JP2008155631A - 熱分解可能ポリマーを用いた印刷版 - Google Patents
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Abstract
【課題】版を形成するのに強力なレーザを必要としないでレーザアブレーションできる印刷版を提供をする。
【解決手段】印刷パターンを形成するために基板に接して配置された印刷版組成物が、感光された領域内で摂氏３００度未満の温度で分解が起こる感光性熱分解可能ポリマー、あるいは、各層ごとに異なるピット深さを有し熱または光のどちらか一方に対して異なる感度をもつ多層ポリマーのどちらか一方を含む。更に、熱分解可能ポリマーの分解をもたらすように、熱分解ポリマーの下にアレイの形で形成されたマイクロヒータまたは熱吸収ピクセルのどちらか一方を含む。
【選択図】図３
【解決手段】印刷パターンを形成するために基板に接して配置された印刷版組成物が、感光された領域内で摂氏３００度未満の温度で分解が起こる感光性熱分解可能ポリマー、あるいは、各層ごとに異なるピット深さを有し熱または光のどちらか一方に対して異なる感度をもつ多層ポリマーのどちらか一方を含む。更に、熱分解可能ポリマーの分解をもたらすように、熱分解ポリマーの下にアレイの形で形成されたマイクロヒータまたは熱吸収ピクセルのどちらか一方を含む。
【選択図】図３
Description
本発明は、基板と、前記基板に隣接して配置された熱分解可能ポリマー層とを含む印刷版に関する。
グラビア印刷(gravure)、フレキソ印刷(flexography)およびオフセット印刷(offset printing)は一般に、高品質印刷画像をもたらす高速印刷プロセスである。高速印刷は、これらのプロセスの「スタンピング(stamping)」性からもたらされる。そこで、印刷面または印刷版は、その上に形成された、インキ付けされ印刷基板に転移されたときに印刷画像を形成する印刷パターンを有する。インキングプロセスの後、インキは、印刷画像から印刷基板に転移される。高品質印刷は、高い顔料負荷を有する高粘度インキを使用し、かつ高い画素密度またはインキドット密度で印刷することにより実現される。印刷版および印刷パターンは、それらが使用される印刷プロセスに応じて様々な形態を取ることができる。
グラビア印刷では、実際には輪転印刷機に使用される円筒とすることができる印刷版は、所望の画像を形成するのに必要な領域内に形成されたウェルを有する。表面は、インキと、印刷システムに共通のドクターブレードなどのブレードとを受け入れ、過剰分を除去し、したがって、インキはウェルだけに捕捉される。ウェルの深さを変化させることで、より良いグレースケールを有する画像を実現する。次いで、システムは、印刷基板に接触する印刷面に高い接触圧力を加えて、インキを印刷基板に転移させる。印刷基板としては、紙、トランスペアランシ、フォイル、プラスチック、インプレッションローラなどがありうる。一般にグラビア印刷プロセスでは、高い接触圧力が必要であるため、紙または比較的頑丈な基板に印刷する。
フレキソ印刷では、プロセスは、システムがウェルすなわちインキ画素を表面の上に隆起させること除けば、ゴム印と同様に多くの類似ステップを有する。インキ転移がより少ない力で行われ、したがって、プロセスは、トランスペアランシ、フォイル、ラベル、プラスチックなどの紙以外の印刷基板または印刷媒体によりふさわしいゴムまたは他のエラストマで製作された「より柔らかい」印刷版を使用することができる。ここで論じる目的のために、グラビア印刷のウェル、フレキソ印刷面の上のインキ付け画素、または印刷パターンを形成するために画定された印刷版面上の他の領域を「画定領域」と称する。
上記例のいずれでも多くの他の例でも、「印刷版」という用語は、印刷パターンが形成されかつ最初にインキ付けされる面を意味する。グラビア印刷では、印刷版は、インキを捕捉するための陥凹部が彫刻された金属円筒とすることができ、フレキソ印刷では、印刷版は、インキを受け入れるための隆起領域を有するゴムの円筒または部分円筒とすることができる。オフセット印刷などの他の用途では、印刷画像は、インキを受け入れる領域と受け入れない領域とによって印刷頁上に形成されうる。
他の考えられる印刷システムが、スクリーン印刷である。スクリーン印刷では、高度に多孔質の微細に織られた材料のスクリーンが、インキが所望されない領域に被覆され、インキが所望される所は多孔質のままにされる。スキージまたはゴムブレードが、インキを押し付けスクリーンの多孔質部分を通過させて基板上に付着させる。この場合、印刷版はスクリーンであり、印刷画像は、スクリーンの多孔質領域によって形成される画像である。
ジョセフ、P. (Joseph, P); ケレハー、H(Kelleher, H); アレン、S.( Allen, S); コール、P. (Kohl, P.) 共著、「構造的バリアの結合によるミクロ空気チャンネルの改善された構成(Improved Fabrication of Micro Air-Channels by Incorporation of a Structural Barrier)」、ジャーナル・オブ・マイクロメカニックス・アンド・マイクロエンジニアリング (Journal of Micromechanics and Microengineering)、１５号、２００５年、p. ３５−４２
グラビア印刷もフレキソ印刷も一般に、比較的長時間かかる乾燥工程で、様々な化学物質を必要とするウェット処理を用いたマスター版のエッチングを必要とする。乾燥プロセスが望ましいが、現在の技法は一般に、版をエッチングするために強力なレーザを必要とする。
本発明の印刷版は、基板と、前記基板に隣接して配置された熱分解可能ポリマー層とを含み、前記熱分解可能ポリマーが、印刷パターンを形成するために前記ポリマー層内に画定領域を有する。
また、前記熱分解可能ポリマーは、感光された領域内で摂氏３００度未満の温度で分解が起こる感光性熱分解可能ポリマー、あるいは、各層ごとに異なるピット深さを有し熱または光のどちらか一方に対して異なる感度をもつ多層ポリマーのどちらか一方を含む。
また、前記熱分解可能ポリマーの分解をもたらすように、前記熱分解可能ポリマーの下にアレイの形で形成されたマイクロヒータまたは熱吸収ピクセルのどちらか一方をさらに含む。
さらに、前記印刷版が、前記基板と前記熱分解可能ポリマーとの間にウォールを形成する層を含み、前記ウォールがマイクロセルを形成し、前記画定領域は、前記ポリマーが分解された前記マイクロセルのうちの選択されたものをさらに含む。
オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、活版印刷などの印刷プロセスは、画像を紙または他の基板に転写するための印刷版を使用する。上述のように、印刷版は、グラビア版、フレキソ版、印刷スクリーン、オフセット印刷版などの、インキ付けされるべき印刷画像が形成される面または構成要素である。印刷画像は、ポジティブまたはネガティブとすることができる。典型的には、印刷版は、印刷機内のシリンダに取り付けられ、版が完全な円筒を形成するにしても単に半円筒のような部分を形成するにしても、円筒構造を有するものと見なされる。インキは、版の画像領域に塗布され、紙に直接転移されるかまたは中間シリンダに転移され、次いで紙に転移される。
インキは、着色顔料を有するインキまた染料含有インキ、紫外線硬化性インキなどを含む一般的に使用されるインキとすることができる。インキは、電子回路をパターニングするためにも使用することができ、導電性インキ、半導体インキ、あるいは導電特性、半導体特性または絶縁特性のための前駆体を含むインキのように、電子機能性を有することができる。
スクリーン印刷は、別の印刷手法である。スクリーン印刷では、スクリーンが印刷版に相当する。スクリーンは、手作業または光化学作用で製作することができ、通常はフレームに張られた多孔質織物またはステンレス製メッシュである。
図１は、印刷版に形成されうる版の一実施例を示す。基板１０は、その上に熱分解可能ポリマー１２を形成している。基板は、平坦または円筒形であり、後でシリンダなどの周囲に形成されうるシートに形成されうる。ほとんどのポリマーは、特定の温度で分解反応すなわち熱分解を受ける。しかし、熱分解は一般に、摂氏数百度というかなり高い温度で起こる。熱分解に類似のある種の固体蒸発が、染料が熱で蒸発する昇華型印刷の分野で使用される。この場合、蒸発は、固体から蒸気への相転移である。
最近、感光性犠牲ポリマーが開発されている。こうしたポリマーは、紫外線を照射された領域内で優先的に比較的低い温度（約２００℃未満）で熱分解を受ける。この特性は、紫外線および熱を用いて材料のパターニングを可能にする。対照的に、パターン形成に使用される従来のフォトポリマーは、紫外線照射、およびその後の溶媒を用いた化学現像に頼る。
感光性分解可能ポリマーの１つの材料クラスは、ポリカーボネートをベースとしている。ポリカーボネートなどのポリマーへの光酸発生剤（ＰＡＧ）の付加は、紫外線照射中に露光領域内に強酸発生をもたらす。これはポリマーの熱分解温度を低下させ、高温（＜約１１５℃）での露光後ベーク（ＰＥＢ）の間、露光領域内のポリマーは、酸によって触媒作用で分解される。ポリマーの非露光領域は、オニウム塩などの熱的に安定なＰＡＧが使用される限り影響を受けない。市販の感光性熱分解可能ポリマーが、Ｐｒｏｍｅｒｕｓ社からのＵｎｉｔｙ（商標）２２０３である。
ここで用いられる「分解可能ポリマー(decomposable polymer)」という用語は、比較的低い温度で加熱されたときに、実質的に揮発性の生成物に分解する任意ポリマーを意味する。一例では、これらのポリマーは、４００℃未満の温度で分解する。分解可能ポリマーは、光酸発生剤（ＰＡＧ）を含むことができる。酸は、紫外線（UV radiation）にさらされたときに光分解で生成されるか、またはＰＡＧの分解温度に加熱されたときに熱分解で生成される。「感光性分解可能ポリマー(photodefinable decomposable polymer)」という用語は、紫外線などの化学線(actinic)に感度のあるポリマーを意味し、露光された後、露光された領域は、３００℃以下、好ましくは２００℃以下の温度で分解する。以下にさらに詳細に説明するように、一部のポリマーでは、ポリマーの分解を感光性が必要ないはずの範囲に限定できることが可能である。
多くの方法が、アプリケータを用いて、シートを基板に貼り付ける、堆積させるなどして、基板に熱分解可能ポリマーを付着させることができる。熱分解可能ポリマーは、ポリマーが熱にさらされたときに、熱が加えられたポリマーの表面内のピットまたはウェルを残して分解するという特性を有する。ウェルの深さは加熱時間とともに増し、基板が露出するまで継続することができる。感光性熱分解可能ポリマーでは、そうしたピットまたはウェルは、ポリマーが紫外線にさらされて熱くなったときに形成する。
熱分解可能ポリマーの一実施形態は、紫外（ＵＶ）光などの化学線に対して感度を有する。ＵＶ光は、典型的には１〜４５０ｎｍの波長帯をカバーするが、他の波長帯が、ポリマーを露光するのに適する場合もある。図２は、集光ＵＶレーザやレーザダイオードなどのＵＶ光源１６を用いて印刷画像をポリマーの表面上に書き込む実施例を示す。
印刷画像を形成するための、表面のレーザアブレーション(laser ablation)は、現在の印刷システムの実施で行われているが、比較的高出力のレーザが必要である。１つの現行の方法は、基板で支持されたレーザ除去可能部材を有する、コンピュータ・トゥ・プレートリソグラフィ(computer-to plate lithography)用の印刷版を必要とする。レーザ除去可能部材の少なくとも一部分は、レーザ感度粒子を含むアクリルポリマーから形成される。レーザ感度粒子は画像放射線を吸収し、レーザ感度粒子およびオーバーレイ層を含むレーザ除去可能部材の一部が除去されるようにする。この手法は、高出力レーザを用いる。
低出力ＵＶレーザを用いてパターンを書き込み、続いて加熱することは、安価な潜在的により単純なプロセスを可能にする。一例では、パワーテクノロジ社(Power Technology)のレーザダイオードなどの入手可能な約３７０ｎｍの波長で８ｍＷの出力を有するレーザダイオードが、Ｐｒｏｍｅｒｕｓ社からのＵｎｉｔｙ ２２０３などのポリマーに照射する。
例えば、１０ミクロンのスポットと約１×１０７ｍＷ／ｃｍ２の出力密度とを有するレーザがポリマーを露光する。５００ｍＪ／ｃｍ２のフルエンス(fluence)がポリマーを十分に露光すると仮定すると、加熱したときにポリマーの分解をトリガするために、約５０マイクロ秒のレーザドエル時間が必要である。２５４０×２５４０ドットの対応する２．５４×２．５４ｃｍ（１×１インチ）の面積のポリマーを露光するのに約５分かかるはずである。複数レーザ、高いレーザ出力またはポリマーの高い感度は、速い書込み速度をもたらす。レーザのスポットサイズを変更することができ、また露光ビームの形状を変化することもでき、どちらもスポットまたはラインパターン等になると言われるべきである。
ＵＶ光にさらされた領域１４は、加熱されたときに分解し、ＵＶ光にさらされない領域は、分解しないかまたはゆっくり分解する。図３は、ホットプレート１８を用いて分解可能ポリマーに熱を加えることによるウェルの形成を示す。あるいは、赤外線ランプなどの放射熱源が、ポリマー層１２を加熱することもできる。加熱されたとき、ＵＶ露光領域は分解し、周囲の非露光領域は、分解しないかまたはずっとゆっくり分解する。一実施形態では、ポリマー層は、ホットプレート上で、１２０℃で５分間加熱された。グラビア版の例では、画定領域１４が、印刷画像内の画素を形成し、ウェルの深さは一般に、照射フルエンス、加熱時間および加熱温度とともに増加する。グラビア版の一例では、ウェルの深さは、１０〜３０マイクロメートルである。
レーザまたはレーザダイオードを用いてポリマーを走査方式で露光するのに代わる１つの方法は、ポリマー上にＵＶ光を結像することができる空間光変調器を必要とする。空間光変調器は一般に、結像面に向かう光を伝送または反射する光「バルブ」のアレイを備え、あるいはそのバルブが、結像面から離れる光を阻止または反射する。空間光変調器の一例は、テキサスインスツルメンツ社（Texas Instruments）によって製造されたデジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）（ＤＭＤ）を含む。もちろん他の多くの露光方法も考えられる。次に、露光済みポリマーは、ポリマーを分解するために加熱される。
ポリマーを分解させた後、残留物を除去するために洗浄ステップが必要となりうる。これは、少量の溶剤を含むことができる布または織物のローラで行うことができる。特定の残留物を除去するためには、シリコンでコーティングされたローラなどのねばねばする粘着性ローラが使用されうる。次に、印刷面は、それにインキが塗布され、印刷基板または印刷用オフセットシートと接触することができる。
図４および図５は、印刷版を形成するための他のプロセスの実施例を示す。図４では、２つのＵＶレーザまたはレーザダイオードが、基板１０上に存在する熱分解可能ポリマー１２の上にＵＶ光を向けている。第１のレーザ１６は、第１のフルエンスで領域１４を露光し、第２のレーザ２０は、第２のフルエンスで領域２２を露光する。第１のレーザ１６への露光は領域１４をもたらし、第２のレーザ２０への露光は第２の領域２２をもたらす。領域１４におけるレーザ光のフルエンスは、領域２２におけるものよりも高いと考えられる。
図５では、プロセスは、一体で印刷版と呼ばれる基板およびポリマーを加熱することにより、領域１４が領域２２よりも深いウェルを形成する。このようにして、様々な照射フルエンスが、グラビア型印刷版にグレースケールを形成することができた。異なる照射フルエンスは、レーザの出力を調整するかまたはレーザのドエル時間を変化させることによって実現されうる。ポリマーが光の様々な波長に対して異なる感度を有することにより、ＵＶ光の波長が調整された場合に様々なピット深さをもたらすこともできた。
図６および図７は、オフセット版を形成する方法の一実施例を示す。基板１０が親水性であれば、レーザ１６による露光とそれに続く熱源１８による加熱は、画定領域１４内のポリマー１２を分解させ、基板１０の一部の覆いを取る。陽極酸化アルミニウム基板は、オフセット版にしばしば使用される親水性基板の一例である。図７に示されているように、オフセット印刷で水性ファウンテン溶液(fountain solution)を引き付けている親水性領域３０の各部分は、インキをはじき、ポリマーの画定領域は、インキ３２で示されているようにオフセットインキを受理することになる。このインキパターンは、次いでオフセットシート上に転移され、次いで印刷基板に転移される。
湿式オフセット印刷を除けば、乾式または無水オフセット印刷がますます重要になってきている。無水オフセットは、印刷中に画像版領域と非画像版領域を区別しておくために、接着性差異（differential adhesion）の概念を用いる。このプロセスは、ファウンテン溶液を使用しない。このタイプの印刷を実現するための方法は、オフセット版面上にシリコンコーティングなどの撥インキ層(ink-repelling layer)を使用する。版の現像の間に撥インキ層は、版の画像領域から除去される。しかし、撥インキ層は、非画像領域からは除去されない。撥インキ層のない画像領域すなわち画定領域はこのとき、インキを保持するために非常に浅いウェルまたは領域を形成している撥インキ層を有する非画像領域のわずかに下方にある。インキは、撥インキ層への接着に耐えるように配合されるが、撥インキ層を有していない浅い画定領域内に堆積することになる。図８および図９は、印刷版を形成する方法の一実施例を示す。この方法で形成された版を上述の以前のオフセット方法から区別するために、この実施例を乾式オフセット版と称する。
この方法では、撥インキ層のパターニングは、薄い分解可能ポリマー層１２が印刷版基板１０において撥インキ層３４の下方に配置された状態で実現することができた。
ポリマーを分解させる領域では、撥インキ層は、基板への接着力を喪失する。こうした３８などのゆるみ領域では、撥インキ層の３９などの「部分」は、ふき取られるか、あるいは一般に知られるリフトオフ技法などの他の方法で容易に除去されうる。ＵＶ露光ポリマーが分解しなかった領域は、３６などの非画像領域を形成する。熱分解可能層は、それが主として撥インキ層と基板との間にパターン化されうる接着層として働くので、サブミクロン厚さという薄めの厚さにすることができた。乾式オフセット版の先の説明では、撥インキ層は、選択的にリフトオフされる。しかし、同じ方法でインキ受理層がリフトオフされて、撥インキ層下部を露出させることができる。
特にグラビア版に適用する版の他の実施形態では、層状ポリマー膜は、基板上に存在することができる。図１０および図１１は、そのような層状膜の一実施例を示す。この実施例では、３つの膜が熱分解可能ポリマーを形成する。もちろん、積層は、２層または３層以上で構成することもできる。各膜４０、４２および４４は、光の異なる波長または異なる温度に反応する。これは、異なる光開始剤または光酸発生剤（ＰＡＧ）を有する各膜からもたらされうる。例えば、Ciba Specialty Chemicals社によって製造された光酸発生剤ＣＧＩ１３１１およびＣＧＩ２６３は、異なるＵＶ光吸収挙動を示す。アセトニトリル中に０．５ｍｇ／ｍｌのＣＧＩ１３１１は、約４５０ｎｍ未満の波長の光を吸収する。一方、ＣＧＩ２６３（アセトニトリル中に０．５ｍｇ／ｍｌ）は、約３２０ｎｍ未満の波長の光しか吸収せず、約４５０ｎｍの光に対して実質的に透過性である。異なる波長の光に対する感度は、光酸発生剤の濃度を変えることによって調整することもできる。例えば、アセトニトリル中の濃度が０．０１ｍｇ／ｍｌのＣＧＩ１３１１は、２５０ｎｍを超える波長で低吸収を示し、０．５ｍｇ／ｍｌのＣＧＩ１３１１は、約４５０ｎｍ未満の光の高吸収を示す。
図１１は、１つ、２つまたは３つの異なる光源を適用した結果を示す。画定領域４６、４８および５０はすべて、１つの波長帯域の光を受け、それによって、加熱された時に領域４６内の第１のフィルム４４が分解することになる。
あるいは、ポリマー層が、例えば異なる分解温度を有するＰＡＧを使用することによって、異なる分解温度を有するポリマーで製作された場合、領域４６、４８、５０は、１つの低温域に加熱されうる。領域４８および５０は、第２の波長帯域の光を受け、それによって、加熱された時にこれらの領域内の第２のフィルム４２が分解する。
あるいは、ポリマー層が、異なる分解温度を有するポリマーで製作された場合、領域４８および５０は、ポリマー層４２を分解させるために、より高い温度まで加熱されうる。最後に、領域５０は、第３の波長帯域の光を受け、それによって、加熱された時にこの領域内の第３のフィルム４０が分解することになる。他のシナリオでは、これらの３つの波長帯域は、実質的に重複しないものとすることができる。さらなる他のシナリオでは、第２の波長帯域は、第１の波長帯域の少なくとも一部を含むことができ、第３の波長帯域は、第１および第２の波長帯域の少なくとも一部を含むことができる。得られる面は、３つの異なるウェル深さを有する領域を有していて、グレースケール印刷が可能になる。
多層フィルムの他の応用例は、分解可能ポリマーフィルムの下に薄いコンプライアント層（compliant layer）を使用するものである。フレキソ印刷の応用例では、局所適合から利益が受けられる。コンプライアント層は、ホットプレートで効率的に加熱するために、横方向に熱的に分離しかつ垂直方向に熱的に伝導する熱的性質を有することができる。そのような異方性熱伝導性は、基板に対して垂直な優先的分子配向によるものでよく、あるいはコンプライアント層材料の異方性微細構造によるものでもよい。このことは、画素化された版の利益にもなる。
他の方法では、プロセスは、ＵＶ光を使用せずに印刷画像を書き込むことができる。画像は、熱分解可能ポリマーの領域に熱を直接加えることによって生じることができる。前述のように、これはポリマー内のＰＡＧの熱分解に起因する。例えば、熱印刷ヘッドは、ポリマーの選択された領域を分解させることによって、ポリマーを印刷パターンでパターン化することができる。前述のように、印刷面または印刷版は、その上に印刷パターンが形成され、インキ付けされ印刷基板に転移されたときに印刷画像を形成する。
熱印刷ヘッドの一実施例は、抵抗基板上で電気エネルギーを熱エネルギーに変換するための複数の加熱素子を有する。抵抗基板は、電気的かつ熱的絶縁特性および剛性を有するパネルである。加熱素子は、分解可能ポリマーを加熱するために使用されることになる、ドット列状に直線的に形成されたものである。
他の実施例では、マイクロヒータのアレイが、基板内またはその上に存在し、ウェルまたはピットを形成するための領域を個々に加熱することができる。しかし、横方向の熱伝導が問題であり、低い横方向の熱伝導率を有する基板材料を必要とする。一部のイットリア安定化ジルコニア(yttria-stabilized zirconia)やパイロクロア酸化物(pyrochlore oxides)などの断熱セラミックを、例として挙げることができる。この種のマイクロヒータまたは加熱素子を用いた局所的な加熱では、ＵＶ光照射を必要としない熱分解可能ポリマーが使用されうる。
他の実施例では、局所加熱は、ポリマーシート上に集光された赤外（ＩＲ）線、 例えば赤外レーザ光、によるものとすることができる。基板は、ＩＲ光吸収構造体、または「ピクセル(pixel)」のアレイを含むことができる。ＩＲ光ビームは、これらの熱吸収「ピクセル」を加熱することができ、したがって、それらはマイクロヒータのように見える。従来技術は、赤外レーザ光を使用してポリマーシートを除去又は融解し、それによって印刷版を作製している。この場合、赤外光は、熱分解可能ポリマーと一緒に使用されることになる。
図１の連続的なポリマー層１２は、代わりに不連続でもよい。図１２は、ピクシレーション(pixilation)された分解可能ポリマー層を示し、ピクシレーションとは、分解可能ポリマー層が実質的に互いに分離する小さな立方体構造または類似の幾何構造にパターン化されることを意味する。そのようなピクシレーションは、ポリマーをこの形状にモルディングすることによって、あるいは連続的なポリマー層をスタンピング、切断、フォトリソグラフィまたは一般に知られる微細加工手法によってパターン化することによって実現されうる。ピクシレーションは、加熱素子が選択領域すなわちポリマーを分解するために使用されたときに、ポリマー層内での横方向の熱拡散を低減することができる。
ピクシレーションされた分解可能ポリマー層の実施例では、感光性熱分解可能ポリマーの露光中に光が拡散しないようにするために、不透明材料が間隙を充填することができる。また、ピクシレーションは加熱中に光開始剤が拡散するのを防止する助けにもなりうる。光開始剤の拡散は、印刷特徴寸法の拡大、一般に望ましくない結果をもたらしうる。
他の実施形態では、分解可能ポリマーは、図１３および図１４に示されているように、基板の上に架設された膜を形成することができる。基板１０は、その上にマイクロセルを形成するウォール６０のアレイを形成している。ウォール６０は基板１０上に形成されて示されており、これは、例えば電気めっき法または他の付加的な微細加工法で行うことができるが、ウォール６０は、基板材料１０の中にウェル／ピットをエッチングすることによっても形成されうる。次いで、熱分解可能ポリマー１２は、おそらくはセルウォールの上部にポリマー膜を積層することによってウォールアレイを覆う。一般にこの手法は、さらに薄い熱分解可能ポリマー膜を使用することができる。例えば、セルピッチは、２５マイクロメートルとすることができ、積層膜は、約５マイクロメートル未満の厚みとすることができる。これによりプロセス時間を短くすることができる。というのは、図１４に示されている領域６２を形成するために、分解される膜材料を少なくする必要があるからである。
印刷プロセス中の圧力および膜の潜在的な変形または破裂により、１つの問題が薄くした膜から生じうる。ワックスや低融点ポリマーなどの相変化物質が、膜を支持するためにセルの内側に存在することができる。潜在的なワックス材料の例としては、鋳型に使用されるパターン材料などがあり、パターン材料は、パターンダイへの注入後の低い注入温度、低い膨張係数および非実質的キャビテーションを特徴とし、低融点ポリマーの例としては、Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社によって製造されたエポキシ樹脂ＥＰＯＮ ＳＵ−８がある。膜が分解するときに、プロセスは、膜が分解したセルを空けるために、加熱ステップ中にワックスまたはポリマーの吸い取りまたは除去を要することがある。
プロセスがどの特定タイプの版を用いるのかに関係なく、熱分解可能ポリマー層内のパターンは、印刷パターンを形成する。図１５は、そのようなポリマーを用いるシステムの実施形態を示す。この実施例では、基板１０は、湾曲形状または円筒形状を有し、その表面は、熱分解可能ポリマー１２のコーティングを受け入れる。８６のような積層ロールがコーティングを提供することができる。また、コーティングは、例として、アニロックスローラ(anilox roller)、ドクターブレードアプリケータ(doctor-blade applicator)、液体押出しアプリケータ(liquid extrusion applicator)などのローラアプリケータ、さらにスプレーアプリケータ(spray applicator)またはミストコータ(mist coater)からもたらされうる。
熱分解可能ポリマー層は、ドライフィルムレジストロールと同様に、ローラ８６上に巻き上げることができる。ポリマーは、キャリアフィルム上にコーティングすることができ、キャリアフィルムは、ポリマーを基板１０に積層させた後、はがすことができる。さらに、分解可能ポリマーフィルムは、基板１０の方に向けられたキャリアフィルムまたはキャリアフォイル上に保持されうる。この場合、キャリアおよびポリマーフィルムは、基板１０の周囲に張ることができる。熱分解可能ポリマーが基板１０に液状で塗布されたとき、後続の溶剤を飛ばすための乾燥ステップが通常は必要である。
プロセスがＵＶレーザ１６を含む場合、レーザはポリマー１２を積層し、ヒータ１８は、ポリマーを加熱して所望量の露光済みポリマーを分解させる。ＵＶレーザは、電子写真式印刷装置に使用されるものと同様のポリゴンラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）を用いて、表面１２全体にわたって走査することができる。照射は、適切な集光光学系と組み合わせた発光ダイオードアレイまたはレーザダイオードアレイで行うこともできる。さらに、レーザシステム１６は、ＤＭＤミラーアレイなどの光変調器をベースとする光投影システムで置き換えることもできる。
前述のように、プロセスは、ＵＶレーザまたは他の光源を不要にすることができ、熱印刷ヘッドまたはマイクロヒータアレイが、ヒータ１８に取って代わることができる。ＵＶ光を用いて表面上にパターンを結像するあるいは熱印刷ヘッドやマイクロヒータアレイ等でポリマーを局所加熱することによって分解可能ポリマーを分解させるこれらの要素は、本明細書においてはパターンアプリケータと称する。構成要素は、分解可能ポリマーが加熱されたときにそれが分解して印刷パターンを形成するように、分解可能ポリマーに印刷パターンを塗布する。
この実施例では、熱源がポリマーを分解すると、インキ源８０が、後続のブランケットローラ８２への転移のために、表面にインキ付けする。インキ付けステップは、オフセット印刷、グラビア印刷またはフレキソ印刷のシステムに用いられる方法と同様とすることができ、インキローラ、アニロックスローラまたはブレード型インキアプリケータを必要とする場合がある。ブランケットローラ８２は、インキを紙８４などの印刷基板に転移させる。ブランケットローラ８２は、ゴムでコーティングしたローラとすることができる。１つの印刷周期が完了した後、印刷面は、次に同じ画像を印刷するために、再びインキ付けされうる。
新規画像を印刷する場合、システムは、熱分解可能ポリマーを交換する。ポリマーシートを交換するためには、ポリマーシートは、基板１０からはがされてもよく、あるいは溶解されロールからふき取られてもよい。あるいは、インキをふき取った後、ポリマー層は、フラッド露光され（flood exposed）、次いで熱分解されてもよい。この後、残留物をふき取るための洗浄ステップが続くことができる。次いで、剥離機構、投光照射(flood illumination)、洗浄プロセスなどを含むことができる再コーティングサブシステムが、コーティングローラ、コーティングを吹き付けるためのスプレイヤなどを含む上述の液体コーティングシステムにおいて、ポリマーを補充することができる。再コーティングサブシステムは、積層システムによっても補充することができる。カラー印刷システムの場合、図１５に示されているような複数のユニットが、シアン、マゼンタ、イエローおよび他の色の印刷を可能にするためにグループ化されうる。これは、フレキソ印刷、グラビア印刷またはオフセット印刷用の一般的なカラー印刷装置と同様である。
印刷機タイプの応用への他のアプローチでは、スクリーン印刷プロセスに分解可能ポリマーを用いる。図１６は、多孔質基板に積層されるかまたはその他の方法で取り付けられるかあるいはその上にコーティングされる分解可能ポリマーの一実施例を示す。スクリーン印刷プロセスは一般に、絹、ナイロン、レーヨンまたはステンレス鋼のように、細かい織り方を有する多孔質材料を用いる。多孔質基板９０は、ブレードまたはスキージ９６によって塗布されたインキ９４を阻止する働きをする分解可能ポリマーの領域９２を有する。ポリマー内の開口により、インキがスクリーンを通過して印刷画像を形成することができる。この場合の印刷版はスクリーンであり、インキが貫流するのを阻止するかまたは可能にする領域が印刷パターンを形成する。スクリーン印刷版はまた、湾曲されるか、あるいはロータリスクリーン印刷用の円筒の形に巻かれてもよい。
このようにして、多くの代替方法により、熱分解可能ポリマーを用いて印刷版を形成することができる。プロセスはＵＶレーザダイオードを使用することができ、高出力レーザアブレーション技法よりも低い出力の解決法が現在利用可能である。さらに、熱分解可能ポリマーは、ポリマーシートが１回の印刷プロセスを行い、次いで補充されるかまたは交換される印刷システムにおいて機能することもできる。
上記開示の特徴および機能と他の特徴および機能のうちのいくつか、あるいはそれらに代わる特徴および機能が、望ましくは組み合わされて他の多くの様々なシステムまたは応用例となりうることが理解されるであろう。また、特許請求の範囲によって網羅されるべきものでもある様々な現在では予測できないかまたは予期しない選択、修正、変更、またはそれらの改良が、後で当業者によってなされうることも理解されるであろう。
１０ 基板
１２ 熱分解可能ポリマー、ポリマー層
１４ 領域、画定領域
１６ レーザ、第１のレーザ
１８ ホットプレート、ヒータ、熱源
２０ レーザ、第２のレーザ
２２ 領域
３０ 親水性領域
３２ インキ
３４ 撥インキ層
３６ 非画像領域
３８ ゆるみ領域
３９ 撥インキ層の一部
４０ 第３のフィルム
４２ 第２のフィルム
４４ 第１のフィルム
４６ 画定領域
４８ 画定領域
５０ 画定領域
６０ ウォール
６２ 領域
８０ インキ源
８２ ブランケットローラ
８４ 紙
８６ 積層ロール、ローラ
９０ 多孔質基板
９２ 分解可能ポリマーの領域
９４ インキ
９６ ブレード、スキージ
１２ 熱分解可能ポリマー、ポリマー層
１４ 領域、画定領域
１６ レーザ、第１のレーザ
１８ ホットプレート、ヒータ、熱源
２０ レーザ、第２のレーザ
２２ 領域
３０ 親水性領域
３２ インキ
３４ 撥インキ層
３６ 非画像領域
３８ ゆるみ領域
３９ 撥インキ層の一部
４０ 第３のフィルム
４２ 第２のフィルム
４４ 第１のフィルム
４６ 画定領域
４８ 画定領域
５０ 画定領域
６０ ウォール
６２ 領域
８０ インキ源
８２ ブランケットローラ
８４ 紙
８６ 積層ロール、ローラ
９０ 多孔質基板
９２ 分解可能ポリマーの領域
９４ インキ
９６ ブレード、スキージ
Claims (4)
- 基板と、
前記基板に隣接して配置された熱分解可能ポリマー層とを含む印刷版であって、前記熱分解可能ポリマーが、印刷パターンを形成するために前記ポリマー層内に画定領域を有する、印刷版。 - 前記熱分解可能ポリマーは、感光された領域内で摂氏３００度未満の温度で分解が起こる感光性熱分解可能ポリマー、あるいは、各層ごとに異なるピット深さを有し熱または光のどちらか一方に対して異なる感度をもつ多層ポリマーのどちらか一方を含む、請求項１に記載の印刷版。
- 前記熱分解可能ポリマーの分解をもたらすように、前記熱分解可能ポリマーの下にアレイの形で形成されたマイクロヒータまたは熱吸収ピクセルのどちらか一方をさらに含む、請求項１に記載の印刷版。
- 前記印刷版が、前記基板と前記熱分解可能ポリマーとの間にウォールを形成する層を含み、前記ウォールがマイクロセルを形成し、前記画定領域は、前記ポリマーが分解された前記マイクロセルのうちの選択されたものをさらに含む、請求項１に記載の印刷版。
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