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特許6404678分散した炭素およびマイクロテクスチャ表面を有する画像形成ブランケット
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6404678
(24)【登録日】2018年9月21日
(45)【発行日】2018年10月10日
(54)【発明の名称】分散した炭素およびマイクロテクスチャ表面を有する画像形成ブランケット
(51)【国際特許分類】
B41N 1/12 20060101AFI20181001BHJP
B41M 1/06 20060101ALI20181001BHJP
【ＦＩ】
B41N1/12
B41M1/06
【請求項の数】10
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2014-215036(P2014-215036)
(22)【出願日】2014年10月22日
(65)【公開番号】特開2015-85691(P2015-85691A)
(43)【公開日】2015年5月7日
【審査請求日】2017年9月5日
(31)【優先権主張番号】14/068,932
(32)【優先日】2013年10月31日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502096543
【氏名又は名称】パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(72)【発明者】
【氏名】ビン・アール・シェイ
(72)【発明者】
【氏名】ティモシー・ディー・ストウ
【審査官】
藏田 敦之
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１０−５３８３１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００５−５２７３９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１２−０９６５３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１４１０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００１−２２５５６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０６６７３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１１／１１５５９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１３／００７４７１８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ４１Ｎ １／００ − １／２４
Ｂ４１Ｎ １０／００ −１０／０６
Ｂ４１Ｍ １／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可変データリソグラフ印刷システムのための画像形成ブランケットであって、
カーボンブラック、および
表面処理されたヒュームドシリカ
を組み込むシリコーンまたはフルオロシリコーン体を含む、画像形成ブランケット。
カーボンブラック、および
表面処理されたヒュームドシリカ
を組み込むシリコーンまたはフルオロシリコーン体を含む、画像形成ブランケット。
【請求項2】
前記表面処理されたヒュームドシリカが、前記画像形成ブランケットの２重量％を超えて、１５重量％未満で含まれる、請求項１に記載の画像形成ブランケット。
【請求項3】
前記表面処理されたヒュームドシリカが、前記画像形成ブランケットの実質的に９．０６重量％で含まれる、請求項２に記載の画像形成ブランケット。
【請求項4】
前記カーボンブラックが、前記画像形成ブランケットの実質的に５重量％を超え、３０重量％未満で含まれる、請求項２に記載の画像形成ブランケット。
【請求項5】
前記カーボンブラックが、前記画像形成ブランケットの実質的に１５重量％で含まれる、請求項４に記載の画像形成ブランケット。
【請求項6】
カーボンブラックおよび表面処理されたヒュームドシリカ
を組み込むポリマー体
を含む画像形成ブランケットと、
前記画像形成ブランケットに湿潤溶液の層を適用するための湿潤溶液サブシステムと、
前記湿潤溶液において潜像を製造するために、前記湿潤溶液層の部分を選択的に除去するためのパターニングサブシステムと、
画像形成ブランケットにわたってインクを適用するためのインキングサブシステムであって、こうして前記インクは、選択的に画像形成ブランケットの領域を占め、この領域においては湿潤溶液が、インク着色された潜像を製造するために、サブシステムをパターニングすることによって除去されたサブシステムと、
前記インク着色された潜像を基材に転写するための画像転写サブシステムと
を含む可変データリソグラフシステム。
を組み込むポリマー体
を含む画像形成ブランケットと、
前記画像形成ブランケットに湿潤溶液の層を適用するための湿潤溶液サブシステムと、
前記湿潤溶液において潜像を製造するために、前記湿潤溶液層の部分を選択的に除去するためのパターニングサブシステムと、
画像形成ブランケットにわたってインクを適用するためのインキングサブシステムであって、こうして前記インクは、選択的に画像形成ブランケットの領域を占め、この領域においては湿潤溶液が、インク着色された潜像を製造するために、サブシステムをパターニングすることによって除去されたサブシステムと、
前記インク着色された潜像を基材に転写するための画像転写サブシステムと
を含む可変データリソグラフシステム。
【請求項7】
前記表面処理された前記ヒュームドシリカが、前記画像形成ブランケットの２重量％を超えて１５重量％未満で含まれる、請求項６に記載の可変データリソグラフシステム。
【請求項8】
前記表面処理されたヒュームドシリカが、前記画像形成ブランケットの実質的に９．０６重量％で含まれる、請求項７に記載の可変データリソグラフシステム。
【請求項9】
前記カーボンブラックが、前記画像形成ブランケットの実質的に５重量％を超え、３０重量％未満で含まれる、請求項８に記載の可変データリソグラフシステム。
【請求項10】
前記カーボンブラックが、前記画像形成ブランケットの実質的に１５重量％で含まれる、請求項９に記載の可変データリソグラフシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、マーキングおよび印刷システム、より詳細には制御された表面トポグラフィを有するこうしたシステムの画像転写要素に関する。
【背景技術】
【0002】
オフセットリソグラフは、現在の一般的な印刷方法である。（本明細書の趣旨上、用語「印刷」および「マーキング」は、相互交換可能である。）典型的なリソグラフプロセスにおいて、画像転写要素または画像形成プレート（平らなプレート様構造、シリンダの表面またはベルトなどであってもよい）は、疎水性および親油性材料から形成される「画像領域」と、親水性材料から形成される「非画像領域」とを有するように構成される。画像領域は、印刷材料またはマーキング材料（例えば、インク）によって占められる最終プリント（すなわち、ターゲット基材）上のエリアに対応する領域であり、それに対して、非画像領域は、このマーキング材料によって占められていない最終プリント上のエリアに対応する領域である。親水性領域は、一般に、湿し水（ｆｏｕｎｔａｉｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）または湿潤液（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）と呼ばれる水ベースの流体（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／または例えば表面張力を低下させるための界面活性剤からなる）を受け入れ、この流体によって容易に湿潤される。疎水性領域は、湿潤液をはじき、インクを受け入れるが、一方で親水性領域にわたって形成された湿潤液は、インクを拒絶するための流体「離型層」を形成する。故に、画像形成プレートの親水性領域は、最終プリントの非印刷エリア、すなわち「非画像エリア」に対応する。
【0003】
インクは、基材、例えば紙に直接転写されてもよく、または中間体表面、例えばオフセット印刷システムにおけるオフセット（すなわちブランケット）シリンダに適用されてもよい。後者の場合において、オフセットシリンダは、基材（画像形成ブランケットの山から谷までの表面深度よりいくぶん大きい山から谷までの表面深度を有し得る）のテクスチャに適合し得る表面を有する適合性コーティングまたはスリーブによって覆われる。ブランケットまたはオフセットシリンダから基材へ画像を転写するために、十分な圧力が使用される。
【0004】
上記のリソグラフ印刷およびオフセット印刷技術は、印刷されるべき画像（またはそのネガ型）で永久的にパターニングされたプレートを利用するので、例えば雑誌、新聞などの同じ画像の多数のコピー（すなわち、大部数印刷）を印刷する際にのみ有用である。これらの方法は、印刷シリンダおよび／または画像形成プレートを取り除き、入れ替えることなしに、１つの頁から次の頁へ異なるパターンを印刷する（本明細書において可変印刷と称される）ことはできない（すなわち、この技術は、例えばデジタル印刷システムの場合のように、画像が刷から刷へと変わる場合の真の高速可変データ印刷を提供できない）。
【0005】
一般に、湿潤液は、画像プレート上に相対的に薄い層として適用される。ある程度の表面ラフネスが、湿潤液をその上に保持するために必要とされる。一部の市販の画像形成システムにおいて、具体的な非印刷エリアは、湿潤流体の薄層を保持することを目標とする適切な表面ラフネスを有する表面によって規定される。表面ラフネスを提供することは、部分的には、画像形成プレートを形成する材料の機能である。金属画像形成プレートは、種々のテクスチャリング方法、例えばエッチング、アノーダイジングなどを受けやすい。
【0006】
典型的な画像形成プレートの機能およびインキングのためにパターニングされた湿潤液を保持し、そのインクパターンを基材に送達するために典型的なブランケットの機能の両方を果たすための構造を使用する可変データリソグラフデバイス群が開発されている。これらの機能の両方を果たすブランケットは、本明細書において画像形成ブランケットと称される。画像形成ブランケットは、湿潤液を保持し、その表面が選択されたテクスチャを有することを必要とする。画像形成ブランケットのテクスチャリングは、最適化の機会を与える。
【0007】
さらに、画像形成ブランケットは、パターニングの間に湿潤液の迅速な蒸発を可能にするために熱吸収性でなければならない。熱吸収性の１つの態様は、画像形成ブランケットの組成である。画像形成ブランケットの組成を、ブランケットの他の要件、例えばテクスチャ、耐久性、水および油に対する親和性などと共に熱吸収性とバランスをとるように構成することにより、さらなる最適化の機会を与える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0008】
従って、本開示は、当該技術分野において同定されている必要性に対処する可変データリソグラフシステムのための画像形成ブランケットを提供するためのシステムおよび方法を対象とする。開示の１つの態様に従って、そこに組み込まれるカーボンブラックおよび測定量の表面処理されたヒュームドシリカを有するポリマー体を含む可変データリソグラフ印刷システムのための画像形成ブランケットが開示される。カーボンブラックは、使用中の画像形成ブラケットにわたって形成される湿潤液層の熱パターニングのために熱吸収効率を改善するように作用する。しかし、カーボンブラックは、ポリマー体にクランプを形成する傾向があり、熱吸収の非効率性およびマクロスケールのアーチファクトを導き、画像形成ブランケットの表面の所望のマイクロテクスチャに影響を与える。表面処理されたヒュームドシリカは、ポリマー体中のカーボンブラックの分散を補助し、熱吸収を改善すると共に、マクロスケールのアーチファクトを低減する。表面処理されたヒュームドシリカはさらに、画像形成ブランケットを形成するために使用されるモールドのテクスチャ表面と適合するようにポリマー体を補助し、それによって画像形成ブランケット上へのマイクロテクスチャリングされた表面の形成を改善する。
【0009】
この態様の特定の実施では、画像形成ブランケットの２重量％を超え、１５重量％未満で含まれる表面処理されたヒュームドシリカを有する画像形成ブランケットを提供してもよい。他の実施では、この画像形成ブランケットの９．０６重量％で含まれる表面処理されたヒュームドシリカを有する画像形成ブランケットを提供し得る。
【0010】
この態様の特定の実施では、画像形成ブランケットの５重量％を超え、３０重量％未満で含まれる、特定の実施形態では画像形成ブランケットの実質的に１５重量％で含まれるカーボンブラックを有する画像形成ブランケットを提供し得る。他の実施では、画像形成ブランケットの実質的に１５重量％で含まれるカーボンブラックを有する画像形成ブランケットを提供し得る。特定の実施において、カーボンブラックは半導体性であってもよい。
【0011】
他の実施によれば、ポリマー体は、シリコーンまたはフルオロシリコーンを含んでいてもよい。
【0012】
開示のさらに他の実施によれば、２４〜３６インチの範囲の長さおよび８〜１８インチの範囲の幅を有する画像形成ブランケットである。この画像形成ブランケットは、完全な可変データリソグラフ印刷システムの一部分を形成してもよい。
【0013】
本明細書に開示される方法の特定の実施によれば、可変データリソグラフ印刷システムのための画像形成ブランケットは、ポリマー、カーボンブラック、および表面処理されたヒュームドシリカを含む組成物をモールド構造に適用する工程であって、このモールド構造は、反復性の周期性マイクロテクスチャを有する表面をこの組成物に与える工程；組成物をモールド内で硬化する工程；およびこの組成物をモールドから離型して、画像形成ブランケットを製造し、画像形成ブランケットの表面が、明確に規定された周期性を有するこのマイクロテクスチャを含むように成型する工程によって製造されてもよい。
【0014】
特定の実施において、本明細書および上記で開示されるタイプの画像形成ブランケットは、可変データリソグラフシステムの要素を形成してもよい。画像形成ブランケットに加えて、こうしたシステムは、湿潤溶液サブシステム、パターニングサブシステム、インキングサブシステム、および画像転写サブシステムを含んでいてもよい。
【0015】
上記は、本開示の多数の独特の態様、特徴および利点の簡単な要約である。上記要約は、以下の完全な説明に関する文脈および特定の概念を導入するために提供される。しかし、この要約は排他的ではない。上記要約は、特許請求される主題の態様、特徴、または利点の排他的な同定として読まれるべきではない。故に、上記要約は、特許請求の範囲に限定を与えるようにも、この特許請求の範囲を決定するいかなる他の方法によって限定を与えるようにも読まれるべきではない。
【0016】
本明細書に添付される図面において、同様の参照番号は、種々の図面間で同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
本明細書に記述される例の多くは、印刷のためにインクパターニングされる均一に粒状化され、テクスチャリングされたブランケット表面を有する画像形成ブランケット（例えば印刷スリーブ、ベルト、ドラムなどを含む）を対象とする。可変データリソグラフ印刷のなおさらなる例において、硬度の低い（ｌｏｗ ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）ポリマー画像形成ブランケットを有するダイレクト・セントラル・インプレッション印刷ドラムが使用され、その上に、例えば湿潤液が形成され、インク着色されてもよい。こうしたポリマー画像形成ブランケットは、他のパラメータのうち、表面ラフネス、放射線吸収性、および疎油性の独特の仕様を必要とする。
【0019】
制御された表面ラフネスは、例えば近赤外（ＩＲ）入射レーザービームによる後続の選択除去のために相対的に非常に薄い（例えば２００ｎｍのオーダー）湿潤液層を保持する機能を有する。特定の実施形態において、表面処理されたヒュームドシリカの組み込みは、画像形成ブランケットにおける炭素分散（改善された熱吸収効率を生じる）および所望の表面マイクロテクスチャの形成の両方を改善することを見出した。さらに、ヒュームドシリカのこうした組み込みにより、以前のテクスチャリング手法に見られるテクスチャの不規則性の問題に対処するテクスチャを生じ、特にテクスチャ中に１ミクロン（＜１１−Ｊｍ）未満のピッチおよび高さを生じる。
【0020】
本開示によれば、ポリマー体を有する可変データリソグラフ画像形成ブランケットの表面テクスチャリング方法が開示される。特定の実施形態によれば、この方法は、ポリマー表面テクスチャリングを含む。ポリマー（例えばシリコーン）画像形成ブランケットは、キャスティングによって形成されることが多い。典型的なキャスト直後のポリマー表面は、高い表面光沢を、特に成型面の表面に有している。選択されたヒュームドシリカは、形成中にブランケット材料に導入される。
【0021】
本明細書に開示される可変データリソグラフ画像形成ブランケットのための１つの製作プロセスによれば、白金硬化される二成分液体のシリコーン化学物質が使用される。配合物のＰａｒｔＡは、以下の通りに調製されてもよい：ビニル末端処理されたまたはビニル含有シリコーンまたはビニル末端処理されたフルオロシリコーン（５０〜７０重量％）、カーボンブラック（１０〜２０重量％）、表面処理されたシリカ（２〜１０重量％）、溶媒（固形分重量の２〜３倍）、および研削媒体（上述の成分の総重量の１〜２倍）の混合物を、ペイントシェーカー、ロールミル、または顔料磨砕機を用いて８〜２４時間混合する。配合物のＰａｒｔＢは、メチルヒドロシリコーンまたはフルオロヒドロシリコーン（１０〜２０重量％）および溶媒（ヒドロシリコーンの重量の１〜６倍）を混合することによって調製される。白金触媒（１０〜２００ｐｐｍ）をＰａｒｔＡ混合物に添加し、続いてｐａｒｔＢを添加する。得られた混合物を、例えば３０分未満で混合し、次いでヒュームドシリカを導入し、材料をさらに混合する。
【0022】
本開示のいくつかの一般的な最終目的は、それぞれ以下にさらに議論されるように、改善された炭素分散、およびブランケット上へのマイクロテクスチャの形成にある。表面処理された疎水性ヒュームドシリカの導入は、これらの最終目的を達成できる予測できない手法である。
【0023】
炭素分散を改善するための別の手法は、表面処理されたカーボンブラック、例えばＣａｂｏｔ’ｓ Ｅｍｐｅｒｏｒシリーズのカーボンブラック（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）を使用することである。伝導性（または半導体性）カーボンブラック、例えばＣａｂｏｔ’ｓ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２、０ｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃａｒｂｏｎ’ｓ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６およびＰｒｉｎｔｅｘ ＸＥ−２Ｂ（Ｏｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ，Ｋｉｎｇｗｏｏｄ，ＴＸ）は、熱吸収充填材の例である。処理されたシリカの例としては、Ｃａｂｏｓｉｌ ＴＳ−６１０およびＴＳ−５３０（Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）ならびにＥｖｏｎｉｋ Ａｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２（Ｅｖｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）が挙げられるが、これらに限定されない。広範囲の分子量を有するビニル含有またはヒドロシラン含有シリコーンおよびフルオロシリコーンは、Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．（Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｖｉｌｌｅ，ＰＡ１９０６７）、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ４３２１５）、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｌ）、ＮｕＳｉｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮｕＳｉｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＬＣ，Ｃａｒｐｉｎｔｅｒｉａ，ＣＡ９３０１３）、およびＷａｃｋｅｒ（ＷａｃｋｅｒＣｈｅｍｉｅＡＧ，Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ）で入手可能である。
【0024】
図１は、画像形成ブランケット添加剤の種々の配合物の複数の例および得られた構造の評価を示す。これらの例の比較が、例えば選択された配合物を評価するために使用されてもよい。いくつかの市販のカーボンブラック材料が、これらの例において、フルオロシリコーン体材料を含む画像形成ブランケットにおいて、使用される（が、シリコーンおよび他の同様の材料も利用されてもよい）。
【0025】
シリコーンブランケットをテクスチャリングする既知の方法は、従来のオフセット印刷プレート、ダイアモンドマイクロ研磨フィルムまたは酸化アルミニウムラッピングフィルム上に液体シリコーンを湿式キャスティングすることを含む。しかし、既知のプレートおよびフィルムのテクスチャは、極めて確率的である。そのため、本発明者らは、特殊化したマイクロテクスチャリングされたマスターモールド（例えばＮａｎｏｔｅｘｘ ＧｍｂＨから入手可能）を利用している。マイクロテクスチャリングされたマスターエンボス加工ローラがまず、従来の半導体リソグラフ技術によって製作される。次いでローラのマイクロテクスチャが、薄いＭｙｌａｒフィルム上に堆積された湿式ソフトラッカーコーティング上にインプリントされる。インプリントされたラッカーは、次いでＵＶ光によって硬化され、よく規定されたナノテクスチャを有する最終モールドフィルムを与えるためにＵＶ光によって硬化される。マスターモールドを製造するための他のプロセスは、既知であり、本明細書に開示されるものに限定されない。
【0026】
１つ以上の多くの可能性としてのナノテクスチャ設計および配置は、成型中に、ブランケットへの最終的な転写のためにモールド表面に形成されてもよい。これらの設計および配置としては、ピラミッド、六角形、および円形が挙げられるが、これらに限定されない。ナノテクスチャの１つの例は、図２および３に示されるように、サブミクロンピッチ（０．１〜１．０ミクロン）、ピッチ直径（０．１〜１．０ミクロン）および深さ（０．１〜１．０ミクロン）を有する六角形の十分な充填である。
【0027】
図１に示されるように、一連のブランケットサンプルは、高度な炭素分散およびナノテクスチャ再現性を達成するために最も望ましい配合物を決定するために調製および特徴付けられる。本発明者らは、高度の炭素分散および高品質のテクスチャ再現性を達成するために、カーボンブラック、フルオロシリコーン油、分散剤、シリカエアロゲル、および表面処理されたシリカの使用を調査した。ブランケットサンプルの製作のための詳細な手順を以下でさらに議論する。
【0028】
３つのタイプの伝導性カーボンブラック、すなわちＣａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２，Ｏｒｉｏｎ ＰｒｉｎｔｅｘＬ６およびＸＥ−２８（それぞれＢＥＴ表面積２２０、２５０および１０００ｍ２／ｇ）を調べた。炭素分散の質およびテクスチャ再現性は、走査電子顕微鏡法を用いて、それぞれ炭素クランプのサイズおよび成型された表面を決定するためのブランケットサンプルの断面を試験することによって特徴付けた。Ｃａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２カーボンブラックを含有するサンプル１〜３について図１の表に示されるように、３〜１５ミクロンの区別可能な炭素クランプが観察され、炭素分散が非常に劣ることが示された。同様に、より大きな炭素クランプが、Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６カーボンブラックを含有するサンプル４〜７について観察された。これらは、添加剤、例えばフルオロシラン分散剤、例えば１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−フルオロオクチルトリヒドロキシシラン、シリカエアロゲル、および未処理シリカ、例えばＡｌｄｒｉｃｈシリカＳ５１３０は、炭素クランプを壊すのには有効でないことを示していた。予測できないことに、表面処理されたシリカ、例えばＥｖｏｎｉｋＡｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２の存在下では、炭素クランプは、２．６７〜４．４９重量％のＲ８１２を有するサンプル８〜１０によって例示されるように、より均一なパッチに壊されていた。パッチは、区別可能なクランプまたはパッチが見られなかったサンプル１１によって例示されるように、Ｒ８１２をさらに９．０重量％まで増大させると消失した。
【0029】
約１ミクロンのピッチ長さおよび高さを有するＮａｎｏｔｅｘｘモールド（図４を参照のこと）は、種々の配合物のテクスチャ再現性を調べるために使用した。サンプル１および４についてそれぞれ図５および６に例示されるように、サンプル１の場合よりもサンプル４の場合に突き出た炭素クランプが少ない。結果として、サンプル４は、より良好なテクスチャ再現性を示し、Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６は、Ｃａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２よりもフルオロシリコーン結合剤との適合性が高いことを示している。
【0030】
本発明者らは、フルオロシリコーンブランケットにおいて添加剤としてシリカナノ粒子の使用を調査した。シリカエアロゲル（サンプル５）および未処理の親水性シリカ（サンプル６および７）の使用では、テクスチャ再現性を改善できなかった。例えばサンプル５について図７を参照のこと。対照的に、表面処理された疎水性シリカ、例えばＥｖｏｎｉｋ’ｓ Ｒ８１２を使用することにより、サンプル８〜１２について図８〜１１に示されるように、炭素分散を改善するだけでなく、テクスチャ再現性を改善する。結果は、炭素クランプが存在すると、不均一な表面を生じ、モールドと不均一に接触し、ひいてはテクスチャ再現性が悪くなることを示している。未処理のシリカは、親水性（表面Ｓｉ−ＯＨ基による）であり、配合物中の残りの疎水性成分（ビニル末端処理されたフルオロシリコーン、トリフルオロトルエン、およびカーボンブラックを含む）と適合性ではなく、自己アグロメレーションを生じ易い。一方、表面Ｓｉ−ＯＣＨ３基を有する表面処理されたシリカは、疎水性成分の中で、均一に分散できる疎水性である。しかし、その存在下で炭素クランプを壊すことは予測できない。カーボンブラック粒子とシリカナノ粒子との間の高い親和性が存在することで、炭素クランプの破壊を導くというのが１つの理論である。
【0031】
高表面積カーボンブラック、例えばＯｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ ＸＥ−２８（サンプル１２）の使用により、断面図において炭素クランプのないブランケットを与えた。しかし、図１２に示されるように、わずかに突き出た炭素パッチにより生じた不均一な表面は、テクスチャ再現性が劣る可能性があることは注目に値する。Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６およびＸＥ−２８の両方を含有するサンプル１３は、炭素クランプを示し、テクスチャ再現性が劣る。Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ ＸＥ−２８について炭素クランプが存在しないことは、Ｃａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２およびＯｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６の場合より約４倍高い１０００ｍ２／ｇというその相当大きな表面積に起因し得る。
【0032】
サンプル調製のための一般的手順を、図１の第１欄に列挙されたサンプル１の調製について以下に記載する。炭素分散液は、まずＣａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２ カーボンブラック（０．８５ｇ）、ＮｕＳｉｌ ＦＳ−３５０２−１Ａ（５．４ｇ）、１，３，５−トリス［（３，３，３−トリフルオロプロピル）メチル］シクロトリシロキサン（Ｄ３Ｆ，０．８４ｇ）、トリフルオロトルエン（１６ｇ）、およびステンレススチールボール（２０ｇ）を、６０ｍｌのポリプロピレン（ＰＰ）ボトルに添加することによって調製された。得られた混合物は、リストアクションシェーカーを用いて高速で一晩振とうした。白金触媒（７０マイクロリットル，白金濃度２．１〜２．４％を有するＧｅｌｅｓｔ製ＳＩＰ６８３１．２）を、マイクロシリンジを介して６０ｍｌのＰＰボトルに添加し、得られた混合物をリストアクションシェーカーにおいて５分間振とうし、最終ＰａｒｔＡ混合物を得た。Ｎｕｓｉｌ ＸＬ１５０、メチル（ｍｅｔｈｙ）ヒドロフルオロシリコーン（１．２ｇ）およびトリフルオロトルエン（２．４ｇ）を含有するプレ混合されたＰａｒｔＢ溶液を一度にＰＰボトルに添加し、得られた混合物を１０分間振とうした。最終混合物を、４インチ×４インチのポリプロピレン皿の底部に対して両面接着剤によって保持された３．５インチ×３．５インチのナノテクスチャリングされたモールド（図２および３に対して議論されるように）に注いだ。溶媒を蒸発させ、混合物を室温で一晩硬化させ、フルオロシリコーンサンプル１を得た。
【0033】
乾燥されたサンプルをモールドから放出し、テクスチャサイドが上になるようにアルミニウムプレートに置き、次いで１６０〜１７０℃のオーブンで少なくとも６時間完全に硬化するまで硬化し、最終サンプル１を得た。得られたブランケット材料のテクスチャを、次いで走査電子顕微鏡法によって特徴付けた。図４に示されるように、３〜１５ミクロンの炭素クランプが見られ、結果として不均一な表面をもたらし、炭素分散が非常に劣ることを示す。観察されたサイズのクランプは、画像形成ブランケット表面テクスチャのサイズおよび均一性、熱効率、耐摩耗性などに負の影響を与える。加えて、テクスチャ再現性が劣り、主に炭素クランプエリアにて生じる。
【0034】
議論されたように、サンプル２および３は、他の構成要素、例えば溶媒のパーセンテージを変動させると同時に、Ｃａｂｏｔ Ｖｕｌｃａｎ ＸＣ７２を用いる追加の例である。図１のサンプル４から１２は、Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６（Ｏｒｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｃａｒｂｏｎｓ，Ｋｉｎｇｗｏｏｄ，ＴＸ）、Ｏｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ ＸＥ−２８、または両方を用いた追加の例を示す。
【0035】
１つの特定伝導性カーボンブラックＯｒｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌ６と組み合わせて表面処理されたシリカを使用することにより、結果として炭素クランプを壊すことによって炭素分散を改善することを示した。他のカーボンブラック組成物、例えばＣａｂｏｔおよびＸＥ−２８炭素について表面処理されたシリカの使用に関するデータは提供されていないが、カーボンブラックについてのこの手法は一般化され、それらについても同様に作用し得る。
【0036】
カーボンブラックに加えて、ヒュームドシリカを、形成中に図１からの種々の例に導入した。３つのタイプのシリカ、すなわちＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇシリカエアロゲル（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｌ）、ＡｌｄｒｉｃｈシリカＳ５１３０（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）、およびＡｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２（Ｅｖｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）を添加剤として調査した。これらを、図１のサンプル６〜１１について例示する。
【0037】
図１に示されるように、炭素クランプおよび劣るテクスチャ再現性は、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ ＡｅｒｏｇｅｌおよびＡｌｄｒｉｃｈ ヒュームドシリカＳ５１３０（例７〜９）の存在において見られた。しかし、Ａｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２は、この材料の重量％が２．６７％から４．４６％および９．０６％（例１０〜１２）に増大するときに、炭素分散および表面テクスチャ再現性に顕著な改善を示した。９．０６％のＡｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２を含有する画像形成ブランケットサンプル１２は、炭素クランプがなく、優れたマイクロテクスチャ製造を示した。Ａｅｒｏｓｉｌ Ｒ８１２は、表面処理されたヒュームドシリカであり、Ａｌｄｒｉｃｈ ヒュームドシリカＳ５１３０は表面処理されていない。
【0038】
一般に、画像形成ブランケットシステムにおいて表面処理されたヒュームドシリカを提供する利益は、シリカがブランケット固形分の約５重量％よりも多い量で、約１５重量％までの量で存在する場合に実現される（しかし、上限は、ブランケットの得られる脆弱性によって設定され、これは多くの変数の関数であるが、これらとしては、ブランケットシステムに存在する他の材料およびブランケットを形成するためのプロセスが挙げられるが、これらに限定されない）。上記で議論される１つの特定実施形態によれば、実質的に９．０６の重量％の表面処理されたヒュームドシリカは、観察された最適化された炭素分散および表面マイクロテクスチャ形成を与えた。しかし、画像形成ブランケットシステムの他の組成物のような他の実施形態によれば、他のパーセンテージでも最適であり得る。
【0039】
本発明者らは、上記例の結果を拡張し、可変データリソグラフ用途のために商業的に実現可能なフルオロシリコーン画像形成ブランケットを製造した。こうしたブランケットは、長さが２４〜３６インチ程度および幅が８〜１８インチ程度である。歴史的には、表面処理されたヒュームドシリカの組み込みにより、こうした大面積の均一な小さいフィーチャテクスチャリングを得ることは困難であったが、製造された画像形成ブランケットは、高度に均一なサブミクロンのテクスチャリングを示し、適切な成型構造から正確に再現された。山と谷は、表面積全体にわたって均一にランダムである。
【0040】
上記で記載されるタイプの画像形成ブランケットは、図１４に示されるように、可変データリソグラフ印刷システムにおいて配置されていてもよく、これはこうしたシステムの特定のサブシステムを例示するが、こうしたブランケットが配置されていてもよい多くの例の１つに過ぎない。システム１０は、上記で記載されるタイプの画像形成ブランケット１２を保持する画像形成部材（この実施形態においてはドラムであるが、これは等価に、プレート、ベルトなどであってもよい）を含む。画像形成ブランケット１２は、基材１４が、画像形成ブランケット１２とインプレッションローラ１８との間に挟まれているニップ１６にて基材１４にインク画像を適用する。種々広範なタイプの基材、例えば紙、プラスチックまたは複合シートフィルム、セラミック、ガラスなどを使用してもよい。この説明の明確性および簡潔性のために、本発明者らは、基材が紙であると想定し、本開示は、その基材の形態に限定されないことを理解する。例えば他の基材としては、ボール紙、波形包装材料、木材、セラミックタイル、布地（例えば衣類、ドレープ、衣料品など）、透明またはプラスチックフィルム、金属箔などを挙げることができる。１０重量％を超える顔料密度を有するものを含む広い許容度のマーキング材料が使用されてもよく、これらとしては、包装に有用な金属性インクまたは白色インクが挙げられるが、これらに限定されない。開示のこの部分の明確性および簡潔性のために、本発明者らは、一般に用語インクを使用し、これはマーキング材料の範囲、例えばインク、顔料および他の材料の範囲を含むと理解され、これは本明細書に開示されるシステムおよび方法によって適用されてもよい。
【0041】
画像形成ブランケット１２の周りの第１の位置に、湿潤液サブシステム３０を配置する。湿潤溶液サブシステム３０は、一般に、画像形成ブランケット１２の表面を均一に湿潤するために一連のローラ（湿潤ユニットと称する）を含む。多くの異なるタイプおよび構成の湿潤ユニットが存在することが周知である。湿潤ユニットの目的は、均一および制御可能な厚さを有する湿潤溶液３２の層を送達することである。１つの実施形態において、この層は、０．２μｍ〜１．０μｍの範囲であり、ピンホールがなく非常に均一である。湿潤溶液３２は、主に水を含むが、場合により、その元々の表面張力を低減するため、ならびに後続のレーザーパターニングのために必要な蒸発エネルギーを低下させるために少量のイソプロピルアルコールまたはエタノールを有していてもよい。加えて、好適な界面活性剤は、理想的には、少量の重量％で添加され、これが再画像形成性の表面層に多量の湿潤を促進する。
【0042】
正確で均一な量の湿潤溶液を適用した後、１つの実施形態において、光学パターニングサブシステム３６を使用し、例えばレーザーエネルギーを用いて湿潤溶液層を画像様の蒸発を行うことにより湿潤溶液に潜像を選択的に形成する。エネルギーを送達して再画像形成性表面にわたって湿潤溶液をパターニングするための種々の異なるシステムおよび方法が、本明細書に開示され、特許請求される種々のシステム構成成分と共に使用されてもよいことが理解される。しかし、特定のパターニングシステムおよび方法は、本開示を限定しない。
【0043】
湿潤溶液３２の層のパターニングの後、インカーサブシステム４６を使用して、湿潤溶液３２の層および画像形成ブランケット１２にわたって、インク４８の均一な層を適用する。インカーサブシステム４６は、１つ以上の形成ローラ上にオフセットインクを計量するためにアニロックスローラを用いる「キーレス」システムからなってもよい。あるいは、インカーサブシステム４６は、インクの正確な供給量を決定するために電気機械的キーを使用する一連の計量ローラを有する、より典型的な要素からなってもよい。インカーサブシステム４６の一般的な態様は、本開示の用途に依存し、当業者によって十分理解される。
【0044】
インカーサブシステム４６からのインクが初期に画像形成ブランケット１２を湿潤するために、インクは、画像形成ブランケット１２の露呈した部分（ここで湿潤溶液は、サブシステム３６をパターニングすることによって除去されてもよい）上に分裂するために十分低い凝集エネルギーを有していなければならず、湿潤溶液の領域（ここで湿潤溶液はサブシステム３６をパターニングすることによって除去されていない）にて拒絶されるのに十分疎水性でなければならない。湿潤溶液は、低粘度および疎油性であるので、湿潤溶液によって覆われるエリアは、動的凝集エネルギーが非常に低い湿潤溶液の層において分裂が元々生じるので、元来すべてのインクを拒絶する。湿潤溶液を有していないエリアにおいて、インク間の凝集力が、インクと画像形成ブランケット１２との間の接着力よりも十分低い場合、インクは、形成ローラニップの出口にてこれらの領域間で分裂する。そのため、使用されるインクは、溶液を含まない領域の良好な充満および画像形成ブランケット１２に対する良好な接着を促進するために、相対的に低い粘度を有するべきである。
【0045】
このレオロジーの考慮に加えて、インク組成物が、疎水性特徴を維持することにより、結果として湿潤溶液３２の領域によって拒絶されることが重要である。これは、オフセットインク樹脂、および疎水性であり、非極性化学基（分子）を有する溶媒を選択することによって維持できる。
【0046】
インクは、次に転写サブシステム７０にて基材１４に転写される。図１４に例示される実施形態において、これは基材１４を画像形成ブランケット１２とインプレッションローラ１８との間のニップ１６を通して通過させることによって達成される。適切な圧力は、画像形成ブランケット１２とインプレッションローラ１８との間に適用され、こうしてインク（湿潤溶液が除去された領域において）を基材１４と物理的に接触させる。インクの基材１４に対する接着および強力な内部凝集性によって、インクが画像形成ブランケット１２から分離し、基材１４に接着する。
【0047】
大部分のインクが基材１４に転写された後、いずれかの残留インクおよび残留湿潤溶液は、好ましくはその表面をこすり取ることも摩耗することもなく、画像形成ブランケット１２から除去されなければならない。湿潤溶液の大部分は、容易に、十分なエアフローを伴うエアナイフ７７を用いることによって容易に素早く除去できる。しかし、一部の量のインク残留物は、依然として残っていてもよい。本明細書に開示される１つの実施形態によれば、この残留インクの除去は、画像形成ブランケット１２と物理的に接触した状態の第１のクリーニング部材を用いるクリーニングサブシステム７２、例えば粘つく粘着性部材７４にて達成される。ローラとして示され、記載されるが、粘着性部材７４は、プレート、ベルトなどであってもよい。粘着性部材７４は、高い表面接着を有し、湿潤溶液からの残留インクおよび残留（少）量の界面活性剤化合物を、画像形成ブランケット１２から引きつける。
【0048】
本明細書で議論される例は、単に、画像形成ブランケットシステムに対する表面処理されたヒュームドシリカの添加により得られる利益を例示するために与えられる。本開示は、これらの例の条件のいずれか１つのセットに限定されると解釈されるべきではない。実際、本開示の記載またはその特許請求の範囲における限定は、絶対的なものとして読み取られ得ず、読み取られるべきでもない。特許請求の範囲の限定は、本開示の境界を規定することを意図する（これらの限定までおよびこれらの限定を含む）。このことをさらに強調するために、用語「実質的に」が、場合によっては、特許請求の範囲の限定と関連して本明細書で使用されてもよい（しかし、変形および不完全性の考慮は、この用語と共に使用されるこうした限定のみに制限されない）。本開示自体の限定を厳密に定義することは困難であるが、本発明者らは、この用語が「大きい範囲まで」、「実施可能な程度に近い」、「技術的限定内」などとして解釈されることを意図する。