CN110035903B

CN110035903B - 热转印打印

Info

Publication number: CN110035903B
Application number: CN201780074272.8A
Authority: CN
Inventors: 本锡安·兰达; 萨希·阿布拉莫维奇; 阿米特·哈维夫; 奥弗·阿克南; 雅各布·瓦尔德曼; 迈克尔·纳格勒
Original assignee: Landa Labs 2012 Ltd
Current assignee: Landa Labs 2012 Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2020-12-08
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: US11298965B2; EP3548292B1; WO2018100528A3; EP3548297B1; US20200406657A1; EP4344894A2; JP2020513355A; EP3548562A1; CA3044935A1; US11642905B2; US10913835B2; JP6843452B2; US11390103B2; CN110023094B; US11312168B2; CN110023092A; JP2020500975A; CN110023411B; WO2018100542A1; US10870742B2

Abstract

公开了一种用于在衬底的表面的选定区域中进行热转印打印的方法和系统。所述系统包括：具有相对的前侧和后侧、在所述前侧上具有成像表面的转印构件，将由热塑性聚合物制得或涂覆有热塑性聚合物的单层颗粒涂敷到所述成像表面涂覆站，通过所述转印构件的后侧而将电磁波(EM)辐照形式的能量施加到涂覆有颗粒的成像表面的选定区域以在选定区域内使在其上的颗粒发黏的成像站，以及将所述成像表面和衬底表面彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至的所述衬底表面的转印站。在本发明中，所述转印构件的后侧由对EM辐照透明的主体形成，在所述转印构件的邻接所述透明主体的前侧上设置由硅酮弹性体制成的EM辐照吸收层，所述成像表面形成在所述辐照吸收层上或形成为其一部分。

Description

热转印打印

本申请要求享有2016年11月30日提出申请的PCT/IB2016/057226的巴黎公约的优先权，其内容通过引用并入本文，如同在此完全阐述一样。

技术领域

本公开涉及一种用于在具有热塑性材料膜的衬底的表面上打印的方法和系统。

背景技术

本公开是WO2016/189512对同一申请人的教导的改进，该案于2016年12月1日公布并且优先权日为2015年5月27日。为了避免不必要的重复，在整个本公开中将参考该公开本。

已知使用携带有聚合物墨膜的带的热转印打印机。该带相当于传统打印机中使用的墨带，但墨水是固体墨水并且不是通过冲击，而是通过热打印头将该固体墨水从带转印到衬底上(通常为纸张)，其中，所述打印头仅加热所述带的将要转印墨水到纸张的区域。热转印打印机可以通过从色带上相继转印图像来进行单色或全色打印。

这样的打印机实现高质量的打印，但却是浪费的，因此其运行成本高，这是因为带通常是一次性的，并且当需要丢弃带时，其大部分的油墨表面还没有转印到打印衬底。

WO2016/189512公开了一种打印系统和方法，其操作原理与热转印打印机相同，但其中一次性色带由转印构件代替，该转印构件不是承载聚合物墨膜而是涂覆有一层热塑性或热塑性涂层颗粒，这些颗粒可在每次转印循环后重新补充，使转印构件能够进行多次打印循环，从而显著减少浪费。

尤其是，WO2016/189512公开了在衬底表面上进行热转印打印的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供具有前侧和后侧且所述前侧具有成像表面的转印构件；

b)将由热塑性聚合物形成的或涂覆有热塑性聚合物的各个颗粒涂覆至转印构件的成像表面,

c)基本上除去不与成像表面直接接触的所有颗粒，从而在成像表面上留下均匀的单层颗粒涂层,

d)对已涂覆的成像表面的选定区域施加辐照，以加热并使在选定区域中的颗粒发黏，并且

e)使已涂覆的成像表面的至少一部分和衬底表面对应的至少一部分互相挤压，从而仅使已经发黏的颗粒涂层区域转印到所述衬底表面。

为了允许连续的打印，在将颗粒从选定区域转印到第一衬底表面之后，可以重复步骤b)和c)以将新的单层颗粒涂层至少涂敷到已经在步骤e)中将先前涂敷的单层涂层从其上转印到衬底表面的选定区域，，以再次在成像表面留下均匀涂覆的单层颗粒，用于打印到随后的衬底表面上，如步骤d)和e)那样。换句话说，为了打印(在循环之间不必相同的)后续图像，可以相继重复步骤b)至e)。

WO2016/189512建议在施加辐照期间要使已涂覆的成像表面和衬底表面彼此压靠。这需要将辐照施加在转印构件的后侧。在实践中，已经发现这种操作模式是更优选的，但WO2016/189512没有提供关于如何实现从转印构件的后侧进行有效辐照的明确教导。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在衬底表面进行热转印打印的打印系统，该系统包括：

a)具有相对的前侧和后侧、在所述前侧上具有成像表面的可移动的转印构件，

b)适配成将由热塑性聚合物制得或涂覆有热塑性聚合物的单层颗粒涂敷到所述成像表面或至少其一个区段的涂覆站，

c)适配成通过所述转印构件的后侧而将电磁波(EM)辐照形式的能量施加至涂覆有颗粒的成像表面的选定区域以在选定区域中使在其上的颗粒发黏的成像站，以及

d)适配成将所述成像表面和衬底表面或其各自的区段彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至所述衬底表面的转印站，其特征在于，

e)所述转印构件的后侧由对EM辐照透明的主体形成，以及

f)在所述转印构件的邻接所述透明主体的前侧上设置有由硅酮弹性体制成的EM辐照吸收层，所述成像表面形成在所述辐照吸收层上或成为其一部分。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于在衬底表面进行热转印打印的打印系统，该系统包括：

d)适配成将所述成像表面和衬底表面或其各自的区段彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至的所述衬底表面的转印站，

其中在所述转印构件的前侧上设置有EM辐照吸收层，所述EM辐照吸收层邻接于在所述转印构件的后侧上的对EM辐照透明的主体，所述成像表面形成在所述辐照吸收层上或成为其一部分；

并且其中所述转印构件满足下列结构特征的至少一个，至少两个，至少三个或更多：

i)所述辐照吸收层由硅酮弹性体制得；

ii)所述透明主体由硅酮弹性体制得；

iii)所述转印构件基本上是不可压缩的；

iv)所述辐照吸收层包括分散在硅酮弹性体中的亚微米炭黑颗粒；

v)所述亚微米炭黑颗粒具有至多100纳米的平均初级粒径(average primaryparticle size)(D_V50)；

Vi)所述亚微米炭黑颗粒具有至多500纳米的主要粒子簇粒径(prodominantcluster size)(D_V90)；

vii)所述辐照吸收层具有至少0.1/μm的吸收率，所述吸收率在所述EM辐照的波长下或其附近范围内测定。

在不同的实施方式中,涂敷热塑性颗粒以便在这种打印系统的转印构件的成像表面上形成单层颗粒的方法可以包括:

·将载有颗粒的流体或喷射流引导至成像表面,

·通过使用布，刷子或敷料辊将颗粒擦拭到成像表面上,

·用疏水材料形成成像表面和颗粒的表面，并将包含所述颗粒的液体引导到成像表面上，以不润湿成像表面的方式来选择所述液体,

·将包含颗粒的气体喷射流或液体喷射流引导到中间涂敷器,所述涂敷器能够容纳颗粒并将其转印至成像表面,或者

·上述技术和结构的任何合适组合。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于热转印打印到衬底表面上的方法，该方法包括：

a)提供具有相对的前侧和后侧、在所述前侧上具有成像表面的可移动的转印构件，

b)对所述成像表面涂敷由热塑性聚合物制得或涂覆有热塑性聚合物的单层颗粒涂层，

c)经由所述转印构件的后侧对已涂覆的成像表面的选定区域施加EM辐照以在选定区域中使在其上的所述颗粒发黏，以及

d)将所述成像表面和所述衬底表面彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至的所述衬底表面，

其特征在于，

e)将所述转印构件的后侧构造成对EM辐照透明的主体，并且

f)在所述转印构件的邻接于所述透明主体的前侧上设置由硅酮弹性体制得的辐照吸收层，所述成像表面在所述辐照吸收层上形成或者作为其一部分形成，使得EM辐照通过穿过所述透明主体而到达所述成像表面。

在所附的从属权利要求中阐述了本发明的特定非限制性实施方式的特征。

本文所使用的术语“发黏”以及“足够发黏”并不意味着颗粒涂层在触摸时必然是发黏的，而仅仅是它被充分软化以使其在转印站被压靠衬底表面时能够黏附在衬底表面。发黏颗粒或发黏的颗粒区域被认为形成单独的膜或连续的膜，随着所述膜转印至打印衬底之后，可以选择性地产生更薄的膜，这是成像表面(或其一个区段)与衬底(或其对应的区段)接触时施加了压力和/或被转印的膜的任选进一步处理(例如定影、干燥、固化等)所引起的。这种可选的进一步处理可以包括通过对已转印的图像和/或接收衬底进行加热，该加热通过不接触已转印的图像的手段或接触已转印的图像的手段，两种加热手段都是本领域已知的。在非接触加热的情况下，例如热空气，辐照加热，射频加热等，对已转印的图像的加热可以增强其对衬底的粘合性，其耐磨性，耐化学性等。在接触图像的加热手段的情况下，例如涂有硅酮的定影辊或带，除了非接触加热的好处之外，成像膜还可以获得更高的光泽和耐刮擦性。

WO2016/189512和WO2016/189513中公开了术语“单层”的预期含义和可以实现单层的不同方式，提供了粒径，聚合物膜厚度以及用于发射激光辐照的成像站的设计和构造的细节。

热塑性颗粒具有小于40μm,20um,10μm，或小于5μm，或小于1μm，或在100nm到4μm范围内，或在300nm到1μm范围内，或500nm到1.5μm范围内的粒径。

可以用于这样的成像站中的特定成像装置在WO2016/189510和WO2016/189511中进一步详述，同一申请人的所有前述申请均在2016年12月1日被公布。

简而言之，为了便于在每次转印后重新补充成像表面上的颗粒涂层，使用对成像表面粘合性比它们彼此之间的粘合性更强的颗粒。这导致涂敷的层基本上是各个颗粒的单层，几乎没有重叠(如果有的话)，因此单层的厚度与颗粒的厚度相当(例如，1-3倍)。换句话说，该层在成像表面的区域的主要部分上仅为一个颗粒厚度，并且大多数(如果不是全部)颗粒至少部分地与成像表面直接接触。

有利地，单层颗粒有利于靶向递送辐照。这可以简化成像装置的控制，因为被选择性辐照的颗粒存在于单个限定的层上，这可以促进对激光辐照的聚焦以在转印至衬底时形成大致均匀的厚度和/或相对限定轮廓的点。

具有单层的另一个优点是单层可以在颗粒和在其上涂覆有颗粒的成像表面之间提供良好的热耦合。

为了在衬底上打印对应于暴露于辐照的选定区域的图案，已加热变黏的颗粒对衬底的亲和力需要大于所述颗粒对成像表面的亲和力。此外，在选定区域中的黏性颗粒对衬底的相对较高的亲和力也应大于裸衬底对未发黏的颗粒的亲和力。在本文中，如果没有通过本方法或系统打印的任何所需图像图案，则衬底被称为“裸”衬底。尽管对于大多数用途裸衬底应该对热塑性颗粒基本上没有亲和力，为了实现选择性地对黏性物质具有亲和性，但可以容忍一些残余的亲和力(例如，如果不能在视觉上检测到)或这种残余的亲和力甚至特定的打印效果所期望的。不期望的颗粒转印到裸衬底的区域也称为寄生(parasite)或寄生转印。

术语“热塑性颗粒”用于指代包含热塑性聚合物的所有颗粒(有色或无色)，无论是用热塑性聚合物涂覆颗粒还是基本上形成所有颗粒，包括聚合物存在的任何中间范围以允许热塑性颗粒达到其预期目的。在后一种情况下，其中(多个)热塑性聚合物可以均匀地存在于整个颗粒中，不特别限于外部涂层，也可以说颗粒由热塑性聚合物制成。

对于颗粒(加热之前和之后)，和携带用于涂覆或重新补充转印构件的天然颗粒的流体、成像表面、打印衬底、该方法的任何这样的元件之间的这种亲和力的梯度，可以通过选择合适的材料或特性，例如硬度，光滑度，疏水性，亲水性，电荷，极性和已知影响任何两种元素之间相互作用的任何这些性质来调节。

为了有助于从成像表面将颗粒的发黏膜转印至衬底，成像表面可以是疏水性的。

在一些实施方式中，热塑性颗粒本身可以是疏水性的。在这种情况下，在其不同状态中的颗粒和成像表面之间的相对亲和性可以基于，至少部分地基于疏水-疏水相互作用。在一些实施方式中，单层颗粒对成像表面的附着借助于以下将详细说明的成像表面的相对低的硬度。相对软的成像表面可以有助于形成和每个单独颗粒的紧密接触，这样的紧密接触表明在所述成像表面和颗粒之间具有相对较大的接触面积，这与颗粒和相对较硬的表面之间的离散接触不同。因此，这种紧密接触可以进一步加强成像表面和颗粒之间的任何短程吸引力的影响，例如疏水-疏水相互作用或范德华力。

在一些实施方式中，热塑性颗粒和/或成像表面可以替代地或另外地通过基于电荷的相互作用实现彼此之间(以及适合于根据本教导的打印方法的任何其他流体或表面)的所需相对亲和力。例如，带有正电荷的颗粒会被带有负电荷的表面吸引。在这种情况下，在其不同状态下的颗粒和成像表面之间的相对亲和性可以基于电荷-电荷相互作用。

在一些实施方式中，可以将打印衬底的表面处理成有利于发黏颗粒的膜的转印。处理可以是物理性的(例如电晕)或是化学性的(例如衬底包括合适的外涂层)。

根据本发明的另一方面，提供一种用于本发明的打印系统的转印构件，所述转印构件具有环形带或鼓的形式，并包括设置在所述转印构件后侧的、对预定频率范围内的电磁(EM)辐照透明的主体，对EM辐照不透明、邻接于透明主体并设置在转印构件的前侧上或邻近该前侧的辐照吸收硅酮弹性体层，以及在所述转印构件的前侧上形成的疏水性释放层，所述释放层与所述辐照吸收层热接触或形成其一部分。

转印构件支承层可以是鼓或环形带，其上设置的成像表面是连续的(例如，带是无缝带)并且在其整个表面上基本均匀。

在一些实施方式中，所述辐照吸收层每微米具有至少0.1/μm的吸收率(按以下方式测量)，所述吸收率在所述EM辐照的波长下或其附近范围内测定。在一些实施方式中，吸收率可以至少是0.2/μm,或者至少是0.3/μm。

有利地,成像表面可以与成像站间断施加的辐照能量相容以加热所需选定区域。相容意味着例如成像表面对辐照频率/波长范围的辐照具有相对弹性和/或惰性，例如，在这样的辐照下所述转印构件和成像表面保持诸如强度和柔性的机械特征。而且，成像表面可以能够防止或最小化转印构件的热损失并促进对颗粒的有效加热。额外或可替代地，所述成像表面可以传导由辐照产生的热量，这种传导有利地限于邻接成像表面的薄膜。

在一些实施方式中，炭黑(CB)具有至多100纳米的平均初级粒径(D_V50)。

炭黑颗粒优选以这样的方式分散在硅酮基质中，使得主要测量的粒子簇粒径(D_V90)近似于所施加辐照的波长的一半。因此，假设具有700纳米至1100纳米范围内的波长的IR辐照被用于成像系统，在辐照吸收层中的炭黑颗粒的主要测量的粒子簇粒径(D_V90)不应该超过350nm至550nm范围内的值。

在一些实施方式中，炭黑颗粒在辐照吸收层的硅酮基质中的浓度按硅酮基质的重量至少为0.01％，并且任选地至多为30wt.％。

在一些实施方式中，包括辐照吸收层在内的成像层的硅酮基质是加成固化的硅酮基质。

在一些实施方式中，包括辐照吸收层在内的成像层的硅酮基质是缩合固化的硅酮基质。

可以通过在固化基质中存在的铂来识别加成固化的硅酮，因为在固化过程中使用铂。另一方面，缩合固化的硅酮可通过固化基质中锡的存在来识别。

在一些实施方式中，用于制备辐照吸收层的炭黑颗粒是亲水性CB并且具有以下结构性质中的至少一种，至少两种，或至少三种：

A)挥发性物质含量是炭黑颗粒重量的至少1.5％，或至少2.5％，至少3.5％，至少5％，至少8％，至少10％，至少12％，至少15％，或至少18％，并且任选地，至多50％，至多35％，至多30％，至多27％，至多25％，或至多22％(在某些特定实施方式中其通过DIN53552中详述的标准方法确定)；

B)氧含量为至少1.0％，至少1.5％，至少2％，至少3％，至少4％，至少5％，至少7％，至少10％，至少12％，或至少15％，和任选地，至多40％，至多30％，至多25％，至多22％，或至多20％；

C)容易在蒸馏水中形成分散体，所述水处于中性pH，并且炭黑颗粒占所述分散体的5wt.％；

D)以mmol/g为单位，酸值为至少0.05，至少0.06，至少0.075，至少0.1，至少0.125，至少0.15，或至少0.175，任选至多0.5，至多0.4，至多0.3，或至多0.25，并且进一步任选地，在0.05至0.35,0.06至0.35,0.08至0.35,0.1至0.35,0.05至0.3,0.06至0.3,0.08至0.3,0.1至0.3,0.05至0.25,0.08至0.25,0.1至0.25,0.12至0.25或0.15至0.25的范围内；

E)pH值为至多5.0，至多4.5，至多4.0，至多3.5，至多3.0或至多2.7(在特定实施方式中，其可以通过DIN ISO 787-9中详述的标准方法测定)；

F)表面Zeta电位为至多-15mV，至多-20mV，至多-25mV，至多-30mV，至多-35mV，或至多-40mV，并且任选地，在-70至-15mV，-70至-20mV，-70至-25mV，-70至-30mV，-70至-35mV，-60至-15mV，-60至-20mV，-60至-25mV，或-60至-30mV的范围内，表面zeta电位在pH为12和炭黑浓度为0.1wt％时测量；以及

G)I_D/I_G比值为0.8或更大，1.0或更大，1.2或更大，其中I_D和I_G表示通过拉曼光谱测量的炭黑的D-带和G-带的峰强度最大值。

本说明书中提供的氧含量以每炭黑颗粒重量中重量表示，并且可以通过乘以因子0.75转化为原子百分比。

在一些实施方式中，按数量计，至少80％的炭黑颗粒以距释放表面至少0.05μm，至少0.1μm，至少0.2μm，至少0.3μm，至少0.5μm，或者至少1.0μm的垂直距离设置。

在一些实施方式中，透明的适形(conformable)层设置在转印构件的辐照吸收层和支承层之间。

在一些实施方式中，适形层具有高达50肖氏A的硬度。

在一些实施方式中，适形层的硬度为5至50,10至30,10至40,10至50,15至50,20至40或20至50肖氏A的范围内。

在一些实施方式中，转印构件的尺寸适配成使得转印构件在垂直于成像层的方向上具有100-500μm，100-400μm，100-300μm，150-300μm或150-250μm的可压缩性。

在一些实施方式中，转印构件进一步包括透明的可压缩层，所述透明的可压缩层在垂直于所述压缩层的大平面的方向上具有10-80％的可压缩性。当转印构件缺少这种可压缩层和/或在垂直于成像表面的大平面的方向上缺乏前述的可压缩性时，称转印构件是“基本上不可压缩的”。

附图说明

通过非限制性实例，说明书连同附图使相关领域的普通技术人员明确他们如何实践本公开的教导。附图仅以说明性讨论为目的并用于能够理解本公开，并不尝试披露比基本原则所必需的更详细的实施方式的结构细节。为了清楚和简单起见，附图描绘的一些对象可能不按比例显示。

附图中:

图1示例性地描绘了如申请人在WO2016/189512中在先公开的打印系统；

图2是对激光发射元件的辐照“透明”的具有支承层的转印构件的示意图；

图3a是根据本发明一个实施方式的数字打印系统的示意图，其使用如图2所示的转印构件；

图3b以放大比例示出了作为平面图3a中的系统的一部分示出的压印线区域；

图4,5a和5b是如图3a所示例的数字打印系统的可替代的实施方式的示意图；以及

图6显示了图3的打印系统，其中将在衬底通过转印站后对其进行进一步处理以涂敷清漆并处理所涂敷的聚合物膜。

具体实施方式

打印系统的总体介绍

图1示出了WO2016/189512中公开的打印系统，其中本公开的打印系统是其改进。在图1中，用作为转印构件的鼓10具有外表面12，该外表面12作为成像表面。随着该鼓10按箭头所表示的顺时针旋转时，所述鼓循环地经过涂覆站14的下方，所述鼓在该涂覆站获得细颗粒的单层涂层。在退出涂覆站14之后，成像表面12经过成像站16的下方，在该处通过成像站16而将辐照施加至成像表面12的选定区域以加热并使涂覆在成像表面12的选定区域上的颗粒发黏。在图1中，通过将成像表面12的前侧的选定区域暴露于激光辐照来施加辐照。与此不同，在本公开中，如下详述，辐照能量被施加在转印构件的后侧(即施加至不被颗粒涂覆的表面)。

接下来，该成像表面12经过具有压印线的转印站18，在该压印线处将衬底20挤压在鼓10和压印筒22之间。然而未在图中示出的是，压印筒可以在其外表面上包括可压缩层。在转印站18施加的压力使得已经通过暴露于成像站16中的激光辐照而发黏的成像表面12上的涂层的选定区域从成像表面12转印至衬底20。对应于被转印到衬底的选定发黏区域的成像表面12上的区域因此被暴露，所述区域通过颗粒的转印而清空(depleted)。然后成像表面12可以通过返回到涂覆站14完成其循环，在涂覆站14处，新鲜的单层颗粒涂层只涂敷到暴露区域上，之前所涂敷的颗粒已经在转印站18从该暴露区域转印到衬底20。这个步骤可以视为颗粒涂层的重新补充。衬底，如下所述又被称为打印衬底，可以由各种材料制得(例如纸张、硬纸板、塑料、织物等)，一些根据期望的性质可选地具有或不具有涂层的形式，可以以不同的形式(例如作为片状或连续的筒状)供给到转印站。

可选地加热以转印到衬底的热塑性聚合物颗粒形成所谓的膜，或如下文进一步详细表示的聚合物膜。如本文所述，术语“膜”表示在成像表面被暴露的颗粒(或多个颗粒)的每个点可能形成材料的薄层/涂层，至少直到在转印站处被转印至衬底时该薄层/涂层是柔性的。术语“膜”不应理解为在成像站加热的相邻颗粒的点将作为连续涂层共同转印。相信在成像表面上(即通过一个或多个充分暴露于激光束的相邻颗粒)形成的薄膜在转印时最多可以保持其厚度或变得甚至更薄。因此，根据本教导的打印系统和方法有利地实现了在衬底上打印已经发黏的颗粒的薄层。在一些实施方式中，已打印的膜可以具有1微米以下、或者不大于800纳米、或者不大于600纳米、或者不大于400纳米、或者不大于200纳米、或者甚至不大于100纳米的厚度。

涂覆站

涂覆站14本质上和WO2016/189512以及WO2016/189513中描述的相同，因此将不再此具体进行描述。本质上，涂覆站包括多个喷头1401，其沿着鼓10的轴彼此对齐。喷头的喷雾1402被限制在钟形外罩1403内，其下缘1404形状与成像表面紧密相符，只在钟形外罩1403和鼓10之间留下窄缝。多个喷头1401可连接于同一供应轨1405，该供应轨向喷头1401供应加压流体载体(气体或液体)，在所述载体内部悬浮有待用于涂层成像表面12的细颗粒。

来自多个喷头1401的被限制在外壳1403内部空间所形成的气室(plenum)1406内的流体和过剩颗粒通过排出管1407抽取，该排出管连接于由箭头表示的合适的抽吸源，并且所述流体和过剩颗粒可被回收到喷头1401。尽管本文称为喷头，但涵盖了沿同一供应管或导管的允许涂敷流体悬浮颗粒的任何其他类型的喷嘴或孔口。

作为上述将流体及悬浮颗粒直接喷涂到成像表面的替代方案，如WO2016/189512的图2所示，涂覆站可以包括可旋转的涂敷器，该涂敷器可以有效将流体和悬浮颗粒擦拭到表面上。可旋转涂敷器可替代为具有由纤维或泡沫塑料制成的刷毛的刷子。

在一些实施方式中，如图1所示，可以在涂覆系统14的入口侧，并且通常在图1所示的外部上游位置处，设置可以在颗粒层的先前暴露区域被重新补充之前使成像表面12的温度降低的冷却器1422。

可以既在涂覆系统14的入口侧上提供冷却器1422，也在出口侧上提供加热器1424。此外，鼓10可以由鼓内部合适的冷却器/加热器来控制温度，以使成像表面的外表面或其一部分维持在任意期望温度的方式来运行这种温度控制布置，如果存在这种布置的话。

涂层颗粒

涂层颗粒的形状和组成在WO2016/189512中有充分描述。在本文中描述的发明可以采用着色，染色或无色的颗粒。简短来说，对于高质量的打印，期望颗粒尽可能地细以最小化被涂敷的单层涂层的颗粒间的空隙，并且优选地小于所需要的图像分辨率。取决于期望的图像分辨率，对于一些应用，特别是对于着色的热塑性颗粒来说，粒径高达10微米(μm)被认为是合适的。然而，为了改进成像的质量，粒径优选几个微米，更优选小于约1微米。在一些实施方式中，适宜的颗粒具有的平均直径在100纳米到4微米之间、或300纳米到1微米之间，尤其是在500纳米到1.5微米之间。考虑到这种颗粒的生产方式，它们可以是基本上球形的，但这不是必须的，它们还可能是薄片状的。

在无色颗粒的情况下，例如用于形成保护性或装饰性涂层的那些，例如清漆或亮漆，可能希望使用平均直径大至5微米，10微米，20微米，30微米或甚至40微米的颗粒。虽然无色颗粒可能是特定打印系统或打印工作所需的唯一类型，但在将于下文进一步详述的一些实施方式中，无色颗粒用于最后涂敷在已经转印有有色颗粒的打印衬底上。

通常这种尺寸可以规定为颗粒集群的平均值并可以由任何诸如显微镜和动态光散射仪(Dynamic Light Scattering，DLS)的本领域公知的技术来确定。颗粒集群的平均直径可以通过D_V50来评估(存在50％的样品体积低于其最大颗粒流体动力学直径)，并通过D_V90来评估集群的主要部分的大小。当所研究的颗粒处于相对粘稠或固体的介质中时，例如在固化层中，可以通过显微镜评估这种粒径，技术人员根据要观察的尺寸/放大倍数来得知采用哪种显微镜和技术。当所研究的颗粒处于相对液体的介质中时，可以通过DLS方便地测量这种粒径。

在某些实施方式中，由暴露于辐照的颗粒单层而转化产生的聚合物膜具有2μm以下的厚度，或少于1μm，或甚至是少于750nm的厚度。在其他的实施方式中，聚合物膜的厚度在100nm以上，或多于200nm，或甚至多于300nm。聚合物膜的厚度可以在300nm-1000nm的厚度范围内，或500nm-1500nm的范围内，或600nm-800nm的范围内，或甚至是700nm-1000nm的范围内。

在其中热塑性颗粒是无色的实施方式中，例如用于覆盖涂覆(over-coating)，所述颗粒通常大于着色颗粒，并且转印后获得的膜因此可具有更大的厚度。在这样的实施方式中，聚合物膜的厚度可以为至多40μm，或不大于30μm，或不大于20μm，或不大于10μm。

在一些实施方式中，颗粒本身可以是基本上疏水性的。

颗粒载体

颗粒载体,也就是涂层颗粒悬浮在其中的流体，可以是液体或气体。如果是液体，载体优选是水基的，而如果是气态的，则载体优选是空气。为了经济的利益，从外壳的气室内部提取(例如吸入)的过剩颗粒可以循环到供给和/或涂敷器装置中。

成像站

在图1中的成像站16处描绘的成像装置也在WO2016/189512中进行了充分描述，在WO2016/189510和WO2016/189511中具有对特定实施方式的进一步说明，因此在此不需要详细描述。成像站(或成像系统)16由承载芯片1602的阵列的支承件1601组成，每个芯片1602具有能够发射激光束的可单独控制的激光源的布置。多个芯片1602单独地或共同地与相应透镜1603的阵列相关联，所述相应透镜1603将激光束聚焦在成像表面12或其附近(例如，以加热涂敷在其上的颗粒和/或加热下面的辐照吸收层)。

图1示出了定位成面对转印构件10的前侧的成像站16。这需要成像站位于转印站的上游，但是，从而重要的是确保成像表面12上的经辐照发黏的热塑性颗粒在成像站16和转印站18之间的运输期间不会失去其黏性。在本发明的实施方式中，成像站定位成面对转印构件10的后侧，从而使得辐照和转印基本上同时发生。

成像表面

在一些实施方式中的成像表面12是疏水性表面，通常由弹性体制成，该弹性体可以定制成具有本文所公开的性能，通常由基于硅酮的(易于释放)的材料制备。基于硅酮的基质可以具有适合于与拟用颗粒结合的任何厚度和/或任何硬度。合适的硬度是可以在颗粒在涂覆站14涂敷到成像表面12时为颗粒提供牢固的结合，这样的结合比颗粒之间的黏附趋势更强。可以相信的是对于相对薄的成像表面(如100微米或更小)，基于硅酮的材料可以具有中低硬度；而对于相对厚的成像表面(如高达约1毫米)，基于硅酮的材料可以具有相对高的硬度。在一些实施方式中，大约60肖氏A和大约80肖氏A之间的相对高的硬度适合于成像表面。在其他实施方式中，少于60、50、40、30、20或甚至10肖氏A的中低硬度是符合要求的。在特定的实施方式中，成像表面具有大约30-40的肖氏A的硬度，对于球形颗粒来说优选较低的硬度。该硬度至少为5肖氏A。

成像表面的疏水性可以使通过将颗粒暴露于辐照而产生的黏膜干净地转印至衬底而不发生分裂。当在液体/空气/固体界面的弯液面形成也被称为润湿角或接触角的角超过90°时，表面被认为是疏水的，参考液体通常为蒸馏水。在这种常规用测角仪或液滴形分析器所测量的并且可在与涂层过程操作条件相关的给定温度和压力下评估的条件下，水往往是珠状并且不润湿，从而不黏附该表面。

有利地，适合于随本文所公开的打印系统使用的成像表面可以足够柔软而安装在鼓上，适当可延展或如果要安装成带时则不可延展，具有足够的耐磨性和/或弹性，不与采用的颗粒和/或流体发生反应，和/或对任何相关操作条件(例如辐照、压力、热、张力等)具有抵抗力。

成像表面可以吸收激光发射元件的波长的EM辐照。例如，如果辐照在约800-2000纳米范围内的近红外(NIR)范围内的任何部分发射，则成像表面应当吸收至少该部分NIR光谱。通过这种方式，成像表面的加热有助于设置在其上的颗粒的软化，足够的加热使颗粒适当发黏，从而转印到打印衬底上。

有利地，EM辐照吸收材料可以吸收较宽范围的激光波长，这通过与不同类型的颗粒甚至微小颗粒相容而实现，每种所述颗粒最终都具有不同的子范围的激光吸收率。具有宽吸收光谱并且在NIR区域是强吸收剂的炭黑(CB)可以用于为成像表面的能量吸收层提供期望的相应性质。将炭黑掺入基于硅酮的层中也可能有助于成像表面的导热性，并且如果需要则允许调节成像表面的导热性。包含CB颗粒的基于硅酮的弹性体及其制备方法在以下部分中详述。

图中的成像表面12是鼓10的外表面，其可以直接在其上铸塑或者作为单独制造的套筒安装。然而，这不是必需的，因为它可以替代地是环状转印构件的表面，该环状转印构件具有在引导辊上引导的带的形式，并且至少在穿过涂覆站时保持在适当的张力下。另外的架构可以允许成像表面12和涂覆站14彼此相对运动。例如，成像表面可形成可反复通过静态涂覆站下方的活动压板，或形成静态压板，涂覆站反复从压板的一个边缘移动到另一个边缘，从而在成像表面完全覆盖有颗粒。可以想象，成像表面和涂覆站均可以相对彼此或相对空间中的一静态点移动以节省涂覆站分配颗粒来实现整个成像表面涂覆所需的时间。所有这些形式的成像表面相对于涂覆站来说是可移动的(如旋转地、周期地、循环地、重复地移动等)，其中任何这样的成像表面可以用颗粒涂覆(或者在暴露区域用颗粒重新补充)。

无论是制成围绕鼓的套筒或围绕引导辊的带的转印构件除成像表面外还可以在与释放层相反的一侧上包括主体。由于本公开中的转印构件被从其后侧(即，承载单层热塑性聚合物颗粒的相反侧)辐照，所以主体需要对辐照透明，使得辐照可以到达与成像表面相邻或包含成像表面的能量吸收层。

转印构件的主体可以包括不同的层，每个层给整个转印构件提供一个或更多的例如从机械阻力、热导率、压缩率(如用于改进成像表面和压印筒之间的“宏观”接触)、适形性(conformability)(如用于改进成像表面和打印衬底之间在压印筒上的“微观”接触)中所选择的所需性质以及打印转印构件的领域技术人员容易理解的任何这种特性。

成像表面可以起到吸收能量以外的作用并有助于释放黏性颗粒。例如，成像表面可以由提供足够适形性的材料制成，将“适形层”整合到其“释放层”和“辐照吸收层”的功能中。相反，后两种功能可以由两个不同的层提供，即由释放层(将与颗粒接触)和下面的辐照吸收层提供。因此，成像表面可以是包含至少释放和辐照衍生功能的单个/唯一层，任选地在压印期间进行适形性地补充。或者，成像层可以由选自包括释放层，辐照吸收层和适形层的组中的至少两个不同的层形成。在这种情况下，成像表面由上述三种类型的层(由它们的主要功能命名)组成，然后可能优选使它们以这样的顺序布置，即使得释放层可以接触颗粒，接下来将是辐照吸收层(减少与成像表面外侧上的颗粒的距离)并且最后将是通常可连接或连接到支承件的适形层。如上所述的支承件可以是刚性的(例如，鼓或任何类似的机械部件的表面)或柔性的(例如，带的主体)。

本公开中的转印构件的后侧对施加到其上的EM辐照源的波长是透明的，而靠近成像表面的辐照吸收层对这种辐照基本上是不透明的。由于具有相对宽的发射范围的激光束可能是优选的，所以有利地是在相似的范围内转印构件的相反侧是“透明的”或“不透明的”。例如，假设激光器发射的波长在800nm至2,000nm范围内，该辐照源位于转印构件的与成像表面相反的“后侧”，“透明”构件将允许这种光束从后侧穿过构件厚度的足够传输，或者构件“透明”到至少使得至少在该范围的相同部分上的这种光束到达转印构件的辐照吸收层。

透明转印构件

具有透明主体的转印构件在图2中通过其多层的横截面示意性地示出。为方便起见，示出了为清楚起见并未被按比例绘制的辐照源640和单个颗粒650以表明转印构件700如何可用于打印系统。在图2中，702表示释放层，其不需要是透明的但能够暂时保留颗粒650直到所述颗粒被选择性地软化以释放。704表示能够收集辐照以能够软化所述颗粒的辐照吸收层，706表示的透明适形层,所述适形层能够在转印站中进行转印的期间有利于释放层和其上的颗粒与打印衬底表面的形貌的接触。虽然在图2中示出为不同的层，但是成像表面12可以由集成层702和704的功能或层702,704和706的功能的单个/唯一成像层720形成，剩余层710表示用于上述可共同形成所需的透明转印构件700的所有层的支承层。

在一些实施方式中，释放层702可具有3μm或更小，2μm或更小的厚度，或具有0.5μm和1.5μm之间的厚度。

释放层702可以由能够对天然的(非黏性)颗粒提供足够黏附力的任何材料制成，并且能够充足释放被辐照软化以选择性转印的颗粒。高释放弹性体提供各种合适的候选物，包括但不限于液体硅酮树脂(LSR)，室温硫化(RTV)硅酮，聚二烷基硅氧烷(PDAS)，包括例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)硅酮，如果需要，其可以是通过所需的反应性基团(例如，如硅酮领域中已知的氨基，乙烯基，硅烷或硅醇基，烷氧基，酰氨基，丙烯酸酯基等，及它们的组合)进一步官能化以产生官能化的硅酮。如本文所用，除明确或明显相反外，术语“硅酮”广泛用于包括这种官能化的硅酮。尽管通常包括在术语“硅酮”中，但这种官能化的硅酮也可称为“基于硅酮的”聚合物。一些功能可以是可交联的部分，而其它可以为弹性体提供不同的所需的性质。另外，弹性体的功能是非反应性的并且可以基于诸如氟的原子。这些弹性体可分为可加成固化的硅酮和可缩合固化的硅酮，一些化学族可实现两种固化方法。有利地，在一些实施方式中，释放层可额外地减少或防止寄生转印。释放层702优选地不含或基本上不含填料。

可加成固化的硅酮(ACS)的非限制性实例包括LSR和可加成固化的RTV，PDAS和PDMS硅酮，无论是否进一步官能化。ACS弹性体在交联剂和任何此类促进聚合物桥接的试剂(例如铂催化剂)或与此相反的延迟交联聚合物的试剂(例如，出于实际制造目的，用以抑制固化促进剂)存在下交联形成基质，任何和所有这些试剂在本文中称为“加成固化”试剂。在一个实施方式中，ACS是乙烯基官能化的硅酮，其可以在适合于所述材料的任何固化条件下，在至少一种加成固化剂的存在下固化。

可缩合固化的硅酮(CCS)的非限制性实例包括可缩合固化的RTV，PDAS和PDMS硅酮，无论是否被进一步官能化。CCS弹性体可以在不存在另外的交联剂的情况下交联以形成基质，这种效果由硅酮主链上的合适的部分或官能团提供。在一些实施方式中，缩合固化可进一步需要催化剂(例如锡催化剂)和促进聚合物的合适部分缩合的任何此类试剂，任何和所有此类试剂在本文中称为“缩合固化”试剂。在一个实施方式中，CCS是硅烷醇官能化的硅酮，在特定的实施方式中是硅烷醇封端的硅酮。在适合于所述材料的任何固化条件下，硅烷醇官能化CCS可在至少一种缩合固化剂存在下固化。在一个实施方式中，CCS是反应性氨基硅酮。分别适用于ACS和CCS弹性体固化的另外加成固化剂和缩合固化剂是已知的，在此不需要进一步详述。同样，这些材料的固化条件是本领域技术人员已知的，并且如果需要，可以通过常规实验容易地针对任何特定用途进行优化。

催化剂的存在可以通过已知的分析方法，例如通过电感耦合等离子体光谱法(ICP)对锡(用于CCS)或铂(用于ACS)进行痕量分析来检测。

在一些实施方式中，辐照吸收层704可具有25μm或更小的厚度，或200nm和1μm之间，或500nm和2μm之间，或2μm和20μm之间，或2μm和10μm之间的厚度。

辐照吸收层704可以由能够吸收由成像装置的激光元件发射的辐照的任何粉末或弹性材料制成，所述材料能够令人满意地将热量传递和/或以足够的持续时间将热量传递到成像表面(在图中由释放层702示出)和其上的颗粒。优选地，形成这种层以及更一般地形成所述转印构件的材料，允许由成像装置施加辐照产生的热量足够快地消散，以使热塑性颗粒的加热成为时间特定的和/或点特定的(例如，能够形成期望的像素)。在相关范围内具有高吸收能力(例如，通过每微米厚度的材料吸光率评估)的弹性体，例如黑色硅酮橡胶，从制造的观点来看被认为是有利的。

吸收率Abs在此定义为等于log₁₀(I_进/I_出)，其中I_进是由该材料接收的辐照通量，I_出是通过该材料传输的辐照通量。如果Abs大于0.1/μm，或大于0.2/μm或甚至大于0.3/μm，则认为吸光率高。例如，总吸光度例如为辐照的90％(Abs＝1)可以通过具有Abs＝0.1/μm且厚度为10μm，或Abs＝0.2/μm且厚度为5μm或Abs＝0.3/μm且厚度约为3.3微米的辐照吸收层704获得。较薄的辐照吸收层704(与较厚的层相比)可具有在打印时有助于提高图像分辨率的优点，因为相对较少的热量可在层内侧向消散的同时对释放层702上的热塑性颗粒进行加热。较厚的能量吸收层704(与较薄的层相比)可具有储存较大量的热量的优点，从而保持所需的温度以使墨颗粒在较长的持续时间内发黏。应该避免太高的吸收率，因为它可能导致相邻层和/或颗粒的过热。在某些情况下，这种过热会损坏成像表面，损害释放层，并降低打印质量。

可以使用与所述释放层相同的硅酮树脂(例如，ACS或CCS硅酮，无论是否官能化)，这些硅酮现在补充有炭黑以充当IR吸收材料。优选地，所有层通过相同的固化方法形成，否则可能需要中间层来阻止一种类型的固化剂迁移到另一种固化剂类型的层，因为这种扩散可能妨碍第二层的后续固化。中毒现象是已知的，并且技术人员可以容易地解决。

如果分开，转印构件700的成像层720的硬度或形成成像表面12的层的硬度可以相对较低。相对柔软的成像层可有助于在打印系统的运行期间与颗粒形成紧密接触。在一些实施方式中，层702,704,706和720中的每一个可具有50肖氏A或更低，40肖氏A或更低，30肖氏A或更低和20肖氏A或更低的硬度，以及至少5肖氏A的硬度。

转印构件700的下层704,706和710需要允许相关范围的波长的充分穿透，以从转印构件的后侧“激活”辐照吸收层704，从而允许足够的热量向前行进至成像表面，以便软化颗粒，使其在需要时具有足够的黏性以便进行转印。

虽然透明的转印构件可以假设地包括透明的可压缩性层，但是已知的具有高可压缩性(例如，具有相对多孔的结构)的材料通常是不透明的并且会妨碍辐照穿过构件厚度的充分传递(因此妨碍成像表面的可操作性)。用透明材料代替这些材料通常会影响层的相对可压缩性，因此施加较厚的可压缩性层以获得转印构件的类似的总体可压缩性。举例来说，虽然厚度为300μm的不透明可压缩层可以在转印站适用的压力条件下压缩降至100μm，但透明可压缩层在同样的条件下通常仅具有5％的可压缩性，这就需要透明可压缩层的厚度为4mm才能使其厚度类似地可以压缩约200μm。

在图2的实施方式中，可压缩性功能是转印构件的“外部”功能，这种特性由依赖于可压缩元件708的打印系统提供，如图3a和3b所示。

在一些实施方式中，透明润滑剂730可用于在支承层710的后侧与可压缩元件708之间形成的间隙中。箭头740示出了压力(例如，如在转印站处沿与箭头相反的方向施加的压力)如何影响可压缩元件708的形状，如虚线轮廓示意性示出的那样。尽管未示出，但是可压缩元件可以具有刚性背衬，以在压印期间当与转印构件卡合时，确保保持在辐照源和压印筒的外表面之间的基本恒定的距离。在一些实施方式中，释放层702可具有不大于3μm的厚度，该厚度通常在1μm和2μm之间。

释放层702可以由ACS或CCS弹性体制成。在一个实施方式中，释放层702由可交联的PDAS和PDMS硅酮制得，所述硅酮主链带有适合于所需固化方法的任何部分。在一些实施方式中，这种硅酮被氟化至任何合适的程度。释放层702优选地不含可能对辐照吸收层704的CB颗粒活性产生负面影响的填料。

在一些实施方式中，辐照吸收层704可以具有不大于25μm的厚度，所述厚度通常不大于15μm，并且通常在1μm至10μm的范围内，或在2μm和5μm之间。

辐照吸收层704可以由与释放层相同的和/或(如果适形层与释放层不同)由与适形层相同的ACS或CCS弹性体制得。在一个实施方式中，辐照吸收层704由PDAS和PDMS硅酮制得，所述硅酮主链带有适合于所需固化方法的任何部分。

虽然辐照吸收材料(例如CB)可以沿层横截面均匀分布，但在一些实施方式中，非均匀分布可能是优选的。例如，这种不均匀分布可以在靠近成像表面处具有的峰值(表示相对较高的颗粒密度)，使得可以在成像表面附近发生强吸收。

在一些实施方式中，透明适形层706可具有不大于150μm的厚度，所述厚度通常在100μm和120μm之间。

透明适形层706可由透明的ACS或CCS可固化的硅酮或聚氨酯制成。适合于制备透明层的材料优选不含填料，因为这种颗粒添加剂可能减少或阻止辐照吸收层在成像装置/打印系统的工作波长下进行能量吸收。透明适形层应具有与辐照吸收层的基质(没有其CB含量)相同或相似(例如，在±5％或甚至±0.5％内)的折射率(RI)。

在成像表面12为将702和704组合成单个/唯一成像层720的形式的实施方式中，在一些实施方式中，这样的成像层720可具有不大于15μm，通常在1μm和10μm之间，或介于2μm和5μm之间的厚度。这样的层将以相似的量或比例掺入如本文对于本发明的一些实施方式所述的适合于其“组成”的层的材料，为了释放功能而掺合的材料优选是透明的。在成像表面12还在单一/唯一成像层720中包括层706的实施方式中，在一些实施方式中，这种成像层720可具有不大于100μm的厚度。

在一些实施方式中，透明支承层710可以具有在400μm和600μm之间，或450μm和550μm之间，或在480μm和520μm之间的厚度。

透明支承层710可以由PET，热塑性聚氨酯(TPU)，硅酮或任何其它合适的材料制成，这种材料优选地不含任何能够干扰辐照吸收层的所需可操作性的填料。

在一些实施方式中，通过前述层的组合形成的透明转印构件700可具有500μm和1000μm之间，或500μm和900μm之间，或600μm和800μm之间的厚度。

尽管在一些实施方式中，可压缩元件708可以在透明转印构件的外部，但是当在运行中与转印构件700组合时，其应当提供的可压缩性通常为至少50μm，至少100μm，至少150μm或至少200μm。在一些实施方式中，可压缩性不需要超过500μm，并且通常不大于400μm或300μm。

可压缩元件708可由硅酮或聚氨酯制成。在一些实施方式中，选择这样的材料以提供与转印构件类似的RI，即使与转印构件物理分离，也能够沿着激光束行进的光路保持基本均匀的RI。

成像表面的例子

根据上述原理制备的成像表面是由弹性体制成的疏水表面，所述弹性体包含通过缩合固化和通过加成固化交联的硅酮聚合物。当组合时，除了释放和适形特性，辐照吸收能力之外，形成该外表面的弹性体组合物包括吸收材料或吸收填料，所述吸收材料或吸收填料能够吸收辐照(例如，来自激光束的辐照)并将由此产生的热量以足够效率传递给成像表面从而软化位于其上的热塑性颗粒到使之变得足够黏的程度，以选择性地将其转印到打印衬底上。用于包括这种辐照吸收层的成像表面的示例性组合物通过将炭黑(CB)颗粒分散在相容的基于硅酮的聚合物中来配制，如下文详述那样。

如弹性体配方领域的技术人员所理解的，对于任何特定组合物或配方来说，一组材料“相容”意味着任何此类相容化合物的存在不会对任何其他化合物在任何制备步骤中的功效或不会对最终的组合物产生负面影响。相容性可以是化学上的,或可以是物理上的,或可以两者都是。例如，适于将炭黑分散至可固化硅酮流体的分散剂应当均与炭黑材料和待固化的硅酮聚合物相容(也与任何需要完善这样固化的其它试剂相容，这些统称为“硅酮介质”)。例如，除其他之外，如果分散剂阻止，减少或延迟硅酮弹性体的固化，不与弹性体混溶或对炭黑有害，以及产生任何类似的不希望的效果，则该分散剂是不相容的。在一些实施方式中，相容性可另外表示，被认为是相容的材料将共享共同的性质，例如常见的基于硅酮的化学物质或类似的物理参数，例如可比较的RI。

相容的分散剂(例如，可与硅酮基质混溶)可具有含支链的化学结构和至少一个亲炭黑部分，所述部分对亲水性的炭黑颗粒的亲水表面具有亲和性。亲CB部分选自氨基部分，丙烯酸酯部分和环氧部分。CB的亲水表面通常由氧基官能团产生，例如环氧基，羟基或羧基。含支链的的硅酮分散剂由主链和至少一个支链单元组成，其中所述主链和所述一个或多个支链单元中的至少一个是基于硅氧烷的，或含有至少一个硅氧烷单元。类似地，至少一个亲CB部分可以设置在主链内或支链单元内。通常，基于硅氧烷的链和亲CB部分各自设置在含支链的分子的分开的“单型”组分上(例如，分散剂具有基于硅氧烷的主链而在支链单元具有亲CB部分，或反之亦然)：亲CB部分设置在主链上而支链单元包含硅氧烷)，这样的“分离”不是必须的。合适的硅酮分散剂可以例如在它们的主链内均具有硅氧烷单元和亲CB部分，形成“聚合型”主链，而源自于上述的“单型”或“聚合型”主链的支链单元也可以是含硅氧烷支链单元和亲CB支链单元的组合。

虽然在下面提供的描述中公开了几种分散方法，但这些不意在限制。合适的设备可包括超声分散器，高剪切均化器，超声波仪，砂磨机，阿特里托(Attritor)介质研磨机，珠磨机(pearl mill)，超级研磨机，球磨机，叶轮研磨机(impeller)，分配器，卧式搅拌器KD研磨机，胶体磨，打拿研磨机(dynatron)，三辊磨，挤出机和压捏机，仅举几例。可以通过任何合适的方法获得的可固化组合物，如下面例举的，然后可以将其沉积在衬底上，在流平和固化后形成所需的层。

炭黑

据信，除了其他功能之外，各种CB材料可以适合作为根据本教导的成像表面的吸收材料。申请人认为，本教导令人惊讶地能够使亲水性CB颗粒分散在疏水性弹性体组合物中。可以以至少5wt.％的浓度容易地分散在水中的亲水性CB能够以其氧含量为特征，由于用于CB制造的氧化处理而产生的含氧含量被认为与挥发性化合物的含量相关。通过选择或调节碳原子表面上的氧原子含量至5至25原子百分比的范围内，和/或通过选择或调节炭黑中挥发性组分的含量以从粉末重量的约1.5％-40％，或10％-25％构成，CB的分散性和/或分散的稳定性可以得到明显改善。稳定分散的CB可以有利于成像表面或吸收层的制备，以便在其整个表面上获得基本均匀的吸收能力，即使实际上是在最外侧表面的下面发生吸收并且标称吸收率会沿着转印构件的深度/厚度而变化。为了实现高质量的打印，转印构件的均匀性能(例如，吸收辐照，吸收热能，传递热量等)是期望的。

表面氧的术语“原子％”涉及存在于炭黑颗粒的表面上(包括在颗粒内部的任何可检测的深度处)的氧原子数(O)和碳原子数(C)的比率，表示为下式：(O/C)×100％。通常这些值由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立确定，例如X射线光电子能谱(XPS)，傅氏转换红外线光谱分析(FTIR)，有机元素分析或用于化学分析的电子光谱化学分析(ESCA)。

可以处理CB材料以增加其表面上的氧原子百分比。合适的氧化剂的实例，无论是气态还是液态，包括臭氧，过氧化氢，硝酸和次氯酸。例如，炭黑可以在环境温度下用臭氧或含臭氧的气体氧化。还有湿法氧化的方法，其中炭黑暴露于次卤酸盐，所述次卤酸盐包括例如次氯酸钠和次氯酸钾。

举例来说，典型的制备包括将炭黑粉末与次卤酸或次卤盐，优选在含水介质中混合，并在室温至约90℃的温度(50℃或更高的温度是有利的)下，搅拌该混合物1-24小时(hrs)。然后将粉末与浆料分离，洗涤以除去未反应的氧化剂并使其干燥。可以通过调节氧化剂的浓度，炭黑颗粒与氧化剂的比例，氧化温度，氧化时间，搅拌速度等来控制氧化度。从分散适应性的观点来看，CB表面上的氧含量(无论是否经过氧化处理)优选为5原子％或更多，7.5原子％或更多，或10原子％或更多。

具有小于5原子％的氧含量、可以因此受益于氧化处理以使其适合的炭黑的实例包括通过已知方法制造的炭黑，例如通过接触法，炉法或加热法制造的炭黑。

这种低表面氧的CB的特定例子包括Raven 5750,Raven 5250,Raven 2000,Raven1500,Raven 1250,Raven 1200,Raven 1190ULTRAII,Raven 1170,Raven 1255,Raven1080,Raven 1060,和Raven 700(所有都由Columbian Chemicals Company公司制造),Regal 400R,Regal 330R,Regal 660R,Mogul L,Black Pearls L,Monarch 700,Monarch800,Monarch 880,Monarch 900,Monarch 1000,Monarch 1100,Monarch 1300,和Monarch1400(所有都由Cabot Corporation卡伯特公司制造),Color Black FW1(pH 3.5,BET比表面积320m²/g),Color Black 18,Color Black S150,Color Black S160,Color BlackS170,Printex 35,Printex U,Printex V,Printex 140U,Printex 140V,

180-IQ,

170-IQ(所有都由Evonik Degussa Corporation埃沃尼克德古萨公司制造),No.25,No.33,No.40,No.45,No.47,No.52,No.900,No.2200B,No.2300,No.990,No.980,No.970,No.960,No.950,No.850,MCF-88,MA600,MA 7,MA 8,和MA 100(所有都由Mitsubishi Chemical Corporation三菱化学控股株式会社制造)。

具有5原子％或更高的表面氧含量的炭黑可以通过如上所述的氧化处理制备，或者是市售产品。其具体实例包括Color Black FW2(挥发性物质的含量为16.5wt.％，吸油值155cc/100g，pH 2.5，BET 350m²/g，初级粒径13nm)，Color Black FW 182(表面氧的含量：12原子％，挥发性物质的含量为20wt.％，吸油值142cc/100g，pH 2.5，BET 550m²/g，初级粒径15nm)，Color Black FW 200(表面氧的含量：12原子％，挥发性物质的含量为20wt.％，吸油值160cc/100g，pH 2.5，BET 550m²/g，初级粒径13nm)，

150(挥发性物质的含量为10wt.％，吸油值120cc/100g，pH 4.0，BET175m²/g，初级粒径25nm)，Special Black 4或4A(挥发性物质的含量为14wt.％，吸油值100-115cc/100g，pH 3.0，BET 180m²/g，初级粒径25nm)，Special Bblack 5(挥发性物质的含量为15wt.％，吸油值130cc/100g，pH 2.5，BET240m²/g，初级粒径20nm)，Special Black 6(表面氧的含量：11原子％,挥发性物质的含量为18wt.％,吸油值170cc/100g,pH 2.5,BET 300m²/g,初级粒径17nm),所有上述内容均来自Orion Engineered Carbons Co.，Ltd；Raven 5000Ultra II或Ultra III(挥发性物质的含量为10.5wt.％,吸油值95cc/100g,pH 3.0-3.5,BET 583m²/g,初级粒径8nm；由Columbian Chemicals Company制造),以及Fuji Jet Black(表面氧的含量:12原子％；由Fuji Pigment Co.，Ltd.制造)。关于这些示例性炭黑的不同性质的信息由它们各自的制造商提供。

可以通过拉曼光谱法(例如，使用LabRAM HR Evolution，Horiba Scientific)估计CB材料的氧化水平。该技术允许确定所研究化合物的D带和G带峰值，用于预确定激发激光波长(例如，在488nm至647nm的范围内)，激光功率(例如，40mW)和整合时间(例如，从10s到120s)。可以控制温度以降低黑噪声(例如，通过冷却检测器)。如果需要，可以通过集成软件进行或不进行光谱的解卷积来获得拉曼峰强度最大值(I)，进一步进行基线校正。然后可以分别计算D带和G带的拉曼峰强度I_D和I_G的比。通常在未解卷积的光谱上测量每个峰的最大强度。光谱性能和得到的带比(I_D/I_G)可以根据经验来与元素碳材料的氧化水平相关联。在CB的所有其他结构性质相似时，具有相对低的D带与G带比率表明该CB将比具有相对较高的D带与G带比的CB的氧化程度低。举例来说，当I_D/I_G比为0.8或更大，1.0或更大，1.2或更大时，表明在本发明的一些实施方式中CB材料如所需那样进行了相对的氧化。这些拉曼光谱可以在一些弹性体基质(特别是PDMS)所讨论的带中不受影响，因此该方法有利地提供了无损技术来评估固化组合物中的CB特性。对Color Black FW 182(挥发性物质含量为～20wt.％)的样品进行这样的分析，发现CB材料的I_D/I_G比为0.99。为了比较，较少氧化的样品(具有～4.5％的挥发物含量的

L)显示出0.75这样较低的I_D/I_G比率。

表征炭黑的另一种方法是通过其表面zeta电位，其是颗粒之间的静电或电荷排斥/吸引力的量值的量度。Zeta电位值可以深入了解CB的分散，聚集或絮凝能力。

在一些实施方式中，CB具有至多-15mV，至多-20mV，或至多-25mV的表面zeta电位，更通常至多-30mV，至多-35mV，至多-40mV或至多-45mV的表面zeta电位。

在一些实施方式中，CB的表面zeta电位在-70mV至-15mV，-70mV至-20mV，-70mV至-25mV，-70mV至-30mV，-70mV至-35mV，-70mV至-40mV,-70MV至-45mV，-60mV至-20mV，-60mV至-30mV，-60mV至-35mV，-55mV至-30mV，-50mV至-25mV，-50mV至-30mV，或-50mV至-35mV的范围内。

在一些实施方式中，表面zeta电位可以在至少8.0的pH下测量，所述测量任选地在12.0的pH下进行。方便地，材料或组合物的zeta电位的测量可以在材料以低浓度在合适的载体中的情况下或在组合物的稀释形式的情况下进行。例如，测试样品可包含2wt％或更少,1wt.％或更少，或者0.1wt％或更少的固体材料或组合物成分。

成像表面中CB颗粒的含量可以有利地足以实现颗粒所需的辐照吸收，热传递，选择性黏附性，这种效果又可以取决于其中采用转印构件的打印系统的各种运行条件。通常，炭黑存在于形成成像表面的层中或存在于辐照吸收层中的浓度为固化层重量的0.5％至20％的重量百分比,或者是1wt.％至15wt.％,或是2wt.％至10wt.％,或是1wt.％至7.5wt.％,或是5wt.％至20wt.％,或是10wt.％至20wt.％,或是15wt.％至20wt.％。

CB的水性分散体的pH，在25℃下测定，可以优选在酸性至中性范围内，例如在pH2.0至pH8.5，pH2.5至pH7.5，并且有利地，在pH2.0至pH5.5，或在pH2.0至pH4.5，或在pH2.5至pH4.0，或在pH2.0至pH3.5的相对酸性范围内。可以使用任何适当校准的pH计设备测量预定浓度的CB分散体的pH，例如，根据DIN ISO 787-9标准。简而言之，可以用磁力搅拌器以约600-1,000rpm的方式将(在1：1的蒸馏水和甲醇溶液中)对4wt.％的CB分散体搅拌5分钟，同时将预先校准的pH电极浸入测试的分散体中。在关闭搅拌器后一分钟读取pH值。

对CB材料的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值没有特别限制，但通常为约50mL/100g至约200mL/100g，或100mL/100g至200mL/100g，或150mL/100g至200mL/100g。通常，这样的DBP值或类似的吸油值(OAN)由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立地确定，例如根据JIS K6621A方法或ASTM D 2414-65T标准。

炭黑颗粒可以通过比表面积测量进一步表征，最普遍的方法包括十六烷基三甲基溴化铵吸附(CTAB)，碘吸附和氮吸附。CTAB方法描述于ASTM D 3765中。碘方法在ASTM D1510中描述，并导致碘值的分配。

对CB材料的比表面积没有特别限制，但是当通过BET氮吸收技术测定时，优选为50m²/g至650m²/g,或100m²/g至550m²/g。通常，这样的BET值由CB制造商提供，但可以通过已知方法独立地确定，例如根据ASTM D3037标准。

通过在成形层中使用粒径小于1微米的CB，可以促进上文所述的基本上均匀的分散/均匀吸收能力。这样的尺寸不仅在初级粒径(PPS)方面是优选的，而且对于二级粒径(SPS)也是优选的，所述二级粒径(SPS)可以由这种初级颗粒的附聚而产生。由于散射相应地减少，因此对于集群的主要部分，具有小于发射光束波长的一半的粒径的初级和二级粒径是进一步优选的。因此，CB颗粒具有主要小于500纳米，小于400纳米，小于300纳米或小于200纳米的粒径(例如，通过D_V90评估)是更有利的。具有平均尺寸(例如，通过D_V50评估)的CB颗粒，通常为初级粒径(PPS)为100nm或更小的CB颗粒被认为是纳米范围的，具有80nm或更小，60nm或更小，40nm或更小，或30nm或更小的平均尺寸的初级颗粒特别优选用于紧密颗粒堆积。通常，CB颗粒的平均PPS为5nm或更大，或10nm或更大，或15nm或更大。颗粒(主要是初级颗粒)的尺寸可能影响它们紧密堆积在弹性体内的能力，相对小的颗粒能够比相对较大的颗粒具有更高的堆积密度。有利地，较低量的相对小的颗粒可以获得与较高量的相对大的颗粒相似的CB密度。取决于它们的尺寸，另外还有弹性体的黏度，固化的条件和持续时间，固化层的厚度和本领域技术人员已知的制造因素，颗粒可以在层厚度上分离并形成梯度状分布。较大的CB二级颗粒可能倾向于更快地迁移并向层的底部积聚，而相对较小的颗粒可以以较慢的速度遵循这种趋势(如果有的话)并因此能够在层的较高的部分保持相对较高的浓度。在这种情况下，该层的“底部”和“顶部”部分涉及它们在固化期间的定向，并且不一定指的是在打印系统的安装和操作时的定向。如果上部中的足够厚的厚度中基本上没有CB颗粒，则这种沿着成像表面的深度而形成的颗粒分布的内层的颗粒的分离可能是有利的。该“顶层”可以用作为释放层，颗粒的缺失增加了其平滑性。在一些情况中，期望成像层的释放表面具有相对高的平滑性。光滑表面通常表现有小于1微米的算术平均偏差R_a。在一些实施方式中，成像表面的表面粗糙度R_a小于0.5μm，或小于0.2μm，或小于0.1μm。

例如根据ASTM D 3849评估，制造商通常提供CB材料的平均初级粒径。无论是通过DLS还是通过显微技术评估的粒径分布，都可以提供关于材料的初级粒径(PPS)和二级粒径(SPS)的信息，所述二级粒径即形成例如簇或附聚物的初级颗粒的集合尺寸。

CB颗粒可具有任何合适的纵横比，即颗粒的最小尺寸与垂直于最小尺寸的最大平面中的最长尺寸之间的无量纲比。在一些实施方式中，炭黑初级颗粒近似为球形，并且可具有0.2：1至1：5，或0.5：1至1：2范围的纵横比。可以从初级颗粒附聚成团的CB的二级颗粒不一定是球形的，它们的纵横比仍然可以在0.1：1至1：10,0.2：1至1：5或0.5：1至1：2的范围内。

尽管不是必需的，但是炭黑初级颗粒可以优选地均匀地成形，和/或相对于集群的中值具有对称分布。在一些实施方式中，炭黑二级颗粒在相对窄的粒径分布内，这种窄粒径分布有利地保持在固化的硅酮弹性体中。

第一示例性方法

研磨步骤

将具有良好热稳定性和与二甲基硅酮流体相容的硅酮分散剂倒入旋转三辊研磨机(型号JRS230，由常州龙鑫机械有限公司制造)中，并在室温(约23℃)下运行最多约1小时。速度随着研磨过程的进行适配于浆料的黏度，使得随着CB的加入，黏度的增加，速度从800rpm降低至100rpm。这样的一种分散剂是具有官能侧胺/二甲基硅氧烷共聚物，其胺值为8，在25℃下的运动黏度为约3700mm²/s(GP-342，Genesee Polymers Corporation)，其加入量为375克(g)，构成总组合物重量的37.5％(重量百分比)。将炭黑纳米粉末(Color BlackFW 182，Orion Engineered Carbons，CAS No.1333-86-4，挥发性物质含量为20wt.％，pH2.5,比表面积BET 550m²/g，初级粒径15nm)在120℃下干燥至少2小时。将250g干燥的CB粉末缓慢加入到硅酮流体中，这样的CB量占最终组合物的25wt.％。应当注意的是，虽然CB材料由于其初级粒径约为15nm而被定义为在纳米范围内，但最初与分散剂混合的粉末主要由CB的具有尺寸大于5μm或甚至大于10μm(通过显微镜技术评估)的较大的附聚物、聚集体或块组成。研磨CB-分散剂混合物直至CB粉末的尺寸充分减小以均匀分散在硅酮流体中，并获得黑色高黏度团。这种减小尺寸(以及该方法的任何其他步骤)在受控温度环境的情况下，在适合所用材料的最热敏感度的温度下进行。在目前的情况下，氨基硅酮设定这样的热敏感度阈值，其在约70℃或更高的温度下失去活性。因此，涉及氨基硅酮分散剂的减小尺寸的步骤在约50℃的控制温度下进行。CB初级颗粒形成附聚物，并且在该步骤之后这种CB的二级颗粒的平均尺寸(例如，直径)为约200-400纳米，如通过在光学显微镜(

BX61U-LH100-3)获得的固化层的图像分析所评估的那样。光学显微镜分析支持簇在硅酮基质上的均匀分布。受过训练的观察者评估，在基质中也存在较小的100-200nm的簇，然而这低于正式的检测水平。通过扫描电子显微镜(SEM；FEI Magellan^TM 400，在隧穿模式下运行)捕获顶视图图片，并且由训练有素的操作员选出代表大多数CB集群的至少10个颗粒，这样的颗粒形成代表性组并被测量。将形成簇的颗粒分离，分离后的颗粒的尺寸与制造商提供的PPS一致，并且在光学显微镜下初步评估簇尺寸，证实存在小至100nm的簇。不希望受任何特定理论的束缚，据信氨基硅酮分散剂的氨基与炭黑的羧基部分结合，充分包封CB颗粒以减少或防止它们的附聚。炭黑不一定需要用有机羧酸官能化，因为在其表面上吸收的氧以类似的方式起作用。

使用高剪切均化器(配备有R50搅拌轴的T 50 digital

GmbH)分别制备含有少量相同GP-342分散剂(分别为9：1重量比)的乙烯基官能聚二甲基硅氧烷(Polymer XP RV 5000，

Hanse，CAS No.68083-18-1)的混合物，在25℃的控制温度和10,000rpm下运行约20分钟。据信在可固化流体中存在另外的表面活性剂可防止或减少该胺硅聚合物从碳颗粒迁移到乙烯基官能PDMS，如果发生过度扩散，则该扩散可导致炭黑颗粒的不希望的附聚/聚集/絮凝。将包含乙烯基官能PDMS的混合物以约375g的量加入到黑色团中，以提供组合物的剩余的37.5wt.％。在相同条件的连续研磨下以逐步方式进行添加，直到黑色团变成具有高浓度炭黑的高黏度的有光泽的黑色浆料(通常在1小时内)。

稀释步骤

为了增加黑色浆料(25wt.％的CB)的流动性并促进涂覆后的自发的自流平，将如上详述制备的黑色硅酮浆料稀释至5wt.％CB或更低的浓度。用“硅酮预混物”进行稀释，该硅酮预混物如下制备：将含量约为50wt.％的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷5000mm²/s(DMSV35，

CAS No.68083-19-2)，含量约为21.4wt.％的含有末端和侧链乙烯基的乙烯基官能的聚二甲基硅氧烷(Polymer XP RV 5000，

Hanse，CAS No.68083-18-1)，和含量约为28.6wt.％的含支链的结构的乙烯基官能的聚二甲基硅氧烷(VQM树脂-146，

CAS No.68584-83-8)混合，这通过高剪切T50数字

均化器，在25℃的控制温度和10,000rpm下进行约20分钟。

如下将浓缩的黑色浆料与硅酮预混物混合，以将CB浓度降低至5wt.％CB：将GP-342加入到硅酮预混物中，使得它们各自的浓度为最终稀释组合物的8wt.％和72wt.％。加入浓缩的黑色浆料以构成稀释组合物的20wt.％，所有这些添加是在用高剪切均化器(T50digital

)在25℃的受控温度和10,000转/分钟下连续搅拌下进行的。保持搅拌约2小时，直至稀释的黑色PDMS硅酮混合物均匀(例如，未观察到黑色块或聚集体)。通过相应地调节上述原料液或浆料的量，类似地制备不同的炭黑终浓度。

固化步骤

通过添加以下物质，可以使如上制备的稀释的黑色PDMS硅酮混合物可固化：至少一种催化剂，通常所述催化剂的量为可固化组合物总量的约0.0005wt.％至0.2wt.％或约0.05wt.％至约0.2wt％，至少一种为了更好地控制固化条件和进展的阻滞剂或固化抑制剂,通常所述阻滞剂或固化抑制剂的量约为0.1wt.％至10wt.％或约1wt.％至10wt.％，以及最后，至少一种反应性交联剂，通常所述反应性交联剂的量约为0.5wt.％至15wt.％或约5wt.％至15wt.％的量，反应性交联剂的加入引发黑色PDMS混合物的加成固化。

通过添加以下物质使上述5wt.％CB稀释的黑色PDMS硅酮混合物可固化：含量约为总可固化组合物的0.1wt.％的铂催化剂，例如铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物(SIP6831.2，

CAS No.68478-92-2)，含量约为总可固化组合物的3.7wt.％的阻滞剂，例如

Hanse的Inhibitor 600，以及最后含量约为总可固化组合物的8.7wt.％的反应性交联剂，例如甲基-氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(HMS 301，

CASNo.68037-59-2)。

然后立即将该可加成固化的组合物施加到期望的透明机械支承件上，使用自动膜涂敷器(型号：BGD281，Shanghai Jiuran Instrument Equipment Co.，Ltd.上海久然仪器设备有限公司)以5-100mm/s的拉伸速度运行，如此涂敷的层形成5-200微米的预定厚度。

作为透明体的实例，使用一片聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，来自Jolybar Ltd.，厚度为100和150微米)，任选地对这种支承件进行预处理(例如，通过电晕或用底漆物质)以进一步改善对包括辐照吸收层在内的材料与其支承件的黏附性。当应用于所述主体时，电晕处理包括暴露于UV辐照约20分钟(Ultra Violet臭氧清洁系统T10X10/OES/E，由

Inc.提供)。当用于预处理所述主体时，底漆物质可包含2.5wt.％的四正丙基硅酸盐(CAS No.682-01-9，Colcoat Co.)，2.5wt.％的乙烯基三甲氧基硅烷(例如

VTMO,

)，5wt.％的二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯(titaniumdiisoproposy(bis-2,4-pentanedionate)(如Tyzor AKT855，

)，2.5wt.％的二乙烯基四甲基-铂(CAS No.68478-92-2，如SIP 6831.2，

)全部采用纯甲醇AR(CASNo.67-56-1，Bio-Lab Ltd.)。可以通过用浸有底漆流体的干净实验室织物擦拭受体层/主体的表面来施加底漆物质。

透明支承件可由任何光学透明的合适材料制成(例如，诸如聚硅氧烷的硅酮，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的聚乙烯，诸如聚(甲基丙烯酸酯)(PMA)和聚(甲基)甲基丙烯酸酯(PMMA)的聚丙烯酸酯，聚氨酯(PU)，聚碳酸酯(PC)，诸如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯的聚乙烯化合物，聚酯，包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的聚苯乙烯，聚烯烃(PO)，氟-聚合物，聚酰胺，聚酰亚胺，聚砜等，或者是它们的共聚物或其共混物。如果材料允许光通过材料而不被散射(理想地是100％透射)，则称该材料被称为光学透明的。虽然通常根据可见光来评估透明度，但在本文中，如果对在任何特定系统中使用的发射光束的相关波长具有至少85％，至少90％或至少95％的透明度/透射率，则材料将是适当透明的。可以在相关波长范围内用分光光度计测量材料的预定薄样品(例如，使用边缘为1cm且厚度为0.2-2mm的扁平正方形，或者如果需要，对于转印构件外部的元件，使用更大的厚度)的光学透射率来评估透明度。折射率(RI)为约1.35至1.45表示光学透明/透明材料。应该能够透过辐照的透明转印构件的每一层应具有相似或相同的RI值和/或透明性，以便优选地为在多层转印构件的整个厚度上构成这样的特性。如果在±5％之内，或在±2％之内，或甚至在±0.5％之内，则认为这些性质是相似的。

材料的折射率(RI)通常由制造商提供，但可以通过技术人员已知的方法独立评估。对于流体材料(例如，未固化/预固化的硅酮)，如ASTM D1218中所述的方法可能是合适的，而固体材料可根据ASTM D542进行测试。

如所解释的，当使用透明转印构件并进行后侧辐照时，可以使用转印构件外部的可压缩元件来代替内部可压缩层。在这种情况下，可压缩元件需要至少透明至相同程度。透明支承件，其层或外部元件的黄色指数优选为1或更小。

无论是在预处理主体上还是在未经预处理的主体上涂敷时，黑色聚二甲基硅氧烷混合物在70℃下在通风烘箱中(UT 12P，Thermo Scientific

加热和干燥炉)固化2小时，然后在120-140℃下进行后固化1小时，以实现该层完全固化以及与支承件的稳定黏合。

应当注意的是，(被认为是相对疏水的)氨基硅酮聚合物将尺寸减小形式的CB分散到硅酮基质中的适合性是出乎意料的，特别是当CB材料相对亲水时。通常，即使当颗粒和硅酮介质具有相似的疏水性时，也难以实现炭黑纳米颗粒在硅酮中的分散。这些颗粒倾向于彼此凝聚，而不是通过分散步骤而实现的以它们的初级粒径或以任何相对小的二级粒径来保持均匀地分散。为了解决该问题，常规制造方法旨在使用可缩合固化的硅酮聚合物和相关试剂来增加硅酮介质的相对极性。

与此不同，在根据本发明实施方式的本例中，实现了CB颗粒的这种分散，同时使用PDMS硅酮的加成固化并且反直觉地使用氨基硅酮作为分散剂。所获得的相对疏水/非极性环境原本预期对CB的相对“尺寸稳定”的分散“不利”。还应注意的是，氨基硅酮的使用被认为是违反直觉的，因为已知它们的胺部分在未结合并因此能够相互作用时，可阻止或以其它方式有害地影响硅酮基质的加成固化。因此，本发明人发现了在制备加载有CB的硅酮基质期间存在有关于氨基硅酮的量的微妙平衡。一方面，该量应足以包裹CB颗粒并防止、减少或延迟其附聚/聚集；另一方面，应避免过量以防止、减少或延迟这种未结合的氨基硅酮可能对加成固化具有的任何有害影响。合适浓度的氨基硅酮可取决于CB颗粒和硅酮介质的类型，以及炭黑和可固化硅酮的相对浓度。该浓度可通过常规实验确定。在一些实施方式中，炭黑与其分散剂(例如，氨基硅酮，硅酮丙烯酸酯等)之间的重量/重量比为0.4：1至2：1，0.7：1至1.8：1，或0.9：1至1.6：1，或大约1：1或1：1.5。

具有相对低数量的胺部分的氨基硅酮(与低胺值相关)可有利于实现这种平衡。在一些实施方式中，氨基-硅酮分散剂的胺值在6至80的范围内。虽然氨基硅酮的胺值通常由这些材料的制造商提供，但它也可以通过使用标准方法的常规分析来确定。作为非限制性实例，含有胺部分的分子的胺值可通过用盐酸滴定氨基硅酮来评估，胺值对应于中和10g产物所需的0.1当量浓度的盐酸的毫升数。

单胺可能是优选的，特别是当胺部分是末端定位时。不希望受任何特定理论的束缚，据信一旦与炭黑结合，末端单胺受到阻碍，因此不能对固化产生负面影响。

通过制备与上述类似的第一种对比配方进一步证实了氨基硅酮的令人惊讶的功效，所述第一种对比配方中氨基硅酮被不同化学族的分散剂代替，该化学族已知其预期与CB适用：由Shin-Etsu Chemical Co.提供的聚甘油改性的硅酮KF-6106。这种常规表面活性剂不能令人满意地分散该配方中的CB颗粒。

在第二对比例中，将市售的浓缩CB浆料(Akrosperse 20-MI-005,50％wt CB，Akrochem Corporation)与相同的ACS PDMS(DMS V35)以各自的量混合，得到5wt.％的最终CB浓度。CB浆料以所供应的形式使用，不添加任何类型的任何分散剂。使用类似运行的旋转三辊研磨机对混合物进行分散。在该控制过程后，CB呈现出相对较大的聚集体(～0.5-1.5μm，显微镜评估)，该聚集体比用本发明的配方和方法形成的二级颗粒大至少两倍。

遵循与防止炭黑自附聚/自聚集(通过分散剂包络的形成)相同的基本原理，发现除了氨基硅酮的胺官能团之外，丙烯酸硅酮的丙烯酸酯官能团可以实现类似的CB分散。示例性的硅酮丙烯酸酯如上所述配制在PDMS基质中，其中具有微小的改变，例如炭黑的量仅为3wt.％而不是之前描述的5wt.％。由Shin-Etsu Chemical Co.提供的KP-578，由

Industries提供的

RC711(～1％丙烯酸酯)和

RC902(～4％丙烯酸酯)，在测试的CB浓度下获得令人满意的CB分散。

在硅酮丙烯酸酯的情况下，硅酮分散剂中丙烯酸酯含量至少为0.5wt.％被认为是令人满意的，更高含量超过5wt.％被认为是优选的。据信在任何给定主链上具有较高量的分散剂的活性亲CB部分可以允许减少分散同样数量的CB颗粒所需的分散剂的量。硅酮分散剂中丙烯酸酯的含量通常由其供应商提供，但可通过标准测量方法确定。

第二示例性方法

虽然上述制备辐照吸收层或制备包括辐照吸收层的能够在之后形成成像表面的成像层的方法基本上没有添加挥发性有机溶剂，但以下替代方法使用这种液体。当与预期的硅酮流体相容时，这些溶剂可以促进层制备的一些阶段或促进施加到受体层或支承件上，相对高的挥发性有利于减少或消除这些溶剂在最终转印构件中的存在。如果溶剂能够在固化期间完全或基本上蒸发，则被看作是足够挥发的。

在本实施方式中，将具有D_V10约为2.9μm、D_V50约为4.5μm以及D_V90约为6.1μm(由DLS的(Malvern Zetasizer Nano S)测量得到)的50克的CB(Colour Black FW 182,OrionEngineered Carbons)与50克的氨基硅酮分散剂(BYK LPX 21879，胺值约为36，BYKAdditives&Instruments)混合于200g二甲苯AR(沸点约138.4℃，CAS No.1330-20-7，Bio-Lab Ltd.)。如在前面的实施方式中，CB粉末在120℃下干燥至少2小时，然后与硅酮分散剂混合。在磨碎珠磨机(Attritor HD-01，Union

)中用约4.76mm的不锈钢珠(SS3023/16英寸珠子，Glen Mills Inc.)以700rpm进行分散，直至CB颗粒平均SPS达到小于100nm，通常SPS为约70nm(例如，通过D50评估)，取决于批量大小，这通常需要约1.5-2.5小时。在50℃的受控温度下进行尺寸减小。然后通过DLS(Malvern Zetasizer Nano S)对包含约0.1wt.％CB的样品进行尺寸分布的评估，并且发现与分散剂共研磨的CB颗粒主要在纳米范围内(具有约48nm的D_V10，约74nm的D_V50，约139nm的D_V90)。

将CB分散体加入到两部分的LSR硅酮流体中，所添加的分散体的相对量取决于基质中所需CB的最终量。在本组实验中，最终基质(即不包括挥发性溶剂)的每单位重量的CB浓度为约2.4wt.％，4.5wt.％，6.5wt.％，8.3wt.％，11.5wt.％和14.3wt.％。将CB分散体(即约6g，12g等)的相应重量加入20g的

LSR2540(A部分)中，轻轻手动混合，然后倒入20g的

LSR 2540(B部分)中，其中LSR 2540来自Momentive PerformanceMaterials Inc。值得注意的是，还发现将CB材料添加到LSR的A部分和B部分的预混合物中是令人满意的。将所得CB硅酮流体在行星式离心混合器(Thinky ARE-250，ThinkyCorporation)中以环境温度，2,000rpm进一步混合操作约3分钟，并使其在唯一相同的离心条件下再消泡3分钟。将样品在140℃下固化约2小时。如前所述，通过光学显微镜评估CB颗粒在硅酮基质中的分散模式，发现其在LSR组分的固化期间是稳定的。

为了促进上述CB分散的LSR硅酮流体的涂敷，将原料稀释在过量的挥发性溶剂中，所述挥发性溶剂在本实施方式的情况下为二甲苯，通常重量比至少为1：4，例如1：9wt./wt。如通过光学显微镜评估的，稀释的硅酮基质中的CB颗粒似乎在一段时间内保持稳定的分散，至少相当于铸塑的持续时间。

通过使用气压刷将稀释的CB-LSR-二甲苯悬浮液通过喷涂而涂敷到光滑的可释放支承件(例如，未处理的PET片)上。替代的涂敷方法是可能的(例如，棒涂等)。虽然硅酮基质可以在100-120℃的较低温度下进行部分固化(最多2小时，但通常约0.5-1小时，取决于层厚度)，但通过升高温度可以加速这一步骤(例如，如果在140℃下固化，则将固化持续时间减少至约20分钟)。然后将透明的硅酮层(由于用作适形层)铸塑在这种部分固化的辐照吸收层/成像层的顶部。一种这样的硅酮覆盖涂层是双组分透明液体硅酮，QSil 213，可从Quantum Silicones商购获得。将得到的由PET支承的多层在约100℃下进一步部分固化约1-2小时。然后剥离PET支承件并将两层倒置以使得载有CB的辐照吸收层朝上而透明的适形层面朝下，然后将后者通过任何合适的方法附着到所需的支承件(例如，透明支承件)。在一些实施方式中，这些层与支承件的连接有助于完成成像表面的固化。

该替代方法允许制备具有相对高负荷的炭黑颗粒的硅酮基质，这种颗粒具有如前述方法中的优点，即在亚微米范围内，甚至主要在纳米范围内。

第三示例性方法

虽然上述制备辐照吸收层或包括辐照吸收层的成像层的方法是基于可交联加成固化硅酮的加成固化，本方法替代地涉及可交联缩合固化硅酮的缩合固化。

在第一步骤中将CB材料干燥(至少在120℃下干燥2小时)，然后在硅酮分散剂的存在下对其进行尺寸减小。在本实施方式中，将50g CB(Color Black FW 182)与50g氨基硅酮分散剂(BYK LP X 21879)在100g六甲基二硅氧烷(HMDSO；沸点约101℃，CAS No.107-46-0，Sigma-Aldrich Co.Ltd.)中混合。以类似于前述实施方式中的二甲苯的方式将HMDSO用作挥发性液体稀释剂。在磨碎珠磨机中使用约4.76mm的不锈钢珠(如前所述)以700rpm进行分散4小时，直至CB颗粒达到约90nm的平均SPS(例如，通过D50评估)，该尺寸由DLS评估。在25℃的控制温度下进行尺寸减小。

然后用DLS(Malvern Zetasizer Nano S)对包含约0.1wt.％的CB的样品进行尺寸分布的评估，并且发现表面活性剂分散的CB颗粒在亚微米至纳米范围内(具有约52纳米的D_V10，约91纳米的D_V50，约211纳米的D_V90)。

在第二步中，将CB分散体加入到硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷中，加入的分散体的相对量取决于基质中所需的CB的最终量。在本组实验中，最终基质的每单位重量的CB浓度为约5.5wt.％，12.5wt.％和21.4wt.％。将CB分散体(即40g，80g和120g)的相应重量加入到各自的量分别为160g，120g和80g的硅烷醇封端的PDMS(DMS S-27,700-800mm²/s，

)中。将所得CB硅酮流体在磨碎机中以相同条件(700rpm和25℃)混合约90分钟，得到可缩合固化的PDMS的黑色团。

向分散在可固化硅酮中的9g CB中加入1g交联剂(乙基聚硅酸酯PSI023，

或乙基硅酸酯48，Colcoat)和0.05g锡催化剂(二辛基锡双(乙酰丙酮)

223，CAS No.54068-28-9，TIB)。将可固化混合物脱气并涂敷到所需支承件上。在涂敷脱气混合物之前，用臭氧预处理透明PET并涂覆底漆涂层(SS4120，Momentive)以促进附着。通过直线棒以最多约40微米的(包括5微米和20微米的层)预定厚度涂敷可缩合固化硅酮层，并允许在环境条件(约23℃和30-60％相对湿度)下进行部分固化约12-24小时。将部分固化后的结构转移至炉中以120-140℃和约30％相对湿度的条件进行2小时的完全固化。如前所述，通过光学显微镜评估CB颗粒在缩合固化的硅酮基质中的分散模式，发现分散模式稳定，颗粒分散良好且没有发生颗粒群集。

虽然包含CB的硅酮是可商购的，但迄今为止已经证明尝试将其CB内容物的尺寸降低至所需的粒径范围是困难的。在对比例中，将CB预先分散在硅酮流体中的市售浓缩CB浆料(Akrosperse 20-MI-005,50％wt CB，Akrochem Corporation)与相同的CCS PDMS(DMSS-27)以各自的量混合，产生5wt.％的最终CB浓度。CB浆料以所供应的形式使用，不添加任何类型的任何分散剂。使用旋转三辊研磨机如第一示例性方法那样操作而将混合物分散。在该控制过程之后，CB显示出相对大的聚集体(～0.5-1.5μm，如显微镜评估的)，如先前在ACS对照组中观察到的，该聚集体比使用本发明配方和方法形成的二级颗粒大至少两倍。

不希望受任何特定理论的束缚，据信，常规配方缺乏具有合适性质和/或缺乏适当量的CB颗粒，和/或缺乏能够防止在任何这种研磨过程中可瞬时获得的初级颗粒的再附聚的合适的试剂。

光学测量

评估通过上述方法制备的辐照吸收层或成像表面的一些光学性质。除非另有说明，否则将感兴趣的样品铸塑在光滑的支承件(例如载玻片)上，并通过棒涂来调平至已知厚度并固化(例如，在120-140℃下进行1-2小时)，通过共聚焦显微镜确定，已固化的层通常具有至少2μm的厚度。

将已固化的层与其铸塑支承件轻轻分离，并置于适于随后测量的膜保持器中。用分光光度计(来自Agilent Technologies的Cary 5000，UV-Vis-NIR分光光度计)在至少300nm至1200nm的范围内测量这些样品的光学吸光度。使膜两侧之间的强度下降以归一化至测试样品的厚度，并计算这些层的每微米厚度(Abs/μm)的吸光度。

对于包括用氨基硅酮分散剂分散的CB颗粒的层，在选定波长下的归一化吸光度的代表性结果显示在下面提供的表中，其中所呈现的加载炭黑的基质的值与单独的CB颗粒的影响有关(减去各个基质的基线值)。

表1

可以从上表看出根据本文公开的各个方法分散的CB颗粒提供了在层的每微米深度的可比较的吸收性质，这样的吸收性通常随着波长的增加而减小。在上述中，制备的方法和制得的层以三种硅酮聚合物、两种固化方法和两种氨基硅酮为例，编号1-3是ACS PDMS的加成固化，编号6-11是ACS LSR的加成固化，编号12-13是CCS PDMS的缩合固化。这些实施方式还表示硅酮分散剂和CB颗粒之间的不同类型的相互作用。预计氨基-硅酮分散剂会形成酸碱关系或形成胺-氧基相互作用。据信硅酮丙烯酸酯分散剂形成偶极子以进行偶极相互作用。

通过目视检查评估，表示了根据本教导制备的嵌入有CB颗粒分散体的硅酮基质的示例性实施方式的所有编号形成了透明的样品(例如没有混浊/浑浊)。这些结果支持硅酮分散剂与可固化硅酮弹性体的相容性，包括它们之间的可混溶性。这种相容性也可以在这种材料的筛选方法中初步评估，其在没有炭黑颗粒的情况下进行。

为了比较，在没有CB颗粒的情况下根据本教导制备的类似的硅酮基质在相同的波长范围内显示出不显著至零的基线归一化吸光度，其约0.001Abs/μm或更小，参见编号5的LSR基质，无论是通过加成固化还是通过缩合固化来固化的PDMS基质也有相似的表现。根据本教导分散的CB纳米颗粒的影响可以从CB在硅酮基质中的重量浓度和层在测试范围内的吸收能力的正相关看出。基于本组结果，预期每种特定配方的吸光度峰值或峰值平台发生在碳载量为至少10wt.％时，至少15wt.％时或可能在碳载量大于20wt.％时。本领域技术人员可以容易地确定这种CB浓度依赖性模式，其可以选择最佳活性和/或预期用途的每个峰值的期望的CB载量。出于所有实际目的，据信炭黑在可固化或固化的硅酮组合物中的存在不需要超过30wt.％，通常不超过25wt.％。

回到表中，在对照实验中，参见编号4，制备对比层，其中类似于编号1-3将相同的炭黑材料研磨并掺入PDMS基质中，但该方法缺少任何氨基硅酮分散剂。因此，在所得层中，CB颗粒具有在0.5-1.5μm的范围内的更常规的尺寸。该常规CB(CCB)材料以10wt.％这样相对高的浓度嵌入PDMS基质中。尽管有如此高的加载，但相对于根据本发明的一些实施方式制备的较低浓度的CB颗粒，CCB对照组提供较差的吸光度。在该实验中，分别参见编号4和1，发现PDMS中的10wt.％CCB和PDMS中的2.5wt.％CB相当。因此，相对于提供相似吸光度的CB颗粒的量，本方法和配方大约高4倍。如本领域技术人员容易理解的，除了降低成本之外，以降低的CB的量来实现特定辐照吸收能力可以具有许多有益影响。

粘合剂层可用于附着转印构件的层。这些层的厚度可取决于受体层的粗糙度，对于相对光滑的受体，粘合剂层的厚度通常不超过10μm。可以使用任何合适的粘合剂，其组成与由此连接的层相容。此外，作为转印构件之外的任何其他层的粘合剂层优选地适合于转印构件在打印系统的运行中经受的工作条件。

粘合剂层可以由硅酮，聚氨酯和这种已知的柔性弹性体粘合剂材料制成。这些实例不是限制性的，适合于将弹性体彼此粘合的材料是已知的并且不需要在此进一步详述。

或者，可以使用底漆涂层，其组成取决于待结合的层。这样的层通常具有1微米或小于1微米的厚度。适合的材料包括硅烷，钛酸盐和其他这样的施胶剂。

在一些实施方式中，粘合剂层或底漆涂层不是必需的，一层与另一层的连接通过两层的共固化来实现，其中至少一层在共固化之前已经部分固化。

在本发明的实施方式中，组合了成像站和转印站，并且成像表面12(及其上的颗粒)基本上在被选择性加热的同时还被压靠在衬底以从成像表面的选定区域上转印发黏颗粒的膜。这可以通过例如由透明材料形成的鼓10和将成像站16置于鼓内或鼓外并且在“面对”转印站的位置处穿过鼓10来实现。“透明”是指鼓和/或成像表面的材料不会显着影响所选颗粒的辐照和/或允许传递足够的能量来使其发黏。

这种透明打印系统的一些替代实施方式在图3至5中示意性地示出，将在下面进行更详细地描述。

如上所述，通过向转印构件的后侧施加辐照使聚合物颗粒变黏，转印构件需要是透明的，如图2中所示的转印构件700那样。如图3a所示，涂覆站14可以用热塑性颗粒涂覆透明的转印构件700的成像表面(被显示为环路形环带)。转印构件可以在驱动鼓30上连续地(或间歇地)周期循环，围绕引导辊40，以类似于先前描述的鼓10那样而在涂覆站处起作用。示意性地示出了在由连续带形成的周部内的成像站16。在该站处由成像装置发射的激光束穿过引导辊40之间形成的间隙，而投射向运行的转印构件的后侧。成像装置包括固定的透明可压缩元件708，其可以在转印站处接触转印构件的后侧。当提及固定的可压缩元件时，术语“可压缩”用于描述元件在受到压力时进行的变形，其中垂直于处理方向的尺寸随着转印压力的增加而减小，同时其正交尺寸则增加。因此，尽管元件708没有被压缩，但在其密度增加的意义上来说，其厚度尺寸是被减小的。

虽然在本图示中，两个导辊40约束了经受成像装置或站16并接触其可压缩元件708的转印构件的运行，但这不应被理解为限制，因为为了达到此效果可以采用一个或多个引导辊或平滑滑块。

图3b示意性地放大示出了压印线18处的该打印系统。在该压印线18处，转印构件700和打印衬底20被压在一侧的压印筒22和另一侧的可压缩元件708之间。如可见到的，成像装置的可压缩元件708可以接触多层的转印构件，热塑性颗粒(未示出)定位在外成像表面(面对打印衬底的那面)上。如前所述，可以采用透明润滑剂(730)以便于转印构件的后侧在可压缩元件708上的滑动。如此选择可压缩元件708的厚度以及随所述可压缩元件形成待被使用的透明转印构件的层的厚度，使得允许由成像装置的芯片的任何激光元件发射的辐照瞄准所述转印构件的辐照吸收层704或任何足够相邻的层，以实现足够的辐照吸收,并且允许随后将热量传递给热塑性颗粒。

在图4中，示意性地示出了通过透明转印构件来对定位在成像表面上的颗粒进行后侧辐照的替代配置。透明转印构件700可以如上参考图2所述。在该实施方式中，在先前的图3中以708示出的可压缩元件不再与成像装置或站16’相关联，而是与分开的压力施加器90相关联，所述压力施加器90的可压缩区段(标识为92)用于与先前的708类似的目的。同时可以应用类似的考虑，例如可以采用润滑剂以便于转印构件后侧在压力施加器90的可压缩区段92上的滑动，可压缩区段92则可以不受到先前708的某些约束。举例来说，形成这种区段的可压缩材料不必是透明的，允许使用更宽范围的弹性体。关于成像装置16'，接触转印构件后侧的区段94不再需要是可压缩的，而是主要是透明的，以使激光束能够朝向成像表面充分传播。因此，区段94可由多种材料制成，包括例如玻璃和诸如丙烯酸树脂的透明塑料。就可选性和光学成像质量而言，相比于形成先前的可压缩元件708的可压缩的透明弹性体，这些材料通常是优选的。在图4示出的实施方式中，辐照在紧接压印线的上游进行。

虽然该实施方式不如图3a中示意性示出的替代实施方式紧凑，但是它在成像装置的激光束发射元件和在转印构件内的被瞄准的吸收层之间提供了基本恒定的光学路径长度。以这种基本上不变的光学路径长度运行的打印系统将预期受益于更均匀的光点方位和更均匀的光学放大率，从而在衬底表面产生更高质量的图像。

图5a和5b示意性地描绘了可用于将润滑剂730涂覆到透明转印构件700的后表面的润滑系统的单独实施方式。图5a和5b的任何一个实施方式可以与图3a和图4中描述的系统一起使用。

在图5a中，通过位于上游的润滑辊800将润滑剂涂敷到转印构件700的后表面，并且优选地靠近可压缩元件708。润滑辊800平行于导辊40的旋转轴延伸并横跨转印构件700的整个宽度。润滑辊800可以包括与润滑剂存储器(未示出)流体连通，并且沿其圆柱形表面具有多个孔的中空管802。中空管802可以沿着其圆柱形表面被由诸如海绵的多孔材料制成的可压缩套管804进一步包封。因此，套管804构造成允许液体沿大致径向方向从中空管802通过孔和套管804滴到转印构件700的后侧上。

润滑辊800如此定位使得可压缩套管804与转印构件接触并且构造成绕其轴旋转。它可以相应于转印构件的运动而旋转(例如，借助于与转印构件的摩擦而驱动)，或者它可以独立于转印构件的运动而旋转，使得套筒的表面在转印构件的后表面上滑动。在一些实施方式中，润滑辊800可以相反于由转印构件的运动所确定的方向的方向旋转。

在运行中，中空管802可以基本上填满有润滑剂730，而润滑剂730可以相应地穿过中空管802的孔以及穿过可压缩套管804而滴落，以被涂抹在转印构件的后表面上。根据一些实施方式，润滑剂730可以例如借助于泵而被加压来穿过孔，并且根据一些实施方式，透明润滑剂液滴通过重力而穿过孔滴落。

在图5b中没有导辊，而是转印构件绕在结构812的圆角810a和810b上滑动，该结构812分别位于可压缩元件708的上游和下游。结构812可以应用在一些实施方式中以将成像系统16固定到可压缩元件708。结构812中的中空通道820可以与润滑剂储存器(这里未示出)流体连通，并且润滑剂730可以通过通道820的壁中的多个孔逃逸到结构812的供转印构件700滑动的外表面上。中空通道820有利地定位在可压缩元件708的上游并且甚至位于圆角810a的上游，使得在运行中，恰好在转印构件在圆角810a上滑动的点的上游处将润滑剂730涂敷到转印构件。

润滑剂730构造成润滑并促进转印构件在可压缩元件708上的滑动，而不造成干扰，或至少最小化对从成像系统16通过可压缩元件708朝向压印筒22的辐照的光学路径的干扰。虽然已经在转印构件的后侧与可压缩元件708接触的系统中示出了润滑系统，但是相同的原理适用于替代地使用单独的压力施加器90、转印构件的后侧随之是与区段92和94接触的打印系统。

在打印系统的任何构造中，润滑剂730有利地是透明的，并具有与透明转印构件700的折射率和/或成像站16的可压缩元件708或成像站16’的区段94的折射率同样或类似的折射率，以最小化可压缩元件(或光学路径中的任何其它元件)与转印构件之间的界面的反射。根据一些实施方式，润滑剂730被选择为与可压缩元件708的硅酮基质和/或转印构件700的硅酮基质相容的透明硅油。润滑剂通常具有高于转印构件的表面能的表面张力并且不同于可压缩元件的表面能。如果并且当润滑剂从硅酮基质中析出时，所述润滑剂应该优选地在两个表面中的至少一个表面上成珠，油将由此润滑。

根据一些实施方式，硅油进一步适于穿透转印构件，以重新补充在运行期间可能在成像表面上渗出的硅油的含量。不希望受任何特定理论的束缚，据信随着时间的推移可从已固化的基质中释放的油成分可在成像表面上形成薄膜，并如上所述的在转印站处增强黏性颗粒或膜在衬底上的释放。在这样的实施方式中，将适当的硅油作为润滑剂而使用在转印构件的后侧可以延长转印构件的期望使用寿命，这是因为形成对照地，硅油会从硅酮基质中自发地释放，硅酮基质会随着时间的推移而减少甚至耗尽，因此在运行过程中不断地供应添加润滑剂。硅油的黏度可根据转印构件的硅酮基质的渗透性和其总厚度来选择，以获得硅油通过转印构件的充分渗透，同时避免转印构件的膨胀到可能会影响成像表面的均匀性，从而影响打印质量的程度。类似地，硅油的分子量可以足够小以允许通过转印构件扩散，但足够高以控制扩散速率。在任何情况下，可以从弹性体基质中解吸的硅油的量足够高，以提供所需的图像释放，但又足够低，以避免任何到打印衬底上的显著的传递。在特定实施方式中，促进油墨图像从转印构件释放到打印衬底的润滑剂被认为是“释放增强助剂”。

与要用硅油“重新补充”的硅酮基质相比，可用作透明润滑剂的硅油可以是具有相对极性的。透明润滑剂可以选自聚醚硅油和氨基硅油。在一些实施方式中，透明润滑剂的黏性在30-400mPa·S的范围内。更优选地，所述黏性在50-300mPa·S的范围内。合适的硅油的非限制性实例包括

A004-UP和

C208，来自Siltech Corporation的商售的聚醚硅酮，和GP-4，来自Genesee Polymers Corporation的商售的氨基硅油。

图3a和4中所示的数字打印系统只能以一种颜色打印，但是通过使同一衬底连续通过多重涂覆、成像和转印站布置(例如图6中的打印系统1000所示)可以实现多色打印，所述多重布置彼此同步和/或配准，并且每个布置打印不同的颜色。在这种情况下，可能需要在不同的涂覆站之间设置衬底处理站。处理站可以例如是能够在先前的转印站的出口处降低衬底的温度的冷却器。

由于一些转印的膜一定程度上可能保留一些残余黏性以至于可能损害随后的不同颗粒的转印，因此通过冷却转印到衬底的膜可以有利地消除这种残留黏性。取决于热塑性聚合物，可替代通过作为固化站的处理站来实现消除任何残留黏性或将其降低至不影响该方法的水平。

此外，虽然在前面的段落中考虑了每种涂覆、成像和转印站的布置以便打印不同的颜色，但在另一实施方式中，(在包括至少两个所述站的布置的打印系统中)考虑一组这样的站来用于涂敷无色颗粒。例如，可以在最后的布置中涂敷无色颗粒。在这样的情况，最后的涂覆站的暴露于最后的成像站的辐照而发黏的热塑性颗粒的无色膜在最后的转印站处转印，以例如用作为先前的彩色膜的覆盖涂层。可以说这些站形成覆盖涂层的布置或子系统。与此不同，用于无色打印的布置可以是系列中的第一个，例如，以用于修饰彩色膜的后续涂敷和/或它们可以提供的视觉效果。可以说这些站形成底涂层布置或子系统。

此外，即使单色，打印系统也可以包括允许双面打印的双面印系统。在一些情况下，可以在衬底运输系统的层面上处理双面印，例如可以将衬底回转到尚未印刷的一面并使衬底返回到已经打印了第一面的同一处理和转印站中重新打印。在其他情况下，可以通过包括两个单独的转印站(以及它们各自的上游或下游站)来解决双面印问题，每个转印站能够在同一衬底的不同侧上进行打印。

图6示出了一个实施方式，其中总体标记为1000的第一打印系统与图3a中所示的相同。保留了相同的数字标号以避免重复。在一个实施方式中，设置第二打印系统2000以用清漆或保护性或装饰性涂层涂敷衬底或其被选择的区域。在该打印系统2000中，涂覆站14’将单层透明颗粒涂覆至经过鼓30’的转印构件700’。然而，在转印构件700'中没有选择性加热颗粒。相反，因为由打印系统1000涂覆在衬底上的聚合物膜仍然是发黏的或因为压辊720和/或压印筒22’是被加热的，在转印构件700’被压靠在衬底20时透明颗粒得以转印至衬底。在前一种情况下，只有衬底的成像区域会被涂敷上清漆，而在后一种情况下整个衬底表面都会接收透明涂层。

在打印系统1000处发黏并且其聚合物膜随后被转印到衬底上的颗粒，从它们被涂敷在衬底上直到其到达打印系统2000的压印线时，可以保持至少一定程度的黏性。这可以通过确保转印构件和/或颗粒的热力特性足以使颗粒保持足够温暖(即黏性)直到进行所述接触，或者优选地通过使用具有延迟结晶特性(在热熔粘合剂用语中称为“开放时间”)的热塑性颗粒来实现，其中延迟结晶特性足以使颗粒保持黏性直至被压到与衬底接触和/或直到达到第二打印系统。

图6还示出了精加工站740，其中聚合物膜可以经受热处理以固定、固化或干燥聚合物膜。如果这种热处理伴随着与聚合物膜的压力接触，它还可以用于赋予衬底表面所需的例如光泽的表面光洁度。

衬底

附图1,3a,4和6中所示的打印系统不限于任何特定类型的衬底。衬底可以是单独的纸张或卡片，或者它可以具有卷筒纸的形式。由于软化的聚合物颗粒的薄膜被涂敷到衬底上的方式，膜倾向于驻留在衬底的表面上。这可以在一般质量的纸上的实现高质量的打印。此外，衬底的材料不必是纤维状的，而可以是任何类型的表面，例如塑料薄膜或刚性板。

转印站

图1所示的转印站仅包括压靠在鼓10和其外成像表面12的光滑压印筒22。压印筒22可以形成衬底输送系统的一部分，在这种情况下，其可以配备用于卡合各个衬底薄片的前缘的夹持器。在其他数码打印系统，压印筒22可以具有压花表面以选择要转印到衬底20的颗粒涂层的区域。

在本公开的描述和权利要求中，每个动词“包括”“包含”“具有”以及其同源词用于表示，该动词的一个或多个宾语不一定是特征，部件、组件、元件、步骤或动词的一个或多个主语的部分的完整列表。

如本文所使用的，除非上下文清楚另有表示，单数形式、以及“所述”包括复数引用并指“至少一个”“一个或多个”。

位置或动作术语，诸如“上面”“下面”“右”“左”“底部”“之下”“降低的”“下”“顶部”“之上”“升高的”“高”“竖直”“水平”“前面”，“背面”“向后”“向前”“上游”和“下游”，以及其语法变形，可以仅以示例性目的用于本文，从而图示出某些组件的相对定位、布置或位移，从而表示本图示中的第一和第二组件或实现这两方面。这样的术语不一定表示，例如“底部”组件在“顶部”组件之下，就方向本身而论，组件或两者都可以翻转、旋转、空间移动、对角方向或位置上放置、水平或竖直放置或类似变形。

除非另有声明，在选择用选项列表的最后两个部件之间使用表达“和/或”表示，选择所列选项的一个或多个是合适的且可以进行的。

在本公开中，除非另有声明，更改本技术实施方式的一个或多个特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“大约”的形容词被理解为指的是，条件和特性被定义为在适用于以应用为目的的实施方式的操作容差之内，或者在正在进行的测量和/或使用的测量仪器的预期变化范围内。当术语“约”在数值之前时，意图表示+/-15％，或+/-10％，或甚至仅+/-5％，并且在某些情况下指示精确值。

当本公开已经在某些实施方式和一般相关的方法上进行了描述时，对本领域技术人员而言该实施方式和方法的变化和排列将是显而易见的。本公开理解为不受本文所描述的特定实施方式的限制。

在理解或完成本发明公开内容所必需的范围内，本文提及的所有出版物，专利和专利申请，尤其包括申请人的申请，通过引用明确地通过引用整体并入，如在此完全阐述的那样。

此处引用的某些标记可能是习惯法或第三方的注册商标。这些标记的使用是示例性的，不应被解释为描述性的或将本公开的范围限制为仅与这些标记相关联的材料。例如，聚酯的(二甲基硅氧烷-共-甲基氢硅氧烷)，三甲基甲硅烷基封端的(CAS No.68037-59-2)可以替代地购自Milliken Chemical的DMH-5A，购自Gelest的HMS-301，购自Evonik的Crosslinker 100，或购自Siltech Corp.的Silmer H E4，仅举几例。

Claims

1.一种用于在衬底的表面进行热转印打印的打印系统，所述系统包括：

b)涂覆站，在该处将由热塑性聚合物制得或涂覆有热塑性聚合物的单层热塑性颗粒涂敷到所述成像表面或至少其一个区段，

c)成像站，在该处通过所述转印构件的后侧而将简称为EM辐照的电磁辐照形式的能量施加到涂覆有热塑性颗粒的成像表面的选定区域以在选定区域内使在其上的颗粒发黏，以及

d)转印站，在该处将所述成像表面和衬底的表面或其各自的区段彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至所述衬底的表面，

其特征在于，

e)所述转印构件的后侧由对EM辐照透明的透明主体形成，以及

f)在所述转印构件的邻接所述透明主体的前侧上设置有由对所述EM辐照不透明的硅酮弹性体制成的EM辐照吸收层，所述成像表面形成在所述EM辐照吸收层上或成为其一部分以接收穿过所述透明主体的EM辐照。

2.根据权利要求1所述的打印系统，其中所述转印站包括面对转印构件的前侧定位以限定压印线的压印筒，在所述压印线处所述转印构件的所述成像表面的至少一个区段和所述衬底的表面的至少一个区段彼此压靠，并且其中所述成像站构造和排列成在压印线处或其附近将辐照施加到所述转印构件的后侧，以使得所述热塑性颗粒发黏，并且同时将所述颗粒压印到所述衬底的表面上。

3.根据权利要求2所述的打印系统，其中所述成像站进一步包括在所述压印线处面对所述转印构件的后侧的透明构件，在运行中所述转印构件在所述透明构件和所述压印筒之间滑动，施加至所述成像表面的颗粒的所述EM辐照穿过所述透明构件。

4.根据权利要求3所述的打印系统，进一步包括润滑系统，所述润滑系统构造成可控地将润滑剂释放至所述转印构件的后侧以在所述转印构件的后侧滑过所述透明构件时润滑所述后侧。

5.根据权利要求4所述的打印系统，其中所述转印构件具有一厚度，并且所述润滑剂能够穿过所述转印构件的所述厚度以用作为释放增强助剂。

6.根据权利要求3至5任一项所述的打印系统，其中所述透明构件是可压缩的。

7.根据权利要求3至5任一项所述的打印系统，其中所述透明构件是不可压缩的，所述打印系统进一步包括压力施加器，所述压力施加器具有在所述压印线附近与所述转印构件的后侧接触的可压缩区段。

8.根据权利要求1至5任一项所述的打印系统，其中所述EM辐照吸收层包括分散在硅酮材料中的亚微米的炭黑颗粒。

9.根据权利要求1至5任一项所述的打印系统，其中所述涂覆站构成第一涂覆站，所述转印站构成第一转印站，且所述转印构件构成第一转印构件，所述打印系统进一步包括用于涂敷不同聚合物颗粒的单层涂层至第二转印构件的第二涂覆站，所述第二转印构件在所述衬底的路径上位于第一转印站的下游的第二转印站处压靠在所述衬底上。

10.根据权利要求9所述的打印系统，其中被涂敷至所述第二转印构件的颗粒是透明的。

11.根据权利要求10所述的打印系统，其中涂敷至所述第二转印构件的所述颗粒仅粘附在衬底的具有在所述第一转印站处涂敷的、仍然发黏的聚合物涂层的聚合物膜的表面的区域中。

12.根据权利要求1至5和权利要求10至11的任一项所述的打印系统，进一步包括用于在衬底通过所有转印站后对所述衬底施加热处理的精加工站。

13.根据权利要求12所述的打印系统，其中所述精加工站包括在涂敷到所述衬底的聚合物膜的热处理过程中与所述聚合物膜接触的表面。

14.一种用于在衬底的表面进行热转印打印的方法，所述方法包括：

b)对所述成像表面涂敷由热塑性聚合物制得或涂覆有热塑性聚合物的单层热塑性颗粒涂层，

c)经由所述转印构件的后侧对已涂覆的成像表面的选定区域施加简称为EM辐照的电磁辐照以在选定区域中使在其上的所述热塑性颗粒发黏，以及

d)将所述成像表面和所述衬底的表面，或它们各自的区段彼此压靠以仅将已经发黏的颗粒涂层区域转印至所述衬底的表面，

其特征在于，

e)将所述转印构件的后侧构造成对EM辐照透明的透明主体，并且

f)在所述转印构件的邻接于所述透明主体的前侧上设置由对所述EM辐射不透明的硅酮弹性体制得的EM辐照吸收层，所述成像表面在所述EM辐照吸收层上形成或者作为其一部分形成，使得EM辐照通过穿过所述透明主体而到达所述成像表面。

15.根据权利要求14所述的方法，其中使所述热塑性颗粒发黏和将所述热塑性颗粒转印到所述衬底的表面同时发生。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述转印构件在运行期间滑过面向所述转印构件的后侧的透明构件，并且其中施加至所述成像表面上的所述颗粒的EM辐照穿过所述透明构件。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括可控地将润滑剂释放至所述转印构件的所述后侧以在所述转印构件滑过所述透明构件时润滑所述后侧。

18.一种用于根据权利要求1至5、10至11和13任一项所述的打印系统的转印构件，所述转印构件具有环形带或鼓的形式，并包括设置在所述转印构件后侧的、对预定频率范围内的简称为EM辐照的电磁辐照透明的透明主体，邻接于透明主体并设置在所述转印构件的前侧上或邻近该前侧且对EM辐照不透明的辐照吸收硅酮弹性体层，以及在所述转印构件的前侧上形成的疏水性释放层，所述疏水性释放层与所述辐照吸收硅酮弹性体层热接触或形成其一部分。

19.根据权利要求18所述的转印构件，其中所述辐照吸收硅酮弹性体层由硅酮弹性体构成，在所述硅酮弹性体中分散有炭黑颗粒。

20.根据权利要求18或19所述的转印构件，其中所述辐照吸收硅酮弹性体层具有至少0.1/μm，或至少0.2/μm，或至少0.3/μm的吸收率，所述吸收率在所述EM辐照的波长下或其附近范围内测定。