JP6288986B2 - オフセット印刷用途のための画像形成部材 - Google Patents

Description

本開示は、本明細書に記載されるような表面層を有する画像形成部材に関する。画像形成部材は、種々のマーキングおよび印刷方法およびシステム、例えばオフセット印刷に使用するのに好適である。本開示は、可変性データリソグラフィシステムにおける再画像形成可能な表面に書面データのポイントに対して局所的な条件の制御を行う方法およびシステムを可能にする。こうした画像形成部材を製造する方法および用いる方法も開示される。

オフセットリソグラフィは、現在一般的な印刷方法である。「印刷」および「マーキング」という用語は、本明細書において相互に交換可能に使用される。典型的なリソグラフィプロセスにおいて、フラットなプレート、シリンダの表面、またはベルトなどであってもよい印刷プレートは、疎水性／親油性材料で形成された「画像区域」、および親水性／疎油性材料で形成された「非画像区域」を有するように形成される。画像区域は、最終的なプリント（すなわちターゲット基材）上の領域に対応し、これは印刷またはマーキング材料、例えばインクによって占有される一方で、非画像区域は、このマーキング材料によって占有されない、最終的なプリント上の領域に対応する。親水性区域は、一般に湿し流体またはインク溜め流体と称される（通常、水および少量のアルコール、ならびに他の添加剤および／または表面張力を下げるための界面活性剤からなる）水系流体を受容し、それによって容易に湿潤される。疎水性区域が、湿し流体をはじき、インクを受容する一方で、親水性区域にわたって形成された湿し流体は、インクを拒絶するための流体「剥離層」を形成する。従って印刷プレートの親水性区域は、最終的なプリントの非印刷領域、または「非画像領域」に対応する。

インクは、ターゲット基材、例えば紙に直接転写されてもよく、またはオフセット印刷システムにおいて中間表面、例えばオフセット（またはブランケット）シリンダに適用されてもよい。オフセットシリンダは、ターゲット基材のテクスチャに適合できる表面を有する適合性のコーティングまたはスリーブで覆われ、画像形成プレートの表面の山から谷深さよりいくぶん大きい表面の山から谷深さを有していてもよい。また、オフセットブランケットシリンダの表面ラフネスは、斑点のような欠陥を含まないターゲット基材に、より均一な印刷材料の層を送達するために役立つ。十分な圧力を使用して、オフセットシリンダからターゲット基材へ画像を転写する。オフセットシリンダとインプレッションシリンダとの間でターゲット基材をピンチングすることにより、この圧力を与える。

典型的なリソグラフィおよびオフセット印刷技術は、永久的にパターニングされるプレートを利用し、そのため同じ画像の多数のコピー（すなわち長いプリント実行）、例えば雑誌、新聞などを印刷する場合にのみ有用である。しかし、それらは、プリントシリンダおよび／または画像形成プレートを除去および交換することなく、ある頁から次の頁までの新しいパターンを創出および印刷できない（すなわち、技術は、例えばデジタル印刷システムの場合のように、画像がインプレッションからインプレッションまで変化する場合に、真に高速の可変性データ印刷に順応できない）。さらに、永久的にパターニングされた画像形成プレートまたはシリンダのコストは、多数のコピーにより償却される。そのため、印刷されたコピーあたりのコストは、デジタル印刷システムからのプリントとは対照的に、同じ画像のより長いプリント実行の場合よりも同じ画像のより短いプリント実行の方が高い。

従って、可変性データリソグラフィと称されるリソグラフィ技術は、湿し流体層で初期に均一にコーティングされたパターニングされていない再画像形成可能な表面を使用するものが開発されている。湿し流体の区域は、集束した放射線源（例えばレーザー光源）への曝露によって除去されて、ポケットを形成する。湿し流体の一時的なパターンは、それによってパターニングされていない再画像形成可能な表面にわたって形成される。その上に適用されるインクは、湿し流体の除去によって形成されるポケットに保持される。次いでインク付けされた表面は、基材と接触し、インクは、湿し流体層のポケットから基材に転写される。次いで湿し流体は、除去され、湿し流体の新しい均一層が再画像形成可能な表面に適用され、プロセスが繰り返されてもよい。

可変性データのリソグラフィにおいて画像形成部材のために使用するのに好適な代替材料を同定することが所望されている。

本開示は、デジタルオフセット印刷用途のための画像形成部材に関する。画像形成部材は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーで製造される表面層を有する。フルオロシリコーンは、シロキサンユニットを含む。少なくとも約７５％のシロキサンユニットがフッ素化される。

表面層を含む画像形成部材が実施形態において開示される。表面層は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。フルオロシリコーン中の少なくとも７５％のシロキサンユニットが、フッ素化されている。

フルオロシリコーンは、アミノ官能基を含んでいてもよい。

一部の実施形態において、フィラーは、約５〜約２０重量％の量で存在する。フィラーは、カーボンブラック、酸化鉄、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、および炭素繊維からなる群から選択されてもよい。フィラーは酸化鉄であってもよい。一部の実施形態において、フィラーは、約２ナノメートル〜約１０ミクロンの平均粒径を有する。

画像形成部材表面層を製造する方法も開示される。方法は、モールド上に表面層の組成物を堆積させる工程、および高温にて表面層を硬化させる工程を含む。表面層組成物は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。フルオロシリコーン中の少なくとも７５％のシロキサンユニットが、フッ素化されている。

硬化は、約１３５℃〜約１６５℃の温度で行われてもよい。

一部の実施形態において、フィラーは、カーボンブラック、酸化鉄、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、および炭素繊維からなる群から選択される。

フィラーは、約５〜約２０重量％の量で存在してもよい。

一部の実施形態において、フィラーは、約２ナノメートル〜約１０ミクロンの平均粒径を有する。

場合により、表面層組成物は、触媒を含む。触媒は、白金触媒であってもよい。

一部の実施形態において、モールドは、パリレン剥離層を含む。

硬化された表面層は、約０．５ミクロン〜約４ミリメートルの厚さを有していてもよい。

可変性リソグラフィ印刷のためのプロセスも開示される。プロセスは、画像形成部材表面にインク溜め溶液を適用する工程；疎水性の非画像領域および親水性画像領域を形成するために画像形成部材表面上の選択的な位置からインク溜め溶液をエバポレートすることによって潜像を形成する工程；インク組成物を親水性画像領域に適用することによって潜像を現像する工程；現像された潜像を受容基材に転写する工程を含む。画像形成部材表面は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。フルオロシリコーン中の少なくとも７５％のシロキサンユニットが、フッ素化されている。

一部の実施形態において、インク溜め溶液は、シロキサン化合物を含む。シロキサン化合物は、オクタメチルシクロテトラシロキサンであってもよい。

フィラーは、カーボンブラック、酸化鉄、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、および炭素繊維からなる群から選択されてもよい。一部の実施形態において、フィラーは酸化鉄である。

本開示のこれらのおよび他の非限定態様および／または目的は、より詳細には以下に記載される。

図１は、本開示の湿し流体が使用されてもよい可変性リソグラフィの印刷装置を示す。 図２は、ＣＦ１−３５１０プレートを調製されるために使用されるモールド上でコーティングされたフルオロシリコーンの走査電子顕微鏡写真である。 図３は、固体領域の現像後、比較例を示す写真である。 図４は、固体領域の現像後、ＣＦ１−３５１０プレートを示す写真である。 図５は、比較例の背景を示す写真である。 図６は、ＣＦ１−３５１０プレートの背景を示す写真である。

量に関連して使用される修飾語「約」は、記載される値を含み、文脈によって指定される意味を有する（例えば、特定量の測定に関連した程度の誤差を少なくとも含む）。特定値と共に使用される場合、その値を開示するものとしても考慮されるべきである。例えば、用語「約２」はまた、値「２」を開示し、「約２〜約４」の範囲はまた、範囲「２〜４」を開示する。

図１は、本開示のインク組成物が使用されてもよい、可変性リソグラフィのシステムを示す。システム１０は、画像形成部材１２を含む。画像形成部材は、基材２２および再画像形成可能な表面層２０を含む。表面層は、画像形成部材の最外層、すなわち基材から最も離れた画像形成部材の層である。ここで示されるように、基材２２は、シリンダの形状であるが、基材はまたベルト形態などであってもよい。表面層は、通常、それらが異なる機能を果たすので、基材とは異なる材料である。

描かれた実施形態において、画像形成部材１２は、反時計周りに回転し、清浄な表面から始動する。第１の位置において、湿し流体サブシステム３０が配設され、これが、表面を湿し流体３２で湿潤し、均一で制御された厚さを有する層を形成する。理想的には湿し流体層は、厚さ約０．１５マイクロメートル〜約１．０マイクロメートルであり、均一であり、ピンホールはない。さらに以下に説明されるように、湿し流体の組成物は、水平化および層の厚さの均一性を助ける。センサ３４、例えばインサイチュの非接触レーザーグロスセンサまたはレーザーコントラストセンサが使用されて、層の均一性を確認する。こうしたセンサは、湿し流体サブシステム３０を自動化するために使用できる。

光学パターニングサブシステム３６において、湿し流体層は、エネルギーを層の一部に選択的に適用して湿し流体を画像様にエバポレートし、受容基材上に印刷されることが所望されるインクの画像の潜「ネガ」を創出するためのエネルギー源（例えばレーザー）に曝される。画像領域は、インクが所望される場所に創出され、非画像領域は、湿し流体が留まる場所に創出される。任意のエアナイフ４４はまた、ここで、清浄な乾燥空気供給、制御された空気温度を維持し、インク付けの前にダスト汚染を低減する目的で表面層２０にわたってエアフローを制御するために示される。次に、インク組成物は、インカーサブシステム４６を用いて、画像形成部材に適用される。インカーサブシステム４６は、１つ以上の形成ローラー４６Ａ、４６Ｂ上でオフセットインク組成物を計量するために、アニロックスローラーを用いる「キーレス」システムからなってもよい。インク組成物は、インク画像を形成するために、画像領域に適用される。

レオロジーコントロールサブシステム５０は、部分的にインク画像を硬化させるまたはつなげる。この硬化源は、例えば紫外光発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）５２であってもよく、これは光学系５４を用いて所望により集束できる。粘着性および粘度を増大させる別の方法は、インク組成物の冷却を使用する。これは、例えばインク組成物が適用された後であるが、インク組成物が最終的な基材に移動する前に、ジェット５８から再画像形成可能な表面にわたって冷却空気を吹き込むことによって行われることができる。あるいは、加熱要素５９は、インカーサブシステム４６付近に使用でき、第１の温度を維持し、冷却要素５７は、ニップ１６付近のより冷たい第２の温度を維持するために使用できる。

次いでインク画像は、転写サブシステム７０にて、ターゲットまたは受容基材１４に転写される。これは、記録媒体または受容基材１４、例えば紙を、インプレッションローラー１８と画像形成部材１２との間のニップ１６に通すことによって達成される。

最終的に、画像形成部材は、いずれかの残留インクまたは湿し流体を清浄にすべきである。この残渣の大部分は、十分なエアフローと共にエアナイフ７７を用いて、素早く容易に除去できる。いずれかの残留インクの除去は、清浄サブシステム７２にて達成できる。

画像形成部材表面は、一般に調整されたトポロジーを有する。換言すれば、表面は、微細粗面化表面構造を有し、非画像領域にインク溜め溶液／湿し流体を保持するのに役立つ。表面を構成するこれらのヒロックおよびピットは、インク溜め溶液を表面に引きつける静的または動的表面エネルギー力を向上させる。これは、ローラニップ作用によりインク溜め溶液の表面から遠ざけられる傾向を低下させる。画像形成部材は、可変性データリソグラフィ印刷プロセスにおいて複数の役割を果たし、これは、（１）インク溜め溶液での湿潤、（２）潜像の創出、（３）オフセットインクでのインク付け、および（４）インクを離して、受容基材に転写できることを含む。画像形成部材、特にその表面のための一部の所望の品質は、画像形成部材の有用な機能寿命を増大させるために高い引張強度を含む。表面層はまた、インクに弱く接着するべきであるが、インクで湿潤可能であり、画像領域の均一なインク付けを促進すると共に、表面から受容基材へのインクの後続の転写を促進することである。最終的に、一部の溶媒は、それらが画像形成部材表面層の一部の膨潤を必然的に生じるような低分子量を有する。摩耗は、画像形成部材表面に近赤外のレーザーエネルギー吸収粒子の放出を生じさせることによってこれらの膨潤条件下で間接的に進行させることができ、次いでこれが研磨粒子として作用する。望ましくは、画像形成部材表面層は、溶媒により浸透されるべき傾向が低い。

本開示の画像形成部材は、これらの要件を満たす表面層を含む。本開示の表面層２０は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。

本明細書で使用される場合、用語「フルオロシリコーン」は、ケイ素および酸素原子から形成される骨格、および炭素、水素、およびフッ素原子を含有する側鎖を有するポリオルガノシロキサンを指す。少なくとも１つのフッ素原子が側鎖に存在する。側鎖は、線状、分岐、環状、または芳香族であることができる。フルオロシリコーンはまた、官能基、例えばアミノ基を含有してもよく、これは追加の架橋を可能にする。架橋が完了したら、こうした基は、フルオロシリコーン全体の骨格の一部となる。フルオロシリコーンは、例えばＮｕＳｉｌからのＣＦ１−３５１０として市販されている。

本開示のフルオロシリコーンにおいて、少なくとも７５％のシロキサンユニットがフッ素化されている。フッ素化されたシロキサンユニットのパーセンテージは、各ケイ素原子が２つの可能な側鎖を含有することを考慮することによって決定できる。パーセンテージは、少なくとも１つのフッ素原子を有する側鎖の数を、側鎖の総数（すなわちケイ素原子の数の２倍）で除したものとして計算される。

赤外吸収フィラーは、スペクトルの赤外部分（約７５０ｎｍ〜約１０００ｎｍの波長を有する）からのエネルギーを吸収できる。これは、インク溜め溶液の効率の良いエバポレーションを助ける。実施形態において、赤外吸収フィラーは、カーボンブラック、金属酸化物、例えば酸化鉄（ＦｅＯ）、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、または炭素繊維であってもよい。フィラーは、約２ナノメートル〜約１０ミクロンの平均粒径を有していてもよい。

赤外吸収フィラーは、表面層の約５〜約２０重量％（約７〜約１５重量％を含む）から構成されてもよい。シリコーンゴムは、表面層の約８０〜約９５重量％（約８５〜約９３重量％を含む）を構成してもよい。

所望により、表面層はまた、他のフィラー、例えばシリカを含んでいてもよい。シリカは、表面層の引張強度を増大させ、摩耗耐性を増大させることに役立ち得る。シリカは、表面層の約２〜約３０重量％（約５〜約３０重量％を含む）の量で存在してもよい。

表面層は、印刷システム全体の要件に依存して、約０．５ミクロン（μｍ）〜約４ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有していてもよい。

本開示は、画像形成部材表面層を製造する方法を想定する。方法は、モールド上に表面層の組成物を堆積させる工程；および高温にて表面層組成物を硬化させる工程を含む。表面層組成物は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。硬化は、約１３５℃〜約１６５℃の高温で行われてもよい。高温は、室温とは対照的である。硬化は、約１５分〜約３時間の期間生じてもよい。表面層組成物はさらに、触媒、例えば白金触媒を含んでいてもよい。

可変性リソグラフィ印刷のプロセスがさらに開示される。プロセスは、インク溜め溶液／湿し流体を、画像形成部材表面を含む画像形成部材に適用する工程を含む。潜像は、疎水性の非画像領域および親水性画像領域を形成するために画像形成部材表面上の選択的な位置からインク溜め溶液をエバポレートすることによって形成され、インク組成物を親水性画像領域に適用し、現像された潜像を受容基材に転写することによって潜像を現像する。画像形成部材表面は、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含む。

本開示は、湿し流体が疎水性（すなわち非水性）であり、インクがいくぶん親水性（少量の極性構成成分を有する）であるシステムを想定している。このシステムは、本開示の画像形成部材表面層と共に使用できる。概して、可変性リソグラフィのシステムは、インク組成物、湿し流体、および画像形成部材表面層を含むものとして記載されることができ、ここでこの湿し流体は、表面エネルギーα−β配位を有し、これはインクの表面エネルギーおよび画像形成部材表面層の表面エネルギーに関してα−β配位を接続するサークル内にある。特定実施形態において、湿し流体は、１０ｄｙｎｅｓ／ｃｍを超え、７５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満の総表面張力を有し、極性構成成分は、５０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満である。一部のより詳細な実施形態において、湿し流体は、１５ｄｙｎｅｓ／ｃｍを超え、３０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満の総表面張力を有し、極性構成成分は、５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満である。画像形成部材表面層は、３０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満の表面張力を有していてもよく、極性構成成分は、２ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満である。

適切な化学反応を選択することによって、インクおよび湿し流体の両方が画像形成部材表面を湿潤するが、インクおよび湿し流体は、互いに相互に湿潤しないシステムを考案できる。システムはまた、インクの存在下で表面を湿潤させるためにより高い親和性を有することによって、インク残渣の存在下で湿し流体が、画像形成部材表面からインク残渣を実際に離すためにエネルギー的に有利であるように設計できる。換言すれば、湿し流体は、後続のプリントに伝搬することから、微視的な背景欠陥（例えば、＜１μｍ半径）を除去できる。

湿し流体は、湿し流体が、画像形成部材表面を湿潤させるように、わずかに正の拡張係数を有するべきである。湿し流体はまた、インクの存在下で拡張係数を維持すべきであり、または換言すれば湿し流体は、インクの場合よりも画像形成部材表面に対してより近い表面エネルギー値を有する。これは、インクに比べて湿し流体によって、画像形成部材表面を湿潤する価値があるものにし、湿し流体が、いずれかのインク残渣から離れることができ、レーザーが湿し流体を除去しなかった表面にインクが接着することを拒絶する。次に、インクは、ラフネス向上因子を伴って、空気中で画像形成部材表面を湿潤すべきである（すなわち、湿し流体は表面には存在しない場合）。表面は、インクが１〜２μｍ厚さに適用される場合に、１μｍ未満のラフネスを有していてもよいことが留意されるべきである。所望により、湿し流体は、空気の存在下、インクを湿潤しない。換言すれば、出口インク付けニップでのフラクチャは、湿し流体自体の内部でなく、インクおよび湿し流体が相互作用する場所に生じるべきである。このように、湿し流体は、インクが受容基材によって転写された後、画像形成部材表面上に留まる傾向はない。最終的に、インクおよび湿し流体が化学的に不混和性であり、乳化した混合物だけが存在できるようにすることも望ましい。インクおよび湿し流体は共に近いα−β配位を有していてもよいが、多くの場合、異なるレベルの水素結合を有する化学反応構成成分を選択することにより、Ｈａｎｓｏｎ溶解度パラメータでの差異を増大させることによって混和性を低減できる。

湿し流体の役割は、インクの画像形成および受容基材への転写に選択性を提供することである。図１のインク供給源のインクドナーロールは、湿し流体層と接触する場合に、インクは、乾燥した、すなわち湿し流体でカバーされない画像形成部材上の領域にのみ適用される。

本開示のインク組成物と相溶性である湿し流体が、揮発性のヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）液体または揮発性シリコーン液体であることが想定される。これらのクラスの流体は、エバポレートするために必要とされるエネルギーの量、分散／極性表面張力設計空間における所望の特徴において利点、および一旦エバポレートされたら後に残る残渣が０である追加の利益を提供する。ヒドロフルオロエーテルおよびシリコーンは、室温、すなわち２５℃にて液体である。

特定実施形態において、揮発性ヒドロフルオロエーテル液体は、式（Ｉ）の構造を有する：
式中、ｍおよびｎは独立に１〜約９の整数であり；ｐおよびｑは独立に０〜１９の整数である。わかるように、一般に酸素原子に結合する２つの基は、フルオロアルキル基である。

特定実施形態において、ｑは０であり、ｐは０でない。これらの実施形態において、式（Ｉ）の化合物の右手側は、ペルフルオロアルキル基になる。他の実施形態において、ｑは０であり、ｐは２ｍ＋１の値を有する。これらの実施形態において、式（Ｉ）の化合物の右手側は、ペルフルオロアルキル基であり、式（Ｉ）の化合物の左手側はアルキル基である。さらに他の実施形態において、ｐおよびｑの両方は、少なくとも１である。

本明細書で使用される場合、用語「アルキル」は、全体として完全に飽和した炭素原子および水素原子を含むラジカルを指す。アルキルラジカルは、線状、分岐、または環状であってもよい。線状アルキルラジカルは、一般に式−Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１を有する。

これに関して、本明細書に使用される場合に用語「フルオロアルキル」は、全体として炭素原子および水素原子を含むラジカルを指し、ここで１つ以上の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよく（すなわち必ずしも置換されない）、完全に飽和されている。フルオロアルキルラジカルは、線状、分岐または環状であってもよい。アルキル基がフルオロアルキル基のサブセットであることに留意すべきである。

本明細書で使用される場合、用語「ペルフルオロアルキル」は、完全に飽和して、式−Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１を有する、全体として、炭素原子およびフッ素原子を含むラジカルを指す。ペルフルオロアルキルラジカルは、線状、分岐または環状であってもよい。ペルフルオロアルキル基は、フルオロアルキル基のサブセットであり、アルキル基であるとは考慮できないことに留意すべきである。

特定実施形態において、ヒドロフルオロエーテルは、式（Ｉ−ａ）から（Ｉ−ｈ）のいずれか１つの構造を有する：

これらの式のうち、式（Ｉ−ａ）、（Ｉ−ｂ）、（Ｉ−ｄ）、（Ｉ−ｅ）、（Ｉ−ｆ）、（Ｉ−ｇ）、および（Ｉ−ｈ）は、分岐または線状のいずれかにおいて、１つのアルキル基および１つのペルフルオロアルキル基を有する。一部の技術用語において、それらはまた、分離ヒドロフルオロエーテルと呼ばれる。式（Ｉ−ｃ）は、２つのフルオロアルキル基を含有し、分離ヒドロフルオロエーテルとは考えられない。

式（Ｉ−ａ）はまた、１，１，１，２，２，３，４，５，５，５−デカフルオロ−３−メトキシ−４−（トリフルオロメチル）ペンタンとして知られており、ＣＡＳ＃１３２１８２−９２−４を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７３００として市販されている。

式（Ｉ−ｂ）はまた、３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−（トリフルオロメチル）ヘキサンとして知られ、ＣＡＳ＃２９７７３０−９３−９を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７５００として市販されている。

式（Ｉ−ｃ）はまた、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロ−４−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロポキシ）ペンタンとして知られ、ＣＡＳ＃８７０７７８−３４−０を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７６００として市販されている。

式（Ｉ−ｄ）はまた、メチルノナフルオロイソブチルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃１６３７０２−０８−７を有する。式（Ｉ−ｅ）はまた、メチルノナフルオロブチルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃１６３７０２−０７−６を有する。式（Ｉ−ｄ）および（Ｉ−ｅ）の混合物は、Ｎｏｖｅｃ（商標）７１００として市販されている。これら２つの異性体は、分離不可能であり、本質的に同一の特性を有する。

式（Ｉ−ｆ）はまた、１−メトキシヘプタフルオロプロパンまたはメチルペルフルオロプロピルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃３７５−０３−１を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７０００として市販されている。

式（Ｉ−ｇ）はまた、エチルノナフルオロイソブチルエーテルとして知られており、ＣＡＳ＃１６３７０２−０５−４を有する。式（Ｉ−ｈ）はまた、エチルノナフルオロブチルエーテルとして知られており、ＣＡＳ＃１６３７０２−０６−５を有する。式（Ｉ−ｇ）および（Ｉ−ｈ）の混合物は、Ｎｏｖｅｃ（商標）７２００またはＮｏｖｅｃ（商標）８２００として市販されている。これら２つの異性体は、分離不可能であり、本質的に同一の特性を有する。

ペルフルオロアルキル側鎖を有する環状芳香族骨格を有する同様の化合物を使用できることも可能である。特に、式（Ａ）の化合物が想定される：
式中、Ａｒがアリールまたはヘテロアリール基であり、ｋは１〜約９の整数であり、ｔは、ペルフルオロアルキル側鎖の数を示し、ｔは１〜約８である。

用語「ヘテロアリール」は、炭素原子、水素原子およびヘテロ原子を、ラジカル環内に含む環状ラジカルを指し、この環状ラジカルは芳香族である。ヘテロ原子は、窒素、硫黄または酸素であってもよい。例示的なヘテロアリール基としては、チエニル、ピリジニル、およびキノリニルが挙げられる。ヘテロアリールが炭素原子の数値範囲と関連して記載される場合、置換されたヘテロ芳香族ラジカルを含むように解釈されるべきでない。ヘテロアリール基が、アリール基のサブセットでないことに留意する。

ヘキサフルオロ−ｍ−キシレン（ＨＦＭＸ）およびヘキサフルオロ−ｐ−キシレン（ＨＦＰＸ）は、具体的に想定され、低コストの湿し流体として使用できる式（Ａ）の有用な化合物である。ＨＦＭＸおよびＨＦＰＸは、式（Ａ−ａ）および（Ａ−ｂ）として以下に示す：
フッ素化湿し流体のいずれかの共溶媒の組み合わせは、所望でない特徴、例えば低可燃性温度を抑制するのに役立つために使用できる。

あるいは、湿し流体溶媒は、揮発性シリコーン液体である。一部の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＩ）の構造を有する線状シロキサンである：
式中、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｅ、およびＲ_ｆは、それぞれ独立に、水素、アルキル、またはペルフルオロアルキルであり、ａは１〜約５の整数である。一部の特定実施形態において、Ｒ_ａ、Ｒ_ｂ、Ｒ_ｃ、Ｒ_ｄ、Ｒ_ｅ、およびＲ_ｆはすべてアルキルである。より詳細な実施形態において、それらはすべて同じ長さのアルキルである（すなわち、同じ数の炭素原子）。

式（ＩＩ）の例示的な化合物としては、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンであり、これは式（ＩＩ−ａ）および（ＩＩ−ｂ）として以下に示される：

他の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＩＩ）の構造を有するシクロシロキサンである
式中、各Ｒ_ｇおよびＲ_ｈは、独立に、水素、アルキル、またはペルフルオロアルキルであり、ｂは３〜約８の整数である。一部の特定実施形態において、Ｒ_ｇおよびＲ_ｈ基のすべてはアルキルである。より詳細な実施形態において、それらはすべて同じ長さのアルキルである（すなわち、同じ数の炭素原子）。

式（ＩＩＩ）の例示的な化合物としては、オクタメチルシクロテトラシロキサン（別名Ｄ４）およびデカメチルシクロペンタシロキサン（別名Ｄ５）であり、これは式（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）として以下に示される：

他の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＶ）の構造を有する分岐シロキサンである：
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、およびＲ_４は、独立に、アルキルまたは−ＯＳｉＲ_１Ｒ_２Ｒ_３である。

式（ＩＶ）の例示的な化合物は、メチルトリメチコーンであり、メチルトリス（トリメチルシロキシ）シランとしても知られ、これはＳｈｉｎ−ＥｔｓｕからＴＭＦ−１．５として市販されており、式（ＩＶ−ａ）の構造を有する以下に示される：

上記で記載されるヒドロフルオロエーテル／ペルフッ素化化合物のいずれかは、互いに混和性である。上述のシリコーンのいずれかはまた、互いに混和性である。これにより、最適なプリント性能または他の特徴、例えば沸点または可燃性温度のために、湿し流体を調整できる。これらのヒドロフルオロエーテルおよびシリコーン液体の組み合わせは、具体的に、本開示の範囲内であると想定される。また、式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）のシリコーンは、ポリマーであるとは考えられないが、むしろ正確な式を知ることができる区別可能な化合物であると考えられることにも留意すべきである。

特定実施形態において、湿し流体は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）およびデカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）の混合物を含むことが想定される。大部分のシリコーンは、Ｄ４およびＤ５から誘導され、これらは、Ｒｏｃｈｏｗプロセスにおいて製造されるクロロシランの加水分解によって製造される。加水分解反応物から蒸留されるＤ４とＤ５との比は、一般に、約８５重量％Ｄ４と１５重量％Ｄ５であり、この組み合わせは、共沸混合物である。

特定実施形態において、湿し流体は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）およびヘキサメチルシクロトリシロキサン（Ｄ３）の混合物を含み、Ｄ３は、Ｄ３およびＤ４の総重量の３０重量％の量で存在することが想定される。この混合物の効果は、湿し流体の薄層のために有効な沸点を低下させることである。

これらの揮発性ヒドロフルオロエーテル液体および揮発性シリコーン液体は、小さい気化熱、小さい表面張力および良好な動粘度を有する。特に、本開示の画像形成部材表面層におけるフルオロシリコーンは、Ｄ４がインク溜め溶液として使用される場合に膨潤せず、Ｄ４との優れた湿潤を示すことに留意すべきである。

本開示と共に使用するために想定されるインク組成物は、一般に着色剤、および複数の選択された硬化性化合物を含む。硬化性化合物は、紫外（ＵＶ）下で硬化でき、最終受容基材上に適所にインクを固定する。本明細書で使用される場合、「着色剤」という用語は、顔料、染料、量子ドット、これらの混合物などを含む。染料および顔料は、特定の利点を有する。染料は、インクビヒクル内に良好な溶解性および分散性を有する。顔料は、優れた熱および光高速性能を有する。着色剤は、いずれかの所望の量でインク組成物中に存在し、通常、インク組成物の総重量に基づいて約１０〜約４０重量％（重量％）または約２０〜約３０重量％の量で存在する。種々の顔料および染料は当該技術分野において既知であり、供給元、例えばほんの数例を挙げると、Ｃｌａｒｉａｎｔ、ＢＡＳＦ、およびＣｉｂａから、市販されている。

インク組成物は、２５℃および５ｓｅｃ^−１の剪断速度にて約５，０００〜約３００，０００センチポイズの粘度（約１５，０００〜約２５０，０００ｃｐｓの粘度を含む）を有していてもよい。インク組成物は、２５℃および５０ｓｅｃ^−１の剪断速度にて約２，０００〜約９０，０００センチポイズの粘度（約５，０００〜約６５，０００ｃｐｓの粘度を含む）を有していてもよい。剪断減粘インデックスまたはＳＨＩは、本開示において、２つの異なる剪断速度、ここでは５０ｓｅｃ^−１および５ｓｅｃ^−１でのインク組成物の粘度の比として定義される。これは、ＳＨＩ（５０／５）として略記されてもよい。ＳＨＩ（５０／５）は、本開示のインク組成物に関して、約０．１０〜約０．６０（約０．３５〜約０．５５を含む）であってもよい。これらのインク組成物はまた、２５℃にて少なくとも約２５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（２５℃にて約２５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ〜約４０ｄｙｎｅｓ／ｃｍを含む）の表面張力を有していてもよい。これらのインク組成物は、多くの所望の物理的および化学的特性を有する。それらは、材料と適合性であり、これらは、例えば湿し流体、画像形成部材の表面層、および最終的な受容基材と接触する。それらはまた、必須の湿潤および転写特性を有する。それらはＵＶ硬化でき、適所に固定される。それらはまた、良好な粘度を有し；従来のオフセットインクは、普通、５０，０００ｃｐｓを超える粘度を有し、これは非常に高過ぎるので、ノズル系インクジェット技術を用いて使用できない。加えて、克服すべき最も困難な問題の１つは、以前の画像のゴースト発生なしに、デジタル画像形成を可能にするために、連続デジタル画像間の洗浄および廃棄物取り扱いのための必要性である。これらのインクは、インクスプリッティングの代わりに、非常に高い転写効率を可能にするように設計され、こうして洗浄および廃棄物取り扱いと関連する多くの問題を克服する。本開示のインク組成物はゲルではない一方で、単純なブレンド化によって製造される通常のオフセットインクはゲルであり、相分離により使用できない。

本開示の態様は、以下の実施例を参照することによってさらに理解され得る。この実施例は例示であり、これらの限定実施形態であることは意図されない。

実施例１
ＣＦ１−３５１０（Ｎｕｓｉｌから市販されている）、２つの構成成分、熱硬化性の注入可能なフルオロシリコーンエラストマーを、黒色酸化鉄粒子、溶媒およびボールミル媒体を有するボールミルジャーに充填した。材料を、１４〜１６時間の期間、転回ミル加工した。ミル加工された材料を除去し、触媒を添加した。材料は、１０重量％の酸化鉄（ＦｅＯ）を含有していた。こうしたフルオロシリコーンおよび酸化鉄粒子を含む組成物を、テクスチャード加工されたパリレンコーティングされたモールド（Ａｇｆａ）上に堆積させ、画像形成部材プレートを形成した。画像形成部材プレートは、平滑な面および粗い面（すなわちミクロテクスチャード加工された）を有していた。次いでプレートを、１時間１５０℃にて熱硬化させた。フィラー充填された架橋組成物は、モールドから除去された。

比較例として、対応するプレートを、Ｔｏｒａｙから入手可能なシリコーンを用いて製造した。このプレートは、１０重量％のカーボンブラック（ＣＢ）を含有していた。Ｔｏｒａｙシリコーンは、ジメチル置換されたシリコーンであり、フッ素は含有していなかった。

２つのプレート（ＣＦ１−３５１０および比較例）を、表面テクスチャ、インク溜め溶液湿潤／脱湿潤およびインク剥離について比較した。

図２は、Ａｇｆａモールド上にコーティングされたフルオロシリコーンの走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。図２は、最終的なプレートの表面モルホロジーを示す。表面テクスチャは、改善された湿潤およびインク付けが可能になる。

次に、フルオロシリコーンコーティングされたプレートを、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）インク溜め溶液で湿潤した。結果を、ＮＯＶＥＣ７６００インク溜め溶液を用いて湿潤される場合に、比較例と比較した。結果を表１（以下）に示す。「ＣＡ」は、接触角の略号である。エラーのマージンは、括弧内に含まれる。

両方の場合に、後進角度はゼロであり、インク溜め溶液が表面にピン留めされていたことを示していた。フルオロシリコーン表面上のＤ４の優れた湿潤挙動は、例えばレーザーエバポレーションの間にインク溜め溶液のプルバック作用の間、良好な画像品質を達成する。

次に、インク付けおよび背景試験は、実験専用ベンチ固定器具を用いて手動で２つの画像形成プレートに関して行われた。使用されるインク組成物は、Ｃ１１インクであったが、これはアクリレート系インクについての所有名称である。粘度は、５Ｈｚまたは５０Ｈｚの剪断速度にて２５℃にてモデル化されていたが、センチポイズ単位で報告される。剪断減粘インデックスまたはＳＨＩは、２つの異なる剪断速度、ここでは５０Ｈｚおよび５Ｈｚでのインク組成物の粘度比である。これは、ＳＨＩ（５０／５）として略記されてもよい。インクのいくつかの特性を表２に列挙する：

Ｄ４は、インク溜め溶液として使用した。

図３は、固体領域現像（すなわち１００％固体画像プリント）後の比較例を示す。

図４は、固体領域の現像後、ＣＦ１−３５１０プレートを示す。

図５は、比較例の背景（すなわち非画像領域）を示す。

図６は、ＣＦ１−３５１０プレートの背景を示す。

ＣＦ１−３５１０プレートは、図３および４に示されるような標準の固体領域現像（ＳＡＤ）インク付け試験からわかるように、比較例よりも良好なインク付けを示した。ＳＡＤは１００％の固体画像プリントを指す一方で、背景は非画像領域中のいずれかのインクを指す。ＣＦ１−３５１０プレートおよび比較例の背景は、図５および６に示されるように、同等であった。２つの材料間の転写効率は同等であった。転写効率は、媒体（例えば紙）に転写されるインクの量を、画像プレートに適用されるインクの総量で除した尺度である。

試験は、ＣＦ１−３５１０画像形成プレートは、比較例の場合に匹敵した良好なインク受容能を示したことを示していた。転写効率は、本開示（すなわちＣＦ１−３５１０）のフルオロシリコーン組成物について約９０％であると計算された。背景は、同様にＣＦ１−３５１０プレートについて非常に良好であった。

Claims (12)

1. 画像形成部材、湿し流体サブシステムおよび光学パターニングサブシステムを少なくとも備える可変性データリソグラフィシステムであって、
   前記画像形成部材は、基材および再画像形成可能な表面層を含み、
   前記表面層が、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含み；このフルオロシリコーンの少なくとも７５％のシロキサンユニットがフッ素化されており、
   前記湿し流体サブシステムは、前記表面層を湿し流体で湿潤し、均一で制御された厚さを有する湿し流体層を形成し、
   前記光学パターニングサブシステムは、前記湿し流体層の一部にエネルギーを選択的に適用して湿し流体を画像様に蒸発させ、前記画像形成部材に画像領域および非画像領域を創出する、
   システム。
2. 前記湿し流体が疎水性であり、前記画像形成部材に適用されるインク組成物が親水性である、請求項１に記載の可変性データリソグラフィシステム。
3. 前記湿し流体が、２５℃で液体である揮発性のヒドロフルオロエーテルおよび揮発性シリコーンの少なくとも１つである、請求項１または２に記載の可変性データリソグラフィシステム。
4. 前記湿し流体が、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
5. 前記赤外吸収フィラーは、前記光学パターニングサブシステムがエネルギーを適用したときに、エネルギーを吸収して前記湿し流体の蒸発を助ける、請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
6. 前記フルオロシリコーンがアミノ官能基を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
7. 前記フィラーが、約５〜約２０重量％の量で存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
8. 前記フィラーが、カーボンブラック、酸化鉄、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、および炭素繊維からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
9. 前記フィラーが酸化鉄である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の可変性データリソグラフィシステム。
10. 請求項１〜９に記載の可変性データリソグラフィシステムの製造方法であって、
    表面層組成物をモールドに堆積させる工程；および
    この表面層を高温で硬化させる工程；を含む、前記表面層を含む前記画像形成部材を製造する工程を含み、
    この表面層組成物が、フルオロシリコーンおよび赤外吸収フィラーを含み；
    前記フルオロシリコーン中の少なくとも７５％のシロキサンユニットがフッ素化されている、製造方法。
11. 前記硬化が、約１３５℃〜約１６５℃の温度で行われる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記フィラーが、約２ナノメートル〜約１０ミクロンの平均粒径を有する、請求項１０または１１に記載の方法。