液状の光重合性材料の複数の層を連続プロセスで回転するシリンダスリーブに連続して塗布することにより生成される方法。

 

 

本発明は、シリンダ状フレキソ印刷版の製造に利用できるシリンダ状フレキソ印刷素子を製造する方法であって、前記シリンダ状フレキソ印刷素子がレリーフ形成層を有し、前記レリーフ形成層が、溶融液状のレリーフ形成材料、好ましくは溶融液状の光重合性材料の複数の層を、連続プロセスで回転するシリンダスリーブに連続的に塗布することにより生成される方法に関する。
フレキソ印刷版は、平板形またはシリンダ形を有し得る。印刷に関しては、フレキソ印刷版は通例印刷シリンダに接着する。したがって、印刷シリンダの一部のみが、フレキソ印刷版により覆われる。
経済的理由から、目標とする印刷速度は、一層速くなりつつある。印刷版を用いた印刷の場合、印刷速度が上昇するにつれて、印刷機の振動、および印刷版の端部における印刷の両方で問題が生じる。したがって、印刷速度がより速いと、特に速度が300m/分を超えると、円形印刷版とも呼ばれるシリンダ状フレキソ印刷版が必要となり、ひいては、印刷シリンダは、印刷層で周囲全体を完全に取り巻かれる。シリンダ状印刷版は、連続したパターン、例えば壁紙、化粧紙またはギフト包装紙の印刷に、および例として、きわめて高い見当精度を必要とする印刷注文にも大きな重要性を保有し続ける。
シリンダ状フレキソ印刷版は、通例、シリンダ状で寸法的に安定し、印刷層を備えているベーススリーブ、または単に「スリーブ」を含む。印刷するために、シリンダ状フレキソ印刷版は、原則として公知の手段で、印刷機の空気シリンダに装着できる。空気シリンダは、末端面に圧縮空気用接続部を所有する特殊な印刷シリンダであり、圧縮空気がシリンダの内側に導入される。圧縮空気は、そこからシリンダの外側に配置された孔を経由して、再度噴出する。スリーブを取り付けるために、圧縮空気は、空気シリンダ内に導入され、流出口の孔で再度噴出する。ここでスリーブは、エアークッションの影響下でわずかに膨張し、エアークッションは摩擦を有意に減少させるため、空気シリンダに押し当てられることがある。圧縮空気の供給が終了すると、膨張がもとに戻り、スリーブは空気シリンダの表面で堅固に据え付けられる。スリーブ技術に関連するさらなる詳細は、例えば「Technik des Flexodrucks」[Flexographic printing technology]、73頁以下、Coating Verlag、St.Gallen、1999年で開示されている。
品質の高い円形印刷版は、既に印刷可能な状態に加工されているフレキソ印刷版で、スリーブを完全に包むだけで製造することができない。規則的に連続したモチーフまたはオフセットコピーの事例では、微細な間隙である印刷版の係合端部が依然多く、また、印刷版の印刷領域は常に交差する。この間隙は、印刷した画像にはっきり見える線を生じさせる。この線を回避するために、印刷していないウェルのみをこの点に位置させることができるが、ひいてはいかなる望ましいパターンも正しく印刷することができない。この技術により、さらに、印刷インクに存在する溶剤が間隙を通り、印刷版の端部を印刷シリンダから剥離させる危険性がある。これにより、印刷した画像に一層大きな欠陥が生じる。端部が外れなかったとしても、はっきり見える痕跡が依然として印刷した画像に残る。
したがって、品質が高い円形印刷版を製造するためには、適切な技術によって、レリーフ形成層を完全に包む印刷シリンダまたはスリーブを得ることが必要である。これは、例えば、溶液からコーティングすることにより、または環状押出により行われ得る。しかし、いずれの技術もきわめて複雑であり、したがってそれに応じて高価である。
円形の光重合性フレキソ印刷素子は、板状の光重合性フレキソ印刷素子をシリンダ状ベーススリーブ上に配置し、次いで、加熱することにより、板の両端を互いに融着させることにより、製造されることが多い。コーティングしたスリーブは、続いて、研磨され、耐性が付与される。これは、時間のかかる作業である。最後に、レーザ除去可能なマスク層(LAM層)を付与することができる。したがって、この種の円形フレキソ印刷素子は、高価であり、納入に長い時間がかかる。
WO2004/092841は、シリンダ状の光重合性フレキソ印刷素子を製造する方法を提示しており、ここでは、適切に定寸切断した板状のフレキソ印刷素子の層端部をカレンダ仕上げによりつなぎ合わせ、加熱は溶融温度を下回る温度までとし、定寸切断は鉛直切りではなく半直角切りにより行われる。研磨作業の必要はない。しかし、満足すべき結果を得るために、カレンダ仕上げにきわめて長い時間が必須である。
US5,916,403は、光重合性材料の溶融ストランドをスリーブに塗布し、1台または複数のカレンダを使用してカレンダ仕上げを行う方法を開示する。スリーブの完全なコーティングを達成するために、溶融ストランドのカレンダ仕上げ中および塗布中にスリーブを回転させ、さらに軸方向に動かす。したがって、光重合性層がらせん線路状に塗布される。この技術に関しては、きわめてコストがかかり、複雑な装置が必要とされる。さらに、溶融ストランドのカレンダ仕上げの結果として、空気泡が層中に含まれる恐れがある、または微粒物が層内に吸い込まれる恐れがある。これは、製造されたシリンダ状フレキソ印刷素子の表面品質に有害な影響を有し、該方法の収率を低下させる。
WO2004/092841 US5,916,403
「Technik des Flexodrucks」[Flexographic printing technology]、73頁以下、Coating Verlag、St.Gallen、1999年

本発明の目的は、フレキソ印刷素子、好ましくは光重合性フレキソ印刷素子を製造する方法であって、その後表面を機械加工する必要が一切ない、高い表面品質を有するフレキソ印刷素子を得る方法を提供することであった。
この目的は、特許請求の範囲に従った方法によって達成される。したがって、見出したのは、少なくともシリンダスリーブ(3)、およびレリーフ形成層も含む、シリンダ状フレキソ印刷素子を製造する方法であり、レリーフ形成層は、少なくとも以下の部品:
・シリンダスリーブ(3)を回転可能に取り付けるための取付手段(1)、
・シリンダスリーブ(3)に縦軸の周囲を回転させる駆動ユニット
・溶融液状のレリーフ形成材料を、シリンダスリーブ(3)に領域塗布するための塗布手段(4)
を含む装置(V)を使用して塗布され、
この方法は、少なくとも以下の方法の工程:
(A)レリーフ形成材料の溶融物を供給する工程
(B)シリンダスリーブ(3)に縦軸の周囲を回転させる工程
(C)コーティング作業中に、シリンダスリーブが少なくとも2回の完全な回転を完了し、それでレリーフ形成材料の少なくとも2つの層が順に重なってコーティングされることを条件として、溶融液状の前記レリーフ形成材料を、手段(4)によって、回転する前記シリンダスリーブ(3)に領域塗布し、シリンダスリーブ(3)にレリーフ形成材料の層を形成する工程、
を含む。
本発明の方法の図式による表示である。 カレンダロールを備えた装置を使用する、本発明の方法の好ましい一実施形態の図式による表示である。 カレンダロール、および追加の冷却および/または支持ロールを備えた装置を使用する、本発明の方法の好ましい一実施形態の図式による表示である。 コーティングを開始した際の上り勾配、およびコーティングを仕上げる下り勾配を含む、レリーフ形成材料の3つの層を用いてコーティングしたシリンダスリーブの側面図である。
次に、本発明の詳細が続く:
本発明の方法によって製造することができるシリンダ状フレキソ印刷素子は、原則として公知の手段で、少なくとも1つのシリンダスリーブ(3)、およびレリーフ形成層も含む。これらは、追加の層をさらに含む。
「フレキソ印刷素子」という用語は、原則として公知の手段で、加工して印刷可能なフレキソ印刷版を形成できる出発材料を意味する。フレキソ印刷版は、印刷レリーフを備えたエラストマー層を有している。フレキソ印刷素子は、レリーフをまだ有しておらず、その代わり、さらなる工程においてのみ、印刷レリーフに加工できるレリーフ形成層と呼ばれるものを有する。フレキソ印刷素子からフレキソ印刷版を製造するための適切な方法は、当業者に公知である。
本方法の好ましい一実施形態は、光重合性レリーフ形成層に関わる;さらなる実施形態は、特許請求の範囲に記載されている。
製造されるフレキソ印刷素子の構成
シリンダスリーブ(3)は、レリーフ形成層、好ましくは光重合性レリーフ形成層、また場合により、さらなる層を塗布するための基体としての機能を果たす。これらのスリーブは、多数の実施形態で市販されている。スリーブの長さは、好ましくは直径200mmから4000mmであってよく、好ましくは40mmから600mmであってよい。実施形態に応じて、壁厚は、例えば1から160mmである。適切なスリーブは、多層構成を有することが多く、例えば、ポリエステル、ポリアクリレートまたはエポキシ樹脂の層を含んでいてよく、層は、通例、織り繊維または繊維マットで強化される。
光重合性フレキソ印刷素子の事例では、好ましいスリーブは、UV光を透過し、円形フレキソ印刷版に加工する前に、光重合性フレキソ印刷素子を裏側から予め露光させる。
レリーフ形成層は、シリンダスリーブ(3)に直接的に塗布してよい。本発明のさらなる実施形態において、1つまたは複数の追加層は、シリンダスリーブおよびレリーフ形成層の間に配置され得る。そのような層の例は、結着もしくは結合層、発泡層またはエラストマー下層を含む。
レリーフ形成層は、熱可塑性材料を使用して生成される。レリーフ形成層の組成は、フレキソ印刷素子の意図した加工により導かれる。
光重合による加工が意図される場合、シリンダ状フレキソ印刷素子は、光重合性レリーフ形成層を含む。光重合性層は、像に従って露光させてよい。続いて、例えば適切な溶剤を使用して、層の露光させていない部分を除去する。これらは、生じたエラストマー層に、印刷レリーフをレーザで彫り込むことができた後で、全面露光を施されることもある。
光重合性レリーフ形成層は、好ましくは熱可塑性であり、原則として、フレキソ印刷素子を製造するために適している、慣例的な熱可塑性組成物を使用することができる。そのような組成物は、熱可塑性エラストマー結合剤、例えばスチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレン−イソプレンブロックコポリマー、ポリブタジエン、エチレン−プロピレン−ジエンラバーまたは押出可能な粗ラバー、例えば、光開始剤、架橋性成分、および場合により他の成分を含む。
本発明の好ましい一実施形態において、光重合性レリーフ形成層は、少なくとも1つの熱可塑性エラストマーブロックコポリマー、少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマー、少なくとも1つの光開始剤、少なくとも1つの可塑剤、および場合により他の成分を含む。
熱可塑性エラストマーブロックコポリマーは、本質的にアルケニル芳香族からなる、少なくとも1つのブロック、および本質的に1,3−ジエンからなる少なくとも1つのブロックを含む。アルケニル芳香族は、例えば、スチレン、α−メチルスチレンまたはビニルトルエンであってよい。スチレンが好ましい。1,3−ジエンは、好ましくは、ブタジエンおよび/またはイソプレンである。これらのブロックコポリマーは直鎖、分岐、または放射状ブロックコポリマーであってよい。一般的にいえば、これらはA−B−A型のトリブロックコポリマーであるが、A−B型のジブロックポリマーであっても、複数のエラストマーおよび熱可塑性交互ブロック、例えばA−B−A−B−Aを有するポリマーであってもよい。2つ以上の異なるブロックコポリマーの混合物も使用してよい。商用のトリブロックコポリマーは、ジブロックコポリマーの一部を含むことが多い。ジエンユニットは、1,2−または1,4−結合であってよい。さらに、スチレン末端ブロックおよびランダムスチレン−ブタジエンミドルブロックを有する熱可塑性エラストマーブロックコポリマーも使用可能である。もちろん、2つ以上の熱可塑性−エラストマー結合剤の混合物も使用してよいが、レリーフ形成層の性質が、結果として悪影響を及ぼさないことが条件である。
所定の熱可塑性エラストマーブロックコポリマーに加えて、光重合性層は、ブロックコポリマー以外のさらなるエラストマー結合剤も含む。この種の結合剤は追加され、第2の結合剤とも呼ばれ、光重合性層の性質が改質され得る。第2の結合剤の例は、ビニルトルエン−α−メチルスチレンコポリマーである。一般的にいえば、そのような第2の結合剤の量は、使用される結合剤すべての合計量に対して25質量%を超えるべきではない。そのような第2の結合剤の量は、好ましくは15質量%、より好ましくは10質量%を超えない。
結合剤の全量は、通例、レリーフ形成層の構成物質すべての合計に対して40から90質量%、好ましくは50から90質量%、より好ましくは60から85質量%である。
使用されるエチレン性不飽和モノマーは、結合剤と適合すべきであり、少なくとも1つの重合可能なエチレン性不飽和基を含む。モノマーとして、特に、単もしくは多官能アルコール、アミン、アミノアルコールまたはヒドロキシエーテルおよびヒドロキシエステルを用いた、アクリル酸またはメタクリル酸のエステルまたはアミド、フマル酸またはマレイン酸のエステル、ならびにアリル化合物を使用することができる。アクリル酸またはメタクリル酸のエステルが好ましい。1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、またはトリメチルオールプロパントリ(メタ)アクリレートが好ましい。もちろん異なるモノマーの混合物を使用してよい。
レリーフ形成層は、好ましくは、2つのエチレン性不飽和基、より具体的には1,6−ヘキサンジオールジアクリレートおよび/または1,6−ヘキサンジオールジメタクリレートを有する少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマーを含む、または構成単位として含む。
レリーフ形成層に共に使用されるモノマーすべての合計量は、各事例における、レリーフ形成層の構成物質すべての合計に対して、一般的に、1から20質量%、好ましくは5から20質量%である。2つのエチレン性不飽和基を有するモノマーの量は、レリーフ形成層の構成物質すべての合計に対して、好ましくは5から20質量%、より好ましくは8から18質量%である。
適切な光開始剤または光開始剤系の例は、ベンゾインもしくはベンゾイン誘導体、例えばメチルベンゾインもしくはベンゾインエーテル、ベンジル誘導体、例えばベンジルケタール、アシルアリールホスフィンオキシド、アシルアリールホスフィンエステル、多環式キノンまたはベンゾフェノンを含む。レリーフ形成層における光開始剤の量は、レリーフ形成層の構成物質すべての量(質量)に対して、一般的に0.1から5質量%、好ましくは1から4質量%、より好ましくは1.5から3質量%である。
可塑剤の例は、パラフィン、ナフテンもしくは芳香族系鉱油、合成オリゴマーもしくは樹脂、例えばオリゴスチレン、高沸点エステル、オリゴマースチレン−ブタジエンコポリマー、オリゴマーα−メチルスチレン/p−メチルスチレンコポリマー、液体オリゴブタジエン、特に500から5000g/molの間の平均分子量を有するもの、もしくは液体オリゴマーアクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、またはオリゴマーエチレン−プロピレン−ジエンコポリマーを含む。
フレキソ印刷素子における可塑剤すべての量は、一般的に1から40質量%、好ましくは1から20質量%である。可塑剤の量も特定の結合剤系により導かれる。スチレン−イソプレン結合剤系をベースとした印刷版の事例では、1から10質量%の可塑剤の量が適切と証明されている。スチレン−ブタジエン結合剤系をベースとした印刷版の事例では、20から40質量%の可塑剤の量が適切と証明されている。
光重合性レリーフ形成層は、典型的な添加剤および補助剤をさらに含み得る。そのような補助剤および添加剤の例は、色素、熱重合阻害剤、充填剤または抗酸化を含む。当業者は、層の望ましい性質に応じて選択する。しかし、一般的にいえば、そのような補助剤の量は、レリーフ形成層の成分すべての量に対して10質量%、好ましくは5質量%を超えるべきではない。
当業者は、フレキソ印刷版の望ましい性質に従って、光重合性レリーフ形成層の適切な組成物を選択する。
レーザ彫刻によりフレキソ印刷版に加工されるフレキソ印刷素子は、記載されている組成の光重合性レリーフ形成層も有し得る。この事例では、この層は、UVまたはUV/VIS放射に対して光重合を妨害しない、追加の充填剤、例えば細かく分離した二酸化ケイ素も含み得る。
しかし、レーザ彫刻に対するフレキソ印刷素子に関しては、異なる組成物を有するレリーフ形成層も適切である。
UV線またはUV/VIS線によってではなく、代わりに電子ビームを用いて架橋を起こそうとする場合、レリーフ形成層が光透過性である必要はもはや一切ない。所定の成分に加えて、そのようなフレキソ印刷素子は、特にIRレーザからの放射線を強力に吸収する色素および/または充填剤を含み得る。層は、例えば、細かく分離したカーボンブラックを含み得る。
レーザ彫刻を意図したフレキソ印刷素子のレリーフ形成層も、必ずしも架橋する必要はないが、その代わり、十分な機械的強度を達成するために適切な量の充填剤、ならびに熱可塑性エラストマー結合剤を含むことがある。やはりカーボンブラックは、この種のフレキソ印刷素子の充填剤として使用してもよい。
本発明の方法の遂行に関しては、溶融状態で10Pasから1000Pas、好ましくは50Pasから200Pasの範囲の溶融粘度を有する熱可塑性材料の使用は適切であることが証明されている。規定の温度で測定される溶融粘度(一般的方法により測定される)は、もちろん、熱可塑性材料の選択された組成に左右される。粘度は、80℃から180℃の範囲で、適切な温度を選択することにより望ましい粘度に調整され得る。
シリンダ状フレキソ印刷素子は、場合により、レリーフ形成層、より具体的には光重合性レリーフ形成層にさらなる層を有し得る。
光重合性レリーフ形成層上には、例えば、透明な外層および/またはバリア層が存在し得る。そのような層は、例えば、レリーフ形成層である光重合性層からの剥離を果たすことでき、または、大気中の酸素を光重合性層へと貫通させることを防ぐ、もしくは少なくとも遅らせるのに役立ち得る。この種類の層は、例えば、エラストマーポリアミドまたは半結晶性ポリビニルアルコールを含み得る。
場合により、さらに、光重合性シリンダ状フレキソ印刷素子は、レーザ除去可能なマスク層を有し得る。この層は、光重合性レリーフ形成層に、直接配置され得る。しかし、レーザ除去可能なマスク層および光重合性レリーフ形成層の間には、場合により、例えば前述の透明な外層またはバリア層として、さらなる層も存在し得る。レーザ除去可能なマスク層は、作用光の波長を透過せず、通例、結合剤を含み、少なくとも1つのIR吸収剤、例えばカーボンブラックを含む。カーボンブラックも不透過性の層を備える。マスクはIRレーザを使用してレーザ除去可能な層、すなわちレーザビームが当てられた領域に書き込むことができ、この層は分解し摩減する。IR−除去可能なマスクを用いたフレキソ印刷素子の画像の例は、例えばEP−A0654150またはEP−A1069475で開示されている。
本発明の方法
本発明の方法の原理は、図1で図式的に描写されている。
本発明の方法は、装置(V)を使用して行われ、本発明の主題と同様である。
この装置は、シリンダスリーブ(3)を回転可能に取り付けるための、少なくとも1つの取付手段(1)を含む。取付手段は、例えば、回転可能に取り付けられたマンドレルであってよい。この方法を行うために、シリンダスリーブ(3)は、マンドレルに直接取り付け得る。しかし、最初にアダプタスリーブ(3)をマンドレルに有利に取り付けることもできる。この種のアダプタスリーブに関しては、マンドレルの直径は、シリンダスリーブ(3)の直径に応じて大きくしてよい。アダプタスリーブは鋼鉄でできていてよい。
ある円周から次への迅速な移行を実現するために、および、取り扱いやすくするために、後で印刷機に使用できる種類の、より軽量なPU/GRPアダプタを使用することもできる。コーティングに対するシリンダスリーブ(3)は、通例、アダプタスリーブ(2)の外径より小さい内径を有する。寸法におけるこの差は、通例、<1mmの範囲内であり、スリーブの絶対径にも左右される。シリンダスリーブ(3)は、原則として公知の手段で、アダプタスリーブ(2)に圧縮空気を施すことにより、アダプタスリーブ(2)に載せてよく、アダプタスリーブの表面における微細な開口部を経由して、この空気を流出させることができる。このエアークッションの影響下で、シリンダスリーブ(3)を、アダプタスリーブ(2)に載せることができる。圧縮空気が遮断されると、シリンダスリーブ(3)は、アダプタスリーブ(2)に固く留められる。
装置(V)は、縦軸の周りを回転するアダプタスリーブ(2)に使用される場合も、シリンダスリーブ(3)に沿った取付手段を可能とする駆動ユニットをさらに含む。
使用される装置(V)は、溶融液状のレリーフ形成材料を、シリンダスリーブ(3)に領域塗布するための塗布手段(4)をさらに含み、ひいては、スリーブにレリーフ形成材料の層が形成される。レリーフ形成光重合性材料を塗布することが好ましい。
装置(V)は、2つ以上の塗布手段(4)も含んでよい。そのような装置は、溶融液状の異なる材料を次々に塗布するために用いることもできる。
塗布手段(4)は、原則として、溶融液状の材料の領域塗布、したがって、シリンダスリーブ(3)における材料の層の形成に適している、いかなる種類の手段であってもよい。適切な塗布手段(4)の例は、スロットダイ、ワイドスロットダイ、またはマルチチャネルスロットダイを含む。コーティングユニットは、シリンダスリーブ(3)の表面に垂直に付着させても、異なる角度で付着させてもよい。水平または垂直ではない配置が選択される場合、当該配置は、好ましくは、水平および垂直配置の間の角度である。一般的に、塗布手段(4)を取り付けると、シリンダスリーブ(3)からの距離を変動させることができる。
変動可能なコーティング幅を有する塗布手段(4)を使用するのが賢明である。この種類の塗布手段が使用される場合、有利なことに、装置(V)を使用して、異なる長さのスリーブさえコーティングできる。変動可能なコーティング幅を有する塗布手段は、例えば、個々のチャネルが連動する、もしくは別々に離脱することができるマルチチャネルダイであってもよく、幅の調整が可能なスロットダイであってもよい。手段(4)は、好ましくは幅の調整が可能なスロットダイである。
本発明の好ましい一実施形態では、コーティング作業が行われていない場合、塗布手段(4)中の溶融液状の材料を動かし続けることが賢明である。溶融液状の材料は、例えば周回路中で動かし続けてもよい。こうして、例えば、コーティングの中断中に、焼付き沈着および架橋反応を防ぐことができる。特に、一つのスリーブを完全にコーティングした後、そのコーティング済みスリーブを装置から取り外し、新たな未コーティングスリーブを、新たなコーティング作業のために取り付けた際に、中断が発生し得る。
本発明に従って、方法は、以下の特許請求の範囲に記載されている、少なくとも方法の工程(A)、(B)および(C)を含む。さらに、さらなる方法の工程も包含し得る。
方法の工程(A)では、レリーフ形成材料の溶融物が得られる。レリーフ形成材料の適切な組成物は、既に上で明記した。この材料は、好ましくは光重合性レリーフ形成材料でもよい。溶融物は、原則として公知の方法で、加熱しながら成分を互いに混合することにより得ることができる。
レリーフ形成材料、好ましくは、光重合性レリーフ形成材料は、原則として公知の手段で、例えば配合機、単軸スクリュー押出機または二軸スクリュー押出機によって混合され、溶融され得る。溶融物は、場合により脱ガスされ、塗布手段(4)へと運搬され得る。
方法の工程(A)の別の実施形態では、レリーフ形成材料の混合物は、別の方法の工程において既に均一化されており、溶融され、塗布手段(4)へと運搬され得る。これは、例えば、加熱可能なドラムポンプによって行うことができる。
方法の工程(B)において、間接的に、または直接的に、回転可能に取り付ける手段(1)が取り付けられたシリンダスリーブ(3)は、装置(V)の駆動ユニットによって縦軸の周囲を回転する。回転速度は、もちろんスリーブの円周に左右される。スリーブの空塔速度は、通例1cm/秒から10cm/秒である。
方法の工程(C)において、溶融液状の材料は、手段(4)によって、回転するシリンダスリーブ(3)に領域に塗布される、すなわち、スリーブ(3)にレリーフ形成材料の層が形成される。図1は、シリンダスリーブ(3)が半回転した後の状況を概略的に示す。レリーフ形成材料の層(5)は、スリーブの表面に形成されている。シリンダスリーブ(3)はコーティングされるが、コーティング作業中に、シリンダスリーブ(3)の完全な回転が少なくとも2回行われることが条件である。このようにして、レリーフ形成材料の層は、スリーブに巻きついてゆき、それゆえ、レリーフ形成材料の少なくとも2つの層が、順に重なってコーティングされる。コーティングは、らせん運動プロセスに従う。これは、図4に概略的に示されている。
コーティング作業中に、好ましくは、シリンダスリーブ(3)の完全な回転が少なくとも3回行われ、それゆえ、光重合性材料の少なくとも3つの層が、順に重なってコーティングされる。したがって、回転の数、および順に重ねられる層の数は、例えば3から30、好ましくは5から20でもよい。
シリンダスリーブ(3)に塗布される際の溶融物の温度は、もちろん、使用されるレリーフ形成材料、好ましくは光重合性レリーフ形成材料の性質によって、および、溶融物の望ましい粘度によっても導かれ、通例80℃から160℃である。
コーティングされるシリンダスリーブ(3)からの塗布手段(4)の距離は、好ましくは、短く保持され、数mmを超えるべきではない。一般に、0mmから10mm、好ましくは0mmから4mm、例えば、0.01mmから4mmにすべきである。0mmの距離は、塗布手段(4)も接触するまで動くことができたことを意味する。この実施形態の事例では、塗布手段は、層に対する平滑化用具としても作用する。
均一なコーティング条件を達成するために、コーティング中に、塗布手段(4)および直近で塗布されたレリーフ形成材料の層の間における距離を一定に保持することが賢明である。したがって、コーティングの経過中に、シリンダ状フレキソ印刷素子の直径を増大させることを考慮すると、好ましい一実施形態では、コーティングはないものとして、コーティング作業中に、層全体の厚さの増大に合わせて、塗布手段(4)およびシリンダスリーブ(3)の間における距離を継続的に増大させることが賢明である。レリーフ形成層への損傷を回避するために、距離の増大は、塗布手段(4)が接触するまで動かされた場合に特に確実になされるべきである。
本発明の好ましい一実施形態において、装置(V)は、回転方向の塗布手段(4)の下流に配置された加熱可能なカレンダロール(6)をさらに含む。本発明のこの実施形態は、図2で概略的に示される。塗布されただけの層(5)は、カレンダロール(6)を使用してカレンダ仕上げされる。カレンダは、コーティングロールと同一の方向に動作し、通常、接触するまで移動させ(キス設定)、慣例の手法で、塗布層に対する平滑化用具として機能する。望ましい層すべてを塗布し、コーティングを停止させ、それに続いて、最適な平滑化効果を得るためにカレンダ仕上げを数回実行することが賢明である。一般に、カレンダロール(6)は、シリンダスリーブ(3)からの距離を変動させることができる手法で備え付けられる。この塗布手段に類似して、コーティングはないものとして、コーティング作業中に、全体の層の厚さの増大に合わせて、カレンダロール(6)およびシリンダスリーブ(3)の間における距離を継続的に増大させることが賢明である。
カレンダロールは、好ましくは加熱される。温度は、使用されるレリーフ形成材料、好ましくは光重合性材料の性質により導かれる。カレンダロールの温度は、好ましくは70℃から120℃の間である。
塗布層の表面温度は、事前に塗布された層に、次の層が塗布される前に、80℃、好ましくは70℃、より好ましくは60℃を超えるべきではない。もちろん、塗布に続き、塗布層は自然に徐々に冷却される。したがって、より迅速なコーティングを確実に行うために、塗布されたコーティングの積極的な冷却を、場合によりカレンダ仕上げの後で、適切な装置によって実行することが賢明である。
したがって、本発明のさらなる好ましい実施形態において、装置(V)は、層を冷却するために、回転方向の塗布手段(4)の下流、および存在すればカレンダロール(6)の下流に、少なくとも1つの冷却手段(7)をさらに含む。
本発明の一実施形態において、冷却手段(7)の少なくとも1つは、回転可能に取り付けられた非加熱ロールである。この手法における本発明の実施形態は、図3で概略的に描写されている。ここでも、そのような冷却ロールおよびコーティングがなかったと見なされるシリンダスリーブ(3)の間の距離をコーティング作業中に、全体の層の厚さの増大に合わせて、継続的に増大させることが賢明である。
本発明のさらなる実施形態において、冷却手段(7)の少なくとも1つは、空気の流れを塗布層に吹き付けることができる手段である。当該手段は、例えば、空気を層に吹き付けることができるノズルを含み得る。
存在する冷却手段(7)が、少なくとも1つの回転可能に取り付けられた非加熱ロール、および空気の流れを塗布層に吹き付けることができる手段を含む、本発明の実施形態は特に有利である。
レリーフ形成材料の、塗布される個々の層の厚さは、一般的に0.05mmから0.3mm、好ましくは0.1から0.25mmである。
レリーフ形成層の全体の厚さは、一般的に0.3mmから10mm、0.4mmから10mmであることが多い。
シリンダ状フレキソ印刷素子の側の特に高い品質を保証するために、一連のさらなる方策が、適切と証明された。
一般的に、コーティング作業中に、シリンダスリーブの速度を変化させないことが賢明である。したがって、本発明の好ましい一実施形態において、コーティングの経過中に、塗布される、溶融液状のレリーフ形成材料の量を継続的に、単位時間ごとに増加させることは適切であると証明された。この方策は、各回転でコーティングされるスリーブの増大する直径に基づいて、必要とされる材料の量の増加を考慮するために使用できる。当業者は、回転ごとの追加必要量を容易に計算できる。このようにして、塗布される層の厚さが確実に均一になり、厚み公差が最小となる。
本発明のさらなる好ましい実施形態において、コーティングは、上り勾配で開始し(材料の流量が増加する)、コーティングは下り勾配で終了する(材料の流量が減少する)。この手法では、望ましい層の厚さは、開始時に直ちには達成されない;その代わり、層の厚さは、望ましい値へと徐々に増大し、停止時には、コーティングは突然停止せず、その代わり層の厚さは徐々に減少する。この場合、上り勾配および下り勾配は、重なり合うべきである。このようにして、開始および停止の結果生じる、層厚の急激な不連続を補償でき、したがって、シリンダ状フレキソ印刷素子の厚み公差は最小化できる。
図4は、コーティングを始める際の上り勾配、およびコーティングを終了する際の下り勾配を伴う、コーティングしたスリーブの側面図を概略的に示し、上りおよび下り勾配は重なり合う。勾配の長さは、当業者が決定し得るものであり、1回転のおよそ1/30から1/60が勾配に適切と証明された。
記載の方法を使用して、シリンダスリーブ(3)をその全長にわたってコーティングできる。もちろん全長をコーティングせず、その結果、スリーブ両端のコートしていない領域を残すこともできる。さらに、複数の別々の領域層をシリンダスリーブに塗布することができる。このようにして、例えば、別々のコピーを互いの面に沿って印刷しようとすれば、材料を節約できる。後者の実施形態に関しては、特に適切な塗布手段(4)は、個々のチャネルが各々別々に調節されるマルチチャネルダイである。
本発明のさらなる実施形態において、2つ以上の液体溶融物材料の様々な組成物が、シリンダスリーブのコーティング中に塗布され得る。この目的は、2つ以上の塗布手段(4)を含む装置(V)が使用されるべきであり、各々の材料が、特定の塗布手段によって塗布される。このようにして、2つ以上の異なる層、好ましくは2つの異なる層を含むフレキソ印刷素子を得ることができる。この文脈における「層」という用語は、フレキソ印刷素子の肉眼的構成を指す。これらの層の各々は、本発明の方法によって個々の層を複数塗布して得ることができる。溶融液状の一つのレリーフ形成材料から次の該材料への移行は、原則としていつ行ってもよいが、各事例において、スリーブの完全な回転の後でのみ、移行を実行することが好ましい。
本発明に従って使用される装置は、既に塗布された個々の層が物理的に改質され得る追加のモジュールをさらに含み得る。このようにして、多層構成を達成することもできる。
既に塗布されている個々の光重合性層は、例えば、UV線またはUV/VIS線により(例えばUVA−LEDによって)、架橋させることができる。照射はさらなるコーティングの際に止めてもよい。このようにして、重合された、エラストマー下層および光重合性レリーフ形成表層で構成される二層構成を有する、光重合性シリンダ状フレキソ印刷素子を得ることができる。この種の光重合性フレキソ印刷素子が、フレキソ印刷版を製造するために使用される場合、有利なことに、光重合性シリンダ状フレキソ印刷素子に対して、技術的に困難な裏露光の必要はない。
同様に、電子ビームによって架橋を行ってもよい。電子ビームの適用は光重合性層に限局されない。例えば、UV/VIS線を通さない層は、代わりに電子ビームによって架橋してもよい。
溶融液状のレリーフ形成材料を用いたコーティングの前に、場合により、シリンダスリーブ(3)にさらなる層を塗布でき、その例は結合層または結着層である。別々の工程で塗布されていることがあるそのような層、または本発明に従って使用するための装置は、そのような層を塗布するための追加の部品を含み得る。
本発明の方法において、溶融液状のレリーフ形成材料、好ましくは光重合性材料の層を、順に重ねる場合、驚くべきことに泡も他の凹凸も生じない。コーティング施行の開始または停止は、同様に、最終製品では完全に隠れて、目に見える跡を残さない。本発明の方法により、完全に欠陥がない、的確な耐性および優れた表面を有するシリンダ状フレキソ印刷素子が得られる。表面を後で研磨する、または磨く必要はない。
さらなる層の塗布
さらなる方法の工程において、得られるシリンダ状フレキソ印刷素子は、さらなる層を備えていることがある。光重合性シリンダ状フレキソ印刷素子は、特に透明な外層またはバリア層、および/またはレーザ除去可能なマスク層を備えていることがある。これらの層の適切な組成は、上で既に言及されている。レーザ除去可能なマスク層は、例えば、原則として公知の手段で、噴霧コーティングまたはローラコーティングによって塗布され得る。
フレキソ印刷版を得るための加工
この方法によって得られるシリンダ状フレキソ印刷素子は、原則として公知の手段でさらに加工して、本発明の主題と同様のフレキソ印刷版を形成できる。フレキソ印刷素子がさらに加工される手段は、レリーフ形成層の性質によって導かれる。
レーザ除去可能なマスク層を有する、光重合性シリンダ状フレキソ印刷素子の事例では、マスク層は、最初にレーザ、より具体的には、IRレーザによって、原則として公知の手段で描かれることがあり、マスク層がレーザビームを当てられた面で摩減することを意味する。光重合性層は、次いで作用光、特にUV線またはUV−VIS線に像様露光され得る。マスク層の残部、および露光せずに残ったそれらの層の一部も、後で適切な手法で除去してよい。これは、例えば、適切な溶剤または溶剤混合物を使用して洗浄することにより行われ得る。あるいは露光していない部分も、層と吸収材、例えば不織ウエブと接触させ、層を加熱することにより熱的に除去できる。温度の影響下で軟化した層の部分は、吸収材により引き寄せられ、吸収材と共に取り去ることができる。露光していない部分の除去は、慣例的な後処理、例えばUV−C光を用いた照射の後に続けてよい。最終製品は、印刷に使用できるシリンダ状フレキソ印刷版である。
光重合性フレキソ印刷素子を加工して、レーザ彫刻によってフレキソ印刷版を得ることもできる。この目的のために、光重合性レリーフ形成層は、像様露光を施されていないが、作用光、特にUV線またはUV−VIS線を用いて全面露光を施されている。レーザ、より具体的にはIRレーザを使用して、次いで、レリーフは、完全に架橋結合した層に刻み込まれ得る。
UV線またはUV−VIS線の代わりに、電子ビームも、全域架橋に使用できる。電子ビームは、UV線またはUV/VIS線に対して、例えばカーボンブラックが存在するためにレリーフ形成層がもはや十分な透過性を有していない際の架橋のために有利に使用できる。
充填剤を使用して、機械的に強化されたフレキソ印刷素子は、製造後、レーザ彫刻により直接レリーフを刻み込むことができる。
レーザ彫刻により製造されたフレキソ印刷素子は、場合により、公知の技術を使用して後処理を行ってよい。例えば、新たに刻み込んだ層は、適切な液体洗浄配合物を使用して後処理を行ってよい。
後続する例は、本発明をより詳細に例示することが意図されている:
同心性の測定:
Keyence明帯マイクロメータを使用して同心性を測定したが、これは理想的な円形からの、スリーブの高さ分布の最大偏差の尺度である。円形からの偏差は、コーティング済みスリーブに沿って5箇所で測定し、μm単位の絶対偏差を確かめた。
実施例1:重層的な7層塗布
コーティングに使用される装置は、駆動手段によって駆動する回転可能なコアを含む。装置の塗布手段は、20個の個別チャネルを有する50cm幅のマルチチャネルダイを含み、各事例において、フロースルーは、ギアポンプによって管理できる。個々のチャネルは、25mmのコーティング幅を有する。ダイは、さらに開始バルブを有し、そのバルブを通ってダイへと運搬される材料は、例えば、質を評価するために開始する前に放出してよい。さらに、装置は、回転方向のマルチチャネルダイの下流に配置されるカレンダロールを含む。
直径168.82mmの鋼鉄アダプタを、ユニットのコアに引き寄せた。壁厚0.68mm、外径170.18mmおよび長さ650mmのベーススリーブ(rotec(登録商標)Photolight)を、圧縮空気によって鋼鉄アダプタに引き寄せた。
以下の組成を有する光重合性材料を使用してコーティングを行った:
スチレン−ブタジエン−スチレンブロックラバー(Kraton(登録商標)1102) 59部
ヘキサンジオールジアクリレート 10部
ベンジルジメチルケタール 2部
Kerobit TBK安定剤(製造者:BASF) 1部
ポリブタジエン油 28部
Kraton(登録商標)1102は、商用の直鎖状S/Bブロックコポリマー(製造者:Kraton Polymers)である。この成分は、ZSK 30二軸スクリュー押出機にて130℃から150℃で溶融され、濾過され、脱ガスされる。押出機の押出量は、十分な材料をダイにおけるギアポンプに利用できるように調整した。
ダイにおける溶融温度は160℃であった。開始バルブからダイの先端に、溶融物が均一に現れた場合のみ、開始バルブを閉鎖し、コーティングを始めた。ダイおよびカレンダを所定位置に動かした。カレンダの温度は90℃であった。6.63l/時の体積流量でコーティングを始め、直径を増大させるために、コーティングの終了までに6.72l/時に増加させた。キャリアロールの回転速度は2.33rpmであった。塗布された層の厚さは177μmであった。コーティングの全体の継続時間は3分であった。コーティングを行った後における全体の塗布の厚さは、1.24mm(177μmの7層)であった。開始時および停止時勾配に関しては、3秒の時間間隔を設定した。
コーティング作業中に、個々の層を各々カレンダ仕上げした。この事例では、各回で、キス印刷設定でカレンダを作動させた。回転方向のカレンダロールの下流において、層に、次の層が塗布される前に、空気ノズルを使用して吹き付けた。コーティングが終わった後で、平滑化をさらに2分間、続いて、冷却をさらに2分間行った。
コーティングしたスリーブをアダプタから除去し、表面を完全で均一にした。泡は明らかに一切生じなかった。同心性は17μmであった。
比較例1:間隙を有する単一層の塗布
押出機の押出量を増加させ(25kg/時)、ダイに十分な溶融材料を供給して、厚さ1.24mmの単一の光重合性層をベーススリーブに塗布した。ダイにおける溶融温度は163℃であった。
鋼鉄アダプタの寸法およびベーススリーブの寸法は実施例1の通りであった。
ダイおよびカレンダを所定位置に移動させた。19.89l/時の体積流量でコーティングを始めた。キャリアロールの回転速度は1rpmに低下させた。コーティングの開始およびコーティングの終了の間で、間隙がおよそ1mmの大きさになるように、コーティングを管理した。
間隙を閉じるために、塗布直後、層にカレンダ仕上げを行った(空冷なし)。カレンダの温度は120℃であった。60μmの印刷設定でカレンダを作動させた。10分間のカレンダ仕上げ時間の後、間隙は肉眼的に閉じた。
コーティングしたスリーブを冷却し、除去した。間隙は実際に閉じられた。しかし、多数の気泡(38個の泡)が間隙内に封入された。同心性は不十分であった。63μmであった。
比較例2:間隙のない単一層の塗布
該比較例を繰り返した。1rpmの回転速度にて、最初の流量である19.89l/時で、層を再度塗布した。間隙を回避するために、開始時勾配および停止時勾配を3秒間維持させてコーティングを開始し、終了させた。層の厚さはやはり1.24mmであった。
塗布した直後、層をカレンダ仕上げした。30μmの設定でカレンダを作動させた。カレンダ温度は90℃であった。カレンダ仕上げの5分後、スリーブを除去した。表面は無傷であり、泡を一切示さなかった。しかし、同心性は不十分であった。45μmであった。



  1. 少なくともシリンダスリーブ(3)、及びまたレリーフ形成層を含むシリンダ状フレキソ印刷素子を製造する方法であって、前記レリーフ形成層が、少なくとも以下の部品:
    ・ 前記シリンダスリーブ(3)を回転可能に取り付けるための取付手段(1)と
    ・ 前記シリンダスリーブ(3)を縦軸の周囲で回転させる駆動ユニットと
    ・ 溶融液状のレリーフ形成材料を、前記シリンダスリーブ(3)に領域塗布するための塗布手段(4)と
    を備える装置(V)を使用して塗布されること、
    並びに該方法が、少なくとも以下の方法の工程:
    (A) レリーフ形成材料の溶融物を供給する工程
    (B) 前記シリンダスリーブ(3)を縦軸の周囲で回転させる工程
    (C) コーティング作業中に、前記シリンダスリーブが少なくとも2回の完全な回転を完了し、それでレリーフ形成材料の少なくとも2つの層が順に重なってコーティングされることを条件として、溶融液状の前記レリーフ形成材料を、前記手段(4)によって、回転する前記シリンダスリーブ(3)に領域塗布し、前記シリンダスリーブ(3)にレリーフ形成材料の層を形成する工程、を含むこと、
    を特徴とする方法。

  2. 前記装置(V)が、前記塗布手段(4)の下流の回転方向に配置された加熱可能なカレンダロール(6)をさらに備え、前記塗布された層がカレンダ仕上げされることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

  3. 前記装置(V)が、前記塗布手段(4)、及び存在する場合は前記カレンダロール(6)の下流の回転方向に配置された層を冷却するための少なくとも1つの冷却手段(7)をさらに備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。

  4. 少なくとも1つの前記冷却手段(7)が、空気流を前記塗布された層に吹き付けることができる手段であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。

  5. 少なくとも1つの前記冷却手段(7)が、回転可能に取り付けられた非加熱ロールであることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。

  6. 前記塗布手段(4)が、幅の調整が可能であるスロットダイであることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。

  7. 前記レリーフ形成材料の個々の前記塗布された層の厚さが、0.05mmから0.3mmであることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。

  8. 前記レリーフ形成層の全体の厚さが、0.3mmから10mmであることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。

  9. 工程(A)が、押出機又は配合機を使用して前記レリーフ形成層の成分を混合し、該混合物を溶融し、場合により該溶融物を脱ガスし、前記塗布手段(4)へ運搬することにより、行われることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。

  10. コーティング作業中に、前記シリンダ状ベーススリーブが少なくとも3回の完全な回転を完了し、それでレリーフ形成材料の少なくとも3つの層が、順に重なってコーティングされることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。

  11. 少なくとも2種の溶融液状の異なる材料が、連続的に塗布されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。

  12. 前記レリーフ形成層が、光重性合レリーフ形成層であり、この方法中に、溶融液状の光重合性材料が塗布されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。

  13. 前記レリーフ形成層の塗布前に、結着層、結合層若しくは発泡層、又はエラストマー下層が、前記シリンダスリーブ(3)に塗布されることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。

  14. 前記装置(V)が、既に塗布された層を物理的に改質できる追加モジュールを含むことを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。

  15. 前記追加モジュールが、電子ビームで塗布層を照射するための手段であり、既に塗布されたレリーフ形成層が、全域架橋を受けることを特徴とする、請求項14に記載の方法。

  16. 前記追加モジュールが、UV線またはUV/VIS線で塗布層を照射するための手段であり、既に塗布された光重合性層が、全域架橋を受けることを特徴とする、請求項14に記載の方法。

  17. 方法のさらなる工程において、光重合性レリーフ形成層の塗布に続き、透明な外層又はバリア層が、該光重合性レリーフ形成層にさらに塗布されることを特徴とする、請求項12から16のいずれか一項に記載の方法。

  18. 方法のさらなる工程において、光重合性レリーフ形成層の塗布に続き、レーザ除去可能なマスク層が、光重合性レリーフ形成層に、又は存在する場合、透明な外層若しくはバリア層に、塗布されることを特徴とする、請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。

 

 

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【選択図】図3
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【選択図】 図1
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【選択図】図1
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