DE3885162T2

DE3885162T2 - Bildübertragungsverfahren durch Wärme.

Info

Publication number: DE3885162T2
Application number: DE88304610T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey C C O Minnesota Chang; Hsin-Hsin C O Minnesota M Chou; Mohamed A C O Minnesot Elmasry; Kevin M C O Minnesota M Kidnie
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2008-05-21
Also published as: JPS6418687A; DE3885162D1; EP0297713A3; US4822643A; EP0297713A2; CA1292359C; EP0297713B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Bildübertragungsverfahren durch Wärme, Donorfolien zur Verwendung in den Systemen, und Verfahren zur thermischen Übertragung von Bildern.
Es wurden viele Abbildungsssysteme zur Verwendung bei Bildern, die durch Computer und andere elektronische Mittel erzeugt werden, entwickelt. Diese Entwicklung wurde durch die Erzeugung oder Übertragung von elektronischen Bildern und dem Bedarf für Papierkopien, sowohl in Schwarz-Weiß, als auch in Farben, notwendig. Ursprünglich wurden für die Erzeugung der Abbildungen Silberhalogenidabbildungssysteme verwendet und diese Systeme können noch immer Bilder von hoher Qualität bereitstellen. In bestimmten Bereichen des Marktes kann eine niedrigere Bildqualität toleriert werden und niedrigere Kosten sind dort wesentlich. Ink-Jet-Druck- und Farbstoffübertragungssysteme durch Wärme haben in diesen Märkten eine wachsende Aufnahme gefunden.
Der Ink-Jet-Druck hat in seiner Aufnahme durch eine Anzahl technischer Probleme gelitten, nicht zuletzt wegen einer Neigung der Druckköpfe zum Verschmieren. Das erfordert einen nicht tolerierbaren Aufwand an Wartung und ein vollständiges Stillegen des Systems während des Betriebs. Außerdem neigten die Farbbilder zur Unbeständigkeit und eine Farbabstufung war praktisch nicht vorhanden. Thermische Färbemittelübertragungssysteme hatten weniger Wartungsprobleme, aber die Bildfarben sind wiederum nicht beständig gewesen, wenn Farbstoffe als Färbemittel verwendet wurden. Die Farbabstufung ist auch bei handelsüblichen Systemen ganz begrenzt gewesen, obwohl wichtige Verbesserungen bei diesen Problemen bei den Färbemittelübertragungssystemen durch Wärme durchgeführt wurden.
Die Technologie der Färbemittelübertragungssysteme durch Wärme kann allgemein in zwei Gebiete geteilt werden, die Massenübertragung und die Farbensublimationsübertragung. Der Ausdruck Massenübertragung wird verwendet, um auf Systeme zu verweisen, bei denen sowohl das Färbemittel und sein Bindemittel von einer Donorfolie zu einer Rezeptorfolie (oder einer dazwischenliegenden Trägerfolie) übertragen werden. Wegen des relativ großen Umfangs des übertragenen Stoffes bei einem Teilchen, das sowohl das Färbemittel als auch das Bindemittel umfaßt, ist eine Farbabstufung oder sind kontinuierliche Tönungen auf dem Bild schwierig zustande zu bringen. Wenn ferner das Färbemittel ein Farbstoff ist, weist es eine begrenztere Alterungsbeständigkeit als Pigmente auf.
Der Ausdruck Farbensublimationsübertragung wird verwendet, um auf Systeme zu verweisen, bei denen im wesentlichen nur das Färbemittel, durch Sublimation oder durch Verdampfung, auf eine Rezeptorfolie übertragen wird. Diese Verfahrensart konnte in der Donorfolie ein wenig Bindemittel zurücklassen, das in der Donorfolie verwendet worden sein könnte. Die molekulare Übertragung des Färbemittels ist, wegen des äußerst kleinen Ausmaßes der Färbeteilchen, die auf Rezeptorfolien übertragen werden können, geeignet, ausgezeichnete Bilder mit kontinuierlicher Tönung zu liefern. Es gibt jedoch bei den Farbensublimationsübertragungssystemen zwei klar umrissene Probleme. Es sind hohe Energieniveaus (mindestens 6 Joule/cm²) zur Übertragung der Farbe notwendig. Das führt sowohl zu niedrigen Leistungsgraden als auch zu einem übermäßigen Verschleiß am Druckkopf. Da, zweitens, die Verwendung von Farbstoffen in einem Sublimations- oder Verdampfungsverfahren schon an sich dazugehört, sind einige Bildfarben nicht beständig. Um dieses Problem zu beheben, wird bei einigen Farbensublimationsübertragungssystemen eine Schutzschichtfolie auf das Farbdruckbild laminiert.
Es wurden verschiedene Versuche unternommen, die vorstehend beschriebenen Beschränkungen auszuschalten oder zu vermindern. Zum Beispiel erfolgten in dem Bereich der Massenübertragung viele Verbesserungen in der Formgebung und der Wärmesteuerung des Druckkopfes. Ein gutes Beispiel für diesen Weg wird durch S. Maruno von Matsushita Elec. Inc. Co., Ltd. in einem bei dem SPSE-Kongreß im August 1986 über "Drucktechnologien ohne Anschlag" in San Francisco gehaltenen Vortrag gegeben. Er schilderte die "thermokonvergente Druckfarbenübertragung" (TCIP) als ein System, in dem die Form der Heizeleinente des Druckkopfes optimiert werden und die Energieimpulse auf den Kopf geregelt werden, so daß die Wiedergabe einer kontinuierlichen Tönung stark verbessert wird, wenn Wachs-Färbemittel-Donorfolien verwendet werden.
Verständlicherweise war die Donorfolie in den letzten Jahren selbst das Ziel der Arbeit zur Verbesserung. Die japanische Patentanmeldung Kokai JP-A-59 224394 (1984) offenbart die Verwendung von zwei nicht verträglichen Bindemitteln, in denen der Farbstoff gelöst ist. Das ergibt die Massenübertragung relativ kleiner Teilchen von Färbemitteln. Es wird berichtet, daß die Kombination dieser Donorfolie mit einer guten Druckkopfregelung einen ziemlich niedrigen Grad der Farbabstufung liefert.
Die europäische Patentschrift EP-B-163,297 lehrt die Verwendung von Teilchen mit hohem Schmelzpunkt mit Durchmessern, die größer als die Dicke der Druckfarbenschicht sind, die als Wärmeleiter dienen, um die Übertragung der Färbemittelmasse zu unterstützen.
Ein Vortrag von Tagushi et al. von Matsushita, der bei dem SPSE-Kongreß im August 1986 in San Francisco gehalten wurde, schilderte kurz ein beanspruchtes System, das eine verbesserte Qualität bei der Massenübertragung liefert. Dieses System macht von einem Harz und einem Färbemittel in der Donorfolie und einem anderen Harz in der Rezeptorfolie Gebrauch. Das abgestimmte Wärmesignal in dem Druckkopf ruft Änderungen in der "Schmelze, der Verträglichkeit, dem Haftvermögen und dem Übertragung zwischen den beiden Harzen" hervor und liefert auf diese Weise eine kontinuierlich abgestufte Kopie.
In dem Bemühen, die Massenübertragung durch Wärme von Wachs-/Färbemittelsystemen zu beschleunigen, beschreibt das U.S. Patent 4,541,043 eine Vorrichtung und ein Verfahren, das die Anwendung eines Lösungsmittels auf die Grenzschicht, die durch die Donor- und Empfangsfolien erzeugt wird, möglich macht.
Weitere Beispiele von verbesserten Massenübertragungssystemen durch Wärme sind: a) Donorfolien, die Leitungs- /Widerstandsschichtspaare in ihrer Konstruktion vereinigen, wie es in den U.S. Patenten 4,470,714 und 4,588,315 beschrieben ist; und b) Donorfolien, die exotherme Stoffe enthalten, wobei die Energie verstärkt wird, die durch den Druckkopf bereitgestellt wird, wie in den U.S. Patenten 4,491,432 und 4,549,824 gelehrt wird.
In dem Bereich der Farbstoffsublimationsübertragung wurden viele Versuche unternommen, um die Einschränkungen des Systems zu überwinden. Die Verwendung von Farben mit niederem Molekulargewicht / niederem Schmelzpunkt hat die erforderliche Übertragungsenergie in einem gewissen Maß verringert, aber sie bleibt noch höher als bei handelsüblichen thermischen Druckkopfbetriebsgrößen. Farben mit niedrigem Schmelzpunkt neigen ferner dazu, die Beständigkeit des Bildes herabzusetzen. Weitere Änderungen auf dem Gebiet der Farbensublimation schließen die Verwendung von Bindemitteln in der Rezeptorfolie ein, die eine Affinität zu dem verdampften oder sublimierten Farbstoff besitzen, wie in den U.S. Patenten 4,490,435, 4,474,859 und 4,388,387 gelehrt wird.
Die EP-A-011,004 offenbart die Verwendung eines nichtsublimierbaren, vernetzten Bindemittels, in dem ein sublimierbarer Farbstoff dispergiert wird.
Obwohl die meisten oder alle diese Versuche in einem gewissen Ausmaß erfolgreich waren, ergab keiner die erwünschte Zusammensetzung von niedriger Energieübertragung und voller Farbe, von Bildern mit kontinuierlicher Tönung mit ausgezeichneter Bildfarbenbeständigkeit.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Färbemittelübertragungssystem durch Wärme, das die hauptsächlichen Einschränkungen der Massenübertragung durch Wärme/Farbübertragung und der Farbstoffsublimationsübertragungssysteme verringert; nämlich die niedrigen Grade der Farbabstufung, die schlechte Farbstoffbeständigkeit der Bildfarbe und die hohen Wärmeenergieerfordernisse. Das wird durch die Konstruktion einer Donorfolie erreicht, die aus Färbemittel-/Polymerteilchen von Submikrongröße besteht, die auf einem Substrat auf diese Weise beschichtet sind, daß die Kohäsionskräfte zwischen den Teilchen, verglichen mit üblichen Übertragungssystemen durch Wärme, relativ niedrig gehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Bildübertragung durch Wärme bereitgestellt, das die Stufen umfaßt:
a) Bereitstellen einer thermischen Übertragungsdonorfolie, umfassend eine Trägerschicht mit einer Stärke von weniger als 12 um, eine Übertragungsvorderseite und eine Rückseite, wobei die Vorderseite eine Schicht von Teilchen umfaßt, die einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 um aufweisen und die Teilchen gefärbte polymere Teilchen darstellen, die eine wirksame Tg von weniger als oder gleich 55ºC anzeigen,
b) Inkontaktbringen der Vorderseite mit einer Rezeptorfolie,
c) Anwenden bildweiser Wärmeverteilung auf die Rückseite der Folie, ausreichend um die Teilchendispersion stellenweise zu erweichen und die Teilchen auf die Rezeptorfolie zu übertragen, und
d) Abtrennen der Rezeptorfolie mit einem Bild darauf von der Donorfolie.
Die Erfindung stellt auch eine Donorfolie zur Verwendung bei Bildübertragungsverfahren durch Wärme bereit, umfassend eine Trägerschicht und eine thermisch übertragbare Mediumschicht, wobei die Trägerschicht eine Stärke von weniger als 12 um aufweist und die thermisch übertragbare Mediumschicht gefärbte polymere Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 um umfaßt und die Teilchen eine wirksame Tg von weniger als oder gleich 55ºC anzeigen.
Das Beschichtungsmedium besteht aus einer Dispersion gefärbter Polymerteilchen von Submikrongröße in einem geeigneten Dispersionsmedium. Die flüssige Phase der Dispersion kann eine organische oder eine wäßrige Flüssigkeit sein, abhängig von den Erfordernissen des Beschichtungsverfahrens, das bei der Herstellung der Donorfolie angewendet wird. Das Färbemittel kann ein Pigment, ein Farbstoff oder ein polymerer Farbstoff oder eine Kombination dieser drei Stoffe sein. Die in den Teilchen verwendeten Polymere werden nach bekannten Verfahren hergestellt, wie: 1) Polymerisation durch freie Radikale von ethylenisch ungesättigten Monomeren in einer geeigneten Flüssigkeit; 2) Polykondensation einer Disäure und eines Diols in einem geeigneten nicht-wäßrigen Medium.
Gemäß der Erfindung hergestellte thermische Färbemittelübertragungsdonorfolien weisen gegenüber Wachs- /Farbstoffsystemen mehrere Vorteile auf, da sie Farbbilder mit überlegener Qualität, Transparenz, Farbabstufung und Verschleißfestigkeit liefern. Im Vergleich zu den Farbstoff- "Sublimations"-Systemen braucht die vorliegende Erfindung weniger Übertragungsenergie und liefert ein beständigeres Bild.
Das Färbemittelübertragungssystem durch Wärme der vorliegenden Erfindung macht mehrere Verbesserungen gegenüber üblichen thermischen Massen-/Farbstoff- und "Sublimations"- Übertragungsverfahren möglich. Es kommt der kontinuierlichen Tönungsqualität der "Sublimations"-Kopie nahe, aber es braucht weit weniger Übertragungsenergie. Das vorliegende System liefert ferner Farbbilder mit überlegener Transparenz, Farbabstufung, Beständigkeit und Verschleiß- oder Abnutzungsfestigkeit, verglichen mit üblichen Massen- /Farbstoff-Übertragungssystemen.
Das Färbemittelübertragungssystem durch Wärme der vorliegenden Erfindung kann mit im Handel erhältlichen thermischen Drucksystemen verwendet werden. Diese Systeme arbeiten, indem erstens eine Donorfolie bereitgestellt wird, die eine Trägerschicht und ein thermisch übertragbares Medium umfaßt, das die optische Dichte in den abgebildeten Flächen bereitstellt. Ein Druckkopf, der ein kleines Wärmeelement oder eine Anzahl von sehr kleinen Wärmeelementen umfaßt, wird mit der Rückseite der Donorfolie in Kontakt gebracht. Ein örtlich beschränktes Erwärmen der Rückseite der Donorfolie durch die Wärmeelemente ruft die thermische Übertragung des Mediums auf eine Rezeptorfolie hervor. Üblicherweise wird das Medium geschmolzen, so daß es von der Trägerschicht der Donorfolie freigesetzt und auf die Rezeptorschicht übertragen wird. Die Druckköpfe können sich linear über eine Folie bewegen oder es kann ein Zeilendruckkopf mit einer Anzahl von einzelnen Köpfen, die über ihn verteilt sind, vorhanden sein, der sich über eine ganze Oberfläche einer Donorfolie bewegt.
Die Donoraufzeichnungsfolie, wie ihr Name beinhaltet, arbeitet als der wärmeempfindliche Träger für das Färbemittel. Sie besteht im wesentlichen aus einem Substrat, das mit einem kontinuierlichen Belag von Färbemittel / Polymer-Teilchen beschichtet ist, wie die vorliegende Erfindung lehrt. Das Substrat kann jeder dünne Stoff (kleiner als 12 um, vorzugsweise kleiner als 10 um) sein, der geeignete Übertragungseigenschaften durch Wärme besitzt, die im Fachgebiet bekannt sind, und der die Umfangsbeständigkeit in der Wärme aufweist, die durch eine relativ hohe Temperatur des thermischen Kopfes nötig ist. Beispiele für diese Substrate sind Filme, die aus Polyester, Polyimid und Cellophan, als auch Kondensatorpapier, hergestellt werden. Die Rückseite des Films, d.h. die Oberfläche, die in Kontakt mit dem thermischen Druckkopf kommt, kann mit nicht-haftenden Stoffen, wie im U.S. Patent 4,541,830 beschrieben, behandelt werden und kann in ihrem Querschnitt nadelförmige oder andere Wärmeübertragungsstoffe besitzen, die die Wärmeleitfähigkeit des Substrats anisotrop übertragen und auf diese Weise die Ausbreitung des Bildes herabsetzen und die Schärfe des Bildes verbessern.
Das Beschichtungsmedium besteht aus Färbemittel-/Polymerteilchen, die in einer geeigneten Flüssigkeit dispergiert sind.
Das Färbemittel kann ein Pigment, ein beständiger Farbstoff, ein polymerer Farbstoff oder eine Kombination dieser Stoffe sein. Es kann in dem Polymer physikalisch absorbiert sein, wie in dem Fall, in dem ein Farbstoff verwendet wird, oder es kann physikalisch auf dem Polymer absorbiert sein, z.B. wenn ein Pigment verwendet wird, oder es kann chemisch an das Polymer gebunden sein, wie in dem Fall eines polymeren Farbstoffs, wie es in den U.S. Patenten 3,753,760; 3,900,412 und 3,991,226 beschrieben wird.
Die flüssige Phase der Dispersion kann eine organische oder eine wäßrige Flüssigkeit, abhängig von der Art der polymeren Dispersion und dem für die Herstellung der Donorfolie verwendeten Beschichtungsverfahren, sein.
1) In einer nicht-wäßrigen Dispersion kann das Medium:
A)eine hoch siedende, isolierende Flüssigkeit, wie z.B. Isopar G (ein Isoparaffin);
B)eine niedrig siedende Flüssigkeit, wie Heptan oder Petrolether,
sein.
2) Für die wäßrigen Dispersionen wird Wasser mit geeigneten Dispersionsmitteln angewendet.
Die 1A-Typ-Dispersionsflüssigkeiten werden verwendet, wenn die Elektrophorese, ein bevorzugtes Beschichtungsverfahren für die Donorfolie, angewendet wird. Flüssigkeiten des 1B-Typs werden für üblichere Verfahren, wie z.B. das Rakelstreichverfahren, verwendet. Wäßrige Dispersionen werden angewendet, wenn Umweltgesichtspunkte an erster Stelle stehen.
Die nachstehende Tabelle I führt einige wichtige Gesichtspunkte auf, die in diese Färbemittel-/ Polymerdispersionen eingeschlossen sind. Tabelle I Polymerisationsverfahren Kontinuierliche Phase Löslichkeit des Starters in der kontinuierlichen Phase Stabilisierungsmittel/Löslichkeit in der kontinuierlichen Phase Löslichkeit des Kernmonomeren in der kontinuierlichen Phase Emulsion oder Dispersion Suspension Wasser organische Flüssigkeit löslich unlöslich, aber im Monomer löslich elektrostatisch stabilisiert mit ionischem Tensid/löslich wie oben sterisch stabilisiert mit amphipatischem Pfropf- oder Blockcopolymer/löslich in der kontinuierlichen Phase geringe Löslichkeit
Die Dispersionspolymerisation (Nummer 3 in Tabelle I) in organischen Flüssigkeiten schließt gewöhnlich die Polymerisation eines Monomers, das in einem organischen Verdünnungsmittel gelöst ist, ein, wobei ein unlösliches Polymer, das in der kontinuierlichen Phase in Gegenwart eines amphipathischen Propf- oder Blockcopolymers (sterischer Stabilisator genannt) dispergiert ist, als Dispersionsmittel hergestellt wird. Der sterische Stabilisator besteht hauptsächlich aus zwei polymeren Bestandteilen, wobei ein polymerer Rest löslich ist und ein anderer Bestandteil in der kontinuierlichen Phase unlöslich ist. Der lösliche Bestandteil bildet den Hauptanteil des Stabilisators. Seine Funktion besteht darin, eine lyophile Schicht, die die Oberfläche des Teilchens vollständig überzieht, bereitzustellen. Sie ist für die Stabilisierung der Dispersion gegen das Ausflocken verantwortlich. Der unlösliche Bestandteil, der den kleineren Teil des Dispersionsmittels darstellt, besteht aus verankernden Resten. Die Funktion dieser Reste besteht darin, eine kovalente Bindung zwischen dem Kernteil des dispergierten Teilchens und dem löslichen Bestandteil des Stabilisators zu schaffen. Eine starke Verankerung des solvatisierten Restes an die Oberfläche des Teilchens ist wesentlich, um entweder die Spaltung von der Oberfläche oder die Verschiebung, während des Teilchenzusammenstoßes, zu vermeiden. Unter den zur Verankerung durch kovalente Bindungen angewendeten Verfahren ist das Zufallspfropfen von nichtsolvatisierten polymeren Resten auf das gesättigte Rückgrat des löslichen Polymers durch einen Starter mit freien Radikalen, wie Benzoylperoxid, eingeschlossen. Die Funktion des Starters besteht darin, die reaktiven Stellen auf dem löslichen Polymermolekül durch Wasserstoffentzug zu erzeugen, die anschließend die Polymerisation des pfropfenden Monomeren an diesen neu erzeugten reaktiven Stellen einleiten. Bei diesem Verfahren nehmen alle Polymere in diesen Umsetzungen in einem gewissen Ausmaß teil. Es wurden zahlreiche Reaktionen zur Verknüpfung von reaktiven ungesättigten Monomeren zu einem löslichen Polymer, das reaktive Gruppen enthält, angewendet. Beispiele von reaktiven Monomeren sind in der nachstehenden Tabelle II, in den Spalten A und B, aufgeführt. Jede der aufgeführten Verbindungen kann als die Pfropfkomponente verwendet werden. Tabelle II Reaktionsbedingungen Katalysator Glycidylmethacrylat (GMA) Methacryloylchlorid Isocyanatoethylmethacrylat Methacrylsäure Allylamin Maleinsäure Crotonsäure Maleinsäureanhydrid 2-Hydroxyethylmethacrylat Allylamin Hydroxyethylmethacrylat Allylamin 12 Stunden tertiäres Amin Cordova-Amin Dibutylzinndilaurat
Der Vorläufer des Pfropfcopolymerstabilisators wird durch Polymerisation von Comonomeren von ungesättigten Fettsäuren und einem Monomer der Spalten A oder B der Tabelle II in aliphatischen Kohlenwasserstoffen in Gegenwart eines Polymerisationsstarters mit freien Radikalen hergestellt. Wenn die Polymerisation beendet ist, wird der erhaltene Vorläufer des Stabilisators weiter mit dem entsprechenden Pfropfmonomer der Spalten A oder B umgesetzt.
Der Latex wird durch Polymerisation mit freien Radikalen des Pfropfcopolymerstabilisators und eines Monomers des Methacrylsäureesters in einem aliphatischen Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel in Gegenwart eines Azo- oder Peroxidstarters hergestellt, wobei ein trüb-weißer Latex erzeugt wird.
Beispiele von verwendbaren ungesättigten Fettsäureestern sind: Octadecylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Poly(1,2-hydroxystearinsäure/Glycidylmethacrylat) und Laurylmethacrylat.
Verschiedene Eigenschaften der Stoffe und der Teilchen und ihrer Bestandteile können natürlich verändert werden, um die Leistung des Systems zu verbessern.
Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Kernteils der Polymerteilchen, das Verhältnis sterischer Stabilisator / Kern und das Verhältnis Pigment / Polymerteilchen kann so ausgewählt werden, daß eine niedrige Energieübertragung erreicht wird. Die bevorzugte Tg des Kerns kann in dem Bereich von 10ºC - 55ºC liegen. Es können jedoch auch Latizes mit Tg- Werten außerhalb dieses Bereiches verwendbar sein, wenn ein polymeres Additiv in die Dispersionszusammensetzung eingeschlossen wird, die die Tg wirksam herabsetzt. Wenn es, zum Beispiel, wünschenswert ist, einen Latex mit einer Tg ≥ 55ºC zu verwenden, muß die Tg des polymeren Additivs niedriger als 55ºC sein. Wenn andererseits die Tg des Latex der Wahl niedriger als 10ºC ist, sollte die Tg des polymeren Additivs > 10ºC sein. Eine wirksame Tg bedeutet, daß falls die Tg der Latexzusammensetzung (d.h. Latex plus Additiv) gemessen wird, eine scheinbare Tg für die Zusammensetzung gemessen wird, die von der des Latex allein verschieden sein kann. Die für die Zusammensetzung gemessene Tg ist die wirksame Tg. Es können, zum Beispiel, zwei Polymere mit individuellen Tg-Werten außerhalb des bevorzugten Bereiches (-5ºC und +60ºC) anteilmäßig vereinigt werden, wobei eine wirksame Tg zwischen 10ºC und 55ºC bereitgestellt wird. Die gemessene wirksame Tg kann auch zwei Spitzen außerhalb des Bereiches anzeigen, aber das Gemisch wirkt tatsächlich, als ob die Tg innerhalb des Bereiches liegt. Es ist natürlich wichtig, daran zu denken, daß die Überzugsschicht in einer Form bestehen bleibt, bei der die Teilchen des Färbemittels / Polymers auf der Oberfläche der Donorfolie bereitgestellt werden.
Die Färbemittel-/Polymerteilchen sind vorzugsweise im wesentlichen monodispergiert, womit wir meinen, daß sie im allgemeinen etwa die gleiche Größe und die gleiche Form, mit einer relativ begrenzten Größenverteilung, besitzen. Das Dispersionspolymerisationsverfahren in nicht-wäßrigem Medium (Nummer 3 der Tabelle I) nach dem die Teilchen hergestellt werden, liefert eine gut gesteuerte Teilchengrößenverteilung. Typischerweise ist die Größe des Teilchens in der Größenordnung von etwa 0,4 um, obwohl der Größenbereich 0,1 bis 1,0 um umfassen kann, der von Elektronenübertragunsmikrographen und unter Verwendung eines Coulter Nanosizer bestimmt werden kann. Im Falle der elektrophoretischen Beschichtung wird die monodisperse Beschaffenheit, bei der Bereitstellung einer im wesentlichen einheitlichen Ladung auf jedem Teilchen oder einem einheitlichen Ladung/Masse-Verhältnis der Dispersion, bevorzugt, und dadurch eine genauere Reaktion der geladenen Färbemittel-/Polymerteilchen zu der Gittervorspannung, die für die Abscheidung notwendig ist, sichergestellt.
Jedes geeignete thermoplastische Harz kann als der Kern des Färbemittel-/Polymerteilchens verwendet werden. Typische Harze schließen Stoffe ein, die zur nicht-wäßrigen Dispersionspolymerisation fähig sind, wie nachstehend beschrieben wird, die im Dispersionsmedium unlöslich sind und schließen Poly(methylacrylat), Poly(methylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat), Poly(hydroxyethylmethacrylat), Poly(2- ethoxyethylmethacrylat), Poly(butoxyethoxyethylmethacrylat), Poly(dimethylaminoethylmethacrylat), Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), Poly(acrylamid), Poly(methacrylamid), Poly(acrylnitril), Poly(vinylchlorid) und Poly(ureidoethylvinylether) ein. Eine bevorzugte Gruppe von Stoffen sind die Homopolymere von Vinylacetat, N-Vinyl-2- pyrrolidon, Ethylacrylatmonomere oder Copolymere von jedem der erwähnten Monomere. Die mechanischen Eigenschaften des Teilchens können durch die Wahl des verwendeten Polymers für den Kern des Teilchens verändert werden oder verschieden sein. Die Verwendung von Poly(vinylpyrrolidon) als Kernpolymer, zum Beispiel, liefert ein hartes Teilchen, das beim Trocknen die kugelförmige Form behält. Andererseits vereinigen sich Teilchen aus Poly(ethylacrylat) beim Trocknen, wobei ein Film erzeugt wird. Die Wahl der polymeren Stoffe ermöglicht die Regelung der thermomechanischen Eigenschaften, die für die Übertragung durch Wärme wesentlich sind.
Der amphipathische Stabilisator, der irreversibel an den Kern aus synthetischem Harz verankert ist, kann aus jedem geeigneten Stoff bestehen. Amphipathisch bedeutet, daß das Material eine gewisse Löslichkeit und/oder Kompatibilität sowohl mit polaren als auch unpolaren Lösungsmitteln besitzt. Das wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß Reste mit verschiedenen Eigenschaften an verschiedenen Teilen des Stoffes vorhanden sind. Ein typischer Stoff besitzt mindestens eine polare Gruppe oder ein polares Segment und mindestens eine unpolare Gruppe oder ein unpolares Segment an dem Molekül. Typischerweise schließt er ein Pfropf- oder Blockcopolymer mit einem Rest, mit einer Affinität für das Dispersionsmedium oder der durch das Dispersionsmedium solvatisiert wird, und mit einer Methylgruppe mit einer Affinität für den Kern aus synthetischem Harz, ein. Der amphipathische Stabilisator besitzt vorzugsweise ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 10000 bis etwa 100000. Niedrigere Molekulargewichte, d.h. niedriger als etwa 10000 stellen, im allgemeinen, eine ungenügende sterische Hinderung für die Kernteilchen bereit, die auch noch zum Ausflocken neigen werden, während Molekulargewichte über etwa 100000 gewöhnlich unnötig und unwirtschaftlich sind. Das amphipathische Polymer umfaßt vorzugsweise ein lösliches polymeres Rückgrat mit einer nominell unlöslichen verankernden Kette, die auf das Rückgrat gepfropft ist. Alternativ kann der sterische Stabilisator ein AB- oder ABA-Typ-Blockcopolymer umfassen. Typische Blockcopolymere schließen Poly(vinylacetat-b-dimethylsiloxan), Poly(styrol-b-dimethylsiloxan), Poly(methylmethacrylat-b-dimethylsiloxan), Poly(vinylacetat-b- isobutylen), Poly(vinylacetat-b-2-ethylhexylmethacrylat), Poly(styrol-b-2-ethylhexylmethacrylat), Poly(ethylmethacrylat-b-2-ethylhexylmethacrylat) und Poly(dimethylsiloxanstyroldimethylsiloxan) ein.
Typische Polymere, die zur Verwendung als löslicher Teil des Rückgrats des Pfropfcopolymers empfohlen werden, auf das ein zweites Polymer gepfropft werden kann, schließen Polyisobutylen; Polydimethylsiloxan; Poly(vinyltoluol); Poly(12-hydroxystearinsäure); Poly(isobornylmethacrylat); Acryl- und Methacrylsäurepolymere von langkettigen Estern von Acryl- und Methacrylsäure, wie Stearyl-, Lauryl-, Octyl-, Hexyl-, 2-Ethylhexylestern; polymere Vinylester von langkettigen Säuren, wie Vinylstearat; Vinyllaurat; Vinylpalmitat; polymere Vinylalkylether, einschließlich Poly(vinylethylether); Poly(vinylisopropylether); Poly(vinylisobutylether); Poly(vinyl-n-butylether); und Copolymere der vorstehenden Verbindungen, ein.
Bevorzugte Rückgratpolymere schließen Polyisobutylen, Poly(2-ethylhexylacrylat), Poly(2-ethylhexylmethacrylat) ein.
Typische Monomere, die für die Verwendung als unlöslicher Teil des Pfropfcopolymers empfohlen werden, schließen Vinylacetat, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Acrylnitril, Acrylamid, Methacrylnitril, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Monoethylmaleat, Monoethylfumarat, Styrol, Maleinsäureanhydrid, Maleinsäure und N-Vinyl-2-pyrrolidon ein. Bevorzugte Stoffe schließen Vinylacetat, N-Vinyl-2-pyrrolidon und Ethylacrylat ein, da sie nicht toxisch und billig sind und leicht auf eine Anzahl von löslichen Rückgratpolymeren gepfropft werden können und eine ausgezeichnete Verankerung zu den Kernteilchen schaffen. Während, wie vorstehend erwähnt, der Kern aus synthetischem Harz in der Dispersionsflüssigkeit unlöslich sein muß, ist der Rückgratrest des amphipathischen Stabilisators in der Dispersionsflüssigkeit löslich und verleiht dem Teilchen kolloide Stabilität.
Für das Polymerteilchen kann jedes geeignete Färbemittel verwendet werden, wobei ihm Farbe verliehen wird. Das Färbemittel schließt Pigmente, beständige Farbstoffe und polymere Farbstoffe ein. Das Färbemittel ist vorzugsweise auf Submikrongröße oder auch auf molekularem Niveau in dem synthetischen Harz des Kerns dispergierbar, wobei eine Submikrondispersion bereitgestellt und eine gute Verteilung gewährleistet wird, da es andernfalls zum Zusammenballen neigen wird und sowohl eine schlechte Farbintensität als auch unscharfe Spektralcharakteristiken ergibt. Es wird ferner bevorzugt, daß der Farbstoff, wenn er das Färbemittel der Wahl ist, wasserunlöslich ist, wobei die Dauerhaftigkeit des endgültigen Bildes gewährleistet wird. Andernfalls würde sich das Bild nach der thermischen Übertragung auf den Rezeptor sofort auflösen, wenn es in Kontakt mit Wasser, wie es häufig in einer Büroumgebung mit Kaffee, Tee, usw. der Fall sein kann, kommen würde. Typische Farbstoffe, die verwendet werden können, schließen Orasol Blue GN, Orasol Red 2 BL, Orasol Blue BLN, Orasol Black CN, Orasol Yellow 2 RLN, Orasol Red 2B, Orasol Blue 2 GLN, Orasol Yellow 2 GLN, Orasol Red G, erhältlich von Ciba-Geigy, Mississauga, Ontario, Canada, Morfast Blue 100, Morfast Red 101, Morfast Red 104, Morfast Yellow 102, Morfast Black 101, erhältlich von Morton Chemicals Ltd., Ajax, Ontario, Canada und Savinyl Yellow RLS, Savinyl Pink 6 BLS, Savinyl Red 21 BLS, Savinyl Red GL5, erhältlich von Sandoz, Mississauga, Ontario, Canada, ein.
Die bevorzugte Konzentration des sterischen Stabilisators in den dispergierten Polymerteilchen liegt im Bereich von 3-30%. Jedoch kann für polymere Teilchen mit einer Kern- Tg > 55ºC die Konzentration des sterischen Stabilisators bis auf 70% erhöht werden.
Das Verhältnis von Färbemittel zu Bindemittel muß innerhalb des Bereiches von 10:1 bis 1:10, in Gewichtsverhältnissen, liegen. Bevorzugt ist der Bereich von 4:1 bis 1:5, und stärker bevorzugt der Bereich von 3:1 bis 1:4 , in Gewichtsverhältnissen. Wenn die relative Menge des Färbemittels erhöht wird, neigen die Färbemittel-/ Bindemittelteilchen dazu, zu pulverig zu sein und sie verlieren bei der Übertragung ihre Haftfestigkeit. Bei den höheren Anteilen von Färbemittel zu Bindemittel können die Teilchen dazu neigen, einen wirklich zusammenhängenden Film ohne Beibehaltung des Teilchen an Teilchen-Bindungsnetzes zu erzeugen, der in dem Übertragungsmedium der Donorfolie der vorliegenden Erfindung angetroffen wird.
Das Teilchen an Teilchen-Netz ist ein wichtiges Merkmal des thermischen Übertragungsmediums. Die Tatsache, daß die Teilchen mindestens einen Teil ihres Makroteilchenaussehens aufrecht erhalten, ermöglicht im wesentlichen, daß einzelne Teilchen von der Donorschicht entfernt werden können. Das schafft bei den thermischen Übertragungsverfahren viel mehr Beständigkeit als die Übertragung eines Stückchens aus einem kontinuierlichen Film. Das Verfahren und das Donormedium erlaubt, die Teilchen bei einem angewandten Energieniveau von 4 Joule/cm² oder weniger, gewöhnlich im Bereich von 0,7-4,0 Joule/cm², durch Wärme zu übertragen.
Die dispergierten Polymerteilchen werden nach bekannten Verfahren, wie der Polymerisation mit freien Radikalen und der Polykondensation, hergestellt. Beispiele dafür sind 1) Polymerisation mit freien Radikalen von ethylenisch ungesättigten Monomeren in einer geeigneten Flüssigkeit; 2) Polykondensation einer Disäure und eines Diols in einem geeigneten nicht-wäßrigen Medium, wie es im U.S. Patent 3,985,700 beschrieben ist.
Die Größe der in dem thermisch übertragbaren Medium der vorliegenden Erfindung verwendeten Färbemittel-/ Polymerteilchen ist wichtig. Die einzelnen Teilchen müssen kleiner als 1 um, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,6 um, und am stärksten bevorzugt zwischen 0,15 und 0,5 um oder zwischen 0,2 und 0,4 um, sein.
Die Teilchen erzeugen, nachdem sie auf der Oberfläche der Donorfolie niedergeschlagen wurden, eine Schicht, in der sie durch mäßige Haftkräfte zusammengehalten werden. Das relativ niedrige Ausmaß der Kräfte erlaubt eine ausgezeichnete thermische Übertragung der Teilchen, unter Verwendung von Übertragungsköpfen mit niedriger Energie, auf eine Rezeptorfolie. Obwohl die Schicht der Färbemittel-/ Polymerteilchen dem bloßen Auge das Aussehen eines kontinuierlichen Films zeigt, ist sie im wesentlichen von besonderer Beschaffenheit, wie es sich zeigt, wenn sie unter einem Mikroskop (bei 10000-facher Vergrößerung) betrachtet wird. Die Teilchen werden während des Abbildens durch Haftübertragung von der Donorfolie auf die Rezeptorfolie übertragen. Bei Donorfolien mit höherem Bindemittel-/Färbemittel-Verhältnis haftet das Teilchen viel stärker, nachdem es, durch die von den Druckköpfen auf die Donorfolie übertragene Energie, aufgeweicht ist, auf der Rezeptorfolie und wird von dem Kontakt mit der Donorfolie durch Abtrennen der Donor- und Rezeptorfolien nach dem thermischen Abbilden entfernt. Für Donorfolien mit niedrigerem Bindemittel-/Färbemittel-Verhältnis ist eine thermoplastische Rezeptoroberfläche mit einer niedrigen Tg für eine optimale Übertragung notwendig. Das liegt zum Teil daran, daß nur ein Aufweichen oder Schmelzen dieser kleinen Teilchen (oder der Rezeptoroberfläche, wie vorstehend erwähnt) notwendig ist, um das Abbilden zu bewirken, daß relativ niedrige Energiestufen notwendig sind, um in dem Verfahren, verglichen mit den Sublimationsübertragungssystemen, kontinuierliche Bildtönungen zu erzeugen.
Die in den nachstehenden Verfahren hergestellten Stoffe wurden in den Beispielen verwendet, die in dem Patent beschrieben sind.

Herstellung des sterischen Stabilisators (SSA)

In einem 500 ml 2-Hals-Glaskolben, der mit einem Thermometer und einem Rückflußkühler, der mit einer N&sub2;-Quelle verbunden ist, ausgestattet ist, wird ein Gemisch von 225 g Petrolether (Sdp. 90º-120ºC), 95 g Laurylmethacrylat, 2 g Methacrylsäure und 3 g Vinylpyridin eingebracht. Die Lösung wird einige Minuten auf 75ºC erhitzt und dann mit N&sub2; durchgespült. Dann wird 1 g Azobisisobutyronitril (AlBN) zu der Lösung zugegeben und die Temperatur 8 Stunden bei 75ºC gehalten. Anschließend wird die Temperatur erhöht und die Polymerlösung wird 1/2 Stunde am Rückfluß erhitzt. Dann werden 25 mg Hydrochinon, 3 g Glycidylmethacrylat und 0,3 g Lauryldimethylamin zugegeben und die Lösung weitere 15 Stunden unter einer Stickstoffatmosphäre am Rückfluß erhitzt. Eine Senkung des Säurewertes zeigt an, daß etwa 48% des Glycidylrings verestert wurden.

Herstellung des sterischen Stabilisators SSAA

Unter Verwendung des gleichen Gerätes, wie bei der Herstellung von SSA beschrieben, wird ein Gemisch von 97 g Laurylmethacrylat, 3 g Glycidylmethacrylat und 200 g Isopar G auf 75ºC erhitzt und der Glaskolben einige Minuten mit N&sub2; durchgespült. Dann wird 1 g AlBN dazu gegeben und die Polymerisation 8 Stunden bei 75ºC unter Rühren unter einer N&sub2;- Atmosphäre fortschreiten gelassen. Anschließend wird die Temperatur erhöht und 1 Stunde bei 110ºC gehalten, wobei der unveränderte Starter unbrauchbar gemacht wird. Die Lösung wird auf 80ºC gekühlt und ein Gemisch von 220 mg Cordova-Beschleuniger AmC-2 (Cordova Chemical Co., Michigan, 500 Agard Rd, P.O. Box 51501), 2 g Methacrylsäure und 20 mg Hydrochinon zugegeben. Die Temperatur wird 8 Stunden bei 80ºC gehalten. Das erhaltene Produkt ist eine viskose Flüssigkeit, die eine hellgrüne Farbe besitzt. Eine Senkung des Säurewertes zeigt an, daß etwa 50% des Glycidylrings verestert wurden.

Polymerdispersionen in Heptan

a) Herstellung von Polyvinylacetatlatex unter Verwendung von SSA.

In einem 5 Liter 2-Hals-Glaskolben, der mit einem Thermometer und einem Rückflußkühler, der mit einer N&sub2;-Quelle verbunden ist, ausgestattet ist, wird ein Gemisch des vorstehenden SSA, 210 g Vinylacetat, 3 g AlBN und 2,5 Liter n-Heptan eingebracht. Der Glaskolben wird mit N&sub2; durchgespült und 22 Stunden bei 70ºC unter Rühren erhitzt. Es wird ein Latex mit einer Tg von 38ºC und einer Teilchengröße von 190 nm ± 55 nm erhalten. Der Feststoffgehalt des Latex wird durch Entfernen des Heptans unter vermindertem Druck mit 15 Gew.-% berechnet, entsprechend einer Umwandlung von 97,3%.

b) Herstellung von Polymethacrylat / Methylmethacrylat- Latex unter Verwendung von SSA.

Der Latex wird, wie vorstehend beschrieben, hergestellt, außer der Verwendung eines Gemisches von 150 g Methylacrylat und 60 g Methylmethacrylat, an Stelle von Vinylacetat. Es wird ein Polymer mit der Tg von 31,5ºC und einem Teilchendurchmesser von 143 nm ± 27 nm erhalten.

c) Herstellung von Polyethylacrylat-Latex unter Verwendung von SSA.

Das vorstehende Verfahren wurde wiederholt, außer der Verwendung von 210 g Ethylacrylat an Stelle von Vinylacetat. Es wird ein weißer Latex mit einer Teilchengröße von 120 nm ± 29 nm und einer Tg von -12,5ºC erhalten.
d) Das vorstehende Verfahren und das zur Herstellung von SSA wurden wiederholt, außer der Verwendung von 3 g N- Vinyl-2-pyrrolidon, an Stelle von Vinylpyridin bei der Herstellung des sterischen Stabilisators. (Neuer sterischer Stabilisator, als SSB bezeichnet). Der erhaltene Latex besaß die gleiche Teilchengröße und die gleiche Tg, wie sie nach dem Verfahren erhalten wurden, nach dem die Polyvinylacetatpolymerdispersion hergestellt wurde.
e) Das vorstehende Verfahren wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung von N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat an Stelle von Vinylpyridin. (Neuer sterischer Stabilisator, als SSC bezeichnet). Der erhaltene Latex besaß die gleiche Teilchengröße und die gleiche Tg, die nach dem Verfahren erhalten wurden, das die Polyvinylacetatpolymerdispersion lieferte.
f) Das Verfahren zur Herstellung von SSB wurde wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung von 2-Ethylhexylmethacrylat an Stelle von Laurylmethacrylat bei der Herstellung des SS. (Neuer sterischer Stabilisator, als SSD bezeichnet). Der erhaltene Latex hatte wieder die gleiche Teilchengröße und die gleiche Tg, wie sie vorstehend erhalten wurden.

Allgemeines Verfahren zur Herstellung von Pigment/Latex-Druckfarben

Ein Gemisch von 300 g eines Latex mit einem Feststoffgehalt von 15 Gew.-%, 15 g eines Pigments und 0,6 g eines Dispersionsmittels (Tensid), wie z.B. OLOA 1200 (eine Polymerdispersion von California Chemical Co.) oder Alkanol DOA (eine Aminpolymerdispersion von E.I. DuPont Chem. Co.) wird mehrere Stunden nach bekannten Dispersionsverfahren gemahlen. Das bevorzugteste Gerät ist der Silverson-Mischer. Die Temperatur des Gemisches wird unter 60ºC gehalten, wobei die Verdampfung des Lösungsmittels während der Dispersionszeit vermieden wird. Etwa 4-6 Stunden mechanische Dispersion sind ausreichend, um eine Teilchengröße im Bereich von 200 nm - 400 nm zu erhalten.
Bevorzugte Pigmente werden nachstehend aufgeführt:
Sun fast Magenta
Sun fast blue (Cyan)
Benzidin yellow
Quinacridone (Magenta)
Ruß (Raven 1250)
(Alle vorstehenden Pigmente sind als Kohlenwasserstoffdispersionen von Sun Chemical Co. erhältlich)
Red BR
Peacoline Blue 3G
Diarylide yellow
(Die letzteren drei sind in Form eines wäßrig-basischen Preßkuchens von Hilton-Davis Co. erhältlich)

Latizes in Isopar G

Dieser Abschnitt erläutert die Herstellung von Latizes zur Verwendung zur Herstellung von Donorfolien durch elektrophoretische Abscheidung.
Alle Verfahren zur Herstellung von SSA und von Latex- Reihen wurden wiederholt, mit Ausnahme der Verwendung von Isopar G als Dispersionsmittel an Stelle von n-Heptan. Außerdem wurde das Vinylpyridin des SSA-Verfahrens weggelassen und durch ein Gemisch von 98 g Laurylmethacrylat und 2 g Methacrylsäure ersetzt.
Die Latizes dieses Abschnitts auf der Grundlage von Isopar G werden durch den Buchstaben G gekennzeichnet.

Elektrostatisch geladene Pigment/Latex-Druckfarben

Wie vorstehend erwähnt ist eines der bevorzugten Verfahren zum Beschichten der Donorfolien mit einem Färbemittel/Latex die elektrophoretische Abscheidung. Damit das Verfahren erfolgreich ist, müssen die Latexteilchen eine Ladung tragen. Das nachstehend beschriebene Verfahren dient zur Herstellung von geladenen Färbemittel-/Latex-Druckfarben. Die Druckfarben verwenden die Isopar G-Paraffinreihe von Latizes und die in dem vorstehenden Abschnitt mit dem Titel "Allgemeines Verfahren zur Herstellung von Pigment-/Latex- Druckfarben" genannten Pigmente. Statt der Pigmente können beständige Farbstoffe oder polymere Farbstoffe eingesetzt werden.
Das Verhältnis Polymer zu Pigment beträgt 3:1. Zu dem Gemisch wird ein Ladungssteuerungsmittel zugegeben. Die Konzentration des Ladungssteuerungsmittels liegt im Bereich von 0,1-3% des gesamten Feststoffs, wobei die Konzentration von 0,5% bevorzugt ist. Nützliche Ladungssteuerungsmittel schließen Metallseifen, wie Zirkoniumoctoat, Aluminiumdiisopropylsalicylat, Calciumoctoat und Zink- und Eisensalze von Naphthensäure ein. Die Funktion des Ladungssteuerungsmittels besteht darin, dem Teilchen eine Ladung zu geben, wobei es eine Elektrophorese in einem elektrischen Feld erfährt.

Färbemittel/Latex in wäßrigem Medium

Als Mittel zur Vereinfachung des Dispersionsverfahrens, zur Beschleunigung des Beschichtungsverfahrens und Verringerung der Umweltbelastung, wobei die gewünschten Eigenschaften der Teilchen erhalten bleiben, wird nachstehend ein Verfahren zur Herstellung eines Färbemittel/Latex in wäßrigem Medium gegeben. Die Druckfarbe wurde durch Dispersion eines Latex auf Basis von Wasser, Wave 345 (feuchte, haftende Vinylemulsion, 50 Gew.-%, Tg = 22ºC, erhältlich von Airproduct) mit dem Cyanpigment (Peacoline Blue 3G, Preßkuchen, 46,6 Gew.-%, in Wasser) hergestellt. Das Verhältnis von Latex zu Pigment wurde auf 1,5:1 eingestellt. Die gesamte Feststoffmenge in der Druckfarbendispersion beträgt etwa 15%. Das Gemisch wurde zuerst in einem Silverson-Mischer und danach in einem Sonicator vor dem Beschichten dispergiert. Die Donorfolie wurde durch Beschichten der Dispersion auf einen 6 um Polyesterfilm mit einem #10 Meyer-Bügel hergestellt und an der Luft getrocknet. Für die Übertragungsauswertung wurde ein Versuchsthermodrucker mit 200 Punkten pro inch verwendet. Es wurde eine Übertragung der gesamten Masse auf den glatten 4 mil (0,1 mm) Polyester, bei 3,3 Joule/cm² zugeführter Energie, beobachtet. Mit der gleichen zugeführten Energie wurde eine Abstufung von 10 Graden von 32 eingegebenen Stufen beobachtet. Unter Verwendung eines Scotch White-Vinylfilms als Rezeptor fiel die für die Übertragung der ganzen Masse notwendige Energie auf etwa 2,9 Joule/cm² und es wurden 15 Abstufungsgrade von 32 eingegebenen Stufen beobachtet. Die maximale optische Dichte beträgt 2,0.
Das Verhältnis von Latex zu Pigment wurde von 1:1 auf 3:1 verändert. Die besten Ergebnisse wurden bei 1,5:1 erhalten. Andere wäßrige Latizes, wie Everflex MA (Tg = 21ºC) wurden erprobt. Es wurde eine Massenübertragung bei 3,3 Joule/cm² mit geringer Abstufung beobachtet. Es wird vermutet, daß eine gute Abstufung erhalten wird, wenn das richtige Verhältnis von Latex zu Pigment erreicht wurde.

Verfahren der elektrophoretischen Abscheidung

Das ist das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Donorfolien durch Übertragung mit geringer Energie. Die einzelnen geladenen Färbemittel-/Latex-Teilchen werden elektrophoretisch auf einen 6 oder 9 um Polyesterfilm durch ein reverses Vorspannungspotential an dem Entwicklerkopf abgeschieden. Während der Teilchenabscheidung ist das Substrat in Kontakt mit einer Metallwalze oder Metallplatte, wobei eine richtige Erdung geschaffen wird. In diesem typischen Beispiel ist der Entwicklerkopf wie ein Spritzkopf mit einem Färbemittel-/Latex-Injektionsschlitz und einem Ableitungsschlitz geformt. An den Ableitungsschlitz wird ein Vakuum angelegt, so daß ein durchgehender frischer Dispersionsstrom zwischen der flachen Entwicklungselektrode und dem Donorsubstrat aufrechterhalten wird, der während der Entwicklung bei einem höheren Potential bezüglich der geerdeten Walze oder Platte gehalten wird. Die Polarität der angelegten Spannung ist die gleiche wie die Polarität der verwendeten dispergierten Teilchen. Die optische Dichte des Färbemittels hängt von der angelegten Spannung, der Konzentration der Teilchen, der Dispersionsleitfähigkeit und der Entwicklungsgeschwindigkeit ab. Sie kann leicht angepaßt werden, so daß eine gewünschte optische Dichte erhalten wird. Tabelle III Ergebnisse der Beschichtungsversuche* Latex Beispiel Latex Tg (ºC) Pigment Pigment/Latex Dispersionsmedium Rezeptor Übertragungsenergie (J/cm²) Graue Fläche (32 Stufen) Polyvinylacetat WAVE** Ethylacrylat Sun Fast Magenta Cyan (Sun Fast Blue) Benzidine Yellow (Sun Chemical) Sun Fast Magenta Cyan (Sun Fast Blue Benzidine Yellow (Sun Chemical Cyan (Peacoline Blue) Hilton-Davis Sun Fast Magenta (Sun Chemical) Isopar G Heptan Wasser Epon 1001 beschichtetes PET Oligomer/PVAc beschichtetes PET Scotchcal Oligomer/Epon 1001 beschichtetes PET Keine Übertragung
* Die Stärke des Färbemittels reicht von ≤1u für die Isopardispersion, 1,5u für die Heptandispersion bis 2u für die wäßrige Dispersion.
** WAVE feuchte haftende Vinylemulsion; Air Product Company
PET Polyesterfilm; 3 mil dick
PVAc Polyvinylacetat
Oligomer/PVAc Verhältnis 1:1 der Oligomer - (15 Gew.-% in Ethylacetat-Lösung zur Polyvinyl - (10 Gew.-% in MEK)Lösung, trockene Beschichtungsstärke 5u
Scotchcal 3M Vinylfilm

Claims

1. Verfahren zur Bildübertragung durch Wärme umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen einer thermischen Übertragungsdonorfolie, umfassend eine Trägerschicht mit einer Stärke von weniger als 12 um, eine Übertragungsvorderseite und eine Rückseite, wobei die Vorderseite eine Schicht von Teilchen umfaßt, die einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 um aufweisen und die Teilchen gefärbte polymere Teilchen darstellen, die eine wirksame Tg von weniger als oder gleich 55ºC anzeigen,

b) Inkontaktbringen der Vorderseite mit einer Rezeptorfolie,

c) Anwenden bildweiser Wärmeverteilung auf die Rückseite der Folie, ausreichend um die Teilchendispersion stellenweise zu erweichen und die Teilchen auf die Rezeptorfolie zu übertragen, und

d) Abtrennen der Rezeptorfolie mit einem Bild darauf von der Donorfolie.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Teilchen eine wirksame Tg zwischen 10º und 50ºC anzeigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Wärmeverteilung in einem Ausmaß von weniger als 4 Joule/cm² angewendet wird zur Übertragung der Teilchen auf die Rezeptorfolie.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die bildweise Wärmeverteilung in einem Ausmaß zwischen 0,7 und 4,0 Joule/cm² zur Übertragung der Teilchen auf die Rezeptorfolie angewendet wird.

5. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das Gewichtsverhältnis von Färbemittel zu Bindemittel zwischen 10:1 und 1:10 liegt.

6. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei ein im wesentlichen ein Halbtonbild auf die Rezeptorfolie durch Übertragung der Teilchen überführt wird.

7. Donorfolie zur Verwendung bei Bildübertragungsverfahren durch Wärme, umfassend eine Trägerschicht und eine thermisch übertragbare Mediumschicht, wobei die Trägerschicht eine Stärke von weniger als 12 um aufweist und die thermisch übertragbare Mediumschicht gefärbte polymere Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1 um umfaßt und die Teilchen eine wirksame Tg von weniger als oder gleich 55ºC anzeigen.

8. Donorfolie nach Anspruch 7, wobei die gefärbten polymeren Teilchen ein Gemisch aus einem Färbemittel und einem polymeren Bindemittel in einem Gewichtsverhältnis von Färbemittel zu Bindemittel zwischen 10:1 und 1:10 umfassen.

9. Donorfolie nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei die Teilchen eine wirksame Tg zwischen 10º und 55ºc anzeigen.

10. Donorfolie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die gefärbten polymeren Teilchen ein Gemisch eines Färbemittels und eines polymeren Bindemittels in einem Gewichtsverhältnis von Färbemittel zu Bindemittel zwischen 4:1 und 1:5 umfassen.

11. Donorfolie nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Färbemittel ein Farbstoff, Pigment oder ein polymerer Farbstoff ist.

12. Donorfolie nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Trägerschicht eine Stärke von 10 um oder weniger aufweist.