[发明专利]用于制备热敏模版的方法和装置以及热敏模版材料

说明书

本发明涉及用于通过热头(thermal head)或其类似物列热敏模版(stencil)材料的热塑性树脂薄膜进行热穿孔制备模版的方法和装置，涉及热敏模版材料。本发明更特别涉及对孔眼形状、印刷质量和模版制备速度的改进。

制造热敏模版的方法大体分为如下两种，方法1：将热敏模版材料的树脂膜一面与其上带有以含碳材料绘制的图象的原型紧密接触，并将该薄膜通过在红外线下成象曝光产生的热进行穿孔；方法2；通过用例如带有一系列微型加热器器件的热头的装置对热敏模版材料的树脂膜一面进行二维扫描，对热敏模版材料的树脂膜进行成象穿孔。本说明书中将前一方法称为“模拟模版制造方法”，后一方法称为“数字模版制造方法”。目前，数字模版制造方法比模拟模版制造方法更流行，原因在于前者在原型中不需要碳，同时容易进行成象处理。

当模版通过数字模版制造方法制造时，优选孔眼被象素离散，并且形状和穿孔程度均匀，因此印刷图形的细线和/或边缘显示与原图边缘完全一致，印刷图形的实体部分具有足够的密度，并且转印至各印刷片的油墨量可很好地控制以不造成油墨转污(第一张印刷片表面上的油墨沾污重叠于第一张印刷片表面上的第二张印刷片背面这样的现象)。

另一方面，为满足目前对更高图象质量的要求，已将例如400dpi或600dpi的高精细或高分辨热头广泛用作热穿孔模版材料的热装置。这类高分辨热装置可提供的最高温度通常比低分辨热装置的低。因此，为了用高分辨热装置按给定尺寸穿孔模版材料，模版材料应比通过低分辨热装置穿孔时对穿孔更敏感。此外，由于孔眼(象素)数随分辨率升高而增加，因此优选应缩短形成每个孔所需的时间，换言之，每个孔眼应以更高的速度形成。因此，为满足这些要求已对树脂薄膜的物理性能、热头的结构和控制热头的方法进行了研究。

用于热敏模版材料的热塑性树脂薄膜当通过热源如热头加热时产生收缩应力并通过收缩穿孔。为改进热敏模版材料的穿孔敏感性，已提出例如公开于日本未审专利公开4(1992)-125190中的具有指定热收缩因子的热塑性树脂薄膜，或例如公开于日本未审专利公开7(1995)-52573和7(1995)-68964中的具有指定热收缩因子和指定热收缩应力的热塑性树脂薄膜。然而，在这些专利公开中，指定的热收缩因子或热收缩应力基于当将薄膜加热数分钟至数十分钟时测量的热收缩因子或热收缩应力，此加热时间比实际穿孔时加热薄膜的时间长得多。此外，该测量是静态的，并不反映实际穿孔。同时，尽管已报道通过例如TMA(热机械分析)在其中待加热的区域不低于数毫米(mm)和温度变化为10℃/min左右的宏观和准静态条件下测量的热收缩因子或热收缩应力，但是尚未报道在实际模版制造方法中在其中要通过热头或类似装置加热的区域为数十微米(μm)和温度变化为1℃/μs左右的微观和动态条件下穿孔的行为。

此外，通常对模版制造方法中穿孔的讨论都不是基于穿孔期间的穿孔行为，而是基于孔眼的最终状态。在这样的讨论中，一般旨在控制孔眼的最终尺寸和形状而讨论树脂薄膜的物理性能、热头的结构和控制热头的方法，使用薄膜的TMA数据仅说明对穿孔的敏感性。因此，涉及孔眼被象素离散和稳定孔眼形状的程度的薄膜性能通常与薄膜穿孔敏感性和薄膜穿孔速度不一致。换言之，当薄膜可穿孔以致孔眼充分离散且形状均匀时，该薄膜穿孔敏感性低并且穿孔耗时长。反之亦然。因此，在实际设计的模版制造系统中，要制备多种热塑性树脂薄膜，各种薄膜的穿孔敏感性要通过反复实验或TMA测量确定，并从中选取一种最接近目标敏感性的薄膜。

有关热收缩因子和热收缩应力的通用数据不总是与在实际设计的针对例如孔眼离散性和形状均匀性、穿孔敏感性和穿孔速度的模版制造系统中获得的薄膜评估值一致。如上所述，这是因为TMA数据等是在宏观和半静态条件下获得的，而在实际模版制造方法中实际穿孔是在微观和动态条件下进行的。此外，除穿孔敏感性外，难以从TMA数据中，获得代表穿孔速度、孔眼形状稳定性等的薄膜性能。即使对于穿孔敏感性，也难以评估例如在TMA曲线中相互差别不大的薄膜样品之间的穿孔敏感性差别，原因在于实际上不可能制备彼此一个或多个特定因子如TMA曲线不同而其它因子保持相同的各种薄膜样品。因此，当要选取合适种类的树脂薄膜时，必须用各种树脂薄膜样品实际制造模版，这样增加了开发成本。