(57)【要約】      （修正有）【課題】電気化学エッチング工程によってステンシルを作るための従来のステンシルマスターは像を生じさせる空隙の配列の光学的コントラストが非常に低く、エッチング工程の前に正確にステンシルの位置決めをするのが困難であった。【解決手段】熱的に活性化が可能な着色剤を含有する感熱性ステンシルマスター、及び、前記ステンシルマスターを熱により現像して、前記熱的に活性化が可能な着色剤中に空隙とその空隙に対応する色を生じさせることにより作られるステンシルを提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱的に活性化が可能な着色剤を含有する感熱性ステンシルマスター。
【請求項２】
感熱性不透水性高分子フィルム及び多孔質層を更に含む請求項１記載のステンシルマスター。
【請求項３】
前記多孔質層が固体樹脂フォームからなる請求項２記載のステンシルマスター。
【請求項４】
前記多孔質層が薄葉紙からなる請求項２記載のステンシルマスター。
【請求項５】
加熱により熱的に活性化が可能な着色剤に不可逆的な色変化が起こる請求項１から４のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項６】
熱的に活性化が可能な着色剤は塗膜として塗布される請求項１から５のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項７】
熱的に活性化が可能な着色剤が塗膜として塗布され、この塗膜は不透水性高分子フィルムの反対側の前記多孔質層の表面上にある請求項２から５のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項８】
熱的に活性化が可能な着色剤が塗膜として塗布され、この塗膜は不透水性高分子フィルムと同一の表面上にある前記多孔質層の表面上にある請求項２から５のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項９】
熱的に活性化が可能な着色剤が多孔質層の中に取り込まれている請求項２から８のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項１０】
熱的に活性化が可能な着色剤の乾燥重量が５〜２０ｇ／ｍ２である請求項１から９のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項１１】
熱的に活性化が可能な着色剤が発色材料及び発色現像液を含有する請求項１から１０のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項１２】
前記発色材料と発色現像液が、熱を加える前には反応が起こらないようにして熱的に活性化が可能な着色剤中に包含されている請求項１１に記載のステンシルマスター。
【請求項１３】
熱を加えた時に融解する感光剤を更に含み、それによって前記発色材料と発色現像液の反応が促進される請求項１１又は１２に記載のステンシルマスター。
【請求項１４】
マトリクスがロウ状材料である請求項１３に記載のステンシルマスター。
【請求項１５】
熱的に活性化が可能な着色剤が白色染料を含んでいる請求項１から１４のいずれか一項に記載のステンシルマスター。
【請求項１６】
熱的に活性化が可能な着色剤をステンシルマスターの素地上に塗布するか、又は、素地内に熱的に活性化が可能な着色剤を取り入れることからなる、感熱性ステンシルマスターの製造方法。
【請求項１７】
多孔質層上に熱的に活性化が可能な着色剤を塗布することからなる方法であって、前記多孔質層は感熱性不透水性高分子フィルムと接着されている、感熱性ステンシルマスターの製造方法。
【請求項１８】
多孔質層上に熱的に活性化が可能な着色剤を塗布し、前記多孔質層を感熱性不透水性高分子フィルムと接着させることからなる感熱性ステンシルマスターの製造方法。
【請求項１９】
感熱性不透水性高分子フィルムの表面に熱的に活性化が可能な着色剤を含む液体層を塗布し、前記液体層を乾燥させて固体の多孔質層を形成させることからなる感熱性ステンシルマスターの製造方法。
【請求項２０】
前記熱的に活性化が可能な着色剤中に空隙とその空隙に対応する色を生じさせるために熱による現像を行なうことからなる請求項１から１５のいずれか一項に記載の感熱性ステンシルマスターの現像方法。
【請求項２１】
熱による現像により前記熱的に活性化が可能な着色剤中に空隙とその空隙に対応する色が生じた、請求項１から１５のいずれか一項に記載のステンシルマスターからなるステンシル。
【請求項２２】
複製工程中における請求項２１に記載のステンシルの使用。
【請求項２３】
エッチング工程における請求項２１に記載のステンシルの使用。
【請求項２４】
前記エッチング工程は電気化学エッチング工程である請求項２３に記載の使用。
【請求項２５】
飛行機用部材をエッチングするための請求項２３又は２４に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデジタルステンシルマスター（原盤）、ステンシル、その作成方法、及び、上記ステンシルの使用、例えば電気化学エッチング工程における使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
不透水性の高分子フィルム及び多孔質層を有するステンシルマスターは、デジタル複製工程中で使用するステンシルの製造用の前駆材料として知られている。本願では、配列された点熱源をステンシルマスターにあてて、高分子フィルムの一部を溶融させる。これにより対応する空隙（ボイド）を高分子フィルム中に生じさせ、「現像済みの（ｉｍａｇｅｄ）ステンシルマスター」又はステンシルを与える。
【０００３】
この種のステンシルは金属部品の電気化学エッチングにおいて日常的に使用されている。この方法では、エッチングを行なう金属部品の上にステンシルを置き、電解質溶液をステンシルに塗布する。空隙があれば、電解質は流れ落ちて上記金属部品と接触する。電流が電解質を通って部品中へと流れ、空隙がある部分の金属成分が酸化される。金属部品の酸化された領域は肉眼で見ると周辺の金属よりも暗いように見え、このようにして金属上に視認可能な像が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この方法によってステンシルを作るための従来のステンシルマスターの使用においては、像を生じさせる空隙の配列の光学的コントラストが非常に低いため問題があった。その結果として、エッチング工程の前に正確にステンシルの位置決めをするのが困難であった。従ってステンシルの正確な位置決めができ、その結果生じる正確に位置決めされたエッチング後の像を与えることができる、明瞭に視認できる空隙を有するステンシルを提供するのが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の態様によれば、感熱性ステンシルマスターは熱的に活性化が可能な着色剤を含有している。
【０００６】
本発明の第二の態様によれば、ステンシルは、熱による現像により前記熱的に活性化が可能な着色剤中に空隙とその空隙に対応する色が生じた、上述のタイプのステンシルマスターからなるステンシルである。
【０００７】
もう一つの本発明の態様には、ステンシルマスターを製造する方法、ステンシルを製造する方法、及び、上記ステンシルの使用、例えば電気化学エッチング工程における使用が含まれる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ステンシル中の空隙の位置をはっきりと視認できるので、現像する素地上において請求項に記載のステンシルの位置決めを正確行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のステンシル及びステンシルマスターは熱的に活性化が可能な着色剤を含有している。本願の明細書においては、熱的に活性化が可能な着色剤とは、使用前の周辺温度（例えば周辺環境に応じて１０℃〜３５℃の範囲であろう）より高い温度であって、且つ、ステンシルを現像するために使用される熱印刷用ヘッドの温度以下に加熱する場合に色の変化が起こる物質であればどんなものでもよい。熱印刷用ヘッドの典型的な表面温度は３００℃から５００℃の範囲内にある。色の変化は不可逆的なほうが好ましい。
【００１０】
ステンシルマスターの熱的に活性化が可能な着色剤は、発色材料と発色現像液（ｃｏｌｏｒ  ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ）を含有しているのが好ましい。上記熱的に活性化が可能な着色剤が白色染料系を含有するのがより好ましい。上記系は塩基性の無色又は微着色の発色材料及び酸性の発色現像液を含んでいるものが典型的である。
【００１１】
典型的には、上記発色材料及び上記酸性発色現像液は、熱を加える前には反応が起こらないようにして併用される。熱的に活性化が可能なこの種の着色剤は感熱紙の製造において良く知られている。白色染料の化学及びこれらの材料を基剤とする感熱塗料の配合は、米国特許第３５３９３７５号明細書、米国特許第３６７４５３５号明細書、米国特許第４１５１７４８号明細書、米国特許第４１８１７７１号明細書、米国特許第４２４６３１８号明細書、米国特許第４４７００５７号明細書に述べられている。
【００１２】
典型的には、発色材料及び酸性発色現像液は、熱を加えると融解して２つの色形成成分の反応が可能となる連続したマトリクス（当該技術分野では感光剤として知られている）中に含まれている。上記感光剤は典型的にはロウ状材料、例えばステアラミド等である。
【００１３】
他のアプローチにおいては、発色材料は感光剤と共に他の材料、典型的には高分子性の材料中にカプセル化されている。その後上記カプセルは酸性の発色現像液中に分散されている。熱の作用下において、カプセル壁は溶融して、それにより発色材料及び酸性発色現像液が共に感光剤中に入れるようになり、色形成反応が起こる。
【００１４】
熱的に活性化が可能な着色材料によって生ずる色変化は、典型的には白（しばしば無色とも言われる）から黒である。しかし、熱的に活性化が可能な着色剤は、色の間に十分高いコントラストが有り、視認できる像を生ずるものであれば、どの色から他のどの色へ変化するものであってもよい。
【００１５】
本発明のステンシルマスターは典型的には感熱性高分子フィルム及び多孔質層を更に含む。以下において、本発明は主にこのタイプのステンシルマスターに関して述べられているが、但し本発明はそれに限定されているものと理解すべきものではない。
【００１６】
熱的に活性化が可能な着色剤は塗膜（コーティング）として塗布されているのが好ましく、この塗膜は多孔質層又は感熱性不透水性フィルムのいずれかの表面のうちの一つの面上にあるのがより好ましい。
【００１７】
この塗布工程は、多孔質層又は感熱性不透水性フィルムを他のステンシルマスターの構成部材と組み合わせる前に、その表面上に行なっても良い。しかし、発色塗料を完成形のステンシルマスターの集合体に塗布することにより、発色塗料を感熱性不透水性フィルムとは反対側の多孔質層に塗布するのが好ましい工程である。
【００１８】
熱的に活性化が可能な上記着色剤を多孔質層に塗布するのに、好適な塗布又は印刷方法であればどのようなものを使用してもよい。限定される訳ではないが、このような方法としてはグラビアコーティング、ローラーコーティング、マイヤーバーコーティング、スプレーコーティング、カーテンコーティング、スロットダイコーティング、フレキソ印刷、スクリーン印刷及び石版印刷等が挙げられる。典型的には、塗料は連続ウェブ（膜）として素地上に塗布され、また典型的には乾燥塗料重量は５〜２０ｇ／ｍ２である。
【００１９】
多孔質層が樹脂塗膜から形成されている他の実施態様においては、熱的に活性化が可能な着色剤は、別工程によって塗布されるよりもこの塗膜中に混合させるほうがよい。
【００２０】
ステンシルマスター中に熱的に活性化が可能な着色剤を取り込むのにいずれの方法も使用されるが、熱的に活性化が可能な着色剤は担体液体中に分散させるのが好ましい。この担体液体は水でもよく、水と溶媒の混合物でもよく、また溶媒のみでもよい。さらに担体液体は強制空気及び／又は放射エネルギー等の公知の方法によって乾燥させることができる。乾燥工程において、色形成工程及びマスターフィルムの収縮の初期化のための活性化温度は限度を超えないことが重要である。さらに、熱的に活性化が可能な着色剤は現像される領域上に実質的に均一に広げられていることが重要である。
【００２１】
本発明のステンシルマスターは、典型的には更に感熱性高分子フィルム及び多孔質層を含んでいる。感熱性高分子フィルムは、従来のフィルム−ティッシュ（薄葉紙）複層ステンシルにおいて使用されるタイプのものでもよい。特に感熱性高分子フィルムは、デジタル複写機中で典型的に使用されるタイプの熱印刷ヘッドにより穴あけができなければならない。厚みは１０μｍより薄いのが好ましく、５μｍより薄いのが典型的であり、例えば３μｍ厚以下である。
【００２２】
ステンシルマスターの多孔質層は、典型的には固体の樹脂若しくは高分子フォーム、又は、薄葉紙のいずれかからなる。
【００２３】
薄葉紙が使用される場合、麻等の天然繊維、合成繊維、合成マイクロファイバー、又は、その混合物から形成されるものでよい。
【００２４】
固体樹脂フォームが使用される場合、樹脂は典型的には熱可塑性又は架橋されたものである。限定されるわけではないが、好適な樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、ビニルアセタール、ビニルブチラール、ビニルホルマール、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニルメチルエーテル又はビニルピロリドンから作られる重合体、共重合体、又は、より複雑な配列の重合体等が挙げられる。ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、セルロースエーテル、セルロースエステル、ニトロセルロース、ポリケトン、ゴム、アルキド、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、エポキシ又はシリコーンの範疇に含まれる樹脂もまた好適である。
【００２５】
この発明で用いる多孔質固体樹脂フォームは、英国特許出願公開第２３０６６８９号明細書、英国特許出願公開第２３３６９１６号明細書及び英国特許出願公開第２３５０６９１号明細書の方法等の以前に述べられた方法によって作ることができる。別の方法としては、多孔質固体樹脂フォームは、その内容が参照として本願に組み込まれている英国特許出願第０２２６９１０．８号（代理人参照：ＣＪＨ０２１７９ＧＢ）に述べられている、より最近のタイプのものでもよい。このタイプの固体フォームは、液体フォームを感熱性フィルム上に塗布し、塗膜を乾燥させて多孔質樹脂層を形成させることによって作られるものでもよい。典型的には、液体フォームは揮発性液体及び樹脂を含む液相からなる。樹脂は揮発性液体中に溶解されているか、又は、樹脂エマルションとして若しくは非水性分散液として混合されている。本願の内容において、揮発性液体とは、感熱性フィルムの収縮温度よりも低い温度の塗布機上にある間に液体フォームから蒸発するものである。感熱性フィルムの実質的な収縮が起こらないように乾燥条件が選択されものである限りより高い沸点を有する液体の方が有用であろうことは分かっているものの、典型的には上記揮発性液体は４０℃以上で且つ１２０℃以下の標準沸点を有するものであろう。非水性液体を使用することはできるが、本発明で使用するのに好ましい液体は、工程上及び環境上の理由から、水である。
【００２６】
形成される固体フォーム塗膜は、ステンシルマスターが現像されて感熱性フィルム中に空隙を作る時に、上記固体フォーム中に入る液体がフィルム中の空隙を通って排出されるように、液体、特にインクを流すことのできるオープンセル型の固体フォームである。固体フォーム中でセルを横方向に繋げると、ステンシルのこの構成部分がインク溜めとして機能し、また空隙の密度が大きい領域と空隙がほとんどないか或いは全くない領域との間のインクの供給バランスを保つことができるので、望ましい。多孔質固体フォームを通るインクフローを所望の程度にするために、且つ、顔料インクによって空孔が遮蔽されないように、空孔の大部分の直径が５μｍより大きいのが好ましく、直径が１０μｍであるのがより好ましい。
【００２７】
感熱性ステンシルマスターが高分子フィルム及び多孔質層を含んでいない場合、熱的に活性化が可能な着色剤はステンシルマスターの素地上に塗布されるか、または素地中に取り込まれる。
【００２８】
本発明のステンシル及びステンシルマスターは、発泡剤、繊維状材料、顔料、充填剤、静電気防止剤、離型剤、着色剤、湿潤剤、分散剤及び粘度調整剤等の添加成分を含んでいてもよい。
【００２９】
本発明のステンシルは上述のステンシルマスターを熱により現像することによって形成される。この熱現像は、典型的にはデジタルコピー機又はサーマルラベルプリンター等の熱現像装置により行なうこともできるし、また他にもオリジナルの像に対応する熱パターンを作ることができ、ステンシルマスター上にそのオリジナルの像を作ることのできる装置であればどんなものによっても行なうことができる。
【００３０】
より詳しくいうと、ステンシルマスターに熱が加えられると、感熱性不透水性フィルムは融解して空隙が生じ、熱的に活性化が可能な着色剤は熱源のすぐ近くにおいて色変化が起こる。この色変化は分子レベルでおこるため、像分解能は熱現像装置の分解能によってのみ制限を受ける。
【００３１】
本発明のステンシルは、電気化学エッチング工程におけるマスクとして使用できる。しかしながら、他の複製技術、例えば印刷や非電解エッチング等におけるマスクとしての使用もさらに想定される。そのような複製技術は安全表示、特に飛行機部品の安全表示に使用することができ、更に幅広い範囲の工業的用途において表示用部材として使用することも考えられる。
【００３２】
本発明を以下の実施例によって説明する。
【実施例１】
【００３３】
活性化温度が７０℃の、市販の色変化性塗料混合物（クロマゲンブラック（Ｋｒｏｍａｇｅｎ  Ｂｌａｃｋ）、供給者：サーモグラフィック・メジャーメンツ・カンパニーズ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｉｅｓ）を、一方の表面に薄いシリコーンのベタツキ防止（ａｎｔｉ−ｓｔｉｃｋ）コーティングがされており、他の表面には１２ｇ／ｍ２、４４μｍ厚の長繊維薄葉紙がラミネートされた２．０μｍ厚の感熱性ポリエステルフィルムからなる標準デジタルステンシル材料の薄葉紙側の面に塗布した。コーティング用混合物は、直径０．０８ｍｍの針金状の湾曲したマイヤーバーを用いて塗布した。この方法によりコーティング用混合物を薄葉紙内部へ運ぶことができ、且つ繊維の隙間を塞ぐことなく個々の繊維をコートすることができる均一なコーティングが達成された。ステンシルの温度が６０℃を超えないようにしながら、温風送風機（ドライヤー）で塗膜（コーティング）を乾燥させた。塗膜の重量は８．１５ｇ／ｍ２であった。
【００３４】
コートされたステンシルマスターは、ＭＳワードが動作するパソコンと接続されたＩＰ４８Ｗｉｎサーマルラベルプリンターを用いて現像した。この方法により高分子フィルム中に空隙を生じたのと同時に、空隙の直近の薄葉紙中で無色から黒色への色の変化が起こった。この色はマスター材の薄葉紙側から見た時に肉眼で視認できた。
【００３５】
薄葉紙上の視認できる像を用いて、マスター材を、フィルム側を下にして電気化学的にエッチングする金属部材上に手で位置決めした。エッチング液（ユニバーサル・マーキング・システムズＭＳ−ＭＥ６  ４１６９）を含んだスポンジを、液に電流を流しながら現像領域上に押し当てた。電流はユニバーサル・マーキング・システムズによって供給されているメタルエッチ（Ｍｅｔａｌｅｔｃｈ）ＭＥ２０００Ｔエッチングユニットから送電した。空隙を通して液が金属と接触する場所では、表面の酸化作用により金属部材上に像が生じた。