專利名稱：用于制備熱敏模版的方法和裝置以及熱敏模版材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過熱頭(thermal head)或其類似物列熱敏模版(stencil)材料的熱塑性樹脂薄膜進(jìn)行熱穿孔制備模版的方法和裝置，涉及熱敏模版材料。本發(fā)明更特別涉及對(duì)孔眼形狀、印刷質(zhì)量和模版制備速度的改進(jìn)。
制造熱敏模版的方法大體分為如下兩種，方法1將熱敏模版材料的樹脂膜一面與其上帶有以含碳材料繪制的圖象的原型緊密接觸，并將該薄膜通過在紅外線下成象曝光產(chǎn)生的熱進(jìn)行穿孔；方法2；通過用例如帶有一系列微型加熱器器件的熱頭的裝置對(duì)熱敏模版材料的樹脂膜一面進(jìn)行二維掃描，對(duì)熱敏模版材料的樹脂膜進(jìn)行成象穿孔。本說(shuō)明書中將前一方法稱為“模擬模版制造方法”，后一方法稱為“數(shù)字模版制造方法”。目前，數(shù)字模版制造方法比模擬模版制造方法更流行，原因在于前者在原型中不需要碳，同時(shí)容易進(jìn)行成象處理。
當(dāng)模版通過數(shù)字模版制造方法制造時(shí)，優(yōu)選孔眼被象素離散，并且形狀和穿孔程度均勻，因此印刷圖形的細(xì)線和/或邊緣顯示與原圖邊緣完全一致，印刷圖形的實(shí)體部分具有足夠的密度，并且轉(zhuǎn)印至各印刷片的油墨量可很好地控制以不造成油墨轉(zhuǎn)污(第一張印刷片表面上的油墨沾污重疊于第一張印刷片表面上的第二張印刷片背面這樣的現(xiàn)象)。
另一方面，為滿足目前對(duì)更高圖象質(zhì)量的要求，已將例如400dpi或600dpi的高精細(xì)或高分辨熱頭廣泛用作熱穿孔模版材料的熱裝置。這類高分辨熱裝置可提供的最高溫度通常比低分辨熱裝置的低。因此，為了用高分辨熱裝置按給定尺寸穿孔模版材料，模版材料應(yīng)比通過低分辨熱裝置穿孔時(shí)對(duì)穿孔更敏感。此外，由于孔眼(象素)數(shù)隨分辨率升高而增加，因此優(yōu)選應(yīng)縮短形成每個(gè)孔所需的時(shí)間，換言之，每個(gè)孔眼應(yīng)以更高的速度形成。因此，為滿足這些要求已對(duì)樹脂薄膜的物理性能、熱頭的結(jié)構(gòu)和控制熱頭的方法進(jìn)行了研究。
用于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜當(dāng)通過熱源如熱頭加熱時(shí)產(chǎn)生收縮應(yīng)力并通過收縮穿孔。為改進(jìn)熱敏模版材料的穿孔敏感性，已提出例如公開于日本未審專利公開4(1992)-125190中的具有指定熱收縮因子的熱塑性樹脂薄膜，或例如公開于日本未審專利公開7(1995)-52573和7(1995)-68964中的具有指定熱收縮因子和指定熱收縮應(yīng)力的熱塑性樹脂薄膜。然而，在這些專利公開中，指定的熱收縮因子或熱收縮應(yīng)力基于當(dāng)將薄膜加熱數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘時(shí)測(cè)量的熱收縮因子或熱收縮應(yīng)力，此加熱時(shí)間比實(shí)際穿孔時(shí)加熱薄膜的時(shí)間長(zhǎng)得多。此外，該測(cè)量是靜態(tài)的，并不反映實(shí)際穿孔。同時(shí)，盡管已報(bào)道通過例如TMA(熱機(jī)械分析)在其中待加熱的區(qū)域不低于數(shù)毫米(mm)和溫度變化為10℃/min左右的宏觀和準(zhǔn)靜態(tài)條件下測(cè)量的熱收縮因子或熱收縮應(yīng)力，但是尚未報(bào)道在實(shí)際模版制造方法中在其中要通過熱頭或類似裝置加熱的區(qū)域?yàn)閿?shù)十微米(μm)和溫度變化為1℃/μs左右的微觀和動(dòng)態(tài)條件下穿孔的行為。
此外，通常對(duì)模版制造方法中穿孔的討論都不是基于穿孔期間的穿孔行為，而是基于孔眼的最終狀態(tài)。在這樣的討論中，一般旨在控制孔眼的最終尺寸和形狀而討論樹脂薄膜的物理性能、熱頭的結(jié)構(gòu)和控制熱頭的方法，使用薄膜的TMA數(shù)據(jù)僅說(shuō)明對(duì)穿孔的敏感性。因此，涉及孔眼被象素離散和穩(wěn)定孔眼形狀的程度的薄膜性能通常與薄膜穿孔敏感性和薄膜穿孔速度不一致。換言之，當(dāng)薄膜可穿孔以致孔眼充分離散且形狀均勻時(shí)，該薄膜穿孔敏感性低并且穿孔耗時(shí)長(zhǎng)。反之亦然。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)的模版制造系統(tǒng)中，要制備多種熱塑性樹脂薄膜，各種薄膜的穿孔敏感性要通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)或TMA測(cè)量確定，并從中選取一種最接近目標(biāo)敏感性的薄膜。
有關(guān)熱收縮因子和熱收縮應(yīng)力的通用數(shù)據(jù)不總是與在實(shí)際設(shè)計(jì)的針對(duì)例如孔眼離散性和形狀均勻性、穿孔敏感性和穿孔速度的模版制造系統(tǒng)中獲得的薄膜評(píng)估值一致。如上所述，這是因?yàn)門MA數(shù)據(jù)等是在宏觀和半靜態(tài)條件下獲得的，而在實(shí)際模版制造方法中實(shí)際穿孔是在微觀和動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行的。此外，除穿孔敏感性外，難以從TMA數(shù)據(jù)中，獲得代表穿孔速度、孔眼形狀穩(wěn)定性等的薄膜性能。即使對(duì)于穿孔敏感性，也難以評(píng)估例如在TMA曲線中相互差別不大的薄膜樣品之間的穿孔敏感性差別，原因在于實(shí)際上不可能制備彼此一個(gè)或多個(gè)特定因子如TMA曲線不同而其它因子保持相同的各種薄膜樣品。因此，當(dāng)要選取合適種類的樹脂薄膜時(shí)，必須用各種樹脂薄膜樣品實(shí)際制造模版，這樣增加了開發(fā)成本。
如上所述，在模版制造實(shí)驗(yàn)中作為特征值獲得的信息僅為穿孔完成時(shí)有關(guān)孔眼尺寸和形狀的信息。因此，在無(wú)經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)下，非常難以知道為了獲得所需的孔形狀或孔眼應(yīng)如何基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果改變樹脂薄膜的物理性能，這樣就難以進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)和對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行改進(jìn)。不令人滿意的樹脂薄膜性能設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致這樣的情況盡管孔眼離散和形狀基本均勻，但是穿孔敏感性和穿孔速度太差以致于在實(shí)際條件下不能獲得高分辨模版，或者盡管穿孔敏感性和穿孔速度令人滿意，但是孔眼不離散和形狀不均勻。
因此，基于獲得的常規(guī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不可能開發(fā)通過對(duì)熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜進(jìn)行熱穿孔制造模版的方法和裝置，和其中對(duì)孔眼形狀均勻性、穿孔敏感性和穿孔速度的要求都滿足的用于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜。
基于以上觀察和描述，本發(fā)明的主要目的是提供一種通過對(duì)熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜進(jìn)行熱穿孔制造模版的方法和裝置，和其中孔眼可離散和形狀均勻、且穿孔敏感性和穿孔速度都高的用于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種利用通過供給能量被加熱的熱源熱成形排列于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼而制造模版的方法，其中改進(jìn)包括當(dāng)自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％但不超過估算時(shí)間的100％時(shí)，切斷向熱源供給能量，估算穿孔時(shí)間是預(yù)期通過熱源產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至作為最終尺寸的所需尺寸必需的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
作為最終尺寸所需的尺寸是指其中當(dāng)孔眼增大結(jié)束時(shí)形成的孔眼的尺寸，以下某些時(shí)候稱為“目標(biāo)尺寸”、“目標(biāo)直徑”或“目標(biāo)面積”。
優(yōu)選估算穿孔時(shí)間是，當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
優(yōu)選在主掃描方向和次掃描方向的孔眼目標(biāo)直徑設(shè)定為不低于相應(yīng)方向中掃描間距的45％但不超過80％。
優(yōu)選孔眼目標(biāo)面積設(shè)定為不低于主掃描方向和次掃描方向中掃描間距乘積的20％但不超過50％。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種用于制造模版的裝置，包括通過供給能量被加熱的熱源，向熱源供給能量的熱源控制設(shè)備，和通過熱源對(duì)熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜進(jìn)行掃描以熱成形排列于熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼的掃描設(shè)備，其中改進(jìn)包括當(dāng)自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％但不超過估算穿孔時(shí)間的100％時(shí)，熱源控制設(shè)備切斷向熱源供給能量，估算穿孔時(shí)間是預(yù)期通過熱源產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至作為最終尺寸的所需尺寸必需的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
優(yōu)選估算穿孔時(shí)間是，當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
優(yōu)選熱源控制設(shè)備設(shè)定在主掃描方向和次掃描方向的孔眼目標(biāo)直徑不小于相應(yīng)方向中掃描間距的45％但不大于80％。
優(yōu)選熱源控制設(shè)備設(shè)定孔眼目標(biāo)面積不小于主掃描方向和次掃描方向中掃描間距乘積的20％但不大于50％。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種用于模版材料的熱塑性樹脂薄膜，通過經(jīng)過供給能量而被加熱的熱源在主掃描方向和次掃描方向掃描薄膜并熱形成排列于熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼，其中改進(jìn)包括熱塑性樹脂薄膜的可熱收縮性能應(yīng)使自切斷向熱源供給能量的時(shí)刻至孔眼停止增大的時(shí)刻的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量的時(shí)刻至切斷向熱源供給能量時(shí)刻的時(shí)間間隔的0％但不超過100％。
優(yōu)選將孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間(以下稱為停止增大時(shí)間)設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間t的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
盡管孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間嚴(yán)格為孔眼在所有方向停止增大時(shí)的時(shí)間，但為簡(jiǎn)單起見，認(rèn)為該時(shí)間是孔眼在主掃描方向和次掃描方向都停止增大時(shí)的時(shí)間。
參考圖5，“孔眼直徑”定義如下。即，在孔眼21中，孔眼21在給定方向的直徑為孔眼21的邊緣23(由熱穿孔產(chǎn)生的環(huán)形變厚部分)的內(nèi)圓周(由在通過光學(xué)顯微鏡獲得的亮視場(chǎng)圖象中邊緣內(nèi)斜面(將在下面描述)的暗區(qū)限定的邊界)在與給定方向平行的直線24上的正射投影的長(zhǎng)度25。
“孔眼面積”為被邊緣內(nèi)圓周包圍的部分22(圖5)的面積。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)了一種評(píng)估穿孔的新方法。這就是，我們觀察到這樣一種現(xiàn)象通過使用能夠在顯微鏡視野中以高速度μs形成μm數(shù)量級(jí)的圖象的系統(tǒng)，形成很小的孔眼，且該孔眼在模版材料的熱塑性樹脂薄膜與熱源如熱頭接觸時(shí)變大。該結(jié)果在圖6中給出。在圖6中，縱座標(biāo)表示孔眼直徑，橫坐標(biāo)表示從向熱源供給能量起始的時(shí)間。從圖6中，我們發(fā)現(xiàn)孔眼出現(xiàn)在下面四個(gè)階段。
在第一階段，將熱塑性樹脂薄膜通過熱頭的加熱器元件(熱源)加熱，該加熱器元件的溫度在其中心最高，接近邊緣時(shí)降低。薄膜的溫度在與加熱器元件中心接觸的部分最高，隨著離與該加熱器元件中心接觸的部分的距離增大，薄膜溫度降低。當(dāng)薄膜溫度超過薄膜開始收縮時(shí)的收縮起始溫度時(shí)，產(chǎn)生收縮應(yīng)力，該收縮應(yīng)力趨于縮短薄膜上任何兩個(gè)點(diǎn)之間的距離，因此，在溫度不低于收縮起始溫度的區(qū)域的任何點(diǎn)產(chǎn)生張力。張力的方向基本上垂直于(若熱收縮是各向同性的，則剛好垂直于)薄膜上的等溫線。另一方面，當(dāng)薄膜的溫度足夠低時(shí)，不產(chǎn)生收縮應(yīng)力。因此，薄膜的樹脂從薄膜的最高溫度點(diǎn)移開，好象沿著溫度梯度下滑一樣。
在第二階段，在靠近薄膜的最高溫度點(diǎn)產(chǎn)生初始小孔。
在第三階段，初始小孔的外周被來(lái)自外面的張力向外拉動(dòng)，如此孔眼增大(孔眼通過收縮應(yīng)力增長(zhǎng))。孔眼的外周被向外拉動(dòng)，其在樹脂中所占的體積在其路徑上增大，由此形成邊緣。
在第四階段，加熱器元件被切斷能量，因此其溫度降低。隨著加熱器元件溫度降低，與該加熱器元件接觸的薄膜溫度也降低，當(dāng)薄膜溫度變?yōu)榈陀谑湛s起始溫度時(shí)，無(wú)張力作用于邊緣上，孔眼的形狀固定(穿孔結(jié)束)。以下將在本階段測(cè)量的孔眼的直徑或面積稱為“孔眼在最終狀態(tài)”的直徑或面積。
因此，我們已發(fā)現(xiàn)上述不相容的要求，即孔眼的離散性、孔眼形狀穩(wěn)定性、模版材料的穿孔敏感性和高穿孔速度可通過在由孔眼尺寸與供給能量時(shí)間曲線獲得的各種參數(shù)以外設(shè)定自開始向熱源供給能量的時(shí)刻至切斷向熱源供給能量時(shí)刻的時(shí)間間隔與估算穿孔時(shí)間之比在特定比例范圍內(nèi)而高水平地平衡。
換言之，上述不相容的要求可通過當(dāng)自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％但不超過估算穿孔時(shí)間的100％時(shí)切斷向熱源供給能量而高水平地平衡。當(dāng)在自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的估算穿孔時(shí)間的50％之前切斷向熱源供給能量時(shí)，穿孔敏感性降低并且不能以滿意速度形成孔眼。另一方面，當(dāng)在自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的估算穿孔時(shí)間的100％之后切斷向熱源供給能量時(shí)，孔眼不能離散，同時(shí)孔眼形狀變得不穩(wěn)定。
此外，當(dāng)估算穿孔時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)(A、B和C為正常數(shù))上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2時(shí)，估算的穿孔時(shí)間可在不受測(cè)量孔眼直徑中的精度影響下確定。
此外，當(dāng)將在主掃描方向和次掃描方向中的孔眼目標(biāo)直徑，即切斷能量后在主掃描方向和次掃描方向中預(yù)期孔眼變大的直徑，設(shè)定為不低于相應(yīng)掃描方向中掃描間距的45％但不大于80％時(shí)，通過所得模版轉(zhuǎn)移的油墨量可以為這樣的量，即可以在實(shí)體部分避免油墨轉(zhuǎn)污，同時(shí)確保必須的密度，并且細(xì)字符部分可具有足夠的寬度和密度。
此外，當(dāng)孔眼的目標(biāo)面積，即切斷能量后預(yù)期孔眼變大的面積，設(shè)定為不低于主掃描方向和次掃描方向中掃描間距乘積的20％但不大于50％時(shí)，通過所得模版轉(zhuǎn)移的油墨量可以為這樣的量，即可以在實(shí)體部分避免油墨轉(zhuǎn)污，同時(shí)確保必須的密度，并且細(xì)字符部分可具有足夠的寬度和密度。
當(dāng)用于模版材料的熱塑性樹脂薄膜的可熱收縮性能為這樣的程度，即若自切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔的0％但不大于100％，則孔眼可離散，孔眼的形狀可穩(wěn)定，可確保優(yōu)良的穿孔敏感性并可確保高穿孔速度。自切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔短于自開始向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔的0％，意味著在仍然向熱源供給能量之前孔眼停止增大。當(dāng)向熱源供給能量的持續(xù)時(shí)間比對(duì)熱塑性樹脂薄膜穿孔所需的時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，或當(dāng)收縮起始溫度低并且熱收縮應(yīng)力如此大(以致于在熱源正在供能下熱源內(nèi)溫度升高變慢時(shí)孔眼停止增大)時(shí)，出現(xiàn)此現(xiàn)象。當(dāng)自切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔短于自開始向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔的0％時(shí)，盡管孔眼敏感性和穿孔速度高，但孔眼形狀容易波動(dòng)。另一方面，當(dāng)前一時(shí)間比后一時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，孔眼敏感性和穿孔速度不高。
當(dāng)停止增大時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間t的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)(A、B和C為正常數(shù))上時(shí)公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2時(shí)，停止增大時(shí)間可在不受測(cè)量孔眼直徑中的精度影響下確定。
孔眼的直徑和面積值不是對(duì)層壓于多孔支撐片材(由此形成熱敏模版)上的熱塑性塑料薄膜測(cè)量的，而是對(duì)熱塑性塑料薄膜本身測(cè)量的。這是因?yàn)楹茈y在其中熱塑性塑料薄膜層壓于多孔支撐片材上的狀態(tài)下觀察孔眼狀態(tài)，并且很難測(cè)量孔眼的直徑和/或面積。然而，對(duì)熱塑性塑料薄膜本身測(cè)量的孔眼狀態(tài)(孔眼的直徑和/或面積)與對(duì)層壓于多孔支撐片材上的熱塑性塑料薄膜測(cè)量的孔眼狀態(tài)具有高相關(guān)性。圖7和圖8給出了這種相關(guān)性。在圖7中，縱坐標(biāo)表示當(dāng)熱敏模版材料(層壓在一起的熱塑性塑料薄膜和多孔支撐片材)在各種條件下穿孔時(shí)在最終狀態(tài)中的孔眼直徑，橫坐標(biāo)表示當(dāng)與用于熱敏模版材料相同的熱塑性塑料薄膜本身在相同條件下穿孔時(shí)在最終狀態(tài)中的孔眼直徑。圖7中所示的圖的相關(guān)系數(shù)為0.913。在圖8中，縱坐標(biāo)表示當(dāng)熱敏模版材料(層壓在一起的熱塑性塑料薄膜和多孔支撐片材)在各種條件下穿孔時(shí)在最終狀態(tài)中的孔眼面積，橫坐標(biāo)表示當(dāng)與用于熱敏模版材料相同的熱塑性塑料薄膜本身在相同條件下穿孔時(shí)在最終狀態(tài)中的孔眼面積。圖8中所示的圖的相關(guān)系數(shù)為0.9319。因此可以理解，熱塑性塑料薄膜本身中的孔眼狀態(tài)能夠代表在包括與多孔支撐片材層壓的熱塑性塑料薄膜的熱敏模版材料中的孔眼狀態(tài)。


圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案制備熱敏模版材料的裝置的示意圖，圖2為顯示加熱器元件的溫度與施于加熱器元件上的矩形脈沖之間的關(guān)系的示意圖，圖3為顯示加熱器元件的溫度與施于加熱器元件上的間歇脈沖之間的關(guān)系的示意圖，圖4A為顯示熱頭的一個(gè)重要部分的片斷平面示意圖，圖4B為沿圖4A中Y-Y線的橫截面示意圖，圖4C為沿圖4A中X-X線的橫截面示意圖，圖5為顯示一個(gè)孔眼的示意圖，圖6為顯示在孔眼成形期間孔眼直徑變化的示意圖，圖7為顯示對(duì)熱塑性塑料薄膜本身測(cè)量的孔眼直徑與對(duì)層壓于多孔支撐片材上的熱塑性塑料薄膜測(cè)量的孔眼直徑的相關(guān)性的示意圖，和圖8為顯示對(duì)熱塑性塑料薄膜本身測(cè)量的孔眼面積與對(duì)層壓于多孔支撐片材上的熱塑性塑料薄膜測(cè)量的孔眼面積的相關(guān)性的示意圖。
在圖1中，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的模版制造裝置8包括具有一系列多個(gè)加熱器元件5(在圖1中只能看到一個(gè))的熱頭4和一個(gè)壓板輥3。當(dāng)壓板輥3通過電動(dòng)機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)時(shí)熱敏模版材料1沿箭頭A方向輸送，并在壓板輥3與熱頭4之間通過，其中模版材料1的熱塑性薄膜1a一側(cè)面向熱頭4。這樣，熱頭4的加熱器元件5對(duì)模版材料1的熱塑性塑料薄膜1a進(jìn)行擠壓，并且熱塑性薄膜被由熱頭驅(qū)動(dòng)電路6供能的加熱器元件5穿孔。由熱頭驅(qū)動(dòng)電路6給加熱器元件供給的能量由控制器7控制。為提高穿孔速度，將加熱器元件5分成多塊，熱頭驅(qū)動(dòng)電路6一塊一塊地驅(qū)動(dòng)加熱器元件5。
在該模版制造裝置8中，將動(dòng)力(電壓)以連續(xù)矩形波形式向加熱器元件5輸送，以穿開對(duì)應(yīng)于一個(gè)象素的孔眼(如圖2所示)。對(duì)輸送的動(dòng)力隨時(shí)間積分即為供給的能量。當(dāng)正在供給動(dòng)力時(shí)，加熱器元件5的表面溫度升高，當(dāng)切斷動(dòng)力輸送時(shí)，加熱器元件5的表面溫度降低。圖2為由紅外輻射溫度計(jì)測(cè)量的加熱器元件5表面溫度在其中心處變化的一個(gè)例子。當(dāng)加熱器元件5按如圖2所示的模式加熱時(shí)，模版材料的熱塑性樹脂薄膜部分通過熱收縮被穿孔?？蓪?duì)加熱器元件5輸送間歇波形式的動(dòng)力，如圖3所示。在加熱器元件5由間斷波形式的動(dòng)力供給能量的情況中，認(rèn)為最后一個(gè)脈沖終止的時(shí)間為切斷向加熱器元件5供給能量的時(shí)間。向加熱器元件5供給的動(dòng)力波形式不必限于具有恒定動(dòng)力的矩形波，但可為例如模擬波形式。
如圖4A至4C所示，熱頭4為本特定實(shí)施方案中的全釉薄膜型熱頭的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，雖然并不需要限制到這樣的結(jié)構(gòu)。例如，可使用部分釉薄膜型熱頭或厚膜型熱頭。在圖4A至4C中，熱頭4包括按此順序在金屬熱輻射器(未示)上形成的絕緣基材11(例如陶瓷基材)和釉層12。此外，多個(gè)電阻器條13(各自在箭頭Y所示的次掃描方向延伸)設(shè)置于由層12上，該釉層12排列于箭頭X所示的主掃描方向，相互被隔離帶16電隔離。此外，將通用電極15a和不連續(xù)電極15b相互相對(duì)地設(shè)置于每一個(gè)電阻器條13上，并在次掃描方向相互隔開。當(dāng)在通用電極15a與不連續(xù)電極15b之間施加電壓時(shí)，電流流過通用電極15a與不連續(xù)電極15b之間的電阻器條13，該電阻器條13產(chǎn)生焦耳熱。換言之，在通用電極15a與不連續(xù)電極15b之間的電阻器條13部分形成加熱器元件5。將熱頭4的表面用保護(hù)層17覆蓋，并使加熱器元件5(電阻器條13)與模版材料1的熱塑性塑料薄膜1a接觸，其中保護(hù)層17插入其間。將模版材料1通過移動(dòng)熱頭4由加熱器元件5對(duì)模版材料進(jìn)行二維掃描，相對(duì)于處于次掃描方向的模版材料1，熱頭4具有在主掃描方向中延伸排列的加熱器元件。
優(yōu)選模版材料1的熱塑性樹脂薄膜1a的可熱收縮性能應(yīng)使自切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔的0％但不超過100％，優(yōu)選不短于0％但不超過75％，更優(yōu)選不短于0％但不超過50％。當(dāng)模版材料1的熱塑性樹脂薄膜1a的可熱收縮性能為這樣的性能時(shí)，孔眼可離散、孔眼形狀穩(wěn)定、可改進(jìn)穿孔敏感性并可提高穿孔速度。當(dāng)停止增大時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間t的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)(A、B和C為正常數(shù))上時(shí)公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2時(shí)，停止增大時(shí)間可在不受測(cè)量孔眼直徑中的精度影響下確定。
控制器7控制熱頭驅(qū)動(dòng)電路6，以使當(dāng)自開始向熱源供給能量時(shí)刻起的時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％的但不長(zhǎng)于100％，(優(yōu)選不短于57％但不長(zhǎng)于100％，更優(yōu)選不短于67％但不長(zhǎng)于100％)時(shí)，停止向加熱器元件5供給動(dòng)力。估算的穿孔時(shí)間是預(yù)期通過加熱器元件5的熱量產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至所需尺寸(作為最終尺寸)必需的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
對(duì)于模版材料1的熱塑性樹脂薄膜1a，可使用聚酯系樹脂如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚烯烴系樹脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，鹵化聚合物如聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等，乙烯基聚合物如聚乙烯醇，和聚酰胺系樹脂。其中，特別優(yōu)選聚酯系樹脂。
“聚酯系樹脂”包括通過芳族二羧酸、脂族二羧酸、或脂環(huán)族二羧酸與二醇或羥基羧酸縮聚獲得的所有聚合物。
對(duì)于酸組分，可使用對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、2，6-萘二羧酸、己二酸、癸二酸、丁二酸、1，4-環(huán)己烷二羧酸等?？梢允褂眠@些羧酸中的一種或多種。此外，可共聚一部分羥基苯甲酸的含氧酸。
對(duì)于二醇組分，優(yōu)選乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4-環(huán)己二甲醇等?？梢允褂眠@些二醇中的一種或多種。此外，可以使用乳酸和羥基羧酸的各種混合物。
對(duì)于用于聚酯薄膜的聚酯，優(yōu)選使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與間苯二甲酸乙二醇酯的共聚物，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯與聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共混物，聚2，6-萘二酸乙二醇酯，聚對(duì)苯二甲酸己二醇酯，對(duì)苯二甲酸己二醇酯與1，-4環(huán)己烷二亞甲基、L-乳酸、D-乳酸等的共聚物。
優(yōu)選熱塑性樹脂薄膜1a是雙軸取向的。該雙軸取向熱塑性樹脂薄膜可通過包括吹脹雙軸同時(shí)取向法、拉幅機(jī)雙軸同時(shí)取向法和拉幅機(jī)雙軸順序取向法的任一方法取向。
例如，雙軸取向熱塑性樹脂薄膜可通過如下方法制備通過T型模頭擠出法將聚合物擠出到流延轉(zhuǎn)鼓上制備未取向薄膜，通過一系列加熱輥將該未取向薄膜在縱向取向，和將該縱向取向的薄膜在拉幅機(jī)或類似機(jī)械上按需要上進(jìn)行橫向取向。對(duì)于雙軸順序取向，通常將薄膜首先在縱向取向，然后在橫向取向。然而，也可將薄膜首先在橫向取向，然后在縱向取向。未取向薄膜的厚度可通過調(diào)節(jié)蓋(cap)的滑動(dòng)寬度、排出的聚合物量和流延轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)速度控制。將未取向薄膜通過調(diào)節(jié)加熱輥的旋轉(zhuǎn)速度和/或拉幅機(jī)的設(shè)定寬度按所需拉伸比取向。盡管不對(duì)某一方向進(jìn)行限制，但拉伸比在縱向和橫向優(yōu)選都為1.5x至8x，更優(yōu)選3x至8x。取向溫度優(yōu)選處于聚酯薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和冷結(jié)晶溫度(Tc)之間。
盡管取決于模版材料所需的敏感性，但熱塑性樹脂薄膜的厚度通常為0.1至10μm，優(yōu)選0.1至5μm，更優(yōu)選0.1至3μm。當(dāng)熱塑性樹脂薄膜厚度大于10μm時(shí)，薄膜會(huì)變得難以穿孔，當(dāng)熱塑性樹脂薄膜厚度低于0.1μm時(shí)，某些時(shí)候不能使薄膜的成型穩(wěn)定。
熱塑性樹脂薄膜1a優(yōu)選在150至240℃，更優(yōu)選160至230℃范圍內(nèi)具有一個(gè)或多個(gè)熔點(diǎn)。當(dāng)熔點(diǎn)高于240℃時(shí)，不能獲得高穿孔敏感性，另一方面當(dāng)熔點(diǎn)低于150℃時(shí)，薄膜的熱尺寸穩(wěn)定性降低，并且在模版制造期間或模版貯存期間薄膜卷曲，因此印刷圖象質(zhì)量變得不令人滿意。
通過對(duì)其表面進(jìn)行粗糙化處理，對(duì)該熱塑性樹脂薄膜提供足夠的滑移性能，以改進(jìn)在制造薄膜期間薄膜的卷取步驟、在模版制造期間的涂布步驟、層壓步驟和印刷步驟的可操作性。無(wú)機(jī)顆粒如粘土、云母、二氧化鈦、碳酸鈣、高嶺土、滑石、濕或干二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等的顆粒，以及有機(jī)顆粒如包括丙烯酸、苯乙烯等作為組分的那些，都可用于使樹脂薄膜表面變粗糙。顆粒量?jī)?yōu)選為0.05至10重量份，更優(yōu)選0.1至3重量份，按100重量份樹脂計(jì)。平均顆粒尺寸優(yōu)選為0.01至3μm，更優(yōu)選0.1至2μm?？墒褂梅N類不司和平均顆粒尺寸不同的多種顆粒。
若必要，可在該熱塑性樹脂薄膜中加入阻燃劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、顏料、染料、有機(jī)潤(rùn)滑劑如脂肪酸酯和石蠟、消泡劑如聚硅氧烷，等等。
對(duì)于多孔支撐片材，可使用任一已知的多孔支撐片材，只要其可滲透印刷油墨即可。例如可使用絹紙或由合成纖維(作為主要組分)與天然纖維共混制備的紙、由合成纖維制造的紙、非織造織物、織造織物、篩網(wǎng)薄紗等。對(duì)于天然纖維，通?？墒褂民R尼拉麻、楮、三椏(mitsumata)、紙漿等，對(duì)于合成纖維，通?？墒褂镁埘ァ⒕S尼綸、尼龍、人造絲等。
熱塑性樹脂薄膜和多孔支撐片材可按任何方式層壓，只要它們通常不相互分離且層壓狀態(tài)不妨礙形成孔眼或油墨通過模版即可。通常將熱塑性樹脂薄膜和多孔支撐片材用粘合劑粘結(jié)在一起。然而，當(dāng)支撐片材為合成樹脂時(shí)，薄膜和支撐片材可熱熔接。對(duì)于粘合劑，通?？墒褂靡宜嵋蚁ハ嫡澈蟿?、丙烯酸系粘合劑、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物系粘合劑、聚酯系粘合劑、聚氨酯系粘合劑等。還可使用紫外線固化粘合劑如光聚引發(fā)劑與聚酯系丙烯酸酯、氨基甲酸酯系丙烯酸酯、環(huán)氧系丙烯酸酯或多醇系丙烯酸酯的組合物。其中，尤其優(yōu)選含有氨基甲酸酯系丙烯酸酯作為主要組分的粘合劑?？紤]到印刷的清晰度，優(yōu)選將熱塑性樹脂薄膜與多孔支撐片材通過熱熔接而不使用粘合劑粘結(jié)在一起。對(duì)于熱熔接，通常使用熱壓制粘結(jié)法，其中將薄膜和支撐片材在高溫下相互相對(duì)壓制。熱壓制粘結(jié)可以任何方式進(jìn)行。然而，考慮到加工容易性，優(yōu)選使用加熱輥?？赏ㄟ^將熱塑性聚合物的非織造織物多孔支撐片材在熱塑性樹脂薄膜制造期間與其熱熔接，并對(duì)熱該塑性樹脂薄膜和支撐片材取向，制備模版材料。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于樹脂薄膜被支撐片材增強(qiáng)并防止破裂，這樣使樹脂薄膜形成穩(wěn)定化。
優(yōu)選在熱塑性樹脂薄膜表面上設(shè)置脫模層以防止在穿孔時(shí)粘附。脫模層可通過按任何方式涂布脫模劑形成。然而，優(yōu)選將脫模劑用輥涂器、凹版涂布器、逆向輥涂器、刮涂器或類似涂布器涂布。
對(duì)于脫模劑，可使用已知的脫模劑如包括硅油、硅氧烷系樹脂、氟系樹脂、表面活性劑的那些脫模劑。可將各種添加劑加入脫模劑中，所述添加劑包括抗靜電劑、耐熱劑、抗氧劑、有機(jī)顆粒、無(wú)機(jī)顆粒、顏料等。此外，為改進(jìn)在水中的分散性，可在脫模劑涂布溶液中加入各種添加劑如分散劑、表面活性劑、防腐劑、消泡劑。考慮到熱頭的運(yùn)轉(zhuǎn)和/或污染熱頭，脫模層的厚度優(yōu)選為0.01μm至0.4μm，更優(yōu)選0.05μm至0.4μm。
為證明本發(fā)明的效果，下面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(本發(fā)明的實(shí)施方案1至5及對(duì)比例1和2)。
在實(shí)驗(yàn)中，將各熱塑性樹脂薄膜本身穿孔并評(píng)估孔眼的形狀。此外，將同樣的薄膜與支撐片材粘結(jié)形成熱敏模版材料并通過對(duì)該模版材料穿孔制備模版。然后評(píng)估模版中的孔眼形狀并評(píng)估通過模版得到的印跡。將各熱塑性樹脂薄膜本身在下表1給出的條件下，在除了不設(shè)置壓板輥3之外與圖1所示相同的模版制造裝置中通過將熱頭的加熱器元件一側(cè)面對(duì)薄膜擠壓穿孔。實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行。
具體地，將熱塑性樹脂薄膜本身按如下方式穿孔，并按如下方式評(píng)估孔眼形狀。
將很少量的硅油涂于熱頭的加熱器元件表面上，并使熱塑性樹脂薄膜借助該硅油與加熱器元件表面粘附。為在薄膜與加熱器元件之間形成盡可能薄的硅油層，將薄膜面對(duì)加熱器元件擠壓，借助擦洗簽使薄膜與這些元件更緊密接觸。然后將該系統(tǒng)置于光學(xué)顯微鏡下，將一高速攝像機(jī)借助圖像增強(qiáng)器設(shè)置于顯微鏡筒(barrel)中。對(duì)于高速攝像機(jī)，采用Ectapro HS運(yùn)動(dòng)分析儀4540(由Kodak制造)，設(shè)定速率40,500幀/秒(幀速率≈24.7μs)。對(duì)于圖像增強(qiáng)器，使用高亮度高速柵②單元C6598-40(購(gòu)自HAMAMATSUPHOTONIXCS Co.)，其中曝光時(shí)間設(shè)定為10μs。將熱頭驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)定為僅對(duì)加熱器元件提供一個(gè)脈沖。設(shè)定該高速攝像機(jī)與開始向加熱器元件輸送脈沖同步開始攝像。將光學(xué)顯微鏡按這樣的方式設(shè)置通過顯微鏡觀察反射亮視場(chǎng)圖像，并選取物鏡與筒鏡片的組合以使對(duì)應(yīng)于熱頭的一個(gè)加熱器元件的孔眼整體圖像盡可能大地被攝取。因此，對(duì)于不同分辨率的熱頭，采用物鏡與筒鏡片的不同組合。
當(dāng)將脈沖在上述條件下施加于熱頭的加熱器元件上時(shí)，攝像機(jī)與開始向加熱器元件提供脈沖同步開始攝像。然后，通過個(gè)人計(jì)算機(jī)以圖像抓取方式接收每一幀的靜止圖像。通過使用圖像分析軟件，基于校準(zhǔn)刻度獲得在主掃描方向的孔眼直徑、在次掃描方向的孔眼直徑、在其中直徑最大的方向中的直徑。對(duì)于圖像分析軟件，使用圖像分析軟件包MacSCOPE(Mitsuya CommerCial Company)。
參考圖5，“孔眼直徑”定義如下。即，在孔眼21中，孔眼21在給定方向的直徑為孔眼21的邊緣23(由熱穿孔產(chǎn)生的環(huán)形變厚部分)的內(nèi)圓周(由在通過光學(xué)顯微鏡獲得的亮視場(chǎng)圖象中邊緣內(nèi)斜面的暗區(qū)限定的邊界)在與給定方向平行的直線24上的正射投影的長(zhǎng)度25。
孔眼面積由接收的圖像通過使用上述圖像分析軟件基于上述刻度獲得?！翱籽勖娣e”為被邊緣內(nèi)圓周包圍的部分的面積，此面積通過切掉邊緣增厚部分、進(jìn)行二進(jìn)制編碼然后通過圖像分析測(cè)定該部分的面積的方式獲得。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。
此外，將相同的薄膜與紙通過在其間涂布0.5g/m2的聚乙酸乙烯酯樹脂進(jìn)行層壓，所述紙由平均纖維直徑4μm的聚酯纖維(40wt％)和平均纖維直徑15μm的馬尼拉麻纖維(60wt％)共混制備。該紙重10g/m2、厚35μm。然后將有機(jī)硅脫模劑以0.1g/m2的量涂于薄膜表面，由此獲得熱敏模版材料。
此外，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。
此外，按與實(shí)施方案1相同的方式獲得熱敏模版材料。將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。此外，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。
此外，將相同的薄膜與紙通過在其間涂布0.5g/m2的聚乙酸乙烯酯樹脂進(jìn)行層壓，所述紙由平均纖維直徑4μm的聚酯纖維(40wt％)和平均纖維直徑15μm的馬尼拉麻纖維(60wt％)共混制備。該紙重10g/m2、厚35μm。然后將有機(jī)硅脫模劑以0.1g/m2的量涂于薄膜表面，由此獲得熱敏模版材料。
此外，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。此外，通過使用該模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。實(shí)施方案5將80重量份L-乳酸和20重量份羥基己酸加入反應(yīng)器中，并將該混合物在145℃、6000Pa下攪拌4小時(shí)以將水從混合物中蒸出。然后加入0.05重量份錫并將所得混合物進(jìn)一步攪拌3小時(shí)，由此獲得低聚物。接著在該低聚物中加入0.2重量份錫和200重量份二苯基醚，并將所得混合物在148℃、4400Pa下進(jìn)行恒沸脫水，然后保持反應(yīng)30小時(shí)，同時(shí)通過水分離器將蒸餾出的水和溶劑分離，僅將溶劑送回反應(yīng)器中，由此獲得L-乳酸聚合物溶液。然后將該溶液冷卻至40℃并過濾出沉積物。將該沉積物用正己烷洗滌并在真空下干燥。在獲得的粉末中加入15Kg 0.5N鹽酸和15Kg乙醇，攪拌后過濾分離并干燥，由此獲得L-乳酸聚合物。
將100重量份如此獲得的L-乳酸聚合物與0.5重量份平均顆粒尺寸0.5μm的碳酸鈣混合，并將所得混合物通過反向雙軸擠出機(jī)在200℃下擠出和造粒。將獲得的粒料在50℃下在真空下處理，結(jié)晶和干燥。然后將該粒料熔化并用螺桿直徑40mm的擠出機(jī)在200℃下擠出，并流延至直徑300mm的冷卻轉(zhuǎn)鼓上，由此獲得厚度20μm的未取向片材。然后將該未取向片材通過一組加熱輥在65℃下在縱向取向至3.5倍，然后將該縱向取向的片材通過拉幅機(jī)橫向拉伸機(jī)在70℃下在橫向進(jìn)一步取向至3.5倍。將該片材進(jìn)一步在拉幅機(jī)中在80℃下熱處理10秒鐘，由此制備厚度1.6μm的雙軸取向薄膜。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。
此外，將相同的薄膜與紙通過在其間涂布0.5g/m2的聚乙酸乙烯酯樹脂進(jìn)行層壓，所述紙由平均纖維直徑4μm的聚酯纖維(40wt％)和平均纖維直徑15μm的馬尼拉麻纖維(60wt％)共混制備。該紙重10g/m2、厚35μm。然后將有機(jī)硅脫模劑以0.1g/m2的量涂于薄膜表面，由此獲得熱敏模版材料。
此外，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。
將與用于實(shí)施方案1中相同的聚酯樹脂流延在冷卻轉(zhuǎn)鼓上，由此獲得厚17.5μm的未取向片材。然后將該未取向片材通過一組加熱輥在90℃下在縱向取向至3.2倍，然后將該縱向取向的片材通過拉幅機(jī)橫向拉伸機(jī)在95℃下在橫向進(jìn)一步取向至3.2倍。將該片材進(jìn)一步在拉幅機(jī)中在100℃下熱處理10秒鐘，由此制備厚度1.7μm的雙軸取向薄膜。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。此外，通過使用該薄膜，按與實(shí)施方案1相同的方式制備模版材料。然后，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。比較例2將與用于實(shí)施方案3中相同的聚酯脂流延在冷卻轉(zhuǎn)鼓上，由此獲得厚21μm的未取向片材。然后將該未取向片材通過一組加熱輥在85℃下在縱向取向至3.5倍，然后將該縱向取向的片材通過拉幅機(jī)橫向拉伸機(jī)在90℃下在橫向進(jìn)一步取向至3.5倍。將該片材進(jìn)一步在拉幅機(jī)中在100℃下熱處理10秒鐘，由此制備厚度1.7μm的雙軸取向薄膜。
將該薄膜本身在下表1中給出的條件下穿孔。此外，通過使用該薄膜，按與實(shí)施方案1相同的方式制備模版材料。然后，通過使用如此獲得的模版材料，在下表1給出的條件下制備模版并用該模版進(jìn)行印刷。
在下表2和3中給出實(shí)施方案1至6及比較例1和2中形成于熱塑性樹脂薄膜本身中的孔眼的形狀的測(cè)量結(jié)果。
在下表2中，給出在切斷向加熱器元件供給能量的時(shí)間點(diǎn)t1和孔眼停止增大(最終狀態(tài))的時(shí)間點(diǎn)t2時(shí)在主掃描方向和次掃描方向的直徑和孔眼面積。此外，在時(shí)間點(diǎn)t1和t2，在相同的條件下測(cè)量孔眼形狀。
在切斷向加熱器元件供給能量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1是為進(jìn)行一個(gè)象素穿孔而向加熱器元件施加的電壓波型或能量波型結(jié)束時(shí)的時(shí)間點(diǎn)，供給能量的時(shí)間為開始向加熱器元件供給能量的時(shí)刻與切斷向加熱器元件供給能量的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔。當(dāng)波型為間歇式的時(shí)，供給能量的時(shí)間包括靜止時(shí)間。
孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間為孔眼直徑達(dá)到孔眼最終直徑的96％時(shí)的時(shí)間?？籽弁Ｖ乖龃髸r(shí)的時(shí)間，由當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2確定，其中A、B和C為正常數(shù)。如此定義孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的理由是因?yàn)槿绻籽弁Ｖ乖龃髸r(shí)的時(shí)間基于孔眼直徑與供能時(shí)間的關(guān)系圖確定，則獲得的時(shí)間依賴于測(cè)量精確度，因此無(wú)普遍性，同時(shí)因?yàn)榭籽壑睆脚c上述指數(shù)函數(shù)非常接近。
在下表3中，給出自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間t2的時(shí)間間隔之比，自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在次掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間t2的時(shí)間間隔之比，在時(shí)間點(diǎn)t2在主掃描方向和次掃描方向的直徑與在相應(yīng)方向的掃描間距px和py之比，和在時(shí)間點(diǎn)t2的孔眼面積與在主掃描方向和次掃描方向的掃描間距乘積之比。
按如下方式評(píng)估在實(shí)施方案1至6及比較例1和2中在熱敏模版材料中形成的孔眼的形狀并將結(jié)果在下表4中給出。
使用在實(shí)施方案1至6及比較例1和2中獲得的熱敏模版材料，由不同的熱頭(這些熱頭的分辨率與用于模版印刷機(jī)RISOGRAPH GR377(RISO KAGAKUCORPORATION)中的熱頭相同或不同)在表1中給出的條件下制備模版。各模版包括10mm×10mm(■)的黑色實(shí)體部分和由一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)形成的細(xì)字符。
通過光學(xué)顯微鏡觀察在如此獲得的模版的黑色實(shí)體部分中的孔眼，并對(duì)熱敏模版材料的(1)穿孔性能和(2)穿孔敏感性基于如下標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估。
(1)熱敏模版的穿孔性能◎孔眼為目標(biāo)尺寸的孔眼且尺寸均勻。
○盡管孔眼基本上為目標(biāo)尺寸的孔眼，但孔眼尺寸有些波動(dòng)。
△盡管孔眼尺寸部分不足，但模版實(shí)際上可以接受。
×大部分孔眼尺寸不令人滿意，該模版實(shí)際上不可接受。
(2)熱敏模版材料的穿孔敏感性◎用非常小的能量獲得目標(biāo)尺寸的孔眼。
○用相對(duì)小的能量獲得目標(biāo)尺寸的孔眼。
△獲得目標(biāo)尺寸的孔眼需要相對(duì)大的能量×獲得目標(biāo)尺寸需要很大的能量，且某些時(shí)候不能獲得目標(biāo)尺寸的孔眼。
使用實(shí)施方案1至6及比較例1和2獲得的模版，進(jìn)行印刷并評(píng)估獲得的印跡。
用手將模版安裝在模版印刷機(jī)RISOGRAPH GR377(RISO KAGAKUCORPORATION)的印刷轉(zhuǎn)鼓上，并在室溫下用RISOGRAPH INK GR-HD在RISOGRAPH GR377的標(biāo)準(zhǔn)條件下(打開電源)進(jìn)行印刷。將獲得的印跡按如下標(biāo)準(zhǔn)對(duì)(3)實(shí)體部分的質(zhì)量、(4)細(xì)字符中的模糊、(5)細(xì)字符中的飽和度和(6)油墨轉(zhuǎn)污進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果在下表4中給出。
(3)實(shí)體部分的質(zhì)量基于如下標(biāo)準(zhǔn)主觀評(píng)估因平均密度和孔眼形狀的波動(dòng)導(dǎo)致的密度波動(dòng)程度(部分(part))(顯微鏡下部分一周不大于約1mm)。
◎密度足夠，感覺無(wú)密度波動(dòng)○密度輕微波動(dòng)，但密度實(shí)際上可接受。文本原件中的實(shí)體部分的再現(xiàn)性和圖形原件的色調(diào)的再現(xiàn)性都可接受。
△盡管文本原件中的實(shí)體部分的再現(xiàn)性可接受，但密度稍差，而且圖形原件的陰影部分的色調(diào)的再現(xiàn)性不足。
×密度差和密度波動(dòng)顯著。
文本原件中的實(shí)體部分的再現(xiàn)性和圖形原件的色調(diào)的再現(xiàn)性都不可接受。
(4)細(xì)字符中的模糊。
基于如下標(biāo)準(zhǔn)主觀評(píng)估因孔眼形狀波動(dòng)導(dǎo)致在細(xì)字符中的模糊程度(連續(xù)圖案的中斷)◎感覺不模糊○盡管感覺輕微模糊，文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(在白色背景下的黑色字符)和圖形原件的強(qiáng)光部分的色調(diào)的再現(xiàn)性都可接受。
△盡管文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(在白色背景下的黑色字符)可接受，但圖形原件的強(qiáng)光部分的色調(diào)的再現(xiàn)性差。
×模糊顯著，文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(在白色背景下的黑色字符)和圖形原件的強(qiáng)光部分的色調(diào)的再現(xiàn)性都不可接受。
(5)細(xì)字符中的飽和度。
基于如下標(biāo)準(zhǔn)主觀評(píng)估因孔眼形狀波動(dòng)導(dǎo)致在細(xì)字符中的飽和程度(在兩個(gè)連接圖案之間的白色背景損失)◎未感覺到飽和
○盡管感覺輕微飽和，但文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(白色背景上的黑色字符)和圖形原件的陰影部分的色調(diào)的再觀性都可接受。
△盡管文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(白色背景上的黑色字符)可接受，但圖形原件的陰影部分的色調(diào)的再現(xiàn)性差。
×飽和顯著，文本原件中的細(xì)字符的再現(xiàn)性(白色背景上的黑色字符)和圖形原件的陰影部分的色調(diào)的再現(xiàn)性都不可接受。
(6)油墨轉(zhuǎn)污基于如下標(biāo)準(zhǔn)主觀評(píng)估油墨轉(zhuǎn)污程度(印刷片材的背面被前一頁(yè)印刷片材表面上的油墨污染)◎感覺無(wú)油墨轉(zhuǎn)污○盡管感覺輕微油墨轉(zhuǎn)污，但油墨轉(zhuǎn)污處于這樣的程度，即甚至在其中實(shí)體部分很大且大量的油墨轉(zhuǎn)移至印跡上的原件中也未出現(xiàn)問題。印跡對(duì)于正式用途可接受。
△油墨轉(zhuǎn)污為這樣的程度，即在如細(xì)字符部分(白色背景上的黑色字符)或其中轉(zhuǎn)移至印跡中的油墨量小的強(qiáng)光部分未出現(xiàn)問題，但在例如其中轉(zhuǎn)移至印跡上的油墨量大的大實(shí)體部分中污染顯著。
×油墨轉(zhuǎn)污在原件的幾乎整個(gè)區(qū)域都顯著。印跡對(duì)于正式和非正式用途都不能接受。
如表3所示，在實(shí)施方案1至6中，自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比t1/tx2(和自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比(tx2-t1)/t1)分別為53％(89％)、83％(21％)、91％(9％)、59％(70％)、52％(93％)和65％(53％)，自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在次掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比t1/ty2(和自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比(ty2-t1)/t1)分別為76％(32％)、69％(45％)、84％(19％)、95％(5％)、66％(51％)和66％(50％)。從表4可以看出，實(shí)施方案1至6的模版材料的穿孔性能和穿孔敏感性評(píng)估都令人滿意。此外，對(duì)通過使用由實(shí)施方案1至6的模版材料制備的模版印刷的印跡進(jìn)行的關(guān)于實(shí)體部分的質(zhì)量、細(xì)字符中的模糊、細(xì)字符中的飽和度和油墨轉(zhuǎn)污的評(píng)估都令人滿意。
相反，在比較例1和2中，自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比t1/tx2(和自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給能量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比(tx2-t1)/t1)分別為46％(119％)和102％(-2％)，自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至孔眼在次掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比t1/ty2(和自開始向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)至切斷向加熱器元件供給能量時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1的時(shí)間間隔與自切斷向加熱器元件供給動(dòng)力時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t1至孔眼在主掃描方向停止增大時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2的時(shí)間間隔之比(ty2-t1)/t1)分別為33％(203％)和107％(-6％)。從表4中可以看出，比較例1和2的模版材料的穿孔性能和穿孔敏感性評(píng)估都不令人滿意。
基于如上所述的對(duì)熱塑性薄膜本身測(cè)量的穿孔狀態(tài)與對(duì)層壓于多孔支撐片材上的熱塑性薄膜測(cè)量的穿孔狀態(tài)高度相關(guān)這樣的事實(shí)，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，當(dāng)在自開始向熱源供給能量時(shí)刻起時(shí)間間隔不短于估算的穿孔時(shí)間的50％但不長(zhǎng)于100％(優(yōu)選不短于57％但不長(zhǎng)于100％，更優(yōu)選不短于67％但不長(zhǎng)于100％)時(shí)切斷向熱源供給能量，可確?？籽鄣碾x散性，孔眼的形狀可穩(wěn)定和穿孔敏感性優(yōu)良。此外，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，當(dāng)熱塑性樹脂薄膜的可熱收縮性能使自切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至孔眼停止增大時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間至切斷向熱源供給能量時(shí)的時(shí)間的時(shí)間間隔的0％但不超過100％，優(yōu)選不短于0％但不超過75％，更優(yōu)選不短于0％但不超過50％時(shí)，可確?？籽垭x散，孔眼形狀可穩(wěn)定，可確保優(yōu)良的穿孔敏感性。
優(yōu)選在主掃描方向和次掃描方向穿孔的目標(biāo)直徑，即預(yù)期在切斷供能后孔眼被擴(kuò)大的在主掃描方向和次掃描方向的直徑設(shè)定為不小于相應(yīng)方向的掃描間距的45％但不大于80％。此外，優(yōu)選孔眼的目標(biāo)面積，即預(yù)期在切斷供能后孔眼增大到的面積設(shè)定為不小于主掃描方向和次掃描方向的掃描間距乘積的20％但不大于50％。當(dāng)目標(biāo)直徑和目標(biāo)面積在這些范圍內(nèi)時(shí)，通過獲得的模版轉(zhuǎn)移的油墨量可為這樣的量，即該量可在實(shí)體部分避免油墨轉(zhuǎn)污，同時(shí)確保必要的密度，細(xì)字符部分有足夠的寬度和密度。
盡管在上述實(shí)施方案1至6中，模版材料包括多孔支撐片材和與支撐片材層壓的熱塑性樹脂薄膜，但該模版材料可僅包括熱塑性樹脂薄膜。
表1
A對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-間苯二甲酸乙二醇酯共聚物(共聚入14mol％間苯二甲酸)B對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-間苯二甲酸乙二醇酯共聚物(共聚入20mol％間苯二甲酸)C對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-間苯二甲酸乙二醇酯共聚物(共聚入25mol％間苯二甲酸)DL-乳酸聚合物，在80℃下熱處理EL-乳酸聚合物，在100℃下熱處理表2
表3
表權(quán)利要求
1.一種利用通過供給能量被加熱的熱源熱成形排列于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼而制造模版的方法，其中改進(jìn)包括當(dāng)自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％但不超過100％時(shí)，切斷向熱源供給能量，估算穿孔時(shí)間是預(yù)期通過熱源的熱量產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至作為最終尺寸的所需尺寸必需的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中估算穿孔時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在估算穿孔時(shí)間終點(diǎn)在主掃描方向和次掃描方向的孔眼估算直徑設(shè)定為不小于相應(yīng)方向中掃描間距的45％但不大于80％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在估算穿孔時(shí)間終點(diǎn)孔眼的估算面積設(shè)定為不小于主掃描方向和次掃描方向中掃描間距乘積的20％但不大于50％。
5.一種用于制造模版的裝置，包括通過供給能量被加熱的熱源，向熱源供給能量的熱源控制設(shè)備，和通過熱源對(duì)熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜進(jìn)行掃描以熱成形排列于熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼的掃描設(shè)備，其中改進(jìn)包括當(dāng)自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間間隔不短于估算穿孔時(shí)間的50％但不超過100％時(shí)，熱源控制設(shè)備切斷向熱源供給能量，估算穿孔時(shí)間是預(yù)期通過熱源的熱量產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至作為最終尺寸的所需尺寸必需的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中估算穿孔時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中在估算穿孔時(shí)間終點(diǎn)在主掃描方向和次掃描方向的孔眼估算直徑設(shè)定為不小于相應(yīng)方向中掃描間距的45％但不大于80％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中在估算穿孔時(shí)間終點(diǎn)孔眼的估算面積設(shè)定為不小于主掃描方向和次掃描方向中的掃描間距乘積的20％但不大于50％。
9.一種用于模版材料的熱塑性樹脂薄膜，其通過經(jīng)過供給能量的熱源而被加熱并熱形成孔眼，其中改進(jìn)包括熱塑性樹脂薄膜的可熱收縮性能應(yīng)使自切斷向熱源供給能量的時(shí)刻至孔眼停止增大的時(shí)刻的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量的時(shí)刻至切斷向熱源供給能量時(shí)刻的時(shí)間間隔的0％但不超過100％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用于模版材料的熱塑性樹脂薄膜，其中將孔眼預(yù)期停止增大時(shí)的時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間t的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
11.一種熱敏模版材料，包括層壓在一起的熱塑性樹脂薄膜和多孔支撐片材，該材料通過經(jīng)過供給能量的熱源而被加熱以熱形成孔眼，其中改進(jìn)包括模版材料的熱收縮性能應(yīng)使自切斷向熱源供給能量的時(shí)刻至孔眼停止增大的時(shí)刻的時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量的時(shí)刻至切斷向熱源供給能量時(shí)刻的時(shí)間間隔的0％但不超過100％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的熱敏模版材料，其中將孔眼預(yù)期停止增大時(shí)的時(shí)間設(shè)定為當(dāng)孔眼直徑與自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的時(shí)間t的關(guān)系圖回歸在指數(shù)函數(shù)A-B/exp(Ct)上時(shí)，公式B/Aexp(Ct2)＝4/100表示的時(shí)間t2，其中A、B和C為正常數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的熱敏模版材料，其中多孔支撐片材為由合成纖維與天然纖維共混制備的紙多孔片材。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的熱敏模版材料，其中多孔支撐片材和熱塑性樹脂薄膜通過粘合劑被層合。
全文摘要
一種模版,利用通過供給能量被加熱的熱源熱成形排列于熱敏模版材料的熱塑性樹脂薄膜中主掃描方向和次掃描方向的孔眼而制造。當(dāng)時(shí)間間隔不短于自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起的估算穿孔時(shí)間的50%但不超過100%時(shí),切斷向熱源供給能量,估算的穿孔時(shí)間是預(yù)期通過熱源的熱量產(chǎn)生孔眼和孔眼增大至作為最終尺寸的所需尺寸必需的時(shí)間間隔,該時(shí)間間隔自開始向熱源供給能量的時(shí)刻起測(cè)定。
文檔編號(hào)B41C1/14GK1326859SQ011221
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者中村淳, 大島健嗣 申請(qǐng)人:理想科學(xué)工業(yè)株式會(huì)社