專利名稱：用于雕刻柔性印板的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學成像頭、印刷板結構以及用于直接雕刻柔性版印刷板 (flexographic printing plate)白勺方法0
背景技術：
柔性版印刷術是一種印刷方法，在該印刷方法中，將具有凸版圖像的柔性板卷繞在圓筒上，使凸版圖像著墨，然后將墨轉印到合適的可印刷介質(zhì)。上述工藝應用于包裝工業(yè)，其中所述板必須足夠柔韌而且接觸必須足夠輕柔，以在例如瓦楞紙板的不平坦基板和諸如聚丙烯薄膜的柔性材料上進行印刷。這種方式的印刷的質(zhì)量次于例如平版印刷和凹版印刷工藝的質(zhì)量，然而在某些市場上還是非常有用的。為了適應各種類型的印刷介質(zhì)，柔性印板應當具有橡膠或彈性性質(zhì)，并且可以對于每一種特定的可印刷介質(zhì)調(diào)節(jié)其精確特性。此外，當柔性版印刷板以平坦形式形成和/或成像時，其應當是柔性的，以圍繞用于滾筒印刷的圓筒彎曲。因為柔性版印刷板的厚度通常是幾毫米而不是幾分之一毫米，與平板膠印板相比，柔性版印刷板帶來更多問題。柔性的材料(例如Iym或2μπι的薄膜) 當其為Imm或更多mm時可以是剛性且不易彎曲的。很早就認識到制造柔性版印刷板的最簡單方法是使用激光束燒蝕來直接雕刻， 從而減少對復雜的后板圖像處理的需要，例如多種類型的曝光、用溶劑進行清洗以及板的長時間烘干。盡管二氧化碳激光器具有局限性，但其仍商業(yè)化地使用在柔性版雕刻機器中。二氧化碳激光器的特點是成像慢而且成本高以及具有有限的分辨率。然而，直接雕刻的優(yōu)點充分地確保了它們在例如不需要快速成像和高印刷質(zhì)量的情況下的商業(yè)性使用。優(yōu)選的是使用紅外二極管，紅外二極管可以在近紅外和紅外區(qū)(大約700nm到1200nm)產(chǎn)生輻射并具有高分辨率和相對較低的激光器成本的優(yōu)點，從而可以以大陣列的方式使用紅外二極管。迄今為止，雖然在多個公開中已經(jīng)描述了這樣的激光器的使用，但其還沒有投入工業(yè)使用，這是因為即使與可用的最敏感可成像元件相結合，也仍未實現(xiàn)令人滿意的雕刻。使用紅外二極管激光器雕刻(或燒蝕成像)與使用二氧化碳激光器雕刻的不同之處在于通常在成像涂層中混合吸收合適的輻射(即，紅外輻射)的化合物。最新獲得的高功率(例如，8瓦)紅外激光器二極管為使用相對較低成本的、能夠雕刻柔性版胚件的激光器二極管陣列提供了機會，如WO 2005/84959 (Figov)中所述。所得到的圖像的凸版深度是激光器雕刻的一個問題，這是因為對于特定的材料， 所要求的凸版越深，則不是需要更高的功率就是需要花費更長的時間來雕刻板或使板成像。使用較容易燒蝕的材料是適于在相同的雕刻時間內(nèi)獲得較深的凸版的另一種方法。柔性印板的直接雕刻需要使用激光器系統(tǒng)在板材料上雕刻三維(3-D)區(qū)域。這與需要后處理步驟以產(chǎn)生3-D特征的二維Q-D)成像技術顯著不同。上述要求為激光器成像系統(tǒng)和相關介質(zhì)引入了幾個挑戰(zhàn)1.激光器系統(tǒng)必須具有足夠的功率從而以可接受的生產(chǎn)量來燒蝕材料。
2.激光光點應當足夠小，材料應當適于根據(jù)印刷質(zhì)量需要來實現(xiàn)精細的細節(jié)燒蝕。從實際的角度出發(fā)，盡管高功率密度不一定與激光器聚焦能力沖突，但是與寬大光點激光器相比，這些激光器的輸出光功率的每瓦成本明顯更高。因此，理想的是使用產(chǎn)生高輸出光功率的寬大點激光源來操作，而不是使用具有高功率密度但總功率輸出相對較低的小光點光源來操作。因此使用如下激光系統(tǒng)是具有吸引力的該激光系統(tǒng)結合了精細光點激光源的特性來處理需要精細的細節(jié)網(wǎng)眼的區(qū)域以及結合了寬大光點激光源的特性來處理特征包括大的實心區(qū)域的圖像部分。3.此外，理想的是使用具有多于一個成像層的柔性印板，由此結合不同的激光源， 例如精細光點和寬大光點激光源，可以優(yōu)化不同層的每一個，以取得最好的成像性能。應當按如下方式優(yōu)化板中的層優(yōu)化印刷性能和成像性能兩者，使得印刷層最適合于通過一個激光源的高分辨率成像，以及最適合于印刷高分辨率的點、低網(wǎng)點擴大和優(yōu)秀的油墨轉印。對其余的不用于印刷的成像層進行優(yōu)化，以使用第二激光源快速成像從而實現(xiàn)高生產(chǎn)量，而不包括好的印刷特性。美國專利No. 7，419，766 (Kimelblat等人)示出了多層柔性印板的示例，其中頂層是設計成被激光源燒蝕的燒蝕層，第二層是不能夠燒蝕的。

發(fā)明內(nèi)容
簡要地，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于雕刻柔性版印刷板的系統(tǒng)包括柔性版印刷板，該柔性版印刷板包括至少兩個燒蝕層第一燒蝕層和第二燒蝕層，其中第一燒蝕層是印刷層，第二燒蝕層是非印刷層；第一組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；第一套一個或更多個光學元件，所述光學元件耦接到所述第一組一個或更多個輻射源，以使從所述第一組一個或更多個輻射源發(fā)射的輻射在第一燒蝕層上成像；第二組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；以及第二套一個或更多個光學元件，所述光學元件耦接到所述第二組一個或更多個輻射源，以使從所述第二組一個或更多個輻射源發(fā)射的輻射在第二燒蝕層上成像，其中所述第一組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸不同于所述第二組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸，并且其中第一和第二組輻射源同時操作。本發(fā)明及其目的和優(yōu)點將通過下面呈現(xiàn)的優(yōu)選實施例的詳細描述變得更加明顯。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的布置在兩個單獨的光學支架上的混合光學頭概念的示意圖；圖2示出了現(xiàn)有技術中具有單個燒蝕層的柔性版印刷板前體的橫截面視圖；圖3示出了圖2中所示的柔性版印刷板的已成像層的橫截面視圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具有多于一個燒蝕層的柔性版印刷板的橫截面視圖；圖5示出了圖3中所示的柔性版印刷板的已成像層的橫截面視圖；以及圖6示出了(精細和寬大)成像激光源，其中每一個成像激光源在柔性版印刷板 (圖3所示)的不同層上成像。
具體實施方式

具有高功率寬大光點和低功率精細光點的輻射源的組合被稱為混合光學頭系統(tǒng)(HOHS)，其非常適合于直接雕刻柔性版印刷術應用的3-D處理。在美國專利公開 No. 2008/0153038 (Siman-Τον 等人)中詳細描述了 H0HS。HOHS系統(tǒng)可以配置有至少兩組輻射源，所述組包括至少一個輻射源；其中組內(nèi)的輻射源發(fā)射具有相同的強度和光點尺寸的輻射，所述強度和光點尺寸與其它組中的輻射源的強度和光點尺寸不同。輻射源的組同時操作。輻射源包括但不限于激光器、激光二極管、 多發(fā)射極激光二極管、激光棒、激光器面陣(stack)、光纖激光器等。例如，低功率精細激光源有助于處理實心區(qū)域；然而，高功率寬大激光源僅在大于或等于其光點尺寸的區(qū)域工作。 精細激光源和寬大激光源可以集成到單個光學頭中，或分開到其各自的獨立安裝的頭中。 在每一種配置中，激光源被相互獨立地控制和驅動。精細激光源或多個精細激光源可以包括具有單個發(fā)射極的二極管激光器，例如精細激光源和寬大激光源均可以光纖耦合和非光纖耦合配置獲得。在光纖耦合配置中，使用獨立的聚焦透鏡或使用通過將光纖端部處理成能夠將光折射到光纖中的表面而限定的透鏡來將激光耦合到光纖中。從光纖形成的孔的大小由光纖的徑向尺寸確定。從孔中輸出的光是發(fā)散的，需要使用透鏡或透鏡系統(tǒng)來成像，以產(chǎn)生期望的光點尺寸。圖1示出了 HOHS 100的一個實施例，其中精細激光源108和寬大激光源116分別安裝在支架112和120上，光源108、116沿安裝有柔性印板128的旋轉鼓124的縱向軸移動，鼓1 沿旋轉方向132旋轉。激光源108和116受控制裝置104控制，支架112和120 可以相互獨立地布置在相對于旋轉鼓1 的不同位置處。精細激光源108向板1 上發(fā)射激光束136，寬大激光源向板1 上發(fā)射光束140。圖2示出了柔性印板200的橫截面。柔性印板200大體上包括單個燒蝕層204和諸如支承層208的另外的非燒蝕層。在共同受讓的美國專利No. 7，419，766 (Kimelblat等人)中描述了諸如板200的柔性印板。在操作時，柔性印板200附連到旋轉鼓124，然后被旋轉。在旋轉時，控制裝置104 控制寬大激光源116以在成像層204上燒蝕一些大的區(qū)域，所述區(qū)域大于或等于寬大激光源116的光點尺寸；而精細激光源108被控制以在成像層204上燒蝕一些小的區(qū)域、需要精細細節(jié)的區(qū)域以及精細激光源108被控制以在其上進行操作的大的區(qū)域。激光源108和 116在其各自的支架112和120上移動，以將激光源108和116定位在需要操作的區(qū)域。上述成像過程不是新的，它可以通過使用美國專利公開No. 2008/0153038中提出的成像頭使柔性印板200成像(在美國專利No. 7，419，766中描述)來完成。圖3示出了在成像之后的柔性印板200。支承層208不受影響。成像層204在幾個區(qū)域處被燒蝕。燒蝕過程產(chǎn)生了在層204的上部的可成像區(qū)域304以及在成像層204的底部(充分燒蝕的) 非可成像層308。在印刷過程中，柔性印板200的上部可成像區(qū)域304將壓在墨布板(ink blanket)上，引起在可成像區(qū)域304中油墨轉印到基板。底部非可成像區(qū)域308不會到達墨板；因此油墨不會從非可成像區(qū)域308轉印到基板。圖4示出了具有多個可成像層的柔性印板400的橫截面。柔性印板400總體上包括支承層208以及至少兩個燒蝕層408和404。上燒蝕層404用于雕刻待印刷的成像數(shù)據(jù)。 印刷層404本質(zhì)上是印刷層。下燒蝕層408表示非印刷區(qū)域，該區(qū)域在印刷過程中不會顯現(xiàn)。柔性印板400被設計成以對于HOHS 100特征的最有效的方式操作。
印刷層404通過下述材料的組合構成材料例如為熱固性丙烯酸酯 (thermosetting acrylate)、聚氨酯(polyurethane)、硫化橡膠、合成橡膠以及其它熱固性彈性體。這些材料按照本身的設計或額外地在基質(zhì)中包括例如填充物的材料，使得印刷層 404可通過紅外激光成像并且具有某些機械和化學特性，并因此最適于高質(zhì)量印刷。這樣的印刷層404的一些主要特性是良好的機械特性；對熱、機械和化學侵蝕的良好的抵抗能力；對不同油墨的良好的親和性；以及通過激光源成像產(chǎn)生高分辨率的點并能夠保持小點的能力。由于這些特性，印刷層404非常適合用作印刷層。非印刷層408由如下材料構造 所述材料例如為熱固性丙烯酸酯、聚氨酯、硫化橡膠、合成橡膠以及其它熱固性彈性體。這些材料按照本身的設計或額外地在基質(zhì)中包括諸如放熱氧化組和填充物的材料，其傾向于遇熱和燒蝕而分解，或具有較低密度或其中截留有空氣，或具有容易燒蝕的弱粘結劑。非印刷層408比印刷層404柔軟且耐久性差，因此容易燒蝕，從而呈現(xiàn)較高的成像生產(chǎn)量。精細激光源108被設計成使印刷層404成像，寬大激光源116被設計成燒蝕非可印刷層408。印刷層404的通常厚度在30-350微米的范圍內(nèi)，非印刷層408的通常厚度在 100-1000微米的范圍內(nèi)。在圖1和圖6所示操作中，柔性印板400附連到旋轉鼓124，然后被旋轉。在旋轉中，控制裝置104控制寬大激光源116在成像非印刷層408上燒蝕一些大的區(qū)域，該區(qū)域大于或等于寬大激光源116的光點尺寸；而精細激光源108被控制以在成像印刷層404、需要精細細節(jié)的區(qū)域、以及精細激光源108被控制以在其上操作的大的區(qū)域上燒蝕一些小的區(qū)域。激光源108和116在各自的支架112和120上移動，以將激光源108和116定位在其需要操作的區(qū)域。圖5示出了通過HOHS成像后的柔性印板400。印刷層404通過精細激光源108的燒蝕形成了可印刷的可成像區(qū)域304。由于比印刷層404柔軟的特征，下層(非可印刷)408 通過寬大激光源116的燒蝕形成了比印刷層404中形成的塊更寬的塊。在非印刷層408中雕刻的較大的塊將用作來自印刷層404的雕刻區(qū)域的支承基底。部件列表100混合光學頭系統(tǒng)(HOHS)104控制裝置108精細激光源112精細激光源支架116寬大激光源120寬大激光源支架124旋轉鼓1 鼓上的柔性印板132鼓124的旋轉方向136精細激光源光束(聚焦到上部成像層)140寬大激光源光束(聚焦到底部成像層)200柔性印板204成像(燒蝕)層208支承層
304可成像區(qū)域(油墨轉印區(qū)域)308非可成像區(qū)域(非油墨轉印區(qū)域)400具有多個可成像層的柔性印板404燒蝕區(qū)域-印刷層408燒蝕增強層-非印刷層
權利要求
1.一種用于雕刻柔性版印刷板的系統(tǒng)，包括柔性版印刷板，所述柔性版印刷板包括至少兩個燒蝕層第一燒蝕層和第二燒蝕層，其中所述第一燒蝕層是印刷層，所述第二燒蝕層是非印刷層；第一組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；第一套一個或更多個光學元件，所述光學元件耦接到所述第一組一個或更多個輻射源，以使從所述第一組一個或更多個輻射源發(fā)射的輻射在所述第一燒蝕層上成像；第二組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；第二套一個或更多個光學元件，所述光學元件耦接到所述第二組一個或更多個輻射源，以使從所述第二組一個或更多個輻射源發(fā)射的輻射在所述第二燒蝕層上成像；其中所述第一組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸不同于所述第二組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸；以及其中所述第一組輻射源和所述第二組輻射源同時操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組的所述輻射源從下面的組中選擇所述組至少包括激光二極管、多發(fā)射極激光二極管、激光棒、激光器面陣、光纖激光器或它們的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二組的所述輻射源從下面的組中選擇所述組至少包括激光二極管、多發(fā)射極激光二極管、激光棒、激光器面陣、光纖激光器或它們的組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一組一個或更多個輻射源能夠在所述柔性版印刷板的所述第一燒蝕層上雕刻精細的細節(jié)。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二組一個或更多個輻射源能夠在所述柔性版印刷板的所述第二燒蝕層上雕刻寬大的細節(jié)。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燒蝕層包括 至少一種交聯(lián)聚合物粘結劑；諸如顏料或染料的紅外吸收體，其中所述紅外吸收體適于將光轉化成熱；以及用于增強所述層的耐久性的填充物。
7.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二燒蝕層包括 至少一種交聯(lián)聚合物粘結劑；諸如顏料或染料的紅外吸收體，其中所述紅外吸收體適于將光轉化成熱； 用于增強所述層的耐久性的填充物；以及適于提高燒蝕率的材料。
8.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燒蝕層是多個涂層的組合，其中所述涂層中的每一個涂層具有相同的組分。
9.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二燒蝕層是多個涂層的組合，其中所述涂層中的每一個涂層具有相同的組分。
10.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述粘結劑是交聯(lián)聚氨酯。
11.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述粘結劑是交聯(lián)聚氨酯。
12.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述紅外吸收體是炭黑。
13.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述紅外吸收體是炭黑。
14.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述填充物從下面的組中選擇所述組至少包括硅石、碳酸鈣、氧化鎂、滑石、云母或它們的組合。
15.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述填充物從下面的組中選擇所述組至少包括硅石、碳酸鈣、氧化鎂、滑石、云母或它們的組合。
16.根據(jù)權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述聚氨酯彈性體連接有硝化纖維素組。
17.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述層中混合有直徑小于50微米的空心球以增強所述燒蝕。
18.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燒蝕層的燒蝕與所述第二燒蝕層的燒蝕率的比值大于1.1。
19.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燒蝕層從下面的組中選擇所述組至少包括熱固性丙烯酸酯、聚氨酯、硫化橡膠、合成橡膠、熱固性彈性體或它們的組合。
20.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二燒蝕層從下面的組中選擇所述組至少包括熱固性丙烯酸酯、聚氨酯、硫化橡膠、合成橡膠、熱固性彈性體或它們的組合。
21.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一燒蝕層的厚度在30微米至350微米的范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二燒蝕層的厚度在100微米至1000微米的范圍內(nèi)。
23.一種用于雕刻柔性版印刷板的方法，所述方法包括提供柔性版印刷板，所述柔性版印刷板包括至少第一燒蝕層和第二燒蝕層，其中所述第一燒蝕層是印刷層，所述第二燒蝕層是非印刷層；從第一組一個或更多個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；使從所述第一組輻射源發(fā)射的輻射在所述柔性版印刷板的所述第一燒蝕層上成像；從第二組一個或更多個輻射源發(fā)射具有基本上相同強度的輻射；使從所述第二組輻射源發(fā)射的輻射在所述柔性版印刷板的所述第二燒蝕層上成像；其中所述第一組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸不同于所述第二組一個或更多個輻射源的強度和光點尺寸；以及其中所述第一組輻射源和所述第二組輻射源同時操作。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，還包括使用所述第一組一個或更多個輻射源在所述第一燒蝕層上雕刻精細的細節(jié)。
25.根據(jù)權利要求23所述的方法，還包括使用所述第二組輻射源在所述柔性版印刷板的所述第二燒蝕層上雕刻寬大的細節(jié)。
26.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二組輻射源去除所述第一層和所述第二層兩者。
全文摘要
一種用于雕刻柔性版印刷板的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括柔性版印刷板，所述柔性版印刷板包括至少兩個燒蝕層印刷燒蝕層和非印刷燒蝕層。此外，所述系統(tǒng)包括適于燒蝕柔性印板的激光源。所述激光源包括第一組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源向所述印刷燒蝕層發(fā)射輻射；以及第二組一個或更多個輻射源，所述輻射源中的每一個輻射源向所述非印刷燒蝕層發(fā)射輻射。
文檔編號B41C1/05GK102470662SQ201080031472
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者大衛(wèi)·埃維埃爾, 奧菲拉·梅拉梅德, 愛納·馬茨納 申請人:伊斯曼柯達公司