DE19918795A1 - Trockenfilm für ablative Belichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Trockenfilm (22) für ablative Belichtung, bestehend aus einer Filmbasis (24), einer zusammenhängenden Schicht Klebemittel (26) auf einer Seite der Filmbasis und einer zusammenhängenden Schicht Kohlenstoff (28) auf der Schicht Klebemittel. Der Trockenfilm (22) ist breitbandig empfindlich und ermöglicht eine schnelle, ökonomische und ökologische Herstellung von fertigen Filmen für die Reproduktionstechnik.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockenfilm für ablative Belichtung, Verwendungen des Trockenfilms sowie ein Verfahren zur ablativen Belichtung des Trockenfilms.

Die traditionelle Filmherstellung in der Reproduktionstechnik sieht die Verwendung von auf Silberhalogenid basierenden Filmen mit Naßentwicklung vor. Für den Nachverarbeitungsprozeß im Entwicklungsautomaten (Entwickeln, Fixieren, Wäs­ sern und Trocknen) benötigt man Chemikalien, deren Zusammensetzung genau kontrolliert werden muß und die nach Gebrauch entsorgt werden müssen.

Diese Nachteile vermeidet die sogenannte Trockenfilm-Technologie. Von der Fir­ ma Polaroid gibt es einen DryTech genannten Film aus einer Filmbasis, einer Kohlenstoffschicht und einer Polyesterdeckfolie, der in einem DrySetter genannten System der Heidelberger Druckmaschinen AG physikalisch entwickelt werden kann. Das DrySetter System umfaßt einen Belichter und ein Schäl- und Laminier­ gerät. Dort, wo der Laserstrahl des Belichters auftrifft, verbinden sich die Pixelele­ mente der Kohlenstoffschicht mit einer laserempfindlichen Schicht zwischen der Polyesterdeckfolie und der Kohlenstoffschicht. Im Schäl- und Laminiergerät wird die Polyesterdeckfolie mit den anhaftenden Kohlenstoffpartikeln von der Filmbasis abgezogen. Da die Kohlenstoffschicht nicht kratzfest auf der Filmbasis haftet, wird diese noch mit einer Schutzschicht laminiert.

Eine Trockenfilmtechnologie, bei der kein Laminieren erforderlich ist, bietet die Firma Konica unter dem Namen Drystige an. Der dazugehörige Film ist ähnlich wie der DryTech Film aus einer Filmbasis, einer Kohlenstoffschicht und einer Poly­ esterdeckfolie aufgebaut. Dort, wo der Laserstrahl des Belichters auftrifft, verrin­ gert sich die Adhäsionskraft zwischen der Filmbasis und der Kohlenstoffschicht. Beim Abziehen der Polyesterdeckfolie von der Filmbasis bleiben die belichteten Teile der Kohlenstoffschicht an der Polyesterdeckfolie haften, und die unbelichte­ ten Teile der Kohlenstoffschicht bleiben so fest an der Filmbasis haften, daß ein Laminieren nicht erforderlich ist. Der Film hat eine spektrale Empfindlichkeitsband­ breite von 800 bis 1100 nm, und die Kohlenstoffschicht hat eine hohe optische Dichte sowohl im sichtbaren als auch im ultravioletten Bereich.

Die Firma Kodak bietet unter der Produktbezeichnung Direct Imaging Thermal Re­ cording Film einen Film für eine Trockenfilmtechnologie an, die völlig ohne Nach­ behandlung auskommt. Bei dieser Technologie wird die laserempfindliche Schicht durch Laserdioden zerstört. Die dabei entstehenden Abbrandprodukte werden möglichst nahe am Material abgesaugt. Nach der Belichtung steht ein gebrauchs­ fertiger Film zur Verfügung. Dieser Film hat jedoch eine Reihe von Nachteilen. Und zwar enthält die laserempfindliche Schicht produktspezifische Farbstoffe, wel­ che die spektrale Empfindlichkeit dieses Materials auf einen engen Bereich um 830 nm begrenzt. Aber selbst wenn man einen an die spektrale Empfindlichkeit angepaßten Laser verwendet, ist der Film wesentlich unempfindlicher als die vor­ her beschriebenen Filme. Dies führt zu einer langen Belichtungsdauer. Um die Belichtungsdauer zu verkürzen, könnte man theoretisch zwar leistungsfähigere Laser verwenden. Eine Laserleistung, wie sie nötig wäre, um eine mit den vorher beschriebenen Technologien vergleichbare Belichtungszeit zu erreichen, würde aber einen Aufwand erfordern, der für Reproduktionsgeräte nicht in Frage kommt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die resultierende optisch wirksame Schicht eine im sichtbaren Bereich sehr geringe optische Dichte hat.

Passend zu der langsamen Belichtung ist der Direct Imaging Thermal Recording Film für die Belichtung in einem Außentrommelbelichter vorgesehen, bei dem sich eine Trommel, die außen das zu belichtende Material trägt, relativ langsam dreht, wobei sie entlang einer oder mehrerer schraubenförmiger Linien abgetastet wird. Wird das Material relativ langsam belichtet, so kann die auftreffende Laserleistung im Material abfließen. Dies kann von Vorteil sein, wenn eine Schicht vollständig erwärmt werden soll, um z. B. Beispiel auszuhärten. Um aber die Schwelle des Ab­ brandes zu überschreiten, muß zusätzlich der Verlust der Wärmeleitung ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trockenfilm für ablative Belich­ tung zu schaffen, der breitbandig hoch empfindlich ist.

Ein erfindungsgemäßer Trockenfilm für ablative Belichtung besteht aus einer Film­ basis, einer zusammenhängenden Schicht Klebemittel auf einer Seite der Filmba­ sis und einer zusammenhängenden Schicht Kohlenstoff auf der Schicht Klebemit­ tel.

Kohlenstoff hat von sich aus einen hohen Absorptionskoeffizienten, so daß bereits eine sehr dünne Schicht Kohlenstoff eine sehr hohe optische Dichte hat. Vorzugs­ weise hat die Schicht Kohlenstoff eine Dicke, die eine optische Dichte von unge­ fähr 4 liefert. Eine entsprechend dünne Schicht Kohlenstoff läßt sich mit einer La­ serleistung, die technisch ohne besondere Probleme realisierbar ist, sehr schnell vollständig abtragen. Dabei profitiert man davon, daß das Absorptionsspektrum von Kohlenstoff breitbandig ist und daß die bei kurzer, aber intensiver Belichtung entstehende Hitze nicht sogleich abfließt, sondern überwiegend für das Abtragen ausgenutzt wird.

Dadurch eignet sich der erfindungsgemäße Trockenfilm besonders zur Verwen­ dung in einem Innentrommelbelichter, bei dem die Filmbasis auf der Innenseite einer feststehenden Trommel aufliegt. Mittels eines Spiegelsystems werden ein oder mehrere Laserstrahlen mit hoher Geschwindigkeit schraubenförmig über die Innenseite geführt, um die Kohlenstoffschicht bildpunktweise zu belichten. Der in den belichteten Bereichen abgetragene Kohlenstoff wird nahe am Entstehungsort abgesaugt.

Der erfindungsgemäße Trockenfilm kann jedoch nicht nur in einem Innentrommel­ belichter, sondern auch in anderen Reproduktionsgeräten wie z. B. einem Außen­ trommelbelichter verwendet werden.

Die Erfindung verbindet die Vorteile von Systemen wie DrySetter und Drystige, nämlich die große Prozeßgeschwindigkeit, mit den Vorteilen der nachverarbei­ tungsfreien ablativen Belichtungstechnik, die bisher relativ langsam ist. Dadurch kann das Endprodukt, ein fertig belichteter Film für die Reproduktionstechnik, so­ wohl besonders ökonomisch als auch besonders ökologisch hergestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung einschließlich des Verfahrens zur abla­ tiven Belichtung des Trockenfilms sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a, 1b und 1c Querschnitte durch einen Trockenfilm mit Deckfolie nach dem Stand der Technik vor, während und nach dem Belichtungs­ prozeß, und

Fig. 2a, 2b und 2c Querschnitte durch einen Trockenfilm für ablative Belichtung vor, während und nach dem Belichtungsprozeß.

Fig. 1a zeigt im Querschnitt einen Trockenfilm 2 nach dem Drystige System vor der Belichtung. Der Trockenfilm 2 besteht aus einer 100 µm dicken Filmbasis 4, einer ersten Schicht Klebemittel 6 auf der Filmbasis 4, einer Schicht Kohlenstoff 8, deren optische Dichte den Wert 4 hat, auf der ersten Schicht Klebemittel 6, einer zweiten Schicht Klebemittel 10 auf der Schicht Kohlenstoff 8 und einer 45 µm dic­ ken Deckfolie 12 aus Polyester. Die Filmbasis 4 ist für das verwendete Belich­ tungslicht durchlässig, und die erste Schicht Klebemittel 6 ist laserempfindlich.

Wie in Fig. 1b gezeigt, wird der Trockenfilm 2 auf der Seite mit der Filmbasis 4 bildpunktweise belichtet. Die Laserenergie eines auftreffenden Laserstrahls 14 vermindert die Adhäsionskraft der ersten Schicht Klebemittel 6 zwischen der Film­ basis 4 und der Schicht Kohlenstoff 8, so daß sie kleiner als die Adhäsionskraft zwischen der Schicht Kohlenstoff 8 und der Deckfolie 12 aufgrund der zweiten Schicht Klebemittel 10 wird.

Wie in Fig. 1c schematisch gezeigt, wird nach der Belichtung die Deckfolie 12 von der Filmbasis 4 abgeschält und zur späteren Entsorgung in einen Behälter beför­ dert. Beim Abschälen der Deckfolie 12 von der Filmbasis 4 bleiben belichtete Teile 16 der Schicht Kohlenstoff 8 an der Deckfolie 12 haften, und unbelichtete Teile 18 der Schicht Kohlenstoff 8 bleiben fest an der Filmbasis 4 haften, die somit ein ferti­ ges Endprodukt darstellt.

Fig. 2a zeigt im Querschnitt einen für ablative Belichtung geeigneten Trockenfilm 22 vor der Belichtung. Der Trockenfilm 22 besteht aus einer 100 µm dicken Film­ basis 24 aus irgendeinem geeigneten Material wie z. B. Polyester, einer Schicht Klebemittel 26 auf der Filmbasis 4 und einer Schicht Kohlenstoff 28, deren opti­ sche Dichte den Wert 4 hat, auf der Schicht Klebemittel 26.

Der Trockenfilm 22 gleicht im Aufbau einem Trockenfilm 2 nach dem Stand der Technik, bei dem die zweite Schicht Klebemittel 10 und die Deckfolie 12 wegge­ lassen sind. Anders als bei dem Trockenfilm 22 muß die Filmbasis 24 jedoch nicht lichtdurchlässig sein, und die Schicht Klebemittel 26 muß nicht laserempfindlich sein. Im Gegenteil ist es günstig, wenn das Klebemittel 26 möglichst nicht auf das infrarote Laserlicht reagiert und im sichtbaren Bereich weiß oder lichtdurchlässig ist.

Wie in Fig. 2b gezeigt, wird der Trockenfilm 22 auf der Seite mit der Schicht Koh­ lenstoff 28 bildpunktweise belichtet. Die Laserenergie eines auftreffenden Laser­ strahls 30 läßt den Kohlenstoff zerstäuben. Die gas- und partikelförmigen Ab­ brandprodukte werden mittels einer nicht gezeigten ringförmigen Düse nahe am Entstehungsort abgesaugt, wie mit Pfeilen 32 angedeutet, und in einem Filter ab­ geschieden. Der Kohlenstoffstaub fällt nur in äußerst geringer Menge an und kann problemlos entsorgt oder sogar wiederverwendet werden.

Auf diese Weise erhält man ohne jede chemische oder physikalische Nachbe­ handlung ein gebrauchsfertiges Endprodukt mit hoher optischer Dichte, wie in Fig. 2c gezeigt. Da keinerlei Nachbehandlung erforderlich ist, kann man platz­ sparendere Belichtungssysteme herstellen. Außerdem ist jede Art von Nach­ behandlung mehr oder weniger störanfällig, ein Nachteil, der bei Verwendung des Trockenfilms 22 entfällt. Die Zeit zwischen dem Start des Belichtungsprozesses und dem Erhalt des fertigen Films wird verkürzt, insbesondere wenn der Belichter ein Innentrommelbelichter ist, bei dem die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen kommen, da er bei mäßiger Laserleistung eine um ein Vielfaches schnelle­ re Belichtung als ein Außentrommelbelichter erlaubt. Ein Belichter zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt es zusätzlich, konventionelle Trockenfilme wie DrySetter oder Drystige zu bearbeiten, wenn man ihn mit einem Schäl- und/oder Laminiergerät kombiniert.

Versuche haben gezeigt, daß der Trockenfilm 22 in einem vorhandenen DrySetter System, einem schnellen Innentrommelbelichter, fertig belichtet werden kann. Be­ reits eine Laserleistung von 5 W eines im Handel erhältlichen Fiberlasers (Laser mit einem Lichtwellenleiter als Resonator, d. h. mit flexibler Austrittsöffnung) liefert eine Belichtungsgeschwindigkeit, die zwar nicht an die Belichtungsgeschwindigkeit bei Verwendung von DryTech Filmen heranreicht, jedoch höher als die Belichtungsge­ schwindigkeit von bekannten nachverarbeitungsfreien Trockenfilmen ist. Wird eine höhere Laserleistung verwendet, wie sie heute ohne übermäßigen Aufwand er­ reichbar ist, so erlaubt dies wegen des verminderten Abfließens der am Abtra­ gungsort entstehenden Hitze eine überproportional größere Belichtungs­ geschwindigkeit. Das heißt, der Wirkungsgrad der Materialabtragung mittels La­ serlicht wird mit zunehmender Belichtungsgeschwindigkeit größer.

Da die Schicht Kohlenstoff 28 ein wellenlängenunabhängiges Absorptions­ vermögen von weit über 99% hat, kommen als Laser mehrere im Handel erhältli­ che Lasertypen in Frage, welche die Anforderungen hinsichtlich Leistung, einfa­ cher Handhabung und Betriebssicherheit erfüllen.

Claims (9)

1. Trockenfilm (22) für ablative Belichtung, bestehend aus einer Filmbasis (24), einer zusammenhängenden Schicht Klebemittel (26) auf einer Seite der Filmbasis und einer zusammenhängenden Schicht Kohlenstoff (28) auf der Schicht Klebe­ mittel.

2. Trockenfilm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Koh­ lenstoff (28) eine optische Dichte von ungefähr 4 hat.

3. Trockenfilm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmba­ sis (24) ungefähr 100 µm dick ist.

4. Trockenfilm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmbasis (24) aus Polyester besteht.

5. Verwendung des Trockenfilms (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Reproduktionsgerät.

6. Verwendung des Trockenfilms (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem Innentrommelbelichter.

7. Verfahren zur ablativen Belichtung eines Trockenfilms nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Kohlenstoff (28) direkt be­ lichtet wird, so daß der Kohlenstoff in den belichteten Bereichen abgetragen wird, wobei der abgetragene Kohlenstoff nahe am Abtragungsort abgesaugt (32) wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Belichtungslicht (30) eine Wellenlänge im Bereich von 800 bis 1100 nm hat.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Innentrommelbelichter durchgeführt wird, wobei die Schicht Kohlenstoff (28) nach innen weist.