(57)【要約】      （修正有）【課題】可変性データのリソグラフィにおいて使用する画像形成部材を提供する。【解決手段】可変性リソグラフィのシステム１０の画像形成部材１２は、基材２２および画像形成可能な表面層２０を含む。表面層２０は、マトリックス材料、エーロゲル構成成分、および放射線吸収フィラーを含む。これにより、表面層２０がエネルギーを効率よく吸収し、インクが適用されるべき画像領域からインキ溜め溶液を消散させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面層を含む画像形成部材であって、この表面層が、マトリックス材料、エーロゲル構成成分、および放射線吸収フィラーを含む、部材。
【請求項２】
前記エーロゲル構成成分が、シリカエーロゲル構成成分を含む、請求項１に記載の画像形成部材。
【請求項３】
前記放射線吸収フィラーが、カーボンブラックを含む、請求項１に記載の画像形成部材。
【請求項４】
前記エーロゲル構成成分が、約５μｍ未満の平均粒径を有する、請求項１に記載の画像形成部材。
【請求項５】
前記エーロゲル構成成分が、約１μｍ未満の平均粒径を有する、請求項１に記載の画像形成部材。
【請求項６】
インク溜め溶液を、画像形成部材表面を含む画像形成部材に適用する工程；
画像形成部材表面上の選択された位置からインク溜め溶液をエバポレートすることによって潜画像を形成して、疎水性の非画像領域および親水性画像領域を形成する工程；
インク組成物を前記親水性画像領域に適用することによって潜画像を現像する工程；および
前記現像された潜画像を受容基材に転写する工程を含み；
ここでこの画像形成部材表面は、マトリックス材料、エーロゲル構成成分、および放射線吸収フィラーを含む、可変性リソグラフィ印刷するためのプロセス。
【請求項７】
前記マトリックス材料が、シリコーンを含み；ここで前記エーロゲル構成成分がシリカエーロゲル構成成分を含み；ここで前記放射線吸収フィラーがカーボンブラックを含む、請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記表面層が、約０．１〜約１０重量％のシリカエーロゲル構成成分および約５〜約１５重量％のカーボンブラックを含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記エーロゲル構成成分が、約３μｍ未満の平均粒径を有する、請求項６に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記エーロゲル構成成分が、約１μｍ未満の平均粒径を得るためにミル加工される、請求項６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、本明細書に記載される表面層を備える画像形成部材に関する。この画像形成部材は、様々なマーキングおよび印刷の方法およびシステム、例えばオフセット印刷での使用に適したものである。そのような画像形成部材の作製方法および使用方法も開示される。
【背景技術】
【０００２】
オフセットリソグラフィは、現在一般的な印刷方法である。（ここでの趣旨上、用語「印刷」および「マーキング」は互いに交換可能である。）典型的なリソグラフィプロセスにおいて、フラットなプレート、シリンダの表面、またはベルトなどであってもよい印刷プレートは、疎水性／親油性材料で形成された「画像区域」、および親水性／疎油性材料で形成された「非画像区域」を有するように形成される。画像区域は、最終的なプリント（すなわちターゲット基材）上の領域に対応し、これは印刷またはマーキング材料、例えばインクによって占有される一方で、非画像区域は、このマーキング材料によって占有されない、最終的なプリント上の領域に対応する。親水性区域は、水系流体を受容し、水系流体によって容易に湿潤され、この流体は一般に湿し流体またはインク溜め溶液と称される（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／または表面張力を下げるための界面活性剤からなる）。疎水性区域が、湿し流体をはじき、インクを受容する一方で、親水性区域にわたって形成された湿し流体は、インクを拒絶するための流体「剥離層」を形成する。従って印刷プレートの親水性区域は、最終的なプリントの非印刷領域、または「非画像領域」に対応する。
【０００３】
可変性データのリソグラフィにおいて画像形成部材のために使用するのに好適な代替材料を同定することが所望されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、デジタルオフセット印刷用途のための画像形成部材に関する。画像形成部材は、マトリックス材料、エーロゲル構成成分、および放射線吸収フィラーを含む表面層を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、本開示の画像形成部材が使用され得る可変性リソグラフィの印刷装置を示す。
【図２】図２は、本開示の画像形成部材の実施形態の断面図を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の画像形成部材の実施形態の頂部の直角走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに示される画像形成部材の頂部の４５°ＳＥＭである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａおよび３Ｂに示される分散液の断面ＳＥＭである。
【図４Ａ】図４Ａは、ミル加工されていないエーロゲル構成成分を含む例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ミル加工されたエーロゲル構成成分を含む例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ミル加工されたエーロゲル構成成分を含む別の例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図４Ｄ】図４Ｄは、ミル加工されたエーロゲル構成成分を含むさらに別の例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図５Ａ】図５Ａは、図４Ａ〜Ｄのエーロゲル構成成分よりも狭いサイズ分布を有するエーロゲル構成成分を含む例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのエーロゲル構成成分を含む例示的なドローコーティングされた画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、脱アグロメレーション後の図５Ｂの画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示のさらに別の例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの画像形成部材表面を用いた手動でのプリント試験を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示のさらに別の例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの画像形成部材表面を用いた手動でのプリント試験を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の別の例示的な画像形成部材表面のＳＥＭである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの画像形成部材表面を用いた手動でのプリント試験を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図１は、本開示の画像形成部材が使用され得る可変性リソグラフィのシステムを示す。システム１０は、画像形成部材１２を含む。画像形成部材は、基材２２および再画像形成可能な表面層２０を含む。表面層は、画像形成部材の最外層、すなわち基材から最も離れた画像形成部材の層である。ここで示されるように、基材２２は、シリンダの形状であるが、基材はまたベルト形態などであってもよい。表面層は、通常、それらが異なる機能を果たすので、基材とは異なる材料である。
【０００７】
図示された実施形態において、画像形成部材１２は、反時計周りに回転し、清浄な表面から始動する。第１の位置において、湿し流体サブシステム３０が配設され、これが、表面を湿し流体３２で湿潤し、均一で制御された厚さを有する層を形成する。理想的には湿し流体層は、厚さ約０．１５マイクロメートル〜約１．０マイクロメートルであり、均一であり、ピンホールはない。さらに以下に説明されるように、湿し流体の組成物は、水平化および層の厚さの均一性を助ける。センサ３４、例えばインサイチュの非接触レーザーグロスセンサまたはレーザーコントラストセンサが使用されて、層の均一性を確認する。こうしたセンサは、湿し流体サブシステム３０を自動化するために使用できる。
【０００８】
光学パターニングサブシステム３６において、湿し流体層は、エネルギーを層の一部に選択的に適用して湿し流体を画像様にエバポレートし、受容基材上に印刷されることが所望されるインクの画像の潜「ネガ」を創出するためのエネルギー源（例えばレーザー）に曝される。画像領域は、インクが所望される場所に創出され、非画像領域は、湿し流体が留まる場所に創出される。任意のエアナイフ４４はまた、ここで、清浄な乾燥空気供給、制御された空気温度を維持し、インク付けの前にダスト汚染を低減する目的で表面層２０にわたってエアフローを制御するために示される。次に、インク組成物は、インカーサブシステム４６を用いて、画像形成部材に適用される。インカーサブシステム４６は、１つ以上の形成ローラー４６Ａ、４６Ｂ上でオフセットインク組成物を計量するために、アニロックスローラーを用いる「キーレス」システムからなってもよい。インク組成物は、インク画像を形成するために、画像領域に適用される。
【０００９】
レオロジーコントロールサブシステム５０は、部分的にインク画像を硬化させるまたはつなげる。この硬化源は、例えば紫外光発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）５２であってもよく、これは光学系５４を用いて所望により集束できる。粘着性および粘度を増大させる別の方法は、インク組成物の冷却を使用する。これは、例えばインク組成物が適用された後であるが、インク組成物が最終的な基材に移動する前に、ジェット５８から再画像形成可能な表面にわたって冷却空気を吹き込むことによって行われることができる。あるいは、加熱要素５９は、インカーサブシステム４６付近に使用でき、第１の温度を維持し、冷却要素５７は、ニップ１６付近のより冷たい第２の温度を維持するために使用できる。
【００１０】
次いでインク画像は、転写サブシステム７０にて、ターゲットまたは受容基材１４に転写される。これは、記録媒体または受容基材１４、例えば紙を、インプレッションローラー１８と画像形成部材１２との間のニップ１６に通すことによって達成される。
【００１１】
最終的に、画像形成部材は、いずれかの残留インクまたは湿し流体を清浄にすべきである。この残渣の大部分は、十分なエアフローと共にエアナイフ７７を用いて、素早く容易に除去できる。いずれかの残留インクの除去は、清浄サブシステム７２にて達成できる。
【００１２】
本開示の画像形成部材は、これらの要件を満たす表面層を含む。特に、表面層２０は、マトリックス材料およびエーロゲル構成成分を含む。これにより、表面層がエネルギーを効率良く吸収することができ、インクが適用されるべき画像領域からインク溜め溶液を消散させるのに役立つ。本開示の画像形成部材は、画像形成部材の表面層中のエーロゲル構成成分の包含を介してテクスチャード加工される。エーロゲル構成成分の包含は、成型工程の必要性を排除する。
【００１３】
図２は、本開示の画像形成部材１２の実施形態の断面図である。画像形成部材１２は、表面層２０および場合により基材２２を含む。表面層２０は、マトリックス２４、エーロゲル構成成分２６、および放射線吸収フィラー２８を含む。エーロゲル構成成分２６および放射線吸収フィラー２８は、マトリックス２４に分散されてもよい。分散液は、均質であってもよく、または均質でなくてもよい。特定実施形態において、エーロゲル構成成分は、基材２２の反対側の表面層２０の外表面２１付近に集中する。表面層は、画像形成部材の最外層であると考慮されるべきである。マトリックス２４、エーロゲル構成成分２６、および放射線吸収フィラー２８を含む組成物は、成型工程の必要性なしに、コーティングの後にテクスチャを生じる。組成物は、表面ラフネスの単純化された制御、単純化された加工処理、および製造コストの削減を可能にする。
【００１４】
マトリックスは、シリコーン、フルオロポリマー、またはエラストマー、例えばエチレンプロピレンジエンポリマーであってもよい。フルオロポリマーは、フルオロシリコーンまたはフルオロエラストマーであってもよい。シリコーンは、架橋されたシリコーンであってもよい。架橋されたシリコーンは、湿分によってまたは白金触媒を用いて硬化されてもよい。
【００１５】
「フルオロエラストマー」という用語は、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド（ＶＤＦ）、ペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、およびエチレン（ＥＴ）からなる群から排他的に選択されるモノマーを含有するコポリマーを指す。ここで用語コポリマーは、２つ以上のモノマーから製造されるポリマーを指す。フルオロエラストマーは、普通は、これらのモノマーの２つまたは３つを含有し、約６０重量％〜約７０重量％のフッ素含有量を有する。換言すれば、フルオロエラストマーは、式（１）の構造を有する：
【化１】
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式中、ｆはＨＦＰのモルパーセンテージであり、ｇはＴＦＥのモルパーセンテージであり、ｈはＶＤＦのモルパーセンテージであり、ｊはＰＭＶＥのモルパーセンテージであり、ｋはＥＴのモルパーセンテージであり；ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｊ＋ｋは、１００モル％であり、ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、個々に０であることができるが、ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｊは少なくとも５０モル％でなければならない。式（１）は、各モノマーの構造およびそれらの相対量を示すだけであり、フルオロエラストマー内の結合を記載するものとして解釈されるべきではない（すなわち、５つのブロックを有するものとしてでない）ことに留意されたい。フルオロエラストマーは、一般に優れた化学耐性および良好な物理特性を有する。
【００１６】
用語「シリコーン」は、当該技術分野においてよく理解されており、ケイ素および酸素原子から形成される骨格、および炭素および水素原子を含有する側鎖を有するポリオルガノシロキサンを指す。他の原子がシリコーンゴム中に存在してもよく、例えばアミン基の窒素原子が存在し、これが架橋中にシロキサン鎖と共に連結するために使用される。ポリオルガノシロキサンの側鎖は、最も一般的には、アルキルまたはアリールであり、他の官能性を含有してもよい。
【００１７】
用語「フルオロシリコーン」は、ケイ素および酸素原子から形成される骨格、および炭素、水素、およびフッ素原子を含有する側鎖を有するポリオルガノシロキサンを指す。フルオロシリコーンは、普通は、アルキルおよびフルオロアルキル側鎖の混合物を含有する。例えば、フルオロシリコーンは、ある割合のメチル側鎖およびある割合のトリフルオロプロピル側鎖を含有してもよい。
【００１８】
本明細書で使用される場合、用語「アルキル」は、全体として完全に飽和した炭素原子および水素原子を含むラジカルを指す。アルキルラジカルは、線状、分岐、または環状であってもよい。線状アルキルラジカルは、一般に式−ＣｎＨ２ｎ＋１を有する。
【００１９】
用語「アリール」は、全体として炭素原子および水素原子を含む芳香族ラジカルを指す。アリールは、炭素原子の数値範囲と関連して記載される場合、置換された芳香族ラジカルを含むように解釈されるべきではない。例えば、「６〜１０個の炭素原子を含有するアリール」という語句は、フェニル基（６個の炭素原子）またはナフチル基（１０個の炭素原子）だけを指すように解釈されるべきであり、メチルフェニル基（７個の炭素原子）を含むように解釈されるべきではない。
【００２０】
望ましくは、マトリックス材料は、フローコーティング可能であり、容易な表面層の製造を可能にする。加えて、マトリックスは、室温加硫性であってもよく、または換言すれば、硬化のために白金触媒を使用する。特定実施形態において、マトリックス材料は、追加の架橋を可能にする官能基、例えばシラン、ハライド、アルケン官能基を含有するポリ（ジメチルシロキサン）である。
【００２１】
エーロゲルは、一般的な用語において、間隙流体を除去することによって固相に乾燥されているゲルとして記載されてもよい。本明細書で使用される場合、「エーロゲル」は、一般にゲルから通常形成される非常に密度の低い材料を指す。故に「エーロゲル」という用語は、乾燥されているゲルを示すために使用され、そのためゲルは、乾燥中にほとんど収縮せず、その多孔性および関連する特性を保持する。対照的に、「ヒドロゲル」は、間隙流体が水性流体である湿潤ゲルを記載するために使用される。「間隙流体」という用語は、間隙要素の形成中に、間隙構造内に含有される流体を記載する。例えば超臨界乾燥による乾燥時、空気を多量に含有するエーロゲル粒子が形成され、結果として低密度の固体および大きな表面積をもたらす。故に、種々の実施形態において、エーロゲルは、小さい質量密度、大きな比表面積および非常に高い多孔性を特徴とする低密度のマイクロセル材料である。特に、エーロゲルは、多数の小さい相互接続された間隙を含むそれらの独特の構造によって特徴付けられる。溶媒が除去された後、重合された材料は、不活性雰囲気中で熱分解され、エーロゲルを形成する。
【００２２】
実施形態のエーロゲル構成成分は、約１０％〜少なくとも約５０％、または約９０％を超えて約９９．９％の多孔性を有していてもよく、ここでこのエーロゲルは、９９．９％の空の空間を含有できる。例えば、エーロゲルは、好適には約５０〜約９０％以上、例えば約５５〜約９９％の多孔性を有していてもよい。実施形態において、エーロゲル構成成分の間隙は、サイズが約５００ｎｍ未満または約５０ｎｍ未満の直径を有していてもよい。例えば、エーロゲルの平均間隙直径は、約１０ｎｍ以下〜約１００ｎｍであってもよい。特定実施形態において、エーロゲル構成成分は、５０％を超える間隙を有する多孔性を有していてもよく、１００ｎｍ未満、さらには約２０ｎｍ未満の直径を有していてもよい。実施形態において、エーロゲル構成成分は、球状またはほぼ球状、円筒状、棒状、ビーズ状、立方体、プレートレット状などの形状を有する粒子の形態であってもよい。
【００２３】
実施形態において、エーロゲル構成成分は、サブミクロン範囲から約５ミクロンの平均粒径の範囲の、エーロゲル粒子、粉末または分散液を含む。例えば、実施形態において、エーロゲル構成成分は、約５０ｎｍ〜約５μｍ、例えば約１００ｎｍまたは約５００ｎｍ〜約２０μｍまたは約３０μｍの平均体積粒径を有することができる。１つの特定実施形態において、エーロゲル構成成分は、約０μｍ〜約５μｍ、例えば約１μｍまたは約２μｍ〜約３μｍまたは約５μｍ、例えば約４μｍの平均体積粒径を有することができる。実施形態において、エーロゲル構成成分は、約５μｍ未満（約３μｍ未満および約１μｍ未満を含む）の平均粒径を有する。エーロゲル構成成分は、よく分散された単一粒子として、またはポリマー材料内の複数の粒子または粒子の群のアグロメレートとして現れるエーロゲル粒子を含むことができる。選択された平均粒径および粒径分布は、特定用途のために必要とされるラフネスに依存し得る。ラフネスの量はまた、表面層組成物中のエーロゲル構成成分粒子の量によって調整されてもよい。
【００２４】
一部の実施形態において、市販されているエーロゲル構成成分の平均粒径を低減する。低減は、ミル加工、超音波、剪断混合、ボールミル加工、摩耗、またはいずれかの他の好適なプロセスを介して行われてもよい。ろ過は、粒径分布を狭くし、および／または大きな異常粒子を除去するために使用されてもよい。
【００２５】
一般に、特定の実施形態のために使用されるエーロゲルのタイプ、多孔性、間隙サイズおよび量は、得られた組成物の所望の特性、ならびにポリマーおよびエーロゲルが組み合わされているそれらの溶液の特性に基づいて選択され得る。例えば、プレポリマー（例えば相対的に低いプロセス粘度、例えば１０センチストークス未満を有する低分子量ポリウレタンモノマー）は、実施形態に使用されるために選択される場合、高い多孔性、例えば８０％を超える多孔性、および高い比表面積、例えば約５００ｍ２／グラムを超える比表面積、相対的に小さい間隙サイズ、例えば約５０〜約１００ｎｍ未満のサイズを有するエーロゲルは、中程度から高いエネルギー混合技術、例えば制御された温度、高剪断、ブレンド化を用いることによって相対的に高い濃度、例えば約２〜約２０重量％を超える濃度で、プレポリマーに混合され得る。プレポリマーを架橋および硬化／ポスト硬化して、ポリマーおよびエーロゲルフィラーの非常に長いマトリックスを形成する際、親水性タイプのエーロゲルが使用される場合、得られた複合体は、充満されていないポリマーの同様に調製されたサンプルと比べて改善された疎水性および向上した硬度を示し得る。改善された疎水性は、液相加工処理中のポリマーおよびエーロゲルの相互作用から誘導されてもよく、それによってポリマーの分子鎖の一部は、エーロゲルの間隙に染み込み、エーロゲルの非間隙区域は、そうでなければ水分子が流入し、占有できる分子間空間の一部またはすべてを占有するように作用する。
【００２６】
エーロゲル構成成分を特徴付ける相互接続間隙の連続モノリス構造はまた、高い表面積を導き、エーロゲルを含むように使用される材料に依存して、電気伝導率は、より高い熱および電気伝導性から、より高い熱および電気絶縁性までの範囲に及び得る。さらに、実施形態においてエーロゲル構成成分は、約４００〜約１２００ｍ２／グラム、例えば約５００〜約１２００ｍ２／グラム、または約６００〜約８００ｍ２／グラムの範囲の表面積を有していてもよい。実施形態において、エーロゲル構成成分は、約１．０ｘ１０−４Ω−ｃｍを超える、例えば約０．０１〜約１．０ｘ１０１６Ω−ｃｍ、約１〜約１．０ｘ１０８Ω−ｃｍ、または約５０〜約７５０，０００Ω−ｃｍの範囲の電気抵抗率を有していてもよい。種々の実施形態において使用される異なるタイプのエーロゲルはまた、伝導性（約０．０１〜約１．００Ω−ｃｍ）から絶縁性（約１０１６Ω−ｃｍを超える）に広がる電気抵抗率を有していてもよい。伝導性エーロゲル、例えばカーボンエーロゲルは、他の伝導性フィラーと組み合わされて、そうでなければ得るのが困難な物理的、機械的、および電気的特性の組み合わせを生じ得る。
【００２７】
好適には実施形態に使用できるエーロゲルは、３つの主要なカテゴリ：無機エーロゲル、有機エーロゲル、およびカーボンエーロゲルに分けられてもよい。実施形態において、画像形成部材層は、無機エーロゲル、有機エーロゲル、カーボンエーロゲルおよびこれらの混合物から選択される１つ以上のエーロゲルを含有してもよい。例えば、実施形態は、同じタイプの複数のエーロゲル、２つ以上の無機エーロゲルの組み合わせ、２つ以上の有機エーロゲルの組み合わせ、または２つ以上のカーボンエーロゲルの組み合わせを含むことができ、または異なるタイプの複数のエーロゲル、例えば１つ以上の無機エーロゲル、１つ以上の有機エーロゲル、および／または１つ以上のカーボンエーロゲルを含むことができる。例えば、化学的に変性された疎水性シリカエーロゲルは、高い電気伝導率のカーボンエーロゲルと組み合わされて、複合体の疎水性特性と電気特性を同時に改質し、それぞれの特性の所望のターゲットレベルを達成してもよい。
【００２８】
一部の実施形態において、エーロゲル構成成分は、約５〜約１５μｍの平均粒径、９０％を超える多孔性、約４０〜約１００ｋｇ／ｍ３のバルク密度、および／または約６００〜約８００ｍ２／グラムの表面積を有するシリカシリケートであることができる。もちろん、これらの範囲外の１つ以上の特性を有する材料は、所望により使用できる。
【００２９】
シリカエーロゲル粒子は、粒子のスケールで、すなわちミクロンスケールおよび間隙スケールにて表面層にテクスチャを付与できる。間隙は、マイクロポア、メソポアおよび／またはマクロポアを含んでいてもよい。マイクロポアは、２ナノメートル未満のサイズを有する。メソポアは、２〜５０ナノメートルのサイズを有する。マクロポアは、５０ナノメートルを超えるサイズを有する。一部の実施形態において、大部分の間隙はメソポアである。
【００３０】
実施形態において、表面層は、マトリックス材料に分散または結合した少なくとも１つである上述のエーロゲルを少なくとも含んでいてもよい。特定実施形態において、エーロゲルは、均一にマトリックス材料に分散および／または結合されるが、不均一分散または結合は、特定の目標を達成するために、実施形態において使用できる。例えば、実施形態において、エーロゲルは、マトリックス材料に不均一に分散または結合されて、表面層内に比べて、表面層の表面にて高濃度のエーロゲルを得ることができる。表面でのエーロゲル濃度は、マトリックス材料に比べてエーロゲルの密度が低いために天然に生じる場合がある。
【００３１】
エーロゲル構成成分は、マトリックスを通して均一に分散されてもよい。
【００３２】
表面層は、放射線吸収フィラーを含んでいてもよい。放射線吸収フィラーは、カーボンブラック、グラフェン、多壁カーボンナノチューブ、カーボンエーロゲル、ナノサイズの金属粒子、または金属酸化物であってもよい。金属酸化物は、酸化鉄であってもよい。
【００３３】
表面層組成物は、表面層のコーティング溶液にて提供されてもよい。表面層コーティング溶液はまた、所望により界面活性剤を含有してもよい。いずれかの好適で既知の界面活性剤、または２つ以上の界面活性剤の混合物が使用できる。存在する場合、界面活性剤は、いずれかの所望の量において表面層コーティング溶液に組み込まれることができ、例えば欠陥を含まないまたは実質的に欠陥を含まないコーティングを得るコーティング溶液を提供する。実施形態において、コーティング溶液に含まれる界面活性剤の量は、例えばコーティング溶液の約０．０１または約０．１〜約１０または〜約１５重量％、例えばコーティング溶液の約０．５〜約５重量％または〜約６重量％であることができる。
【００３４】
表面層は、１〜２ミリメートルの厚さの層としてモールド中で調製されてもよく、または１０〜３０ミクロン厚さの層として基材上にコーティングされてもよい。表面の自己組織化のために、成型工程は、表面テクスチャを加えるためには必要とされない。
【００３５】
可変性リソグラフィ印刷のプロセスがさらに開示される。プロセスは、インク溜め溶液／湿し流体を、画像形成部材表面を含む画像形成部材に適用する工程を含む。潜画像（ｌａｔｅｎｔ  ｉｍａｇｅ）は、疎水性の非画像領域および親水性画像領域を形成するために画像形成部材表面上の選択的な位置からインク溜め溶液をエバポレートすることによって形成され、インク組成物を親水性画像領域に適用し、現像された潜画像を受容基材に転写することによって潜画像を現像する。画像形成部材表面は、マトリックス材料およびエーロゲル構成成分を含む。
【００３６】
本開示は、湿し流体が疎水性（すなわち非水性）であり、インクがいくぶん親水性（少量の極性構成成分を有する）であるシステムを想定している。このシステムは、本開示の画像形成部材表面層と共に使用できる。概して、可変性リソグラフィのシステムは、インク組成物、湿し流体、および画像形成部材表面層を含むものとして記載されることができ、ここでこの湿し流体は、表面エネルギーα−β配位を有し、これはインクの表面エネルギーおよび画像形成部材表面層の表面エネルギーに関してα−β配位を接続するサークル内にある。特定実施形態において、湿し流体は、１５ｄｙｎｅｓ／ｃｍを超え、３０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満の総表面張力を有し、極性構成成分は、５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満である。画像形成部材表面層は、３０ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満の表面張力を有していてもよく、極性構成成分は、２ｄｙｎｅｓ／ｃｍ未満である。
【００３７】
適切な化学反応を選択することによって、インクおよび湿し流体の両方が画像形成部材表面を湿潤するが、インクおよび湿し流体は、互いに相互に湿潤しないシステムを考案できる。システムはまた、インクの存在下で表面を湿潤させるためにより高い親和性を有することによって、インク残渣の存在下で湿し流体が、画像形成部材表面からインク残渣を実際に離すためにエネルギー的に有利であるように設計できる。換言すれば、湿し流体は、後続のプリントに伝搬することから、微視的な背景欠陥（例えば、＜１μｍ半径）を除去できる。
【００３８】
湿し流体は、湿し流体が、画像形成部材表面を湿潤させるように、わずかに正の拡張係数を有するべきである。湿し流体はまた、インクの存在下で拡張係数を維持すべきであり、または換言すれば湿し流体は、インクの場合よりも画像形成部材表面に対してより近い表面エネルギー値を有する。これは、インクに比べて湿し流体によって、画像形成部材表面を湿潤する価値があるものにし、湿し流体が、いずれかのインク残渣から離れることができ、レーザーが湿し流体を除去しなかった表面にインクが接着することを拒絶する。次に、インクは、ラフネス向上因子を伴って、空気中で画像形成部材表面を湿潤すべきである（すなわち、湿し流体は表面には存在しない場合）。表面は、インクが１〜２μｍ厚さに適用される場合に、１μｍ未満のラフネスを有していてもよいことが留意されるべきである。所望により、湿し流体は、空気の存在下、インクを湿潤しない。換言すれば、出口インク付けニップでのフラクチャは、湿し流体自体の内部でなく、インクおよび湿し流体が相互作用する場合に生じるべきである。このように、湿し流体は、インクが受容基材によって転写された後、画像形成部材表面上に留まる傾向はない。最終的に、インクおよび湿し流体が化学的に不混和性であり、乳化した混合物だけが存在できるようにすることも望ましい。インクおよび湿し流体は共に近いα−β配位を有していてもよいが、多くの場合、異なるレベルの水素結合を有する化学反応構成成分を選択することにより、Ｈａｎｓｏｎ溶解度パラメータでの差異を増大させることによって混和性を低減できる。
【００３９】
湿し流体の役割は、インクの画像形成および受容基材への転写に選択性を提供することである。図１のインク供給源のインクドナーロールは、湿し流体層と接触する場合に、インクは、乾燥した、すなわち湿し流体でカバーされない画像形成部材上の領域にのみ適用される。
【００４０】
本開示のインク組成物と相溶性である湿し流体が、揮発性のヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）液体または揮発性シリコーン液体であることが想定される。これらのクラスの流体は、エバポレートするために必要とされるエネルギーの量、分散／極性表面張力設計空間における所望の特徴において利点、および一旦エバポレートされたら後に残る残渣が０である追加の利益を提供する。ヒドロフルオロエーテルおよびシリコーンは、室温、すなわち２５℃にて液体である。
【００４１】
特定実施形態において、揮発性ヒドロフルオロエーテル液体は、式（Ｉ）の構造を有する：
【化２】
2014046692.tif 000004
式中、ｍおよびｎは独立に１〜約９の整数であり；ｐおよびｑは独立に０〜１９の整数である。わかるように、一般に酸素原子に結合する２つの基は、フルオロアルキル基である。
【００４２】
特定実施形態において、ｑは０であり、ｐは０でない。これらの実施形態において、式（Ｉ）の化合物の右手側は、ペルフルオロアルキル基になる。他の実施形態において、ｑは０であり、ｐは２ｍ＋１の値を有する。これらの実施形態において、式（Ｉ）の化合物の右手側は、ペルフルオロアルキル基であり、式（Ｉ）の化合物の左手側はアルキル基である。さらに他の実施形態において、ｐおよびｑの両方は、少なくとも１である。
【００４３】
これに関して、本明細書に使用される場合に用語「フルオロアルキル」は、全体として炭素原子および水素原子を含むラジカルを指し、ここで１つ以上の水素原子は、フッ素原子で置換されていてもよく（すなわち必ずしも置換されない）、完全に飽和されている。フルオロアルキルラジカルは、線状、分岐または環状であってもよい。アルキル基がフルオロアルキル基のサブセットであることに留意すべきである。
【００４４】
本明細書で使用される場合、用語「ペルフルオロアルキル」は、完全に飽和して、式−ＣｎＦ２ｎ＋１を有する、全体として、炭素原子およびフッ素原子を含むラジカルを指す。ペルフルオロアルキルラジカルは、線状、分岐または環状であってもよい。ペルフルオロアルキル基は、フルオロアルキル基のサブセットであり、アルキル基であるとは考慮できないことに留意すべきである。
【００４５】
特定実施形態において、ヒドロフルオロエーテルは、式（Ｉ−ａ）から（Ｉ−ｈ）のいずれか１つの構造を有する。
【化３】
2014046692.tif 000005
【００４６】
これらの式のうち、式（Ｉ−ａ）、（Ｉ−ｂ）、（Ｉ−ｄ）、（Ｉ−ｅ）、（Ｉ−ｆ）、（Ｉ−ｇ）、および（Ｉ−ｈ）は、分岐または線状のいずれかにおいて、１つのアルキル基および１つのペルフルオロアルキル基を有する。一部の技術用語において、それらはまた、分離ヒドロフルオロエーテルと呼ばれる。式（Ｉ−ｃ）は、２つのフルオロアルキル基を含有し、分離ヒドロフルオロエーテルとは考えられない。
【００４７】
式（Ｉ−ａ）はまた、１，１，１，２，２，３，４，５，５，５−デカフルオロ−３−メトキシ−４−（トリフルオロメチル）ペンタンとして知られており、ＣＡＳ＃１３２１８２−９２−４を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７３００として市販されている。
【００４８】
式（Ｉ−ｂ）はまた、３−エトキシ−１，１，１，２，３，４，４，５，５，６，６，６−ドデカフルオロ−２−（トリフルオロメチル）ヘキサンとして知られ、ＣＡＳ＃２９７７３０−９３−９を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７５００として市販されている。
【００４９】
式（Ｉ−ｃ）はまた、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロ−４−（１，１，２，３，３，３−ヘキサフルオロプロポキシ）ペンタンとして知られ、ＣＡＳ＃８７０７７８−３４−０を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７６００として市販されている。
【００５０】
式（Ｉ−ｄ）はまた、メチルノナフルオロイソブチルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃１６３７０２−０８−７を有する。式（Ｉ−ｅ）はまた、メチルノナフルオロブチルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃１６３７０２−０７−６を有する。式（Ｉ−ｄ）および（Ｉ−ｅ）の混合物は、Ｎｏｖｅｃ（商標）７１００として市販されている。これら２つの異性体は、分離不可能であり、本質的に同一の特性を有する。
【００５１】
式（Ｉ−ｆ）はまた、１−メトキシヘプタフルオロプロパンまたはメチルペルフルオロプロピルエーテルとして知られ、ＣＡＳ＃３７５−０３−１を有する。それは、Ｎｏｖｅｃ（商標）７０００として市販されている。
【００５２】
式（Ｉ−ｇ）はまた、エチルノナフルオロイソブチルエーテルとして知られており、ＣＡＳ＃１６３７０２−０５−４を有する。式（Ｉ−ｈ）はまた、エチルノナフルオロブチルエーテルとして知られており、ＣＡＳ＃１６３７０２−０６−５を有する。式（Ｉ−ｇ）および（Ｉ−ｈ）の混合物は、Ｎｏｖｅｃ（商標）７２００またはＮｏｖｅｃ（商標）８２００として市販されている。これら２つの異性体は、分離不可能であり、本質的に同一の特性を有する。
【００５３】
ペルフルオロアルキル側鎖を有する環状芳香族骨格を有する同様の化合物を使用できることも可能である。特に、式（Ａ）の化合物が想定される：
【化４】
2014046692.tif 000006
式中、Ａｒがアリールまたはヘテロアリール基であり、ｋは１〜約９の整数であり、ｔは、ペルフルオロアルキル側鎖の数を示し、ｔは１〜約８である。
【００５４】
用語「ヘテロアリール」は、炭素原子、水素原子およびヘテロ原子を、ラジカル環内に含む環状ラジカルを指し、この環状ラジカルは芳香族である。ヘテロ原子は、窒素、硫黄または酸素であってもよい。例示的なヘテロアリール基としては、チエニル、ピリジニル、およびキノリニルが挙げられる。ヘテロアリールが炭素原子の数値範囲と関連して記載される場合、置換されたヘテロ芳香族ラジカルを含むように解釈されるべきでない。ヘテロアリール基が、アリール基のサブセットでないことに留意する。
【００５５】
ヘキサフルオロ−ｍ−キシレン（ＨＦＭＸ）およびヘキサフルオロ−ｐ−キシレン（ＨＦＰＸ）は、具体的に想定され、低コストの湿し流体として使用できる式（Ａ）の有用な化合物である。ＨＦＭＸおよびＨＦＰＸは、式（Ａ−ａ）および（Ａ−ｂ）として以下に示す：
【化５】
2014046692.tif 000007
フッ素化湿し流体のいずれかの共溶媒の組み合わせは、所望でない特徴、例えば低可燃性温度を抑制するのに役立つために使用できる。
【００５６】
あるいは、湿し流体溶媒は、揮発性シリコーン液体である。一部の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＩ）の構造を有する線状シロキサンである：
【化６】
2014046692.tif 000008
式中、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、およびＲｆは、それぞれ独立に、水素、アルキル、またはペルフルオロアルキルであり、ａは１〜約５の整数である。一部の特定実施形態において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、およびＲｆはすべてアルキルである。より詳細な実施形態において、それらは同じ長さのすべてのアルキルである（すなわち、同じ数の炭素原子）。
【００５７】
式（ＩＩ）の例示的な化合物としては、ヘキサメチルジシロキサンおよびオクタメチルトリシロキサンであり、これは式（ＩＩ−ａ）および（ＩＩ−ｂ）として以下に示される：
【化７】
2014046692.tif 000009
【００５８】
他の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＩＩ）の構造を有するシクロシロキサンである
【化８】
2014046692.tif 000010
式中、各ＲｇおよびＲｈは、独立に、水素、アルキル、またはペルフルオロアルキルであり、ｂは３〜約８の整数である。一部の特定実施形態において、ＲｇおよびＲｈ基のすべてはアルキルである。より詳細な実施形態において、それらは同じ長さのすべてのアルキルである（すなわち、同じ数の炭素原子）。
【００５９】
式（ＩＩＩ）の例示的な化合物としては、オクタメチルシクロテトラシロキサン（別名Ｄ４）およびデカメチルシクロペンタシロキサン（別名Ｄ５）であり、これは式（ＩＩＩ−ａ）および（ＩＩＩ−ｂ）として以下に示される：
【化９】
2014046692.tif 000011
【００６０】
他の実施形態において、揮発性シリコーン液体は、式（ＩＶ）の構造を有する分岐シロキサンである：
【化１０】
2014046692.tif 000012
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、独立に、アルキルまたは−ＯＳｉＲ１Ｒ２Ｒ３である。
【００６１】
式（ＩＶ）の例示的な化合物は、メチルトリメチコーンであり、メチルトリス（トリメチルシロキシ）シランとしても知られ、これはＳｈｉｎ−ＥｔｓｕからＴＭＦ−１．５として市販されており、式（ＩＶ−ａ）の構造を有する以下に示される：
【化１１】
2014046692.tif 000013
【００６２】
上記で記載されるヒドロフルオロエーテル／ペルフルオロ化化合物のいずれかは、互いに混和性である。上述のシリコーンのいずれかはまた、互いに混和性である。これにより、最適なプリント性能または他の特徴、例えば沸点または可燃性温度のために、湿し流体を調整できる。これらのヒドロフルオロエーテルおよびシリコーン液体の組み合わせは、具体的に、本開示の範囲内であると想定される。また、式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）のシリコーンは、ポリマーであるとは考えられないが、むしろ正確な式を知ることができる区別可能な化合物であると考えられることにも留意すべきである。
【００６３】
特定実施形態において、湿し流体は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）およびデカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）の混合物を含むことが想定される。大部分のシリコーンは、Ｄ４およびＤ５から誘導され、これらは、Ｒｏｃｈｏｗプロセスにおいて製造されるクロロシランの加水分解によって製造される。加水分解反応物から蒸留されるＤ４とＤ５との比は、一般に、約８５重量％Ｄ４と１５重量％Ｄ５であり、この組み合わせは、共沸混合物である。
【００６４】
特定実施形態において、湿し流体は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）およびヘキサメチルシクロトリシロキサン（Ｄ３）の混合物を含み、Ｄ３は、Ｄ３およびＤ４の総重量の３０重量％の量で存在することが想定される。この混合物の効果は、湿し流体の薄層のために有効な沸点を低下させることである。
【００６５】
これらの揮発性ヒドロフルオロエーテル液体および揮発性シリコーン液体は、小さい気化熱、小さい表面張力および良好な動粘度を有する。
【００６６】
本開示と共に使用するために想定されるインク組成物は、一般に着色剤、および複数の選択された架橋性化合物を含む。架橋性化合物は、紫外（ＵＶ）下で硬化でき、最終受容基材上に適所にインクを固定する。本明細書で使用される場合、「着色剤」という用語は、顔料、染料、量子ドット、これらの混合物などを含む。染料および顔料は、特定の利点を有する。染料は、インクビヒクル内に良好な溶解性および分散性を有する。顔料は、優れた熱および光高速性能を有する。着色剤は、いずれかの所望の量でインク組成物中に存在し、通常、インク組成物の総重量に基づいて約１０〜約４０重量％（重量％）または約２０〜約３０重量％の量で存在する。種々の顔料および染料は当該技術分野において既知であり、供給元、例えばほんの数例を挙げると、Ｃｌａｒｉａｎｔ、ＢＡＳＦ、およびＣｉｂａから、市販されている。
【００６７】
インク組成物は、２５℃にて約５，０００〜約４０，０００センチポアズの粘度、および約７，０００〜約１５，０００ｃｐｓの粘度を含む無限剪断を有していてもよい。これらのインク組成物はまた、２５℃にて少なくとも約２５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（２５℃にて約２５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ〜約４０ｄｙｎｅｓ／ｃｍを含む）の表面張力を有していてもよい。これらのインク組成物は、多くの所望の物理的および化学的特性を有する。それらは、材料と適合性であり、これらは、例えば湿し流体、画像形成部材の表面層、および最終的な受容基材と接触する。それらはまた、必須の湿潤および転写特性を有する。それらはＵＶ硬化でき、適所に固定される。それらはまた、良好な粘度を有し；従来のオフセットインクは、普通、５０，０００ｃｐｓを超える粘度を有し、これは非常に高いので、ノズル系インクジェット技術を用いて使用できない。加えて、克服すべき最も困難な問題の１つは、以前の画像のゴースト発生なしに、デジタル画像形成を可能にするために、連続デジタル画像間の洗浄および廃棄物取り扱いのための必要性である。これらのインクは、インクスプリッティングの代わりに、非常に高い転写効率を可能にするように設計され、こうして洗浄および廃棄物取り扱いと関連する多くの問題を克服する。本開示のインク組成物はゲルではない一方で、単純なブレンド化によって製造される通常のオフセットインクはゲルであり、相分離により使用できない。
【実施例】
【００６８】
実施例１
実施例１において、表面層は、シリコーン、３重量％のシリカエーロゲル、および１０重量％のカーボンブラックを含んでいた。シリカエーロゲルは、約１０μｍの平均粒径を有していた。図３Ａ〜Ｃは、それぞれ頂部直角の図、頂部４５°の図、および断面図のＳＥＭ画像である。ＳＥＭ画像は、表面にて製造されるラフネスが、おおよそ１０μｍスケールであり、これはエーロゲル構成成分の平均粒径と同じであった。サブミクロンサイズのカーボンブラック粒子は、図３Ｃのシリカエーロゲル粒子間に分散されるように観測できる。
【００６９】
実施例２
実施例２において、表面層は、シリコーン、および３重量％のシリカエーロゲルを含んでいた。シリカエーロゲルは、１０μｍの平均粒径を有しており、ミル加工されていなかった。図４Ａは、表面層のＳＥＭである。
【００７０】
実施例３
実施例３において、シリカエーロゲル粒子がトルエン中で約０．５時間でミル加工した以外、実施例２の手順に従った。ミル加工は、約２．５μｍの平均粒径を達成するために行われた。ミル加工された粒子は、約２．５μｍの平均粒径を有していた。図４Ｂは、表面層のＳＥＭである。表面のＳＥＭ画像形成は、より大きな粒子を含む粒径範囲を示した。これらのより大きい粒子は、シービングによって除去されることができる。
【００７１】
実施例４
実施例４において、シリカエーロゲル粒子がトルエン中で約１．５時間でミル加工した以外は、実施例２の手順に従った。ミル加工された粒子は、約１．５μｍの平均粒径を有していた。図４Ｃは、表面層のＳＥＭ画像である。表面のＳＥＭ画像形成は、大きいサイズの粒子が少なく、表面上のより高密度の粒子分布を示した。
【００７２】
実施例５
実施例５において、１０重量％のシリカエーロゾルを利用した以外、実施例４の手順に従った。ミル加工された粒子は、約１．５μｍの平均粒径を有していた。図４Ｃは、表面層のＳＥＭ画像である。表面の観測は、表面上のより高密度の粒子分布を示した。
【００７３】
実施例６
実施例６において、表面層は、シリコーンおよび１．３μｍの平均粒径を有する３重量％のシリカエーロゲル粒子、実施例１〜５の粒子が使用された狭い粒径分布を含んでいた。図５Ａは、粒子のＳＥＭ画像である。粒子の分散は、シリコーンと直接混合され、アグロメレートされたセクションを有する表面を製造した。図５Ｂは、アグロメレートされた表面のＳＥＭ画像である。粒子の脱アグロメレートは、アグロメレートされたセクションを有さない表面を得て、表面上の粒子の密度を増大させた。
【００７４】
実施例７
実施例７において、シリコーン、１０重量％のシリカエーロゾル粒子を含み、カーボンブラックを含まない画像形成部材表面層は、手動で試験された。エーロゲル粒子は、元々約１０μｍの平均粒径を有し、約１．５時間ミル加工された。図６Ａは、表面層のＳＥＭ画像である。
【００７５】
手動試験は、Ｎｏｖｅｃインク溜め溶液を表面に適用し、粘稠なオフセットインクをハンドローラーを用いて適用し、プリントを紙に転写させることによって行われた。図６Ｂは、図６Ａに示される表面層を用いたプリントの写真である。
【００７６】
実施例８
実施例８において、脱アグロメレーション工程も含まれた以外は、実施例７の手順に従った。図７Ａは、表面層のＳＥＭ画像である。図７Ｂは、図７Ａに示される表面層を用いたプリントの写真である。
【００７７】
実施例９
実施例９において、表面層がさらに１０重量％のカーボンブラックを含んでいた以外、実施例８の手順に従った。図８Ａは、表面層のＳＥＭ画像である。図８Ｂは、図８Ａに示される表面層を用いたプリントの写真である。
【図１】
2014046692.tif 000014
【図２】
2014046692.tif 000015
【図３Ａ】
2014046692.tif 000016
【図３Ｂ】
2014046692.tif 000017
【図３Ｃ】
2014046692.tif 000018
【図４Ａ】
2014046692.tif 000019
【図４Ｂ】
2014046692.tif 000020
【図４Ｃ】
2014046692.tif 000021
【図４Ｄ】
2014046692.tif 000022
【図５Ａ】
2014046692.tif 000023
【図５Ｂ】
2014046692.tif 000024
【図５Ｃ】
2014046692.tif 000025
【図６Ａ】
2014046692.tif 000026
【図６Ｂ】
2014046692.tif 000027
【図７Ａ】
2014046692.tif 000028
【図７Ｂ】
2014046692.tif 000029
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2014046692.tif 000031