JPS60145888A - 放電記録材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放電印刷の記録材料に関し、特に直接陰画の応
用もしくは直接オフセットやマスクの製造に使用される
改良された潤滑性を示す記録材料に関する。

〔従来技術〕

放電（電食）印刷は、電気信号に応答して文字、数字、
記号、回路パターンの如きパターンもしくは他の読取り
可能もしくは符号化された標識を記録材料上に形成する
良く知られた技術である。この電気信号によって火花放
電が開始され、記録材料の表面から材料が除去、即ち腐
食し去られる・腐食もしくは除去されて記録拐料上に標
識を与える表面は通常導電性材料の薄膜である。この薄
膜は非導電性の裏打ち層もしくは支持層上に付着されて
いて記録材料をなし、記録材料の表面と接触する電極に
印加される電流によって開始される火花（アーク）放電
に関連する局所的加熱に応答して蒸発されるものである
。現在の技術では、導電性薄膜は通常、アルミニウムの
如き蒸発可能な金属の薄膜である。放電印刷は特別に調
製された記録媒体の表面に−乃至複数の電極針を移動す
る事によって行われる。電気１．込み信号が針に与えら
れ、制御された電気的パルスを与えている。このパルス
によって記録材料の表面に火花が発生され、記録材料の
層は選択的に加熱され、蒸発によって除去される。材料
が除去される位置が記録さるべき標識もしくは像に対応
する・ この印刷の過程で、針は記録材料の表面に相対的に移動
して、除去可能な層、例えば蒸発可能な材料の薄膜、通
常はアルミニウムの如き金属と接触している。

高速度及び高解像力印刷装置では、３０本以上の針が配
列されていて、印刷ヘッドを形成している。計算機で制
御される電圧パルスによって針が付勢されると、アーク
放電及びこの結果発生される局所的高温度によって導電
性層が蒸発され、所望の情報が記録される。

薄い導電性層がもろい事及び針の圧力の精密な調整に限
界があるため、多針ヘッドにおいては高解像力放電印刷
中に著しい引かき傷が観察される・従って、この様な放
電記録材料の表面上に潤滑性や保護性をもった上層の使
用が針による引かき傷を減少するに有用である事が認識
された時期があった。

ステアリン酸、パルミチン酸等の長鎖脂肪酸より成る潤
滑剤が使用されたが引かき傷の問題を若干減少する事が
わかったが、放電記録材料の薄いアルミニウム膜の針に
よる著しい引かき傷が依然観察された。

１９８２年１２月３０日付の米国特許出願第４５４７３
３号には、セルローズ結合剤中に多量のグラフアトを含
む上層を含む耐擦傷性の記録材料の製造方法が開示され
ている。

米国特許出願第４５４７４４号には、放電記録材料のた
めのグラファイト・カルローズ結合剤を基調とする上層
が開示されている◇潤滑剤として使用される種々の層を
なす固体及び他の軟かい化合物及び軟かい金属粒子の中
でもごスト、有効性及び分散が容易なために、好ましい
材料は導電性粒子、グラファイトである。

これ迄に説明された潤滑性の上層の組成は印刷の品質に
かなりの改良を与えたが、よりよい化学拐料を開発して
、印刷ヘッド上に腐食後の有機物／無機物が累積する事
によって生ずる焼きかす及汚れかすを減少する事がさら
に望まれている。

グラファイト−結合剤の土層の導電度を減少してより良
い印刷の解像力を与える事が望ましい事′がわかってい
る・さらに；表面エネルギが低（、機械的強度が改良さ
れ、潤滑性のすぐれた、そして又針のよごれ及びヘッド
の摩耗、及び印刷ヘッドに固有のものでない、印刷過程
中に発生される汚れが減少される、放電記録材料のため
の上層を与える事が望まれている。グラファイト−重合
体結合剤の保護上層の導電度を低下させる一つの方法は
保護上層の結合剤の量を増大させる事である。

しかしながら、この試みでも放電過程中に発生される有
機重合体／単量体の蓄積によって生ずる針の汚れが問題
になる・ 米国特許第２９８５２２０号は、放電記録シート上の写
真食刻被膜を開示している。この被膜は酸化亜鉛及び硫
化亜鉛を含む共重合体である。米国特許第３０４８５１
５号はグラファイトの如き尋電材料を含む内部層を開示
している。米国特許第２’５５４０１７号は発光材料を
含む除去可能なマスク層を有する電気感応性記録シート
を開示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、特殊な潤滑性上層を使用する事によっ
て電極針による引かき傷に耐える放電記録材料を与える
事にある。

本発明に従えば、放電印刷によって直接陰画が形成され
た時に、コントラストが改善された優れた潤滑性組成が
与えられる０この様な応用に使用される時は非透過性の
グラファイト／有機重合体／フッ化グラファイトの薄膜
が例えばアルミニウム薄膜の如き導電性薄膜を介して部
分的に透過する光を阻止するのに使用される。

本発明に従えば放電過程中に印刷ヘッドがほとんど、も
しくは全く摩耗しない記録材料が与えられる。

本発明に従えば、放電記録によって改良された短期間使
用用のオフ￥ツＩ・・マスクが与えられる。

本発明に従えば、取扱い中に記録シートを保護し、放電
過程中に潤滑性を与える潤滑剤が層中に与えられる。

〔問題を解決するための手段〕

本発明に従う改良された放電記録材料は、この様な材料
の表面上に固体潤滑剤としてのフッ化グラファイト（グ
ラファイトのフッ化物）、もしくはフッ化グラファイト
及びグラファイトの混合物を有機重合体結合剤中に含む
潤滑性保護層を付着する事によって製造される。

グラファイト以外の導電性固体潤滑剤としては米国特許
出願第４５４７４４号に開示された種々の導電性微粒子
潤滑剤が選択される。この明細書のかなりの内容は本明
細書の実施例中に再現されている。

Ｏｚａｒｋ−Ｍａｈｏｎｉｎｇ社の登録商標であるＦｌ
ｕｏｒｏｇｒａｐｈｉｔｅ　の如きフッ化グラファイト
はｏ、ｏｓ−ｓミクロン程度の粒子の寸法で入手する事
が出来、部分的にフッ化されたグラフアイの不活性さを
有し、低エネルギ及び疎水性の表面を与える。

本発明の上層は放電記録材料の表面に直接付着出来る。

〔作用〕

本発明の記録材料に含まれる材料はその潤滑性が高いた
めに電極針を軽い、うぶ毛状の、除去が容易な層で覆う
だけである０この層は腐食された有機物／無機物のよご
れを蓄積しない作用を示す・この様な層が形成されない
場合には焼きかす及び汚れかすが針上に形成され、印刷
を中止しなくてはならなくなるか、劣った品質の印刷を
生ずる。

本発明に従う潤滑性上層は高度に疎水性で、表面エネル
ギが低く、印刷中に発生された汚れが針に付着せず上層
が印刷ヘッドを保護し、印刷の品質に影響を与える事な
く幾十ガロとな（掃引する事が出来る。グラファイトと
組合せられる時は、グラファイトによって与えられる導
電度が、上層を介して行われる絶縁破壊を増強するもの
と考えられる−０ 〔実施例〕 本発明に従う放電記録材料は、総括的に云って、その針
と接触する表面が重合体結合剤中のフッ化グラファイト
のみ、もしくはグラファイトと組合された潤滑性の組成
より成る、直接陰画もしくは直接マスクとして使用され
る放電材料が本発明を使用して製造される。

一般に潤滑性層は１　ｃｍ　当り約２乃至２０フイクロ
グラムの濃度を有さなければならない０なんとなれば濃
度が低いと十分な潤滑性が与えられず、高いと厚すぎて
低い書込み電圧（約５０Ｖ）及び短いパルス長（約２０
ミリ秒）で良好な書込みを与える事は出来ない。又潤滑
性粒子の結合剤に対する比を調節して記録材料に所望の
機械的完全性を与え、引かき傷の防止及び寿命が改善さ
れなくてはならない。

フッ化グラファイトは他の固体潤滑剤と組合せて使用す
る事が出来る。任意の層状にし得る導電性固体が使用さ
れるがグラファイトがフッ化グラファイトと共に使用さ
れる共潤滑性材料として好ましいものである。有用であ
る事が期待される他の材料には、例えばＭｏＳ２．ＷＳ
２　の如き固体、ＡｇＩ、ＰｂＯ，Ｐｂ　（ＯＨ）、２
　の如き他の軟かい化合物、Ｓ？Ｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｂ
、Ａｕ、Ｂｉ、Ｚｎ、ＡＡ等の軟かい金属の粒子が含ま
れる。

本発明の組成中の結合剤としては、フッ化グラファイト
もしくはフッ化グラファイトと上述の如き他の固体導電
性潤滑剤との組合せ体と両立し、これ等を分散させる事
が出来、放電印刷中に針を汚さない薄膜に出来る任意の
重合体が使用出来る。

潤滑性被覆のフッ化グラファイト成分は１０９乃至１．
０オ一ムｅｍの範囲の固有抵抗を有し、他方使用される
場合の第２の成分は一般に約４０Ｘ１０’オームｅｍの
固有抵抗を有する、好ましくはグラファイトである。グ
ラファイト以外の他の層状固体には、例えば窒化ホウ素
、酸化ホウ素、ｚｎｏ。

Ｍ　ｏ　Ｓ　２及びＺ７ｚ、Ａノ、　ｓｎ、　Ｃｕ　Ｑ
（”、の如き軟かい金属粒子が含まれる。又、フッ化の
グラファイト以外の非導電性固体が保護上層中に存在し
てもよ見・・この様な他の非導電性固体はＴｅｆｌｏｎ
（ポリテトラノルオロエチレンの登録商標）の如きフッ
化炭素を含む・ フッ化グラファイトは、釉々の粒子の寸法、種ノｌのフ
ッ化度のものがＦｌｕｏｒｏｇｒａｉ＋ｈｉｔｅ（登録
商標）として市販されている。

不発ψノで使用される場合には、フッ化グラフアイ日゛
よ約００５乃至５ミクロン、好ましくは約０．５乃至２
０ミクロンの粒子の寸法もしくはグラファイトの如き導
電性潤滑剤と略同じ粒子の寸法を有する。

フッ化グラファイト（ＣＦｘ）、は種々のフッ化度を示
す事が出来、即ちＸ＋よ約０゜１乃至１．１の範囲にす
る事が出来る。重合体結合剤と共に安定で均一な分散体
を形成する限り形成する事が出来る限り任意のＸが選択
出来る。好ましい２ツ化度は約０４乃−’ｒ’Ｅ、　０
．５である。この様な月別ｉＪＯｚａｒｋ−Ｍｏｈｏｒ
ｉｎｇ社から市販されている。

本発明は図面を参照する事によってより良く理解されよ
う。第３図を参照するに、放電印刷装置１の概略図が示
されている。装置１は電源２、これに接続された電流（
電圧及びパルス長）を制御するための書込み制御装置５
、これに接続された針４を有する。この針４が放電記録
材料５０表面と直接接する電極である０　゛ 動作について説明すると、記録材料５上に印刷される情
報に対応する電流パルスが書込み制御装置ろを介して針
４に伝えられる。この結果記録材料５の表面に放電が発
生し、表面の薄い領域に局所的な極めて高い温度が発生
され、導電性層及び表面層が蒸発して、下の材料が露出
し、所望の像が形成される。

記録材料５に接触したまま、これと相対的に針４を移動
するための装置（図示されず）が与えられている。針４
が記録材料５と相対的に移動される時、書込み制御装置
３は針４に十分な電圧の電流パルスを与え、アーク放電
を生じて、記録材料の導電性層が蒸発される。任意の種
類の所望の情報、パターン及びグラフが記録出来る。適
切な保護層がない時に記録材料の表面上の導電性金属薄
膜もしくは記録層の非書込み領域に擦傷を生じて貧弱な
；１」、込みの品質を生じがちなのは、記録材料の表面
上を接触して針が移動する時である。印刷過程中表面層
の結果として発生される有機物／無機物の破片が印刷ヘ
ッド上に累積゛して印刷の品質に悪い影響を及ぼす焼き
かすもしくは汚れかすを生ずる。

本発明は、高解像力放電利料の通常の潤滑性層に普通見
られるこれ等の問題を減少する潤滑性保護性層の組成に
関する◎第１図を参照するに、本発明の放電記録材料６
は断面図で示されているが、紙、重合体薄層の如き支持
層７、薄い導電性の蒸発可能な層８及び潤滑性層９より
成る・この他に丈夫で硬い透明薄膜１０が支持層７及び
蒸発可能な層８の間に介在されてもよい。この中間層１
０は適切な重合体結合層中に分散された平均寸法がえば
士ルローズーアセテートープチレート（ＣＡＤ）重合体
結合剤中のシリカ粒子、もしくは米国特許第４５４７４
３号に開示されているものが適している。光を透過出来
るウレタン交差結合ＣＡＤの如き交差結合された重合体
中のシリカ粒子は放電印刷中の材料の引かき傷をさらに
減少するのに使用される・蒸発可能な層８は１ｃｍ２当
り約１乃至５オームの固有抵抗を通常有し、しばしばア
ルミニウムの蒸発可能な薄膜である。

裏打ち層即ち支持層が光透過性の材料である場合には結
果の製品は感光性材料を現像するための光マスク、もし
くは直接陰画媒体として、例えばオフセット・リトグラ
フィ・マスタ、回路板等の製造に使用される・針が付勢
されて潤滑性層及び導電性層が焼かれる時は、光が透明
な支持層を通して透過する光の窓１゛１が与えられ、記
録材料は光（矢印）に対して選択的に透過性となり、直
接陰画等の応用に使用され得る〇 材料がオフセット・マスクとして使用される時である様
に選択される。放電印刷による結像の後に支持層は選択
的に露出されて潤−；を性の組成の上層は、例えば重合
体結合剤のための溶媒で除去さｉする□これによってイ
ンク反発性の導電性層が露出される。アルミニウムは導
電性層として通常使用される月料であり、親水性であり
、従って油をペースとするインクを反発する薄い酸化ア
ルミニウムの表面を有する。支持層１もしくはオプショ
ナルな薄膜１０は第２図に示された如く疎水性の記録（
１１１込み）領域を与える様に選択される。上層の除去
はＡ　＆　Ｍ　Ｍｕ　１　ｔ　ｉ　−ｇｔ、７．ｐｈ　
ｉ　ｃ　ｓ社から販売されているＦＰＣの如き市販の食
刻剤もしくは増感剤溶液で処理する事によって行われ、
親水性が改良され、通常の親油性インクを使用する事に
」−って１１現性、解像力が改良される。

放電過程中に低エネルギ表面層から発生された小ハは剣
に伺着せず、従って潤滑性層は側のよごれＶζ対する保
護を与え、フッ化グラファイトでない保護被覆に見られ
るヘッド打ｊ粍の問題を実質上除去−４る事が見出され
た。

本発明の放電記録材料は次の手順に従って調整された。

支持層として厚さが５０ミクロンのＭｇ１ａｒ（ポリエ
チレン・テレフタレート）ポリエステル（登録商標）の
可撓性シートが与えられた。この支持体上には通常のウ
ェブ被覆装置を使用して、ウレタン交差結合ＣＡＢ結合
剤中に分散されたシリカ粒子より成る被覆が付着された
・その方法は米国特許出願第４５４７１５号に開示され
ている。

この層上には通常の技術によって、約２０ミクロン乃至
４０ミクロンの厚さのアルミニウムの薄膜が蒸着された
・ 最後に通常のウェブ被覆装置を使用して、潤滑性薄膜が
アルミニウム上に被覆された・潤滑性層は指示された量
及び概略の重量百分率の次の成分の分散体より成る。

１　次の成分を含むＥＬＥＣＴＲＯ−ＤＡＧ　１５４６
８０．４ｇ グラファイト　１６％ 重合体結合剤　４％ 溶ｕ−８０％ １１　ツノ化グラファイト　０．８８９　ｇｌ　ＣＡＢ
ｆｆｊ′ｅ、（）チルエテルケトン：トルエンの比が８
０：２０である溶媒中νｃＣＡＩ３２０％を含む）　６
５５ｇ ■Ｍ　Ｆ；　Ｋ　４５３．６　ｇ及びトルエン２２６．
８　ｇ４Ｆｌｕｏｒｏｇｒａｐｈｉｔｅ（登録商４ＦＡ
　）　Ｘ＝　０．４５Ａｃｈｑｓｏｎ　ＣｏｌＪｏｉｄ
社から販売されているＥＬ１！：Ｃ１’ＲＯＤＡＧ１５
４は上述の割合のグラファイトエチルセルローズ（ＥＣ
）結合剤及びイングロパノール溶媒より成る＠フッ化グ
ラファイトは、Ｐｅｎ、ｎｗ６１ｔ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｇから販売されているンツ仕度０．４５度（Ｆ約３８％
）のものである。

グラファイト、フッ化グラファイト、結合剤（ＣＡＲ＋
ＥＣ）を２．！Ｓ：３７：３７の重■［比で含む上記１
−ＩＶの混合物が４８時間にわたってボール−ミルで粉
砕され約１＝２０の比のＭＥＫ−）ルエン混合物で希釈
され、薄い被膜としてアルミニウム表面上に付着され、
約１００’Ｃ約３分にわたって溶媒を駆逐する乾燥／硬
化後に、アルミニウム・表面上に約２ミクロン乃至２０
ミクロン／ｃｍ２の表面被覆が形成された。

固体潤滑剤としてのツノ化グラファイト（まＥＬＥＣＴ
ＲＯ−ＤＡＧ　１５４に代ってＧｒａｐｈｉｔｅＰｒｏ
ｄｕｃｔｓ社もしくは５ｕｐｅｒｉｏｒ　Ｇｒａｐｈｉ
ｔｅ社から販売されている他のグラファイト処決とも組
合すことが出来る。又、本発明の実施に当っては、０．
４５以下もしくは０．４５以上のンッ化度を有する他の
等級のＦｌｕｏｒｏｇｒａｐｈｉｔｅｓ　（登録商標）
が使用出来る。

フン化グラファイトは、グラファイトと組合す事なく単
一の潤滑性微粒子材料として使用出来る。

他のセルローズ書エステル及ヒエステル、例エヒニトロ
セルローズ、セルローズ・アセテート、エチル・セルロ
ーズ、セルローズ−アセテート・フ５−Ｌ／−４モしく
はポリビニル・７セｆ−ト、ポリカーボネート、ポリビ
ニル・ブチラール、スチレン無水マレイン酸（Ａｒｃｏ
社よシ販売されているＳＭＡ）の如きスチレン重合体、
種々のアクリル酸重合体及び他のアクリル樹脂並びにフ
ェノール樹脂の如き他の色々な結合剤が潤滑剤中に使用
出来る。

広い範囲の結合剤の濃度（単位重量）が効果的に使用出
来る事が見出された。例えば約１部の結合剤対４部のフ
ッ化グラファイト及びグラファイトもしくはさらに結合
剤を追加する事によって約１部の結合剤対１部のフッ化
グラファイト及びグラファイトが使用出来る。グラファ
イトなしにフッ化グラファイトが単独で使用される時に
は、有機結合剤対フッ化グラファイトの量の比は１．０
乃至０．２の範囲にある。使用される代表的な結合剤は
メチル・エチル中ケトン及びトルエンの８０％：２０％
混合物中に溶解される、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａ
ｌ　社から販売されているセルローズ・アセテート・プ
チレー）　ＣＡ　Ｂ　５５３．４である。

結合剤の譲渡が変化すると、上層の導電度が変化する。

放電印刷装置の駆動回路の機能、特に駆動装置によって
供給される最大の初期電流に依存して、高度に導電性で
あるグラファイトを（はるかに導？ｈ性の低い）フッ化
グラファイトで部分的にもしくは完全に置換する方が有
利である事が見出された・すでに述べられた如く本発明
の一つの利点は無機絶縁物の量を増す事なく導電度を減
少する事が出来る点にある。有機絶縁物、即ち重合体／
結合剤は、本発明では全固体の２０乃至５０％に保持さ
れる。

さらにフッ化グラファイトを含む保護上層は表面エネル
ギが低く摩擦係数が低く、印刷中に接触する電極に対す
る滑り特性が改良されている事に注目されたい。これら
の特性は印刷ヘッドの損耗を減少し、焼きがす及びよご
れかすの問題をなくする。

潤滑材料−結合剤固体のための溶媒は厳選される必要は
なく、結合剤固体を十分溶解し使用される被覆技法と両
立出来る組成の安定な分散体を与えるものであればよい
。一部の市販のグラファイト−結合剤はイングロパノー
ル溶媒中に与えられており、他のものはトリクロルエタ
ン中に含まれているが、他の溶媒も本発明にとって疑い
もなく有用である。

潤滑性層中の導電性粒子対非導電性粒子の比は通常の試
験によって、上層に与えられなければならなし・導電性
の程度、及び望まれる不活性度の程度に依存して選択さ
れる。一般的指標として、フン化グラファイト対導電性
粒子の重量比は約２０：８０乃至ｉｏｏ：ｏで、好まし
くは約３０＝７０乃至５０：５０であるＯ 上述の如く、調製されたこれ等の拐）１を使用した場合
には、これ等の材料の導電性層を放電腐食して下層を露
出するのには約３０乃至６０ボルトの範囲の書込み信号
で十分である。

本発明は特定の実施例で説明されたが、その変形として
結合剤の内容が少（・場合の旧滑剤粒子の剥脱を防止す
るために、潤滑性被覆組成の調製に当っては適切な交差
結合剤と共にチタン酸エステル、キｌ／−トもしくはポ
リインシアネートの如き交差結合剤が使用出来る。この
実施例では被覆工程後に溶媒が蒸発された時に交差結合
網を形成する様に４．４料が選択されなくてはならない
。

〔発明の効果〕

本発明の放電記録材料の保護潤滑性の上層の組成には非
導電性のフッ化グラファイトが含まれるので、本来の効
果の外に導電性が減少されて解像力が改良され、絶縁性
を増すために結合剤の量をふやす必要がないので、針に
付着しがちな小片の発生が減少される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って形成された直接陰画の、放電破
壊された個所の表面層が除去されたところを示した断面
図である。第２図は本発明に従い形成された直接オフセ
ット・マスクの、表面保護層が除去されて、疎水性のイ
ンク受容書込み領域とコントラストをなす非書込み領域
において親水性としての放電印刷装置の概略図である。 １・・・・放電印刷装置、２・・・・電源、３・・・・
書込み制御装置、４・・・・電極針、５．６・・・・放
電記録材料、７・・・・支持層、８・・・・導電性蒸発
可能層、９・・・・潤滑性層、１０・・・・硬い透明薄
膜。 出願人　インターナシ旦カルのビジネス・マシーンズ・
コーポレークタン代理人　弁理士　山　本　仁　朗 （外１名） 第１頁の続き ０発　明　者　ケイス・サミュエルφ　アメペニングト
ン　−・ ０発　明　者　クリシュナ・ガンジー　アメサチデヴ　
ズ、 リカ合衆国ニューヨーク州すマーズ、ロンドンプリレー
ン（番地なし） リカ合衆国ニューヨーク州ワツピンジャーズ・ホールタ
ンゲルウッド拳ドライブ１４番地

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非導電性の支持層と、 」二記支持層上に付着され、放電記録過程中のアーク放
   電に応答して蒸発する薄い導電性層と、上記導電性層上
   に付着されて電極針が接触する表面を与える、潤滑性組
   成の上層と、 上記潤滑性組成の上層が、重合体結合剤中に分散された
   固体潤滑剤としてのフッ化グラファイトのみか、又は高
   度の潤滑性を示す導電性粒子と組合せたものを含む事と
   、 上記」二層の密度が１ｃｍ２当り約２乃至２０マイクロ
   グラムである事とより成る放電記録材料・