JP5193276B2 - レーザー彫刻用樹脂組成物、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版及びその製造方法、並びに、レリーフ印刷版の製版方法 - Google Patents
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Description
原画フィルムを必要としない手法として、レリーフ形成層上に画像マスクを形成可能なレーザー感応式のマスク層要素を設けたレリーフ印刷版原版が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。これらの原版の製版方法によれば、画像データに基づいたレーザー照射によりマスク層要素から原画フィルムと同様の機能を有する画像マスクが形成されるため、「マスクCTP方式」と称されており、原画フィルムは必要ではないが、その後の製版処理は、画像マスクを介して紫外光で露光し、未硬化部を現像除去する工程であり、現像処理を必要とする点でなお改良の余地がある。
これまで直彫りCTP方式で用いられた版材は、版材の特性を決定するバインダーとして、疎水性のエラストマー(ゴム)を用いたもの(例えば、特許文献1参照。)が提案されている。
本発明が解決しようとする課題は、レーザー彫刻により発生した彫刻カスのリンス洗浄液耐性に優れ、印刷時に水性インキに対する耐久性が高く、また、UVインクに対する耐久性にも優れたレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版のレリーフ形成層に好適なレーザー彫刻用樹脂組成物を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、レーザー彫刻用のレリーフ印刷版原版において、形成されるレリーフ層のインキ洗浄液への耐性、水性インク耐性及びUVインク耐性に優れたレリーフ印刷版原版及びその製造方法、並びに、それを用いたレリーフ印刷版の製造方法を提供することにある。
<1>(成分A)エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物、マレイミド基、スクシンイミド基及びフタル酸イミド基よりなる群から選ばれた残基を有する低分子化合物、又は、マレイミド基に由来する構成単位又はスルホンアミド基を有する構成単位を含有する高分子化合物、を含有することを特徴とするレーザー彫刻用樹脂組成物、
<2>前記高分子化合物が、エチレン性不飽和基又は加水分解性シリル基を含有する、<1>に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<3>さらに(成分B)バインダーポリマーを含有する、<1>又は<2>に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<4>さらに(成分C)重合性化合物を含有する、<1>〜<3>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<5>さらに(成分D)重合開始剤を含有する、<1>〜<4>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<6>さらに(成分E)可塑剤を含有する、<1>〜<5>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<7>さらに(成分F)香料を含有する、<1>〜<6>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<8>さらに(成分G)700〜1,300nmの波長の光を吸収可能な光熱変換剤を含有する、<1>〜<7>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物、
<9><1>〜<8>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を支持体上に有する、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版、
<10><1>〜<8>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を光及び/又は熱により架橋したレリーフ形成層を支持体上に有する、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版、
<11><1>〜<8>のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用レリーフ樹脂組成物からなるレリーフ形成層を形成する層形成工程、及び、前記レリーフ形成層を光及び/又は熱により架橋した架橋レリーフ形成層を形成する架橋工程、を含むことを特徴とする、レリーフ印刷版原版の製造方法、
<12>架橋工程が、前記レリーフ形成層を熱により架橋する工程である、<11>に記載のレリーフ印刷版原版の製造方法、
<13><11>又は<12>に記載のレリーフ印刷版原版の製造方法により製造されたレリーフレリーフ印刷版原版のレリーフ形成層をレーザー彫刻してレリーフ層を形成するレリーフ層形成工程を含む、レリーフ印刷版の製版方法、
<14>前記レリーフ形成層の厚みが、0.05mm以上10mm以下である、<13>に記載のレリーフ印刷版の製版方法、
<15>前記レリーフ形成層のショアA硬度が50°以上90°以下である、<13>又は<14>に記載のレリーフ印刷版の製版方法。
また、本発明によれば、前記本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物を用いることで、形成されるレリーフ層の水性インク耐性及びUVインク耐性に共に優れたレリーフ印刷版原版及びその製造方法、並びに、レリーフ印刷版の製版方法を提供することができた。
[レーザー彫刻用樹脂組成物]
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、(成分A)エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物、マレイミド基、スクシンイミド基及びフタル酸イミド基よりなる群から選ばれた残基を有する低分子化合物、又は、マレイミド基に由来する構成単位又はスルホンアミド基を有する構成単位を含有する高分子化合物、を含有することを特徴とする。
本組成物は、中でも、適切な支持体上に備えられたレリーフ形成層の形成に適用することが好ましい。
(成分A1)エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物
ここで、エチレン性不飽和基、エポキシ基、及びオキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基はいずれも、自己反応性又は付加反応性を有し、連鎖的な付加反応によりより分子量の高い化合物に変化するか、又は、他の活性な架橋性基と結合することができる点で共通する性質を有する。成分A1は前記の群から選ばれた少なくとも1つの重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物である。
ここで、「低分子化合物」とは、分子量が1,000未満であることを意味し、分子量100〜900であることが好ましい。また、後述の成分A3である「高分子化合物」とは、分子量が1,000以上であることを意味し、他の使用素材との相溶性の観点から、重量平均分子量が1,000〜1,000,000であることが好ましく、重量平均分子量が1,000〜100,000であることがより好ましい。
エポキシ基は、鎖状でも環状でもよく、グリシジル基、シクロヘキセンオキシド基が含まれる。
オキセタニル基は、置換基を有していても良く、無置換であるか、又は、炭素数1〜5の低級アルキル基が置換基として好ましい。
R1〜R3が1価の有機基を表す場合の好ましい有機基としては、種々の有機溶媒への溶解性を付与できる観点から、炭素数1〜30のアルキル基が挙げられる。
上記式(1)中、ケイ素原子に結合する加水分解性基としては、特にアルコキシ基、ハロゲン原子が好ましい。
アルコキシ基としては、リンス性と耐刷性の観点から炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましい。より好ましくは炭素数1〜15のアルコキシ基、特に好ましくは炭素数1〜5、さらに好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基である。
また、ハロゲン原子として、F原子、Cl原子、Br原子、I原子が挙げられ、合成のしやすさ及び安定性の観点で、好ましくはCl原子及びBr原子が挙げられ、より好ましくはCl原子である。
上記加水分解性基は1個のケイ素原子に1〜3個の範囲で結合することができ、式(1)中における加水分解性基の総個数は2又は3の範囲であることが好ましい。特に3つの加水分解性基がケイ素原子に結合していることが好ましい。加水分解性基がケイ素原子に2個以上結合するときは、それらは互いに同一であっても、異なっていてもよい。
上記アリールオキシ基としては、具体的には、例えば、フェノキシ基などを挙げることができる。アリールオキシ基の結合したアリールオキシシリル基としては、例えば、トリフェノキシシリル基などのトリアリールオキシシリル基を挙げることができる。
成分A1の好ましい具体例としては、後掲の実施例に使用のA−4が例示できる。
成分A2は、マレイミド基、スクシンイミド基及びフタル酸イミド基よりなる環状の残基を有する点で共通点を有する低分子化合物である。「低分子」については、成分A1における「低分子」と同義である。
スクシンイミド基は、脂環が縮合していてもよい。
また、マレイミド基は、分子内に1つ又は2つ以上存在することができる。マレイミド基を、2以上有する化合物は、硬化性のエチレン性不飽和化合物として機能し、成分A2として好ましい。
成分A2の具体例は、実施例において使用する成分Aの具体例中のA−2、A−3、A−5〜A−8が例示できる。
成分A3は、高分子化合物であり、前述のとおり、「高分子化合物」とは、分子量が1,000以上であることを意味し、重量平均分子量が1,000〜1,000,000であることが好ましく、1,000〜100,000であることがより好ましい。
成分Aとして、成分A1又は成分A2よりも成分A3が好ましい。
成分A3は、マレイミド基に由来する構成単位又はスルホンアミド基を有する構成単位を含有する高分子化合物であり、マレイミド基又はスルホンアミド基を有する構成単位の共重合比は、溶解性と、インキ耐性/洗浄液耐性との両立の観点から、5〜80モル%が好ましく、10〜60モル%がより好ましい。エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有する構成単位を有することが好ましい。成分A3が、他の重合性基として、イソシアナト基を含有する構成単位を有することもまた、好ましい。
成分A3の高分子を構成する構成単位は、重合性基を有しない非環状のエチレン性不飽和基に由来するか、加水分解性シリル基を含有する非環状のエチレン性不飽和基に由来するか、又は、p−スルホンアミドフェニル基を含有する非環状のエチレン性不飽和基に由来することが好ましい。
以下に成分A3の具体例を示す。共重合比は、モル%を示す。
N−(4−アミノフェニル)マレイミド、N−[4−(2−ベンゾイミダゾリル)フェニル]マレイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ビオチニル−N’−(3−マレイミドプロピオニル)−3,6−ジオキサオクタン−1,8−ジアミン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタン
1,2−ビス(マレイミド)エタン、
本発明の樹脂組成物は、任意成分として、前記の成分Aとは別の(成分B)バインダーポリマーを含有することが好ましい。すなわち、成分Bは、マレイミド基に由来する構成単位又はスルホンアミド基を有する構成単位を含有する高分子化合物とは異なるポリマーである。
また、成分Bは、成分Aに加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種が含まれる場合に、これらの基と反応して架橋構造を形成しうる官能基(以下、適宜、「反応性官能基」と称する。)を分子内に含むことが好ましく、このようなバインダーポリマーを、以下、適宜(B)ポリマーと称する。
成分Aと反応可能な反応性官能基としては、成分Aが加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有する場合、これらの基と反応して−Si−O−結合を形成可能な基であれば特に限定されず、ヒドロキシル基、アルコキシ基、シラノール基、加水分解性シリル基が好ましく用いられる。
これらの官能基は、成分Bのポリマー分子中のいずれかに存在すればよいが、特にポリマー鎖の側鎖に存在することが好ましい。このようなポリマーとしては、ビニル共重合体(ポリビニルアルコールやポリビニルアセタールなどのビニルモノマーの共重合体及びその誘導体)やアクリル樹脂(ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどのアクリル系モノマーの共重合体及びその誘導体)が好ましく用いられる。ここで、ビニルモノマーの共重合体の誘導体とは、具体的には、ビニルアルコール単位のOH基あるいはOH基のα位を化学修飾して側鎖を延長した形態とし、その末端にOH基やカルボキシル基といった(A)化合物と反応しうる官能基を導入したバインダーポリマーのことを指す。また、アクリル系モノマーの共重合体の誘導体としては、OH基やカルボキシル基といった(A)化合物と反応する官能基を導入した樹脂が挙げられる。
本発明に用いうる(成分B)バインダーポリマーの製造方法は特に限定されないが、加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくともいずれかと反応して架橋構造を形成可能な基、又はこれらの基に誘導しうる基を有する重合性モノマーを重合又は共重合して製造する方法などが挙げられる。
このような(B)ポリマーとしては、特に、(B−1)ヒドロキシル基を有するバインダーポリマーが好ましく用いられる。
以下、本発明の樹脂組成物における成分Bとして好適な(成分B1)ヒドロキシル基を有するバインダーポリマー(以下、適宜、(B−1)特定ポリマーと称する。)について説明する。このバインダーポリマーは水不溶、且つ、炭素数1〜4のアルコールに可溶のバインダーポリマーであることが好ましい。
ーは常温ではガラス状態をとるが、このためゴム状態をとる場合に比較して、熱的な分子運動はかなり抑制された状態にある。レーザー彫刻においては、レーザー照射時に、赤外線レーザーが付与する熱に加え、所望により併用される(成分G)光熱変換剤の機能により発生した熱が、周囲に存在する(B−1)特定ポリマーに伝達され、これが熱分解、消散して、結果的に彫刻されて凹部が形成される。
本発明の好ましい態様では、(B−1)特定ポリマーの熱的な分子運動が抑制された状態の中に(成分G)光熱変換剤が存在すると(B−1)特定ポリマーへの熱伝達と熱分解が効果的に起こるものと考えられ、このような効果によって彫刻感度がさらに増大したものと推定される。
本明細書においては、以下、ポリビニルアセタール及びその誘導体を単にポリビニルアセタール誘導体と称する。即ち、本明細書においてポリビニルアセタール誘導体は、ポリビニルアセタール及びその誘導体を包含する概念で使用され、ポリビニルアルコール(ポリ酢酸ビニルを鹸化して得られる。)を環状アセタール化することにより得られる化合物の総称を示す。
ポリビニルアセタール誘導体中のアセタール含量(原料の酢酸ビニルモノマーの総モル数を100%とし、アセタール化されるビニルアルコール単位のモル%)は、30%〜90%が好ましく、50%〜85%がより好ましく、55%〜78%が特に好ましい。
ポリビニルアセタール誘導体中のビニルアルコール単位としては、原料の酢酸ビニルモノマーの総モル数に対して、10モル%〜70モル%が好ましく、15モル%〜50モル%がより好ましく、22モル%〜45モル%が特に好ましい。
また、ポリビニルアセタール誘導体は、その他の成分として、酢酸ビニル単位を有していてもよく、その含量としては0.01〜20モル%が好ましく、0.1〜10モル%がさらに好ましい。ポリビニルアセタール誘導体は、さらに、その他の共重合単位を有していてもよい。
ポリビニルアセタール誘導体としては、ポリビニルブチラール誘導体、ポリビニルプロピラール誘導体、ポリビニルエチラール誘導体、ポリビニルメチラール誘導体などが挙げられ、中でもポリビニルブチラール誘導体(以下、PVB誘導体と称する。)が好ましい。なお、これらの記載においても、例えば、ポリビニルブチラール誘導体とは、本明細書においては、ポリビニルブチラール及びその誘導体を包含する意味で用いられ、他のポリビニルアセタール誘導体類についても同様である。
ポリビニルアセタール誘導体の分子量としては、彫刻感度と皮膜性のバランスを保つ観点で、重量平均分子量として5,000〜800,000であることが好ましく、より好ましくは8,000〜500,000である。さらに、彫刻カスのリンス性向上の観点からは、50,000〜300,000であることが特に好ましい。
ポリビニルブチラール誘導体の構造は、以下に示す通りであり、これらの構造単位を含んで構成される。
彫刻感度と皮膜性とのバランスの観点から、ポリビニルブチラール及びその誘導体の重量平均分子量は、5,000〜800,000が好ましく、8,000〜500,000がより好ましく、彫刻カスのリンス性向上の観点からは、50,000〜300,000が特に好ましい。
PVB誘導体を(B−1)特定ポリマーとして用いてレリーフ形成層を製膜する際には、溶媒に溶かした溶液をキャストし乾燥させる方法が、膜の表面の平滑性の観点で好ましい。
本発明における(B−1)特定ポリマーとして用いうるアクリル樹脂としては、公知のアクリル単量体を用いて得るアクリル樹脂であって、分子内にヒドロキシル基を有するものであれば用いることができる。
ヒドロキシル基を有するアクリル樹脂の合成に用いられるアクリル単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類(メタ)アクリルアミド類であって分子内にヒドロキシル基を有するものが好ましい。この様な単量体の具体例としては例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル類としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、アセトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールとプロピレングリコールとの共重合体のモノメチルエーテル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
さらに、ウレタン基やウレア基を有するアクリル単量体を含んで構成される変性アクリル樹脂も好ましく使用することができる。
これらの中でも、水性インキ耐性の観点で、ラウリル(メタ)アクリレートなどのアルキル(メタ)アクリレート類、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレートなど脂肪族環状構造を有する(メタ)アクリレート類が特に好ましい。
好ましいノボラック樹脂としては、例えばフェノールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、m−クレゾールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、p−クレゾールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、o−クレゾールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、オクチルフェノールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、m−/p−混合クレゾールとホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂、フェノール/クレゾール(m−、p−、o−又はm−/p−、m−/o−、o−/p−混合のいずれでもよい。)の混合物とホルムアルデヒドから得られるノボラック樹脂などが挙げられる。
これらのノボラック樹脂は、重量平均分子量が800〜200,000で、数平均分子量が400〜60,000のものが好ましい。
(B−1)特定ポリマーとして、ヒドロキシル基を側鎖に有するエポキシ樹脂を用いることも可能である。好ましい具体例としては、ビスフェノールAとエピクロヒドリンの付加物を原料モノマーとして重合して得られるエポキシ樹脂が好ましい。
これらのエポキシ樹脂は、重量平均分子量が800〜200,000で、数平均分子量が400〜60,000のものが好ましい。
本発明における(B)ポリマーに含まれるヒドロキシル基の含有量は、前記いずれの態様のポリマーにおいても、0.1〜15mmol/gであることが好ましく、0.5〜7mmol/gであることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物における(B−1)特定ポリマーに代表される(B)ポリマーは、1種のみ用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物には、上記(成分B)バインダーポリマーとして、ヒドロキシル基を有しないバインダーポリマーなど、成分B1に包含されない公知のバインダーポリマーを併用することができる。以下、このようなバインダーポリマーを(B−2)併用バインダーポリマーと称する。
(B−2)併用バインダーポリマーは、前記(B−1)特定ポリマーとともに、レーザー彫刻用樹脂組成物に含有される主成分を構成するものであり、(B−1)特定ポリマーに包含されない一般的な高分子化合物を適宜選択し、1種又は2種以上を併用して用いることができる。特に、レリーフ形成版原版を印刷版原版に用いる際は、レーザー彫刻性、インキ受与性、彫刻カス分散性などの種々の性能を考慮して選択することが好ましい。
このようなポリマーとして、主鎖に炭素−炭素不飽和結合を含むポリマーとしては、例えば、SB(ポリスチレン−ポリブタジエン)、SBS(ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン)、SIS(ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン)、SEBS(ポリスチレン−ポリエチレン/ポリブチレン−ポリスチレン)等が挙げられる。
このように、レリーフ印刷版の適用用途に応じた物性を考慮し、目的に応じたバインダーポリマーを選択し、当該バインダーポリマーの1種を、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることができる。
例えば、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物をレリーフ印刷版原版のレリーフ形成層に適用した場合、バインダーポリマーの含有量を5重量%以上とすることで、得られたレリーフ印刷版を印刷版として使用するに足る耐刷性が得られ、また、80重量%以下とすることで、他成分が不足することがなく、レリーフ印刷版をフレキソ印刷版とした際においても印刷版として使用するに足る柔軟性を得ることができる。
本発明においては、レリーフ形成層中に架橋構造を形成する観点から、これを形成するために、レリーフ形成層用塗布液(本発明の樹脂組成物)は、重合性化合物を含有することが好ましい。
ここで用いうる重合性化合物は、(成分C1)エチレン性不飽和基を分子内に1つ有する単官能モノマー、及び、同結合を分子内に2個以上有する多官能モノマー、(成分C2)加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有する化合物、に大別できる。これらの架橋性基を複数有する化合物は、架橋性を有し、レリーフ層のインクに対する耐性を高めるのに有効である。
(成分C)重合性化合物は、成分A以外の化合物であり、スルホンアミド基を有さず、また、マレイミド基をも有しないことが好ましい。
重合性化合物として用いられる、上記成分C1について説明する。
本発明に係るレリーフ形成層は、膜中に架橋構造を有することが好ましいために、単官能モノマーよりも多官能モノマーが好ましく使用される。これらの多官能モノマーの分子量は、200〜2,000であることが好ましい。ここで、エチレン性不飽和基は環状でない基が好ましい。
単官能モノマーとしては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)と一価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と一価アミン化合物とのアミド等が挙げられる。また、多官能モノマーとしては、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)と多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と多価アミン化合物とのアミド等が挙げられる。
また、ヒドロキシル基やアミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルあるいはアミド類と単官能若しくは多官能イソシアネート類あるいはエポキシ類との付加反応物、及び単官能若しくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も好適に使用される。
また、別の例として、上記の不飽和カルボン酸の代わりに、不飽和ホスホン酸、スチレン、ビニルエーテル等に置換した化合物群を使用することも可能である。
重合性化合物としては、特に制限はなく、前記例示した化合物の他、公知の種々の化合物を用いることができ、例えば、特開2009−204962号公報の段落〔0098〕〜〔0124〕に記載の化合物などを使用してもよい。
このように分子内に硫黄原子を有する重合性化合物としては、彫刻感度向上の観点から、特に、2つ以上のエチレン性不飽和結合を有し、そのうち2つのエチレン性不飽和結合間を連結する部位に炭素−硫黄結合を有する重合性化合物(以下、適宜、「含硫黄多官能モノマー」と称する。)を用いることが好ましい。
また、含硫黄多官能モノマーにおける2つのエチレン性不飽和結合間を連結する炭素−硫黄結合を含有する連結基としては、−C−S−、−C−SS−、−NH(C=S)O−、−NH(C=O)S−、−NH(C=S)S−、及び−C−SO2−から選択される少なくとも1つのユニットを含む連結基であることが好ましい。
一方、分子内に含まれるエチレン性不飽和部位の数は2つ以上であれば特に制限は無く、目的に応じて、適宜選択することができるが、架橋膜の柔軟性の観点で、2個〜10個が好ましく、2個〜6個がより好ましく、2個〜4個がさらに好ましい。
また、本発明における含硫黄多官能モノマーは単独で用いてもよいが、分子内に硫黄原子を持たない多官能重合性化合物や単官能重合性化合物との混合物として用いてもよい。
分子内に硫黄原子を有する重合性化合物の具体例としては、例えば、特開2009-2
55510公報の段落0032〜0037に記載のものを例示でき、ここに記載の化合物を本発明に使用してもよい。
彫刻感度の観点からは、含硫黄多官能モノマー単独で用いる、若しくは、含硫黄多官能モノマーと単官能エチレン性モノマーとの混合物として用いる態様が好ましく、より好ましくは、含硫黄多官能モノマーと単官能エチレン性モノマーとの混合物として用いる態様である。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物に用いられる(成分C2)加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有する化合物〔以下、適宜(C2)化合物と称する。〕における「加水分解性シリル基」とは、加水分解性基を含むシリル基のことであり、加水分解性基としては、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、ハロゲン基、アミド基、アセトキシ基、アミノ基、イソプロペノキシ基等を挙げることができる。シリル基は加水分解してシラノール基となり、シラノール基は脱水縮合してシロキサン結合が生成する。このような加水分解性シリル基又はシラノール基は下記式(1)で表されるものが好ましい。
R1〜R3が1価の有機基を表す場合の好ましい有機基としては、種々の有機溶媒への溶解性を付与できる観点から、炭素数1〜30のアルキル基が挙げられる。
上記式(1)中、ケイ素原子に結合する加水分解性基としては、特にアルコキシ基、ハロゲン原子が好ましい。
アルコキシ基としては、リンス性と耐刷性の観点から炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましい。より好ましくは炭素数1〜15のアルコキシ基、特に好ましくは炭素数1〜5、さらに好ましくは炭素数1〜3のアルコキシ基である。
また、ハロゲン原子として、F原子、Cl原子、Br原子、I原子が挙げられ、合成のしやすさ及び安定性の観点で、好ましくはCl原子及びBr原子が挙げられ、より好ましくはCl原子である。
上記加水分解性基は1個のケイ素原子に1〜3個の範囲で結合することができ、式(1)中における加水分解性基の総個数は2又は3の範囲であるのが好ましい。特に3つの加水分解性基がケイ素原子に結合していることが好ましい。加水分解性基がケイ素原子に2個以上結合するときは、それらは互いに同一であっても、異なっていてもよい。
上記アリールオキシ基としては、具体的には、例えば、フェノキシ基などを挙げることができる。アリールオキシ基の結合したアリールオキシシリル基としては、例えば、トリフェノキシシリル基などのトリアリールオキシシリル基を挙げることができる。
上記特定構造を有する連結基を含む成分C2に属する化合物の代表的な合成方法を以下に示す。
スルフィド基を含む連結基を有する(C2)化合物(以下、適宜、スルフィド連結基含有(C2)化合物と称する)の合成法は特には限定されないが、具体的には、例えば、ハロゲン化炭化水素基を有する(C2)化合物と硫化アルカリの反応、メルカプト基を有する(C2)化合物とハロゲン化炭化水素の反応、メルカプト基を有する(C2)化合物とハロゲン化炭化水素基を有する(C2)化合物の反応、ハロゲン化炭化水素基を有する(C2)化合物とメルカプタン類の反応、エチレン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物とメルカプタン類の反応、エチレン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物とメルカプト基を有する(C2)化合物の反応、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物とメルカプト基を有する(C2)化合物の反応、ケトン類とメルカプト基を有する(C2)化合物の反応、ジアゾニウム塩とメルカプト基を有する(C2)化合物の反応、メルカプト基を有する(C2)化合物とオキシラン類との反応、メルカプト基を有する(C2)化合物とオキシラン基を有する(C2)化合物の反応、メルカプタン類とオキシラン基を有する(C2)化合物の反応、及び、メルカプト基を有する(C2)化合物とアジリジン類との反応等から選択される合成法のいずれかにより合成される。
イミノ基を含む連結基を有する加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有する化合物(以下、適宜、イミノ連結基含有(C2)化合物と称する。)の合成法は特には限定されないが、具体的には、例えば、アミノ基を有する(C2)化合物とハロゲン化炭化水素の反応、アミノ基を有する(C2)化合物とハロゲン化炭化水素基を有する(C2)化合物の反応、ハロゲン化炭化水素基を有する(C2)化合物とアミン類の反応、アミノ基を有する(C2)化合物とオキシラン類との反応、アミノ基を有する(C2)化合物とオキシラン基を有する(C2)化合物の反応、アミン類とオキシラン基を有する(C2)化合物の反応、アミノ基を有する(C2)化合物とアジリジン類との反応、エチレン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物とアミン類の反応、エチレン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物とアミノ基を有する(C2)化合物の反応、エチレン性不飽和二重結合を有する化合物とアミノ基を有する(C2)化合物の反応、アセチレン性不飽和三重結合を有する化合物とアミノ基を有する(C2)化合物の反応、イミン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物と有機アルカリ金属化合物の反応、イミン性不飽和二重結合を有する(C2)化合物と有機アルカリ土類金属化合物の反応、及び、カルボニル化合物とアミノ基を有する(C2)化合物の反応等から選択される合成法のいずれかにより合成される。
ウレイレン基を含む連結基を有する加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有する化合物(以下、適宜、ウレイレン連結基含有(C2)化合物と称する。)の合成法は特には限定されないが、具体的には、例えば、アミノ基を有する(C2)化合物とイソシアン酸エステル類の反応、アミノ基を有する(C2)化合物とイソシアン酸エステルを有する(C2)化合物の反応、及び、アミン類とイソシアン酸エステルを有する(C2)化合物の反応等から選択される合成法のいずれかにより合成される。
<シランカップリング剤>
以下、本発明における(C2)化合物として好適なシランカップリング剤について説明する。
本発明においては、Si原子に、アルコキシ基又はハロゲン基が少なくとも1つ直接結合した官能基をシランカップリング基と呼び、このシランカップリング基を分子中に1つ以上有している化合物をシランカップリング剤と称する。シランカップリング基は、Si原子にアルコキシ基又はハロゲン原子が2つ以上直接結合したものが好ましく、3つ以上直接結合したものが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、(C2)化合物における加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種、好ましくは、シランカップリング剤におけるシランカップリング基が、(成分B)バインダーポリマー中の反応性官能基、例えば、水酸基(−OH)であれば、この水酸基とアルコール交換反応を起こし、架橋構造を形成する。その結果、バインダーポリマーの分子同士がシランカップリング剤を介して3次元的に架橋される。(成分B)バインダーポリマー中の、(C2)化合物における加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種と反応して架橋構造を形成しうる反応性の官能基については、以下に詳述する。
本発明における好ましい態様であるシランカップリング剤においては、Si原子に直接結合している官能基として、アルコキシ基及びハロゲン原子の少なくとも1つ以上の官能基を有することが必須であり、化合物の取り扱いやすさの観点からは、アルコキシ基を有するものが好ましい。
ここで、アルコキシ基としては、リンス性と耐刷性の観点から炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましい。より好ましくは炭素数1〜15のアルコキシ基、特に好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基である。
また、ハロゲン原子として、F原子、Cl原子、Br原子、I原子が挙げられ、合成のしやすさ及び安定性の観点で、好ましくはCl原子及びBr原子が挙げられ、より好ましくはCl原子である。
シランカップリング基が2つ以上ある場合には、シランカップリング基同士が連結基で連結されていることが好ましい。連結基としては、ヘテロ原子や炭化水素などの置換基を有してもよい2価以上の有機基が挙げられ、彫刻感度が高い点ではヘテロ原子(N、S、O)を含む態様が好ましく、特に好ましくはS原子を含む連結基である。
このような観点からは、本発明におけるシランカップリング剤として、アルコキシ基としてメトキシ基又はエトキシ基、中でも、メトキシ基がSi原子に結合したシランカップリング基を分子内に2個有し、且つ、これらシランカップリング基が、ヘテロ原子(特に好ましくはS原子)を含むアルキレン基を介して結合している化合物が好適である。より具体的には、スルフィド基を含む連結基を有するものが好ましい。
また、シランカップリング基同士を連結する連結基の他の好ましい態様として、オキシアルキレン基を有する連結基が挙げられる。連結基がオキシアルキレン基を含むことで、レーザ彫刻後の彫刻カスのリンス性が向上する。オキシアルキレン基としては、好ましくはオキシエチレン基であり、より好ましくは、オキシエチレン基が複数連結されたポリオキシエチレン鎖である。ポリオキシエチレン鎖におけるオキシエチレン基の総数としては、2〜50が好ましく、3〜30がより好ましく、4〜15が特に好ましい。
本発明の樹脂組成物中に含まれる成分Cの合計含有量は、固形分換算で、0.1〜80重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは1〜40重量%の範囲であり、最も好ましくは5重量%〜30重量%である。
また、レリーフ形成層中の(成分C)重合性化合物の総含有量は、架橋膜の柔軟性や脆性の観点から、組成物の全固形分に対して、5〜50重量%が好ましく、5〜30重量%の範囲がより好ましい。
なお、含硫黄多官能モノマーと他の重合性化合物とを併用する場合、全重合性化合物中の含硫黄多官能モノマーの量は、5重量%以上が好ましく、10重量%以上がより好ましい。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物をレリーフ形成層作製に用いる場合には、さらに(成分D)重合開始剤を含有することが好ましい。
本発明に用いることができる(成分D)重合開始剤は架橋触媒として機能する以下の3種類の化合物群から選択できる。すなわち、(成分D−1)アルコール交換反応触媒、(成分D−2)重合開始剤、又は、(成分D−3)エポキシ基及び/又はオキセタニル基と反応して架橋構造を形成しうる硬化剤を含むことが好ましい。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、架橋構造形成を促進するため、(成分D−1)アルコール交換反応触媒を含有することが好ましく、加水分解性シリル基及び/又はシラノール基を有する化合物との組み合わせとして(成分D−1)アルコール交換反応触媒を含有することがより好ましい。
アルコール交換反応触媒は、シランカップリング反応において一般に用いられる反応触媒であれば、限定なく適用できる。
以下、代表的なアルコール交換反応触媒である酸性触媒又は塩基性触媒、及び、金属錯体触媒について順次説明する。
酸性触媒又は塩基性触媒としては、酸又は塩基性化合物をそのまま用いるか、あるいは水又は有機溶剤などの溶媒に溶解させた状態のもの(以下、それぞれ酸性触媒、塩基性触媒と称する。)を用いる。溶媒に溶解させる際の濃度については特に限定はなく、用いる酸、あるいは塩基性化合物の特性、触媒の所望の含有量などに応じて適宜選択すればよい。
酸性触媒あるいは塩基性触媒の種類は特に限定されないが、具体的には、酸性触媒としては、塩酸などのハロゲン化水素、硝酸、硫酸、亜硫酸、硫化水素、過塩素酸、過酸化水素、炭酸、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、そのRCOOHで表される構造式のRを他元素又は置換基によって置換した置換カルボン酸、ベンゼンスルホン酸などのスルホン酸、リン酸、ヘテロポリ酸、無機固体酸などが挙げられ、塩基性触媒としては、アンモニア水などのアンモニア性塩基、エチルアミンやアニリンなどのアミン類、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ土類酸化物、第四級アンモニウム塩化合物、四級ホスホニウム塩化合物などが挙げられる。
アミン類としては、以下に示す(a)〜(e)の化合物が挙げられる。
(a)ヒドラジン等の水素化窒素化合物;
(b)脂肪族、芳香族又は脂環式の第一級、第二級又は第三級のモノアミン又はジアミン、トリアミン等のポリアミン;
(c)縮合環を含む環状アミンであり少なくとも1つの窒素原子が環骨格に含まれるモノアミン又はポリアミン;
(d)アミノ酸類、アミド類、アルコールアミン類、エーテルアミン類、イミド類又はラクタム類等の含酸素アミン;
(e)O、S、Se等のヘテロ原子を有する含ヘテロ元素アミン;
アミン類としては、具体的には、ヒドラジン、
第一級アミンとしては;モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノプロピルアミン類、モノブチルアミン類、モノペンチルアミン類、モノヘキシルアミン類、モノヘプチルアミン類、ビニルアミン、アリルアミン、ブテニルアミン類、ペンテニルアミン類、ヘキセニルアミン類、ペンタジエニルアミン類、ヘキサジエニルアミン類、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロオクチルアミン、p−メンチルアミン、シクロペンテニルアミン類、シクロヘキセニルアミン類、シクロヘキサジエニルアミン類、アニリン、ベンジルアミン、ナフチルアミン、ナフチルメチルアミン、トルイジン、トリレンジアミン類、アニゾール、エチレンジアミン、エチレントリアミン、モノエタノールアミン、アミノチオフェン、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、アミノアセトンなどが挙げられる。
従って、前記塩基性触媒として用いることができるアミン類は、脂肪族又は脂環式、飽和又は不飽和の炭化水素基;芳香族炭化水素基;含酸素及び/又は含イオウ及び/又は含セレン炭化水素基等が1以上の窒素原子と結合した化合物であることが好ましい。熱架橋後の膜強度の観点から、アミンとして好ましいpKaH(共役酸の酸解離定数)の範囲としては、7以上が好ましく、10以上がより好ましい。
前記アルコール交換反応触媒として用いることができる金属錯体触媒としては、周期律表の2、4、5及び13族から選ばれる金属元素と、β−ジケトン、ケトエステル、ヒドロキシカルボン酸又はそのエステル、アミノアルコール及びエノール性活性水素化合物よりなる群から選ばれたオキソ又はヒドロキシ酸素化合物とから構成されるものであることが好ましい。
さらに、構成金属元素の中では、Mg、Ca、Sr、Baなどの2族元素、Ti、Zrなどの4族元素、V、N、Taなどの5族元素、及び、Al、Gaなどの13族元素が好ましく、それぞれ触媒効果の優れた錯体を形成する。その中でもZr、Al又はTiから得られる錯体が優れており、好ましい。例えば、オルトチタン酸エチルなどが挙げられる。
上記金属錯体の配位子を構成するオキソ又はヒドロキシ酸素含有化合物は、本発明においては、アセチルアセトン(2,4−ペンタンジオン)、2,4−ヘプタンジオンなどのβ−ジケトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸ブチルなどのケトエステル類、乳酸、乳酸メチル、サリチル酸、サリチル酸エチル、サリチル酸フェニル、リンゴ酸、酒石酸、酒石酸メチルなどのヒドロキシカルボン酸及びそのエステル、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、4−ヒドロキシ−2−ヘプタノンなどのケトアルコール類、モノエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチル−モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアミノアルコール類、メチロールメラミン、メチロール尿素、メチロールアクリルアミド、マロン酸ジエチルエステルなどのエノール性活性化合物、アセチルアセトンのメチル基、メチレン基又はカルボニル炭素に置換基を有する化合物が挙げられる。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、架橋構造形成を促進するため、(成分D−2)重合開始剤を含有することが好ましく、(成分C1)多官能エチレン性不飽和化合物及び(成分D−2)重合開始剤を含有することがより好ましい。
重合開始剤は、当業者間で公知のものを制限なく使用することができる。以下、好ましい重合開始剤であるラジカル重合開始剤について詳述するが、本発明はこれらの記述により制限を受けるものではない。
また、(c)有機過酸化物及び(l)アゾ系化合物としては、以下に示す化合物が好ましい。
本発明に用いうるラジカル重合開始剤として好ましい(c)有機過酸化物としては、3,3’,4,4’−テトラ−(ターシャリーブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(ターシャリーアミルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(ターシャリーヘキシルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(ターシャリーオクチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(クミルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’−テトラ−(p−イソプロピルクミルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、ジ−ターシャリーブチルジパーオキシイソフタレートなどの過酸化エステル系が好ましい。
本発明に用いうるラジカル重合開始剤として好ましい(l)アゾ系化合物としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビスプロピオニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミドオキシム)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等を挙げることができる。
これは、有機過酸化物を用いてレリーフ形成層を熱架橋により硬化させる際、ラジカル発生に関与しない未反応の有機過酸化物が残存するが、残存した有機過酸化物は、自己反応性の添加剤として働き、レーザー彫刻時に発熱的に分解する。その結果、照射されたレーザーエネルギーに発熱分が加算されるので彫刻感度が高くなったと推定される。
特に(成分B)バインダーポリマーのガラス転移温度が室温以上の場合、有機過酸化物の分解に由来して発生した熱が、バインダーポリマーに効率よく伝達され、かつ(成分B)バインダーポリマーや(B−2)併用バインダーポリマー自体の熱分解に有効に利用されるためより高感度化されるものと推定している。
なお、光熱変換剤の説明において詳述するが、この効果は、光熱変換剤としてカーボンブラックを用いる場合に著しい。これは、カーボンブラックから発生した熱が(c)有機過酸化物にも伝達される結果、カーボンブラックだけでなく有機過酸化物からも発熱するため、(成分B)バインダーポリマー等の分解に使用されるべき熱エネルギーの発生が相乗的に生じるためと考えている。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、架橋構造形成を促進するため、成分A中のエポキシ基及び/又はオキセタニル基を有する化合物と反応して架橋構造を形成しうる硬化剤を含有することが好ましい。
成分D−3は、反応の進行が速く、高強度な膜が得られる点から、第一級アミノ基及び酸無水物基よりなる群から選ばれた官能基を1つ以上有する化合物、又は、第二級アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、フェノール性ヒドロキシル基及びヒドロキシル基よりなる群から選ばれた官能基を2つ以上有する化合物であることが好ましく、第一級アミノ基及び酸無水物基よりなる群から選ばれた官能基を1つ以上有する化合物、又は、第二級アミノ基及びメルカプト基よりなる群から選ばれた官能基を2つ以上有する化合物であることがより好ましく、第一級アミノ基及び酸無水物基よりなる群から選ばれた官能基を1つ以上有する化合物であることがさらに好ましい。
例えば、ブチルアミン、オクチルアミン、オレイルアミン、2−エチルヘキシルアミン等の第一級アルキルアミン類、アニリン、4−アミノアセトフェノン、p−アニシジン、2−アミノアントラセン、1−ナフチルアミン等の第一級アニリン類、モノエタノールアミン、2−エトキシエタノールアミン、2−ヒドロキシプロパノールアミン等の第一級アルカノールアミン類、ヘキサンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、m−キシレンジアミン、p−キシレンジアミンなどの脂肪族ポリアミン類、1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環式ポリアミン類、1,4−フェニレンジアミン、2,3−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノアントラキノン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等のポリアニリン類、ポリアミン類とアルデヒド化合物と一価又は多価フェノール類との重縮合物からなるマンニッヒ塩基、ポリアミン類とポリカルボン酸やダイマー酸との反応により得られるポリアミドポリアミン類が挙げられる。
これらの中でも、高度な三次元架橋を形勢するのに適していることから、脂肪族ポリアミン類、脂環式ポリアミン類、ポリアニリン類が好ましく、特にヘキサンジアミン、トリエチレンテトラミン、m−キシレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンがより好ましい。
例えば、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、N,N’−ジイソプロピルエチレンジアミン、2,5−ジメチルピペラジン、N,N’−ジメチルシクロヘキサン−1,2−ジアミン、ピペラジン、ホモピペラジン、2−メチルピペラジン等が挙げられる。
例えば、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水ナジック酸、水素化無水ナジック酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物化合物を使用することができる。これらの中でも、特に好ましくは無水メチルヘキサヒドロフタル酸を用いることで、硬化収縮が少なく、透明性を有し、高強度な硬化膜が得られる。
例えば、1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,7−ヘプタンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,9−ノナンジチオール、1,10−デカンジチオール、1,12−ドデカンジチオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジチオール、3−メチル−1,5−ペンタンジチオール、2−メチル−1,8−オクタンジチオール等のアルカンジチオールや、1,4−シクロヘキサンジチオール等のシクロアルカンジチオールや、ビス(2−メルカプトエチル)エーテル、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、ビス(2−メルカプトエチル)ジスルフィド、2,2’−(エチレンジチオ)ジエタンチオール等の炭素鎖中にヘテロ原子を含有するアルカンジチオールや、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジオキサン、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアン等の炭素鎖中にヘテロ原子及び脂環構造を含有するアルカンジチオールや、1,1,1−トリス(メルカプトメチル)エタン、2−エーテル−2−メルカプトメチル−1,3−プロパンジチオール、1,8−メルカプト−4−メルカプトメチル−3,6−チアオクタン等のアルカントリチオールや、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、3,3’−チオビス(プロパン−1,2−ジチオール)、2,2’−チオビス(プロパン−1,3−ジチオール)等のアルカンテトラチオール等が挙げられる。
例えば、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、ナジック酸、水素化ナジック酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカンジカルボン酸、イソフタル酸、2−メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂;トリフェノールメタン型樹脂等の多官能型フェノール樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物;ビスフェノールS等の硫黄原子含有型フェノール樹脂等が挙げられる。
例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−テトラメチレンジオール、1,3−テトラメチレンジオール、2−メチル−1,3−トリメチレンジオール、1,5−ペンタメチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサメチレンジオール、3−メチル−1,5−ペンタメチレンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタメチレンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、シクロヘキサンジオール類(1,4−シクロヘキサンジオール等)、ビスフェノール類(ビスフェノールAなど)、糖アルコール類(キシリトールやソルビトールなど)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコール類などが挙げられる。
レリーフ形成層中の(成分D)重合開始剤の含有量は、レリーフ形成層の固形分全量に対し0.01〜10重量%が好ましく、0.1〜3重量%がより好ましい。重合開始剤の含有量を0.01重量%以上とすることで、これを添加した効果が得られ、架橋性レリーフ形成層の架橋が速やかに行われる。また、含有量を10重量%以下とすることで他成分が不足することがなく、レリーフ印刷版として使用するに足る耐刷性が得られるためである。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、可塑剤を含有することが好ましい。可塑剤は、レーザー彫刻用樹脂組成物により形成された膜を柔軟化する作用を有するものであり、バインダーポリマーに対して相溶性のよいものである必要がある。
可塑剤としては、例えば、クエン酸トリブチル、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート等や、ポリエチレングリコール類、ポリプロピレングリコール(モノオール型やジオール型)、ポリプロピレングリコール(モノオール型やジオール型)好ましく用いられる。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物における成分Eの含有量は、ガラス転移温度を室温以下に低下させるという観点から、固形分換算で、樹脂組成物の総重量を100重量%として、1〜50重量%が好ましく、10〜40重量%がより好ましく、20〜30重量%がさらに好ましい。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、(成分F)香料を含有することが好ましい。香料は、レリーフ印刷版原版の製造時やレーザー彫刻時の臭気を低減させるのに有効である。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、(成分F)香料を含有することにより、製造中に塗布した液状樹脂組成物を乾燥する際、揮発する溶剤臭をマスクすることができる。また、レーザー彫刻する際に発生するアミン臭やケトン臭、アルデヒド臭、樹脂の鼻につく焦げ臭さなどの不快臭をマスクすることができる。
また、香料としては、香気を有するだけでなく、アミノ基やカルボニル基、アルデヒド基を有する化合物に対し良好に溶解するものであることが好ましい。効果的に臭気を低減し、さらに効果的に作用するには、香料成分がアミノ基やカルボニル基、アルデヒド基を有する化合物に対し良好に溶解する化学構造を有することが好ましい。溶解性においては、直鎖状骨格よりも分岐状骨格がよく、中でも、香料が、炭化水素化合物、アルデヒド化合物、ケトン化合物、エステル化合物、又は、アルコール化合物の場合、良好な溶解性を示す。さらには、環状ケトン化合物、環状エステル化合物の場合は、当該化合物の炭素数が4〜20であるときに良好な溶解性を示す。また、これらの構造を有する化合物は、硫黄の臭気を低減することにも効果的であるため、硫黄原子を有する化合物を含む樹脂組成物においても有用である。
香料は、樹脂組成物に使用する前記架橋剤、前記ポリマー、及び、溶剤等によって、適宜選択することが好ましく、公知の香料を組み合わせて最適化することが好ましい。香料としては、合成香料−化学と商品知識−(印藤元一著、(株)化学工業日報社発行)、香料化学入門(渡辺昭次著、(株)培風館出版)、香りの百科(日本香料協会編、(株)朝倉書店出版)、香料化学総覧II 単離香料・合成香料・香料の応用((株)廣川書店発行)に記載されている香料が挙げられる。
また、香料としては、天然香料、合成香料のいずれも使用することができる。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物における(成分F)香料の含有量は、樹脂組成物の全固形分量に対し、0.003〜1.5重量%が好ましく、0.005〜1.0重量%がより好ましい。上記範囲であると、マスキング効果を充分に発揮でき、香料の香りが適度であり、作業環境の改善され、また、彫刻感度に優れる。
本発明に係るレリーフ形成層は、さらに、光熱変換剤を含有することが好ましい。即ち、本発明における光熱変換剤は、レーザーの光を吸収し発熱することで、レーザー彫刻時の硬化物の熱分解を促進すると考えられる。このため、彫刻に用いるレーザー波長の光を吸収する光熱変換剤を選択することが好ましい。
本発明における光熱変換剤としては、種々の染料又は顔料が用いられる。
本発明の最も好ましい態様としては、前述の如く、(成分B)バインダーポリマー、さらには、(成分D)重合開始剤である(c)有機過酸化物と(成分G)光熱変換剤であるカーボンブラックとを組み合わせて用いた態様を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物を調製する際に用いる溶媒は、組成物を構成する成分A他を溶解する主として非プロトン性の有機溶媒を用いることが好ましい。より具体的には、非プロトン性の有機溶媒/プロトン性有機溶媒=100/0〜50/50(重量比)で用いることが好ましい。より好ましくは100/0〜70/30、特に好ましくは100/0〜90/10である。
非プロトン性の有機溶媒の好ましい具体例は、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシドである。
プロトン性有機溶媒の好ましい具体例は、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオールである。
γ−ブチロラクトンのみを使用することも好ましく、組成物の全固形分100重量部あたり、10〜40重量部を使用することが好ましい。
本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物は、彫刻感度向上のための添加剤として、ニトロセルロースや高熱伝導性物質、を加えることがより好ましい。ニトロセルロースは自己反応性化合物であるため、レーザー彫刻時、自身が発熱し、共存する親水性ポリマー等のバインダーポリマーの熱分解をアシストする。その結果、彫刻感度が向上すると推定される。高熱伝導性物質は、熱伝達を補助する目的で添加され、熱伝導性物質としては、金属粒子等の無機化合物、導電性ポリマー等の有機化合物が挙げられる。金属粒子としては、粒径がマイクロメートルオーダーから数ナノメートルオーダーの、金微粒子、銀微粒子、銅微粒子が好ましい導電性ポリマーとしては、特に共役ポリマーが好ましく、具体的には、ポリアニリン、ポリチオフェンが挙げられる。
また、共増感剤を用いることで、レーザー彫刻用樹脂組成物を光硬化させる際の感度をさらに向上させることができる。
さらに、組成物の製造中あるいは保存中において重合性化合物の不要な熱重合を阻止するために少量の熱重合禁止剤を添加することが望ましい。
レーザー彫刻用樹脂組成物の着色を目的として染料若しくは顔料等の着色剤を添加してもよい。これにより、画像部の視認性や、画像濃度測定機適性といった性質を向上させることができる。
さらに、レーザー彫刻用樹脂組成物の硬化皮膜の物性を改良するために充填剤等の公知の添加剤を加えてもよい。
本発明のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の第1の実施態様は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を有する。
また、本発明のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の第2の実施態様は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を架橋した架橋レリーフ形成層を有する。
本発明において「レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版」とは、レーザー彫刻用樹脂組成物からなる架橋性を有するレリーフ形成層が、架橋される前の状態、及び、光又は熱により硬化された状態の両方又はいずれか一方のものをいう。
本発明において「レリーフ形成層」とは、架橋される前の状態の層をいい、すなわち、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなる層であり、必要に応じ、乾燥が行われていてもよい。
架橋レリーフ形成層を有する印刷版原版をレーザー彫刻することにより「レリーフ印刷版」が作製される。
本発明において「架橋レリーフ形成層」とは、前記レリーフ形成層を架橋した層をいう。前記の架橋は、熱及び/又は光により行うことができる。また、前記架橋は樹脂組成物が硬化される反応であれば特に限定されず、成分B同士の反応、成分Bと他の成分との反応などによる架橋構造が例示できる。
また、本発明において「レリーフ層」とは、レリーフ印刷版におけるレーザーにより彫刻された層、すなわち、レーザー彫刻後の前記架橋レリーフ形成層をいう。
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版は、必要によりさらに、支持体と(架橋)レリーフ形成層との間に接着層を、また、(架橋)レリーフ形成層上にスリップコート層、保護フィルムを有していてもよい。
レリーフ形成層は、前記本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなる層であり、熱架橋性の層であることが好ましい。
以下、主としてレリーフ形成層をシート状にした場合を例に挙げて説明する。
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の支持体に使用する素材は特に限定されないが、寸法安定性の高いものが好ましく使用され、例えば、スチール、ステンレス、アルミニウムなどの金属、ポリエステル(例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PAN(ポリアクリロニトリル))やポリ塩化ビニルなどのプラスチック樹脂、スチレン−ブタジエンゴムなどの合成ゴム、ガラスファイバーで補強されたプラスチック樹脂(エポキシ樹脂やフェノール樹脂など)が挙げられる。支持体としては、PETフィルムやスチール基板が好ましく用いられる。支持体の形態は、レリーフ形成層がシート状であるかスリーブ状であるかによって決定される。
レリーフ形成層を支持体上に形成する場合、両者の間には、層間の接着力を強化する目的で接着層を設けてもよい。
接着層に使用しうる材料は、レリーフ形成層が架橋された後において接着力を強固にするものであればよく、レリーフ形成層が架橋される前も接着力が強固であることが好ましい。ここで、接着力とは支持体/接着層間及び接着層/レリーフ形成層間の接着力の両者を意味する。
接着層/レリーフ形成層の接着力は、接着層/レリーフ形成層から接着層を400mm/分の速度で剥離する際、サンプル1cm幅当たりの剥離力が1.0N/cm以上又は剥離不能であることが好ましく、3.0N/cm以上又は剥離不能であることがより好ましい。
接着層に使用しうる材料(接着剤)としては、例えば、I.Skeist編、「Handbook of Adhesives」、第2版(1977)に記載のものを用いることができる。
レリーフ形成層は、レーザー彫刻後レリーフが造形される部分(レリーフ層)となり、そのレリーフ層表面はインキ着肉部として機能する。架橋後のレリーフ形成層は架橋により強化されているので、レリーフ形成層表面に印刷に影響を及ぼすほどの傷や凹みが発生することはほとんどない。しかし、架橋前のレリーフ形成層は強度が不足している場合が多く、表面に傷や凹みが入りやすい。かかる観点からは、レリーフ形成層表面への傷・凹み防止の目的で、レリーフ形成層表面に保護フィルムを設けてもよい。
レリーフ形成層上に保護フィルムを設ける場合、保護フィルムは剥離可能でなければならない。
スリップコート層に使用される材料は、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、部分鹸化ポリビニルアルコール、ヒドロシキアルキルセルロース、アルキルセルロース、ポリアミド樹脂など、水に溶解又は分散可能で、粘着性の少ない樹脂を主成分とすることが好ましい。これらの中で、粘着性の面から、鹸化度60〜99モル%の部分鹸化ポリビニルアルコール、アルキル基の炭素数が1〜5のヒドロキシアルキルセルロース及びアルキルセルロースが特に好ましく用いられる。
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、レーザー彫刻用樹脂組成物を調製し、必要に応じて、このレーザー彫刻用塗布液組成物から溶剤を除去した後に、支持体上に溶融押し出しする方法が挙げられる。あるいは、レーザー彫刻用樹脂組成物を、支持体上に流延し、これをオーブン中で乾燥して樹脂組成物から溶剤を除去する方法でもよい。
中でも、本発明のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を形成する層形成工程、並びに、前記レリーフ形成層を熱及び/又は光により架橋した架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版を得る架橋工程、を含む製造方法であることが好ましい。
保護フィルムを用いる場合には、先ず保護フィルム上にレリーフ形成層を積層し、次いで支持体をラミネートする方法を採ってもよい。
接着層を設ける場合は、接着層を塗布した支持体を用いることで対応できる。スリップコート層を設ける場合は、スリップコート層を塗布した保護フィルムを用いることで対応できる。
本発明のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を形成する層形成工程を含むことが好ましい。
レリーフ形成層の形成方法としては、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物を調製し、必要に応じて、このレーザー彫刻用樹脂組成物から溶剤を除去した後に、支持体上に溶融押し出しする方法や、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物を調製し、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物を支持体上に流延し、これをオーブン中で乾燥して溶剤を除去する方法が好ましく例示できる。
レーザー彫刻用樹脂組成物は、例えば、成分、並びに、任意成分として、成分B〜成分Fを適当な溶剤に溶解又は分散させ、次いで、これらの液を混合することによって製造できる。溶剤成分のほとんどは、レリーフ印刷版原版を製造する段階で除去することが好ましいので、溶剤としては、揮発しやすい低分子アルコール(例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル)等を用い、かつ温度を調整するなどして溶剤の全添加量をできるだけ少なく抑えることが好ましい。
本発明のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法は、前記レリーフ形成層を熱及び/又は光により架橋した架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版を得る架橋工程を含む製造方法であることが好ましく、前記レリーフ形成層を熱により架橋した架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版を得る架橋工程を含む製造方法であることがより好ましい。
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版を加熱することで、レリーフ形成層を架橋することができる(熱架橋工程)。熱により架橋を行うための加熱手段としては、印刷版原版を熱風オーブンや遠赤外オーブン内で所定時間加熱する方法や、加熱したロールに所定時間接する方法が挙げられる。
レリーフ形成層を熱架橋することで、第1にレーザー彫刻後形成されるレリーフがシャープになり、第2にレーザー彫刻の際に発生する彫刻カスの粘着性が抑制されるという利点がある。
レリーフ形成層が光重合開始剤を含有する場合には、光重合開始剤のトリガーとなる活性光線をレリーフ形成層に照射することで、レリーフ形成層を架橋することができる。
光は、レリーフ形成層全面に行うのが一般的である。光(「活性光線」ともいう。)としては可視光、紫外光、及び電子線が挙げられるが、紫外光が最も一般的である。レリーフ形成層の支持体等、レリーフ形成層を固定化するための基材側を裏面とすれば、表面に光を照射するだけでもよいが、支持体が活性光線を透過する透明なフィルムであれば、さらに裏面からも光を照射することが好ましい。表面からの照射は、保護フィルムが存在する場合、これを設けたまま行ってもよいし、保護フィルムを剥離した後に行ってもよい。酸素の存在下では重合阻害が生じる恐れがあるので、レリーフ形成層に塩化ビニルシートを被せて真空引きした上で、活性光線の照射を行ってもよい。
本発明のレリーフ印刷版の製版方法は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を形成する層形成工程、前記レリーフ形成層を熱及び/又は光で架橋し架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版を得る架橋工程、及び、前記架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版をレーザー彫刻する彫刻工程、を含むことが好ましい。
本発明のレリーフ印刷版は、本発明のレーザー彫刻用樹脂組成物からなる層を架橋及びレーザー彫刻して得られたレリーフ層を有するレリーフ印刷版であり、本発明のレリーフ印刷版の製版方法により製版されたレリーフ印刷版であることが好ましい。
本発明のレリーフ印刷版は、水性インキを印刷時に好適に使用することができる。
本発明のレリーフ印刷版の製版方法における層形成工程及び架橋工程は、前記レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法における層形成工程及び架橋工程と同義であり、好ましい範囲も同様である。
本発明のレリーフ印刷版の製版方法は、前記架橋レリーフ形成層を有するレリーフ印刷版原版をレーザー彫刻する彫刻工程を含むことが好ましい。
彫刻工程は、前記架橋工程で架橋された架橋レリーフ形成層をレーザー彫刻してレリーフ層を形成する工程である。具体的には、架橋された架橋レリーフ形成層に対して、所望の画像に対応したレーザー光を照射して彫刻を行うことによりレリーフ層を形成することが好ましい。また、所望の画像のデジタルデータを元にコンピューターでレーザーヘッドを制御し、架橋レリーフ形成層に対して走査照射する工程が好ましく挙げられる。
この彫刻工程には、赤外線レーザーが好ましく用いられる。赤外線レーザーが照射されると、架橋レリーフ形成層中の分子が分子振動し、熱が発生する。赤外線レーザーとして炭酸ガスレーザーやYAGレーザーのような高出力のレーザーを用いると、レーザー照射部分に大量の熱が発生し、架橋レリーフ形成層中の分子は分子切断又はイオン化されて選択的な除去、すなわち、彫刻がなされる。レーザー彫刻の利点は、彫刻深さを任意に設定できるため、構造を3次元的に制御することができる点である。例えば、微細な網点を印刷する部分は、浅く又はショルダーをつけて彫刻することで、印圧でレリーフが転倒しないようにすることができ、細かい抜き文字を印刷する溝の部分は深く彫刻することで、溝にインキが埋まりにくくなり、抜き文字つぶれを抑制することが可能となる。
中でも、光熱変換剤の吸収波長に対応した赤外線レーザーで彫刻する場合には、より高感度で架橋レリーフ形成層の選択的な除去が可能となり、シャープな画像を有するレリーフ層が得られる。
半導体レーザーとしては、波長が700〜1,300nmのものが好ましく、800〜1,200nmのものがより好ましく、860〜1,200nmのものがさらに好ましく、900〜1,100nmのものが特に好ましい。
また、本発明のレリーフ印刷版原版を用いたレリーフ印刷版の製版方法に好適に使用し得るファイバー付き半導体レーザーを備えた製版装置は、特開2009−172658号公報及び特開2009−214334号公報に詳細に記載され、これを本発明に係るレリーフ印刷版の製版に使用することができる。
リンス工程:彫刻後のレリーフ層表面を、水又は水を主成分とする液体で彫刻表面をリンスする工程。
乾燥工程:彫刻されたレリーフ層を乾燥する工程。
後架橋工程:彫刻後のレリーフ層にエネルギーを付与し、レリーフ層をさらに架橋する工程。
前記工程を経た後、彫刻表面に彫刻カスが付着しているため、水又は水を主成分とする液体で彫刻表面をリンスして、彫刻カスを洗い流すリンス工程を追加してもよい。リンスの手段として、水道水で水洗する方法、高圧水をスプレー噴射する方法、感光性樹脂凸版の現像機として公知のバッチ式又は搬送式のブラシ式洗い出し機で、彫刻表面を主に水の存在下でブラシ擦りする方法などが挙げられ、彫刻カスのヌメリがとれない場合は、石鹸や界面活性剤を添加したリンス液を用いてもよい。
彫刻表面をリンスするリンス工程を行った場合、彫刻されたレリーフ形成層を乾燥してリンス液を揮発させる乾燥工程を追加することが好ましい。
さらに、必要に応じてレリーフ形成層をさらに架橋させる後架橋工程を追加してもよい。追加の架橋工程である後架橋工程を行うことにより、彫刻によって形成されたレリーフをより強固にすることができる。
リンス液を上記のpH範囲とするために、適宜、酸及び/又は塩基を用いてpHを調整すればよく、使用する酸及び塩基は特に限定されない。
本発明に用いることができるリンス液は、主成分として水を含有することが好ましい。
また、リンス液は、水以外の溶剤として、アルコール類、アセトン、テトラヒドロフラン等などの水混和性溶剤を含有していてもよい。
本発明に用いることができる界面活性剤としては、彫刻カスの除去性、及び、レリーフ印刷版への影響を少なくする観点から、カルボキシベタイン化合物、スルホベタイン化合物、ホスホベタイン化合物、アミンオキシド化合物、又は、ホスフィンオキシド化合物等のベタイン化合物(両性界面活性剤)が好ましく挙げられる。
界面活性剤は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤の使用量は特に限定する必要はないが、リンス液の全重量に対し、0.01〜20重量%であることが好ましく、0.05〜10重量%であることがより好ましい。
レリーフ印刷版が有するレリーフ層の厚さは、耐磨耗性やインキ転移性のような種々の印刷適性を満たす観点からは、0.05mm以上10mm以下が好ましく、より好ましくは0.05mm以上7mm以下、特に好ましくは0.05mm以上3mm以下である。
なお、本明細書におけるショアA硬度は、25℃において、測定対象の表面に圧子(押針又はインデンタと呼ばれる)を押し込み変形させ、その変形量(押込み深さ)を測定して、数値化するデュロメータ(スプリング式ゴム硬度計)により測定した値である。
なお、実施例におけるポリマーの重量平均分子量(Mw)は、特にことわらない限りにおいて、GPC法で測定した値を表示している。
1.レーザー彫刻用架橋性樹脂組成物の調製
撹拌羽及び冷却管をつけた3つ口フラスコ中に、成分B(バインダーポリマー)としてB−1「デンカブチラール#3000−2」(電気化学工業(株)製、ポリビニルブチラール誘導体 Mw=9万)30部、溶媒としてγ−ブチロラクトン20部を入れ、撹拌しながら70℃で120分間加熱しポリマーを溶解させた。その後、溶液を40℃にし、さらにA成分としてA−1を10部、成分C(重合性化合物)としてモノマー(C−1)グリセロールジメタクリレートを25部、成分E(可塑剤)としてE−1クエン酸トリブチルを30部、成分FとしてF−1バニリン(和光純薬工業(株)製)を1部、成分G(光熱変換剤)としてG−1ケッチェンブラックEC600JD(カーボンブラック、ライオン(株)製)を1部、を添加して30分間撹拌した。その後、成分AとしてA−1:[3−(2−ニトロベンゼンスルホンアミド)プロピル]カルバミン酸アリル(東京化成工業(株)製)を10部、成分D(重合開始剤)としてD−1ジアルキルパーオキサイド)(商品名:パークミル、日油(株)製)を1部添加し、40℃で10分間攪拌した。この操作により、流動性のある架橋性レリーフ形成層用組成物1(レーザー彫刻用樹脂組成物)を得た。
PET基板上に所定厚のスペーサー(枠)を設置し、上記より得られた架橋性レリーフ形成層用塗布液1をスペーサー(枠)から流出しない程度に静かに流延し、70℃のオーブン中で3時間乾燥させて、厚さが1.28mmのレリーフ形成層を設け、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版1を作製した。
得られた原版のレリーフ形成層を80℃で3時間、さらに100℃で3時間加熱してレリーフ形成層を熱架橋した。
架橋後のレリーフ形成層に対し、以下の2種のレーザーにより彫刻した。
炭酸ガスレーザー彫刻機として、レーザー照射による彫刻を、高品位CO2レーザーマーカML−9100シリーズ(KEYENCE(株)製)を用いた。レーザー彫刻用印刷版原版1から保護フィルムを剥離後、炭酸ガスレーザー彫刻機で、出力:12W、ヘッド速度:200mm/秒、ピッチ設定:2400DPIの条件で、1cm四方のベタ部分をラスター彫刻した。
半導体レーザー彫刻機として、最大出力8.0Wのファイバー付き半導体レーザー(FC−LD)SDL−6390(JDSU社製、波長 915nm)を装備したレーザー記録装置を用いた。半導体レーザー彫刻機でレーザー出力:7.5W、ヘッド速度:409mm/秒、ピッチ設定:2400DPIの条件で、1cm四方のベタ部分をラスター彫刻した。
また、レリーフ層のショアA硬度を、前述の測定方法により測定したところ、78°であった。なお、ショア硬度Aの測定は、後述する各実施例及び比較例においても同様に25℃において行った。
実施例1において使用した成分A〜Gを表1に記載したような材料と配合とする以外は、実施例1と全く同様にして、実施例2〜36及び比較例1と2のレリーフ印刷版原版を作製した。
これらの試料の作製に使用した材料を以下にまとめた。共重合比はモル%を示す。
B−1:ポリビニルブチラール(電気化学工業(株)製,#3000−2)
B−2:ポリアミド(東レ(株)製,アミランCM4000)
B−3:メタクリル酸ブチル70mol%−メタクリル酸30mol%コポリマー(合成品)
B−4:スチレンブタジエンゴム(JSR(株)製,TR2000)
B−5:スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー(JSR(株)製,SIS5200)
B−6:水素化スチレンブタジエンゴム(JSR(株)製,DYNARON(登録商標)1320P)
B−7:エステル系ポリウレタン(日本ミラクトラン(株)製,ミラクトラン(登録商標)E−185)
また、成分Cとして使用した材料を以下に示した。
C−1:グリセロールジメタクリレート(東京化成工業(株)製)
C−2:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(東京化成工業(株)製)
D−1:ジクミルパーオキサイド(日油(株)製,パークミルD)
D−2:t−ブチルパーオキシ安息香酸(日油(株)製,パーブチルZ)
D−3:ベンゾイルパーオキサイド(日油(株)製,ナイパーBW)
D−4:2,2’−アゾビス[N−(2−プロペニル)−2−メチルプロピオンアミド)(和光純薬工業(株)製,VF−096)
D−5:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF製,IRGACURE 184)
D−6:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(サンアプロ(株)社製,DBU)
E−1:クエン酸トリブチル(東京化成工業(株)製)
E−2:フタル酸ジオクチル(東京化成工業(株)製)
F−1:バニリン(和光純薬工業(株)製)
F−2:酢酸イソボルニル(東京化成工業(株)製)
G−1:ケッチェンブラック(ライオン(株)製,EC600JD)
G−2:カーボンブラック(東海カーボン(株)製,N330,HAFカーボン)
なお反応溶媒及び塗布溶媒としては、すべての実施例及び比較例において、γ−ブチロラクトンを使用した。
実施例1における架橋性レリーフ形成層用塗布液1を、架橋性レリーフ形成層用塗布液2〜36、比較架橋性レリーフ形成層用塗布液C1〜C2に各々変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版2〜36及び比較例のレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版C1〜C2を得た。
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版2〜36、C1〜C2のレリーフ形成層を、実施例1と同様にして、熱架橋した後、彫刻してレリーフ層を形成することにより、実施例のレリーフ印刷版2〜36、比較例のレリーフ印刷版C1〜C2を得た。
これらのレリーフ印刷版が有するレリーフ層の厚さは、表1にまとめた通り、約1mmであった。
以下の項目でレリーフ印刷版の性能評価を行い、結果を表2にまとめた。
(1)<UVインキ耐性評価>
版をUVインキ((株)ティーアンドケイ東華製、UVフレキソ500藍)に浸漬した。室温で24時間放置した後、取り出し表面に付着したインキを拭き取り秤量して、浸漬前の重量からの重量減少率を算出した。重量減少率が1%未満のものを◎、1%以上2%未満のものを○、2%以上5%未満のものを△、5%以上のものを×とした。
(2)<水性インキ耐性評価>
版を水性インキ(大日精化工業(株)製、ハイドリックFCG)に浸漬した。室温で24時間放置した後、取り出し表面に付着したインキを拭き取り、120℃で1時間乾燥させた版を秤量して、浸漬前の重量からの重量減少率を算出した。重量減少率が1%未満のものを◎、1%以上2%未満のものを○、2%以上5%未満のものを△、5%以上のものを×とした。
(3)<インキ洗浄剤耐性評価>
版をインキ洗浄剤(FLEXOCLEAN製、HEAVY DUTY)に浸漬した.室温で24時間放置した後、取り出し表面に付着したインキ洗浄剤を拭き取り、120℃で1時間乾燥させた版を秤量して、浸漬前の重量からの重量減少率を算出した。重量減少率が1%未満のものを◎、1%以上2%未満のものを○、2%以上5%未満のものを△、5%以上のものを×とした。
Claims (16)
- (成分A)エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物、又は、
マレイミド基に由来する構成単位、若しくは、p−スルホンアミドフェニル基を含有する非環状のエチレン性不飽和基に由来する構成単位を含有する高分子化合物、を含有することを特徴とする
レーザー彫刻用樹脂組成物。 - (成分A)として、エチレン性不飽和基、エポキシ基、オキセタニル基、加水分解性シリル基及びシラノール基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の重合性基を含有し、さらに、スルホンアミド基を有する低分子化合物を含有する、請求項1に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- 前記高分子化合物が、エチレン性不飽和基又は加水分解性シリル基を含有する、請求項1又は2に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分B)バインダーポリマーを含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分C)重合性化合物を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分D)重合開始剤を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分E)可塑剤を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分F)香料を含有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- さらに(成分G)700〜1,300nmの波長の光を吸収可能な光熱変換剤を含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を支持体上に有する、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を光及び/又は熱により架橋したレリーフ形成層を支持体上に有する、レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載のレーザー彫刻用樹脂組成物からなるレリーフ形成層を形成する層形成工程、及び、
前記レリーフ形成層を光及び/又は熱により架橋した架橋レリーフ形成層を形成する架橋工程、を含むことを特徴とする
レーザー彫刻用レリーフ印刷版原版の製造方法。 - 架橋工程が、前記レリーフ形成層を熱により架橋する工程である、請求項12に記載のレリーフ印刷版原版の製造方法。
- 請求項12又は13の製造方法により製造されたレーザー彫刻用レリーフ印刷版原版のレリーフ形成層をレーザー彫刻してレリーフ層を形成するレリーフ層形成工程を含む、レリーフ印刷版の製版方法。
- 前記レリーフ形成層の厚みが、0.05mm以上10mm以下である、請求項14に記載のレリーフ印刷版の製版方法。
- 前記レリーフ形成層のショアA硬度が50°以上90°以下である、請求項14又は15に記載のレリーフ印刷版の製版方法。
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