DE60026245T2

DE60026245T2 - Laserinduziertes Aufzeichnungsverfahren mit thermischer Übertragung durch Wärme

Info

Publication number: DE60026245T2
Application number: DE60026245T
Authority: DE
Inventors: Jonathan V. Caspar; Gregory Charles Weed; Harvey Walter Taylor Jr.; Rolf Steven Gabrielsen
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: DE60026245D1; JP4820482B2; EP1634720A2; JP2001171249A; EP1092561A2; DE60039924D1; AU6650400A; US20030064302A1; US6569585B2; US6294308B1; EP1634720A3; US20020022187A1; EP1092561B1; EP1634720B1; AU780111B2; EP1092561A3; EP1647413A1; EP1647413B1; DE60039728D1

Description

Die Erfindung betrifft verbesserte Verfahren und Produkte zur Durchführung einer laserinduzierten Thermotransfer-Bebilderung.
Laserinduzierte Thermotransferverfahren sind bei Anwendungen wie z. B. der Farbproofherstellung und der Lithographie bekannt. Solche laserinduzierten Verfahren beinhalten zum Beispiel Farbsublimation, Farbtransfer bzw. -umdruck, Schmelztransfer und ablativen Materialtransfer.
Laserinduzierte Verfahren sind im allgemeinen schneller als analoge Verfahren und können zu einer Materialübertragung mit hoher Auflösung führen. Derartige Laserbebilderungsverfahren, die auf einen Zwischenempfänger abbilden, weisen jedoch nicht nur Mängel und Beschränkungen auf, die mit dem Bebilderungsverfahren zusammenhängen, sondern bei den Verfahren und Materialien, die zum Übertragen von Bildern von dem Zwischenbildempfänger zum Endsubstrat verwendet werden. Einer dieser auftretenden Mängel ist die Punktverschiebung, wobei sich eine Punktzeile (oder einige einzelne Punkte innerhalb der Zeile) während der Bebilderungs- oder Bildübertragungsverfahren verschiebt, was zu einem sichtbaren weißen Bereich in dem Farbbild oder zu einer Verzerrung in Farbe und Auflösung führt. Ein anderer möglicher Abbildungsfehler ist die "Streifenbildung", die mit einem Schreibmotor mit Außentrommelkonfiguration zusammenhängen kann. "Streifenbildung" kann als ein Fehler definiert werden, bei dem das während einer Umdrehung des Schreibmotors mit Außentrommel auf dem Zwischenempfänger thermisch übertragene Material nicht genau mit dem in der nachfolgenden Umdrehung thermisch übertragenen Material zusammentrifft (aneinanderstößt). Das Ergebnis ist eine "weiße Linie" einer gewissen Abmessung im Bildbereich. Der "Streifenbildungs-"Fehler kann durch "Überschreiben oder Überlappen" des in der vorhergehenden Umdrehung aufgebrachten Materials mit dem in der folgenden Trommelumdrehung aufgebrachten Polymermaterial (im Gegensatz zum "Aneinanderstoßen" der zwei aufgebrachten Materialien von 2 Trommelumdrehungen) vermindert werden. Das leichte "Überschreiben oder Überlappen" der zwei aufgebrachten Materialien vermindert oder beseitigt den "Zwischenraum" zwischen den aufgebrachten Polymermaterialien in zwei aufeinanderfolgenden Trommelumdrehungen. Ein anderer problematischer Fehler, der sowohl mit der Bebilderung als auch mit nachfolgenden Bildübertragungsschritten zusammenhängt, kann als Streifenrandrißbildung bezeichnet werden. Dieser Fehler zeigt sich, wenn zwischen aufeinanderfolgenden Trommelumdrehungen eine ungleichmäßige Materialabscheidung auftritt. In Vergleich zum "Streifenbildungs-"Fehler, wo zwischen den aufgebrachten Materialien zweier Trommelumdrehungen ein Zwischenraum auftritt, weist Streifenrandrißbildung eine sehr geringe Menge aufgebrachten Materials im "Zwischenraum" auf, und wenn das Bild durch Hochtemperatur- und Drucklaminierung auf das Endsubstrat übertragen wird, tritt ein Riß im "Randbereich" zwischen den zwei nacheinander aufgebrachten Materialien auf.
Eine weitere Beschränkung des gegenwärtigen Verfahrens mit physikalischer Bildübertragung von einem Zwischenbildempfänger zum Endsubstrat sind die Laminierungsbedingungen. Das auf der Zwischenbildempfängerfolie aufgebaute Bild muß durch ein akzeptierbares Laminierungsverfahren auf das endgültige oder permanente Substrat (normalerweise Papier) übertragen werden. Die Laminierungsbedingungen müssen in einem engen Bereich gesteuert werden, und selbst dann beschränken die Laminierungsbedingungen die Bildqualität, Produktivität, die Bearbeitungsbreite und den Typ des verwendeten permanenten Substrats.
Ferner besteht eine andere starke Beschränkung bei der Verwendung von NIR Farbstoffen (Nah-Infrarot-Farbstoffen) in der thermisch bebilderungsfähigen Schicht oder farbigen Schicht des Spender- oder thermischen bebilderungsfähigen Elements darin, daß Farbreinheit im übertragenen Bild geopfert wird. Der NIR-Farbstoff gibt den Bildbereichen eine unerwünschte Farbe.
US-A-5 275 912 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung eines Farbbilds, das aufweist: (a) Erzeugen eines Farbthermotransferbilds in einer Polymer-Farbbildempfangsschicht eines Farbempfängerzwischenelements durch bildartiges Erhitzen eines Farbspenderelements und Übertragen eines Farbbilds auf die Farbbildempfängerschicht, (b) Auflaminieren einer Polymer-Farbwanderungssperrschicht auf die bebilderte Farbbildempfangsschicht, und (c) Auflaminieren der Farbwanderungssperrschicht zusammen mit der Bildempfangsschicht auf die Oberfläche eines Papiersubstrats.
US-A-5 342 821 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung eines Farbbilds, das aufweist: (a) Erzeugen eines Farbthermotransferbilds in einer Polymerfarbstoff-Bildempfangsschicht eines Farbzwischenempfängerelements durch bildartiges Erhitzen eines Farbspenderelements und Übertragen eines Farbbilds auf die Farbbildempfangsschicht, (b) Auflaminieren einer Polymer-Farbwanderungssperrschicht auf die zu bebildernde Farbbildempfangsschicht, und (c) Auflaminieren der bebilderten Polymer-Farbbildempfangsschicht auf die Papieroberfläche mit der darauf aufgebrachten Farbwanderungssperrschicht.
WO 98/47718 offenbart ein Verfahren für Halbtonbebilderung, das die folgenden Schritte aufweist: (a) Montieren eines Empfängerbogens und eines Farbstoffspenderbogens im Kontakt miteinander, wobei der Farbstoffspenderbogen einen Träger aufweist, der eine thermoschmelzbare Farbstoffschicht mit einem Bindemittel, einem Farbstoff und einem Absorber enthält, (b) Belichten der Baugruppe durch eine rasterartig geführte Laserstrahlung mit einer Wellenlänge, die von dem Absorber absorbiert wird, wodurch die belichteten Abschnitte der Farbstoffschicht weich werden oder schmelzen und vorzugsweise an dem Empfängerbogen anhaften, (c) Ablösen des Empfängerbogens und des Farbstoffspenderbogens voneinander.
US-A-5 219 703 offenbart einen laserinduzierten Farbthermotransfer, der thermotransferfähige Farben, bleichfähige oder thermotransferfähige im nahen Infrarot absorbierende Sensibilisatoren, saure Photogenerationsverbindungen und wahlweise im nahen Ultraviolett absorbierende Senisbilatoren verwendet.
EP 0 675 003 A1 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung eines Farbbilds, das die folgenden Schritte aufweist: (i) Montage a) eines Farbstoffspenderelements, das einen thermotransferfähigen Farbstoff und einen Infrarotabsorber aufweist und b) eines Empfängerelements im Front-zu-Front-Kontakt; (ii) bildartiges Belichten der Baugruppe durch Infrarotstrahlung, wobei die Strahlung von dem Infarotabsorber absorbiert wird, was zu örtlicher Erhitzung in dem Spenderelement und Farbstoffübertragung auf den Empfänger führt; (iii) Trennen des Spenderelements von dem bildtragenden Empfänger, wobei ein thermisch wirkendes Bleichmittel in einem oder beiden der Spender- oder Empfängerelemente enthalten ist oder in einem nachfolgenden Schritt mit dem übertragenen Bild in Kontakt gebracht wird.
Folglich besteht Bedarf für ein Verfahren zur Bereitstellung von Farbbildern das wirksam mit den höchstmöglichen Geschwindigkeiten (höhere Produktivität) und der größtmöglichen Verfahrensbreite arbeitet, und das auf Empfängerelementen bei thermischer Bebilderung und anschließenden Bildübertragungsverfahren auf das permanente Substrat die höchste erreichbare Bildqualität bietet. Außerdem besteht Bedarf für ein Verfahren, das Flexibilität bei dem verwendbaren permanenten Substrattyp bietet. Ferner besteht Bedarf für ein Verfahren zur Bereitstellung eines Verfahrens, das ein Trägermedium oder einen Mechanismus zur Beseitigung der Farbunreinreinheiten bietet, die mit der Verwendung von NIR-Farben in dem System verbunden sind. Gegenwärtig weisen die meisten NIR-Farben, die im aktinischen Bereich von Diodenlasern (830 nm) absorbieren, lange absorbierende "Schweife" in das sichtbare Spektrum (400–700 nm) hinein auf, die bedeutende Farbabweichungen im Bildbereich verursachen. Weiterhin besteht Bedarf für neue Anordnungen, Bildproofsysteme, Druckproofs und ähnliche Produkte, welche die oben beschriebenen Unzulänglichkeiten überwinden.
Hierin werden Verfahren und Produkte für laserinduzierte thermische Bebilderung offenbart.
In einer ersten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Farbbilds bereit, das aufweist:

(1) bildartiges Belichten mit Laserstrahlung einer laserbelichtungsfähigen Baugruppe, die aufweist:
(A) das thermisch bebilderungsfähige Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die einen Farbstoff und ein Polymerbindemittel aufweist, wobei der Farbstoff aus einem Pigment besteht; und
(B) ein Empfängerelement im Kontakt mit der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, wobei das Empfängerelement aufweist:
(a) eine Bildempfangsschicht; und
(b) ein Empfängerträger; wodurch die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die Farbstoff und Bindemittel aufweisen, auf das Empfängerelement übertragen werden, um auf der Bildempfangsschicht ein farbiges Bild zu erzeugen;
(2) Trennen des thermisch bebilderungsfähigen Elements (A) von dem Empfängerelement (B), wodurch das farbige Bild auf der Bildempfangsschicht des Empfängerelements freigelegt wird;
(3) Inkontaktbringen des farbigen Bilds auf der Bildempfangsschicht des Empfängerelements mit einem Bildversteifungselement, das aufweist:
(a) einen Träger mit einer Trennfläche; und
(b) eine thermoplastische Polymerschicht; wobei das farbige Bild während des Inkontaktbringens an die thermoplastische Polymerschicht angrenzt, wodurch das farbige Bild zwischen der thermoplastischen Polymerschicht und der Bildempfangsschicht des Empfängerelements eingeschlossen wird;
(4) Entfernen des Trägers mit der Trennfläche, wodurch die thermoplastische Polymerschicht freigelegt wird; und
(5) Inkontaktbringen der freigelegten thermoplastischen Polymerschicht aus Schritt (4) mit einem permanenten Substrat.

Vorzugsweise wird das thermisch bebilderungsfähige Element durch Auftragen einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht gebildet, die einen Farbstoff und ein Basiselement aufweist.
Vorzugsweise kann ein in der laserbelichtungsfähigen Baugruppe enthaltener NIR-Polymethinfarbstofftyp gebleicht werden, indem der Farbstoff in der laserbelichtungsfähigen Baugruppe mit einem Bleichmittel vom Oxidationsmittel-Typ in Kontakt gebracht wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoffperoxid, organischen Peroxiden, Hexaarylbiimidazolen, halogenierten organischen Verbindungen, Persulfaten, Perboraten, Perphosphaten, Hypochloriten und Azoverbindungen besteht; wodurch den NIR-Farbstoff durch das Bleichmittel gebleicht wird.
1 zeigt ein für die Erfindung brauchbares Spenderelement oder thermisch bebilderungsfähiges Element (10), das aufweist: einen Träger (11); ein Basiselement mit einer beschichtungsfähigen Oberfläche, das eine flexible Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12) und eine Erhitzungsschicht (13) aufweist; und eine thermisch bebilderungsfähige Farbschicht (14).
2 zeigt ein für die Erfindung brauchbares Empfängerelement (20) mit einem Empfängerträger (21) und einer Bildempfangsschicht (22).
3 zeigt ein für die Erfindung brauchbares Bildversteifungselement (30) mit einem Träger, der eine Trennfläche (31) und eine thermoplastische Polymerschicht (34) aufweist.
4 zeigt das Spenderelement (10) im Kontakt mit dem Empfängerelement (20), das mit der an die Bildempfangsschicht (22) angrenzenden Farbschicht (14) ein Schichtelement bildet.
5 zeigt das Empfängerelement (20) mit einem auf der Bildempfangsschicht (22) vorhandenen Bild (14a), das durch Belichtung des Schichtelements in 4 und anschließendes Trennen des Spenderelements vom Empfängerelement entsteht.
6 zeigt das Bildversteifungselement (30) im Kontakt mit der Bildempfangsschicht (22) mit dem darauf befindlichen Farbbild (14a), wobei das Farbbild (14a) zwischen der thermoplastischen Polymerschicht (34) und der Bildempfangsschicht (22) eingeschlossen ist.
6a zeigt das Schichtelement aus 6 nach dem Entfernen des Versteifungsträgers, wobei das Schichtelement eine Trennfläche (31) aufweist.
7 zeigt das Schichtelement, das durch Auflaminieren des in 6a dargestellten Schichtelements auf das permanente Substrat (40), z. B. Papier, entsteht, wobei die thermoplastische Polymerschicht (34) an das Papier angrenzt.
8 zeigt das fertige Element, z. B. einen gedruckten Proof der entsteht, wenn der Träger (21) von der Bildempfangsschicht (22) getrennt wird.
Es werden verbesserte Verfahren für laserinduzierte thermische Bildübertragung offenbart, wobei Fehler wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung, Streifenrandrißbildung und eingeschränkte Laminierungsbedingungen stark verringert, weniger auffällig gemacht oder im wesentlichen beseitigt werden. Die Produktivität wird deutlich verbessert, z. B. durch Erhöhen der Laminierungsdurchsatzgeschwindigkeiten von 200 mm/min auf 600–800 mm/min (3-4fache Erhöhung) für die thermische Mehrfarbenbildübertragung vom Empfängerelement auf das permanente Substrat, z. B. durch Laminierung. Die vorliegende Erfindung erweitert außerdem die Laminierungsbedingungen und ermöglicht die Verwendung von vielen verschiedenen permanenten Substraten.
Vor der näheren Erläuterung der erfindungsgemäßen verbesserten Verfahren werden einige typische laserbelichtungsfähige Baugruppen beschrieben werden. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind schnell und werden vorzugsweise unter Verwendung einer dieser laserbelichtungsfähigen Baugruppen angewandt, um bei der Laserbebilderung mit hoher Empfindlichkeit eine höhere Bildqualität im Vergleich zu derjenigen der Vergleichsverfahren (nach dem Stand der Technik) zu ermöglichen.
Wie in 1 dargestellt, weist ein typisches, für thermische Bebilderung gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren brauchbares Spenderelement (10) auf: eine thermisch bebilderungsfähige Schicht oder Farbschicht (14), die auch als Übertragungsschicht bezeichnet wird, und ein Basiselement mit beschichtungsfähiger Oberfläche, das eine wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12) und eine Erhitzungsschicht (13) aufweist. Wie weiter unten beschrieben, weist jede dieser Schichten weist getrennte und ausgeprägte Funktionen auf. Außerdem kann wahlweise ein Spenderträger (11) vorhanden sein. In einer Ausführungsform kann sich die Erhitzungsschicht (13) direkt auf dem Träger (11) befinden.
Ein bevorzugtes Basiselement weist eine Ausstoß- oder Zwischenschicht (12), wahlweise auf einem Träger (11), und eine Erhitzungsschicht (13) auf.
Vorzugsweise ist der Träger eine dicke (400 gauge) koextrudierte Polyethylenterephthalatschicht. Alternativ kann der Träger ein Polyester sein, insbesondere Polyethylenterephthalat, das plasmabehandelt worden ist, um die Erhitzungsschicht anzunehmen. Wenn der Träger plasmabehandelt ist, wird normalerweise keine Zwischenschicht oder Ausstoßschicht auf den Träger aufgebracht. Auf den Träger können wahlweise Verstärkungsschichten aufgebracht werden. Diese Verstärkungsschichten können Füllstoffe enthalten, um eine aufgerauhte Oberfläche auf der Rückseite des Trägers bereitzustellen. Alternativ kann der Träger selbst Füllstoffe enthalten, wie z. B. Siliciumdioxid, um eine aufgerauhte Oberfläche auf der Rückseite des Trägers bereitzustellen.
Die flexible Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12), wie in 1 dargestellt, ist die Schicht, welche die Kraft bereitstellt, um die Übertragung der thermisch bebilderungsfähigen Schicht auf das Empfängerelement der belichteten Bereiche zu bewirken. Bei Erhitzung zersetzt sich diese Schicht in Gasmoleküle, die den notwendigen Druck liefern, um die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht auf das Empfängerelement zu treiben oder auszustoßen. Dies wird durch Verwendung eines Polymers mit einer relativ niedrigen Zersetzungstemperatur (weniger als 350°C, vorzugsweise weniger als 325°C, und stärker bevorzugt weniger als 280°C) erreicht. Im Fall von Polymeren mit mehr als einer Zersetzungstemperatur sollte die erste Zersetzungstemperatur niedriger als 350°C sein. Ferner sollte das Polymer eine Dehngrenze kleiner oder gleich 2,5 Gigapascal (GPa), vorzugsweise von weniger als 1,5 GPa, und stärker bevorzugt von weniger als 1 Gigapascal (GPa) aufweisen, damit die Ausstoßschicht eine geeignet hohe Flexibilität und Schmiegsamkeit aufweist. Das gewählte Polymer sollte außerdem formstabil sein. Wenn die laserbelichtungsfähige Baugruppe durch die flexible Spender-Ausstoßschicht hindurch bebildert wird, sollte die flexible Ausstoßschicht die Laserstrahlung durchlassen können und sollte durch diese Strahlung nicht beeinträchtigt werden.
Beispiele geeigneter Polymere sind unter anderem: (a) Polycarbonate mit niedrigen Zersetzungstemperaturen (Td), wie z. B. Polypropylencarbonat; (b) substituierte Styrolpolymere mit niedrigen Zersetzungstemperaturen wie z. B. Poly(α-methylstyrol); (c) Polyacrylat- und Polymethacrylatester, wie z. B. Polymethylmethacrylat und Polybutylmethacrylat; (d) Cellulosematerialien mit niedrigen Zersetzungstemperaturen (Td), wie z. B. Celluloseacetatbutyrat und Nitrocellulose; und (e) andere Polymere, wie z. B. Polyvinylchlorid; Poly(chlorvinylchlorid)polyacetale; Polyvinylidenchlorid; Polyurethane mit niedrigen Td; Polyester; Polyorthoester; Acrylnitril- und substituierte Acrylnitrilpolymere; Maleinsäureharze; und Copolymere der obigen Verbindungen. Polymergemische können gleichfalls verwendet werden. Weitere Beispiele von Polymeren mit niedrigen Zersetzungstemperaturen sind zu finden bei Foley et al., US-A-5 156 938. Dazu gehören Polymere, die eine säurekatalysierte Zersetzung erfahren. Für diese Polymere ist es oft wünschenswert, dem Polymer einen oder mehrere Wasserstoffdonatoren beizufügen.
Bevorzugte Polymere für die Ausstoßschicht sind Polyacrylat- und Polymethacrylatester, Polycarbonate mit niedrigen Td, Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid) (PVC) und chloriertes Poly(vinylchlorid)(CPVC). Besonders bevorzugt sind Poly(vinylchlorid) und chloriertes Poly(vinylchlorid).
Weitere Materialien können als Zusatzstoffe in der Ausstoßschicht vorhanden sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht beeinträchtigen. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Beschichtungshilfsstoffe, Fließmittel, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Weichmacher, antistatische Mittel, Tenside und andere bekannte, bei der Formulierung von Beschichtungen verwendete Materialien.
Alternativ kann statt der Ausstoßschicht eine Zwischenschicht (12) bereitgestellt werden, wodurch ein Spenderelement entsteht, das der Reihe nach mindestens eine Zwischenschicht (12), mindestens eine Erhitzungsschicht (13) und mindestens eine Farbschicht (14) aufweist. Einige geeignete Zwischenschichten enthalten Polyurethane, Polyvinylchloride, Cellulosematerialien, Acrylat- oder Methacrylathomopolymere und -copolymere und Gemische davon. Andere nach Spezifikation hergestellte zersetzbare Polymere können gleichfalls in der Zwischenschicht verwendbar sein. Als Zwischenschichten für Polyester, speziell Polyethylenterephthalat, sind vorzugsweise Acrylzwischenschichten verwendbar. Vorzugsweise hat die Zwischenschicht eine Dicke von 100 bis 1000 × 10^–10 m.
Die Erhitzungsschicht (13), wie in 1 dargestellt, wird auf die flexible Ausstoß- oder Zwischenschicht aufgebracht. Die Erhitzungsschicht hat die Funktion, Laserstrahlung zu absorbieren und die Strahlung in Wärme zu umzuwandeln. Geeignete Materialien für die Schicht können anorganisch oder organisch sein und können die Laserstrahlung selbst absorbieren oder zusätzliche laserstrahlungsabsorbierende Verbindungen enthalten.
Beispiele geeigneter anorganischer Materialien sind Übergangsmetallelemente und Metallelemente der Gruppen III, IVB, VB, VIB, VIII, IIB, IIIA und VA, ihre Legierungen miteinander und ihre Legierungen mit den Elementen der Gruppen IA und IIA des Periodensystems (CAS Version). Wolfram (W) ist ein Beispiel eines Metalls der Gruppe VIB, das geeignet ist und verwendet werden kann. Kohlenstoff (ein nichtmetallisches Element der Gruppe IVA) kann ebenfalls verwendet werden. Bevorzugte Metalle sind unter anderem Al, Cr, Sb, Ti, Bi, Zr, Ni, In, Zn und ihre Legierungen; Kohlenstoff ist ein bevorzugtes Nichtmetall. Stärker bevorzugte Metalle und Nichtmetalle sind unter anderem Al, Ni, Cr, Zr und C. Am stärkstem bevorzugte Metalle sind Al, Ni, Cr und Zr. Ein verwendbares anorganisches Material ist TiO₂.
Die Erhitzungsschicht hat gewöhnlich eine Dicke von 20 × 10^–10 m bis 0,1 μm, vorzugsweise von etwa 40 bis 100 × 10^–10 m.
Obwohl eine einzelne Erhitzungsschicht bevorzugt wird, können auch mehr als eine Erhitzungsschicht verwendet werden, und die verschiedenen Schichten können gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, solange sie alle wie oben beschrieben funktionieren. Die Gesamtdicke aller Erhitzungsschichten sollte im oben angegebenen Bereich liegen, d. h. 20 × 10^–10 m in bis 0,1 μm.
Die Erhitzungsschicht(en) können unter Anwendung irgendeines bekannten Verfahrens zur Erzeugung von dünnen Metallschichten aufgebracht werden, wie z. B. durch Sputtern, chemische Abscheidung aus der Gasphase und Elektronenstrahlbeschichtung.
Die thermisch bebilderungsfähige Schicht oder Farbschicht (14), auch als Transferschicht bekannt, die durch Aufbringen einer farbstoffhaltigen Zusammensetzung auf ein Basiselement gebildet wird, weist auf (i) ein Polymerbindemittel, das sich von dem Polymer in der Ausstoßschicht unterscheidet, und (ii) einen Farbstoff.
Das Polymer (Bindemittel) für die Farbschicht ist ein Polymermaterial mit einer Zersetzungstemperatur von mehr als 300°C und vorzugsweise von mehr als 350°C. Das Bindemittel sollte filmbildend und aus einer Lösung oder Dispersion auftragfähig sein. Bindemittel, die Schmelzpunkte unter 250°C aufweisen oder so stark erweicht sind, daß die Glasumwandlungstemperatur < 70°C ist, werden bevorzugt. Durch Hitze schmelzbare Bindemittel, wie z. B. Wachse, sollten jedoch als alleiniges Bindemittel vermieden werden, da solche Bindemittel unter Umständen nicht so haltbar sind; allerdings sind sie als zusätzliches Bindemittel zur Schmelzpunkterniedrigung der oberen Schicht einsetzbar.
Vorzugsweise unterliegt das Bindemittel (Polymer) bei der während der Laserbelichtung erreichten Temperatur keiner Selbstoxidation, Zersetzung oder Qualitätsminderung, so daß die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die einen Farbstoff und ein Bindemittel aufweist, zur Verbesserung der Haltbarkeit intakt übertragen werden. Beispiele geeigneter Bindemittel sind unter anderem Copolymere von Styrol- und (Meth)acrylatestern, wie z. B. Styrol/Methylmethacrylat; Copolymere von Styrol- und Olefinmonomeren, wie z. B. Styrol/Ethylen/Butylen; Copolymere von Styrol und Acrylnitril; Fluorpolymere; Copolymere von (Meth)acrylatestern mit Ethylen und Kohlemnonoxid; Polycarbonate mit hohen Zersetzungstemperaturen; (Meth)acrylat-Homopolymere und -Copolymere; Polysulfone; Polyurethane; Polyester. Die Monomere für die obigen Polymere können substituiert oder nichtsubstituiert sein. Polymergemische können gleichfalls verwendet werden.
Bevorzugte Polymere für die Farbschicht schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Acrylat-Homopolymere und -Copolymere, Methacrylat-Homopolymere und -Copolymere, (Meth)acrylat-Blockcopolymere und (Meth)acrylat-Copolymere, die andere Comonomertypen enthalten, wie z. B. Styrol.
Das Konzentration des Bindemittels (Polymers) beträgt normalerweise 15–50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbschicht, vorzugsweise 30–40 Gew.-%.
Die thermisch bebilderungsfähige Schicht weist außerdem einen Farbstoff auf. Der Farbstoff ist ein Pigment. Die Verwendung eines Pigments als Farbstoff verleiht Stabilität und Farbdichte und ergibt außerdem eine hohe Zersetzungstemperatur. Beispiele geeigneter anorganischer Pigmente sind unter anderem Ruß und Graphit. Beispiele geeigneter organischer Pigmente sind unter anderem Rubin F6B (C. I. Nr. Pigment 184); Cromophthal^® Yellow 3G (C. I. Nr. Pigment Yellow 93); Hostaperm^® Yellow 3G (C. I. No: Pigment Yellow 154); Monastral^® Violet R (C. I. Nr. Pigment Violet 19); 2,9-Dimethylchinacridon (C. I: No: Pigment Red 122); Indofast^® Brilliant Scarlet R6300 (C. I. Nr. Pigment Red 123); Quindo Magenta RV 6803; Monastral^® Blue G (C. I. Nr. Pigment Blue 15); Monastral^® Blue BT 383D (C. I. Nr. Pigment Blue 15); Monastral^® Blue G BT 284D (C. I. Nr. Pigment Blue 15); und Monastral^® Green GT 751D (C. I. Nr. Pigment Green 7). Für Farbfilteranwendungen werden Pigmente mit hoher Lichtdurchlässigkeit (das heißt mindestens etwa 80% des Lichts werden durch das Pigment durchgelassen) und geringer Teilchengröße (das heißt etwa 100 Nanometer) bevorzugt.
Nach dem Fachmann bekannten Grundsätzen wird die Farbstoffkonzentration so gewählt werden, daß im fertigen Bild die gewünschte optische Dichte erreicht wird. Der Farbstoffanteil wird von der Dicke der aktiven Beschichtung und der Absorption des Farbstoffs abhängig sein. Typischerweise sind bei der Wellenlänge maximaler Absorption optische Dichten von mehr als 1,3 erforderlich. Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung sind optische Dichten im Bereich von 2–3 oder mehr erreichbar.
Bei der Übertragung eines Pigments ist normalerweise ein Dispersionsmittel anwesend, um maximale Farbstärke, Lichtdurchlässigkeit und Glanz zu erreichen. Das Dispersionsmittel ist normalerweise eine organische Polymerverbindung und wird verwendet, um die feinen Pigmentteilchen zu trennen und Ausflockung und Agglomeration zu vermeiden. Im Handel ist eine große Auswahl von Dispersionsmitteln erhältlich. Ein Dispersionsmittel wird entsprechend den Eigenschaften der Pigmentoberfläche und der anderen Komponenten der Zusammensetzung ausgewählt, die vom Fachmann in der Praxis eingesetzt werden. Eine für die praktische Ausführung der Erfindung geeignete Klasse von Dispersionsmitteln ist die der AB-Dispersionsmittel. Das A-Segment des Dispersionsmittels wird an der Pigmentoberfläche adsorbiert. Das B-Segment erstreckt sich in das Lösungsmittel, in dem das Pigment dispergiert ist. Das B-Segment bildet eine Barriere zwischen den Pigmentteilchen, um den Anziehungskräften der Teilchen entgegenzuwirken und dadurch Agglomeration zu verhindern. Das B-Segment sollte eine gute Verträglichkeit mit dem verwendeten Lösungsmittel aufweisen. Die wählbaren AB-Dispersionsmittel werden in Assignees, US-A-5 085 698 vom 4. Februar 1992 allgemein beschrieben. Es können herkömmliche Pigmentdispersionstechniken, wie z. B. Mahlen in der Kugelmühle, Sandmahlen u. s. w., angewandt werden.
Der enthaltene Farbstoffanteil beträgt etwa 25–95 Gew.-%, vorzugsweise 35–65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farbschichtzusammensetzung. Die obige Diskussion betraf zwar die Farbproofherstellung, aber das erfindungsgemäße Element und Verfahren sind ebenso auf die Übertragung anderer Materialien in unterschiedlichen Anwendungen anwendbar. Allgemein soll der Umfang der Erfindung jede Anwendung einschließen in der Feststoff in einer Struktur auf einen Empfänger aufzubringen ist.
Die Farbschicht kann aus einer Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel auf das Basiselement aufgebracht werden, vorzugsweise werden jedoch die eine oder die mehreren Schichten aus einer Dispersion aufgebracht. Als Beschichtungslösungsmittel kann irgendein geeignetes Lösungsmittel verwendet werden, solange es die Eigenschaften der Baugruppe nicht beeinträchtigt, wobei herkömmliche Beschichtungsverfahren oder Druckverfahren, zum Beispiel Tiefdruck, angewandt werden. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist Wasser. Das Auftragen der Farbschicht kann auch unter Verwendung von WaterProof^® Color Versatility Coater, vertrieben durch DuPont, Wilmington, DE, ausgeführt werden. Das Auftragen der Farbschicht kann daher unmittelbar vor dem Belichtungsschritt ausgeführt werden. Das ermöglicht außerdem das Vermischen verschiedener Basisfarben, um viele verschiedene Farben herzustellen, die denen des Pantone^® Farbführers entsprechen, der gegenwärtig als einer der Standards der Proof-Industrie verwendet wird.
In der bzw. den Ausstoßschicht(en), der Zwischenschicht oder der Farbschicht ist wahlweise und vorzugsweise ein thermischer Verstärkungszusatz enthalten. Er kann auch in beiden Schichten enthalten sein.
Die Funktion des Zusatzstoffs ist, die Wirkung der in der Erhitzungsschicht erzeugten Wärme zu verstärken und dadurch die Empfindlichkeit weiter zu erhöhen. Der Zusatzstoff sollte bei Raumtemperatur beständig sein. Der Zusatzstoff kann sein: (1) eine Verbindung, die sich bei Erhitzen zersetzt, wodurch gasförmige Nebenprodukt(e) entstehen, (2) ein Farbstoff, der die einfallende Laserstrahlung absorbiert, oder (3) eine Verbindung, die eine thermisch induzierte unimolekulare Umordnung durchläuft, die exotherm ist. Es können auch Kombinationen dieser Zusatzstofftypen verwendet werden.
Thermische Verstärkungszusätze, die sich bei Erhitzen zersetzen, sind unter anderem diejenigen, die sich unter Stickstoffbildung zersetzen, wie z. B. Diazoalkyle, Diazoniumsalze und Azidoverbindungen (-N3-Verbindungen); Ammoniumsalze; Oxide, die sich zu Sauerstoff zersetzen; Carbonate; Peroxide. Es können auch Zusatzstoffgemische verwendet werden. Bevorzugte thermische Verstärkungszusätze dieses Typs sind Diazoverbindungen, wie z. B. 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorcarbonat (DAFB).
Wenn der absorbierende Farbstoff der Ausstoß- oder Zwischenschicht zugesetzt wird, ist seine Funktion, die einfallende Strahlung zu absorbieren und in Hitze umzuwandeln, was zu wirksamerer Erhitzung führt. Vorzugsweise absorbiert der Farbstoff im Infrarotbereich. Für Bebilderungsanwendungen wird außerdem bevorzugt, daß der Farbstoff eine sehr niedrige Absorption im sichtbaren Bereich aufweist. Beispiele geeigneter NIR-Farbstoffe (im nahen Infrarot absorbierender Farbstoffe), die allein oder in Kombination verwendet werden können, sind unter anderem poly(substituierte) Phthalocyaninverbindungen und metallhaltige Phthalocyaninverbindungen; Cyaninfarbstoffe; Squaryliumfarbstoffe; Chalcogenopyrylacryliden-Farbstoffe; Croconium-Farbstoffe; Metallthiolat-Farbstoffe; Bis(chalcogenopyryl)polymethin-Farbstoffe; Oxyindolizin-Farbstoffe; Bis(aminoaryl)polymethin-Farbstoffe, Merocyanin-Farbstoffe; und Chinoid-Farbstoffe.
Die in US-A-4 778 128; US-A-4 942 141; US-A-4 948 778; US-A-4 950 639; US-A-5 019 549; US-A-4 948 776; US-A-4 948 777 und US-A-4 952 552 offenbarten infrarot absorbierenden Materialien können hierbei gleichfalls geeignet sein. Der Gewichtsanteil des thermischen Verstärkungszusatzes, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gesamtfeststoffgewicht der Ausstoß- oder Zwischenschicht, kann im Bereich von 0–20 Gew.-% liegen. Der Gewichtsateil des thermischen Verstärkungszusatzstoffs, falls in der Farbschicht vorhanden, beträgt normalerweise 0.95–11.5 Gew.-%. Der Anteil kann bis zu 25% des Gesamtgewichtsanteils in der Farbschicht betragen. Diese Gewichtsanteile sind nicht als Einschränkung anzusehen und können vom Durchschnittsfachmann in Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung der Ausstoß- oder Zwischenschicht variiert werden.
Die Farbschicht hat im allgemeinen eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 5 μm, vorzugsweise von 0.1 bis 1.5 μm. Größere Dicken als 5 μm werden im allgemeinen nicht bevorzugt, da sie zu viel Energie benötigen, um effektiv auf den Empfänger übertragen zu werden.
Obwohl eine einzelne Farbschicht bevorzugt wird, können auch mehr als eine Farbschicht verwendet werden, und die verschiedenen Farbschichten können die gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, solange jede von ihnen die funktioniert, wie oben beschrieben. Die Gesamtdicke der kombinierten Farbschichten sollte in dem oben angegebenen Bereich liegen.
Andere Materialien können als Zusatzstoffe in der Farbschicht vorhanden sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht stören. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Beschichtungshilfsstoffe, Weichmacher, Fließmittel, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, antistatische Mittel, Tenside und andere Materialien, deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen bekannt ist. Vorzugsweise wird jedoch der Anteil von zusätzlichen Materialien in dieser Schicht minimiert, da sie das Endprodukt nach der Übertragung beeinträchtigen können. Zusatzstoffe können bei Farbproofanwendungen unerwünschte Farbe hinzufügen oder die Haltbarkeit und Lebensdauer des Drucks bei Lithographiedruckanwendungen verringern.
Das Spenderelement kann gleichfalls zusätzliche Schichten (nicht dargestellt) aufweisen. Eine Lichthofschutzschicht kann zum Beispiel auf der Seite der flexiblen Ausstoßschicht verwendet werden, die der Farbschicht gegenüberliegt. Materialien, die als Lichthofschutzsmittel verwendet werden können, sind dem Fachmann bekannt. Andere Verankerungs- oder Zwischenschichten können auf jeder der beiden Seiten der flexiblen Ausstoßschicht vorhanden sein und sind dem Fachmann bekannt.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Pigment, wie z. B. Ruß, in einer einzelnen Schicht vorhanden, die als Deckschicht bezeichnet wird. Dieser Pigmenttyp wirkt sowohl als Hitzeabsorptionsmittel als auch als Farbstoff, und daher hat die Deckschicht die Doppelfunktion einer Erhitzungsschicht und einer Farb- oder Übertragungsschicht. Die Eigenschaften der Deckschicht sind die gleichen wie die für die Farbschicht angegebenen. Eine bevorzugter Farbstoff/Hitzeabsorber ist Ruß.
Andere thermisch bebilderungsfähige Elemente können alternativ eine oder mehrere Farbschichten auf einem Träger aufweisen. In Abhängigkeit von dem konkreten Verfahren, das für die bildartige Belichtung und Übertragung der erzeugten Bilder angewandt wird, können zusätzliche Schichten vorhanden sein. Einige geeignete thermisch bebilderungsfähige Elemente oder Spenderelemente werden in den US-Patentschriften US-A-5 773 188, 5 622 795, 5 593 808, 5 334 573, 5 156 938, 5 256 506, 5 427 847, 5 171 650 und 5 681 681 offenbart.
Das in 2 dargestellte Empfängerelement (20) ist der zweite Teil der laserbelichtungsfähigen Baugruppe, auf das die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die nicht zersetztes Polymer (Polymerbindemittel) und Farbstoff aufweist, übertragen werden. In den meisten Fällen werden bei Abwesenheit eines Empfängerelements die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht nicht vom Spenderelement abgelöst. Das heißt, die Belichtung des Spenderelements durch Laserstrahlung allein verursacht keine Ablösung oder Übertragung von Material. Die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht werden nur dann vom Spenderelement abgelöst, wenn es Laserstrahlung ausgesetzt wird und sich im Kontakt mit dem Empfängerelement befindet oder daran angrenzt. In der bevorzugten Ausführungsform berührt das Spenderelement tatsächlich das Empfängerelement.
Das Empfängerelement (20) kann lichtunempfindlich oder lichtempfindlich sein. Das lichtunempfindliche Empfängerelement weist vorzugsweise einen Empfängerträger (21) und eine Bildempfangsschicht (22) auf. Der Empfängerträger (21) weist ein formbeständiges blattförmiges Material auf. Die Baugruppe kann durch den Empfängerträger hindurch bebildert werden, wenn dieser Träger lichtdurchlässig ist. Beispiele lichtdurchlässiger Schichten sind unter anderem Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon, ein Polyimid; ein Poly(vinylalkoholcoacetal), Polyethylen oder ein Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat. Beispiele lichtundurchlässiger Trägermaterialien schließen sind unter anderem Polyethylenterephthalat, das mit einem weißen Pigment gefüllt ist, wie z. B. Titandioxid, Elfenbeinpapier oder synthetisches Papier, wie z. B. Tyvek^® Polyolefin-Spinnvlies. Papierträger sind für Proofanwendungen typisch und werden bevorzugt, während ein Polyesterträger, wie z. B. Poly(ethylenterephthalat), für medizinische Hartkopien und Farbfiltermatrixanwendungen typisch ist und bevorzugt wird. Im Empfängerelement können auch aufgerauhte Träger verwendet werden.
Die Bildempfangsschicht (22) kann eine Beschichtung beispielsweise aus einem Polycarbonat; Polyurethan; Polyester; Polyvinylchlorid; Styrol/Acrylnitril-Copolymer; Poly(caprolacton); Vinylacetat-Copolymeren mit Ethylen und/oder Vinylchlorid; (Meth)acrylat-Homopolymeren (wie z. B. Butylmethactrylat) und -Copolymeren; Polycaprolacton und Gemischen daraus sein. Vorzugsweise ist die Bildempfangsschicht eine kristalline Polymerschicht. Die Polymere der Bildempfangsschicht weisen vorzugsweise Schmelzpunkte im Bereich von 50 bis 64°C auf, stärker bevorzugt von 56 bis 64°C und am stärksten bevorzugt von 58 bis 62°C. Für die vorliegende Erfindung brauchbar sind Gemische, die aus 5–40% Capa^® 650 (Schmelzbereich 58–60°C) und Tone^® (Schmelzbereich 58–62°C), beides Polycaprolactone, hergestellt werden. Vorzugsweise werden 100% Tone P-300 verwendet. Brauchbare Empfängerelemente werden außerdem in US-A-5 534 387 erteilt am 9. Juli 1996, offenbart. Ein bevorzugtes Beispiel ist der von DuPont vertriebene WaterProof^®-Umdruckbogen. Er weist vorzugsweise in der Oberflächenschicht ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mit mehr Ethylen als Vinylacetat auf.
Diese Bildempfangsschicht kann in irgendeiner für den vorgesehenen Zweck wirksamen Menge vorhanden sein. Allgemein sind gute Ergebnisse mit spezifischen Auftragsgewichten im Bereich von 10 bis 150 mg/dm², vorzugsweise von 40 bis 60 mg/dm², erzielt worden.
Zusätzlich zur Bildempfangsschicht kann das Empfängerelement wahlweise eine oder mehrere Schichten (nicht dargestellt) zwischen dem Empfängerträger und der Bildempfangsschicht aufweisen. Eine zusätzliche Schicht zwischen der Bildempfangsschicht und dem Träger ist eine Trennschicht. Der Empfängerträger allein oder die Kombination von Empfängerträger und Trennschicht kann auch als ein erster Zwischenträger bezeichnet werden. Die Trennschicht kann das gewünschte Haftgleichgewicht zum Empfängerträger bereitstellen, so daß die Bildempfangsschicht während der Belichtung und der Trennung vom Spenderelement an dem Empfängerträger haftet, aber bei der Übertragung der Bildempfangsschicht auf das permanente Substrat, z. B. durch Laminieren, die Trennung vom Empfängerträger fördert. Beispiele von zur Verwendung kommenden Materialien, die für die Verwendung als Trennschicht geeignet sind, sind unter anderem Polyamide, Silicone, Vinylchloridpolymere und -copolymere, Vinylacetatpolymere und -copolymere und weichgemachte Polyvinylalkohole. Die Trennschicht kann eine Dicke im Bereich von 1 bis 50 μm aufweisen. Typischerweise kann in dem Empfängerelement zwischen der Trennschicht und dem Empfängerträger auch eine Zwischenschicht vorhanden sein, die eine verformbare Schicht ist. Die Zwischenschicht kann vorhanden sein, um den Kontakt zwischen dem Empfängerelement und dem Spenderelement im montierten Zustand zu verstärken. Beispiele von zur Verwendung als Zwischenschicht geeigneten Materialien sind unter anderem Copolymere von Styrol- und Olefinmonomeren, wie z. B. Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol, Styrol/Butylen/Styrol-Blockcopolymere und andere Elastomere, die als Bindemittel in Flexodruckplattenanwendungen brauchbar sind.
Das Empfängerelement ist ein Zwischenelement in dem erfindungsgemäßen Verfahren, da dem Laserbebilderungsschritt normalerweise ein oder mehrere Übertragungsschritte folgen, durch welche die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht auf das permanente Substrat übertragen werden.
Das in 3 dargestellte Bildversteifungselement (30) enthält einen Träger mit einer Trennfläche (31), auch als zweiter Zwischenträger bezeichnet, und eine thermoplastische Polymerschicht (34).
Der Träger mit Trennfläche oder zweite Zwischenträger (31) kann einen Träger (32) und eine Oberflächenschicht (33), die eine Trennschicht sein kann, aufweisen. Wenn das als Träger dienende Material eine Trennfläche aufweist, z. B. Polyethylen oder ein Fluorpolymer, wird keine zusätzliche Oberflächenschicht benötigt. Die Oberflächen- oder Trennschicht (33) sollte ein ausreichendes Haftvermögen auf dem Träger (32) aufweisen, um während der gesamten Verfahrensschritte der Erfindung am Träger fixiert zu bleiben. Fast jedes Material, das eine angemessene Steifigkeit und Formbeständigkeit aufweist, ist als Träger verwendbar. Einige Beispiele von verwendbaren Trägern sind unter anderem Polymerfilme, wie z. B. Polyester, einschließlich Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthalat; Polyamide; Polycarbonate; Fluorpolymere; Polyacetale; Polyolefine usw. Der Träger kann außerdem eine dünne Metallfolie oder ein natürliches oder synthetisches Papiersubstrat sein. Der Träger kann durchsichtig, durchscheinend oder undurchsichtig sein. Er kann farbig sein und kann Zusatzstoffe, wie z. B. Füllstoffe enthalten, um die Bewegung des Bildversteifungselements durch die Laminierungsvorrichtung während seiner Laminierung zu dem bildenthaltenden Empfängerelement zu unterstützen.
Der Träger kann auf einer oder auf beiden Seiten mit Antistatikschichten überzogen sein. Das kann zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung nützlich sein, wenn während des erfindungsgemäßen Verfahrens der Träger von der thermoplastischen Schicht entfernt wird. Allgemein werden Antistatikschichten bevorzugt, die auf der Rückseite des Trägers aufgebracht sind, d. h. auf der Seite des Trägers, die der thermoplastischen Schicht abgewandt ist. Materialien, die als Antistatikmittel verwendet werden können, sind dem Fachmann bekannt. Wahlweise kann der Träger eine matte Textur aufweisen, um den Transport und die Handhabung des Bilversteifungselements zu unterstützen.
Der Träger hat typischerweise eine Dicke im Bereich von 20 μm bis 250 μm. Eine bevorzugte Dicke beträgt 55 bis 200 μm.
Die Trennfläche des Trägers kann durch eine Oberflächenschicht (33) gebildet werden. Trennschichten sind im allgemeinen sehr dünne Schichten, welche die Trennung der Schichten unterstützen. Als Trennschichten verwendbare Materialien sind dem Fachmann bekannt; dazu gehören beispielsweise Silicone, Melaminacrylharze, Vinylchloridpolymere und -copolymere, Vinylacetatpolymere und -copolymere, weichgemachte Polyvinylalkohole, Ethylen- und Propylenpolymere und -copolymere usw. Wenn der Träger mit einer einzelnen Ttrennschicht überzogen wird, hat die Schicht normalerweise eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 10 μm.
Die Trennschicht (33) kann auch Materialien wie z. B. Antistatikmittel, Farbstoffe, Lichthofschutzfarben, optische Aufheller, Tenside, Weichmacher, Beschichtungshilfsstoffe, Mattierungsmittel und dergleichen enthalten.
In dieser Schicht verwendbare thermoplastische Polymere sind vorzugsweise einen amorpher, d. h. nichtkristalliner Natur und weisen hohe Erweichungspunkte, mittleres bis hohes Molekulargewicht und Verträglichkeit mit den Komponenten der Bildempfangs-Polymerschicht auf, wie z. B. Polycaprolacton. Außerdem sind Flexibilität ahne Rißbildung und die Fähigkeit, an vielen verschiedenen permanenten Substraten anzuhaften, vorteilhaft. Das Polymer ist vorzugsweise in Lösungsmittel löslich, weist eine gute Lösungsmittel- und Lichtbeständigkeit auf und ist ein guter Filmbilder.
Es gibt viele brauchbare thermoplastische Polymerwerkstoffe. Für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt sind thermoplastische Polymere mit Tg-Werten (Glasübergangstemperaturen) im Bereich von 27 bis 150°C, vorzugsweise 40 bis 70°C und stärker bevorzugt 45 bis 55°C, relativ hohen Erweichungspunkten, z. B. Tg von 47°C, Schmelzfluss von 142°C), mit niedriger Reißdehnung, wie von ASTM D822A festgelegt, beispielsweise von 3, und mittlerem massegemitteltem Molekulargewicht (Mw), z. B. im Bereich von 67,000. Polyesterpolymere mit beispielsweise einem Tg-Wert von 47°C werden bevorzugt, da zwischen dem Bildempfangspolymer, z. B. kristallinem Polycaprolacton, und dem Polyesterpolymer in der Bildversteifungsschicht eine gute Verträglichkeit erzielt wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß andere geeignete Polymere akzeptierbare Ergebnisse erzielt haben. Einige geeignete Materialien sind unter anderem Methacrylat/Acrylat, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Styrol-Isopren-Sstyrol- und Styrol-Ethylen-Bbutylen-Styrol-Polymere usw.
Das thermoplastische Polymer ist in einem Anteil von 60 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 85 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten der thermoplatischen Polymerschicht.
Die thermoplastische Polymerschicht und die Bildempfangsschicht sind dadurch miteinander verbunden, daß das Farbbild so zwischen ihnen eingeschlossen wird, daß es sich während der Laminierung auf das permanente Substrat, z. B. Papier, und während des Abkühlens nicht wesentlich bewegt. Dies führt zu einer erheblichen Verminderung von Halbton-Punktverschiebung, Streifenrandrißbildung und Streifenbildung im Vergleich zu ähnlichen Verfahren, die kein thermoplastisches Polymer auf diese Weise anwenden, d. h. kein Bildversteifungselement, und macht sie kaum bemerkbar oder beseitigt sie im wesentlichen.
Die Verwendung der thermoplastischen Polymerschicht in den erfindungsgemäßen Verfahren und Produkten hat zur Folge, daß die Laminierungsdurchsatzgeschwindigkeiten ohne Auftreten von Fehlern von 200 mm/min auf etwa 600–800 mm/min erhöht werden (3–4-fache Erhöhung), und sorgt für Laminierungsverfahrensbreite, um eine Bildübertragung auf viele verschiedene permanente Substrattypen zu ermöglichen.
Die thermoplastische Polymerschicht bildet außerdem ein Vehikel oder einen Mechanismus zum Einbringen von chemischen Bleichmittel, um die Auswirkung auf die Endfarbe zu verringern, die mit dem NIR-Farbstoff in dem auf das permanente Substrat übertragene Farbbild verbunden ist.
Die thermoplastische Polymerschicht kann außerdem Zusatzstoffe enthalten, solange sie die Funktion dieser Schicht nicht beeinträchtigen. Beispielsweise können Zusatzstoffe wie z. B. Weichmacher, andere modifizierende Polymere, Beschichtungshilfsstoffe, Tenside verwendet werden. Einige verwendbare Weichmacher sind unter anderem Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, Phthalatester, Dibutylphthalat und Glycerinderivate, wie z. B. Triacetin. Vorzugsweise ist der Weichmacher in einem Anteil von 1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5–15 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten der thermoplastischen Polymerschicht.
Wie oben beschrieben, enthält die thermoplastische Polymerschicht außerdem vorzugsweise Farbstoffbleichmittel zum Bleichen des thermischen Verstärkungszusatzstoffs, wie z. B. eines NIR-Farbstoffs, der in dem thermisch bebilderungsfähigen oder Spenderelement und/oder dem Empfängerelement vorhanden sein kann. Einige brauchbare Bleichmittel sind unter anderem Amine, Azoverbindungen, Carbonylverbindungen, metallischorganische Verbindungen und Carbanionen. Verwendbare Oxidationsmittel sind unter anderem Diacylperoxide, Peroxysäuren, Hydroperoxide, Persulfate und Halogenverbindungen. Besonders bevorzugte Farbstoffbleichmittel bei NIR-Farbstoffen vom Polymethin-Typ sind aus der Gruppe ausgewählt, die aus Wasserstoffperoxid, organischen Peroxiden, Hexaarylbiimidazolen, halogenierten organischen Verbindungen, Persulfaten, Perboraten, Perphosphaten, Hypocloritn und Azoverbindungen besteht.
Farbstoffbleichmittel sind in einem Anteil von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise von 5 bis 15 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten der thermoplastischen Polymerschicht.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das permanente Substrat, das auch als permanenter Träger oder Endempfänger bezeichnet wird, zum Empfangen des Farbbilds unter fast jedem gewünschten Folienmaterial ausgewählt werden kann. Für die meisten Proofanwendungen wird ein Papierträger verwendet, vorzugsweise das gleiche Papier, auf dem das Bild schließlich gedruckt wird. Nahezu jeder Papierrohstoff kann verwendet werden. Andere Materialien, die als permanentes Substrat verwendet werden können, sind unter anderem Stoff, Holz, Glass, Porzellan, die meisten Polymerfilme, synthetische Papiere, dünne Metallblechen oder -folien usw. Fast jedes Material, das auf der thermoplastischen Polymerschicht (34) haftet, kann als permanentes Substrat verwendet werden.
Der erste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das bildartige Belichten der laserbelichtungsfähigen Baugruppe durch Laserstrahlung, wie z. B. in 4 dargestellt. Der Belichtungsschritt wird vorzugsweise bei einer Laserfluenz von höchstens 600 mJ/cm², besonders bevorzugt von 250 bis 440 mJ/cm², durchgeführt. Die laserbebilderungsfähige Baugruppe weist das Spenderelement und das Empfängerelement auf, wie oben beschrieben.
Die Baugruppe wird normalerweise hergestellt, indem nach Entfernen des Deckblatts (der Deckblätter), falls vorhanden, das Spenderelement so mit dem Empfängerelement in Kontakt gebracht wird, daß sich die Farbschicht und die Bildempfangsschicht auf dem Empfängerelement berühren. Dies wird in 4 dargestellt. Um die beiden Elemente zusammenzuhalten, können Vakuum und/oder Druck angewandt werden. Alternativ können die Spender- und Empfängerelemente unter Verwendung von Distanzteilchen in der Farbschicht oder der Bildempfangsschicht in geringem Abstand voneinander angeordnet werden. Als eine Alternative können die Spender- und Empfängerelemente durch Verschmelzen der Schichten am Rand zusammengehalten werden. Als weitere Alternative können die Spender- und Empfängerelemente mit Klebeband zusammengefügt und an die Vorrichtung angeklebt werden, oder es kann ein Stift-Klemmsystem verwendet werden. Als weitere Alternative kann das Spenderelement auf den Empfänger auflaminiert werden, um eine laserbelichtungsfähige Baugruppe herzustellen. Die laserbelichtungsfähige Baugruppe kann zweckmäßig auf einer Trommel angebracht werden, um die Laserbebilderung zu erleichtern.
Zur Belichtung der laserbelichtungsfähigen Baugruppe können verschiedene Laser verwendet werden. Der Laser emittiert vorzugsweise im Infrarot-, nahen Infrarot- oder sichtbaren Bereich. Besonders vorteilhaft sind Diodenlaser, die im Bereich von 750 bis 870 nm emittieren, da sie hinsichtlich ihrer kleinen Größe, niedrigen Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit, Robustheit und leichten Modulation einen beträchtlichen Vorteil bieten. Besonders bevorzugt werden Diodenlaser, die im Bereich von 780 bis 850 nm emittieren. Solche Laser sind zum Beispiel von Spectra Diode Laboratories (San Jose, CA) beziehbar.
Die Belichtung kann durch die flexible Ausstoßschicht oder Zwischenschicht des Spenderelements oder durch das Empfängerelement hindurch erfolgen, vorausgesetzt, daß diese für Laserstrahlung im wesentlichen durchlässig sind. In den meisten Fällen wird die flexible Ausstoßschicht oder Zwischenschicht des Spenders ein für Infrarotstrahlung durchlässiger Film sein, und die Belichtung wird zweckmäßig durch die flexible Ausstoß- oder Zwischenschicht hindurch ausgeführt. Wenn das Empfängerelement jedoch im wesentlichen durchlässig für Infrarotstrahlung ist kann das erfindungsgemäße Verfahren auch durch bildartiges Belichten des Empfängerelements mit Infrarotstrahlung durchgeführt werden.
Die laserbelichtungsfähige Baugruppe wird bildartig belichtet, so daß die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht in einer Struktur auf das Empfängerelement übertragen werden. Die Struktur selbst kann zum Beispiel die Form von computergenerierten Punkt- oder Linienstrukturen, die Form einer durch Scannen erzeugten, zu kopierenden Vorlage, die Form eines aus einer Originalvorlage erzeugten digitalisierten Bilds oder einer Kombination irgendwelcher dieser Formen annehmen, die auf einem Computer vor der Laserbelichtung elektronisch kombiniert werden können. Der Laserstrahl und die laserbelichtungsfähige Baugruppe befinden sich relativ zueinander in ständiger Bewegung, so daß jede kleinste Fläche der Baugruppe, d. h. jedes "Pixel", einzeln von dem Laser bestrahlt wird. Dies wird normalerweise durch Montage der laserbelichtungsfähigen Baugruppe auf einer drehbaren Trommel erreicht. Es kann auch ein Flachbettbelichter verwendet werden.
Der nächste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Trennen des Spenderelements vom Empfängerelement. Gewöhnlich erfolgt dies durch einfaches Auseinanderziehen der beiden Elemente. Dies erfordert im allgemeinen eine sehr geringe Ablösekraft und wird durch einfaches Trennen des Spenderträgers von dem Empfängerelement bewerkstelligt. Dies kann durch irgendeine herkömmliche Trenntechnik durchgeführt werden und kann manuell oder automatisch ohne Bedienereingriff ausgeführt werden.
Wie in 5 dargestellt, führt die Trennung zu einem laserergenerierten Farbbild, auch als farbiges Bild bezeichnet, vorzugsweise einem Halbton-Punktbild, das die übertragenen belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht aufweist, die auf der Bildempfangsschicht des Empfängerelements freigelegt werden. Vorzugsweise ist das durch die Belichtungs- und Trennschritte erzeugte Farbbild ein lasergeneriertes farbiges Halbton-Punktbild, das auf einer kristallinen Polymerschicht ausgebildet wird, wobei sich die kristalline Polymerschicht auf einem ersten Zwischenträger befindet.
Das Bildversteifungselement wird dann mit dem Bildempfängerelement in Kontakt gebracht, vorzugsweise darauf auflaminiert, wobei das Farbbild in Kontakt mit der thermoplastischen Polymerschicht des Bildversteifungselement ist, was dazu führt, daß die thermoplastische Polymerschicht des Versteifungselements und die Bildempfangsschicht des Empfängerelements das Farbbild einschließen. Das ist am besten in 6 zu sehen. Vorzugsweise wird ein von DuPont hergestellter WaterProof^® Laminator verwendet um die Laminierung auszuführen. Andere herkömmliche Mittel können jedoch angewandt werden, um den Kontakt des bildtragenden Empfängerelements mit der thermoplastischen Polymerschicht des Empfängerelements zu erreichen. Wichtig ist, daß das Haftvermögen des Versteifungselementträgers mit einer Trennfläche (31), das auch als zweiter Zwischenträger bezeichnet wird, auf der thermoplastischen Polymerschicht (34) geringer ist als das Haftvermögen zwischen irgendwelchen anderen Schichten im Schichtelement. Die neuartige Baugruppe oder das Schichtelement, wie beispielsweise in 6 dargestellt, ist äußerst gut verwendbar, zum Beispiel als verbessertes Bildproofherstellungssystem.
Der Träger (32) mit einer Trennfläche (33) (oder der zweite Zwischenträger) wird anschließend entfernt, vorzugsweise durch Ablösen, um den thermoplastichen Film freizulegen, wie in 6a dargestellt. Dann wird das Farbbild auf dem Empfängerelement auf das permanente Substrat (40) übertragen, indem das permanente Substrat, vorzugsweise durch Auflaminieren, mit der freigelegten. thermoplastischen Polymerschicht des in 6a dargestellten Schichtelements in Kontakt gebracht wird. Vorzugsweise wird wieder ein von DuPont hergestellter WaterProof^®-Laminator verwendet, um die Laminierung auszuführen. Zur Herstellung dieses Kontakts können jedoch auch andere herkömmliche Mittel verwendet werden, wodurch das in 7 dargestellte Schichtelement entsteht.
Eine andere Ausführungsform enthält den zusätzlichen Schritt zum Entfernen des Empfängerträgers (21) (auch als erster Zwischenträger bezeichnet), vorzugsweise durch Ablösen, wodurch die in 8 dargestellte Baugruppe oder das Schichtelement entsteht. In einer bevorzugten Ausführungsform repräsentieren die in den 7 und 8 dargestellten Baugruppen einen Druckproof mit einem lasergenerierten thermischen farbigen Halbton-Punktbild, das auf einer kristallinen Polymerschicht ausgebildet ist, und eine thermoplastische Polymerschicht, die auf einer Seite auf die kristalline Polymerschicht und auf der anderen Seite auf das permanente Substrat auflaminiert wird, wodurch das Farbbild zwischen der kristallinen Polymerschicht und der thermoplastischen Polymerschicht eingeschlossen wird.
In Proofanwendungen kann das Empfängerelement ein Zwischenelement sein, auf dem ein Mehrfarbenbild aufgebaut wird. Ein thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen Farbschicht, die einen ersten Farbstoff aufweist, wird wie oben beschrieben belichtet und getrennt. Das Empfängerelement weist ein mit dem ersten Farbstoff erzeugtes Farbbild auf, das vorzugsweise ein lasergeneriertes thermisches farbiges Halbton-Punktbild ist. Danach bildet ein zweites thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer anderen thermisch bebilderungsfähigen oder Farbschicht, die sich von der des ersten thermisch bebilderungsfähigen Element unterscheidet, eine laserbelichtungsfähige Baugruppe mit dem Empfängerelement, welches das die Farbbild mit dem ersten Farbstoff aufweist, und wird bildartig belichtet und getrennt, wie oben beschrieben. Die Schritte (a) Herstellung der laserbelichtungsfähigen Baugruppe mit einem thermisch bebilderungsfähigen Element, das einen anderen als den zuvor verwendeten Farbstoff und das zuvor bebilderte Empfängerelement aufweist, (b) Belichtung und (c) Trennung werden nacheinander so oft wie nötig wiederholt, um das mehrfarbige Bild eines Farbproofs auf dem Empfängerelement zu erzeugen.
Das Versteifungselement wird danach mit den mehrfarbigen Bildern auf dem Bildempfangselement in Kontakt gebracht, vorzugsweise darauf auflaminiert, wobei sich das letzte Farbbild im Kontakt mit der thermoplastichen Polymerschicht befindet. Das Verfahren wird danach wie oben beschrieben abgeschlossen.
BEISPIELE
Diese nicht-einschränkenden Beispiele demonstrieren die hierin beschriebenen und beanspruchten Verfahren und Produkte, wobei man Bilder in vielen verschiedenen Farben erhält. Alle Temperaturen in der gesamten Patentbeschreibung sind in °C (Grad Celsius) angegeben, und alle Anteile sind Gewichtsprozent, wenn nicht anders angegeben.
Die folgenden Elemente wurden hergestellt:
Thermisch bebilderungsfähige oder Spenderelemente in Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb wurden hergestellt, indem wäßrige Lösungen mit den in der untenstehenden Tabelle 1 aufgeführten Zusammensetzungen mit einer Spiralrakel (#5) auf verchromtes Melinex^® 562 aufgetragen und bis zu einer Dicke von 12–14 mg/dm² getrocknet wurden. Melinex^® 562 wird von DuPont vertrieben, und die Verchromung wurde von CP Films durchgeführt. Die Chromdicke auf Melinex^® 562 kann im Bereich zwischen 40 und 80 Å liegen. TABELLE 1

¹ 40% Feststoffe in Wasser, Pigment bezogen von Penn Color, Doylestown, PA
² 44,2% Feststoff-% in Wasser, Pigment bezogen von Penn Color, Doylestown, PA
³ Methylmethacrylat/n-Butylmethacrylat-Blockpolymer
⁴ 100% Feststoffe, Polyethylenglycol, bezogen von Scientific Polymer Products, Ontario, NY
⁵ 100% Feststoffe, Benzindoliumcyanin-NIR-Farbstoff, bezogen von H. W. Sands, Jupiter, FL.
⁶ 100% Feststoffe, Tensid vom Silicon-Typ, bezogen von BYK Chemie GmbH

Empfängerelement 1:
Ein Empfängerelement, bestehend aus 100% Tone-300 (Polycaprolacton, kristallines Polymer, Schmelzbereich 58–62°, Union Carbide), wurde durch Auftrag einer 15%-igen Feststofflösung in Tetrahydrofuran (THF) bis zu einer Trockendicke von 53 mg/dm² auf EB-11 Mylar^® Polyesterfolie von 300 gauge Dicke als Empfängerträger (oder ersten Zwischenträger) mit Trennfläche (beziehbar bei DuPont) hergestellt. Die getrocknete Beschichtung hatte eine Dicke 50–55 mg/dm² und enthielt die Bildempfangsschicht.
Empfängerelement 2:
11,25 Gramm Tone^® P-300 und 3,75 Gramm Capa^® 650 (Polycaprolacton, kristallines Polymer, Schmelzpunkt 60°C, Solvay-Interox) wurden, wie für das Empfängerelement 1 beschrieben, aufgetragen und getrocknet, um das Bildmepfängerelement zu bilden.
Empfängerelement 3:
Verwendet wurde eine WaterProof^® Umdruckfolie, beschrieben in US-A-5 534 387 und unter Bestellnummer G06086 von DuPont im Handel erhältlich.
Bildversteifungselement 1:
Eine thermoplastische Schicht wurde hergestellt, indem 15 g Vitel^® 2700B (Tg 47°C, Schmelzfluß 142°C, Mw 67000, linearer gesättigter Polyester, beziehbar von Bostik Ink) in 53 g 2-Butanon aufgelöst wurden und die Lösung mit einer Spirahakel Nr. 10 auf gleitbehandelte Melinex^® 377-Polyesterfolie (vertrieben von DuPont und gleitbehandelt mit einer Silicontrennschicht von Furon, Inc., Worcester, MA) aufgetragen wurde. Die Beschichtung wurde bis zu einer Dicke von 55 mg/dm² getrocknet, um die Bildversteifungsschicht herzustellen. Zum Entfernen von Restlösungsmittel wurde Heißluft verwendet. Vitel^® 2700B auf dem gleitbehandelten Melinex^® wies eine thermoplastische Polymerschicht auf einem Träger mit einer Trennfläche auf.
Bildversteifungselement 2:
Eine Bildversteifungsschicht, die sich einen Weichmacher und ein NIR-Farbstoff-Bleichmittel enthielt, wurde hergestellt, indem die folgende Zusammensetzung mit einer Spiralrakel Nr. 10 auf gleitbehandelte Melinex^® 377-Polyesterfolie als Träger mit Trennfläche bis zu einer Trockendicke von 55 mg/dm² aufgetragen wurde.
TABELLE 2
BEISPIEL 1
Die Schwarz-, Cyan-, Magenta- und Gelb-Spenderfolien und das Empfängerelement 1 wurden in die Kassette eines Creo Spectrum Trendsetters, Creo, Vancouver, BC, eingelegt und nacheinander unter den folgenden Bedingungen bebildert: Gelb (13,0 Watt, 150 U/min), Magenta (13,5 Watt, 135 U/min), Cyan (14,5 Watt, 135 U/min), Schwarz (12,5 Watt, 170 U/min). Der an den Trendsetter angeschlossene Computer enthielt digitale Dateien, welche die 4 Skalenfarben (Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz) darstellten.
Diese Bebilderungseinrichtung erzeugte aus der die jeweilige Druckfarbe darstellenden Digitalbild-Datei ein lasergeneriertes thermisches Vierfarben-Halbtondigitalbild (Proof) in seitenverkehrter Form auf dem Empfängerelement 1. Die Belichtung wurde mit einer Laserfluenz von etwa 250 mJ/cm² durchgeführt.
Das Bildversteifungselement 1 wurde über dem Farbbild auf einer WaterProof^®-Trägerplatte (DuPont) mit der Bildempfangsschicht in direktem kontakt mit dem Bild angeordnet. Es wurde sorgfältig darauf geachtet, sicherszustellen, daß vor dem Laminieren die gesamte Luft zwischen den Schichten entfernt wurde, indem das Versteifungselement 1 mit einer WaterProof^®-Antistatikbürste (DuPont) geglättet wurde. Diese 'Schichtelement'-Struktur wurde mit einem WaterProof^® Laminator (DuPont) bei der folgenden Einstellung (120°C obere Walze, 115°C untere Walze, 150#, 800 mm/min) zu einem Schichtpaket zusammengepreßt. Der Träger (zweiter Zwischenträger) wurde dann von dem Schichtelement entfernt und hinterließ das digitale Vierfarbenbild, das zwischen der thermoplastischen Polymerschicht des Bildversteifungselements und der Bildempfangsschicht auf dem Trägerelement 1 eingeschlossen war.
Die Gegenwart des NIR-Farbstoffs SDA 4927 wurde bestimmt, indem ein UV-/sichtbares Spektrum der einzelnen Gelb-, Magenta- und Cyan-Farben in den vollflächigen Bildbereichen unter Verwendung des ursprünglichen Empfängerelements 1 als Bezugselement aufgenommen wurde. Die Gegenwart des 838 nm-Peaks wurde festgestellt, und das Absorptionsvermögen wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 3 dargestellt.
Die obige Schichtstruktur wurde auf das permanente Endsubstrat (Lustro Gloss #100-Papier) mit der thermoplastischen Polymerschicht nach unten aufgelegt und mit dem normalen WaterProof^®-Laminator (DuPont) unter Verwendung der Papiereinstellung (120°C obere Walze, 115°C untere Walze; 450#; 600 mm/min) laminiert. Nach Abkühlung des Schichtelements (etwa 2 Minuten) wurde der Empfängerträger (der erste Zwischenträger) entfernt und hinterließ ein thermisches Vierfarben-Halbtonpunktbild auf dem Papier. Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 2
Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei aber das Bildversteifungselement 2 auf das Bild laminiert wurde. Die Gegenwart des NIR-Farbstoffs SDA 4927 wurde wieder bestimmt, indem ein UV-/sichtbares Spektrum der einzelnen Gelb-, Magenta- und Cyan-Farben in den vollflächigen Bildbereichen des Proofs unter Verwendung des ursprünglichen Empfängerelements 1 als Bezugselement aufgenommen wurde. Wie in Tabelle 3 dargestellt, wurde in allen UV-/sichtbaren Spektren für Gelb, Magenta und Cyan das vollständige Fehlen des 838 nm-Peaks festgestellt, woraus sich schließen läßt, daß der NIR-Farbstoff gebleicht worden war. Der Begriff "Bleichen" bezieht sich auf den völligen Verlust (oder eine wesentliche Verminderung) des Absorptionsvermögens bei 838 nm und das Fehlen anderer signifikanter Fremdpeaks im sichtbaren Spektrum (400–700 nm).
TABELLE 3
Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 3
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: Das Versteifungselement 2 wurde auf ein thermisch erzeugtes Vierfarben-Halbtonpunktbild auf dem Empfängerelement 1 auflaminiert. Die Gegenwart des NIR-Farbstoffs SDA 4927 wurde bestimmt, indem ein UV-/sichtbares Spektrum der einzelnen Grün-, Rot- und Blau-Farben in den vollflächigen Bildbereichen des Proofs unter Verwendung des ursprünglichen Empfängerelements 1 als Bezugselement aufgenommen wurde. Wie in Tabelle 4 dargestellt, wurde in allen Zweifarbenflächen – Rot-, Grün- und Blau-Aufeinanderdrucken – ein vollständiges Fehlen des 838 nm-Peaks festgestellt. Die UV-/sichtbaren Spektren ließen darauf schließen, daß der NIR-Farbstoff entsprechend der obigen Definition gebleicht worden war.
Neben dem Experiment wurde ein Kontrollversuch durchgeführt, wobei eine Probe der ursprünglichen Spenderfolie mit dem NIR-Farbstoff vorhanden war, um den Verlust des 838 nm-Peaks zu überprüfen.
TABELLE 4
Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 4
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: Das Empfängerelement 1 wurde durch die weiter oben beschriebene WaterProof^®-Umdruckfolie (DuPont) ersetzt. Die Bildversteifungsfolie aus Beispiel 2 wurde auf ein thermisch erzeugtes Vierfarben-Halbtonpunktbild auflaminiert. Die Gegenwart des NIR-Farbstoffs SDA 4927 wurde bestimmt, indem ein UV-/sichtbares Spektrum der einzelnen Gelb-, Magenta- und Cyan-Farben in den vollflächigen Bildbereichen des Proofs unter Verwendung der gleichen Pigmente wie in Tabelle 1 und unter Verwendung des ursprünglichen Empfängerelements 1 als Bezugselement aufgenommen wurde. In allen Gelb-, Magenta- und Cyan-Farbflächen wurde ein vollständiges Fehlen des 838 nm-Peaks festgestellt. Die UV-/sichtbaren Spektren ließen darauf schließen, daß der NIR-Farbstoff gebleicht worden war. Der Begriff "Bleichen" bezieht sich auf den völligen Verlust (oder eine wesentliche Verminderung) des Absorptionsvermögens bei 838 nm und das Fehlen anderer signifikanter Fremdpeaks im sichtbaren Spektrum (400–700 nm).
Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 5
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: Die Bildversteifungselemente wurden durch Auftragen der in Tabelle 5 dargestellten Lösungen (anstelle von Vitel^® 2700B) auf gleitbehandelte Melinex^® 377-Polyesterfolie und anschließendes Trocknen bis zu einer Schichtdicke von ~55 mg/dm² hergestellt. Die Bildversteifungselemente wiesen die angegebene thermoplastische Polymerschicht auf dem Polyesterschichtträger mit Trennfläche (dem zweiten Zwischenträger) auf. TABELLE 5

¹ Polyvinylbutyral, Tg 62–68°C, hergestellt von Monsanto, St. Louis, MO.
² ist ein Styrol/Isopren/Styrol-Blockcopolymer, Tg 93/–55°C, hergestellt von Shell Chemical Co., Houston, TX
³ ist ein Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Blockpolymer, Tg 93/–65°C, hergestellt von Shell Chemical Co., Houston, TX
⁴ ist Polyvinylacetat, Tg 29–42°C, hergestellt von B. F. Goodrich, Cleveland, OH.
⁵ ein Methylmethacrylat/Ethylacrylat/Acrylsäure-Polymer, Tg 37°C, hergestellt von Air Products and Chemical, Inc., Allentown, PA.

Auf dem Papiersubstrat entstanden thermische Vierfarben-Halbtonpunktbilder, die zwischen dem thermoplastischen Polymer und der Bildempfangsschicht auf dem Empfängerelement eingeschlossen waren. Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 6
Als thermisch bebilderungsfähiges Element wurden Imation MatchPrint^®Laser Proof-Spenderfolien – Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan, beziehbar von Imation, Minneapolis, MN, verwendet. Als Empfängerelement wurde ein Imation MatchPrint^® LaserProof-Bildempfänger verwendet.
Dann wurden zur Herstellung eines MatchPrint^®-LaserProofs die folgenden Schritte ausgeführt.
Die Schwarz-, Gelb-, Magenta- und Cyan-Imation MatchPrint^®Laser Proof-Spenderfolien und der Bildempfänger wurden in die Kassette eines Creo Spectrum Trendsetters geladen. Man erhielt ein digitales Vierfarben-Halbtonfarbbild auf dem Empfänger durch Einstellen der Bebilderungsbedingungen (im Überschreibmodus) auf:
Der an den Trendsetter angeschlossene Computer enthielt digitale Bilddateien, welche die 4 Skalenfarben (Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz) darstellten.
Das in Beispiel 5 hergestellte, durch 5a bezeichnete Bildversteifungselement wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben auf die Imation MatchPrint^®LaserProof-Empfängerfolie auflaminiert, die das digitale Vierfarbenhalbtonbild enthielt. Die Schichtstruktur aus dem vorhergehenden Schritt wurde auf das Endpapiersubstrat (Lustro Gloss #100) als permanentes Substrat aufgelegt und unter Verwendung der Papiereinstellung mit dem normalen WaterProof^®-Laminator (DuPont) laminiert. Nach Abkühlung des Schichtelements (etwa 2 Minuten) wurde der Empfängerträger von dem Imation MatchPrint^®Laser Proof-Bildempfänger entfernt und hinterließ ein thermisches Vierfarben-Halbtonpunktbild auf dem Papier, das zwischen der unter Verwendung der 5a-Lösung ausgebildeten thermoplastischen Polymerschicht und der Bildempfangsschicht eingeschlossen war, die beim Entfernen des Empfängerträgers von dem Imation MatchPrint^®Laser Proof-Bildempfänger zurückblieb. Es wird erwartet, daß Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt werden.
BEISPIEL 7
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: anstelle des Papiers wurde als permanentes Substrat ein 0,076 mm dickes Polyestersubstrat (300A Mylar^®, DuPont) verwendet und ergab ein thermisches Vierfarben-Halbtonpunktbild auf der 300 A-Mylar^®-Polyesterfolie. Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.
BEISPIEL 8
Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der folgenden Ausnahme: anstelle des Papiers wurde als permanentes Substrat ein eloxiertes Aluminiumblech verwendet und ergab ein Vierfarben-Halbtonpunktbild auf dem Aluminiumblech. Mängel, wie z. B. Punktverschiebung, Streifenbildung und Streifenrandrißbildung, waren im Vergleich zu ähnlichen Verfahren ohne Verwendung des Bildversteifungselements erheblich verringert und kaum wahrnehmbar gemacht oder weitgehend beseitigt.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines Farbbilds (14a), das die folgenden Schritte aufweist: (1) bildartiges Belichten einer laserbelichtungsfähigen Baugruppe, die aufweist: (A) ein thermisch bebilderungsfähiges Element (10) mit einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht (14), die einen Farbstoff und ein Polymerbindemittel aufweist, wobei der Farbstoff aus einem Pigment besteht; und (B) ein Empfängerelement (20) im Kontakt mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10); wobei das Empfängerelement (20) aufweist: (a) eine Bildempfangsschicht (22); und (b) einen Empfängerträger (21); wodurch die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht (14), die Farbstoff und Bindemittel aufweisen, auf das Empfängerelement (20) übertragen werden, um auf der Bildempfangsschicht (22) ein farbiges Bild (14a) zu erzeugen; (2) Trennen des thermisch bebilderungsfähigen Elements (A) (10) von dem Empfängerelement (B) (20), wodurch das farbige Bild (14a) auf der Bildempfangsschicht (22) des Empfängerelements (20) freigelegt wird; (3) Inkontaktbringen des farbigen Bilds (14a) auf der Bildempfangsschicht (22) des Empfängerelements (20) mit einem Bildversteifungselement (30), das aufweist: (c) einen Träger (32) mit einer Trennfläche (33); und (d) eine thermoplastische Polymerschicht (34); wobei das farbige Bild (14a) während des Inkontaktbringens an die thermoplastische Polymerschicht (34) angrenzt, wodurch das farbige Bild (14a) zwischen der thermoplastischen Polymerschicht (34) und der Bildempfangsschicht (22) des Empfängerelements (20) eingeschlossen wird; (4) Entfernen des Trägers (32) mit der Trennfläche (33), wodurch die thermoplastische Polymerschicht (34) freigelegt wird; und (5) Inkontaktbringen der freigelegten thermoplastischen Polymerschicht (34) aus Schritt (4) mit einem permanenten Substrat (40).
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: (1) Entfernen des Empfängerträgers (21).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das permanente Substrat (40) Papier oder ein Polyesterfilm ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element (10) durch Auftragen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht (14) auf ein Basiselement hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Basiselement aufweist: (a) eine Ausstoß- oder Zwischenschicht (12); und (b) eine Erhitzungsschicht (13).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Basiselement aufweist: (a) einer Erhitzungsschicht (13); und (b) einen Basiselementträger (11).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element (10) oder die Bildempfangsschicht (22) des Empfängerelements (20) einen thermischen Verstärkungszusatz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der thermische Verstärkungszusatz aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen aus Diazoalkylen, Diazoniumsalzen, Azido- (-N₃-) Verbindungen, Ammoniumsalzen, Oxiden, die sich zu Sauerstoff zersetzen; Carbonaten; Peroxiden und deren Gemischen besteht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der thermische Verstärkungszusatz 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der thermische Verstärkungszusatz ein im nahen Infrarot absorbierender (NIR-) Farbstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der NIR-Farbstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus poly(substituierten) Phthalocyaninverbindungen; metallhaltigen Phthalocyaninverbindungen; Cyaninfarbstoffen; Squaryliumfarbstoffen; Chalcogenopyrylacryliden-Farbstoffen; Croconium-Farbstoffen; Metallthiolat-Farbstoffen; Bis(chalcogenopyryl)polymethin-Farbstoffen; Oxyindolizin-Farbstoffen; Bis(aminoaryl)polymethin-Farbstoffen, Merocyanin-Farbstoffen; Chinoid-Farbstoffen und deren Gemischen besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Bildempfangsschicht (22) aus Polycaprolacton besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das thermoplastische Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen aus Polyester-, Methacrylat-, Acrylat-, Polyvinylacetat-, Polyvinylbutyral-, Polyvinylformal-, Styrol-Isopren-Styrol- und Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Polymeren besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei das thermoplastische Polymer amorph ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das thermoplastische Polymer einen Tg-Wert im Bereich von 30 bis 150°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das thermoplastische Polymer mit der Bildempfangsschicht (22) verträglich ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die thermoplastische Polymerschicht ein Bleichmittel für NIR-Farbstoff aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Bleichmittel für NIR-Farbstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aminen, Azoverbindungen, Carbonylverbindungen, metallorganischen Verbindungen, Carbanionen, Peroxiden, Diacylperoxiden, Peroxysäuren, Hydroperoxiden, Persulfaten und Halogenverbindungen besteht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der NIR-Farbstoff ein NIR-Farbstoff vom Polymethin-Typ ist, und wobei der Polymethin-NIR-Farbstoff in Kontakt mit einem Bleichmittel vom Oxidationsmitteltyp gebracht wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoffperoxid, organischen Peroxiden, Hexaarylbiimidazolen, halogenierten organischen Verbindungen, Persulfaten, Perboraten, Perphosphaten, Hydrochloriten und Azo-Verbindungen besteht, wodurch der NIR-Farbstoff durch das Bleichmittel gebleicht wird.