JP2002166658A - 反応性を有するポリマー物質を備えたレーザー誘起コーティング用の熱転写フィルム - Google Patents
反応性を有するポリマー物質を備えたレーザー誘起コーティング用の熱転写フィルムInfo
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Abstract
層からポリマーを転写させることによって、版胴に画線
部を形成するための優れた熱転写フィルムを提供する。 【解決手段】 本発明は、基体層1と、この基体層1に
塗布されたドナー層2とを有した熱転写フィルム又は熱
転写ベルトに関する。基体層1は、少なくとも一つのポ
リマー物質を有してなり、このポリマー物質は、少なく
とも、150℃より高い温度での力学的な安定性と、7
00〜1600nmの波長の光に対して70%を超える透
過率との二つの特性を備えている。また、上記ドナー層
2は、少なくとも、照射されるレーザ光3の光線のエネ
ルギーを熱エネルギーに変換することができる材料と、
酸基、及び/又は、必要があればこれらの置換されたア
ミド基を有したポリマーと、必要があれば濡れ補助材と
を備えている。ポリマー物質は、さらに、反応性のある
ポリマーを含んでいる。
Description
印刷のため、レーザ光で転写を起こして、リソグラフ式
の版胴に画線部を形成するためのドナー物質に適した、
反応性のあるポリマー物質を有する熱転写フィルム一般
に関し、さらに、この熱転写フィルムならびに中間生成
物の製造の方法に関する。
にプラスチックが着設される印刷方法が周知である。こ
の版胴は、オフセット印刷においては、引き続き印刷イ
ンキが塗られ、そして、インキが塗布される領域にある
印刷インキがゴム胴に移され、さらにこのインキが被印
刷物上に転写される。ことに、印刷部数が少ない場合、
印刷する題材を素早く取り替えるためには、可能な限り
コンピュータで制御を行う一方、他方では可動部分を交
換することなく装置の内部で印刷工程が進められること
が望まれている。欧州特許第 0 698 488 号公報に開示
された印刷装置は、この要求を満たすものである。
熱転写ベルトにあったポリマーによって、画線部に応じ
て、画素を形成するように点状に覆われたものである。
オフセット印刷に適したリソグラフ式の版を実現するた
めには、−これは、版胴の上で、親水性の領域(版胴上
におけるポリマーで覆われていない部分)、及び疎水性
の領域(版胴上におけるポリマーで覆われた部分であっ
て、後に印刷工程に際してインキが移される領域となる
部分)の間を明確に分離することを意味するが−、熱転
写フィルムの所定の物理的ならびに化学的なパラメータ
をとくに熱転写ベルト用に設定し、かつ最適化しなけれ
ばならない。
写フィルムのドナー層から、ポリマーをレーザ光で誘起
して転写させること(以後、この明細書中、単にレーザ
誘起転写と称することもある)によって、版胴に画線部
を形成するための、より優れた熱転写フィルムを提供す
ることにある。そして、以下の点に留意した熱転写フィ
ルムを提供することを目的とする。すなわち、 1.支持体(基体層)は、移送のための力学的な条件、
レーザ光の透過のための光学的な条件、及び、塗布され
た層の加熱に際して、熱に対する条件を満足するもので
あること、 2.フィルム上に設けられ、画線部に応じて点のように
転写された被覆層は、版胴にしっかり付着し、印刷の質
を同じに保ちながら、できるだけ多くの部数を発行する
ための十分な寿命を有するものであること、 3.版胴に塗布されたポリマー層は、印刷工程が終われ
ば、簡単な方法で環境を汚さず素早く除去することがで
き、これにより、すぐさま新しい印刷工程を始めること
ができること、 4.画素形状に塗布されたポリマー物質は、理想的な円
柱形状を有するか、もしくは、この形状に近似されるも
のであること、の点である。
以下に記載されるさらなる課題は、上位請求項に係る発
明によって解決される。さらなる個別の実施形態に関し
ては、下位請求項に明記されている。
主請求項に記載の通り、耐熱性を可能な限り有したプラ
スチックからなる、例えば、支持フィルムもしくは支持
ベルトといった基体層1と、この基体層1に塗布された
ドナー層2、すなわち、上位請求項に明記されているよ
うな、熱に反応して転写可能とされた層とから構成され
ている。熱転写ベルトの背面、つまり、基体層1のドナ
ー層が被覆されていない側からのレーザ光3の働きによ
って、ドナー層内に熱が誘起され、この熱によって、こ
のプラスチック層の軟化、そして終には、解離が引き起
こされる。とくに、基体層1とその上に塗布されたドナ
ー層2との間の境界層5でガス状物質が発生するが、こ
のガス状物質のために、熱に反応するドナー層が、柔ら
かい状態から固まりかけたような状態で、画線部に応じ
て基体/ドナー層の結合から解放され版胴に転写され
る。さらに、ベルトの供給の仕方によって(欧州特許第
0 698 488号公報参照)、転写のプロセスは、非可逆的
で、かつ、一方向に方向付けられている。反応性を有す
るポリマーが含まれていることによって、レーザ光によ
る熱の作用を介して、瞬間的な硬化が引き起こされる。
プラスチックは、金属から形成された胴等の大きな熱容
量のためにすぐに冷やされ、版胴に付着する。高速で螺
旋状に行われる塗布工程により、版胴全体が画線部に応
じて点状にプラスチック層で覆われた後、転写された層
には、主に二つの段階に分けて後処理が施される。すな
わち、第1段階では、定着工程が施され、このステップ
では、熱を働かせること等により、プラスチック層が版
を形成する材料に、より安定に付着し、次に、親水化が
施される第2段階では、版胴上の何も付着していない領
域が一様に親水性を有するように処理され(親水化さ
れ)るとともに、転写されたポリマーの輪郭、つまり、
エッジの仕上がりにコントラストが与えられる。親水性
とは、この明細書中、動的な条件の下での水との濡れの
尺度として、水との馴染み易さを意味するものである。
で、一様に親水性を有した表面を有している。親水性を
有した表面には、例えば、プラズマ溶射や、フレーム溶
射によって形成されたセラミック、又は、クロム、真ち
ゅう(Cu 52〜65%、Zn 48〜35%を含むもので
あり、例えば Boltomet L (登録商標) Cu63Zn37である
もの)、特殊鋼、とくに、高合金鋼(DIN 17440による
1.43xx(xx=01, 10, ...)、1.4568、1.44xx(xx=04, 3
5, 01 ...)であるもの)等々といった金属の表面が適
している。
ーザ光3は、熱転写ベルト、すなわち熱転写フィルム
1,2の背面1に当たる。版胴は、決められた方向に回
転する。版胴4には、ドナー層2の物質によって螺旋状
に順に画線部が形成されていく。
図である。熱転写ベルト(すなわち、熱転写フィルム)
の背面1にレーザ光3が照射されると、ドナー層2の結
合からポリマー粒子7が解放され、版胴4に付着する。
境界層5又は6でのプロセスについて、以下の記述でさ
らに詳しく説明する。
は、例えば、ベルトステーション等の移送装置が走行し
ている間の力学的な張力や、局所的な熱の影響に対して
耐性を有していなければならない。基体層は、さらにま
た、熱転写ベルトの製造に際して使用される化学薬品に
関して、化学的に不活性でなければならない。とくに、
基体は、画線部を形成するために用いられる波長に対し
て光学的に透明であることが好ましい。基体は、また、
静電気の帯電に無関係とされる一方、電気的に絶縁体で
ある必要がある。
で、ないしは5μmまで、とくに12〜6μmの値を有
しており、最適な値は、7.5μmに存在する。厚さを
決定するパラメータは、基本的には、光学的な透過率
(透過性)、高温領域でも保たれる力学的な強度、熱伝
導性、及び熱的安定性、さらに、高温での寸法精度の維
持であり、これらのパラメータの間での折衷が模索され
るべきである。光学的な透過率は、基体層の厚さが薄く
なるにつれて上昇する。力学的な強度は、これに反し
て、基体層の厚さの増加とともに大きくなる。熱の放出
は、厚さが薄くなるにつれて一方で増加するが、他方、
力学的な安定性は、基体層の厚さが増すとともに高くな
る。
で、これにより、300mJの出力を有するレーザを働
かせる際、ドナー層の物質を転写するのに必要な熱が生
成され、そして、これによって、ドナー層物質の効果的
な転写が行われるべきである。
重要となる。とくに、破壊時の引張り強さが、装置方向
に200N/mm2以上、好ましくは250N/mm2以
上、とりわけ好ましくは270N/mm2以上であるの
がよい。横断方向には、180N/mm2以上、好まし
くは220N/mm2以上、とりわけ270N/mm2以
上であるのがよい。引張り強さは、主として、ベルトス
テーションによる力学的な要求から、及び、ベルトの幅
にもよるが、局所的な熱の影響から決定される。
め、とくに熱的な負荷が加わる条件下での基体層の形状
安定性もまた重要となる。150℃の熱的負荷のもとで
の収縮が8%より小さく、とくに、6.5%より小さ
く、とくに好ましくは5%より小さくされているのがよ
い。基体層の熱的な形状安定性は、なによりも以下に挙
げるいくつかのプロセスの際に要求されるものである。
すなわち、 a)製造、保管、及び運搬の際、 b)熱膨張係数及び層の厚さが異なる場合のドナー層の
基体層への付着の際、 c)ベルトの多重的な使用の際、ならびに、このとき要
求される位置精度、 に要求されるものである。ベルトの多重使用というの
は、複数の転写トラックが密に隣り合っているという意
味である。このうち一つの転写トラックが画線部に応じ
た転写を行うために必要となる。基体層が熱的な安定性
を有することにより、多重使用の場合に、転写工程がす
でになされた後でさえも、ベルトの形状が確実に維持さ
れるようになる。
度においても、上述した力学的な特性をまだ有している
ようなプラスチックから形成されていることが好まし
い。それゆえ、とくに、光学的な透過性があり、耐熱性
を有し、さらに、高強度でハイパフォーマンスなプラス
チックが考慮の対象となる。ポリプロピレン及びPVCPは
利用可能である。とくに利用できるプラスチックは、し
かし、ポリエステル、ポリアリルエーテルエーテルケト
ン(PEEK)、ポリフェニレンエーテル(PEE)、及び/
又は、ポリカーボネートである。このうちポリエステル
がとくに好ましく、しかも、ポリエステルは、ジカルボ
ン酸及びジオールから合成された、及び/又は、ヒドロ
キシカルボン酸ないしはそれに対応したラクトンから合
成された、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート、ポリ−1,4−ジメチロールシクロヘ
キサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエートと
いったポリエステル、ならびに、ヒドロキシレン基を有
したポリエーテル及びポリエステルから合成され、ポリ
カーボネートで修飾されたブロックコポリエーテルエス
テルであることが望ましい。ポリエチレンナフタリンジ
カルボキシレートもまた適している。市販されているPE
T製品は、Hostaphan(登録商標)、及び Mylar(登録商
標)である。
剤をわずかしか含まないか、好ましくは全く含まないこ
とが望ましい。可塑剤は、概ね低分子の特性を有し、そ
のため、レーザ光のエネルギーが熱に変換される際に蒸
発し、プラズマによる効果を発生させる可能性がある。
発生したプラズマは、入射してくるレーザー光を反射
し、このため、ドナー層内において、転写されるべき物
質を軟化させ、射出するのに必要な熱が得られなくなっ
てしまう。可塑剤は、300mJの出力を有したレーザ
が働く際、上述したフィルムもしくはベルトを用いてプ
ラズマの影響が生じないものであれば許容することがで
きる。通常の可塑剤の濃度についても同様である。
に対しては、できるだけ高い光学的な透過効率が求めら
れる。光学的な透過効率は、通常、どのようなベルトの
厚さ、及び物質を選ぶかによって決定される。さらに、
光学的な透過率は、波長に依存する。一般に、IR−半導
体レーザの波長領域は、700〜1600nmの間に存
在している。とくに、この波長領域は、800〜900
nm、とりわけ、850〜820nmに存在する一方、
他方で、1000〜1200nm、ないしは1070〜
1030nmに存在することが望ましい。Nd:YAG−レー
ザの場合、波長は、約1064nmである。望むらく
は、波長領域が700〜1600nmにあるIR−光に関
して、基体層の透過効率は、70%より大きい値、好ま
しくは85%より大きい値であることがよい。とりわけ
好ましいのは、波長領域が800〜1100nmにある
IR−光に関して、基体層の透過効率が85%より大きい
値となることである。レーザとしては、点状光源になる
レーザを用いることができる。好ましいのは、ただし、
ダイオードの配列されたIR−半導体レーザ(以下、半導
体レーザ−ダイオードアレイと称する)である。
性でなければならない。つまり、熱転写ベルトの製造方
法において使用される化学薬品によって、基体層が悪影
響を及ぼされてはならない。この化学薬品とは、とく
に、有機溶媒、とりわけケトン、脂肪族、及びシクロ脂
肪族の炭化水素であり、また、酸と塩基である。
ベルトの幅は、3mmから50mm、とくに8mmから
30mm、好ましくは10mmから15mmに達する。
に反応する材料について説明する。レーザ光線が基体層
を通り抜けた後、レーザ光線はドナー層、すなわち、転
写されるべき物質を有した層に達する。基体層とドナー
層の間の境界層では、できるだけ短い間に光のエネルギ
ーが熱エネルギーに変換されることがよい。このために
は、転写されるべきポリマーがこのプロセスを助長する
補助材を含有していることが不可欠である。ここでいう
補助材とは、とくに、上述した波長領域の光線のエネル
ギーをとくに良く吸収し、熱エネルギーに変換するよう
なものである。このような補助材は、光のエネルギーか
ら熱エネルギーへの変換の際に分解しないという条件を
満たせば、有機色素、もしくは有機染料でもよい。とり
わけ安定な有機色素もしくは顔料は、例えば、オキソノ
ール色素及びオキソノール顔料、もしくは、メロシアニ
ン色素及びメロシアニン顔料といった、ポリメチン色素
もしくはポリメチン顔料、ベンゾチアゾール、キノリ
ン、シアニン色素もしくはシアニン顔料、ペリレン色素
もしくはペリレン顔料である。市販されている有機色素
もしくは顔料は、Riedl de Haen の KF 805 PINA(ベン
ゾチアゾール化合物)、Riedl de Haen の KF 810 PINA
(キノリン化合物)、また、American Dye Source Inc.
の ADS840MI、ADS840MT、ADS840AT、ADS890MC、ADS956
BI、ADS800WS、ADS96HO、また、3,3’−ジエチルチ
アトリカルボシアニン−p−トルオールスルホナート
(シアニン色素化合物)、ペリレン−3,4,8,10
−テトラカルボン酸アンヒドリド(ペリレン化合物)、
ならびに、Epolin Inc. の EpoliteV-63、及び Epolite
III-178、そして、Newmark である。有機色素もしくは
顔料は、ドナー層の乾燥時の質量の5〜40重量%、と
くに10〜30重量%の量で使用される。これらの色素
は、使用されるレーザの波長領域に最大吸収波長がシフ
トされるように、単独もしくは混ぜ合わせて用いること
ができる。
光のエネルギーが熱エネルギーに変換される際に分解し
ないようなものであれば、無機物も考えられる。このよ
うな材料は、例えば、二酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、及び、さらに他の酸化金属、及び無機の顔料であ
る。より具体的には、磁鉄鉱 Fe3O4、スピネルブラック
Cu(Cr,Fe)2O4、Co(Cr,Fe)2O4、及びマンガンフェライ
ト MnFe2O4である。これらの材料は、20重量%まで使
用することができる。
変換することができる材料にとって、特殊な地位を占め
ているのがカーボン・ブラックである。本製造方法によ
れば、カーボン・ブラックをとりわけ有効に作用させる
ことができる。とくに、平均粒子径が10〜50nmの
間、とりわけ、13〜30nm、及び/又は、DIN 5597
9 に規定されるシュバルツツァール(Schwarzzahl)と
して200〜290、とりわけ250の値を有するよう
な、細かく分けられたカーボン・ブラックは、効果的に
使用することができる。カーボン・ブラックは、30重
量%、とくに、20重量%の量まで使用することができ
る。上述したような材料、すなわち、有機色素もしくは
染料、光のエネルギーが熱エネルギーに変換される際に
分解しないような無機物、及び、カーボン・ブラック
は、単独もしくは混ぜ合わせて用いることができる。熱
に反応する、及び/又は、レーザに反応する材料の量
は、基体層に設けられた転写されるべき材料を転写する
ために、光のエネルギーを十分な熱のエネルギーへ変換
する能力に依存する。適したカーボン・ブラックは、Co
nductexである。
ドナー層のポリマーは、とくに、以下のような機能を働
かせる。先ず、レーザ光線の働きで素早く軟化し、基体
層の境界表面で必要な圧力を発生させ、そして、固まり
かけた移植片の如く版胴に転写される。このように転写
されたプラスチックは、親水性のある版胴表面の親水基
により、この版胴上に付着する。最後に、このポリマー
には、先ず加熱による定着工程が、さらに、続けて、完
成した版胴に親水性を持たせる工程が施されるのがよ
い。この工程においては、版胴の空いた金属表面が親水
性を有するように処理され、プラスチックが設けられた
領域が明確な輪郭を持つように処理される。加えて、版
胴に設けられたプラスチックは、印刷インキを吸着し、
できるだけ長い寿命を有するべきである。転写された物
質は、印刷工程が施された後、最終的には、簡単な方法
で環境を汚さず、つまり、水で希釈される無毒の溶液を
できるだけ用いて、版胴から洗い流されるべきである。
こうして、次の印刷工程に用いられるために、このよう
な物質が、非常に短時間に再び使用可能に準備されるよ
うになる。これらの必要条件に基づくと、ポリマーに対
して、次のような優先される要求が生じる。すなわち、
ポリマーは、水溶液に可溶であるが、通常オフセット印
刷に用いられる湿し水には不溶とされることである。こ
れを一番上手く実現するには、湿し水と異なるpH値に
対してポリマーを水溶性にすることである。pH値は、
10より大きい、とくに10.5より大きい、とりわけ
11より大きいアルカリ性の領域であることが望まし
い。
引き離すことができるようにするためには、その数平均
分子量は、とくに20000を上回らない方がよい。他
方、この数平均分子量は、ことに1000を下回らない
方がよい。というのも、そうでないと十分な耐水性が得
られないからである。この数平均分子量の領域は、とく
に、1000〜15000の間、とりわけ、1000〜
10000の間にあることが好ましい。
ならない。このためには、表面張力の値が、とくに50
〜10mN/mの間、とりわけ40〜23mN/mの
間、とくに好ましくは28〜32mN/mの間にあるこ
とが重要である。表面張力の測定は、3+nの試験液体
を用いた接触角の測定を介してなされ、ヴェント、オウ
ン、及びラーベル(Wendt, Own und Rabel)に従い算出
される。
かり付着するように、酸基がいくらか存在していること
が好ましい。これらの酸基は、-COOH 基、-SO3H 基、-O
SO3H基、-OPO3H2 基、及び、必要であれば、これらのア
ルキル又はアリールで置換されたアミド、といったもの
から選択することができる。アルキル基は、1〜6個、
とくに1〜4個の炭素原子を有すればよく、アリール基
は、6〜10個、とくに6個の炭素原子を有すればよ
い。とくに、ポリマーは、さらに芳香族基を有すること
が好ましい。とりわけ好ましいのは、フェニル基であ
る。ポリマーは、α,β不飽和カルボン酸、スルホン
酸、硫酸、及びリン酸、又はこれらのエステル、又は上
に定義したようなこれらのアミド、そして、スチロール
並びにこれの誘導体、そして、必要であれば、α,β不
飽和カルボン酸エステルの重合から生成されることが好
ましい。酸基を有するモノマー、及び芳香族基とビニル
基とを有するモノマーは、ガラス転移温度Tgが30〜
100℃の間、とりわけ30〜90℃の間、好ましくは
55〜65℃の間にあるように選択されるのが良い。ポ
リマーは、融点の領域に天井温度を有していることが好
ましい。ここで、融解領域は、80〜150℃の間、と
りわけ、90〜140℃の間、とくに105〜115℃
の間、とくに好ましくは110℃あたりに存在する。α
−メチルスチロールの割合が多いコポリマーは、わずか
に有効であることが判明した。
号明細書、米国特許第 4 414 370号明細書、並びに米
国特許第 4 529 787 号明細書に見られる。これらの先
行文献に開示された樹脂は、これらの樹脂の基の例えば
80〜90%といった主たる部分が、例えば、硼砂、ア
ミン、アンモニウムヒドロキシド、NaOH、KOHのうちの
少なくとも一つの物質による水溶液によって中和されれ
ば、基本的には完全に溶かすこと等が可能である。具体
的には、約190の酸価を有するスチロール−アクリル
酸樹脂は、樹脂の単位グラム当たり約0.0034当量
を下回らない量のCOOH基を有するであろうし、最低80
〜90%のCOOH基がアルカリ水溶液によって中和されれ
ば、基本的には完全に溶かされよう。酸価は、120〜
550の間の領域、150〜300の領域、例えば、1
50〜250の間に存在していればよい。好ましいの
は、以下に挙げるモノマーの組み合わせ、すなわち、ス
チロール−アクリル酸、スチロール−無水マレイン酸、
メチルメタクリラート−ブチルアクリラート−メタクリ
ル酸、α−メチルスチロール/スチロール−エチルアク
リラート−アクリル酸、スチロール−ブチルアクリラー
ト−アクリル酸、スチロール−メチルアクリラート−ブ
チルアクリラート−メチルアクリル酸である。68%の
スチロール/32%のアクリル酸を有した分子量500
〜10000のアルカリ水溶性樹脂を用いてもよい。他
の樹脂は、約200の酸価、約1400の分子量を有す
るものである。一般には、スチロール(α−メチルスチ
ロール)−アクリル酸−(アクリル酸エステル)−樹脂
は、2500〜4500の数平均分子量、及び、650
0〜9500の重量平均分子量を有している。酸価は、
170〜200に存在している。具体的なポリマーとし
ては、60〜80重量%の芳香族モノアルケニルモノマ
ー、及び、40〜20重量%の(メタ)アクリル酸モノ
マー、及び、場合によっては、0〜20重量%のカルボ
キシル基を含まないアクリルモノマーを有している。ス
チロール/α−メチルスチロールの10:1〜1:2も
しくは1:1の混合、とくに、8:1〜1:2、例えば
2:1〜1:2の混合を使用することができる。ただ
し、α−メチルスチロールを主たる成分とするコポリマ
ーは、わずかに有効であることが判明した。
挙げたポリマーに、(ポリマー全体に対して)1〜20
%、とくに7〜12%の反応性を有する、好ましくは固
体のポリマーが添加される。反応するポリマーは、例え
ば、エポキシド、イソシアネート、又はポリビニルブチ
ラールである。
aldit GT 6099、Araldit GT 7071、及び Araldit GT 70
72 といった、ビスフェノールAを基にした固体樹脂で
ある。Araldit(登録商標)は、*エポキシ樹脂に対する
Ciba-Geigy の商標で、エレクトロニクス技術における
注入及び防水加工用の樹脂、表面保護及び電子機器に用
いられる樹脂、ラミネート用樹脂、押し出し加工用物
質、接着剤、及びモデル用ないしは道具用樹脂である。
ここで、エポキシ樹脂とは、ポリマーを生成するために
用いられ、一分子当たり一つ以上のエポキシ基(国際純
正および応用化学連合 IUPAC によるオキシラン基)と
の複数の有機結合を意味する。それは、全て低分子量で
低重合体の結合である。
合成は、相応の反応相手が付加されると反応するという
エポキシ基に特徴的な振る舞いに基づいている。この場
合、ジ−、トリ−、及びテトラエポキシド結合(=エポ
キシ樹脂)、及び、架橋結合形成成分(=硬化剤)は、
反応性及び官能性に関して、互いに調整されていなけれ
ばならない。
キシ基の直接の重合によっても架橋構造を形成すること
ができる。
として、架橋結合されたポリマーを生成するために用い
られる。二官能性の付加成分とのジエポキシ結合によ
り、直線的な可溶性の構造を、また、三官能性の成分を
微量ながら添加することで、分岐した可溶性の構造も得
ることができる。
て数多くの可能性があるおかげで、エポキシ樹脂系は、
とくに原材料の特性を意のままに設定するのに適してい
る。ここで関係してくるのは、一方では、加工プロセス
における粘性及び流動学的な特性であり、また他方で
は、目的とする最終製品の特性である。加えて、目的に
合った補助材、つまり、添加剤、補強材、難燃剤、柔軟
材、顔料等々を付加したり追加したりすることによっ
て、応用の可能性をずっと広げることができる。
可能な熱可塑性物質と異なり、架橋型エポキシ樹脂は、
熱的にはもはや成形不可能である。
表のようになる。
kopox(Hoechst)、D.E.R(Dow)、Epikote(Shell)、
Epodil(Anchor)、Eponac(AMC Sprea Resine)、Epot
uf(Reichhold)、Eurepox(Witco)、Grilonit(Ems-C
hemie)、Kelpoxy(Reichold)、Resox(Synthopol)、
Ruetapox(Bakelite)、及び、Ucar Phenoxy Resin(Un
ion Carbide)といったものである。
LS 2147(ウレトジオン基を有したポリエステル)、Cre
lan VP LS 2292(ジメチルピロールでブロックされたIP
DI(イソフォロンジシアネート))、Vestanat B 1358/
100(2−ブタンオキシムでブロックされたIPDI)、Des
modur IL 又は Desmodur H、といった固体樹脂でブロッ
クされたイソシアネートである。Cleran(登録商標)
は、吹き付けることのできるコーティングパウダーを製
造するため、変装したイソシアネートと組み合わされ
て、とりわけ、ポリエステル及びポリアクリレートを基
にした結合材及び架橋子として作用する。製造元は、Ba
yer AG である。架橋子である Crelan(登録商標) VP
LS 2147 は、分離物質を含まないポリウレタンラック硬
化剤である。Crelan VP LS 2147 は、ウレトジオン化学
に基づいている。適した触媒を用いて二量体化すること
により、イソシアネート基を可逆的に不活性化すること
ができる。より高い温度においてようやく、放出なしで
反応することができるイソシアネートの機能が再び自由
になる。カプロラクタムでブロックされたポリイソシア
ネートが架橋子として用いられるような系とは異なり、
このようなウレトジオン硬化剤は、保護材の放出を引き
起こさず、また、架橋結合の反応の際に水を分離しな
い。硬化剤は、毒物学的な心配も無く、それゆえ、表示
義務が生じない。
ラールは、ポリビニルホルマールと比較すると強度が低
く、より柔軟性があり、また、より伸展性に富む。ポリ
ビニルブチラールは、低級アルコール、グリコールエー
テル、及びアルコール−芳香族化合物の混合物に可溶
で、純粋脂肪族化合物には不溶である。ポリビニルブチ
ラールは、疎水性のモノマーからも、親水性のモノマー
からも、どちらからも構成される。疎水性のビニルブチ
ラールの単位が、熱可塑性の加工可能性、多くの溶媒へ
の可溶性、他のポリマー及び軟化材との相性、及び、良
好な力学特性を生み出す一方で、ビニルアルコールの単
位は、ガラス、木、そして金属への良好な付着、高い強
度、顔料との強い結合能力、及び架橋結合の容易さに関
係する。ビニルアルコールの含有量が増加するにともな
い、強度と弾性率、ならびにガラス転移温度が増加す
る。ビニルアルコールの単位の比率は、15〜30質量
%の間の値を占め、ビニルアセテートの単位の比率は、
1〜3質量%の間の値を占めている。ポリビニルブチラ
ールからなる市販製品は、例えば、Butvar(Monsant
o)、Denka Butyral(Denki Kagaku)、Mowital(Hoech
st)、Pioloform(Wacker)、Rhovinal(Rhone Poulen
c)、S-Lec-B(Sekisui)、及び Vinylite(Union Carb
ide)である。
とくに1〜20%、好ましくは7〜12%の一価の C1-
C20-アルカノール、とくに、C3-C18-アルカノール、及
び/又は、多価のC3-C12-アルカノール(グリセリン、
プロパンジオール、エトキシ(エトキシ)エタノール、
セロソロブ、カービトール等)、テトロース、ペントー
ス、及びヘキソース(エリトリット、アラビノース、グ
ルコース)、これらの水素化による誘導体(ソルビトー
ル、アラビトール、あるいはマンニトール)、又はベン
ゾエートが添加されてもよい。
ベルトは、層の重さが0.8〜5g/m2+/−0.2の
範囲の値を有し、好ましくは、1.6〜2.0g/m2
の範囲の値を有している。
助材は、様々な働きを担っている。濡れ補助材は、転写
後、金属表面と転写されたポリマーとの間の境界領域に
も存在しており、これにより、この部分での付着がしっ
かりしたものになる。最終的に、濡れ補助材は、定着の
際、すなわち、事後的に行われる転写されたポリマーの
加熱の際に、転写されたポリマーの表面を平らにする。
これにより、画素の構造が改善される。濡れ補助材は、
アルコール、ケトン、燐酸のエステル、グリコールエー
テル、アニオン性界面活性剤から、とりわけ、アルコー
ル及びケトン、このうち好ましくはケトン、とくに好ま
しくはメチルエチルケトンといった溶媒から選択されて
いる。上述した溶媒の市販製品は、グリコールエーテル
の代表として、BASF の DEGDEE、DEGBBE、及び、アニオ
ン性界面活性剤を代表するものとして、アリルアルキル
スルホン酸、又は、Etingal といったオルソ燐酸の脂肪
族エステルである。濡れ補助材として使用される溶媒
は、熱転写フィルムの製造工程からのものであることが
好ましい。
がら(例えば、ドナー層の乾燥時の質量の0.05〜8
重量%、とくに0.5〜5重量%)加えられるものでよ
い。本実施形態における濡れ補助材のさらなる長所は、
転写工程の際、ならびに、熱による事後処理の際に、固
有の働きで自ら内発的に温度を調整する点である。沸
点、沸騰する領域、蒸発エンタルピー、及び熱容量とい
った特性によって、二つの工程の際、必要な時間枠の
間、上限温度の最大値が定められる。例えば、カーボン
・ブラックを基にして形成した場合、微視的な脱離プロ
セスによって、一つの上限温度が与えられる。熱源を外
部から制御しても、物質自身の組成を介しても、転写さ
れる物質が過熱することを制御することができるので、
本製造方法を実施するにあたって、高い確実性が得られ
る。
写ベルトの製造は従来通りに行う。とくに、熱に反応す
るか、またはレーザに反応する材料、ポリマー、及び、
必要であれば、濡れ補助材料、ならびに溶媒、このうち
濡れ補助材及び溶媒は同じものであってもよいが、これ
らを注意深く、かつ均一に混ぜ合わせる。次に、マイヤ
ー・バー(Meyer-Bar)を用いて、あるいは、グラビア
印刷法により物質を塗布する。転写層の厚さは、乾燥時
の厚さで0.5〜5μm、とくに、0.8〜4μm、と
りわけ、1〜3μmとなるように設ける。溶媒が蒸発し
たら、ベルトをボビンに巻回し、ベルトステーションに
設置する。
用について述べる。画素転写装置(点状光源であるレー
ザ、あるいは、半導体レーザ−ダイオードアレイ)は、
版胴に画線部を形成するために、データ記憶装置からデ
ータを受け取る。熱転写ベルトは、ベルトステーション
によって、自らも転写工程の間に独立に動いている版胴
に対して相対移動する。この相対速度、及び、データが
時間を追って連続して送られてくることによって、版胴
上の画線部の像の描写が制御される。照射された光のエ
ネルギーは、熱のエネルギーに変換され、この熱エネル
ギーによって、熱転写ベルトの基体層及びドナー層の間
の境界層に激しい温度上昇が誘起される。この温度上昇
によって、上述した境界層にガスが生成され、このガス
により、ドナー層の軟化された物質が版胴の金属に向か
って投射される。転写された材料の物質は、その親油性
を有した特性によって、後の印刷に際してインキを写し
取る領域を版胴の表面上に形作る。
いについては、以下の検査方法を通じて表される。
溶液に溶解させる。溶解するには、アルカリに対して表
に記載された量が必要となる。
son S.A. Polymer 社の J682 を使用した。
用いて行う。算出にあたっては、ヴェント、オウン、及
びラーベル(Wendt, Own und Rabel)にしたがう。静止
状態にある表面張力をこうして求める。
測定、そして、天井温度の特定は、Mettler Toledo 社
製の DSC 装置、DSC30/TSC10A/TC15 を使用し、20〜
30mgのポリマーが入った150μl−アルミニウム
コップを用いて行った。温度変化率は、10〜20℃/
minとした。次の温度プログラムを用いた。すなわ
ち、開始時は、予想されるガラス転移温度Tgを少なく
とも70度下回る辺りに、また、終了時は、予想される
ガラス転移温度Tgを約50度上回る辺りか、もしくは
180℃あたりになるようにして分解しないようにし
た。
詳細に説明する。パーセンテージや比率、部分量は、と
くに断らない限り重量に基づいている。
フィルム(PET)として、7.5μmの厚さを有した Ho
echst 社の Hostaphan(登録商標)を、以下の組成を有
する物質で、乾燥時の層の重さが1.8g/m2となる
ようにマイヤー・バー(Meyer-Bar)を用いて被覆す
る。
ルツツァールが250とされたカーボン・ブラックを2
0%と、Johnson S.A. Polymer 社の J682 のポリマー
を80%と、塗装可能な物質を生成するために、十分な
量のメチルエチルケトンとを混合する。この物質を、マ
イヤー・バー(Meyer-Bar)を用いて、上述した乾燥時
の層の重さになるように、ポリエステルフィルムに塗布
する。塗布後、フィルムを乾燥する。例えば12mmの
幅を有するベルトの場合には、このベルトをボビンに巻
回し、例えば、欧州特許第 0 698 488 号公報に記載さ
れた装置に見られるような、ベルトステーションに取り
付ける。IR−半導体レーザ−ダイオードアレイを用い
て、このように製造された熱転写ベルトの背面を照射す
る。このとき、同時に多くの粒状プラスチックが、熱転
写ベルトから版胴上に、画線部に応じて転写される。こ
のように画線部が形成された版胴を用いて、20,00
0の印刷製品を印刷することができた。
フィルム(PET)として、7.5μmの厚さを有した Ho
echst 社の Hostaphan(登録商標)に、以下の組成を有
する物質で、乾燥時の層の重さが1.8g/m2となる
ようにマイヤー・バー(Meyer-Bar)を用いて塗布す
る。
ルツツァールが250の値を有する4.52gの Condu
ctex と、13.19gの Johnson S.A. Polymer 社製
の Polymer J682 と、2.39gの Cleran VP LS 2147
と、0.54gの Triton X200 と、0.22gのリン
酸(85%ig)と、さらに、79.47gのメチルエ
チルケトンとを混合する。この物質を、マイヤー・バー
(Meyer-Bar)を用いて、上述した乾燥時の層の重さに
なるように、ポリエステルフィルムに塗布する。塗布
後、フィルムを乾燥する。例えば12mmの幅を有する
ベルトの場合には、このベルトをボビンに巻回し、例え
ば、欧州特許第 0 698 488 号公報に記載された装置に
見られるような、ベルトステーションに取り付ける。I
R−半導体レーザ−ダイオードアレイを用いて、このよ
うに製造された熱転写ベルトの背面を照射する。このと
き、同時に多くの粒状プラスチックが、熱転写ベルトか
ら版胴上に、画線部に応じて転写される。このように画
線部が形成された版胴を用いて、20,000の印刷製
品を印刷することができた。
Claims (29)
- 【請求項1】 基体層と、この基体層に塗布されたドナ
ー層とを備えた熱転写フィルムにおいて、 a)前記基体層は、少なくとも一つのポリマー物質から
なり、 該ポリマー物質は、少なくとも特性として、 150℃より高い温度での力学的な安定性と、 700〜1600nmの波長の光に対して70%より高い
透過率と、 を有し、 b)前記ドナー層は、少なくとも、 i)照射されるレーザ光の光線のエネルギーを熱エネル
ギーに変換することができる第1の材料と、 ii)第2の材料として、酸基、及び/又は、必要があ
ればこれらの置換されたアミド基を有したポリマーと、 iii)必要があれば、第3の材料として、濡れ補助材
と、 を有していることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項2】 請求項1に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記基体層は、50μm〜4μmの厚さとされ、破壊時
の引張り強さが装置に沿った方向に270N/mm2以
上、装置を横切る方向に180N/mm2以上とされると
ともに、150℃での熱収縮が5%より小さくされてい
ることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の熱転写
フィルムにおいて、 前記ポリマー物質は、ポリエステル、ポリアリルエーテ
ルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、及び/又
はポリカーボネートとされていることを特徴とする熱転
写フィルム。 - 【請求項4】 請求項3に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記ポリエステルは、ジカルボン酸及びジオールから合
成された、及び/又は、ヒドロキシカルボン酸、ないし
はこれらに対応したラクトンから合成されたポリエステ
ル、すなわち、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリ−1,4−ジメチロールシク
ロヘキサンテレフタレート、ポリヒドロキシベンゾエー
ト、及びポリエチレンナフタリンジカルボキシレートか
ら選ばれ、また、ヒドロキシレンド基を有したポリエー
テル、及びポリエステルから合成され、ポリカーボネー
トで修飾されたブロックコポリエーテルエステルから選
ばれていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項5】 請求項4に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレートとさ
れていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項に記載の
熱転写フィルムにおいて、 前記第1の材料は、 a)有機色素もしくは有機染料とされ、少なくとも特性
として、 aa)700〜1600nmの波長領域において吸収が
最大となり、 ab)150℃以上の耐熱性を有しており、 及び/又は、 b)分解されることなく光線のエネルギーを熱エネルギ
ーに変換することができる無機物とされ、 及び/又は、 c)炭化物質状 とされていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項7】 請求項6に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記有機色素もしくは前記有機染料は、耐熱性有機色素
あるいは顔料を有し、 該有機色素もしくは顔料は、オキソノール色素及びオキ
ソノール顔料、あるいは、メロシアニン色素及びメロシ
アニン顔料といった、ポリメチン色素もしくはポリメチ
ン顔料、ベンゾチアゾール、キノリン、シアニン色素も
しくはシアニン顔料、及び、ペリレン色素もしくはペリ
レン顔料から選ばれていることを特徴とする熱転写フィ
ルム。 - 【請求項8】 請求項6に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記無機色素もしくは前記無機顔料は、TiO2、Al2O3、
磁鉄鉱 Fe3O4から選ばれ、 また、スピネルブラック Cu(Cr,Fe)2O4、Co(Cr,Fe)2O4
から選ばれ、 また、マンガンフェライト MnFe2O4 から選ばれている
ことを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項9】 請求項6に記載の熱転写フィルムにおい
て、 前記炭素は、平均粒径5〜100nmを有したカーボン
・ブラックから選ばれていることを特徴とする熱転写フ
ィルム。 - 【請求項10】 請求項9に記載の熱転写フィルムにお
いて、 前記カーボン・ブラックは、DIN 55979 に規定されるシ
ュバルツツァールが200〜290の間の値を有してい
ることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項11】 請求項1から10のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 第2の材料としての前記ポリマーは、酸基を有し、この
酸基は、-COOH、-SO3H、-OSO3H、-OPO3H2 から選ばれ、
及び/又は、必要があれば、これらからC1-C6-アルキル
基、あるいはC6-C10-アリール残基で置換されたアミド
基から選ばれていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項12】 請求項1から11のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマーは、pH値10以上で水溶することを特徴
とする熱転写フィルム。 - 【請求項13】 請求項1から12のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマーは、分子量の数平均が1000から200
00とされていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項14】 請求項1から13のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 塗布された前記ポリマーは、接触角を測定することによ
り算出された表面張力の値が50〜20mN/mとされ
ていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項15】 請求項1から14のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマーは、30〜100℃の領域にガラス転移温
度を有していることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項16】 請求項1から15のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマーは、全ての成分に対する融点領域におい
て、80〜150℃の間に天井温度を有していることを
特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項17】 請求項1から16のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 必要があれば存在する第3の材料としての前記濡れ補助
材は、前記第2の材料の成分を溶解することができる有
機溶媒から選ばれていることを特徴とする熱転写フィル
ム。 - 【請求項18】 請求項17に記載の熱転写フィルムに
おいて、 前記溶媒は、ケトン、とくにメチルエチルケトンとされ
ていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項19】 請求項17または請求項18に記載の
熱転写フィルムにおいて、 前記溶媒は、十分な量で含まれていて、前記ドナー層の
前記ポリマーが版へ転写された後、熱が作用する条件の
下での定着工程において、該熱が作用する間にわたり、
溶媒の蒸発により内発的な温度調整が行われるようにな
っていることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項20】 請求項1から19のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマーには、ポリマー全体量に対して1〜20
%、とくに7〜12%の反応性を有する、好ましくは固
体のポリマーが添加されていることを特徴とする熱転写
フィルム。 - 【請求項21】 請求項20に記載の熱転写フィルムに
おいて、 前記反応性を有するポリマーは、エポキシド、イソシア
ネート、及び/又はポリビニルブチラールであることを
特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項22】 請求項21に記載の熱転写フィルムに
おいて、 前記エポキシドは、ビスフェノールAを基にした固体樹
脂であることを特徴とする熱転写フィルム。 - 【請求項23】 請求項21に記載の熱転写フィルムに
おいて、 前記イソシアネートは、ブロックされたイソシアネー
ト、ウレトジオン基を有したポリマー、ジメチルピロー
ルでブロックされた IPDI、2−ブタンオキシムでブロ
ックされた IPDI、Desmodur IL、ないしは Desmodur H
のいずれか一つであることを特徴とする熱転写フィル
ム。 - 【請求項24】 請求項20から23のいずれか1項に
記載の熱転写フィルムにおいて、 前記ポリマー物質には、1価のアルコールないしは多価
のアルコール、炭水化物、これらから部分的にエーテル
化された生成物、あるいはベンゾエートが、1〜20
%、とくに7〜12%添加されていることを特徴とする
熱転写フィルム。 - 【請求項25】 請求項1から24のいずれか1項に記
載の熱転写フィルムからなる熱転写ベルト。 - 【請求項26】 請求項1から24のいずれか1項に記
載の熱転写フィルム、ないしは請求項25に記載の熱転
写ベルトを製造するための方法において、 照射されるレーザ光の光線のエネルギーを熱エネルギー
に変換することができる第1の材料と、酸基を有し、及
び/又は、必要であればこれらの置換されたアミド基を
有した第2の材料としてのポリマーと、さらに、必要で
あれば用いられる第3の材料としての濡れ補助材、なら
びに、該濡れ補助材と同一のものとされていてもよい溶
媒とを注意深く、かつ均一に混ぜ合わせ、マイヤー・バ
ー(Meyer-Bar)を用いて、あるいはグラビア印刷法に
より物質を基体層に塗布し、転写層の厚さが乾燥時の厚
さで0.5〜5μmとなるように設け、その後、塗布さ
れた物質が概ね固化するまで溶媒を蒸発させることを特
徴とする熱転写フィルムないしは熱転写ベルトを製造す
るための方法。 - 【請求項27】 請求項1、及び6から24に記載の前
記無機物からなる物質。 - 【請求項28】 レーザー誘起転写により、請求項27
に係る物質を用いて画線部が形成された版。 - 【請求項29】 請求項28に記載の版において、 プラズマ溶射や、フレーム溶射によって形成されたセラ
ミック、及び/又は、金属表面を有してなり、該金属
は、クロム、真ちゅう(Cu 52〜65%、Zn 48〜3
5%を含むものであり、例えば Boltomet L (登録商標)
Cu63Zn37であるもの)、及び/又は特殊鋼、とくに、高
合金鋼(DIN 17440による 1.43xx(xx=01, 10, ...)、
1.4568、1.44xx(xx=04, 35, 01 ...)であるもの)と
されていることを特徴とする版。
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