專利名稱：高分辨率、耐溶劑、彈性體薄印刷板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷元件，其包含至少一種在具有成像組分的基底上的聚合物層，以及化學(xué)官能化的聚合物以使該聚合物層更具疏水性或更具親水性。
背景技術(shù)：
M.Antonietti 等人(Acta Polymerl997, 48, 262)描述了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的化學(xué)改性，但是它們所得的材料未用于制備彈性體印刷板。美國(guó)專利4，264，705公開了由未改性的彈性體聚合物制備的用于柔性版印刷的多層式印刷板。然而，其凸紋深度非常大，妨礙高分辨率的印刷應(yīng)用。對(duì)于高分辨率印刷應(yīng)用，已開發(fā)多種軟平板印刷技術(shù)(US2007/0098899 ；Xia, Y ；Whitesides, G.M.Annu.Rev.Mater.Sc1.1998，28，153)。然而，這些方法通常使用基于 PDMS(聚二甲基硅氧烷)的機(jī)械脆性的彈性印模，并且不適于大規(guī)模卷對(duì)卷的印刷方法。相比之下，本發(fā)明涉及一種制品，所述制品包含沉積在基底上的至少一層彈性體聚合物，其中所述聚合物為可成像的并且已經(jīng)化學(xué)改性以包含疏水性氟代烷基側(cè)基或親水性羥基側(cè)基以提供與親水性墨相異的潤(rùn)濕性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種制品，所述制品包含:a)親水性基底；b)設(shè)置在基底上的半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)層，其中網(wǎng)絡(luò)層包含:疏水性氟化交聯(lián)聚合物和疏水性氟化彈性體聚合物。本發(fā)明還涉及一種制品，所述制品包含:a)基底；b)雙層，其具有設(shè)置在基底上的半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)層的第一層和第二層，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層包含疏水性氟化交聯(lián)聚合物和疏水性氟化彈性體聚合物；并且所述第二網(wǎng)絡(luò)層包含交聯(lián)聚合物和彈性體聚合物。
具體實(shí)施例方式在標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)成像和加工過的柔性版印刷板中，介于最高凸紋結(jié)構(gòu)和板底之間的階梯高度(Ah)通常在約100-500微米的范圍內(nèi)。該尺寸取決于凸紋結(jié)構(gòu)的期望大小以及印刷板獨(dú)有的其它具體特性。當(dāng)板旨在用于高分辨率印刷應(yīng)用(即以微米范圍印刷)時(shí)，必須減少Λ h的值，以便與所述板的極小凸紋結(jié)構(gòu)尺寸相當(dāng)。通常，Δ h與凸紋結(jié)構(gòu)的尺寸比率對(duì)于大多數(shù)高分辨率印刷方法近似一致。遺憾的是，Ah的減少趨于危害板的機(jī)械耐久性及其彈性體性能，該彈性體性能對(duì)于與需印刷物體的良好接觸是必須的。對(duì)此限制的一種解決方案涉及制造雙層構(gòu)造，該雙層構(gòu)造具有提供良好機(jī)械特性的可熱(或光)交聯(lián)的彈性體底層以及繼而沉積到頂部并包含圖案化布置的所期望的凸紋結(jié)構(gòu)的薄成像彈性體層。這樣一來，兩層的特性可各自被單獨(dú)最優(yōu)化，使得為了最佳印刷性能，鄰近基底的底層控制所述板的彈性模量，同時(shí)薄的上層(具有Λ h 期望的凸紋結(jié)構(gòu)尺寸)最大化所述板的印刷分辨率。
如此加工的雙層板可被設(shè)計(jì)用于利用水或含水醇作為它們的載體的親水性墨的差異化上墨。在此，印刷板包含撓性支撐件或基底層，以及已被化學(xué)設(shè)計(jì)成相對(duì)于彼此具有不同表面能的兩個(gè)附加的交聯(lián)性彈性體層。這兩個(gè)附加的層將包含彈性體光致聚合物組合物，其中所述層之一包含已被疏水性氟代烷基側(cè)基或被親水性羥基側(cè)基化學(xué)改性的彈性體聚合物。作為另外一種選擇，這兩個(gè)附加的層可被化學(xué)改性，使得一層包含配有疏水性氟代烷基側(cè)基的彈性體聚合物，而鄰近層包含含親水性羥基側(cè)基的彈性體聚合物，以使介于兩個(gè)彈性體層之間的表面能對(duì)比度最大化。
更具疏水性的氟化彈性體可存在于雙層印刷板的下層中或成像上層中。如果含氟層在頂部，那么底層將選擇性地用親水性墨上墨(凹版印刷模式)。另一方面，如果氟改性的層在底部，那么當(dāng)使用親水性墨時(shí)，上部成像層將選擇性地上墨(柔性版印刷模式)。這些情況中的任一種都獲得良好的印刷分辨率，因?yàn)榘宓南鄬?duì)更疏水的氟化部分未被親水性墨潤(rùn)濕而其它更親水區(qū)域被墨潤(rùn)濕。
可選擇性地被疏水性墨上墨的凹版或柔性雙層印刷板還可以類似的方式制造。在這種情況下，雙層板的兩個(gè)層還將包含交聯(lián)的彈性體光致聚合物組合物，并且所述層的一個(gè)還將包含被親水性羥基側(cè)基化學(xué)改性的彈性體聚合物。如果上層包含羥基改性的彈性體，那么當(dāng)接觸疏水性墨時(shí)，雙層板的底層將選擇性地上墨(凹版印刷模式)。相反地，如果親水性層在底部，那么當(dāng)使用疏水性墨時(shí)，板的上層將選擇性地上墨(柔性版印刷模式)。由于雙層板的相對(duì)更親水性部分未被疏水性墨潤(rùn)濕而板的其它更疏水區(qū)域被墨潤(rùn)濕，因此也獲得良好的印刷分辨率。
取決于期望的具體應(yīng)用，對(duì)于高分辨率印刷板的目標(biāo)分辨率通常在1-15微米的范圍內(nèi)。電子裝置的卷對(duì)卷印刷需要以高分辨率圖案化各個(gè)細(xì)線和間隔。具體地，薄膜晶體管的源-漏電平尤其苛刻，因?yàn)榱己玫木w管性能所需的通道長(zhǎng)度僅大約幾個(gè)微米。目前使用可用的材料和/或方法不可能在這些微米分辨率下印刷。標(biāo)準(zhǔn)印刷板幾乎不具有所需的分辨率。相比之下，模塑聚二甲基硅氧烷(PDMS)印刷板或印模可達(dá)到這些分辨率，但其是機(jī)械脆性的并且一般限制于印刷含硫醇的液體和墨。
本文所述的雙層板由可商購(gòu)獲得的嵌段共聚物如聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或聚(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)彈性體加工成形。這些彈性體為機(jī)械堅(jiān)固的材料，可用或者疏水性氟代烷基基側(cè)鏈或親水性羥基側(cè)基化學(xué)改性以改變它們的表面潤(rùn)濕性能。存在于“軟” 丁二烯或異戊二烯鏈段中的烯屬雙鍵作為用于化學(xué)改性的便利位點(diǎn)。化學(xué)改性的彈性體可與較小的交聯(lián)性丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體混合或共混以提供可聚合的組合物，所述組合物當(dāng)熱交聯(lián)或光化學(xué)交聯(lián)時(shí)提供堅(jiān)固的半互穿網(wǎng)絡(luò)(SIPN)。所得的SIPN層在它們的機(jī)械性能上是彈性體的，并且在雙層板中形成兩個(gè)工作層中的至少一層，其中所述工作層中的至少一層包含化學(xué)改性的彈性體以改進(jìn)其相對(duì)于其它層的表面能。以該方式形成的SIPN層對(duì)許多用于標(biāo)準(zhǔn)墨制劑中的溶劑和分散劑，包括乙醇、含水醇的混合物、甲苯和鄰二氯苯，具有耐化學(xué)性。SIPN層具有在10至IOOMPa (兆帕)，優(yōu)選20至40MPa的范圍內(nèi)的彈性模量。當(dāng)雙層中的兩層為SIPN層并包含許多相同的化學(xué)組分時(shí)，介于兩個(gè)鄰近層之間的層間粘附性得以保持。除了聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或聚(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)彈性體以外，其它可化學(xué)改性的彈性體聚合物和橡膠也可被用來在雙層板中形成聚合物SIPN層，包括丁二烯與丙烯腈和一些氯丁橡膠的各種共聚物。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為可用作印刷元件的制品。在該實(shí)施例中，柔性支撐基底被選擇成相對(duì)親水性的。所述基底可為Mylar(DuPont Teijin Films, Bristol, UK)0在所述基底上沉積單一、相對(duì)疏水性的聚合物層。所述聚合物層可通過旋涂、刮棒涂布、噴涂、浸潰或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的類似涂布技術(shù)來沉積。聚合物層包含用氟代烷基側(cè)基化學(xué)改性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的彈性體嵌段共聚物，以及單獨(dú)的成像組分。適當(dāng)?shù)某上窠M分可包括光引發(fā)劑和/或光敏劑等等。聚合物層還包含選自以下單體的聚合物:
權(quán)利要求
1.制品，包含: a)親水性基底: b)設(shè)置在所述基底上的半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)層，其中所述網(wǎng)絡(luò)層包含疏水性氟化交聯(lián)聚合物和疏水性氟化彈性體聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述彈性體聚合物為包含疏水性氟代烷基側(cè)基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述聚合物網(wǎng)絡(luò)層具有在10至IOOMPa范圍內(nèi)的彈性模量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述聚合物網(wǎng)絡(luò)層具有在20至40MPa范圍內(nèi)的彈性模量。
5.制品，包含: a)基底； b)雙層，所述雙層具有設(shè)置在所述基底上的半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)層的第一層和第二層，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層包含疏水性氟化交聯(lián)聚合物和疏水性氟化彈性體聚合物；并且所述第二網(wǎng)絡(luò)層包含交聯(lián)聚合物和彈性體聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層中的彈性體聚合物為包含疏水性氟代烷基側(cè)基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，并且所述第二網(wǎng)絡(luò)層中的彈性體聚合物為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層中的彈性體聚合物為包含疏水性氟代烷基側(cè)基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，并且所述第二網(wǎng)絡(luò)層中的彈性體聚合物為包含親水性羥基側(cè)基的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層鄰近所述基底。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第二網(wǎng)絡(luò)層鄰近所述基底。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層和所述第二網(wǎng)絡(luò)層具有在10至IOOMPa范圍內(nèi)的彈性模量。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述第一網(wǎng)絡(luò)層和所述第二網(wǎng)絡(luò)層具有在20至40MPa范圍內(nèi)的彈性模量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述制品為印刷元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制品，其中所述制品為印刷元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及印刷元件，其包含至少一種具有成像組分的聚合物層，以及化學(xué)官能化的聚合物以使該聚合物層更具疏水性或更具親水性。在一個(gè)實(shí)施例中，印刷元件在基底上包含兩個(gè)鄰近的聚合物層，其中成像的層包含用疏水性氟代烷基側(cè)基化學(xué)改性的聚合物以提供與親水性墨相異的潤(rùn)濕性。
文檔編號(hào)G03F7/027GK103168273SQ201180050986
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者G·D·杰科克斯, G·B·布朗謝特, N·G·塔西 申請(qǐng)人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司