JP7319282B2 - マスク要素前駆体およびレリーフ像形成システム - Google Patents
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Description
本明細書では、アブレーション不能な光熱変換(LTHC)層、非銀ハロゲン化物の熱アブレーション可能な像形成層(IL)、ならびに本発明の実施につき使用されるその他の材料、層、および成分(例えば、現像剤や処理溶液)の様々な要素を定義するのに使用する場合、特段の事情がない限り、単数表現には1つまたはそれ以上の要素が含まれる(すなわち、複数の指示対象も含まれる)ものとする。
本発明に係る像形成材料は、「マスク要素前駆体」と見なすこともできる。それは、例えば特許文献2や特許文献4に記載のものを含む、当該分野で公知のものに対する改良である。具体的に、本発明に係る像形成材料は、後述するように必須の層または膜を3つのみ備える。すなわち、順に、(a)透明高分子キャリアシートと、(b)LTHC層と、(c)非銀ハロゲン化物の熱アブレーション可能な像形成層(IL)とである。これら3つの層または膜のみが、マスク像を有するマスク要素を形成するために必須である。しかしながら、後述するように、ある実施形態では、(d)透明高分子オーバーコート層がIL上に直接に設けられてもよいが、この任意の特徴はマスク像を形成または使用するのに必須ではない。ただし、それは、一定の用途において耐摩耗性を付与するのに役立ち得る。
透明高分子キャリアシートは、任意の適当な透明な基材または膜であってもよい。有用な透明高分子キャリアシートは、例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、およびフッ素ポリエステルポリマーを含むポリエステル、ポリエチレン-ポリプロピレン共重合体、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアクリレート(少なくとも一部が1つまたはそれ以上の(メタ)アクリレートエチレン系不飽和モノマーで形成されるポリマー)、ポリ塩化ビニルなどの塩化ビニルポリマーや一部が塩化ビニルに由来する共重合体、加水分解もしくは非加水分解セルロースアセテートなどの1つまたはそれ以上のポリマー、ならびに当業者に自明なその他の物質からなる透明高分子膜およびシートであってもよいが、これに限られるものではない。透明高分子キャリアシートは、必要な透明度および保護特性が得られる限り、2つまたはそれ以上のポリマー材料の混合物または複合物として構成されてもよい。透明高分子キャリアシートは、単一ポリマー膜として、または複数ポリマー膜の積層体として形成されてもよい。概して、透明高分子キャリアシートは、25μm~250μm、または典型的には75μm~175μmの平均乾燥厚みを有する。
本発明の像形成材料は、透明高分子キャリアシート上に配置され、かつ透明高分子キャリアシートとILとの間に直接に設けられたLTHC層を備える。適当なLTHC層の構成は、3つの必須構成要素を含む。すなわち、(i)第1赤外線吸収材と、(ii)熱架橋有機高分子バインダ材と、(iii)熱アブレーション不能な粒子とである。LTHC層は、概して、透明高分子キャリアシート上に比較的均一な(すなわち、実質的に連続していて、かなり均一なウェット厚みを有する)被覆として設けられ、そして組成配合に何らかの溶媒があれば乾燥される。
像形成材料に組み入れられるILは、概して、比較的均一な(すなわち、実質的に連続していて、かなり均一なウェット厚みを有する)被覆としてLTHC層上に直接に設けられ、そして配合に何らかの溶媒があれば乾燥される。多くの実施形態において、ILは、単一の被覆または塗布層であるが、他の実施形態では、上述したLTHC層上に直接に設けられるILを構成する複数のサブレイヤやサブコーティングが存在してもよい。
いくつかの実施形態では、像形成材料は、必要に応じて、IL上に直接に設けられた透明高分子オーバーコート層を備える。ただし、そのような透明高分子オーバーコート層は、本発明の利点に対して必須ではない。透明高分子オーバーコート層は、概して、1つまたはそれ以上の透明膜形成ポリマーまたは樹脂を含む。そのような透明膜形成ポリマーまたは樹脂は、例えば特許文献16に記載されるように、メタクリル酸共重合体(例えば、メタクリル酸エチルとメタクリル酸の共重合体)とこれに分散された1つまたはそれ以上のフルオロポリマー粒子を含むが、これに限られるものではない。透明高分子オーバーコート層は、フルオロポリマー粒子の存在により、取り扱い中の耐摩耗性を提供し得る。透明高分子オーバーコート層は、マスク要素とレリーフ形成前駆体が完全に光学的に接触する際に、前者から後者への化学的マイグレーションに対する障壁としても機能し得る。
特許文献1には、フレキソ印刷版前駆体、活版印刷版前駆体、およびプリント回路基板などの有用なレリーフ形成前駆体の詳細が開示されている。そのようなレリーフ形成前駆体は、適当な寸法的に安定した基体と、少なくとも1つの感紫外線層と、必要に応じて空間(あるいは分離)層、カバーシート、または金属層とを備えてもよい。適当な基体は、寸法的に安定した高分子膜やアルミシートを含む。ポリエステル膜が特に有用である。本発明に係る像形成材料に由来するマスク要素を用いて内部にレリーフ像が生成され得る任意の感紫外線材料または要素が、本発明の実施において有用である。
本発明の実施において、マスク要素は、本発明に係る像形成材料のILに露光および非露光領域を生成することで形成されてもよい。像形成メカニズムの選択により、後述するように、マスク像の形成における可能なバリエーションが決定される。
上述のようにマスク要素が形成された後、当該マスク要素は、硬化紫外線に感度をもつ適当なレリーフ形成前駆体(上述)と完全に光学的に接触させられる。これは、より詳しくは後述するように、例えば積層装置およびプロセスを用いて、レリーフ形成前駆体上にマスク要素を、またはマスク要素上にレリーフ形成前駆体を配置することで実現されてもよい。レリーフ形成前駆体上へのマスク要素の真空ドローダウンも、積層を伴ってまたは伴わずに、所望の完全な光学的接触を実現するために実行されてもよい。
上述したように、マスク要素とレリーフ形成前駆体は、共有界面において無空気界面がもたらされるように、完全に光学的に接触させられてもよい。概して、これは、紫外線露光に先立って無空気または無ギャップ界面を形成するために適当な圧力もしくは熱、または圧力と熱の両方を印加することで、レリーフ形成前駆体の感紫外線層にマスク要素を積層することによって実現される。しかしながら、レリーフ形成前駆体が上述のようにスペーサ(あるいは粘着防止層)を備える場合、積層工程は不用であってもよい。上述したように、レリーフ形成前駆体上へのマスク要素の真空ドローダウンが、その場合に有用であり得る。
上述のようにマスク要素とレリーフ形成前駆体との間で完全な光学的接触が実現された後、レリーフ形成前駆体は、感紫外線層に露光領域と非露光領域を有する像形成されたレリーフ形成前駆体を形成するために、マスク要素を介して硬化紫外線で露光されてもよい。よって、均一に発される硬化紫外線が、紫外線の一部を好適にブロックするマスク像を介してレリーフ形成前駆体に投写される。非マスク(露光)領域では、硬化紫外線により、IL内の感紫外線化合物が硬化される。したがって、マスク像は、露光または硬化紫外線に対して実質的に不透明である。これは、マスク像が、非露光領域において2以上または典型的には3以上の透過光密度を有することを意味する。非マスク(露光)領域は、実質的に透明である。これは、露光領域が、0.5以下、もしくは0.1以下、さらに典型的には0.5~0.1、または0.1~0.3の透過光密度を有することを意味する。透過光密度は、濃度計、例えばMACBETH TR 927濃度計の適当なフィルタを用いて測定されてもよい。
そして、像形成されたレリーフ形成前駆体は、レリーフ像を形成するために適当な現像剤(あるいは、処理液または「ウォッシュアウト液」)で現像される。現像により、感紫外線層の非露光(非硬化)領域が除去され、レリーフ像を規定する露光(硬化)領域が残される。
a.次の構造(I)および(II)の一方または両方で表される一塩基性カルボン酸の1つまたはそれ以上のエステル。
(I)R1-C(=O)O-(CH2)n-Ar1
ここで、R1は1~5の炭素原子を有するアルキル基であり、Ar1は置換または非置換のフェニルまたはナフチル基であり、nは1~3である。
(II)H-C(=O)OR
ここで、Rは6~415の炭素原子を有する炭化水素である。
b.1つもしくはそれ以上の脂肪族アルコール、または1つもしくはそれ以上の脂肪族アルコールと1つもしくはそれ以上の芳香族アルコールとの組み合わせ。
a.約5~70重量%の酢酸ベンジルまたはプロピオン酸。
b.約5~40重量%の2-エチルヘキシルアルコール、オクチルアルコール、またはベンジルアルコール。
c.約5~50重量%の石油蒸留物。
Alchemix 2340ポリエステル樹脂は、Alchemixから入手した。
CBlk 15B532ペーストは、カーボンブラックとニトロセルロースの混合物であり、Penn Colorから入手した。
Capstone(登録商標)FS-22は、フッ素系界面活性剤であり、DuPontから入手した。
Capstone(登録商標)FS-3100は、フッ素系界面活性剤であり、DuPontから入手した。
Curcuminは、Cayman Chemicals(Ann Arbor, MI)から入手できる黄色染料である。
114444 FN-D89 Nitroso cyan染料は、Eastman Kodak Company(CAS #4899-82-5)から入手した。
Desmodur(登録商標)ILBA架橋剤は、Convestroから入手した。
Dispersbyk(登録商標)182分散剤は、Byk Chemieから入手した。
EMAXは、Eastman Kodak Company(製造コード10083590)が提供するアクリル溶液である。
Fluoro(商標)AQ-50は、フルオロケミカル分散であって、Shamrock Technologiesから入手した。
Hydrocerf 9174は、ポリテトラフルオロエチレンワックスであって、Shamrock Technologiesから入手した。
IR Dye 1は、赤外線吸収材(830nm感度)で、特許文献32の第5~6段の下部に示される構造を有する。
IR Dye 1421は、赤外線吸収材(1064nm感度、テトラキスアンモニウム型)であって、Adam Gatesから入手した。
IR Dye IRTは、赤外線吸収材(830nm感度)であって、昭和電工(CS番号96233-24-8)から商業的に入手した。
Keyplast(商標)Yellow GCは、黄色染料であって、Keystone Aniline Corporationから入手した。
MEKは、メチルエチルケトンを表す。
MIBKは、メチルイソブチルケトンを表す。
ニトロセルロースE150(MIBK中に5重量%)は、Scholleから入手した。
ポリ(シアノアクリレート)は、Eastman Kodak Companyによる準備された。
「Solv PM」(あるいはArcosolv(登録商標)PM)は、(モノ)プロピレングリコール(モノメチルエーテルを表す。
Solvent Yellow 93は、染料であって、Keystone Aniline Corporationから入手した。
Syloid(登録商標)C-810 PM(「プレ混合」)は、0.46gのSyloid(登録商標)C-810アモルファスシリカ粉末(Graceより)と、0.05gのDisperbyk(登録商標)182分散剤と、9.5gのシクロペンタノンとを含むものであった。
Tyzor(登録商標)AA75は、チタンアセチルアセトナートキレート架橋剤であって、Dorf Ketalから入手した。
塗料に使用されるその他の有機溶媒は、容易に商業的に入手可能である。
本発明の範囲外の像形成材料を、以下の態様で準備した。当該像形成材料は、以下の層構造を有する。
バリア層もLTHC層も含まない像形成材料を、本発明の範囲外で準備した。感紫外線性の非銀ハロゲン化物の熱アブレーション可能な像形成層(IL)は、14マイヤーバーを用いて165mg/ft2(1617mg/m2)で表4の塗料を塗布して、100℃で2分間乾燥させることで、PET膜上に直接に形成した。
透明高分子キャリアシートとしてのPET膜上に本発明に係るLTHC層を形成することで、本発明に係る像形成材料を準備した。LTHC層は、30マイヤーバーを用いて145mg/ft2(1421mg/m2)で表5の塗料を塗布して、100℃で2分間乾燥させることで形成した。
以下の表7に示すように、塗料の全固形分(および最終的な乾燥層)の17%の量でLTHC層にDesmodur(登録商標)ILBA架橋剤が含まれる点を除き、実施例1と同様の本発明に係る像形成材料を準備した。
以下の表8に示すように、塗料の全固形分(および最終的な乾燥層)の22%の量でLTHC層にAlchemix 2340ポリエステル樹脂が組み入れられる点を除き、実施例3と同様の本発明に係る像形成材料を準備した。
ILとLTHC層の両方において2つの異なる赤外染料がIR dye 1421に置き換えられる点を除き、実施例5と同様の本発明に係る像形成材料を準備した。
以下で述べる場合を除き、像形成試験は、条件#1~#6のKodak Trendsetterイメージャと、一定のDminを与えるための当該イメージャにおける最適なドラム速度とを用いて、上述した像形成材料に関して実行された。像形成は、700~900mJ/cm2のレーザ出力で実行された。
実施例4で準備した像形成材料を、以下に述べるように、真空ドローダウン試験において、商業的に入手可能なKodak DITR像形成膜と比較した。
比較例1および実施例1の像形成材料を用いて、上述したようにマスク要素を準備した。そして、これら2つのマスク要素(それぞれ、C-1およびI-1)を、レリーフ形成前駆体として活版印刷版前駆体(Kodak Rigilon TFPP)を用いて、像形成された活版印刷版を準備するために使用した。露光フレームベッドは、紫外線ランプを用いて40~45℃まで予熱した。また、各レリーフ像形成アセンブリにおける各マスク要素を介した各活版印刷版前駆体の紫外線露光は、300秒間にわたって実行した。
本発明の像形成材料の様々なLTHC層を溶媒耐性について比較するための試験を行った。この試験では、試験用有機溶媒を含ませた綿棒で、各像形成材料を前後に10回こすった。結果を、以下の表11に示す。
実施例5の像形成材料を、Kodak Flexcel NXラミネータを用いた積層試験において、(比較例1のような)LTHC層内に粒子を含まない像形成材料と比較した。実施例5の像形成材料は、レリーフ形成前駆体としての商業的に入手可能なKodak Flexcel NXH 170版に対して容易に積層できた。しかしながら、比較例1の像形成材料は、レリーフ形成前駆体に容易には積層できず、レリーフ像形成アセンブリ内で界面に気泡形成が見られた。これらの気泡は、レリーフ像形成アセンブリの積層要素を手で複数回ならしても除去するのが困難であった。このように、完全な光学的接触が実現されなかった。
15:透明高分子キャリアシート
20:アブレーション不能な光熱変換(LTHC)層
25:熱アブレーション不能な粒子
30:非銀ハロゲン化物の熱アブレーション可能な像形成層(IL)
35:露光赤外線
36:マスク要素
40:露光領域
42:非露光領域
50:レリーフ像形成アセンブリ
55:レリーフ形成前駆体
60:感紫外線層
65:基体
70:露光紫外線
75:レリーフ像山部
80:レリーフ像谷部
Claims (31)
- マスク要素を作るのに有用な像形成材料であって、
(a)透明高分子キャリアシートと、
(b)前記透明高分子キャリアシート上に直接に設けられるアブレーション不能な光熱変換(LTHC)層と、
(c)前記LTHC層上に直接に設けられる非銀ハロゲン化物の熱アブレーション可能な像形成層(IL)と、をこの順で基本的に備え、
必要に応じて、(d)前記IL上に直接に設けられる透明高分子オーバーコート層をさらに備え、
前記LTHC層は、
1μm~5μmの平均乾燥厚みを有し、かつ
(i)前記LTHC層の総乾燥重量に基づいて0.1重量%~5重量%の量の第1赤外線吸収材と、
(ii)熱架橋された有機高分子バインダ材と、
(iii)0.1μm~20μmの平均粒子サイズを有しかつ前記LTHC層の総乾燥重量に基づいて0.2重量%~10重量%の量で存在する熱アブレーション不能な粒子と、を含み、
前記ILは、
第2赤外線吸収材と、
1つまたはそれ以上の熱アブレーション可能な高分子バインダ材に分散された紫外線吸収材と、を含む、像形成材料。 - 前記IL中の前記1つまたはそれ以上の熱アブレーション可能な高分子バインダ材は、ニトロセルロース、ポリ(シアノアクリレート)、またはそれらの組合せである、請求項1に記載の像形成材料。
- 前記1つまたはそれ以上の熱アブレーション可能な高分子バインダ材は、前記ILの総乾燥重量に基づいて、前記IL中に25重量%~75重量%の量で存在する、請求項1または2に記載の像形成材料。
- 前記第2赤外線吸収材は、前記ILの総乾燥重量に基づいて、前記IL中に3重量%~20重量%の量で存在する、請求項1~3のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記第1および第2赤外線吸収材の各々は、700nm~1200nmの輻射線波長域において最大の吸光度を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記紫外線吸収材は、前記ILの総乾燥重量に基づいて、前記IL中に10重量%~40重量%の量で存在する、請求項1~5のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記ILは、1つもしくはそれ以上のフルオロカーボン添加剤をさらに含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記ILは、1つもしくはそれ以上の熱アブレーション不能な着色剤をさらに含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記透明高分子キャリアシートは、1つまたはそれ以上のポリエステル、ポリエチレン-ポリプロピレン共重合体、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、塩化ビニルポリマー、加水分解または非加水分解酢酸セルロース、またはこれらの材料の2つ以上の組合せで構成される、請求項1~8のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記LTHC層中の前記熱アブレーション不能な粒子は、シリカ、二酸化チタン、酸化亜鉛の粒子、またはそのような粒子の2種類以上の組合せからなる、請求項1~9のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記熱アブレーション不能な粒子は、前記LTHC層の総乾燥重量に基づいて、前記LTHC層中に1重量%~7重量%の量で存在する、請求項1~10のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記LTHC層中の前記熱架橋された有機高分子バインダ材は、架橋性のニトロセルロース、架橋性のポリエステル、ポリビニルアルコール、またはポリビニルアセタールのうち少なくとも1つの熱架橋により形成される、請求項1~11のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記熱架橋された有機高分子バインダ材は、前記LTHC層の総乾燥重量に基づいて、前記LTHC層中に40重量%~90重量%の量で存在する、請求項1~12のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記LTHC層は、熱架橋剤をさらに含む、請求項1~13のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記第1および第2赤外線吸収材は、同じ材料である、請求項1~14のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記透明高分子キャリアシートは、25μm~250μmの平均乾燥厚みを有する、請求項1~15のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記LTHC層は、1μm~3μmの平均乾燥厚みを有する、請求項1~16のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記ILは、0.5μm~5μmの平均乾燥厚みを有する、請求項1~17のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記透明高分子オーバーコート層は、存在しかつ0.05μm~1μmの平均乾燥厚みを有する、請求項1~18のいずれか1項に記載の像形成材料。
- 前記熱アブレーション不能な粒子は、5μm~15μmの平均粒子サイズを有する、請求項1~19のいずれか1項に記載の像形成材料。
- レリーフ像形成システムであって、
(1)請求項1~20のいずれか1項に記載の像形成材料と、
(2)感紫外線層を備えるレリーフ形成前駆体と、
(3)前記感紫外線層が溶解可能または分散可能な現像剤と、
を備える、レリーフ像形成システム。 - レリーフ像形成アセンブリであって、
感紫外線層を有するレリーフ形成前駆体と完全に光学的に接触するマスク要素を基本的に備え、
前記マスク要素は、請求項1~20のいずれか1項に記載の像形成材料を像形成することで得られる、レリーフ像形成アセンブリ。 - 前記マスク要素および前記レリーフ形成前駆体は、ラミネータと完全に光学的に接触して保持される、請求項22に記載のアセンブリ。
- 前記マスク要素および前記レリーフ形成前駆体は、安定して歪みのない最適化された積層力を提供するラミネータと完全に光学的に接触して保持される、請求項22または23に記載のアセンブリ。
- 前記マスク要素および前記レリーフ形成前駆体は、真空ドローダウンを用いて完全に光学的に接触させられる、請求項22~24のいずれか1項に記載のアセンブリ。
- レリーフ像要素にレリーフ像を作るための方法であって、
A)請求項1~20のいずれか1項に記載の像形成材料を像形成してマスク要素を形成するステップと、
B)前記マスク要素を介して感紫外線層を有するレリーフ形成前駆体を硬化輻射線にさらして、前記感紫外線層に露光硬化領域および非露光領域を有する像形成されたレリーフ形成前駆体を形成するステップと、
C)前記マスク要素を除去するステップと、
D)前記感紫外線層の前記非露光領域を除去することで前記像形成されたレリーフ形成前駆体を現像し、それによりレリーフ像を有するレリーフ像要素を形成するステップと、
をこの順で備える、方法。 - 前記ステップB)で、前記マスク要素を前記レリーフ形成前駆体と完全に光学的に接触させる、請求項26に記載の方法。
- 前記ステップB)は、前記マスク要素の前記レリーフ形成前駆体への真空ドローダウンをさらに含む、請求項26または27に記載の方法。
- a)それぞれ12~20の炭素原子を個別に有する1つまたはそれ以上の飽和もしくは不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩からなる脂肪酸組成物であって、0.25重量%~2.0重量%の量で存在し、かつ1つまたはそれ以上のC18モノまたはポリ不飽和脂肪酸またはそのアルカリ金属塩から少なくとも85重量%が構成される脂肪酸組成物と、
b)0.05重量%~0.30重量%の量のアミノポリカルボン酸またはそのアルカリ金属塩と、
c)05重量%~0.60重量%の量の緩衝剤と、
d)水と、を含む処理液を用いて現像を実行する、請求項26~28のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ステップB)よりも前に、前記マスク要素を前記レリーフ形成前駆体に積層するステップを備える、請求項26~29のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レリーフ形成前駆体は、前記感紫外線層上に設けられた粘着防止層をさらに有する、請求項26~30のいずれか1項に記載の方法。
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