플렉소 인쇄 요소들의 인쇄 성능을 향상시키기 위한 방법{METHOD FOR IMPROVING PRINT PERFORMANCE OF FLEXOGRAPHIC PRINTING ELEMENTS}
본 발명은 일반적으로 최적의 인쇄 및 더 높은 솔리드 잉크(solid ink) 농도를 위한 릴리프 화상 인쇄 요소들의 인쇄 성능을 향상시키기 위한 방법들에 관한 것이다.
플렉소 인쇄(flexographic printing) 플레이트들은 개방 영역들 상으로 융기된 화상 요소들을 갖는 릴리프 플레이트들이다. 일반적으로, 플레이트는 다소 연성이고, 인쇄 실린더 주위에 권취되기에 충분히 가요성이고, 백만회의 복사들에 걸쳐 인쇄하기에 충분한 내구성이 있다. 이러한 플레이트들은 이들의 내구성 및 이들이 제조될 수 있는 용이성에 주로 기초하여, 프린터에 다수의 장점들을 제공한다. 플렉소 인쇄는 통상적으로 고체적 작업들(high-volume runs)에 사용된다. 플렉소 인쇄는 용지, 용지보드 스톡, 파형 보드, 필름들, 포일들 및 라미네이트들과 같은 다양한 기재들(substrates) 상의 인쇄를 위해 이용된다. 신문지들 및 종이 봉투들이 현저한 예들이다. 거친 표면들 및 신장 필름들은 단지 플렉소 인쇄에 의해 경제적으로 인쇄될 수 있다. 더욱이, 제품 경쟁에 기인하여, 포장지 상의 화상들의 인쇄 품질에 대한 시장 요구는 매우 엄격할 수 있다. 제조업자에 의해 전달된 바와 같은 통상적인 플렉소 인쇄 플레이트는 순서대로 백킹층 또는 지지층, 하나 이상의 비노광된 광경화성층들, 선택적으로 보호층 또는 슬립 필름 및 종종 보호 커버 시트로 제조된 다층 물품이다. 지지 시트 또는 백킹층은 플레이트에 지지를 제공한다. 지지 시트 또는 백킹층은 용지, 셀룰로오스 필름, 플라스틱 또는 금속과 같은 투명 또는 불투명 재료로부터 형성될 수 있다. 바람직한 재료들은 폴리에스테르들, 폴리스티렌, 폴리올레핀들, 폴리아미드들 등과 같은 합성 폴리머 재료들로부터 제조된 시트들을 포함한다. 일 광범위하게 사용되는 지지층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 가요성 필름이다. 광경화성층(들)은 임의의 공지의 포토폴리머들, 모노머들, 개시제들, 반응성 또는 비반응성 희석제들, 필터들 및 염료들을 포함할 수 있다. 용어 "광경화성"은 화학선 방사선(actinic radiation)에 응답하여 중합, 가교 결합 또는 임의의 다른 경화(curing) 또는 표면 경화(hardening) 반응을 경험하고 그 결과 재료의 비노광된 부분들이 노광된 (경화된) 부분들로부터 선택적으로 분리되고 제거되어 경화된 재료의 3차원 또는 릴리프 패턴을 형성할 수 있게 된다. 예시적인 광경화성 재료들은 고스(Goss) 등의 유럽 특허 출원 제0 456 336 A2호 및 제0 640 878 A1호, 베리어(Berrier) 등의 영국 특허 제 1,366,769호, 미국 특허 제 5,223,375호, 맥라한(MacLahan)의 미국 특허 제 3,867,153호, 앨런(Allen)의 미국 특허 제 4,264,705호, 첸(Chen) 등의 미국 특허 제 4,323,636호, 제 4,323,637호, 제 4,369,246호 및 제 4,423,135호, 홀덴(Holden) 등의 미국 특허 제 3,265,765호, 하인츠(Heinz) 등의 미국 특허 제 4,320,188호, 그루에츠마커(Gruetzmacher) 등의 미국 특허 제 4,427,759호, 민(Min)의 미국 특허 제 4,622,088호 및 봄(Bohm) 등의 미국 특허 제 5,135,827호에 개시되어 있고, 이들 특허의 각각의 요지는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다. 하나 초과의 광경화성층이 사용될 수 있다. 광경화성 재료들은 일반적으로 적어도 몇몇 화학선 파장 영역에서 래디컬 중합을 통해 가교 결합(경화)하고 표면 경화한다. 본 명세서에 사용될 때, 화학선 방사선은 광경화성층을 중합, 가교 결합 또는 경화하는 것이 가능한 방사선이다. 화학선 방사선은 예를 들어, 특히 UV 및 자외선 파장 영역들에서 증폭된(예를 들어, 레이저) 및 비증폭된 광을 포함한다. 화학선 방사선의 일 통상적으로 사용되는 소스는 수은 아크 램프이지만, 다른 소스들이 당 기술 분야의 숙련자들에게 일반적으로 공지되어 있다. 슬립 필름은 포토폴리머를 먼지로부터 보호하고 그 취급의 용이성을 증가시키는 얇은층이다. 종래의("아날로그") 플레이트 제조 프로세스에서, 슬립 필름은 UV 광에 투명하고, 프린터는 인쇄 플레이트 블랭크로부터 커버 시트를 박리하고, 슬립 필름층의 상부에 음화(negative)를 배치한다. 플레이트 및 음화는 이어서 음화를 통해 UV 광에 의해 플러드-노광(flood-exposure)을 받게 된다. 광에 노광된 영역들은 경화하거나 표면 경화하고, 비노광된 영역은 제거되어(현상되어) 인쇄 플레이트 상에 릴리프 화상을 생성한다. "디지털" 또는 "다이렉트 투 플레이트(direct to plate)" 플레이트 제조 프로세스에서, 레이저가 전자 데이터 파일 내에 저장된 화상에 의해 안내되고, 일반적으로 방사선 불투명 재료를 포함하도록 수정되어 있는 슬립 필름인 디지털(즉, 레이저 절제가능) 마스킹층 내에 제위치에 음화를 생성하는데 사용된다. 레이저 절제가능한 층의 부분은 이어서 레이저의 선택된 파장 및 파워에서 레이지 방사선에 마스킹층을 노광함으로써 절제된다. 레이저 절제가능한 층들의 예들은 예를 들어 양(Yang) 등의 미국 특허 제 5,925,500호 및 판(Fan)의 미국 특허 제 5,262,275호 및 제 6,238,837호에 개시되어 있고, 이 특허들의 각각의 요지는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다. 화상 형성 후에, 감광성 인쇄 요소는 현상되어 광경화성 재료의 층의 비중합된 부분들을 제거하고 경화된 감광성 인쇄 요소 내의 가교 결합된 릴리프 화상을 드러낸다. 통상의 현상 방법들은 다양한 용제 또는 물로의, 종종 브러시로의 세척을 포함한다. 다른 현상을 위한 가능성들은 에어 나이프 또는 열 플러스 블로터(blotter)(즉, 열적 현상)의 사용을 포함한다. 열적 현상 프로세스는 열을 사용하여 포토폴리머 플레이트를 프로세싱함으로써 동작하는데, 경화된 그리고 미경화된 포토폴리머 사이의 상이한 용융 온도가 잠상을 현상하는데 사용된다. 최종적인 표면은 현상 후에, 피인쇄 화상을 재현하고 통상적으로 복수의 릴리프 도트들을 포함하는 패터닝된 영역들 및 솔리드 영역들(solid areas)을 포함하는 릴리프 패턴을 갖는다. 릴리프 화상이 현상된 후에, 릴리프 화상 인쇄 요소는 프레스 상에 장착되고 인쇄가 시작될 수 있다. 플렉소 인쇄 플레이트는 인쇄 실린더 상에 장착되고, 통상적으로 연속적인 웨브로서 공급되는 피인쇄 재료는 인쇄롤과 백킹롤(backing roll) 사이에 배치된다. 플렉소 인쇄 플레이트는 플레이트 상의 릴리프 화상과 피인쇄 재료 사이의 접촉을 허용하기 위해 충분한 압력을 갖고 재료에 대해 유도된다. 통상적인 프로세스에서, 잉크 파운틴 팬(ink fountain pan)이 계량롤에 잉크를 공급한다. 닥터 블레이드(doctor blade)가 또한 계량롤 상에 있는 잉크의 양을 제어하는 것을 보조하기 위해 계량롤로부터 과잉의 잉크를 와이핑 제거하는데 사용될 수 있다. 플렉소 인쇄에서 양호한 화상들을 생성하기 위해, 잉크는 균일하고 예측 가능한 방식으로 피인쇄면에 도포될 필요가 있다. 이는 이어서 플렉소 인쇄 플레이트 내의 릴리프 영역들이 균일한 층 및 예측 가능한 양으로 운반되는 것을 요구한다. 인쇄 플레이트에 도포된 잉크의 양을 제어하는 일 수단은 복수의 잉크 계량 셀들을 그 표면에 갖는 "애니록스(anilox)" 롤로서 공지되어 있는 특정 잉크 계량롤을 사용한다. 이들 셀들은 통상적으로 기계적 프로세스를 사용하여 또는 레이저에 의해 실린더면을 식각(engraving)함으로써 생성되는 균일한 깊이 및 형상 및 사전 결정된 주파수의 규칙적인 패턴들로 배열된 소형 만입부들(indentations)이고, 애니록스 롤에 의해 전달된 잉크의 양은 셀들의 스크린 크기에 의해 제어된다. 작동 중에, 잉크는 잉크 우물로부터 애니록스 계량롤 상에 전달되어, 셀들을 충전한다. 선택적 와이퍼 블레이드가 롤 표면으로부터 과잉의 잉크를 와이핑 제거하여 단지 충전된 셀들만을 남겨둔다. 셀들로부터의 잉크는 이어서 애니록스 롤 및 플렉소 인쇄 플레이트가 서로 접촉하여 회전함에 따라 플렉소 인쇄 플레이트 릴리프 영역들 상에 전사된다. 플렉소 인쇄 플레이트에 의해 통상적으로 재현된 화상들은 거의 항상 솔리드 화상(solid image) 영역들 및 다양한 회색 계조(gray tone) 영역들의 모두를 포함한다. "솔리드 영역들"은 잉크가 소정의 재료 상에 생성할 수 있는 최고 농도를 갖는 잉크에 의해 완전히 덮여진 영역들로서 정의되고, 반면 "회색 영역들"은 피인쇄 화상의 외관이 순수한 백색(잉크의 완전 결여)과 솔리드의 중간의 농도를 갖는 화상 영역들로서 정의된다. 회색 영역들은 본 명세서에 설명된 중간 계조 프로세스에 의해 생성되고, 여기서 점진적으로 커지는 표면적의 단위 면적당 복수의 릴리프 표면 영역들이 상이한 농도 인쇄의 환영을 생성하는데 사용된다. 이들 릴리프 영역들은 통상적으로 "중간 계조 도트들"이라 칭한다. 게다가, 플렉소 인쇄는 "2원 시스템"으로서 공지된 것인데, 즉 인쇄를 하거나 인쇄를 하지 않는다. 릴리프 영역들이 피인쇄면에 접촉할 때, 실질적으로 솔리드 컬러 영역을 얻는다. 플렉소 인쇄에서 회색 계조를 생성하기 위해, "중간 계조"라 칭하는 프로세스가 사용되고, 여기서 회색 계조들은 단위 면적당 복수의 미세한 솔리드 도트들을 인쇄하고 단위 면적당 도트들의 주파수 또는 단위 면적당 도트들의 크기 또는 모두를 변경함으로써 재현된다. 플렉소 인쇄 플레이트에서, 이들 중간 계조 도트들은 플레이트의 상부면에 이들의 표면을 갖는 릴리프 영역들이다. 도트 주위의 영역에서 플레이트는 가장 어두운 영역들을 제외하고는 바닥에 도달하는 깊이로 에칭되어 있다. 중간 계조 도트의 높이는 바닥까지의 도트의 표면(및 마찬가지로 플레이트 표면)의 거리이고, 이는 "중간 계조 릴리프"라 칭할 수 있다. 이 릴리프는 % 도트 적용범위가 증가함에 따라 감소하고, 잉크를 도트 표면에 구속하기에 충분하다. 중간 계조 릴리프는 도트들 사이로부터 재료를 제거하는데 사용된 에칭 프로세스를 포함하여, 다수의 인자들에 의해 제어된다. 포토폴리머 플렉소 인쇄 플레이트에서, 최대 릴리프 깊이는 원하는 깊이로 포토폴리머를 경화하고 바닥 및 따라서 최대 릴리프 깊이를 설정하는 플레이트의 후면 노광에 의해 제어된다. "전통적인" 중간 계조에서, 진폭 변조(AM) 스크리닝이 선형 인치당 X-개수의 도트들의 규칙적인 반복적인 패턴들로 중간 계조 도트들을 생성하는데 사용된다. 이들 패턴들은 1% 도트들, 5% 도트들, 95% 도트들, 98% 도트들 등과 같은 소정의 영역들 내의 도트 표면 영역에 의해 소정의 영역의 퍼센트 적용범위에 의해 식별된다. 98% 도트라는 것은 98%의 소정의 영역이 도트 표면 크기에 의해 점유되어 있는 것을 의미한다. 2% 도트라는 것은 2%의 동일한 소정의 영역이 그 내부에 도트 표면 영역에 의해 점유되어 있는 것을 의미한다. 통상적으로 "확률적(stochastic)" 중간 계조라 칭하는 대안에서, 주파수 변조(FM) 스크리닝이 더욱 더 높은 표면 영역 적용범위를 생성하기 위해 도트들의 발생의 주파수를 증가시키는데 사용되고 도트 크기는 일정하게 유지된다. 게다가, 그 요지가 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 샘워스(Samworth)의 미국 특허 제 5,892,588호에 설명된 바와 같이, 2개의 기술들의 조합이 피인쇄 화상의 시각적 외관을 향상시키는데 사용될 수 있다. 다른 인자들 중에서도, 도트들의 형상 및 릴리프의 깊이가 피인쇄 화상의 품질에 영향을 미친다. 개방 반전 텍스트 및 음영들을 유지하면서 플렉소 인쇄 플레이트들을 사용하여 미세 도트들, 라인들 및 심지어 텍스트와 같은 소형 그래픽 요소들을 인쇄하는 것은 매우 어렵다. 화상의 가장 밝은 영역들(통상적으로 하이라이트들이라 칭함)에서, 화상의 농도는 연속적인 계조 화상의 중간 계조 스크린 표현에서 도트들의 총 영역에 의해 표현된다. AM 스크리닝에서, 이는 고정된 주기적인 그리드 상에 위치된 복수의 중간 계조 도트들을 매우 작은 크기로 수축하는 것을 수반하고, 하이라이트의 농도는 도트들의 영역에 의해 표현된다. 주파수 변조(FM) 스크리닝에서, 중간 계조 도트들의 크기는 일반적으로 소정의 고정된 값으로 유지되고, 랜덤하게 또는 의사 랜덤하게 배치된 도트들의 수는 화상의 농도를 표현한다. 양 경우들에, 하이라이트 영역들을 적절하게 표현하기 위해 매우 작은 도트 크기들을 인쇄할 필요가 있다. 솔리드 영역들(즉, 중간 계조 도트들이 존재하지 않는 화상의 영역들)은 어두운 화상 영역들을 표현하는 중간 계조 영역들보다 적은 포화도 및 다소 적은 균일성을 갖고 인쇄되는 것처럼 보인다는 것이 플렉소 인쇄에서 또한 알려진 문제점이다. 따라서, 95% 내지 98%의 도트 적용범위를 갖는 영역은 솔리드 영역(100%)보다 더 어둡게 보일 수도 있다. 플렉소 인쇄에서 솔리드 영역들을 인쇄하는데 있어서의 문제점은 풀 솔리드 화상 영역 상의 불균일한 잉크 전사인데, 이는 솔리드 화상 영역의 에지들을 따라 농도의 결여 및 헤일로 효과(halo effect)(즉, 더 어두운 경계)를 유발할 수 있다. 플렉소 인쇄 중에 성취 가능한 컬러 포화도의 레벨은 그 중에서도 주로 특히 솔리드 영역들에서 인쇄 기재에 도포될 수 있는 잉크의 양 및 균일도인 다수의 인자들에 의존한다. 이는 통상적으로 "솔리드 잉크 농도"(SID)라 칭한다. SID는 때때로 100% 미만의 계조 레벨들에서 더 높은데, 예를 들어 97% 계조 레벨에서 성취된 광학 인쇄 농도는 100%(솔리드) 계조에서 성취된 것보다 약간 높다. 이 관찰은 명시적으로 성취 가능한 SID를 증가시키기 위해, 플렉소 인쇄 플레이트들의 솔리드들 내로 미세 역전 패턴들을 도입하기 위한 다수의 기술들의 개발을 유도하였다. 주목할만한 예들은 디지캡(DigiCap)(Kodak으로부터 입수 가능함) 및 그루비 스크린스(Groovey Screens)(Esko-Graphics로부터 입수 가능함)를 포함한다. 디지캡은 특히 필름 또는 코팅된 용지 스톡들과 같은 높은 표면 유지성(hold-out) 기재들 상에 인쇄할 때, 잉크 전사 및 솔리드 영역들의 외관을 향상시키기 위해 플렉소 인쇄 플레이트의 표면에 사용자 정의 가능한 텍스처 패턴을 인가한다. 하이브리드 스크리닝 기술인 그루비 스크린스는 대부분의 화상 전체에 걸쳐 전통적인 AM 스크리닝을 사용하지만, 어두운 음영 영역들 및 솔리드들 내에 라인 패턴(또는 "그루브들")을 추가한다. 정상 스크린 패턴과 라인 패턴 사이의 전이부는 점진적이어서, 더 낮은 농도의 비-그루비 인쇄(하이라이트들 및 중간 계조들)와 더 높은 농도(음영들)의 그루비 인쇄 사이의 인쇄의 원활한 계조를 유도한다. 다소 효과적이긴 하지만, 이들 기술들은 종종 일관적인 결과를 성취하기 위해 상당한 실험 및 미세한 제어를 필요로 하고, 또한 인쇄되는 그래픽 화상들과의 네거티브 상호 작용들[예를 들어, 모아레(moire)]을 가질 수 있다. 플렉소 인쇄 플레이트들 상에 작은 도트들을 유지하는 것은 플레이트 제조 프로세스의 성질에 기인하여 매우 어려울 수 있다. 이들 도트들 중 가장 작은 것은 프로세싱 중에 제거되는 경향이 있는데, 이는 어떠한 잉크도 인쇄 중에 이들 영역들에 전사되지 않는 것을 의미한다(도트는 플레이트 및/또는 프레스 상에 "유지"되지 않음). 대안적으로, 도트가 프로세싱 중에 생존하면, 이들은 프레스 상에 손상을 가하기 쉽다. 예를 들어, 작은 도트들은 종종 인쇄 중에 절첩되고 그리고/또는 부분적으로 파괴되어 과잉의 잉크가 전사되거나 어떠한 잉크도 전사되지 않게 한다. 광경화성 수지 조성물들은 통상적으로 화학선 방사선으로의 노광시에 래디컬 중합을 통해 경화한다. 그러나, 경화 반응은 산소가 래디컬 스캐빈저(scavenger)로서 기능하기 때문에, 수지 조성물 내에서 통상적으로 용해되는 분자 산소에 의해 억제될 수 있다. 따라서, 광경화성 수지 조성물이 더 급속하고 균일하게 경화될 수 있도록 화상-방향 노광 전에 수지 조성물로부터 용해된 산소가 제거되고 전체 플레이트 구조를 향상시키는 것이 바람직하다. 따라서, 인쇄 플레이트의 품질을 향상시키기 위해 다양한 방법들이 제안되어 왔지만, 특히 플렉소 인쇄 요소들의 성취 가능한 고체 잉크 농도를 향상시키는데 있어서, 바람직한 결과를 제공할 수 있는 당 기술 분야의 부가의 개량들에 대한 요구가 당 기술 분야에 남아 있다.
본 발명의 목적은 플렉소 인쇄 릴리프 화상 인쇄 요소들 내에서 성취 가능한 SID를 향상시키는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 플렉소 인쇄 요소들 내의 잉크 레이다운(laydown)을 향상시키는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 인쇄 결과들의 일관성을 향상시키는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 풀 솔리드 영역들 상의 불균일한 잉크 전사 및 솔리드 영역의 에지들을 따른 헤일로 효과들에 관련된 문제점들을 완화하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 인쇄 표면, 에지 선명도, 숄더각, 깊이 및 도트 높이의 견지에서 우수한 도트 구조를 갖는 인쇄 도트들을 포함하는 릴리프 화상 인쇄 요소를 생성하는 것이다.
이를 위해, 바람직한 실시예에서, 본 발명은 복수의 릴리프 도트들을 포함하는 릴리프 패턴을 갖는 릴리프 화상 인쇄 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 광경화성 인쇄 요소는 그 위에 배치된 적어도 하나의 광경화성층을 갖는 백킹층과, 적어도 하나의 광경화성층 상의 레이저 절제가능한 마스킹층을 포함하고, 상기 방법은 a) 전체 화상이 셀들의 패턴을 포함하는 서브-화상을 그 내부에 포함하도록 마스킹층 내에 전체 화상을 생성하기 위해 마스킹층을 선택적으로 절제하는 단계; b) 마스킹층 상에 산소 배리어층을 도포하는 단계; c) 적어도 하나의 광경화성층을 선택적으로 가교 결합하고 경화하기 위해 배리어층과 마스킹층을 통해 화학선 방사선에 인쇄 요소를 노광하여, 이에 의해 인쇄 요소 내에 릴리프 화상을 생성하는 단계; 및 d) 릴리프 화상을 드러내기 위해 배리어층 및 광경화성층의 미경화된 부분들을 제거함으로써 인쇄 요소를 현상하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 설명될 때, 플렉소 인쇄에서 솔리드 영역들을 인쇄하는데 있어서의 문제점은 풀 솔리드 영역 상의 불균일한 잉크 전사, 농도의 결여 및 솔리드 영역의 에지들을 따른 헤일로 효과이다. 본 발명자들은 인쇄 요소 상에 형성된 인쇄 도트들의 형상을 유리하게 변경하는 가장 중요한 수단 중 하나는 배리어 멤브레인을 사용하여 화학선 방사선에 노광 중에 광경화성층 내로의 공기의 확산을 제거하거나 제한하는 것이라는 것을 발견하였다. 게다가, 본 발명의 발명자들은 또한 산소 배리어 멤브레인을 사용하여 광경화성층들 내로의 공기의 확산을 제한하는 것과 함께, 셀들을 포함하는 광중합성층 상의 텍스처 형성된 표면을 생성하기 위한 패턴을 갖는 서브-화상의 사용이 인쇄 중에 성취 가능한 솔리드 잉크 농도의 상당한 향상들을 야기한다는 것을 발견하였다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 일반적으로 복수의 릴리프 도트들을 포함하는 릴리프 패턴을 갖는 릴리프 화상 인쇄 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 여기서 광경화성 인쇄 요소는 그 위에 배치된 적어도 하나의 광경화성층을 갖는 백킹층과, 적어도 하나의 광경화성층 상의 레이저 절제가능한 마스킹층을 포함하고, 이 방법은 a) 전체 화상이 셀들의 패턴을 포함하는 서브-화상을 그 내부에 포함하도록 마스킹층 내에 전체 화상을 생성하기 위해 마스킹층을 선택적으로 절제하는 단계; b) 마스킹층 상에 산소 배리어층을 도포하는 단계; c) 적어도 하나의 광경화성층을 선택적으로 가교 결합하고 경화하기 위해 배리어층과 마스킹층을 통해 화학선 방사선에 인쇄 블랭크를 노광하여, 이에 의해 인쇄 요소 내에 릴리프 화상을 생성하는 단계; 및 d) 릴리프 화상을 드러내기 위해 배리어층 및 광경화성층의 미경화된 부분들을 제거함으로써 인쇄 블랭크를 현상하는 단계를 포함한다. 배리어층 및 광경화성층의 미경화된 부분들을 제거함으로써 인쇄 블랭크를 현상하는 단계는 통상적으로 물 현상, 용제 현상 및 열적 현상으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 방법에 의해 성취된다. 배리어층의 구성에 따라, 이는 프로세스에서 박리 제거되거나 용해된다. 본 발명은 바람직한 실시예에서 복수의 셀들을 포함하는 텍스처 형성된 표면을 표면에 제공함으로써 플렉소 인쇄 플레이트들의 솔리드 영역들의 잉크 운반 능력을 향상시킴으로써 종래의 문제점들을 완화한다. 전체 화상 내의 서브-화상은 셀들의 패턴으로 광중합성층의 표면 상에 이 텍스처를 생성한다. 본 발명의 프로세스는 또한 선택된 중간 계조 도트들 내에 셀들을 포함하는 텍스처 형성된 표면을 제공함으로써 중간 계조들, 특히 솔리드들과 함께 존재하는 중간 계조들을 생성한다. 일 실시예에서, 중간 계조 도트들 중 적어도 하나는 그 표면 상에 셀을 갖는다. 반복 패턴을 갖는 서브-화상을 경유하여 셀들을 갖는 텍스처 형성된 광경화성 표면을 제조하는 일 적합한 방법은 예를 들어 그 요지가 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 샘워스의 미국 특허 제 7,580,154호에 설명되어 있다. 포토폴리머의 표면 상에 텍스처 및 셀들을 생성할 수 있는 서브-화상은 패턴이 전체 화상 특징들보다 더 작은 스케일이어서 서브-화상 패턴이 전체 화상 특징들 내에 완전히 포함되게 되도록 전체 화상 내로 패턴을 절제함으로써 생성된다. 서브-화상은 전체 화상 또는 그 단지 일부들 전체에 걸쳐 존재할 수 있다. 서브-화상의 패턴은 원들, 다각형들 또는 라인들과 같은 다양한 형상들을 취할 수 있다. 이 반복 패턴을 갖는 서브-화상을 생성하는 것이 가능한 상업적인 프로세스는 상표명 MICROCELL TM 하에서 벨기에 겐트 소재의 Esko Corporation에 의해 시판된다. 셀들을 생성하는데 있어서, 중간 계조 도트의 에지를 통해 절단하는 셀들을 생성하지 않도록 주의가 취해진다. 바람직하게는, 셀들은 중간 계조 도트들 내에 중심 설정되고, 이들이 존재하는 중간 계조 도트보다 작아, 중간 계조 도트의 에지를 지나 연장하는 셀을 생성하는 것을 회피하고 이에 의해 스캘럽된(scalloped) 또는 불완전한 중간 계조 도트들을 생성한다. 중간 계조 도트 크기에 따라, 하나 초과의 셀이 그 위에 배치될 수도 있다. 이러한 경우에, 스크린 필름 중간부의 생성 중에 중간 계조 도트 내에 배치된 셀들은 도트 중심 주위에 중심 설정될 수 있다. 퍼센트 영역 적용범위가 증가함에 따라, 도트들은 결국에는 서로 접촉하고 혼합되어 50% 적용범위에 도달한 후에 일 도트는 도트당 격리된 릴리프 영역들을 더 이상 갖지 않고, 대신에 격리된 구멍들이 도트들을 분리하고, 플레이트의 표면으로부터 바닥을 향해 연장하는 것으로 관찰된다. 도트 적용범위가 증가함에 따라, 셀들은 더욱 더 소형이 되고, 점진적으로 덜 깊어진다. 구멍의 깊이는 도트 분리(또는 구멍의 직경)에 의존한다. 플렉소 인쇄 플레이트들의 상한들은 구멍들의 막힘이 발생하기 전에 95% 도트 적용범위이고, 가능하게는 구멍들의 막힘이 발생하기 전에 심지어 98%이다. 이 효과는 플렉소 인쇄 플레이트 내의 솔리드 및 중간 계조 도트 영역들의 표면에 복수의 얕은 셀들을 생성하기 위해 본 발명에 사용된다. 플렉소 인쇄 플레이트들 내의 중간 계조 도트 패턴은 100 내지 150 인치당 라인들(lpi)의 정도이고, 반면에 셀들은 500 내지 1000 lpi의 상당히 더 높은 주파수로 배열된다. 셀들은 플레이트 상의 잉크 필름을 위한 고정점으로서 거동하여 솔리드 표면 영역에 걸쳐 균일한 잉크 분포를 생성하고 이어서 각인 후에 플레이트로부터 기재로 잉크의 균일한 전사를 보조하는 것으로 보인다. 솔리드들의 인쇄는 따라서 매우 균일하고 양호한 포화도 및 농도를 가져, 종래 사용된 전통적인 평활 솔리드 인쇄 표면에 의해 얻어진 포화도 및 농도를 초과한다. 더욱이, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 본 발명의 발명자들은 광경화성층들로부터 용해된 산소의 제거가 특히 본 명세서에 설명된 표면 패터닝 기술들과 조합하여 사용될 때, 놀랍게도 또한 화상 형성 충실도를 향상시키고 성취 가능한 SID의 상당한 개량들을 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 산소 배리어 멤브레인 아래의 노광은 양호한 결과들을 제공하는 것이 증명되었고, 가장 바람직한 산소 배리어 멤브레인들은 광 산란을 최소화하는 투명 필름들이다. 이들 산소 배리어 멤브레인들은 폴리아미드들, 폴리비닐 알코올, 하이드록시알킬 셀룰로오스, 폴리비닐 피로리디논, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체들, 양성 인터폴리머들, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 알킬 셀룰로오스, 부티랄, 사이클릭 고무들 및 상기 재료들의 하나 이상의 조합들을 포함하는 플렉소 인쇄 요소들 내의 이형층들로서 통상적으로 사용되는 재료들을 포함한다. 게다가, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 폴리에스테르 및 유사한 투명 필름들과 같은 필름들이 또한 배리어 필름들로서 양호하게 기능할 수 있다. 일 바람직한 실시예에서, 배리어 멤브레인은 폴리프로필렌 필름 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 포함한다. 다른 유형의 배리어층은 인쇄 플레이트가 노광 단계에 앞서 오일의 층과 같은 액체 또는 비산소 가스의 층으로 덮여질 수 있는 액체 또는 비산소 가스 배리어이고, 오일은 투명하거나 채색될 수도 있다. 액체 또는 비산소 가스는 여기서 배리어층의 다른 형태로서 기능한다. 솔리드 배리어 멤브레인과 같이, 액체 또는 비산소 가스는 광경화성층을 노광하는데 사용된 화학선 방사선에 광학적으로 투명한 것이 중요하다. 본 발명자들이 효과적인 배리어층들을 제조하는데 있어 식별한 3개의 특성들은 광학 투명도, 낮은 두께 및 산소 운반 억제를 포함한다. 배리어 멤브레인은 배리어가 감광성 인쇄 블랭크를 노광하는데 사용된 화학선 방사선을 유해하게 흡수하거나 편향하지 않도록 충분한 광학 투명도를 갖도록 요구된다. 이와 같이, 배리어 멤브레인이 적어도 50%, 가장 바람직하게는 적어도 75%의 광학 투명도를 갖는 것이 바람직하다. 산소 운반 억제가 저산소 확산 계수의 견지에서 척도이다. 주지된 바와 같이, 멤브레인(또는 액체층)의 산소 확산 계수는 6.9×10 -9 m 2 /sec 미만, 바람직하게는 6.9×10 -10 m 2 /sec 미만, 가장 바람직하게는 6.9×10 -11 m 2 /sec 미만이어야 한다. 산소 배리어 멤브레인의 경우에, 배리어 멤브레인 두께는 필름 및 필름/포토폴리머 플레이트 조합의 취급을 위한 구조적 요구들에 따라야 한다. 5 내지 300 마이크로미터, 더 바람직하게는 약 10 내지 약 200, 가장 바람직하게는 약 1 내지 20 마이크로미터의 배리어 멤브레인 두께들이 바람직하다. 배리어 멤브레인은 화학선 방사선으로의 노광 중에 광경화성층 내로의 산소의 확산을 효과적으로 제한할 수 있도록 산소 확산에 충분히 불투과성이어야 할 필요가 있다. 본 발명자들은 전술된 두께들의 전술된 배리어 멤브레인 재료들이 본 명세서에 설명된 바와 같이 사용될 때 광경화성층 내로의 산소의 확산을 실질적으로 제한할 것이라고 판정하였다. 배리어층은 통상의 적층 프로세스에서 압력 및/또는 열을 사용하여 인쇄 플레이트의 표면에 적층될 수 있다. 액체 배리어층의 경우에, 이하의 오일, 파라핀 또는 나프탈렌 탄화수소 오일, 실리콘 오일 및 식물성 오일 중 임의의 하나를 포함하는 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 두께의 액체층이 상기 기준에 부합할 것이다. 바람직한 실시예에서, 액체는 인쇄 블랭크가 화학선 방사선에 노광되기 전에 인쇄 요소의 표면 상에 확산되어야 한다. 액체는 또한 프로세싱 중에 적소에 유지하는데 충분히 점성이어야 한다. 마지막으로, 릴리프 화상 인쇄 요소는 인쇄 프레스의 인쇄 실린더 상에 장착되고 인쇄가 개시된다. 플레이트 노광 중에 산소 억제의 영향을 감소시키는 다른 장점은 우수한 인쇄 성능에 더 기여하는 기하학적 특징들의 특정 세트를 갖는 인쇄 도트들이 생성된다는 것이다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 산소 배리어층들을 사용함으로써, 도트들은 산소 억제의 규제 효과 없이 형성되어, 편평한 상부들 및 가파른 숄더각들을 야기하고, 경화 속도는 최적의 역전 깊이들이 유지되고 숄더각들이 과도하게 넓어지지 않는 점으로 제어되고, 최종 멤브레인 적층은 열적 프로세싱 중에 과잉의 표면 거칠기의 생성을 최소화한다. 이들 기하학적 파라미터들은 그 각각의 요지가 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 레치아(Recchia)의 관련 미국 특허 출원 제 12/571,523호 및 레치아 등의 제 12/660,451호에 더 상세히 설명되어 있다. 일 실시예에서, 릴리프 인쇄 도트들은 다음으로부터 선택된 하나 이상의 특징들을 갖는다: a) 가파른 숄더각들, 여기서 복수의 도트들의 각각의 숄더각은 전체 숄더각이 약 50도 초과가 되도록 이루어짐, b) 도트 표면의 평탄성, 여기서 도트들의 상부면의 평탄성은 도트들의 상부면의 곡률반경(r t )이 광경화성 재료의 적어도 하나의 층의 총 두께보다 큼, c) 도트들 사이의 릴리프의 충분한 깊이, 여기서 도트 릴리프는 전체 플레이트 자체의 약 9%보다 큼, 및 d) 도트 상부가 도트 숄더로 전이하는 점에서 에지의 첨예도, 여기서 r e :p의 비는 5% 미만임. 전술된 바와 같이, 일단 형성되면, 스크리닝된 필름 중간물은 광중합성 플레이트의 상부에서 산소 배리어층 상에 배치되거나 이와 접촉하게 되고, 플레이트는 스크린 필름 중간물 및 산소 배리어층을 통해 UV 방사선에 노광된다. 필름 도트들 아래의 폴리머 재료는 비중합 상태로 유지된다. 노광 후에, 플레이트는 플레이트 내의 비중합된 영역들을 제거하기 위해 현상된다. 그 결과 프로세싱이 완료될 때, 플레이트 표면은 솔리드 화상 영역들에 약 15 마이크로미터의 통상의 깊이를 갖는 복수의 얕은 셀들을 가졌다. 유사하게, 선택된 % 도트 크기들의 다수의 중간 계조 도트들은 유사하게 이들 표면 얕은 셀들 상에 지지되었다. 일 실시예에서, 이들 셀들은 중간 계조 도트들 내에 중심 설정된다. 중간 계조 도트들 내의 잉크 셀들의 깊이는 솔리드들 내의 잉크 셀들의 깊이와 동일한 방식으로 제어된다. 다른 한편으로, 중간 계조들 자체는 플레이트 바닥에 이상적으로 접근하는 깊이로 프로세싱된다. 중간 계조 도트 릴리프는 모든 경우에 애니록스 롤을 갖는 플레이트의 잉크 도포시에, 잉크 셀들이 존재하는 단지 중간 계조 도트의 상부면 영역 및 잉크 셀만이 잉크를 보유한다. 이와 같이 형성된 플레이트들은 정렬되어 인쇄 실린더 상에 장착되고, 실린더는 프레스 상에 장착된다. 인쇄는 일반적인 방식으로 진행된다. 본 발명의 발명자들은 본 명세서에 설명된 프로세스를 사용함으로써 스크리닝된 필름 중간부들 또는 산소 배리어층들을 각각 사용함으로써 이전에 가능했던 것보다 더 높은 최대 성취 가능한 솔리드 잉크 농도(SID)를 성취하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.
예들: Digital MAX 0.067"/1.70 mm 플레이트들(MacDermid Printing Solutions로부터 입수 가능함)이 HIghRes optics 및 HD Flexo 2.0 소프트웨어 패키지(EskoArtworks로부터 입수 가능함)를 갖는 Esko Advance imager(EskoArtworks로부터 입수 가능함) 상에 화상 형성하는 인쇄 실험이 수행되었다. 산소 배리어 멤브레인(Membrane 100, MacDermid Printing Solutions로부터 입수 가능함)이 MacDermid Printing Solution의 LUX 라미네이터를 사용하여 Digital MAX 플레이트에 적층되었다. 테스트 화상은 스크리닝이 적용되지 않은 표본 솔리드 패치와 함께, 4×5 cm 패치들에 32개의 개별 MicroCell 패턴들을 구비하였다. 플레이트들은 경질 디지털 플레이트를 위한 표준 선택인 1320 스티키백(stickyback)으로 인쇄되었다. 인쇄된 기재는 Avanti 8 컬러 CI 프레스(PCMC로부터 입수 가능함) 상에 Sun Chemical의 용제-기반 시안 잉크를 사용하는 불투명한 백색 폴리에틸렌이었다. 2.0 bcm(제곱인치당 10억 입방 마이크로미터)의 셀 체적(셀 체적은 롤 표면의 주어진 제곱인치에서 셀들의 수로 곱한 셀의 잉크 운반 능력을 칭함)을 갖는 800 인치당 라인들(lpi)을 갖는 애니록스 롤들(미국 노스캐롤라이나주 샬롯 소재의 Harper Corp.로부터 입수 가능함)이 사용되었다. 각각의 스크리닝 조건의 판독치들은 3개의 개별 인쇄 반복들의 평균들로서 취해졌고, 반복들은 각각의 플레이트에 대한 X 분 런인 기간 후에 수집되었다. 다양한 MicroCell 패턴들의 솔리드 잉크 농도에 대한 효과를 평가하기 위해, 32개의 개별 MicroCell 패턴들이 소정의 MicroCell 변형에 대한 표준 성능에 대한 산소 배리어 멤브레인 코팅된 플레이트의 비교를 허용하고 어느 변형이 최고 가능한 SID 전체를 제공하는지를 판정하기 위해 인쇄 테스트되었다. 표준 Digital MAX 플레이트 솔리드는 1.26의 SID를 생성하였고, 반면 산소 배리어 멤브레인 코팅된 Digital MAX 플레이트는 1.30의 판독치를 제공하였다. 0.04 농도차는 통계적으로 상당하지 않고, 또한 시각적으로 검출 가능하기에 충분히 크지도 않다. 이로부터, 산소 배리어 멤브레인은 자체로 Digital MAX 플레이트의 솔리드 인쇄 성능의 SID를 향상시키지 않았다. 다수의 MicroCell 변형들은 SID에 대한 중요한 효과를 갖는 것으로 판명되었지만, 32개의 MicroCell 패턴들 중 11개는 표본 솔리드보다 낮은 SID를 가졌다. 나머지 21개의 패턴들 중에서, 6개는 표본으로부터 통계적으로 구별 불가능한 SID들을 가졌다. 나머지 15개의 패턴들은 표본보다 상당히 높은 SID를 가졌고, 이들 중 4개는 1.50 초과의 SID들을 가졌는데, 이는 SID의 20% 초과의 증가를 표현한다. 얻어진 최대 SID는 1.61에서 패턴 MC16으로부터 왔는데, 이는 표본 솔리드에 비해 28% 증가이다. 이는 육안으로 시각적으로 현저할 것이다. 다음에, MicroCell 성능에 대한 산소 배리어 멤브레인의 효과가 평가되었다. 효과는 극적으로 그리고 균일하게 긍정적이었다. 표본 솔리드보다 상당히 더 높은 SID를 나타낸 22개의 산소 배리어 멤브레인 및 MicroCell 변형들이 존재하였다. 표본보다 낮은 SID들을 갖는 7개의 산소 배리어 멤브레인 및 MicroCell 변형들이 존재하였다. 마지막으로, MicroCell 및 LUX 조합이 표본으로부터 통계적으로 대수롭지 않았던 단지 3개의 변형들이 존재하였고, 산소 배리어 멤브레인이 표준 디지털 MicroCell에 비해 SID를 향상시키지 않았고 이 경우에 표준 및 산소 배리어 멤브레인 버전이 통계적으로 구별 불가능한 단지 하나의 산소 배리어 멤브레인 및 MicroCell 변형(MC15)이 존재하였다. 더욱 더 인상적으로, 산소 배리어 멤브레인은 1.61로부터 1.76으로 최대 성취 가능한 SID를 상승시켰는데, 이는 산소 배리어 멤브레인이 없이 성취된 가장 양호한 SID보다 9% 증가 및 표본 솔리드에 비교하여 35% SID 증가를 표현한다. 최대 9개의 MicroCell-산소 배리어 멤브레인 변형들은 표준 디지털 플레이트 포맷에서 가장 양호한 MicroCell 변형에 의해 성취된 최대값보다 더 높은 SID를 제공하였다. 게다가, 표준 디지털 플레이트들의 표본보다 더 낮은 SID를 제공하는 4개의 MicroCell 변형들은 극적으로 향상되어, 산소 배리어 멤브레인으로 일단 처리된 표본보다 훨씬 더 높은 SID를 생성하였다. 따라서, 산소 배리어 멤브레인이 최대 가능한 SID를 향상시킬 뿐만 아니라, MicroCell에 대한 작동 윈도우를 증가시켜, 표준 디지털 포맷에서 행해졌던 것보다 더 많은 변형들이 작업을 행하게 한다. 실제로, 이는 더 적은 테스트가 가장 양호한 MicroCell 패턴을 발견하고 MicroCell이 플렉소 프린터를 제공하는 SID 개량을 유지하기 위해 요구될 수 있다는 것을 의미할 수 있다.
본 발명에 따라 생성된 플레이트들로 인쇄된 피인쇄 화상들 내의 솔리드 및 중간 계조 영역들의 모두는 전통적인 평활한(잉크 셀들이 없는) 영역 표면을 갖고 인쇄된 플레이트들보다 더 높은 농도, 더 양호한 컬러 균일성 및 솔리드들의 에지들 주위의 헤일로의 감소를 나타낸다. 게다가, 산소 배리어 멤브레인의 사용과 스크리닝된 마이크로셀들의 조합은 잉크 레이다운을 향상시키고 최종 인쇄물 상의 잉크 농도를 증가시켰다. 이하의 청구범위는 본 명세서에 설명된 본 발명의 일반적인 및 특정 특징들 및 언어의 요지로서 그 사이에 있을 수도 있는 본 발명의 범주의 모든 진술들의 모두를 커버하도록 의도된다는 것이 또한 이해되어야 한다. |
