CN1094837C

CN1094837C - 穿孔热敏模版的方法

Info

Publication number: CN1094837C
Application number: CN97105443A
Authority: CN
Inventors: 渡边秀夫
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2017-06-09
Also published as: EP0812680B1; JPH09327899A; KR980000904A; DE69701924D1; KR100209990B1; CN1167686A; EP0812680A1; DE69701924T2; US5924361A

Abstract

提供一种穿孔热敏模版的方法，可得到高密度并且没有渗出的清晰图象的高质量印刷。该方法包括将液体含有的光热转换材料从液体喷射装置喷出，与液体一起以点的形式输送到热敏模版，然后将热敏模版在可见光或红外线下曝光，以便在已被输送光热转换材料的热敏模版特定部分穿孔，其中的点满足关系式3R≥D＞R，其中R是所述热敏模版上被输送和记录的光热转换材料点的直径，而D是相邻点之间的间距。

Description

穿孔热敏模版的方法

本发明涉及穿孔热敏模版的方法，具体涉及将其曝光到可见光或红外线来穿孔热敏模版以便制造模版或网板印刷的主版之方法。

作为常规热敏模版的结构，公知是一种多层体，该多层体由层合到由日本纸等制造的可渗透油墨的多孔基体上的热塑薄膜而构成，或者简单地由热塑薄膜构成的一种单层体构成。

穿孔这种热敏模版来制造模版或网板印刷主版的方法包括(1)：将热敏模版覆盖在由诸如铅笔或色料的含碳材料以手写或照相复制形成的图象或文字上，然后将其在闪光灯或红外灯等等之下曝光，造成图象或文字部分发射热量，使得模版的热塑薄膜在接触图象或文字的部分之处熔化并穿孔的工艺；和(2)：使模版接触热印刷头的方式熔化和穿孔模版的热塑薄膜，其中热印刷头以点阵形式发射热量以便按照原象或文字所转换成电子讯号的图象数据来再现图象的工艺。

但是在上述工艺(1)中，穿孔常常会失败，这是由于模版的热塑薄膜与原始物或与发射热量的照相复制图象部分的色料接触不足，或者还会发生所谓的“针孔”问题，即在模版的未要求穿孔处由于原始物表面上的灰尘或者散布在图象部分以外的色料发射热量所造成的穿孔现象。在上述工艺(2)中，由于将模版压到热印刷头所使用压力的不均匀性，经常产生穿孔失败、输送失败以及模版起皱。

为了解决这个问题，本发明人在JP专利申请号284610/95的文件中建议一种穿孔热敏模版的方法，包括将液体中所含的光热转换材料从液体喷射装置中喷射，以便使其与所述液体一起输送到热敏模版，然后将所述热敏模版在可见光或红外线下曝光，以便使所述热敏模版在已被输送所述光热转换材料的特定部位穿孔。

这种穿孔方法包括的第一步骤是控制液体喷射装置，以将含有光热转换材料的液体以液滴形式按照事先转换成电子讯号的图象数据喷射在热敏模版上，与此同时，保持不与模版接触的液体喷射装置相对于热敏模版移动，从而在热敏模版上由光热转换材料构成的以点的形式作为粘附物使图象再现；该方法包括的第二步骤是使热敏模版在已被输送光热转换材料的特定位点穿孔，通过模版进行可见光或红外线曝光而穿孔。

这种穿孔方法的优点在于，由于穿孔时模版不必接触原始物或液体喷射装置，在模版中很少形成针孔。与之相似，由于模版与原始物或热印刷头脱离接触，而常规穿孔方法却必须接触，因此不会发生因接触失败而造成穿孔失败的问题，并且穿孔的模版完全忠实于图象信息。

但是根据本发明人进行的研究发现，上述方法制造的模版中穿孔包括彼此连续的和独立的穿孔。在穿孔是连续状况的情况下，穿过模版的油墨数量大于需要量，造成印刷的图象或文字模糊，使印件质量下降，另外，会发生油墨断流或渗出。

另一方面，还发现在穿孔彼此独立的情况下，合适数量的油墨穿过模版的穿孔部分，结果在印刷时可以得到清晰的图象和文字并且几乎不发生油墨衬托，得到高质量的印刷。但是发现，当相邻点之间的间距与点的直径相比太大时，印刷的密度降低或者分辨率受损。

本发明的目的是提供一种穿孔热敏模版的方法，这种模版能够提供鲜明的高密度的并且没有油墨断流现象的高质量印件，该方法以点形式形成穿孔而这些点彼此基本上是独立的。

按照本发明，以穿孔热敏模版的方法实现上述目的，该方法包括将液体含有的光热转换材料从液体喷射装置喷出，与液体一起以点的形式输送到热敏模版，然后将热敏模版在可见光或红外线下曝光，以便在已被输送光热转换材料的热敏模版特定部分穿孔，其特征在于所述的点满足关系式3R≥D＞R，其中的R是热敏模版上被输送和记录的光热转换材料点的直径，而D是相邻点之间的间距。

也就是说，按照本发明，在液体喷射装置相对于热敏模版移动，其方式为液体喷射装置不与模版接触，与此同时，含有光热转换材料的液体以液滴形式按照事先转换成电子信号的图象信息从液体喷射装置喷射到热敏模版，从而将图象作为光热转换材料的点群而记录在热敏模版上，其中输送含有光热转换材料的液体要使所记录的点满足3R≥D＞R。结果，通过在可见光或红外线曝光热敏模版得到的穿孔基本是离散的和独立的，并且可提供鲜明的和没有油墨断流的印件。

此处术语“记录”意指含有光热转换材料的液体被输送到热敏模版上并且被蒸发或吸收，将光热转换材料固定在模版上。如果点是不规则圆形，R是最大直径和最小直径的平均值。R的范围依据所用液体喷射装置的喷嘴直径而变化，但一般是2000-10μm。术语“相邻点”意指图象内最稠密分布点的区域中一对相邻的点。术语“图象”包括文字。

如果记录光热转换材料的点直径R和相邻点之间的间距D具有D≤R的关系，则在可见光或红外线下曝光形成热敏模版的穿孔是连续的，结果，分辨率降低并且大量油墨在模版印刷时刻穿过穿孔部分而得到弄脏和模糊的图象。另一方面，当R和D具有3R＜D的关系时，图象中穿孔的分布稀疏，即便使用软性油墨印刷的图象还是模糊并且密度低。

本发明的穿孔方法中，如果从液体喷射装置喷射的液滴在被输送到热敏模版之后在其上渗开(blot)或被排斥，有时难以满足关系式3R≥D＞R。因此，优选使用其上至少一面具有液体吸收层的热敏模版并且将液体喷射在液体吸收层上。在这种情况下，还能够促进流体的固定或干燥。

优选的液体吸收层是这样的，当含有光热转换材料的液体被输送到液体吸收层时，液体和液体吸收层之间具备的接触角是20-150度，优选30-130度。如果接触角小于20度，输送的液体在液体吸收层上渗开或扩散，并且不容易满足D＞R关系；如果接触角大于150度，液体在液体吸收层上受排斥，得到所谓的成珠现象，不容易满足3R≥D的关系式，并且液体不能在液体吸收层上毫无困难地被固定，还要花很多时间干燥。

具有以上接触角的液体吸收层可通过将亲水树脂和斥水化合物混和而得到。所以当含有光热转换材料的液体输送到液体吸收层时，首先由于斥水化合物的作用，液体以与液体吸收层成20-150度的角度被输送，其次由于亲水树脂的作用，液体溶于或溶胀于液体吸收层。因此，在液体吸收层上固定的光热转换材料并不渗开或扩散，另外，液体不受排斥。结果，文字或图象作为光热转换材料的点群易于记录在热敏模版上，并满足3R≥D＞R关系式。所以，在热敏模版中可制造于可见光或红外线曝光时合乎文字或图象形式要求的穿孔。

亲水树脂和斥水化合物具体混和比例(即亲水树脂/斥水化合物)根据含有光热转换材料液体的种类而改变，本领域技术人员将会适当地选择，通常在99/1-1/99的范围内，优选90/10-10/90。

本发明液体吸收层所用亲水树脂包括，例如，聚乙烯醇，甲基纤维素，羧甲纤维素，羟乙纤维素，聚乙烯基吡咯烷酮，乙烯-乙烯醇共聚物，聚氧化乙烯，聚乙烯基醚，聚乙烯基缩乙醛，聚乙烯基缩丁醛，聚丙烯酰胺等等。这些树脂可单独、结合或以共聚物来使用。

本发明液体吸收层所用的斥水化合物包括氟化的化合物，硅烷化合物，蜡，高级脂肪酸，高级脂肪酸酰胺和聚烯烃，例如，四氟乙烯树脂，四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，硅氧烷树脂，二甲基硅油，甲基苯基硅油，环二甲基硅氧烷，改良硅油，巴西棕榈蜡，微晶蜡，聚乙烯蜡，褐煤蜡，石蜡，小烛树蜡，紫胶蜡，氧化蜡，酯蜡，蜂蜡，浊(haze)蜡，鲸蜡，硬脂酸，月桂酸，山榆酸，己酸，棕榈酸，硬脂酸酰胺，月桂酸酰胺，山榆酸酰胺，己酸酰胺，棕榈酸酰胺，聚乙烯，聚丙烯等等。这些斥水化合物可以固体粉末或液体形式使用，可以溶解或分散状态包含在液体吸收层中。

为了促进含有光热转换材料的液体在液体吸收层中的吸收和固定，可向液体吸收层添加有机或无机颗粒。这种颗粒包括的有机颗粒诸如聚亚胺酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚乙烯，聚苯乙烯，硅氧烷树脂例如聚硅氧烷，酚树脂，丙烯酸树脂，和苯并胍胺树脂(benzoguanamine)；无机颗粒诸如滑石，粘土，碳酸钙，氧化钛，氧化铝，氧化硅，和高岭土。

本发明的液体吸收层优选具有的软化点或熔点是40-120℃，优选50-100℃。低于40℃时，液体吸收层受储存热敏模版的环境温度影响，常常改变模版的机械性能和热性能，会给穿孔和印刷带来麻烦。而高于120℃时，模版的穿孔需要大量热能，要花很多时间，以及需要高功率穿孔装置。

本发明液体吸收层的优选厚度是0.01-20μm，更优选0.05-10μm。薄于0.01μm时，喷射的带有光热转换材料液体不能充分固定。而厚于20μm时，模版的穿孔需要大量热能，要花很多时间，以及需要高功率穿孔装置。

液体吸收层可通过例如将含有上述亲水树脂和上述斥水化合物的混和液体在热敏模版上涂覆来形成，如果必要，可混和上述有机或无机颗粒，涂覆模版可利用诸如照相凹板涂布机和绕线棒刮涂器的涂覆装置，然后将其干燥。

热敏模版可以是被光热转换材料发射的热量来熔化和穿孔的模版。该模版可仅仅由热塑薄膜制造，或者是一种层合到多孔基体的热塑薄膜。

热塑薄膜包括以下物质制造的薄膜：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚偏氯乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚苯乙烯，聚亚胺酯，聚碳酸酯，聚乙酸乙烯酯，丙烯酸树脂，硅氧烷树脂，或其他树脂化合物。这些树脂化合物可以单独、结合或以共聚物来使用。热塑薄膜的合适厚度是0.5-50μm，优选1-20μm。如果厚度低于0.5μm，其可加工性和强度低劣。而厚度大于50μm时，因穿孔时需要大量热能而并不经济。

上述多孔基体可以是薄纸，无纺布，纱布等等，它们可由天然纤维，例如马尼拉麻，纸浆，结香属植物，桑属纸和日本纸；或由合成纤维，诸如聚酯纤维如聚对苯二甲酸乙二醇酯，尼龙，维尼纶和乙酸酯；金属纤维或玻璃纤维等单独或结合使用而制造。多孔基体的基重优选1-20g/m²，更加优选5-15g/m²。如果低于1g/m²，模版强度削弱。如果大于20g/m²，印刷时模版的油墨渗透性低劣。多孔基体的厚度优选5-100μm，更加优选10-50μm。如果低于5μm，模版强度削弱；而大于100μm时，印刷时模版的油墨渗透性低劣。

本发明所用光热转换材料是能够将光能转换成热能的材料，并且优选是有效的光热转换材料，诸如黑，灯黑，碳化硅，氮化硅，金属粉末，金属氧化物，无机颜料，有机颜料，和有机染料。有机染料中，优选在特定波长范围有高吸收的那些染料，诸如蒽醌着色剂，酞菁着色剂，花青着色剂，角鲨烯鎓着色剂，和聚次甲基着色剂。

本发明含有光热转换材料的液体可以是水和/或亲水溶剂。亲水溶剂包括醇溶剂，如甲醇，乙醇，异丙醇，和丁醇，二醇溶剂，如乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙二醇，乙二醇二丁醚，二乙二醇二丁醚，硫二醇，二硫二醇和甘油，以及酮类，胺类和醚类溶剂。这种酮类，胺类和醚类溶剂包括丙酮，甲乙酮，四氢呋喃，1，4-二噁烷，2-吡咯烷酮，N-甲基-2-吡咯烷酮，甲醛，乙醛，甲胺，乙二胺，二甲基甲酰胺，二甲亚砜，吡啶，氧化乙烯等等。

如果需要可向液体添加颜料，填料，粘合剂，硬化剂，防腐剂，湿润剂，表面活性剂，pH调节剂等等。

所以，制备穿孔热敏模版的组合物的方法是，可将上述光热转换材料在或者与上述液体中进行适当地分散或混和，成为可从液体喷射装置易于喷射的形式。

本发明穿孔模版制造网板或模版印刷时的主版的方法，其实施的第一步是将上述含有光热转换材料的液体从液体喷射装置喷射到热敏模版上，以便将光热转换材料输送到模版，第二步是将热敏模版在已被输送光热转换材料的特定部分进行穿孔，在可见光或红外线下进行穿孔。

实施本方法第一步时，例如可控制液体喷射装置将该液体喷射到热敏模版，与此同时，保持不与模版接触的液体喷射装置，按照事先已转换成电子信号的图象数据相对于热敏模版移动，使得图象以主要由光热转换材料构成的粘附物形成在热敏模版上再现。

液体喷射装置包括喷嘴，狭缝，多孔材料，或每英寸具有10-2000个孔(即10-2000dpi)的多孔薄膜，并且连接了压电元件，加热元件，液体输送泵等，以便将含有光热转换材料的液体间歇地、就是以点形式地按照文字或图象的电子信号喷射。

在本方法的第二步，在可见光或红外线施加到已被输送光热转换材料的热敏模版时，光热转换材料吸收光而发射热。结果，热敏薄膜和热敏模版的液体吸收层被熔化和穿孔，得到网板或模版印刷的主版。这种方式中，该穿孔方法不需要模版接触诸如原始物或热印刷头的任何基体来制造主版，而仅仅要求模版自身在可见光或红外线下曝光。因此，在制造主版时模版上不会发生起皱。使用氙灯，闪光灯，卤灯，红外线加热器等很容易辐射出可见光或红外线。

本发明穿孔的模版可用常规模版印刷装置进行印刷。例如，将印刷油墨置于穿孔的模版一面，将印刷纸张放在模版的另一面，然后利用加压、减压或挤压将油墨压过模版的穿孔部分，以便将油墨输入印刷纸张，由此得到印刷物。印刷油墨可使用模版印刷中常规使用的那些油墨，诸如油墨，水性油墨，油包水(W/O)乳剂油墨，水包油(O/W)乳剂油墨，和热熔油墨。

下面参照附图利用实施例详述本发明，其中：

图1侧剖视图是示意说明含有光热转换材料的液体从液体喷射装置喷射到热敏模版液体吸收层的情况，

图2侧剖视图示意说明含有光热转换材料的液体输送到热敏模版的情况，

图3侧剖视图示意说明光辐射到其上已输送含有光热转换材料液体的热敏模版的情况，

图4侧剖视图示意说明曝光后穿孔热敏模版的情况，

图5是放大的平面图，说明按照本发明记录在热敏模版上光热转换材料的点排列一种实例，和

图6是放大的平面图，说明按照本发明穿孔模版得到的穿孔排列的一种实例。

应当了解，以下实施例仅供说明目的，本发明绝非局限于这些实施例。

实施例1

将1重量份聚乙烯醇缩丁醛，2重量份氟树脂粉末，30重量份水和67重量份异丙醇的混和液体用绕线棒刮涂器涂覆到厚度为2μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，然后干燥形成厚度为0.5μm的液体吸收层。之后将基重为10g/m²的日本纸层合在液体吸收层相反一面的薄膜上，得到具有液体吸收层1、热塑薄膜2和多孔基体3三层结构的热敏模版，如图1所示。

另一方面，将3重量份的炭黑，50重量份的水，30重量份的二乙二醇和17重量份的2-吡咯烷酮进行混和，制备含有光热转换材料的液体。

之后如图1所示，5滴含有光热转换材料的液体作为文字图象从连接压电元件的液体喷射装置的喷嘴4喷射到热敏模版的液体吸收层1，使得记录的点具有直径为60μm且点之间的间距是100μm，从而将液体以液体6形式输送到热敏模版并将其着色形成文字图象，如图2和5所示。就在此刻，液体6与已输送液体的液体吸收层1的接触角是60度。

然后，用光9辐射文字图象部分，该部分已输送含有光热转换材料的液体6并被固定，可使用配备光反射镜8的氙灯7来辐射(SP275，RISO KAGAKU CORPORATION制造)，如图3所示。结果，由于光热转换材料在文字图象部分发射热量，液体吸收层1和热塑薄膜2被熔化形成穿孔10，如图4所示。则模版被穿孔了。可以证实，模版的穿孔状态是穿孔的直径为80μm，并且点彼此是独立的，如图6所示。

其后进行模版印刷，其中使用数字模版印刷装置，该装置商标名“RISOGRAPH GR275”，由RISO KAGAKU CORPORATION制造，穿孔模版缠绕印刷装置的印刷鼓来印刷。结果得到清晰的图象。

实施例2

将1重量份聚乙烯醇，2重量份醇改良的硅油，70重量份的水和27重量份异丙醇的混和液体用绕线棒刮涂器涂覆到厚度为2μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，然后干燥形成厚度为0.5μm的液体吸收层。之后将200目网眼的聚酯织物薄片层合在液体吸收层相反一面的薄膜上，得到热敏模版。

然后将实施例1所用相同光热转换材料液体从实施例所用相同液体喷射装置喷射，以便将液体以文字图象形式输送并固定在模版上，使得记录的点具有80μm直径且点之间间距是110μm。就在此刻，液体与已输送液体的液体吸收层的接触角是80度。

然后，使用氙灯(SP275，RISO KAGAKU CORPORATION制造)，如实施例1的同样方式用光辐射文字图象部分，该部分的光热转换材料已被固定。结果，由于光热转换材料在文字图象部分发射热量，模版被熔化和穿孔。可以证实，模版的穿孔状态是穿孔的直径为90μm，并且点彼此是独立的。

其后将RISO KAGAKU CORPORATION制造的模版印刷油墨“HiMeshInk”(商标名)置于上述穿孔模版的聚酯织物薄片上，使用RISOKAGAKU CORPORATION制造的便携式模版印刷机“PRINT GOCCO”(商标名)，利用上述模版进行印刷。结果得到清晰的图象。

实施例3

将2重量份羧甲纤维素，1重量份醇改良的硅油，1重量份氧化硅颗粒，70重量份的水和26重量份异丙醇的混和液体用绕线棒刮涂器涂覆到厚度为7μm的聚偏氯乙烯薄膜，然后干燥形成厚度为0.4μm的液体吸收层。之后将200目网眼的聚酯织物薄片层合在液体吸收层相反一面的薄膜上，得到热敏模版。

然后将实施例1所用相同光热转换材料液体从实施例1所用相同液体喷射装置喷射，以便将液体以文字图象形式输送并固定在模版上，使得记录的点具有80μm直径并且点之间间距是120μm。就在此刻，液体与已输送液体的液体吸收层的接触角是50度。

然后，如实施例1同样方式使用氙灯(SP275，RISO KAGAKUCORPORATION制造)用光辐射文字图象部分，该部分的光热转换材料已被固定，结果，由于光热转换材料在文字图象部分发射热量，模版被熔化和穿孔。可以证实，模版的穿孔状态是穿孔的直径为100μm，并且点彼此是独立的。

实施例4

将1重量份聚乙烯醇缩乙醛，3重量份聚醚改良的硅油，50重量份的水和46重量份异丙醇的混和液体用绕线棒刮涂器涂覆到厚度为2μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，然后干燥形成厚度为0.3μm的液体吸收层。之后将基重10g/m²的日本纸层合在液体吸收层相反一面的薄膜上，得到热敏模版。

然后将含有光热转换材料液体(该液体的构成是3重量份炭黑、47重量份的水、40重量份二乙二醇和10重量份异丙醇)从连接加热元件的液体喷射装置喷射，以便将该液体以文字图象形式输送并固定在模版上，使得记录的点具有40μm直径并且点之间间距是60μm。就在此刻，液体与已输送液体的液体吸收层的接触角是70度。

然后，如实施例1同样方式使用氙灯(SP275，RISO KAGAKUCORPORATION制造)用光辐射文字图象部分，该部分的光热转换材料已固定，结果，由于光热转换材料在文字图象部分发射热量，模版被熔化和穿孔。可以证实，模版的穿孔状态是穿孔的直径为50μm，并且点彼此是独立的。

其后使用RISO KAGAKU CORPORATION制造的数字模版印刷机“RISOGRAPH GR275”(商标名)，将上述穿孔的模版缠绕印刷装置的印刷鼓来进行模版印刷。结果得到清晰的图象。

按照本发明，光热转换材料的点以诸如文字的图象方式记录在热敏模版上，使得点的直径R和点之间的间距D满足关系式3R≥D＞R，因此当热敏模版在可见光或红外线下曝光时，形成的穿孔部分中穿孔是以合适的间隔彼此独立的，因之提供了高质量清晰的印刷，它是高密度的并且没有渗出。

Claims

1.一种穿孔热敏模版的方法，包括将液体含有的光热转换材料从液体喷射装置喷出，与所述液体一起以点的形式输送到热敏模版，然后将所述热敏模版在可见光或红外线下曝光，以便在已被输送所述光热转换材料的所述热敏模版特定部分穿孔，其中所述的点满足关系式3R≥D＞R，此处的R是所述热敏模版上被输送和记录的光热转换材料点的直径，而D是相邻点之间的间距。

2.根据权利要求1的方法，其中所述热敏模版的至少一面上具有液体吸收层，且含有所述光热转换材料的所述液体被喷射在所述液体吸收层。

3.根据权利要求2的方法，其中所述液体含有水和/或亲水溶剂，并且在所述液体吸收层和已被输送到所述层上的所述液体之间提供的接触角是20-150度。

4.根据权利要求3的方法，其中所述液体吸收层含有亲水树脂和一种斥水化合物。

5.根据权利要求4的方法，其中所述液体吸收层含有有机或无机颗粒。

6.根据权利要求2的方法，其中所述液体吸收层具有的软化点或熔点是40-120℃。

7.根据权利要求2的方法，其中所述液体吸收层具有的厚度是0.01-20μm。