DE69602699T2

DE69602699T2 - Verfahren und Geräte zur Herstellung von zylindrischen lichtempfindlichen Elementen

Info

Publication number: DE69602699T2
Application number: DE69602699T
Authority: DE
Inventors: Edward Andrew Calisto; Stephen Cushner; Roxy Ni Fan; Daniel Francis Sheehan
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: DE69602699D1; EP0766143A1; EP0766143B1; JP3209928B2; JPH09169060A; US5798019A; US5916403A

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Ausbilden nahtloser, zylindrischer, lichtempfindlicher Elemente mit gleichmäßiger Dicke auf flexiblen Hülsen, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden nahtloser, zylindrischer, lichtempfindlicher Elemente mit gleichmäßiger Dicke auf flexiblen Hülsen ohne Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Flexodruckplatten sind weithin bekannt zur Verwendung beim Drucken, insbesondere auf weichen und leicht verformbaren Flächen wie Verpackungsmaterialien, z. B. Pappe, Plastikfolien usw. Flexodruckplatten können aus photopolymerisierbaren Verbindungen wie denjenigen, die in den U. S.-Patenten 4,323,637 und 4,427,749 beschrieben sind, angefertigt bzw. aufbereitet werden. Die photopolymerisierbaren Verbindungen weisen im allgemeinen ein elastomeres Bindemittel, zumindest ein Monomer und einen Photoinitiator auf. Die lichtempfindlichen Elemente enthalten im allgemeinen eine photopolymerisierbaxe Schicht, die zwischen einer Unterlage und einer Deckschicht oder einem vielschichtigen Deckelement angeordnet ist. Nach einer bildmäßigen Belichtung durch eine aktinische Strahlung findet eine Polymerisation der photopolymerisierbaren Schicht in den belichteten Bereichen statt, welche daher unlöslich wird. Eine Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt die unbelichteten Bereiche der photopolymerisierbaren Schicht, wodurch eine Druckprägung hinterlassen wird, die für das Flexodrucken verwendet werden kann.
Die flexographischen photopolymerisierbaren Verbindungen können durch mehrere bekannte Verfahren wie Lösungsgießen, Heißpressen, Kalandrieren und Extrudieren zu Schichten bzw. Lagen ausgebildet werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der Flexodruckelemente ist das Extrusions-Kalandrieren der photopolymerisierbaren Verbindung. Beim Extrusions-Kalandrieren wird das Druckelement dadurch bereitet, daß eine Masse aus heißem photopolymerisierbaren Material in eine Extrudierform geleitet und eine Schicht ausgebildet wird, die in einen Walzenspalt einer Kalanderwalze geleitet wird, und während sie noch heiß ist, wird die photopolymerisierbare Verbindung zwischen zwei flachen Flächen, im allgemeinen zwei flexible Folien, kalandriert, um eine Mehrschichtbahn auszubilden. Die Folien können viele Schichten oder Verbundfolien aufweisen. Eine Folie, die eine dünne Schicht aus flexiblem polymerem Material enthält, ist ein Beispiel für eine Verbundfolie. Nach dem Extrudieren und Kalandrieren bei erhöhten Temperaturen, wird die Bahn in der Bearbeitungsrichtung durch ein Paar Klemmwalzen unter Spannung gehalten, während die Mehrschichtbahn z. B. durch geblasene Luft gekühlt wird. Das Druckelement kann als eine Mehrschichtbahn in geeigneten Blattgrößen geschnitten werden. Das Extrudieren und Kalandrieren polymerer Verbindungen ist z. B. in Gruetzmacher et al., U. S.-Patent 4,427,759; und in Min, U. S.-Patent 4,622,088 offenbart.
Obwohl photopolymere Druckelemente typischerweise in einer Blattform verwendet werden, gibt es besondere Anwendungen und Vorteile für eine Verwendung des Druckelements in einer kontinuierlichen zylindrischen Gestalt. Kontinuierliche Druckelemente finden Verwendungen beim Flexodrucken kontinuierlicher Ausführungen, wie bei einer Tapete, Dekoration- und Geschenkpapier. Darüber hinaus können sich solche kontinuierliche Druckelemente gut zum Montieren auf einer Laserbelichtungsausrüstung eignen, wo sie die Trommel ersetzen können oder auf der Trommel für die Laserbelichtung montiert werden, wie im U. S.-Patent 5,223,359 und in der U. S.- Patentanmeldung 08/432,411 offenbart ist.
Die Ausbildung der "nahtlosen" kontinuierlichen Druckelemente kann durch verschiedene Verfahren ausgeführt werden. Die photopolymerisierbaren flachen Blattele mente können durch das Wickeln des Elements um eine zylindrische Form, normalerweise eine Druckhülse oder den Druckzylinder selbst, und durch das Schmelzen oder das Verbinden der Kanten zueinander zum Ausbilden eines nahtlosen kontinuierlichen Elements wiederhergestellt werden. Verfahren zum Verbinden der Kanten einer Platte zu einer zylindrischen Form sind z. B. im deutschen Patent DE 28 44 426, im britischen Patent GB 1 597 817 und im U. S.-Patent 4,758,500 offenbart. Ein Problem mit den vorherigen Verfahren zum Verbinden der Kanten beim Ausbilden eines kontinuierlichen Zylinders liegt daran, daß die Ergebnisse des Druckens mit dem verbundenen Zylinder oft unzufriedenstellend sind, vor allem wenn die verbundene Kante innerhalb des effektiven Druckbereiches der Platte liegt. Die Anschlußfuge bzw. -naht ist erkennbar in der gedruckten Abbildung und unterbricht diese.
Ferner werden lichtempfindliche Kunstharz-Zylinder auch aus einer Schicht photopolymerer Verbindung durch ein Seamex-Verfahren hergestellt. Das Seamex- Verfahren umfaßt das Wickeln einer Schicht photopolymeres Materials an einer Nickelhülse mit einem wärmeaktiverten Grundanstrich, um sie mit dem Material zu verbinden, so daß die Enden der Platte miteinander verbunden werden. Die gesamte Baugruppe wird in einem Ofen angeordnet, um die photopolymere Schicht mit dem Grundanstrich auszuhärten und zu verbinden, und die Enden der photopolymeren Schicht zusammen zu schmelzen. Die photopolymere Schicht auf der Hülse wird dann auf die erforderliche Dicke geschliffen, sauber gewischt und mit einer schützenden Auflage besprüht, um zu verhindern, daß die Negative mit dem Photopolymer während der Belichtung kleben. Die Durchführung des Vorgangs des Wickelns, Aushärtens und Schmelzens, Schleifens und Sprühens der photopolymeren Schicht auf der Hülse dauert in etwa 1,5 bis 2 Tage. Die zylindrische photopolymere Schicht auf der Hülse wird dann dem Schritt der bildmäßigen Belichtung ausgesetzt, um die dem Licht ausgesetzten Bereiche der Schicht zu polymerisieren, und dem Wegwaschen der unpolymerisierten Bereiche der Schicht auf dem Zylinder, wobei eine Relieffläche zum Drucken ausgebildet wird.
Das U. S.-Patent 4,337,220 offenbart ebenfalls ein Verfahren zum Aufbereiten lichtempfindlicher Kunstharz-Zylinder, welches das Wickeln eines lichtempfindlichen Kunstharzblattes auf und um die Fläche eines Zylinders ohne eine Materialüberlappung oder Abständen zwischen den Kantabschnitten des gewickelten Kunstharzblattes, und das Aufbringen einer mit der Fläche des Kunstharzblattes während des Aufwärmens im Kontakt sich befindlichen rotierenden Walze auf den Zylinder unter Rotation aufweist. Die Kantenabschnitte des Kunstharzblattes werden miteinander durch Schmelzen verbunden und die Dicke des Kunstharzblattes wird gleichmäßig hergestellt. Vorzugsweise wird das lichtempfindliche Kunstharzblatt auf dem Zylinder mit der Hilfe eines klebenden Bandes bzw. eines Bindemittels gewickelt. Das Kunstharzblatt wird auf dem Zylinder nur mit einem zum Erweichen des Kunstharzblattes ausreichenden Maß aufgewärmt, um zu verhindern, daß das Kunstharz fließt, weil das fließende Kunstharz an der Walze klebt bzw. nach unten hängt, wodurch die Kontrolle der Foliendicke erschwert wird.
Das Dokument EP-A-440079 offenbart ein Verfahren, bei dem eine endlose lichtempfindliche polymere Aufnahmeschicht während des Verfestigens der Schicht durch eine Walze mit einer definierten Flächenstruktur versehen wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung eines nahtlosen, zylindrischen, lichtempfindlichen Elements auf einer flexiblen Hülse, mit:
einem Dorn mit einer Längsachse, einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Dom zum Stützen der Hülse in einer derart im wesentlichen zylindrischen Gestalt vorliegt, daß die Hülse mit oder um den Dorn drehbar ist;
einer Dornstützbaugruppe zum Abstützen von wenigstens dem ersten Ende des Dorns;
einer Kalandrierbaugruppe zum Zumessen eines im wesentlichen zylindrischen, schmelzflüssigen Stroms oder eines schmelzflüssigen oder festen Bleches eines photopolymerisierbaren Materials auf die Hülse, damit dieses eine im wesentlichen konstante Dicke aufweist, wobei die Kalandrierbaugruppe wenigstens eine Kalanderwalze aufweist, die so positioniert ist, daß sie das photopolymerisierbare Material auf der Hülse berührt;
einem Antriebssystem zum Drehen der Kalanderwalze während die Hülse gleichzeitig axial entlang der Längsachse des Dorns bewegt wird, wobei die Hülse derart in einer schraubenförmigen Weise entlang der Längsachse des Dorns und um diesen herum bewegt wird, daß die Kalandrierbaugruppe eine äußere Umfangsfläche des Elements ohne ein Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung zu einem nahtlosen, gleichmäßigen Zustand poliert; und
wenigstens einem Heizelement zum Beheizen des photopolymerisierbaren Materials, während das lichtempfindliche Element ausgebildet wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Ausbilden eines nahtlosen, zylindrischen, lichtempfindlichen Elementes auf einer flexiblen, zylindrischen Hülse, mit:
einem Zuführen eines im wesentlichen zylindrischen, schmelzflüssigen Stromes oder eines schmelzflüssigen oder festen Blattes bzw. Bleches eines photopolymerisierbaren Materials auf die Hülse, welche durch einen Dom gestützt wird;
einem Kalandrieren des schmelzflüssigen, photopolymerisierbaren Materials auf der Hülse bei einem Zumessen des photopolymerisierbaren Materials, damit dieses eine im wesentlichen konstante Dicke auf der Hülse aufweist, wobei die Kalandrierung durch wenigstens eine Kalanderwalze durchgeführt wird, die so positioniert ist, daß sie das photopolymerisierbare Material auf der Hülse berührt;
einem Bewegen der Hülse in einer schraubenförmigen bzw. schneckenförmigen Weise entlang der Längsachse des Dorns und um diesen herum durch Drehen der Kalanderwalze während die Hülse gleichzeitig axial entlang der Längsachse des Dorns bewegt wird, um einen äußere Umfangsfläche des Elements ohne ein Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung in einen nahtlosen, gleichmäßigen Zustand zu polieren, wodurch das nahtlose, zylindrische lichtempfindliche Element ausgebildet wird; und
einem Beheizen des photopolymerisierbaren Materials während des Kalandrierschrittes.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zusammen ülit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische isometrische Ansicht einer Vorrichtung zum Ausbilden des zylindrischen lichtempfindlichen Elementes aus einem Strom eines schmelzflüssigen Photopolymers oder eines Blattes lichtempfindlichen Materials gemäß der Erfindung;
Fig. 2A und 2B schematische Schnittansichten durch eine Kalandrierbaugruppe der Ausformvorrichtung aus Fig. 1, unmittelbar nachdem ein Blatt aus lichtempfindlichem Material um einen Dorn in der Gestalt eines Zylinders mit einem Spalt oder einem Überlappungsabschnitt gewickelt wird;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Kalandrierbaugruppe, welche ein nahtloses zylindrisches lichtempfindliches Element zeigt, das nach mehreren Umdrehungen des Stroms des schmelzflüssigen Photopolymers bzw. des lichtempfindlichen Blattes um den Dorn ausgebildet ist;
Fig. 4 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen lichtempfindlichen Elements;
Fig. 5 eine Frontansicht der Herstellungsvorrichtung aus Fig. 4, welche ein Kalandrierteil mit einer Mehrzahl von Kalanderwalzenbaugruppen mit parallelen Längsachsen darstellt;
Fig. 6 eine Schnittansicht gemäß der Linie 6-6 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche ein Einführungsende eines Kalanderteils mit den ersten Kalanderwalzenendabschnitten darstellt, die in radialen anbringbaren Stützvorrichtungen drehbar gehalten werden;
Fig. 7 eine Schnittansicht gemäß der Linie 7-7 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche die in Fig. 6 dargestellte Ansicht mit der Ausnahme der weggelassenen radial anbringbaren Stützvorrichtungen darstellt;
Fig. 8A eine Schnittansicht gemäß der Linie 8-8 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche ein Ausgangsende des Kalanderteils mit einer schräg anbringbaren Teilplatte in einer ersten schrägen Ausrichtung bezüglich eines Doins und durch radial anbringbare Stützvorrichtungen drehbar gehaltene zweite Kalanderwalzenendabschnitte in einer ersten radialen Position bezüglich des Dorns darstellt;
Fig. 8B das gleiche wie Fig. 8A mit der Ausnahme, daß die schräg anbringbare Teilplatte in einer zweiten schrägen Ausrichtung bezüglich des Doms vorliegt;
Fig. 9 eine Schnittansicht gemäß der Linie 9-9 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche die in Fig. 8A dargestellte Ansicht ohne die weggelassenen radial anbringbaren Stützeinrichtungen darstellt;
Fig. 10 eine Schnittansicht gemäß der Linie 10-10 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche die aus Fig. 8A dargestellte Ansicht mit der Ausnahme der jeweils entfernten radial anbringbaren Stützvorrichtungen und schräg anbringbaren Teilplatte darstellt;
Fig. 11 eine Schnittansicht einer der Kalanderwalzenbaugruppen entlang ihrer Längsachse;
Fig. 12 das gleiche wie ein Teil der Fig. 8A mit der Ausnahme, daß sie zusätzlich ein Antriebssystem zum Rotieren der Kalanderwalzenbaugruppen darstellt;
Fig. 13 das gleiche als ein Teil von Fig. 6 mit der Ausnahme, daß sie ein Antriebssystem zum Rotieren der Hülse um den Dorn darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche Elemente in allen Figuren der Zeichnung.
Gemäß Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Ausbilden eines nahtlosen, zylindrischen, lichtempfindlichen Elementes 102 mit einer gleichmäßigen Dicke auf einer flexiblen Hülse 104 gezeigt. Die Formungsvorrichtung 100 weist einen Dom 102, eine Dornstützbaugruppe 108, eine Kalandrierbaugruppe 110, ein Antriebssystem 112 und mindestens ein Heizelement 114 auf. Die Formungsvorrichtung 100 erlaubt einen Betrieb in einem ersten Modus und einem zweiten Modus. Im ersten Betriebsmodus bildet die Formungsvorrichtung 100 auf einer flexiblen Hülse 104 aus einem zylindrischen Strom 113 eines schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Materials, wie das aus einer Zuleitung 116 aus einem Extruder zugeführte, ein nahtloses, zylindrisches, lichtempfindliches Element 102 mit einer gleichmäßigen Dicke in einer schrauben- bzw. schneckenförmigen Weise aus. Im zweiten Betriebsmodus bildet die Formungsvorrichtung 100 auf einer flexiblen Hülse 104 aus einem Blech 115 von einem festen oder schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Material ein nahtloses, zylindrisches, lichtempfindliches Element 102 mit einer gleichmäßigen Dicke aus. Im zweiten Modus kann das schmelzflüssige Blech 115 aus einer Form zugeführt werden, die über eine Zuleitung mit einem Extruder verbunden ist. Im zweiten Modus kann das schmelzflüssige oder verfestigte Blech 115 in die Vorrichtung 100 zugeführt werden, so daß das resultierende nahtlose, zylindrische, lichtempfindliche Element 102 in einer schraubenförmigen Form oder in keiner schraubenförmigen Form ausgebildet wird.

Dorn

Der Dom 106 ist eine zylindrische Welle zum Halten der flexiblen Hülse 104 in einer im allgemeinen zylindrischen Form, während das lichtempfindliche Element 102 auf der Hülse 104 ausgebildet wird. Der Dorn 106 weist eine Längsachse 118, ein erstes Ende 120 und ein zweites Ende 122 auf. Die Formungsvorrichtung 100 kann angepaßt werden, um verschiedene Dome zu verwenden, wobei jeder eine äußere zylindrische Fläche mit einem anderen Außendurchmesser aufweist. Vorzugsweise beträgt der Außendurchmesser des Dorns 106 etwa 5 bis 72 cm. Vorzugsweise ist der Dorn 106 hohl und weist einen inneren Hohlraum 124 auf. Im ersten Betriebsmodus kann der Dorn 106 drehbar vorliegen, wobei er aber vorzugsweise nicht drehbar ist. Im zweiten Betriebsmodus kann der Dorn 106 drehbar oder nicht drehbar vorliegen. Falls der Dorn 106 drehbar ist, dreht sich die Hülse 104 mit dem Dom 106. Falls der Dorn 106 nicht drehbar ist, dreht sich die Hülse 104 um den Dorn 106.

Pneumatisches System

Ein pneumatisches System 126 kann wahlweise für die Zufuhr von Luft durch die Durchgänge 128 durch den Dom 106 zu einer äußeren Umfangsfläche 130 des Doms 106 vorgesehen werden, um die Bewegung der Hülse 104 axial entlang und drehend um den Dorn 106 zu erleichtern. Das pneumatische System 126 kann eine Zuleitung 132 aus einer Druckluftquelle oder einen Generator 134 aufweisen, welcher mit einem der Enden des Dorns 106 durch eine drehbare luftundurchlässige Verbindung (nicht dargestellt) verbunden ist, um Druckluft in den Dornhohlraum 124 zuzuführen. Die Durchgänge 128 können sich durch den Dorn 106 radial aus dem Innenhohlraum 124 zur äußeren zylindrischen Domfläche 130 erstrecken. Alternativ kann das pneumatische Sy stem 126 ein Luftsammelleitungssystem wie das im US-Patent 5,301,610 offenbarte enthalten. Falls der Dorn 106 drehbar vorliegt, kann das Luftsammelleitungssystem mit der Druckluftquelle durch eine drehbare luftundurchlässige Verbindung verbindbar sein.

Dornstützbaugruppe

Die Dornstützbaugruppe 108 hält zumindest das erste Ende 120 des Dorns 106, so daß der Dorn 106 wahlweise entweder drehbar oder nicht drehbar vorliegt. Die Dornstützbaugruppe 108 kann beide Enden des Dorns 106 halten, so daß der Dom 106 wahlweise entweder drehbar oder nicht drehbar vorliegt, wobei dann die Notwendigkeit besteht, daß die Dornstützbaugruppe 108 von einem Ende trennbar vorliegt, um es einer Hülse 104 zu ermöglichen, auf dem Dom 106 montiert und vom Dorn 106 entfernt zu werden. Die Dornstützbaugruppe 108 kann ferner den Dom 106 derart halten, daß der Dorn 106 angepaßt ist oder nicht, um sich entlang seiner Längsachse 118 zu bewegen. Falls der Dorn 106 entlang seiner Achse 118 linear verschiebbar vorliegt, kann der Dom 106 zusammen mit der Hülse 104 bewegt werden, wenn das Element 102 in einer schraubenförmigen Weise ausgebildet wird. Diese Ausführungsform ist nicht dargestellt. Falls der Dorn 106 linear unbeweglich entlang seiner Achse 118 vorliegt, bewegt sich die Hülse 104 selbst axial entlang des Doms 106, wenn das Element 102 in einer schraubenförmigen Weise vorliegt. Die Dornstützbaugruppe 108 kann irgendeine Bauform aufweisen, welche diese Funktionen ausführt. In einer Ausführungsform kann die Dornstützbaugruppe 108 ein Paar Lagerböcke 136 mit Lagern 138 aufweisen, welche das erste Ende 120 des Dorns 106 drehend halten. Im Falle, daß verschiedene Dorne mit verschiedenen Außendurchmessern verwendet werden, werden dann dementsprechend abgemessene Stützbaugruppen oder eine Stützbaugruppe erforderlich, welche angepaßt werden kann, um Dorne mit verschiedenen Abmessungen festzuhalten. Die Dornstützbaugruppe 108 kann eine Verriegelungsvorrichtung 140 aufweisen, welche verhindert, daß sich der Dom 106 in einem verriegelten Modus dreht und ihn dazu befähigt, sich in einem nicht verriegelten Modus zu drehen. Die Verriegelungsvorrichtung 140 kann eine Klemme 142 und/oder einen Stift 144 aufweisen, der in einem entspre chenden Loch oder Schlitz (nicht dargestellt) im Dorn 106 eingefügt wird, wodurch die Rotation des Doms 106 verhindert wird.

Kalandrierbaugruppe

Die Kalandrierbaugruppe 110 weist zumindest eine Kalanderwalzenbaugruppe 154, eine erste Stützbaugruppe 156 und eine zweite Stützbaugruppe 158 auf.
Vorzugsweise gibt es eine Mehrzahl von Kalanderwalzenbaugruppen 154. Jede Kalanderwalzenbaugruppe 154 weist eine Längsachse 172, eine Kalanderwalze 174, einen ersten Zapfen 176 und einen zweiten Zapfen 178 auf, wobei der erste und zweite Zapfen 176, 178 jeweils die ersten und zweiten Enden der Kalanderwalze 174 halten. Die Längen und Außendurchmesser der Kalanderwalzen 174 sind nicht entscheidend. Vorzugsweise weist jede Kalanderwalze 174 die gleiche Länge in einem Bereich von etwa 35 bis 66 cm und den gleichen Durchmesser in einem Bereich von ca. 7,5 bis 15,5 cm auf. Eine dünne nicht klebende Schicht kann auf eine äußere Umfangsfläche der Kalanderwalzen 174 aufgebracht werden, um zu verhindern, daß das photopolymere Material an den Kalanderwalzen 174 klebt. Die nicht klebende Schicht kann aus Teflon®, Silverstone® bzw. einem angemessenen Ersatz hergestellt sein. Vorzugsweise verläuft die Längsachse 172 jeder Kalanderwalzenbaugruppe 154 parallel zu den Längsachsen 172 der anderen Kalanderwalzenbaugruppen 154. Vorzugsweise liegen die ersten Enden und zweiten Enden der Kalanderwalzen 174 im ersten und im zweiten Betriebsmodus mit einem im wesentlichen gleichen Dosierspaltabstand von etwa 0,254 mm (10 mils) bis 7,62 mm (300 mils) von der Hülse 104 beabstandet vor. Der Dosierspalt ist die Dicke einer lichtempfindlichen Schicht auf der Hülse 104.
Beim ersten Betriebsmodus weisen die Kalanderwalzen 174 Dosiermittel zum Zumessen eines Stroms 113 eines schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Materials auf die Hülse 104 auf, um eine im wesentlichen konstante Dicke aufzuweisen. Beim zweiten Betriebsmodus weisen die Kalanderwalzen 174 Wickelmittel zum Einwickeln eines schmelzflüssigen bzw. verfestigten Bleches 115 des photopolymerisierbaren Ma terials um die Hülse 104 und Dosiermittel zum Zumessen des verfestigten oder schmelzflüssigen Bleches 115 des photopolymerisierbaren Materials auf, um eine im wesentlichen konstante Dicke auf der Hülse 104 aufzuweisen, und zum Auffüllen jedes Spaltes 162 zwischen einem vorderen Ende 164 des Bleches 115 und einem hinteren Ende 166 des Bleches 115. Beim zweiten Betriebsmodus wickelt die Kalandrierbaugruppe 110 das schmelzflüssige oder verfestigte Blech 115 auf die Hülse 104, so daß (i) es einen geringfügigen Spalt 162 zwischen einem vorderen Ende 164 und einem hinteren Ende 166 des Bleches gibt (siehe Fig. 2A) oder (ii) sich ein Abschnitt 168 eines hinteren Endes des Bleches 115 mit einem vorderen Ende 170 des Bleches 115 geringfügig überlappt (siehe Fig. 2B). Die Kalandrierbaugruppe 110 dosiert das photopolymerisierbare Material, um die geringfügigen Spalte 162 aufzufüllen und die überlappten Abschnitte 168 zu glätten, um dem Material eine im wesentlichen konstante Dicke mit einer nahtlosen gleichförmigen Außenumfangsfläche zu verleihen.
Die erste Stützbaugruppe 156 weist eine erste Platte 180 auf, welche einen Durchgang 182 abgrenzt, durch den sich der Dorn 106 erstreckt. In ähnlicher Weise weist die zweite Stützbaugruppe 158 eine zweite Platte 184 auf, welche einen Durchgang 186 abgrenzt, durch den sich der Dom 106 erstreckt. Der erste Plattendurchgang 182 und der zweite Plattendurchgang 186 sind groß genug, daß das Antriebssystem 112 die Hülse 104 während das zylindrische lichtempfindliche Element 102 ausgebildet wird, durch den ersten Plattendurchgang 182, und das zylindrische lichtempfindliche Element 102 entlang der Längsachse 118 des Dorns 106 durch den zweiten Plattendurchgang 186 bewegen kann, was dazu führt, daß das zylindrische lichtempfindliche Element 102 eine axiale Länge größer als die Länge der Kalanderwalzen 174 oder der Abstand zwischen der ersten Platte 180 und der zweiten Platte 184 aufweist. Daher weisen die Aufbauten, welche den ersten Plattendurchgang 182 und den zweiten Plattendurchgang 186 definieren, Formungsmittel zum Ausbilden des Elements 102 mit einer axialen Länge größer als ein Abstand zwischen der ersten Platte 180 und der zweiten Platte 184, oder in anderen Worten, größer als eine axiale Länge des Dorns 106 in der Kalandrierbaugruppe 110.
Die ersten und zweiten Stützbaugruppen 156, 158 weisen erste Haltemittel zum drehbaren Halten der Zapfen 176, 178 der Kalanderwalzenbaugruppen auf. Die ersten Haltemittel, welche die Drehbewegung der Kalanderwalzenbaugruppe 154 ermöglichen, sind schematisch in den Fig. 1 und 2A durch die Pfeile A dargestellt. Die ersten und zweiten Stützbaugruppen 156, 158 weisen zweite Haltemittel zum radialen Bewegen der Zapfen 176, 178 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 auf. Die zweiten Haltemittel, welche die radiale Bewegung der Kalanderwalzenbaugruppen 154 ermöglichen, sind in den Fig. 1 und 2A durch die Pfeile B dargestellt. Die Dosierspalte zwischen der Hülse 104 und den Walzen 174 können durch die Justierung der zweiten Haltemittel B vor der Durchführung gewählt werden. Entweder eine oder beide der ersten und zweiten Stützbaugruppen 156, 158 weisen ferner dritte Haltemittel zum umfangsseitigen Bewegen der Zapfen 176, 178 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 um den Dorn 106 auf. Die dritten Haltemittel sind in den Fig. 1 und 2A durch Pfeile C dargestellt. Die dritten Haltemittel C können vor der Durchführung justiert werden, so daß die Längsachsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 asymmetrisch bzw. schräg oder parallel zu der Längsachse 118 des Dorns 106 vorliegen.

Antriebssystem

Das Antriebssystem 112 weist eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Hülse 104 um und entlang der Längsachse 118 des Doms 106 zu einem rechten Ende der Vorrichtung 100 gemäß Fig. 1 in einer schraubenförmigen Weise auf, um eine äußere Umfangsfläche des Elements 102 zu einem nahtlosen gleichförmigen Zustand ohne Polieren, Schleifen oder zusätzliche Poliervorrichtungen zu polieren. Die Bewegungseinrichtung 112 weist eine Rotationseinrichtung zum Rotieren der Kalanderwalzenbaugruppen 154 und eine axiale Bewegungseinrichtung zum axialen Bewegen der Hülse 104 zu einem rechten Ende der Vorrichtung 100 gemäß Fig. 1 auf.
Die Rotationseinrichtung weist ein Walzenantriebssystem 160 auf. Das Walzenantriebssystem 160 kann eine separate zum Rotieren jeder Kalanderwalzenbaugruppe 154 angepaßte Motorbaugruppe 188 bzw. eine durch Zahnräder und Ketten bzw. Rie men und Rollen zum Rotieren aller Kalanderwalzenbaugruppen 154 angepaßte Motorbaugruppe aufweisen. Das Walzenantriebssystem 160 ist vorzugsweise in der Lage, die Kalanderwalzenbaugruppen 154 mit bis zu 60 Drehungen pro Minute zu rotieren, und rotiert die Kalanderwalzenbaugruppen 154 typischerweise in einem Bereich von etwa 15 bis zu 90 Umdrehungen pro Minute. Wenn das photopolymerisierbare Material zwischen den Kalanderwalzen 174 und der auf dem Dorn 106 gehaltenen Hülse 104 vorliegt, überträgt das photopolymerisierbare Material die Bewegung der Kalanderwalzenbaugruppen 154 auf die Hülse 104, wodurch die Hülse 104 gedreht wird. Falls der Dorn 106 drehbar gehalten ist, dreht sich der Dorn 106 mit der Hülse 104.
Wahlweise kann man die Hülse 104 manuell oder durch Bereitstellung einiger Aufbauten rotieren, bis hinreichend photopolymerisierbares Material mit den Kalanderwalzen 174 und der Hülse 104 in Kontakt kommt, um die Bewegung der Kalanderwalzen 174 zu übertragen, um die Hülse 104 zu rotieren. Ein solcher Aufbau kann als ein Teil der Bewegungseinrichtung 112 angesehen werden. Ein Aufbau, der die anfängliche Rotation der Hülse 106 unterstützen kann, ist ein Gummiband oder ein Polymerstreifen 105, welcher um das vordere Ende der Hülse 104 positioniert ist, um den Dosierspalt zwischen der Hülse 104 und den Kalanderwalzen 174 sofort zu füllen, sobald das vordere Ende der Hülse 104 von links nach rechts gemäß Fig. 1 in den Kalanderabschnitt 110 zugeführt wird.
Die Bewegungseinrichtung 112 kann wahlweise einen Dornantriebsmechanismus 146 zum Rotieren oder Unterstützen der Rotation des Dorns 106 enthalten, wenn die Verriegelungsvorrichtung 140 im Entriegelungsmodus vorliegt. Der Domantriebsmechanismus 146 kann eine Motorbaugruppe 148 aufweisen, die angeschlossen ist, um eine Antriebsrolle 150 zu rotieren. Ein Riemen 152 kann sich um die Antriebsrolle 150 und den Dorn 106 erstrecken, so daß der Dorn 106 gedreht wird, wenn die Motorbaugruppe 148 aktiviert ist. Statt der Rollen 150 und des Riemens 152 können Zahnräder und eine Kette verwendet werden. Der Domantriebsmechanismus 146 ist vorzugsweise in der Lage, den Dorn so zu rotieren, daß die Flächengeschwindigkeit (die tangentiale Geschwindigkeit der Fläche) des lichtempfindlichen Materials auf der Hülse 104 am Dorn 106 gleich der Flächengeschwindigkeit (tangentiale Geschwindigkeit der Fläche) der Kalanderwalzen 174 ist.
Die axiale Bewegungseinrichtung kann das Walzenantriebssystem 160 aufweisen, wenn die Achsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 bezüglich der Längsachse 118 des Dorns 106 schräg vorliegen. Wenn die Achsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 in bezug auf die Längsachse 118 des Dorns 106 schräg vorliegen, überträgt das photopolymere Material die Bewegung der Kalanderwalzen 174, um eine axiale Kraftkomponente D auf die Hülse 104 aufzubringen, wodurch die Hülse 104 entlang der Längsachse 118 des Dorns 106 in Richtung zum rechten Ende der Vorrichtung 100 bewegt wird, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Eine ausreichende Axialbewegung der Hülse 104 kann geschaffen werden, wenn die Achsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 mit einem Winkel von 1 bis 2 Grad schräg in bezug auf die Längsachse 118 des Dorns 106 verlaufen.
Die axiale Bewegungseinrichtung kann als Alternative oder zusätzlich ein lineares Transportsystem wie ein lineares Stellglied aufweisen, das die Hülse 104 bzw. die Hülse 104 und den Dorn 106 entlang der Längsachse 118 des Doms 106 drückt oder zieht. Das lineare Transportsystem kann eingestellt werden, um die Hülse in eine Anfangsposition zu drücken oder ziehen, in der das lichtempfindliche Material zuerst auf die Hülse 104 zugeführt wird. Darin kann das lineare Transportsystem ausgeschaltet werden, um es dem Walzenantriebssystem 160 zu ermöglichen, eine weitere Axialbewegung der Hülse und des verwendeten lichtempfindlichen Materials zu schaffen. Wenn das lichtempfindliche Material alternativ auf die Hülse 104 zugeführt wird, können die Achsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 parallel zu den Längsachsen 118 des Doms 106 vorliegen. In diesem Fall fährt das lineare Transportsystem fort, die Axialbewegung der Hülse und des aufgebrachten lichtempfindlichen Materials während der Ausbildung des Elements 102 herzustellen. Sowohl das lineare Transportsystem als auch das Walzenantriebssystem 160 können bei der Bewegung der Hülse und des aufgebrachten lichtempfindlichen Materials während der Ausbildung des Elements 102 alternativ eine Axialkraft zur Verfügung stellen.

Heizelement

Das Heizelement 114 dient zum Erwärmen des photopolymerisierbaren Materials, während das photopolymerisierbare Element 102 ausgebildet wird. Vorzugsweise gibt es ein Heizelement 114 in jeder Kalanderwalzenbaugruppe 154. Ein oder mehrere Heizelemente 114 können statt dessen oder zusätzlich außerhalb der Kalanderwalzenbaugruppen 154 vorliegen. Wenn das schmelzflüssige photopolymerisierbare Material zur Vorrichtung 100 zugeführt wird, erwärmen die Heizelemente 114 oder halten sie die Außenfläche der Kalanderwalzen 174 auf einer Temperatur im Bereich von 90ºC bis 180ºC, wodurch das photopolymerisierbare Material erwärmt wird, während sich das photopolymerisierbare Material in Kontakt mit den Kalanderwalzenbaugruppen 154 befindet. Wenn ein verfestigtes Blech des photopolymersierbaren Materials zur Vorrichtung 100 zugeführt wird, erwärmen oder halten die Heizelemente 114 die Außenfläche der Kalanderwalzen bei einer Temperatur im Bereich von 90ºC bis 180ºC. Wenn ein verfestigtes Blech 115 zur Vorrichtung 100 zugeführt wird, erwärmen die Heizelemente 114 das Blech über seine Glasumwandlungstemperatur, um das Dosieren zu ermöglichen. Wenn ein schmelzflüssiger Strom 113 oder Blech 115 zur Vorrichtung 100 zugeführt wird, erwärmen die Heizelemente 114 die Außenfläche der Kalanderwalzen 174, um das lichtempfindliche Material in einem schmelzflüssigen oder halbflüssigen Zustand zu halten, um das Dosieren zu ermöglichen. Die Heizelemente 114 können gehalten werden, damit sie drehbar oder nicht drehbar bezüglich der Kalanderwalzenbaugruppen 154 vorliegen. Elektrische Verbindungen mit den Heizelementen 114 können sich durch eine oder beide Enden der Kalanderwalzenbaugruppen 154 erstrecken.

Betriebsverfahren

Beim Betrieb werden bestimmte Einstellungen, falls notwendig, vor der Ausbildung des Elements 102 vorgenommen. Zum Beispiel werden sowohl für den ersten als auch für den zweiten Betriebsmodus die zweiten Haltemittel B, falls notwendig, justiert, um den radialen Abstand der Kalanderwalzen 174 von der zylindrischen Außenfläche der Hülse 104 bis zum gewünschten Dosierspalt festzulegen. Sowohl für den ersten als auch für den zweiten Betriebsmodus werden die dritten Haltemittel C, falls notwendig, justiert, um die Längsachsen 172 der Kalanderwalzenbaugruppen 154 bezüglich der oder parallel zur Längsachse 118 des Doms 106 schräg einzustellen. Sowohl für den ersten als auch für den zweiten Betriebsmodus wird die Verriegelungsvorrichtung 140, falls vorhanden, im verriegelten Modus, wodurch die Rotation des Doms 106 verhindert wird, oder im unvernegelten Modus festgelegt, bei dem die Rotation des Doms 106 ermöglicht wird. Sowohl für den ersten als auch für den zweiten Betriebsmodus kann das Dornantriebssystem 146 aktiviert werden, um den Dorn 106 zu rotieren bzw. die Rotation des Dorns und dadurch der Hülse 104 zu unterstützen, oder nicht aktiviert werden.
Dann schiebt ein Bediener eine flexible Hülse 104 auf das zweite Ende 122 des Dorns 106 und schiebt die Hülse 104 entlang des Dorns 106 zu einer Ausgangsposition, welche bereit zum Aufnehmen des Stroms 113 oder des Bleches 115 des photopolymerisierbaren Materials vorliegt. Alternativ kann das lineare Transportsystem des Antriebssystems 112 die Hülse 104 entlang des Doms 106 zu ihrer Ausgangsposition bewegen. Beim ersten Modus liegt die Hülsenausgangsposition im wesentlichen zwischen der das erste Ende 120 des Dorns 106 haltenden Dornstützbaugruppe 108 und der Kalandrierbaugruppe 110, wobei die vordere Kante der Hülse 104 unter der Extruderleitung 116 in der Kalandrierbaugruppe 110 angeordnet ist. Beim zweiten Modus kann sich die Hülse entweder axial oder nicht axial entlang der Längsachse 118 des Dorns 106 bewegen. Wenn die Hülse 104 zur axialen Bewegung entlang des Dorns 106 angepaßt ist, um das Element 102 in einer schraubenförmigen Weise aus einem verfestigten oder schmelzflüssigen Streifen (oder Blech) des Materials auszubilden, liegt die Ausgangsposition der Hülse ebenfalls im wesentlichen zwischen der das erste Ende 120 des Dorns 106 haltenden Domstützbaugruppe 108 und der Kalandrierbaugruppe 110, wobei die Vorderkante der Hülse 104 positioniert ist, um die gesamte Vorderkante des verfestigten oder schmelzflüssigen Streifens aufzunehmen. Wenn sich die Hülse 104 nicht axial entlang des Dorns bewegt, dann kann irgendein Abschnitt der Hülse 104 positioniert werden, um das vordere Ende des Bleches 115 aufzunehmen. Wenn die Hülse 104 auf dem Dorn 106 angeordnet ist, kann das pneumatische System 126 Luft zuführen, um die Bewegung der Hülse 104 axial entlang des Doms und drehend um den Dorn 106 zu erleichtern.
Beim ersten Modus wird dann der Strom 113 des schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Materials aus der Extruderleitung 116 zwischen einer der Kalanderwalzen 174 und der durch den Dorn 106 gehaltenen Hülse 104 gespeist. Beim ersten Modus wird vorzugsweise das photopolymerisierbare Material in einem allgemein zylindrischen geformten Strom mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ca. 1 cm bei einer Rate von etwa 4,5 kg/Std. bis 55 kg/Std. gespeist. Beim zweiten Modus wird das verfestigte oder schmelzflüssige Blech 115 zwischen einer der Kalanderwalzen 174 und der durch den Dorn gehaltenen Hülse 104 gespeist. Beim zweiten Modus wird das Blech 115 vorzugsweise mit einer Dicke von etwa 0,254 mm (10 mils) bis 7,62 mm (300 mils) gespeist. Abhängig vom verwendeten Material wird der schmelzflüssige Strom 113 oder das schmelzflüssige Blech 115 des photopolymerisierbaren Materials typischerweise bei einer Temperatur in einem Bereich von ca. 90ºC bis ca. 180ºC gespeist. Das verfestigte Blech 115 wird bei Raumtemperatur gespeist.
Die Kalanderwalzenbaugruppen 154 werden durch das Walzenantriebssystem 160 rotiert. Das photopolymerisierbare Material zwischen den Kalanderwalzen 174 und der Hülse 104 überträgt die Bewegung der Kalanderwalzenbaugruppen 154 auf die Hülse 104, wodurch die Hülse 104 und das photopolymerisierbare Material umfangsseitig über der Längsachse 118 des Doms 106 bewegt werden (in Richtung des Pfeils E gemäß Fig. 1). Das Walzenantriebssystem 160 rotiert die Kalanderwalzenbaugruppen 154, um das photopolymerisierbare Material zu dosieren, um eine im wesentlichen konstante Dicke auf der Hülse 104 aufzuweisen. Ein wiederholter Kontakt zwischen der Außenumfangsfläche des Elements 102 und den Walzen 174 poliert bei jeder Umdrehung der Hülse 104 während der Ausbildung des Elements 102 die Außenumfangsfläche des Elements 102 ohne ein Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung. Beim zweiten Modus überträgt das Blech 115 aus dem photopolymerisierbaren Material zwischen der Kalanderwalze 174 und der Hülse 104 die Bewegung der Kalanderwalzenbaugruppe 154 auf die Hülse 104, wodurch zusätzlich das photopolymerisierbare Material umfangsseitig um die Hülse 104 gewickelt wird, wie in den Fig. 2A bzw. 2B dargestellt ist. Beim zweiten Modus dosieren ferner die Kalanderwalzenbaugruppen 154 das photopolymerisierbare Material, um jeden Spalt 162 zwischen den Kanten des Bleches 115 aufzufüllen.
Falls die Längsachsen 172 der Kalanderwalzen 154 bezüglich der Längsachse 118 des Dorns 106 schräg vorliegen, dann bewegt das photopolymerisierbare Material zwischen den Kalanderwalzen 174 und der Hülse 104 ferner die Hülse 104 axial entlang der Längsachse 118 des Doms 106 (in Richtung des Pfeils D gemäß Fig. 1), wobei das nahtlose, zylindrische, lichtempfindliche Element 102 in einer schraubenförmigen Weise ausgebildet wird. Alternativ oder zusätzlich zu den bezüglich der Längsachse 118 des Dorns 106 schrägen Längsachsen 172 der Kalanderwalzen 154 kann das lineare Transportsystem des Antriebssystems 112, während das Walzenantriebssystem 160 die Kalanderwalzenbaugruppen 154 rotiert, die Hülse 104 entlang der Längsachse 118 des Doms 106 bewegen, wodurch das nahtlose, zylindrische, lichtempfindliche Element 102 in einer schraubenförmigen Weise ausgebildet wird.
Während des Elementausbildungsverfahrens erwärmen bzw. erhalten die Heizelemente 114 das photopolymerisierbare Material auf einer ausreichenden Temperatur, um das Material dazu zu bringen, für mindestens mehrere Umdrehungen um den Dorn 106 in einem im wesentlichen schmelzflüssigen Zustand vorzuliegen oder zu bleiben, bis die benachbarten Kanten bzw. Wicklungen des Materials nahtlos zusammengeschmolzen sind.
Wenn die Kalandrierbaugruppe das Element 102 beim zweiten Modus nicht axial entlang des Dorns 106 verschiebt, werden die zweiten Haltemittel B nach der Ausbildung des Elements 102 justiert, um die Kalanderwalzen 174 von der äußeren zylindrischen Fläche des Elements 102 wegzubewegen. Dann können das Element 102 und die Hülse 104 entweder manuell oder durch das axiale Transportsystem vom Dorn 106 axial herabgeschoben werden.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht der Kalandrierbaugruppe 110, welche ein nahtloses, zylindrisches, lichtempfindliches Element 102 zeigt, das nach mehreren Umdrehungen des Stroms 113 des schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Materials bzw. des lichtempfindlichen Bleches 115 um den Dorn 106 ausgebildet ist.
Nachdem das photopolymerisierbare Element 102 abgekühlt ist, kann die Vorrichtung 100 verwendet werden, um in einzelnen Schritten zusätzliche nahtlose photopolymerisierbaren Schichten auf dem nahtlosen photopolymerisierbaren Element oder die Schicht 102 aufzubringen. In solchen Fällen ist der Dosierspalt der Abstand zwischen den Kalanderwalzen 174 und der auf der Hülse 104 bereits vorliegenden Außenschicht.
Nahtlose, zylindrische, lichtempfindliche Elemente mit einer photopolymerisierbaren Schicht 102 können bei Verwendung der Vorrichtung 100 in weniger als einer Stunde ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein nahtloses, zylindrisches, lichtempfindliches Element 102 mit einer Länge von ca. 45,73 cm und einer Dicke von ca. 1,7 mm (67 mils) auf einer flexiblen Hülse mit einem Außendurchmesser von ca. 9 cm in etwa 3 Minuten auf der im ersten Modus betriebenen Vorrichtung 100 ausgebildet werden, wenn ein Strom des schmelzflüssigen photopolymerisierbaren Materials mit einem Durchmesser von 0,95 cm bei einer Rate von etwa 4,5 kg/Std. zugeführt wird, wobei die Kalanderwalzen 174 einen Außendurchmesser von etwa 7,518 cm aufweisen und mit einer Geschwindigkeit von etwa 27 Umdrehungen pro Minute rotiert werden, und wobei die Achsen 172 der Kalanderwalzen mit einem Winkel von 1,5 Grad schräg bezüglich der Längsachse 118 des Dorns 106 vorliegen und das Heizelement 114 die Außenfläche der Kalanderwalzen bei einer Temperatur von etwa 121ºC hält. Ein nahtloses, zylindrisches, lichtempfindliches Element 102 mit einer Länge von etwa 22,86 cm und einer Dicke von etwa 67 mils kann auf einer flexiblen Hülse mit einem Außendurchmesser von etwa 9 cm in etwa 10 Minuten auf der im zweiten Modus betriebenen Vorrichtung 100 ausgebildet werden, wenn sich die Hülse 104 nicht axial entlang der Dornlängsachse 118 bewegt, wenn ein verfestigtes Blech bei Raumtemperatur aus photopolymerisier barem Material mit einer Dicke von etwa 3,4 mm (134 mils), einer Länge von etwa 25,4 cm und einer Breite von etwa 15,24 cm eingeführt wird, wobei die Kalanderwalzen 174 einen Außendurchmesser von etwa 7,518 cm aufweisen und mit etwa 32,4 Umdrehungen pro Minute rotiert werden, und das Heizelement 114 die Außenfläche der Kalanderwalzen auf etwa 121ºC erwärmt.

Bevorzugte Ausführungsform

Die Fig. 4 bis 13 stellen eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zur Ausbildung eines zylindrischen lichtempfindlichen Elements dar. Die Bezugsnummern der Elemente bzw. Merkmale in der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 4 bis 13, welche mit ähnlichen Elementen oder Merkmalen in der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 korrespondieren, sind um die Zahl 100 erhöht. Die Formungsvorrichtung 200 weist einen Dorn 206, eine Domstützbaugruppe 208, eine Kalandrierbaugruppe 210, ein Antriebssystem 212 und ein Heizelement 214 auf. Das Heizelement 214 ist in Fig. 11 gut dargestellt.

Dorn

Der Dorn 206 ist eine zylindrische Welle mit einer Längsachse, einem ersten Ende 220 und einem zweiten Ende 222. Bei dieser Ausführungsform rotiert der Dorn 206 im ersten und im zweiten Modus nicht. Statt dessen liegt die Hülse 204 drehbar um den Dom 206 vor. Der Dorn 206 umfaßt einen internen Hohlraum 224. Siehe Fig. 6.

Pneumatisches System

Ein pneumatisches System 226 ist zum Zuführen von Luft durch eine Luftversorgungsleitung 232 zum internen Hohlraum 224 durch die Durchgänge 228 im Dorn 206 zu einer äußeren Umfangsfläche des Doms vorgesehen, um die Bewegung der Hülse 204 axial entlang des Dorns 206 und drehend um den Dorn 206 zu erleichtern. Das pneumatische System 226 ähnelt einem im U. S.-Patent 5,301,610 offenbarten System.

Dornstützbaugruppe

Die Dornstützbaugruppe 208 hält das erste Ende 220 des Dorns 206 mit einer befestigten Stützbaugruppe 302, 303, 304, 305, 313, welche die Rotation des Doms 206 verhindert. Die Dornstützbaugruppe 208 weist ferner eine verschiebbare oder einziehbare Stütze 306 zum Halten des zweiten Endes 222 des Doms 206 auf. Die verschiebbare Stütze 306 dreht sich um einen Stift 308, der in einem Stützunterbau 310 gehalten wird, welcher auf der anderen Seite an einer am Rahmen 314 befestigten Platte 312 gesichert ist. Die verschiebbare Stütze 306 dreht sich vom zweiten Ende 222 des Dorns 206 weg, um es den Hülsen 204 zu ermöglichen, mit oder ohne die darauf ausgebildeten photopolymerisierbaren Elemente 202 auf den Dorn 206 oder vom Dom 206 geführt zu werden.

Kalandrierbaugruppe

Die Kalandrierbaugruppe 210 weist drei Kalanderwalzenbaugruppen 254, eine erste Stützbaugruppe 256 und eine zweite Stützbaugruppe 258 auf.
Fig. 11 ist eine Schnittansicht einer Kalanderwalzenbaugruppe 254. Jede Kalanderwalzenbaugruppe 254 weist eine Längsachse, eine Kalanderwalze 274, einen ersten Zapfen oder ein Ende 276 und einen zweiten Zapfen oder ein Ende 278 auf, wobei der erste und der zweite Zapfen 276, 278 die Enden der Kalanderwalzen 274 halten. Jede Kalanderwalze 274 weist eine Länge von 63 cm und einen Durchmesser von 10 cm auf. Eine dünne nicht klebende Schicht 316 ist an einer äußeren Umfangsfläche der Kalanderwalzen 274 aufgebracht, um das Kleben des photopolymeren Materials an der Kalanderwalze 274 zu verhindern. Die Schicht 316 ist aus Silverstone® hergestellt. Die Zapfen 276, 278 werden in den Lagern 318 der Lagerböcke 320 drehbar gehalten. Ein Durchgang bzw. ein Hohlraum 324 erstreckt sich durch die Zapfen 276, 278 und die Kalanderwalze 274.
Die erste Stützbaugruppe 256 weist eine erste Platte 280 und auf der ersten Platte 280 angebrachte radial positionierbare Stützvorrichtungen 326 auf. Fig. 6 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 6-6 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche eine Zufuhrseite der ersten Platte 280 mit in den radial positionierbaren Stützvorrichtungen 326 drehbar gehaltenen ersten Zapfen bzw. Kalanderwalzenendabschnitte 276 darstellt. Fig. 7 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie 7-7 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche die in Fig. 6 dargestellte Ansicht mit der Ausnahme der entfernten, radial positionierbaren Stützvorrichtungen 326 darstellt. Die erste Platte 280 weist einen Durchgang 282 auf, durch den sich der Dorn 206 erstreckt. Der Durchgang 282 ist so geformt, um es auch dem ersten Zapfen 276 der Kalanderwalzenbaugruppen 254 zu ermöglichen, sich durch den Durchgang 282 derart zu erstrecken, daß die radial positionierbaren Stützvorrichtungen 326 eher auf einer Zufuhrseite der ersten Platte 280 als zwischen der ersten Platte 280 und den Kalanderwalzenbaugruppen 254 angebracht werden können.
Jede radial positionierbare Stützvorrichtung 326 weist einen Halteblock 328, erste und zweite Wellenhalter 330, erste und zweite Wellen 332, einen Lagerbock 320, einen beweglichen Lagerbockhalter 334, eine Gewindewelle 336 und einen Schrittmotor 338 auf. Der Halteblock 328 und die ersten und zweiten Wellenhalter 330 sind beispielsweise durch Schrauben oder Bolzen durch die Durchgänge 340 in der ersten Platte 280 befestigt. Die ersten und zweiten Wellen 332 sind jeweils zwischen dem Halteblock 328 und den ersten und zweiten Wellenhaltern 330 verbunden. Der Lagerbock 320 enthält ein Lager, welches den ersten Zapfen 276 einer Kalanderwalzenbaugruppe 254 drehbar hält. Der Lagerbock 320 ist auf dem beweglichen Lagerbockhalter 334 angebracht, welcher Bohrungen zum Gleiten entlang der ersten und zweiten Wellen 332 aufweist. Der Schrittmotor 338 ist auf dem Halteblock 328 angebracht und dreht die Gewindewelle 336, welche mit dem beweglichen Lagerbockhalter 334 verbunden ist, um diese und den ersten Zapfen 276 zu veranlassen, radial bezüglich des Dorns 206 bewegt zu werden.
Die zweite Stützbaugruppe 258 weist eine zweite Platte 284, eine schräg positionierbare Unterplatte 342 und zweite radial positionierbare Stützvorrichtungen 344 auf. Die zweite Stützbaugruppe 258 ist in den Fig. 8A, 8B, 9 und 10 detailliert dargestellt.
Die zweiten radial positionierbaren Stützvorrichtungen 344 sind gleich den ersten radial positionierbaren Stützvorrichtungen 326. Die zweiten radial positionierbaren Stützvorrichtungen 344 sind jedoch an der Unterplatte 342 beispielsweise durch Schrauben oder Bolzen durch die Durchgänge 346 in der Unterplatte 342 montiert. Dies ist in den Fig. 8A und 9 deutlich dargestellt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 10 weist die zweite Platte 284 schräge Schlitze 348 zum Aufnehmen von Bolzen 350 zum Montieren der Unterplatte und an verschiedenen winkligen Ausrichtungen hierzu die zweite Platte 284 auf. Fig. 8A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 aus Fig. 5 in Richtung der Pfeile, welche eine Ausgangsseite der Kalandrierbaugruppe 210 mit der schräg positionierbaren Unterplatte 342 dargestellt, die in einer ersten schrägen Ausrichtung bezüglich der zweiten Platte 284 (und daher des Dorns 206) montiert ist. Fig. 8B ist gleich wie Fig. 8A mit der Ausnahme, daß die schräg positionierbare Unterplatte 342 auf der zweiten Platte 284 in einer zweiten schrägen Ausrichtung bezüglich des Dorns 206 montiert ist. Somit ist die Unterplatte 342 in der zweiten schrägen Ausrichtung bezüglich der zweiten Platte 284 derart rotiert, daß die Unterplatte 342 umfangsseitig vom Dorn 206 bezüglich der ersten schrägen Ausrichtung beabstandet ist. Wenn sich die Unterplatte 342 in der zweiten Ausrichtung befindet, liegen die Längsachsen der Kalanderwalzenbaugruppen 254 schräg bezüglich der Längsachse des Dorns 206 vor. Wenn sich die Unterplatte 342 in der ersten Ausrichtung befindet, liegen die Längsachsen der Kalanderwalzenbaugruppen 254 parallel zu der Längsachse des Doms 206 vor.
Die Unterplatte 342 ist auf der zweiten Platte 284 mit Hilfe von Zentrierstiften 352 angeordnet, welche auf der zweiten Platte 284 angebracht und in schrägen Ausrichtungsschlitzen 354 in der Unterplatte 342 eingefügt sind.
Die zweite Platte 284 und die Unterplatte 342 weisen ausgerichtete Durchgänge 286, 287 auf, durch die sich der Dorn 206 erstreckt. Der zweite Plattendurchgang 286 und der Unterplattendurchgang 287 sind groß genug, so daß das Walzenantriebssystem 260 und/oder das lineare Antriebssystem 374 das zylindrische lichtempfindliche Element entlang des Dorns 206 durch den zweiten Plattendurchgang 286 und dann durch den Unterplattendurchgang 287 bewegen kann, während das zylindrische lichtempfindliche Element ausgebildet wird, was dazu führt, daß das zylindrische lichtempfindliche Element eine größere Länge aufweist, als der Abstand zwischen der ersten Platte 280 und der zweiten Platte 284 ist.

Antriebssystem

Das Antriebssystem weist ein Walzenantriebssystem 260 auf. Gemäß Fig. 12 weist das Walzenantriebssystem 260 ein Walzenzahnrad 322 auf dem zweiten Zapfen 278 jeder Kalanderwalzenbaugruppe 254, ein Antriebszahnrad 356, eine zum Rotieren des Antriebszahnrads 356 angeschlossene Motorenbaugruppe 358 und eine um die Walzenzahnräder 322 und das Antriebsrad 356 angeordnete Antriebskette 360 auf. Eine Spannvorrichtung 362 ist mit einem Zwischenrad 364 vorgesehen, das auf einem Drehbalken 366 montiert ist, der (im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 12) durch eine zylindrisch gewickelte Federvorrichtung 368 vorgespannt ist, um eine vorbestimmte Spannung in der Antriebskette 360 zu schaffen.
Gemäß den Fig. 4 und S weist das Antriebssystem 212 ferner ein lineares Transportsystem 374 zum Bewegen der Hülse 204 entlang der Längsachse des Dorns 206 auf. Das lineare Transportsystem 374 weist ein lineares Stellglied 376 auf, welches eine mit dem Antriebsmotor 378 verbundene Schraubwelle aufweist. Ein Druck-Zugarm 380 ist an der Schraubwelle angebracht und erstreckt sich um den Dom 206, um die Hülsen 204 oder Hülsenschieber 205 entlang des Dorns 206 zu drücken oder ziehen. Die Haltebalken 382 erstrecken sich vom Druck-Zugarm 380. Gemäß Fig. 8A gleiten die mit den Enden der Haltebalken 382 verbundenen Lager 384 entlang Halteschienen 386. Das lineare Stellglied 376, der Antriebsmotor 378 und die Halteschienen 386 sind auf Halteplatten 388 angebracht, welche hingegen auf dem Rahmen 314 montiert sind.
Gemäß Fig. 13 weist das Antriebssystem 212 ferner ein Hülsenantriebssystem 390 auf, das auf der Zufuhrseite der ersten Platte 280 zum Rotieren der Hülse 204 um den Dorn 206 angebracht ist, wenn das Transportsystem 374 die Hülse 204 zur Kalandrierbaugruppe bewegt. Das Hülsenantriebssystem 390 weist eine zum Rotieren einer Antriebsrolle 394 angeschlossene Motorbaugruppe 392, eine beispielsweise mit einem Bolzen 398 durch einen schrägen Schlitz 400 in der ersten Platte gleitend angebrachte Zwischenrolle 396 und einen um die Antriebsrolle 394 und die Zwischenrolle 396 angeordneten Riemen 402 auf. Eine Kurbel 404 ist mit der Zwischenrolle 396 so verbunden, daß, wenn die Kurbel 404 in Richtung des Pfeils F in Fig. 13 zu der gestrichelten dargestellten Position gedrückt wird, der Riemen 402 eine Hülse 204 kontaktiert, während diese der Kalandrierbaugruppe 210 zugeführt wird, wodurch die Hülse 204 zu einer Anfangsrotation gebracht wird. Wenn die Kurbel 404 gelöst wird, gleitet die Zwischenrolle 396 entlang des Schlitzes 400 zurück, wobei sie zu ihrer Ausgangs- oder inaktiven Position zurückgeht.

Heizelement(e)

Gemäß Fig. 11 erstrecken sich Heizelemente 214 durch die Durchgänge oder Hohlräume 324. Die Enden der Heizelemente 214 werden durch die Träger 370 nicht drehbar gehalten, welche auf den beweglichen Lagerbockhaltern 334 der radial positionierbaren Stützvorrichtungen 344 angebracht werden können. Elektrische Verbindungen 372 erstrecken sich von beiden Enden der Heizelemente 214.

Das Photopolymerisierbare Material

Der hier verwendete Begriff "photopolymerisierbar" ist dafür bestimmt, Systeme einzuschließen, welche photopolymerisierbar, lichtvernetzbar oder beides sind. Die photopolymerisierbare Schicht weist ein elastomeres Bindemittel, mindestens ein Mo nomer und einen Initiator auf, wobei der Initiator eine Empfindlichkeit auf aktinische Strahlung aufweist. In den meisten Fällen ist der Initiator auf sichtbare und ultraviolette Strahlung empfindlich. Jede photopolymerisierbare Verbindung, welche zur Ausbildung von Flexodruckplatten geeignet ist, kann bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele für geeignete Verbindungen sind beispielsweise in Chen et al., U. S.- Patent 4,323,637, Grüetzmacher et al., U. S.-Patent 4,427,749 und Feinberg et al., U. S.- Patent 4,894,315 offenbart.
Das elastomere Bindemittel kann als ein Einzelpolymer oder eine Mischung aus Polymeren vorliegen, welche löslich, quellbar oder zerlegbar in wasserhaltigen, halbwasserhaltigen oder organischen Lösungsmittelentwicklem sind. Bindemittel, welche löslich oder zerlegbar in wasserhaltigen oder halbwasserhaltigen Entwicklem sind, sind in Alles U. S.-Patent 3,458,311; Pohl U. S.-Patent 4,442,302; Pine U. S.-Patent Nr. 4,361,640; Inoue et al., U. S.-Patent 3,794,494; Proskow U. S.-Patent 4,177,074; Proskow U. S.-Patent 4,431,723; und Worns U. S.-Patent 4517,279 offenbart. Die Bindemittel, welche löslich, quellbar bzw. zerlegbar in organischen Lösungsmitteleiltwicklern sind, enthalten natürliche oder synthetische Polymere von konjugierten Diolefinkohlenwasserstoffen, mit Polyisopren, 1,2-Polybutadien, 1,4-Polybutadien, Butadien/Acrylnitril, Butadien/Styrol, thermoplastisch-elastomere Blockcopolymere und andere Copolymere. Die in den Chen U. S.-Patent 4,323,636; Heinz et al. U. S.-Patent 4,430,417 und Toda et al. U. S.-Patent 4,045,231 diskutierten Blockcopolymeren können verwendet werden. Es wird bevorzugt, daß das Bindemittel mindestens in einer Menge von 65% des Gewichts der lichtempfindlichen Schicht vorliegt.
Der hier verwendete Begriff Bindemittel umfaßt Kernschalenmikrogele und Mischungen von Mikrogelen und vorgeformte makromolekulare Polymere, wie solche im Fryd et al. U. S.-Patent 4,956,252 offenbart sind.
Die photopolymerisierbare Schicht kann ein Einzelmonomer oder eine Mischung aus Monomeren enthalten, welche mit dem Bindemittel zu dem Ausmaß kompatibel sein müssen, daß eine klare und nicht getrübte lichtempfindliche Schicht produziert wird. Monomere, welche in der photopolymerisierbaren Schicht verwendet werden können, sind im Stand der Technik bekannt und enthalten, ohne auf eine Zusatzpolymerisation beschränkt zu werden, ethylen-ungesättigte Verbindungen mit relativ niedrigen Molekulargewichten (allgemein weniger als 30000). Vorzugsweise weisen die Monomere ein relativ niedriges Molekulargewicht von weniger als ca. 5000 auf. Beispiele von geeigneten Monomeren enthalten, sind darauf aber nicht beschränkt, t-Butylacrylat, Laurylacrylat, das Acrylat und Methacrylatmonoester und Polyester von Alkoholen und Polyolen wie Alkanole, beispielsweise 1,4-Butandioldiacrylat, 2,2,4-Trimethyl-1,3- Pentandioldimethacrylat und 2,2-Dimethylolpropandiacrylat; Alkylenglykole, beispielsweise Tripropylenglykoldiacrylat, Butylenglykoldimethacrylat, Hexamethylenglykoldiacrylat und Hexamethylenglykoldimethacrylat; Trimethylolpropan; Ethoxyliertes Trimethylolpropan; Pentaerythritol, beispielsweise Pentaerythritoltriacrylat; Dipentaerythritol; und ähnliche. Andere Beispiele von geeigneten Monomeren enthalten Acrylat- und Methacrylat-Derivate von Isocyanaten, Estern, Epoxiden und ähnliches wie zum Beispiel Decamethylenglycoldiacrylat, 2,2-Di(p-Hydroxyphenyl)- Propandiacrylat, 2,2-Di(p-Hydroxyphenyl)-Propandimethacrylat, Polyoxyethyl-2,2- Di(p-Hydroxyphenyl)-Propandimethacrylat und 1-Phenylethylen-1,2-Dimethacrylat.
Weitere Beispiele von Monomeren können in Chan U. S.-Patent 4,323,636; Fryd et al., U. S.-Patent 4,753,865; Fryd et al., U. S.-Patent 4,726,877 und Feinberg et al., U. S.- Patent 4,894,315 gefunden werden. Es wird bevorzugt, daß das Monomer bei einer Menge von zumindest S % des Gewichtes der photopolymerisierbaren Schicht vorliegt. Der Photoinitator kann jede Einzelverbindung bzw. eine Kombination von Verbindungen sein, welche auf aktinische Strahlung empfindlich sind, wobei freie Radikale erzeugt werden, welche die Polymerisation des Monomers bzw. der Monomere ohne eine übertriebene Beendigung einleiten. Der Photoinitiator ist allgemein empfindlich auf sichtbare oder ultraviolette und vorzugsweise auf ultraviolette Strahlung. Vorzugsweise soll der Photoinitiator bei einer und unter einer Temperatur von 185ºC thermisch inaktiv sein. Beispiele von geeigneten Photoinitiatoren enthalten die substituierten und nicht substituierten mehrkernigen Chinone. Beispiele von geeigneten Systemen sind in Gnietzmacher, US-Patent 4,460,675 und Feinberg et al., US-Patent 4,894,315 offenbart.
Photoinitiatoren sind allgemein in Mengen von 0,001% bis 10,0% bezüglich des Gewichts der photopolymerisierbaren Verbindung vorhanden.
Die photopolymerisierbare Schicht kann abhängig von den gewünschten endgültigen Eigenschaften andere Additive enthalten. Solche Additive enthalten Sensibilisatoren, Weichmacher, Fließeigenschaftenmodifizierer, thermische Polymerisationhemmstoffe, Adhäsionsmittel, Farbmittel, Antioxidationsmittel, Antiozonante oder Füllstoffe.
Die Weichmacher werden verwendet, um die Folienausbildungseigenschaften des Elastomers abzustimmen. Beispiele von geeigneten Weichmachern enthalten aliphatische Kohlenwasserstofföle, beispielsweise naphtenhaltige und paraffinhaltige Öle; flüssige Polydiene, beispielsweise flüssiges Polybutadien; flüssiges Polyisopren; Polystyrol; Poly-Alpha-Methylstyrol; Alpha-Methylstyrol-Vinyltoluencopolymere; Pentaerythritolester von hydriertem Harz; Polyterpenharze und Esterharze. Die Weichmacher sind im allgemeinen Flüssigkeiten mit Molekulargewichten von weniger als 5000, können aber Molekulargewichte bis zu 30000 aufweisen. Die Weichmacher mit niedrigem Molekulargewicht umfassen Molekulargewichte mit weniger als 30000.
Die Dicke der photopolymerisierbaren Schicht kann in einem breiten Bereich abhängig von der Sorte der gewünschten Druckplatte variieren. Bei den sogenannten "dünnen Platten" kann die photopolymerisierbare Schicht eine Dicke von 20 bis 67 mils (0,05 bis 0,17 cm) aufweisen. Dickere Platten weisen eine photopolymerisierbare Schicht mit einer Dicke von 100 bis 250 mils (0,25 bis 0,64 cm) oder größer auf.

Vorbereitung der photopolymerisierbaren Verbindung:

Die photopolymerisierbare Schicht kann an sich auf verschiedenen Weisen durch das Zumischen des Bindemittels, des Monomers, des Initiators und anderen Bestandteilen vorbereitet werden. Es wird bevorzugt, daß die photopolymerisierbare Mischung zu einer heißen Schmelze ausgebildet und dann auf die gewünschte Dicke kalandriert wird. Ein Extruder kann verwendet werden, um die Schritte des Schmelzens, Mischens, Ent lüftens und Filtrierens der Verbindung zu übernehmen. Die extrudierte Mischung wird dann kalandriert.

Verfahren zum Vorbereiten einer zylindrischen Flexodruckplatte oder -form aus dem ausgebildeten photopolymerisierbaren Element:

Ein erster Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren ist die gesamte Belichtung des lichtempfindlichen Elements mit einer aktinischen Strahlung durch eine Maske, d. h., eine bildmäßige Belichtung des Elements. Die Sorte der verwendeten Strahlung ist abhängig von der Sorte des Photoinitiators in der photopolymerisierbaren Schicht. Die Maske kann ein Photobearbeitungsfilm (z. B. ein Negativ) sein, wie er in der herkömmlichen Art vorhanden ist, oder kann in situ durch eine Laserablation eines infrarotempfindlichen Überzugs auf der photopolymerisierbaren Schicht geschaffen werden, wie es im U. S.-Patent 5,262,275 beschrieben ist. Die Maske kann ferner in situ, wie sie bei Chambers et al. im U. S.-Patent 4,429,027 und bei Felton et al. in der europäischen Veröffentlichung EP 568 841 beschrieben ist, ausgebildet werden. Beim Photogerät verhindern dunkle Bereiche des Bildes, daß das photopolymerisierbare Material darunter der Strahlung ausgesetzt wird, und daher polymerisieren die durch die dunklen Bereiche des Photogeräts abgedeckten Bereiche nicht. Die "hellen" Bereiche des Photogeräts werden der aktinischen Strahlung ausgesetzt und polymerisieren. Ähnlicherweise hindert das strahlungsundurchlässige Material in der infrarotempfindlichen Schicht, welche auf der Oberseite der photopolymerisierbaren Schicht vorliegt, das Material darunter daran, der Strahlung ausgesetzt zu werden, und daher werden die durch das strahlungsundurchlässige Material verdeckten Bereiche nicht polymerisiert. Die durch das strahlungsundurchlässige Material nicht verdeckten Bereiche werden der aktinischen Strahlung ausgesetzt und polymerisiert. Jede herkömmliche Quelle einer aktinischen Strahlung kann für diesen Belichtungsschritt verwendet werden. Beispiele von geeigneten sichtbaren oder UV-Quellen sind Kohlenlichtbögen, Quecksilberlichtbögen, Fluoreszenslampen, Elektronenblitzeinheiten, Elektronenstrahleinheiten und photographische Flutlampen. Die meist geeigneten Quellen einer UV-Strahlung enthalten die Quecksilberdampflampen und insbesondere die Sonnenlampen. Eine Standardstrahlungsquelle ist die Sylvania 350 Blacklight Fluoreszenzlampe (FR 48T12/350 VL/VHO/180, 115 W), welche eine zentrale Wellenlänge der Emission von etwa 354 nm aufweist.
Die aktinische Strahlungsbelichtungszeit kann von wenigen Sekunden bis zu Minuten variieren, abhängig von der Intensität und der spektralen Energieverteilung der Strahlung, von der Entfernung der Strahlung zum lichtempfindlichen Element und von der Natur und Menge der photopolymerisierbaren Verbindung. Typischerweise wird ein Quecksilberlichtbogen oder eine Sonnenlampe bei einer Entfernung von etwa 1,5 bis ca. 60 Zolles (3,8 bis 153 cm) vom lichtempfindlichen Element verwendet. Die Belichtungstemperaturen liegen vorzugsweise bei Umgebungstemperatur oder etwas höher, d. h. ca. 20 bis 35ºC.
Herkömmlicherweise wird die bildmäßige Belichtung des lichtempfindlichen Elements mit aktinischer Strahlung in einem Vakuum ausgeführt, wodurch die Anwesenheit von atmosphärischem Sauerstoff ausgeschlossen wird. Die Belichtung wird in einem Vakuum ausgeführt, um einen guten Kontakt zwischen dem Photogerät (beispielsweise einen Negativ) und der Fläche der photopolymerisierbaren Schicht sicherzustellen, und um zu verhindern, daß der Sauerstoff die in den photopolymerisierbaren Schicht auftretenden Polymerisationsreaktionen nachteilig beeinflußt. Beim Verfahren der Aufbereitung einer Flexodruckplatte kann der gesamte Belichtungsschritt in einem Vakuum oder außerhalb eines Vakuums ausgeführt werden, d. h. während sich das lichtempfindliche Element in der Anwesenheit des atmosphärischen Sauerstoffs befindet. Um einen guten Kontakt des Photogeräts mit der Fläche eines rotierenden Zylinders zu Tiefdruckanwendungen sicherzustellen, wird erwägt, daß eine Vorrichtung beim vorliegenden Beispiel bzw. Vorgang verwendet werden kann, um den Kontakt zwischen dem Photogerät und der zylindrischen Oberfläche der photopolymerisierbaren Schicht sicherzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren enthält normalerweise einen Hinterbelichtungs- oder einen Hinterblitzschritt. Das ist eine umfassende Belichtung mit aktinischer Strahlung durch den Halter. Dies wird verwendet, um eine flache Schicht eines polymeri sierten Materials oder einer Unterlage auf der Halterseite der photopolymerisierbaren Schicht herzustellen und die polymerisierbare Schicht zu sensibilisieren. Die Unterlage schafft eine verbesserte Haftfestigkeit zwischen der photopolymerisierbaren Schicht und des Halters, hebt die Punktauflösung hervor und stellt ferner die Tiefe der Druckprägung her. Die Hinterblitzbelichtung kann vor oder nach bzw. während der anderen Abbildungsschritte stattfinden. Es ist bevorzugt daß sie gerade vor der bildmäßigen Belichtung mit der aktinischen Strahlung des Elements stattfindet.
Jede zuvor erwähnte herkömmliche Strahlungsquelle kann für den Hinterblitzbelichtungsschritt verwendet werden. Die Belichtungszeiten betragen im allgemeinen wenige Sekunden bis zu wenigen Minuten.
Nach einer gesamten Belichtung mit der aktinischen Strahlung durch die Maske wird das Element durch ein Waschen mit einem geeigneten Entwickler behandelt. Der Behandlungsschritt entfernt zumindest die photopolymerisierbare Schicht in den der aktinischen Strahlung nicht ausgesetzten Bereichen, d. h., die nicht photopolymerisierten Bereiche der Photopolymerschicht, und falls vorhanden, die infrarot-empfindliche Schicht, welche während des Ablationsschritts nicht entfernt wurde. Die Entwicklung wird normalerweise bei etwa Raumtemperatur durchgeführt. Die Entwickler können organische Lösungsmittel, Wasser, wasserhaltige oder halbwasserhaltige Lösungsmittel sein. Die Auswahl des Entwicklers hängt von der chemischen Natur des photopolymerisierbaren, zu entfernenden Materials ab. Die geeigneten organischen Lösungsmittelentwickler enthalten aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe und aliphatische oder aromatische Halogenkohlenwasserstofflösungsmittel, oder Mischungen solcher Lösungsmittel mit geeigneten Alkoholen. Andere organische Lösungsmittelentwickler sind in der veröffentlichten deutschen Anmeldung 38 28 S51 und im US-Patent 5,354,645 offenbart. Geeignete halbwasserhaltige Entwickler enthalten normalerweise Wasser und ein wassermischbares organisches Lösungsmittel und ein alkalines Material. Geeignete wasserhaltige Entwickler enthalten normalerweise Wasser und ein alkalines Material. Andere geeignete wasserhaltige Entwicklerkombinationen sind im U. S.- Patent 3,796,602 beschrieben.
Die Entwicklungszeit kann variieren, liegt aber bevorzugterweise im Bereich von ca. 2 bis 25 Minuten. Die Entwickler können auf jeder bequemen Art einschließlich Tauchen, Sprühen und Streichen oder Walzenanwendung aufgebracht werden. Die Anstreichhilfsmittel können zum Entfernen der unpolymerisierten Abschnitte der Verbindung verwendet werden. Die Ausspülung wird jedoch häufig bei einer automatischen Verfahrenseinheit durchgeführt, welche einen Entwickler und einen mechanischen Anstreichmechanismus verwendet, um die unbelichteten Abschnitte der Platte zu entfernen, wodurch eine Prägung hinterlassen wird, welche die belichtete Abbildung und die Unterlage bildet.
Nach der Lösungsmittelentwicklung werden die Prägungsdruckplatten allgemein abgezogen bzw. trockengewischt und dann in einem Umluft- oder in einem Infrarotofen getrocknet. Die Trockenzeiten- und Temperaturen können jedoch variieren, typischerweise wird die Platte für 60 bis 120 Minuten bei einer Temperatur von 60ºC getrocknet. Hohe Temperaturen werden nicht empfohlen, da der Halter einschrumpfen kann, und das kann Lagegenauigkeitsprobleme verursachen.
Die meisten Flexodruckplatten werden gleichmäßig nachbelichtet, um sicherzustellen, daß der Photopolymerisationsprozeß vollständig vorliegt und die Platte während des Druckens und der Lagerung stabil bleibt. Dieser Nachbelichtungsschritt verwendet die gleiche Strahlungsquelle wie die Hauptbelichtung.
Eine Entklebung ist eine optionale Nachentwicklungsbehandlung, welche angewandt werden kann, falls die Oberfläche noch klebrig vorliegt, und eine solche Klebrigkeit bei der Nachbelichtung allgemein nicht entfernt wird. Die Klebrigkeit kann durch die im Stand der Technik bekannten Verfahren eliminiert werden, wie zum Beispiel die Behandlung mit Brom- oder Chlorlösungsmittel. Solche Behandlungen sind beispielsweise in Grüetzmacher et al., U. S.-Patent 4,427,749, U. S.-Patent 4,400,459, Fickes et al., US-Patent 4,400,460 und im deutschen Patent Nr. 28 23 300 offenbart. Die Entklebung kann ferner durch eine Belichtung mit Strahlungsquellen mit einer Wellenlänge nicht länger als 300 nm fertiggestellt werden, wie in der veröffentlichten Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 017927 und im Gibson US-Patent 4,806,506 offenbart sind.
Es versteht sich, daß es zur Zeit keine fertig erhältliche kommerzielle Vorrichtungen zum Belichten, Verarbeiten und Fertigstellen eines zylindrischen photopolymerisierbaren Elements 102, 202 gibt, welches gemäß dem derzeitigen Verfahren und der Vorrichtung 100, 200 ausgebildet wird. Es ist jedoch für den Durchschnittsfachmann möglich, solche geeignete Vorrichtungen für die Zwecke der Handhabung des zylindrisch ausgebildeten Elements 102, 202 zu entwickeln, wobei die Forderungen für jeden gemäß der Erfindung offenbarten Schritt berücksichtigt werden. Beispielsweise können existierende Vorrichtungen bei den Gesamtbelichtungs-, Verarbeitungs-, Nachbelichtung-, und Entklebungsschritte modifiziert oder neue Vorrichtungen derart entwickelt werden, daß das zylindrische Element 102, 202 auf einer Trommel oder einem Zylinder angebracht werden kann, oder daß sich das zylindrische Element 102, 202 auf der Hülse 104, 204 selbst durch die Verwendung eines Kegels an jedem Ende während dieser Schritte halten kann. Dabei versteht es sich, daß für den Hinterblitzbelichtungsschritt eine Trommel zum Halten des Elements 102, 202 nicht geeignet erscheint, wenn die Trommel nicht transparent für aktinische Strahlung ist. Beispiele für kreisförmige Belichtungsvorrichtungen sind im U. S.-Patent 3,531,200 und in der deutschen vorläufigen veröffentlichten Anmeldung DT 2 603 082 offenbart.

Die flexible Hülse

Die Hülse hält die photopolymerisierbare Schicht und bringt das zylindrische Element in die Lage, leicht und wiederholbar Weise an den Druckzylindern angebracht und abgebaut zu werden. Die Hülse muß in der Lage sein, den Druckzylinder ohne Schlupf, d. h. elastisch ausdehnbar diametrisch zu ergreifen. Typischerweise wird eine Preßpassung mit dem Druckzylinder von 3 bis 15 mils bevorzugt. Die Hülsen sollen mit · einem allgemein in Druckeinrichtungen erhältlichen Luftdruck von 40 bis 100 psig erweiterbar sein, und sollen sich genug ausdehnen, damit sie leicht über dem Druckzylinder gleiten, so daß eine Expansion erforderlich ist, welche die Größe des Festsitzes überschreitet. Die Hülse soll eine äußere Fläche ohne Unregelmäßigkeiten aufweisen, welche Druckfehler verursachen, und würden eine gleichmäßige Wanddicke enthalten, welche in einer Durchmesserdifferenz (d. h. Ausrichtung) der äußeren Wandfläche von weniger als 5 mils und vorzugsweise weniger als 1 mil resultiert, wenn es auf dem Druckzylinder angebracht wird.
Die Hülse kann aus einem flexiblen Material hergestellt werden, das herkömmlicherweise als ein Halter für Flexodruckplatten aufbereitende lichtempfindliche Elemente verwendet wird. Beispiele für geeignete Haltematerialien enthalten polymerische Folien, wie beispielsweise die durch das Durchmischen von polymeren und linearen Kondensationspolymeren ausgebildet werden; Schaumstoffe und Stoffe wie Fiberglas; und Metalle wie Nickel und Aluminium. Andere zur Verwendung als Hülse geeignete flexible Materialien enthalten Polysteren und Polyvenylharze wie zum Beispiel Polyvenylchlorid und Polyvenylacetat. Ein bevorzugtes Material zur Verwendung als eine Hülse ist ein Polyesterfolie; und insbesondere wird Polyethylenterephtalat bevorzugt. Die Hülse kann aus einer Einzelschicht oder mehreren Schichten eines flexiblen Materials ausgebildet werden, vorausgesetzt daß die Hülse die zuvor beschriebenen Eigenschaften aufweist. Mehrschichtige Hülsen können eine klebende Schicht oder Streifen zwischen den Schichten des flexiblen Materials enthalten. Bevorzugt wird eine mehrschichtige Hülse wie die im US-Patent 5,301,601 offenbarte Hülse. Die Hülse weist typischerweise eine Wanddicke von 10 bis 80 mils (0,025 bis 0,203 cm) oder mehr auf.
Die äußere Fläche der Hülse kann, insbesondere wenn sie aus einer polymeren Folie ausgebildet ist, optional eine Unterschicht eines klebrigen Materials oder eine Grundierung enthalten. Zusätzlich kann die Hülse mit einer Flamme oder mit Elektronen behandelt werden, wie z. B. die Corona-Behandlung.

Industrielle Anwendbarkeit

Zylindrische photopolymerisierbare Elemente können besonders vorteilhaft in der Ausbildung nahtloser, kontinuierlicher Druckprägungsformen verwendet werden. Kon tinuierliche Druckprägungsformen finden Anwendungen beim flexographischen Drucken von kontinuierlichen Gestalten wie zum Beispiel auf Tapeten, Dekorationen und Geschenkpapier.
Außerdem sind solche zylindrische, photopolymerisierbare Elemente zur Anbringung auf einer herkömmlichen, rotierenden, auf einer Trommel montierten Ausrüstung gut geeignet. Somit kann eine bildmäßige Belichtung, eine Gesamtbelichtung, eine Entwicklung und jeder zusätzliche Verfahrensschritt ausgeführt werden, während das Element in einer zylindrischen Form vorliegt. Die Belichtungsdurchführung und die Verfahrensschritte mit einem zylindrischen Element kann weitere Vorteile einschließlich einer erhöhten Verfahrensgeschwindigkeit, besseren Einführung und reduzierten bzw. in einigen Fällen ohne eine extra Anbringungszeit, einer reduzierten druckbereiten Zeit und einer erhöhten Pressdruckgeschwindigkeit schaffen. Insbesondere ist das zylindrische, photopolymerisierbare Element gut geeignet zur Anbringung auf einer herkömmlichen Laserbelichtungsausrüstung, in der das Element direkt auf der Laserbelichtungsausrüstung angebracht werden kann, die als eine Trommel während des Laserbelichtungsschrittes funktioniert. Die Belichtung durch einen Laser bietet zusätzliche Vorteile der digitalen Abbildung des zylindrischen photopolymerisierbaren Elements durch die Laserablation eines infrarotempfindlichen Überzugs auf dem Element an, wie durch Fan im US-Patent 5,262,275 offenbart ist, oder durch Lasergravierung des Elements wie durch Cushner et al. in den Internationalen Veröffentlichungen WO 93/23252 und WO 93/23253 offenbart ist.
Zusätzlich kann das kontinuierliche photopolymerisierbare, durch das Verfahren dieser Erfindung aufbereitete Element überall der aktinischen Strahlung ausgesetzt werden, um die photopolymerisierbare Schicht zu polymerisieren, und das resultierende Element kann als eine dicke Hülse oder eine Hülse mit einer Polsterschicht verwendet werden. Eine solche dicke Hülse oder ein solches gepolstertes Element ist vorteilhaft zum Halten einer anderen photopolymerisierbaren Schicht oder einer Prägungsplatte bei bestimmten Druckapplikationen.

Beispiele

Diese Erfindung wird nun durch die folgenden spezifischen Beispiele dargestellt. Alle Anteile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen, sofern nichts anderes angezeigt ist.

Beispiel 1

Das folgende Beispiel demonstriert das Verfahren der Aufbereitung einer nahtlosen zylindrischen Druckprägungsform aus einer photopolymerisierbaren Schicht (Blech) eines flexographischen Druckelements, welches eine Vorrichtung verwendet, wie sie in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) beschrieben ist.

Vorrichtung:

Die Vorrichtung enthält einen Dorn und drei Kalanderwalzen. Der Dom weist drei Reihen von sieben Öffnungen auf, die an einem Winkel und gleich beabstandet gebohrt sind, um der Luft zu ermöglichen, zu der Umfangsfläche des Dorns zu gelangen, um die Bewegung einer Hülse bzw. einer Hülse mit einer photopolymerisierbaren Schicht auf den Dorn und vom Dorn herunter zu erleichtern. Die drei Kalanderwalzen sind aus einem rostfreien Stahl 316 hergestellt, wobei jede Walze eine Schicht aus Silverstone®- Schutzüberzug aufweist, um eine Freigabefläche auf den Kalanderwalzen zu schaffen. Die Kalanderwalzen liegen relativ zum Dom um 1,5 Grad schräg. Die Vorrichtung wies folgende Anlaufbedingungen auf.
Die Temperatur der Kalanderwalzen betrug 250 bis 265ºF (121,1 bis 129,4ºC). Die Kalanderwalzen rotierten mit 22,2 Umdrehungen pro Minute. Der Spalt zwischen der Oberfläche der Kalanderwalzen und der Umfangsfläche des Doms betrug ca. 107 mils (0,272 cm), wenn die Kalanderwalzen in einer Position nahe des Dorns zum Kalandrieren der photopolymerisierbaren Schicht vorlagen. Die Luft wurde in die Dornöffnungen zugeführt. Der Dorn lag unverriegelt vor und war in der Lage zu rotieren.

Verfahren zum Aufbereiten eines zylindrischen photopolymerisierbaren Elements:

Eine kommerziell erhältliche Polyesterhülse wie die Druckhülse Cyrel®, welche durch E. I. du Pont de Nemours und Company (Wilmington, DE) hergestellt ist, wurde verwendet. Die Polyesterhülse war transparent für aktinisches Licht. Die Hülse wies eine axiale Länge von 12 Zoll (30,5 cm), eine Wanddicke von 40 mils (0,10 cm) und einen Innendurchmesser von 3,521 Zoll (8,9 cm) auf. Die Hülse war auf dem Dom eingefügt. Die Luft zum Dorn war ausgeschaltet.
Ein Cyrel®-Flexodruckelement vom Typ 134HORB wurde als die photopolymerisierbare Schicht verwendet. Die Dicke der photopolymerisierbaren Schicht betrug 134 mils (0,34 cm). Das Element enthielt ein Abdeckblech, eine Freigabeschicht auf beiden Seiten der photopolymerisierbaren Schicht und einen Halter, welche alle vom Element entfernt wurden. Ein 6 mal 10 Zoll (15,3 mal 25,4 cm) Blech einer photopolymerisierbaren Schicht wurde verwendet. Die Größe des Bleches war derart, daß es genug Material zur Verfügung stellte, um die Polyesterhülse abzudecken, und ein Polymerzwischenlage bzw. eine Polymerbank zu errichten, wobei die Kalanderwalzen jedoch nicht das geschmolzene kalandrierte Polymer dazu bringen, sich jenseits der Enden der Hülse auszubreiten.
Das photopolymerisierbare Blech wurde auf der axialen Länge der Hülse mit einem Ende des Bleches nahe eines Walzenspalts zwischen einer Kalanderwalze und der Hülse auf dem Dom zentriert. Da die Dicke des photopolymerisierbaren Bleches dicker als die Spalteinstellung vorlag, wurde das photopolymerisierbare Blech durch die rotierenden Kalanderwalzen festgehalten und der Dom (mit der an seiner Fläche befestigten Hülse) begann in einer entgegengesetzten Richtung zu der Rotationsrichtung der Kalanderwalzen zu rotieren.
Die photopolymerisierbare Schicht wurde für etwa 3 Minuten zwischen den Kalanderwalzen und dem Dorn mit der Hülse auf seiner Oberfläche rotiert, um die photo polymerisierbare Schicht zu erwärmen, zu erweichen, zu schmelzen, auszubreiten und zu kalandrieren. Während dieser Zeit war das Blech der photopolymerisierbaren Schicht um die Hülse auf dem Dorn gewickelt, und ein vorderes Ende des Bleches wurde passend mit einem hinteren Ende des Bleches in Verbindung gebracht.
Die Rotation der Kalanderwalzen wurde für etwa 2 Minuten auf 32,4 Umdrehungen pro Minute erhöht, um die Ausbreitung und Kalandrierung der photopolymerisierbaren Schicht zu verbessern und um die Fläche der photopolymerisierbaren Schicht zu polieren, welche die Kalanderwalzen berührt. Die Rotation der Kalanderwalzen fuhr fort, bis es keine zusätzliche Ausbreitung der photopolymerisierbaren Schicht und keine polymere Zwischenlagen gab. Die polymeren Zwischenlagen erscheinen als dicke Linien auf der Berührungsfläche der photopolymerisierbaren Schicht, welche parallel zu den Kalanderwalzen vorliegen. In diesem Beispiel Scheinen die polymeren Zwischenlagen als drei dicke Linien auf der Fläche der photopolymerisierbaren Schicht. Um zu verifizieren, daß es keine polymeren Zwischenlagen gibt, wurde der Spalt zwischen den Kalanderwalzen und dem Dom geöffnet, d. h., die Kalanderwalzen wurden vom Dorn weg positioniert, und die Fläche der photopolymerisierbaren Schicht wurde untersucht.
Die photopolymerisierbare Schicht haftete auf der Hülse an und bildete ein zylindrisches, photopolymerisierbares Element aus. Das zylindrische, photopolymerisierbare Druckelement wies eine glänzende, weiche und nahtlose photopolymerisierbare Schicht auf, mit Ausnahme der zweiseitigen Kanten des Elements wegen der Verdünnung des Photopolymers an diesen Seiten. Die totale Dicke der Hülse und der photopolymerisierbaren Schicht auf der Hülse betrug 107 mils (0,27 cm). Die Luft zum Dorn war eingeschaltet, die Kalanderwalzen wurden vom Dorn wegbewegt und das Element vom Dom entfernt.
Das Element wurde auf Raumtemperatur gekühlt. Eine äußere Fläche der photopolymerisierbaren Schicht des Elements wurde durch einen Spray mit einer Verbindung von Macromelt® 6900 Polyamid in einem Toluol-Alkohollösungsmittel überzogen, um eine Freigabeschicht auf der photopolymerisierbaren Schicht auszubilden. Das Element wurde durch das Anordnen eines zylindrischen Elements auf einer Drehmaschine mit einem Spray überzogen, welche modifiziert war, um das Element zu halten und einen Sprühkopf manuell zu bewegen, während die Drehmaschine das Element rotierte.
Nachdem die Freigabeschicht bei Raumtemperatur getrocknet war, wurden die beiden Seitenkanten der Hülse durchgeschnitten, um eine 7 Zoll (17,8 cm) breites (axiale Länge) Element zu schaffen.

Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen flexographischen Druckform aus dem photopolymerisierbaren Element:

Das zuvor resultierende Element wurde als solches hergestellt, um eine zylindrische flexographische Prägungsform wie folgt vorzubereiten.

Vorrichtungen

Eine experimentelle interne Gesamtbelichtungseinheit wurde verwendet, um das Element durch die Hülse zu Hinterblitzen. Das Element wurde vertikal auf einem Ende in der internen Belichtungseinheit gehalten. Die interne Belichtungseinheit umfaßte zwei voneinander beabstandete Kegel, um jedes Ende des zylindrischen Elements vertikal zu halten. Ein Kegel war abnehmbar, so daß das Element in der Einheit angeordnet werden konnte. Eine herkömmliche Stablampe, welche eine ultraviolette Strahlung bei 345 nm emittiert, wurde zentral auf einem der Kegel angeordnet, so daß das gehaltene Element die Lampe umgriff. Die Kegel drehten das Element um die Lampe, wenn die Lampe eingeschaltet war.
Eine experimentelle externe Gesamtbelichtungseinheit wurde verwendet, um das zylindrische Element zentral (bildmäßig) zu belichten, nachzubelichten, und abschließend zu belichten. Die externe Belichtungseinheit war ähnlich zu der internen zuvor beschriebenen Belichtungseinheit, außer daß es anstatt der zentral angeordneten Lampe zwei Sätze von Mehrfachlampen gab, welche den Außenumfang des zylindrischen Elements umgeben. Der erste Satz der Mehrfachlampen bestand aus herkömmlichen Stab lampen, welche eine ultraviolette Strahlung bei 354 nm emittieren und das gehaltene Element umgeben. Der erste Satz der Mehrfachlampen wurde für die Hauptbelichtungs- und Nachbelichtungsschritte verwendet. Der zweite Satz der Mehrfachlampen bestand aus herkömmlichen Stablampen, welche eine Ausstrahlung mit weniger als 300 nm emittieren und das gehaltene Element umgeben. Der zweite Satz der Mehrfachlampen wurde für die abschließende Belichtung (Entklebung) des Elements verwendet. Jede Lampe des ersten Satzes der Lampen war vom Außenumfang des Elements im gleichen Abstand entfernt. In ähnlicher Weise war jede Lampe des zweiten Satzes der Lampen vom Außenumfang des Elements in der gleichen Entfernung beabstandet, aber mit einer anderen Entfernung vom Außenumfang als der erste Satz der Lampen. Dazu drehten die Kegel das Element während der Belichtung durch die Sätze der Lampen. Typischerweise wurden die nachbelichtenden und abschließenden Belichtungsschritte gleichzeitig bewerkstelligt, weil sowohl der erste Satz der Lampen als auch der zweite Satz der Lampen gleichzeitig eingeschaltet werden konnten.
Eine experimentelle Gesamtanlage bzw. -vorrichtung wurde verwendet, um die dem aktinischen Licht nicht ausgesetzten Bereiche, d. h. die lichtphotopolymerisierten Bereiche des Elements auszuwaschen. Die experimentelle Anlage war im allgemeinen eine kleinere Version einer herkömmlichen rotierenden Abwaschanlage mit einer Ausnahme. Statt einer Trommel, wie sie in einer herkömmlichen Ausrüstung verwendet wird, um eine photopolymere Platte zu halten, wurden zwei beabstandete Kegel verwendet, um die Enden des zylindrischen Elements in einer horizontalen Ausrichtung zu halten. Ein Kegel stellte die Position ein, um die Einfügung und die Abnahme des Elements aus der Anlage anzupassen. Die Kegel rotierten das Element, während zwei mit Pinsel bzw. Bürsten abgedeckten Walzen im Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche des Elements rotierten.

Verfahren

Das Element war für zwei Minuten einem Hinterblitz ausgesetzt, wobei die zuvor beschriebene experimentelle interne Gesamtbelichtungseinheit verwendet wurde. Ein undurchlässiger, zur Hinderung einer Lichtstreuung während der bildmäßigen Belichtung verwendeter Film (Goldenrod, verkauft bei Pitman und Co.) wurde im zylindrischen Element eingefügt und auf einem Innenumfang des Elements benachbart zur Hülse angeordnet. Zwei Masken mit jeweils einer Zielabbildung wurden an der Freigabeschicht auf der äußeren Umfangsfläche (Außenumfang) des photopolymerisierbaren Elements geklebt. Ein Bereich zwischen den beiden Masken war mit einer Breite von etwa 0,5 Zoll (1,3 cm) und ca. auf halbem Wege entlang der axialen Länge des Elements durch einen der beiden Masken nicht abgedeckt.
Das Element mit den Masken wurde durch die Zielbereiche, d. h. bildmäßig, für 30 Minuten mit ultravioletter Strahlung belichtet, wobei der erste Satz der Lampen in der zuvor beschriebenen experimentellen externen Gesamtbelichtungseinheit verwendet wurde. Der Goldenrod-Film wurde entfernt.
Das belichtete Element wurde in der zuvor beschriebenen experimentellen Gesamtanlage bearbeitet. Das Element wurde in der experimentellen Anlage bearbeitet, wobei das Optisol®-Entwicklerlösungsmittel für 9 Minuten verwendet wurde, und es mit einem fuselfreien Tuch trocken abgewischt wurde. Das belichtete und entwickelte Element wurde in einem Ofen in einer Stunde bei 60ºC getrocknet. Das trockene Element wurde für 15 Minuten nachbelichtet und abschließend belichtet (entklebt), wobei die gleiche externe zuvor beschriebene Gesamtbelichtungseinheit verwendet wurde. Sowohl der erste Satz der Lampen und der zweite Satz der Lampen wurden gleichzeitig verwendet.
Die resultierende zylindrische, flexographische Prägungsform wies ein gutes Klebevermögen der photopolymeren Schicht an der Hülse auf. Ferner war die photopolymere Schicht lichtempfindlich mit einer kontinuierlichen Mittelfestigkeit und einem tonalen Bereich von 10 bis 90% bei 150 lpi.
Die zylindrische Prägungsform wurde verwendet, um auf Papier auf einer Mark Andy Presse zu drucken. Die zylindrische Prägungsform wurde auf einem luftunter stützten Zylinder der Presse angebracht, wobei 93 Zahnradzähne verwendet wurden, um das Aufeinandertreffen der Prägungsform mit einer Abdruckwalze der Presse abzustimmen. Das Drucken wurde auf Hochglanzpapier von Fasson (Painsville, OH) verwirklicht, wobei wasserhaltige schwarze Tinte (EIC film III Dense Black, EC 9630) von Environmental Inks and Coatings (Morgan, NC) mit 27 Sekunden Zahn cup #2 bei einer Bahngeschwindigkeit von 100 Fuß pro Minute verwendet wurde. Die zylindrische Prägungsform demonstrierte eine kontinuierliche Druckfähigkeit, wie sich im mittleren Festigkeitsbereich zeigte, und druckte den Tonalbereich von 10 bis 90% bei 150 lpi.

Beispiel 2

Das nachfolgende Beispiel demonstriert das Verfahren, welches eine nahtlose zylindrische Druckprägungsform aus einer photopolymerisierbaren Schicht (Blech) eines flexographischen Druckelement herstellt, wobei eine Vorrichtung, wie sie in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) beschrieben ist, verwendet wurde.
Eine zylindrische flexographische Prägungsform war aus der gleichen photopolymerisierbaren Schicht und mit dem Vorrichtungs-Set-up hergestellt und betrieben, wie im Beispiel 1 beschrieben wurde, außer daß die Hülse auf dem Dorn axial bewegt wurde, nachdem die photopolymerisierbare Schicht auf der Hülse kalandiert war. Der Dom lag in einer unverriegelten Position vor, wobei die Luft zum Dorn zugeführt und die Hülse eingefügt wurde. Die Luft wurde ausgeschaltet. Die photopolymerisierbare Schicht wurde zwischen den Kalanderwalzen und der Hülse auf dem Dom gedreht. Nachdem der Großteil der photopolymerisierbaren Schicht eine weiche ebene Oberfläche aufwies, wurde die Luft eingeschaltet und der Dom lag in einer verriegelten Position vor. Das Element, d. h., die Hülse und die photopolymerisierbare Schicht, bewegte sich schraubenförmig, d. h., drehend und axial in Richtung des Ausgangsendes der Vorrichtung aufgrund der Polsterung aus Luft zwischen der Hülse und dem Dorn und dem schrägen Winkel der Kalanderwalzen. Ein gutes nahtloses zylindrisches photopolymerisierbares Element wurde aufgezeigt. Das Element wurde anschießend von hinten belichtet und bildmäßig belichtet und insgesamt, wie in Beispiel 1 beschrieben, bearbeitet.
Die zylindrische Prägungsform wurde verwendet, um auf der Presse zu drucken, und führte zu einer ähnlichen Druckqualität.

Beispiel 3

Das folgende Beispiel demonstriert das Verfahren zur Herstellung einer nahtlosen zylindrischen Druckprägungsform aus einer photopolymerisierbaren heißen Schmelzverbindung, wobei eine Vorrichtung wie in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) verwendet wird.
Die Vorrichtung wurde, wie im Beispiel 2 beschrieben, mit der Ausnahme der folgenden Änderungen eingerichtet und betrieben. Die Temperatur der Kalanderwalzen betrug 250ºF. Die Kalanderwalzen waren in einer Position nahe des Dorns zum Kalandrieren des photopolymerisierbaren schmelzflüssigen Stroms mit einem Spalt zwischen dem Dorn und den Kalanderwalzen von 107 mils (0,27 cm). Die Kalanderwalzen rotierten mit 27 Umdrehungen pro Minute. Der Dorn war in einer Position verriegelt, die das Rotieren verhindert. Die Luft zum Dorn war eingeschaltet. Eine 40 mils (0,10 cm) dicke Polyesterhülse wurde mit einer Länge von 20 Zoll, wie in Beispiel 1 beschrieben, auf den Dorn so eingefügt, daß ein Ende der Hülse auf dem Dorn blieb (der Ausgang war dei ganze Weg zu einer Antriebsseite der Vorrichtung und jenseits der Kalanderwalzen).
Eine zweifacher Schraubenextruder, (hergestellt von Werner & Pfleiderer) wurde verwendet, um eine photopolymerisierbare heiße Schmelze in die obige Kalandriervorrichtung zu extrudieren. Der Extruder verwendete keine Form. Statt dessen wurde das heiße schmelzflüssige Polymer aus einem Ausgang mit einem Durchmesser von 3/8 Zoll (0,95 cm) in einer Nudelform extrudiert. Die Bestandteilen für die photopolymerisierbaren heißen Schmelze wurden in den Extruder zugeführt.
Die photopolymerisierbare heiße Schmelze war aus den folgenden Bestandteilen zusammengesetzt, wobei alle Prozente auf das Gewicht bezogen sind, sofern nichts anderes angezeigt ist.
Mit der auf dem Dom manuell rotierten Hülse wurde die heiße Schmelze in einer Nudelform aus dem Ausgang auf die Hülse extrudiert. Der Extruder war so angeordnet, daß ein Ausgang des Extruders die heiße Schmelze auf die Hülse auf dem Dorn benachbart zu einer Kalanderwalze der Vorrichtung gespeist hat. Das Polymer wurde bei 10 lbs/hr (4,54 kg/Std.) und einer Temperatur von etwa 120ºC extrudiert. Wenn der Spalt zwischen der Hülse und den Kalanderwalzen mit der photopolymerisierbaren heißen Schmelze gefüllt war, drehte sich die beschichtete Hülse von alleine, und die manuelle Rotation war nicht mehr erforderlich. Die Luft war während des Vorganges eingeschaltet, um ein leichtes Wenden bzw. Drehen und Vorrücken der Hülse zum Ausgangsende der Vorrichtung zu ermöglichen. Die beschichtete Hülse wurde bei einer axialen Fortschreitungsrate von etwa 6 Zoll pro Minute (15,24 cm/min) weiterbewegt, wobei es 3 Minuten dauerte, um 18 Zoll (45,7 cm) der Hülse zu beschichten und das Element auszubilden.
Ein gutes nahtloses, kontinuierliches zylindrisches photopolymerisierbares Element war erzielt worden. Ein "barber pole" bzw. eine Spiralwindung-Erscheinung wurde in der resultierten photopolymerisierbaren Schicht auf der Hülse beobachtet. Dieses Element wurde mit einer Polyamid-Freigabeschicht sprühbeschichtet, wie in Beispiel Nr. 1 beschrieben wurde.
Das resultierende Element wurde von hinten belichtet, bildmäßig belichtet, entwickelt, getrocknet und nachbehandelt, wie in Beispiel Nr. 1 beschrieben wurde. Gute Prägungsabbildungen wurden erreicht. Keine Defekte (Feststoffe oder Punkte) wurden aufgrund der "barber-Pole"-Erscheinung beobachtet.
Die zylindrische flexographische Druckform wurde verwendet, um auf der Mark Andy Presse zu drucken, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde. Das Preßblech wies keine Defekte bezüglich der "barber-Pole"-Erscheinung vor. Anscheinend ist diese Erscheinung nur eine optische Auswirkung. Ein nahtloser Druck wurde wie gewünscht erzielt.

Beispiel 4

Das folgende Beispiel demonstriert das Verfahren zur Herstellung einer nahtlosen zylindrischen Druckprägungsform aus einer photopolymerisierbaren heißen Schmelzverbindung, welche von der in Beispiel 3 beschriebenen Verbindung unterschiedlich ist, wobei eine Vorrichtung verwendet wird, wie in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) beschrieben wurde.
Die Vorrichtung wurde mit den folgenden Änderungen eingerichtet und betrieben, wie in Beispiel 3 beschrieben wurde. Die Temperatur der Kalanderwalzen betrug 275ºF (135ºC). Die Kalanderwalzen wurden mit 28,6 Umdrehungen pro Minute rotiert, und die Zufuhrrate für die photopolymerisierbare heiße Schmelze aus dem Extruder betrug 12 lb/hr (5,4 kg/Std.).
Die photopolymerisierbare Heißschmelze war aus den folgenden Bestandteilen zusammengesetzt, wobei alle Prozente auf das Gewicht bezogen sind, sofern nichts anderes angezeigt ist.
Das resultierende zylindrische photopolymerisierbare Element wies ferner eine "barber-Pole"- bzw. "Spiralbindung"-Erscheinung auf. Das Element wurde von hinten belichtet und bildmäßig belichtet, bearbeitet und gedruckt, wie in Beispiel 3 beschrieben wurde. Die "barber-Pole"-Erscheinung verursachte keine Probleme bei den Bildabbildungs- und Druckschritten, und ein nahtloses Drucken wurde demonstriert.

Beispiel 5a

Die folgenden Beispiele 5a und 5b demonstrieren das Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen flexographischen Elements aus einer photopolymerisierbaren heißen Schmelzverbindung gemäß Beispiel 3, wobei die in den zuvor beschriebenen Beispielen erläuterte Vorrichtung verwendet wird, welche zur Benutzung weniger als 3 Kalanderwalzen modifiziert wurde.
Das Beispiel 3 wurde wiederholt, außer daß nur 2 Kalanderwalzen verwendet wurden, um die photopolymerisierbare heiße Schmelze zu kalandrieren. Eine Kalanderwalze blieb in der offenen Position, wenn die anderen beiden nahe des Dorns während der Spalteinstellung angeordnet waren. Ein gutes nahtloses, zylindrisches, photopolymerisierbares Element wurde erfolgreich hergestellt.

Beispiel 5b

Das Beispiel 3 wurde wiederholt, außer daß nur eine Kalanderwalze verwendet wurde, um die photopolymerisierbare, heiße Schmelze zu kalandrieren. Zwei Kalanderwalzen blieben in der offenen Position, wenn die andere Kalanderwalze nahe des Dorns während der Spalteinstellung angeordnet wurde. Ein gutes zylindrisches, photopolymerisierbares, Element wurde erfolgreich hergestellt.

Beispiel 6

Das Beispiel 3 wurde wiederholt, um das Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen, photopolymerisierbaren Elements mit einer dicken photopolymerisierbaren Schicht aus einer photopolymerisierbaren heißen Schmelzverbindung zu demonstrieren.
Die Vorrichtung wurde, wie in Beispiel 3 beschrieben, mit den folgenden Änderungen eingerichtet und betrieben. Die Temperatur der Kalanderwalzen betrug 225ºF (107ºC). Die heiße Schmelze wurde mit einer Zufuhrrate von 20 lb/hr (9,1 kg/Std.) extrudiert. Die Kalanderwalzen am Dom waren bei einer Spalteinstellung von 165 mils (0,42 cm) (geschlossene Position) unmittelbar vor dem Speisen der heißen Schmelze angeordnet. Ein Polymerring (etwa 1 Zoll breit und 125 mils dick (0,32 cm)) wurde am Ende der Hülse sehr nah zum Ausgangsende der Vorrichtung angeordnet, während diese auf dem Dorn vorliegt. Der Polymerring schafft einen Kontakt zwischen den Kalanderwalzen und der Hülse, so daß die Hülse am Anfang ohne eine manuelle Betätigung rotiert wird. Die Kalanderwalzen werden unmittelbar vor dem Zuführen des heißen Polymers geschlossen.
Ein zylindrisches photopolymerisierbares Element mit einer Dicke von 165 mils (0,42 cm), welche die Dicke der photopolymerisierbaren Schicht und der Hülse ist, wurde erfolgreich aufgezeigt.

Beispiel 7

Das folgende Beispiel demonstriert das Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen photopolymerisierbaren Elements aus einer photopolymerisierbaren, heißen Schmelzeverbindung, welche von den in Beispiel 3 und 4 beschriebenen Beispielen unterschiedlich ist.
Die Vorrichtungseinstellung und die Betriebsweise waren die gleichen, wie in Beispiel 3 beschrieben, außer daß die Zufuhrrate der heißen Schmelze aus dem Extruder 20 lb/hr (9,1 kg/Std.) und die Temperatur der Kalanderwalzen 275ºF (135ºC) betrug. Der Spalt zwischen den Kalanderwalzen und dem Dorn betrug 165 mils (0,42 cm).
Die photopolymerisierbare heiße Schmelze war aus den folgenden Bestandteilen zusammengesetzt, wobei alle Prozentsätze auf das Gewicht bezogen sind, sofern nicht anderes angezeigt ist.
Ein zylindrisches photopolymerisierbares Element mit einer Dicke von 165 mils (0,42 cm), welche die Dicke der photopolymerisierbaren Schicht und der Hülse ist, wurde erfolgreich demonstriert.

Beispiel 8a

Die folgenden Beispiele 8a und 8b demonstrieren das Verfahren zur Herstellung eines Zylindrischen, photopolymerisierbaren Elements aus einer photopolymerisierbaren, heißen Schmelzverbindung mit mehreren photopolymerisierbaren Schichten, wobei eine Vorrichtung verwendet wird, wie in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) beschrieben wurde.
Ein zylindrisches photopolymerisierbares Element mit 107 mils (0,27 cm) (einschließlich der Dicke der Hülse) wurde gemäß Beispiel 3 hergestellt.
Ein zweite photopolymerisierbare Schicht wurde auf dem Element durch die Modifizierung der Vorrichtung wie folgt ausgebildet. Die Vorrichtungseinstellung und - operation war die gleiche wie die von Beispiel 3, außer daß die Temperatur der Kalanderwalzen 275ºF (135ºC) betrug, und die Kalanderwalzen mit 25,4 Umdrehungen pro Minute rotierten. Das Element wurde in den Dorn eingefügt, während die Luft in den Dorn zugeführt wurde. Der Spalt zwischen den Kalanderwalzen und dem Dorn war mit 165 mils (0,42 cm) eingestellt. Die heiße Schmelzzusammensetzung aus Beispiel 7 wurde in Nudelform, auf die vorherige ausgebildete zylindrische photopolymerisierbare Schicht extrudiert. Die zweite photopolymerisierbare Schicht wies eine andere Zusammensetzung als die der ersten photopolymerisierbaren Schicht auf.
Ein gutes zylindrisches photopolymerisierbares Element mit mehreren photopolymerisierbaren Schichten wurde erfolgreich hergestellt.

Beispiel 8b

Das Beispiel 8a wurde wiederholt, außer daß das gemäß Beispiel 3 hergestellte zylindrische, photopolymerisierbare Element für 15 Minuten einer gesamten Belichtung mit ultravioletten Bestrahlung ausgesetzt wurde, bevor das Element auf den Dorn eingefügt war. Die heiße Schmelzzusammensetzung von Beispiel 7 wurde auf das belichtete Element gemäß Beispiel 8a extrudiert.
Ein gutes zylindrisches photopolymerisierbares Element mit einer photopolymerisierbaren Schicht auf einer belichteten photopolymeren Schicht wurde erfolgreich hergestellt.

Claims

1. Vorrichtung (100) zur Ausbildung eines nahtlosen, zylindrischen, lichtempfindlichen Elements (102) auf einer flexiblen Hülse (104), mit:

einem Dorn (106) mit einer Längsachse (118), einem ersten Ende (120) und einem zweiten Ende (122), wobei der Dom zum Stützen der Hülse (104) in einer derart im wesentlichen zylindrischen Gestalt vorliegt, daß die Hülse mit oder um den Dorn drehbar ist;

einer Dornstützbaugruppe (108) zum Abstützen von wenigstens dem ersten Ende (120) des Dorns (106);

einer Kalandrierbaugruppe (110) zum Zumessen eines im wesentlichen zylindrischen, schmelzflüssigen Stromes (113) oder eines schmelzflüssigen oder festen Blechs (115) eines photopolymerisierbaren Materials auf die Hülse (104), damit dieses eine im wesentlichen konstante Dicke aufweist, wobei die Kalandrierbaugruppe wenigstens eine Kalanderwalze (174) aufweist, die so positioniert ist, daß sie das photopolymerisierbare Material auf der Hülse berührt;

einem Antriebssystem (112) zum Drehen der Kalanderwalze (174) während die Hülse gleichzeitig axial entlang der Längsachse des Doms bewegt wird, wobei die Hülse derart in einer schraubenförmigen Weise entlang der Längsachse des Dorns und um diesen herum bewegt wird, daß die Kalandrierbaugruppe eine äußere Umfangsfläche des Elements ohne ein Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung zu einem nahtlosen, gleichmäßigen Zustand poliert; und

wenigstens einem Heizelement (114) zum Beheizen des photopolymerisierbaren Materials, während das lichtempfindliche Element ausgebildet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kalandrierbaugruppe (I10) eine Formeinrichtung (182, 186) zum Ausbilden des lichtempfindlichen Elements (102) in der Art aufweist, daß dieses eine Axiallänge aufweist, die größer als eine Axiallänge des Dorns in der Kalandrierbaugruppe ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kalandrierbaugruppe ferner enthält:

eine erste Stützbaugruppe (156) mit:

einer ersten Stützeinrichtung zum drehbaren Abstützen eines ersten Endes der wenigstens einen Kalanderwalze (174); und

einer zweiten Stützeinrichtung zum radialen Bewegen des erstens Endes der wenigstens einen Kalanderwalze (174); und

eine zweite Stützbaugruppe (158) mit:

einer ersten Stützeinrichtung zum drehbaren Abstützen eines zweiten Endes der wenigstens einen Kalanderwalze (174);

einer zweiten Stützeinrichtung zum radialen Bewegen des zweiten Endes der wenigstens einen Kalanderwalze (174); und

einer dritten Stützeinrichtung zum umfangseitigen Bewegen des zweiten Endes der wenigstens einen Kalanderwalze um den Dorn.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Stützbaugruppen (156, 158) eine Formeinrichtung (182, 186) zum Ausbilden des lichtempfindlichen Elements in der Art aufweist, daß dieses eine Axiallänge aufweist, die größer als ein Abstand zwischen der ersten Stützbaugruppe und der zweiten Stützbaugruppe ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Formeinrichtung Durchgänge (182, 186) durch die ersten und zweiten Stützbaugruppen (156, 158) aufweist, durch welche sich der Dorn erstreckt, wobei die Durchgänge derart groß genug sind, daß das Antriebssystem die Hülse durch den Durchgang (182) in der ersten Stützbaugruppe (156) und das zylindrische, lichtempfindliche Element entlang der Längsachse des Dorns durch den Durchgang (186) in der zweiten Stützbaugruppe (158) bewegen kann, während das zylindrische, lichtempfindliche Element (I02) ausgebildet wird, was zu einem zylindrischen, lichtempfindlichen Element mit einer axialen Länge führt, welche größer als der Abstand zwischen der ersten Stützbaugruppe und der zweiten Stützbaugruppe ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Antriebssystem enthält: ein lineares Transportsystem zum Bewegen der Hülse (104) entlang der Längsachse des Dorns (106).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit: einem pneumatischen System (126) zum Zuführen von Luft durch Durchgänge (128) durch den Dorn (106) zu einer äußeren Umfangsfläche (130) des Dorns, um die Bewegung der Hülse (104) axial entlang und drehend um den Dorn zu erleichtern.

8. Verfahren zum Ausbilden eines nahtlosen, zylindrischen, lichtempfindlichen Elementes (102) auf einer flexiblen, zylindrischen Hülse (104), mit:

einem Zuführen eines im wesentlichen zylindrischen, schmelzflüssigen Stromes (113) oder eines schmelzflüssigen oder festen Blechs (115) eines photopolymerisierbaren Materials auf die Hülse (104), welche durch einen Dom (106) gestützt wird;

einem Kalandrieren des schmelzflüssigen, photopolymerisierbaren Materials auf der Hülse (104) bei einem Zumessen des photopolymerisierbaren Materials, damit dieses eine im wesentlichen konstante Dicke auf der Hülse aufweist, wobei die Kalandrierung durch wenigstens eine Kalanderwalze (174) durchgeführt wird, die so positioniert ist, daß sie das photopolymerisierbare Material auf der Hülse berührt;

einem Bewegen der Hülse (104) in einer schraubenförmigen Weise entlang der Längsachse (118) des Dorns (106) und um diesen herum durch Drehen der Kalanderwalze (174), während die Hülse (104) gleichzeitig axial entlang der Längsachse des Doms (104) bewegt wird, um eine äußere Umfangsfläche des Elements ohne ein Polieren, Schleifen oder eine zusätzliche Poliervorrichtung in einen nahtlosen, gleichmäßigen Zustand zu polieren, wodurch das nahtlose, zylindrische, lichtempfindliche Element ausgebildet wird; und

einem Beheizen des photopolymerisierbaren Materials während des Kalandrierschrittes.

9. Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit: einem Ausbilden des lichtempfindlichen Elements (102) in der Art, daß es eine axiale Länge aufweist, die größer als eine axiale Länge des Dorns in der Kalandrierbaugruppe ist, die zur Durchführung des Kalandrierschrittes verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, ferner mit: einem Zuführen von Luft durch Durchgänge (128) durch den Dorn (106) zu einer äußeren Umfangsfläche (130) des Doms, um die Bewegung der Hülse (104) axial entlang und drehend um den Dorn zu erleichtern.