DE602004000170T2 - Thermisches Farbstoffübertragungsempfangselement - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermisches Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselement mit einer Bildempfangsschicht 1, einer darunter angeordneten mikroporigen Schicht 2 mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und einer darin dispergierten Mischung aus vernetzten organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, und unterhalb von Schicht 2 einer Polyesterschicht 3, die porig oder nicht porig sein kann, wie in Anspruch 1 definiert.
• In den vergangenen Jahren sind thermische Übertragungssysteme entwickelt worden, um Kopien oder Drucke von Bildern herzustellen, die in elektronischer Form erzeugt worden sind. Nach einem Verfahren zur Herstellung derartiger Kopien wird ein elektronisches Bild zunächst einem Farbauszugsvorgang mithilfe von Farbfiltern unterzogen. Die jeweiligen Farbauszüge werden dann in elektronische Signale umgesetzt. Diese Signale werden aufbereitet, um elektrische Signale für blaugrün, purpurrot und gelb zu erzeugen. Diese Signale werden anschließend an einen Thermodrucker übertragen. Um die Kopie zu erzeugen, wird ein Blaugrün-, Purpurrot- oder Gelb-Farbstoffgeberelement flächenbündig auf einem Farbstoffempfangselement angeordnet. Die beiden Elemente werden daraufhin zwischen einem Thermodruckkopf und einer Druckwalze durchgeführt. Ein thermischer Zeilendruckkopf dient dazu, die Rückseite des Farbstoffgeberbogens mit Wärme zu beaufschlagen. Der Thermodruckkopf weist eine Vielzahl von Heizelementen auf und wird nacheinander in Ansprechen auf die Blaugrün-, Purpurrot- oder Gelb-Signale erwärmt. Auf diese Weise entsteht eine farbige Hardcopy, die dem am Bildschirm betrachteten Originalbild entspricht. Weitere Details zu diesem Verfahren und zu dieser Vorrichtung werden in US-A-4,621,271 beschrieben.
• Die in einer thermischen Farbstoffübertragung verwendbaren Farbstoffempfangselemente umfassen im Allgemeinen eine polymere Farbstoffbildempfangsschicht, die auf einen Träger aufgetragen ist. Träger müssen neben anderen Eigenschaften eine ausreichende Festigkeit, Maßhaltigkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen. Für die Auflichtbetrachtung müssen Trä ger zudem so weiß wie möglich sein. Zur Verwendung mit Trägern für Farbstoffempfangselemente wurden Cellulosepapier und Kunststofffolien vorgeschlagen, die diesen Anforderungen entsprechen sollen. In jüngster Zeit wurden zur Verwendung in Farbstoffempfangselementen mikroporige Folien vorgeschlagen, die durch Strecken eines orientierbaren Polymers gebildet werden, das ein unverträgliches organisches oder anorganisches Material enthält.
• Es wurden verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, um die Bebilderungsqualität der Farbstoffempfangsschichten in thermischen Farbstofftransferelementen zu verbessern. JP 88-198,645 schlägt die Verwendung eines Trägers aus einer Polyestermatrix mit Polypropylenpartikeln als ein Farbstoffgeberelement vor. EP 582,750 schlägt die Verwendung einer nicht porigen Polyesterschicht auf einem Träger vor.
• US-A-5,100,862 betrifft mikroporige Träger für Farbstoffempfangselemente zur Verwendung in thermischen Farbstoffübertragungssystemen. Polymere Mikroperlen werden als Poreninitiatoren in einer polymeren Matrix verwendet, um eine höhere Farbstoffübertragungseffizienz zu ermöglichen. Bei derartigen Trägern besteht allerdings das Problem, dass zur Erzielung der hohen Porigkeit, die für die gewünschte Farbstoffübertragungseffizienz erforderlich ist, die volumetrische Ladung der Mikroperlen über 25 Vol.% der Polymermatrix betragen muss. Der Grad der Porigkeit liegt vorzugsweise bei 30 bis 60 Vol.%. Bei dieser Ladungshöhe ist die Reißfestigkeit der Folie während der Fertigung sehr niedrig und führt zu einer sehr schlechten Fertigungseffizienz aufgrund reißender Träger.
• US-A-6,096,684 betrifft porige Polyesterfolien, die als Träger zur Aufnahme von Elementen geeignet sind, die in thermischen Farbstoffübertragungssystemen Verwendung finden. Polymere, die mit einem Polyester nicht mischbar sind, werden in einer Grundschicht verwendet, während eine benachbarte Schicht, auf der eine Farbstoffempfangsschicht ausgebildet ist, ein Polyester enthält, das dispergierte, anorganische Partikel als Poreninitiatoren enthält. Diese anorganischen Partikel sind kleiner als 1,0 μm. Die Porosität der Schicht (B) darf laut Angabe nicht kleiner als 20 Vol.% sein. Dieser Träger löst das Problem der schlechten Haftung von Bebilderungsschichten an einem Träger, der nur aus Schicht (A) besteht. Dieser Träger lässt sich mit hoher Effizienz fertigen. Bei diesem Träger tritt allerdings das Problem auf, dass die Härte der anorganischen Poreninitiatoren einen schlechten Kontakt mit dem Farbstoffgeber element bewirken. Dies verursacht bei Elementen, die derartige Träger verwenden, eine geringe Farbstoffübertragungseffizienz.
• Dieses Problem wurde von EP-A-1 323 541 aufgegriffen, veröffentlicht am 02.07.2003, worin die anorganischen Partikel der Schicht (B) in US-A-6,096,684 durch polymere Mikroperlen ersetzt werden. Die Farbstoffübertragungseffizienz wird dadurch wesentlich verbessert. Die Erfindung stellt ein thermisches Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselement mit einer Bildempfangsschicht 1 bereit, einer unter der Schicht 1 angeordneten mikroporigen Schicht 2 mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und einer darin dispergierten Mischung aus vernetzten organischen Mikroperlen mit einem Porenvolumen von mindestens 25 Vol.% und einer mikroporigen Schicht 3 unterhalb der Schicht 2, die aus einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und darin dispergierten nicht vernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix aus Schicht 3 nicht mischbar sind, besteht. Die Erfindung liefert laut Beschreibung ein Empfangselement mit einer verbesserten Kombination aus Farbstoffübertragungseffizienz und Reißfestigkeit.
• Es besteht Bedarf nach einem Farbstoffbildempfangselement für die thermische Farbstoffübertragung, das eine Reißfestigkeit und eine hohe Farbstoffübertragungseffizienz aufweist und Bilder (einschließlich Farbbilder) aufzeichnen vermag, die eine hohe optische Dichte und Bildqualität aufweisen und zu relativ niedrigen Kosten hergestellt werden können.
• Die Erfindung stellt ein thermisches Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselement nach Anspruch 1 bereit, das folgendes umfasst:
• a) eine Farbempfangsschicht 1;
• b) eine mikroporige Schicht 2 unterhalb von Schicht 1 mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und darin dispergierten vernetzten organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, wobei diese Schicht ein Porenvolumen von mindestens 25 Vol.% aufweist; und
• c) eine Polyesterschicht 3 unterhalb von Schicht 2, und
• d) einen Träger 4 unterhalb von Schicht 3.
• In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Polyesterschicht 3 nicht porig. In einem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst die Polyesterschicht 3 eine Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase mit darin dispergierten, im wesentlichen ausschließlich nicht vernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix aus Schicht 3 nicht mischbar sind.
• Die Farbstoffempfangsschicht 1 kann auf der Schicht 2 aufgetragen sein, oder es kann mittels Coextrusion eine Verbundfolie aus Schicht 1, 2 und 3 gebildet werden.
• Die Erfindung liefert ein Empfangselement mit einer verbesserten Kombination aus Farbstoffübertragungseffizienz und Reißfestigkeit.
• Die Erfindung wurde vorstehend zusammengefasst. Die Struktur des thermischen Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselements kann variieren, ist im Allgemeinen aber eine mehrschichtige Struktur, die drei Sektionen umfasst, nämlich eine Farbstoffempfangsschicht, eine nachgiebige Verbundfolie aus einer oder mehreren mikroporigen Schichten und einen Verbundträger. Zudem sind Vermittler- oder Substratschichten zwischen benachbarten Schichten innerhalb einer Sektion oder zwischen Sektionen verwendbar. Typischerweise hat das Empfangselement eine gesamte Dicke von 20 bis 400 μm, vorzugsweise von 30 bis 300 μm.
• Die Farbstoffempfangsschicht ist eine beliebige Schicht, die dazu dient, den Farbstoff aufzunehmen, der von dem Farbstoffgeberelement des thermischen Elements übertragen worden ist. Sie umfasst ein polymeres Bindemittel mit einem Polyester oder einem Polycarbonat oder einer Kombination daraus. Eine gewünschte Kombination umfasst das Polyester und Polycarbonatpolymere in einem Gewichtsverhältnis von 0,8 bis 4,0:1.
• Die mikroporige Schicht 2 verleiht dem Empfangselement eine höhere Nachgiebigkeit. Diese Eigenschaft ist wichtig, da sie den Kontakt des Thermokopfes während des Druckens betrifft. Eine höhere Nachgiebigkeit bewirkt einen besseren Kontakt und eine höhere Farbstoffübertragungseffizienz aufgrund einer verbesserten thermischen Übertragung. Schicht 3 liefert zudem Reißfestigkeit, robuste Verarbeitung und strukturelle Integrität.
• In einem Ausführungsbeispiel einer Empfangsstruktur befindet sich beispielsweise unterhalb der Farbstoffbildempfangsschicht 1 eine mikroporige Schicht 2, unterhalb der sich eine zweite mikroporige Schicht 3 befindet, die sich aus einer Polyestermatrix in einer zweiten kontinuierlichen Phase zusammensetzt, in der nicht vernetzte Polymerpartikel dispergiert sind, die mit der Polyestermatrix der zweiten mikroporigen Schicht nicht mischbar sind. Dieser Verbund, der die beiden mikroporigen Schichten umfasst, ist auf einen Verbundträger laminiert.
• In einem alternativen Ausführungsbeispiel befindet sich unterhalb der mikroporigen Schicht eine mikroporige Schicht 2 und eine Schicht, die einen nicht porigen Polyester umfasst. Die Verbundstruktur aus diesen beiden Schichten kann zusätzlich zu der Farbstoffbildempfangsschicht auf einen Verbundträger laminiert sein.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie zuvor beschrieben, ist unterhalb der einen oder mehreren mikroporigen Schichten ein papierhaltiger Träger, vorzugsweise ein harzbeschichteter Papierträger. Dieser Träger kann eine oder mehrere Substratschichten oder Vermittlerschichten umfassen.
• Typischerweise umfasst ein Träger Cellulosefaserpapier. Vorzugsweise ist der Träger 120 bis 250 μm dick, und die aufgebrachte Verbundlaminatfolie ist 30 bis 50 μm dick. Dieser Träger kann eine Rückschicht umfassen, vorzugsweise eine Polyolefinrückschicht auf der Seite des Trägers, die der Verbundfolie gegenüber liegt, sowie eine Vermittlerschicht zwischen dem Träger und der Laminatfolie.
• Die mikroporige Schicht 2 des Elements umfasst eine Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase mit einer darin dispergierten Mischung aus zwei Arten von Partikeln, nämlich vernetzten organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Polymerpartikeln. Die nicht vernetzten Polymerpartikel sind mit der Polyestermatrix nicht mischbar, um eine mikroporige Schicht mit verbesserter Festigkeit und Qualität zu bilden.
• Nach dem Stand der Technik wurden mikroporige Polyestermatrixschichten entweder durch Verwendung von Mikroperlen oder von nicht vernetzten Polymerpartikeln gebildet, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Wenn nur Mikroperlen verwendet werden, kann die Reißfestigkeit oder Robustheit nicht ausreichend sein.
• Bei Verwendung als thermisches Farbstofftransferbebilderungsmedium ist die Bildqualität sehr schlecht, wenn nur nicht vernetzte Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix unvermischbar sind, in der mikroporigen Schicht verwendet werden.
• Es wurde unerwartet festgestellt, dass die Nachteile der Poreninitiatoren bei singulärer Verwendung überwunden werden, wenn die vernetzten, organischen Mikroperlen und die nicht vernetzten, mit der Polyestermatrix unvermischbaren Polymerpartikel in der Polyestermatrix der mikroporigen Schicht vermischt werden.
• Die Kombination der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung eines thermischen Bebilderungselements, das preisgünstig, weniger spröde, robuster und gegen Aufrollen beständig ist, während es hohe Bildqualitätseigenschaften aufweist, beispielsweise eine hohe Bilddichte.
• Die hier verwendeten Begriffe „oben", „obere", „Emulsionsseite" und „Seite" beziehen sich auf die Seite des Elements, die ein Bild empfängt. Die Begriffe „unten", „untere Seite" und „Rückseite" beziehen sich auf die Seite, die der Seite gegenüberliegt, die ein Bild empfängt.
• Der Begriff „Poren" oder „Mikroporen" bezieht sich auf Poren, die in einer orientierten Polymerfolie während des Streckens als Ergebnis eines porenerzeugenden Partikels gebildet werden. In der vorliegenden Erfindung werden die Poren entweder durch vernetzte organische Mikroperlen oder durch unvernetzte Polymerpartikel erzeugt. Der Begriff „Mikroperle" bezeichnet synthetisierte Polymerkugeln, die in der vorliegenden Erfindung vernetzt sind.
• Die Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase der mikroporigen Schicht umfasst ein Polyester und vorzugsweise Polyethylen(terephthalat) oder ein Copolymer desselben. Geeignete Polyester umfassen solche, die aus aromatischen, aliphatischen oder zykloaliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und aliphatischen oder alizyklischen Glycolen mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen hergestellt werden. Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren sind Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Naphthalendicarbonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itakonsäure, 1,4-Cyclohexan-Dicarbonsäure, Natriumsulfoisophthalsäure und Mischungen daraus. Beispiele geeigneter Glycole sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, 1,4-Cyclohexan-Dimethanol, Diethylenglycol, andere Polyethylenglycole und Mischungen daraus. Derartige Polyester sind in der Technik bekannt und können anhand bekannter Techniken hergestellt werden, wie beispielsweise in US-A-2,465,319 und 2,901,466 beschrieben. Bevorzugte kontinuierliche Matrixpolymere sind diejenigen mit Grundeinheiten aus Terephthalsäure oder Naphthalendicarbonsäure und mindestens einem Glycol, das aus Ethylenglycol, 1,4-Butandiol und 1,4-Cyclohexandimethanol ausgewählt ist. Besonders bevorzugt ist Poly(ethylenterephthalat), das durch kleine Mengen anderer Monomere modifiziert werden kann. Andere geeignete Polyester sind Flüssigkristallcopolyester, die durch den Einschluss einer geeigneten Menge einer Co-Säurekomponente herstellbar sind, wie beispielsweise Stilbendicarbonsäure. Beispiele derartiger Flüssigkristallcopolyester sind die in US-A-4,420,607, 4,459,402 und 4,468,510 beschriebenen.
• Das in der Erfindung verwendete Polyester sollte eine Glasübergangstemperatur von 50°C bis 150°C aufweisen, vorzugsweise von 60 bis 100°C, sollte orientierbar sein und eine inhärente Viskosität von mindestens 0,50 mPa·s, vorzugsweise von 0,55 bis 0,9 mPa·s. Beispiele umfassen eine Mischung aus Polyethylen(terephthalat) und Poly(1,4-Cyclohexylendimethylenterephthalat.
• Das erfindungsgemäße Farbstofftransfer-Empfangselement umfasst vernetzte organische Mikroperlen. Die vernetzten organischen Mikroperlen können zwischen 0,2 und 30 μm groß sein. Sie sind vorzugsweise zwischen 0,5 und 5,0 μm groß. Vernetzte organische Mikroperlen aus Polystyrol-, Polyacrylat-, Polyallyl- oder Poly(methacrylat)polymer werden bevorzugt. Siehe auch Parallelanmeldung USSN 10/374,639 von Smith et al. sowie USSN 10/033,457.
• Bevorzugte Polymere zur Verwendung in vernetzten organischen Mikroperlen können vernetzt sein und werden vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die aus aromatischen Alkylenverbindungen mit folgender allgemeiner Formel besteht:

  

  wobei Ar für einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest oder einen aromatischen Halokohlenwasserstoffrest der Benzenreihe stehen kann und wobei R für einen Wasserstoff- oder Methylrest, für acrylatartige Monomere, einschließlich Monomere folgender Formel, stehen kann:

  

  wobei R aus der Gruppe auswählbar ist, die aus Wasserstoff und einem Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen besteht, und wobei R' aus der Gruppe auswählbar ist, die aus Wasserstoff und Methyl, Copolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Acrylnitril und Vinylchlorid, Vinylbromid sowie Vinylestern mit folgender Formel besteht:

  

  wobei R für eine Alkylgruppe aus 2 bis 18 Kohlenstoffatomen stehen kann; Acrylsäure, Methacrylsäure, Itakonsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Oleinsäure, Vinylbenzoesäure; den synthetischen Polyesterharzen, die durch Reaktion von Terephthalsäure und Dialkylterephthalsäure oder esterbildenden Derivaten davon herstellbar sind, mit einem Glycol der Reihe HO(CH₂)_nOH, wobei n für eine ganze Zahl innerhalb des Bereichs von 2–10 stehen kann und reaktive olefinische Verknüpfungen innerhalb des Polymermoleküls aufweisen kann, die vorstehend beschriebenen Polyester, die darin copolymerisiert bis zu 20 Gew.-% einer zweiten Säure oder eines Esters davon enthalten können, das reaktive olefinische Unsättigungen und Mischungen davon umfasst, und ein Vernetzungsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Divinylbenzen, Diethylenglycoldimethacrylat, Diallylfumarat, Diallylphthalat und Mischungen daraus besteht.
• Beispiele typischer Monomere zur Herstellung der vernetzten organischen Mikroperlen sind u.a. Styrol, Butylacrylat, Acrylamid, Acrylnitril, Methylmethacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Vinylpyridin, Vinylacetat, Methylacrylat, Vinylbenzylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäure, Divinylbenzen, Arylamidmethylpropan-Sulfonsäure, Vinyltoluol und Trimethylolpropantriacrylat. Vorzugsweise ist das vernetzte Polymer Poly(butylacrylat) oder Poly(methylmethacrylat). Am besten ist eine Mischung aus beiden Verbindungen, wobei das Vernetzungsmittel Trimethylolpropantriacrylat ist.
• In der vorliegenden Erfindung ist das Polymer, das zur Bildung der vernetzten organischen Mikroperlen zur Erzielung geeigneter physischer Eigenschaften, wie beispielsweise die Nachgiebigkeit, verwendet wird, vernetzt. Im Falle von Styrol, das mit Divinylbenzen vernetzt ist, kann das Polymer zwischen 2,5 und 50% vernetzt sein und vorzugsweise zwischen 20 und 40%. Die prozentuale Vernetzung bezieht sich auf Mol.% des Vernetzungsmittels, gestützt auf die Menge an primärem Monomer. Eine derart begrenzte Vernetzung erzeugt vernetzte organische Mikroperlen, die ausreichend kohärent sind, um während der Orientierung des kontinuierlichen Polymers intakt zu bleiben. Vernetzte organische Mikroperlen mit derartiger Vernetzung können ebenfalls nachgiebig sein, so dass sie bei Verformung oder Abflachung während der Orientierung infolge von Druck, der von dem Matrixpolymer auf die gegenüberliegenden Seiten der vernetzten organischen Mikroperlen ausgeübt wird, ihre normale kugelförmige Form wieder annehmen, um die größtmöglichen Poren um die vernetzten organischen Mikrokugeln zu bilden, wodurch Artikel mit geringerer Dichte erzeugt werden.
• Die vernetzten organischen Mikroperlen können mit einem „Gleitmittel" beschichtet sein. Hierdurch lässt sich die Reibung auf der Oberfläche der vernetzten organischen Mikroperlen erheblich reduzieren. Man geht davon aus, dass dies auf das Siliciumdioxid zurückzuführen ist, das wie eine Vielzahl von Miniaturkugellagern auf der Oberfläche wirkt. Das Gleitmittel kann auf der Oberfläche der vernetzten organischen Mikroperlen während deren Bildung erzeugt werden, indem man es in die Suspensionspolymerisationsmischung einbringt. Geeignete Gleitmittel oder Schmierstoffe sind u.a. kolloidales Siliciumdioxid, kolloidales Aluminiumoxid und Metalloxide, wie Zinnoxid und Aluminiumoxid. Die bevorzugten Gleitmittel sind kolloidales Silicium und Aluminiumoxid, vorzugsweise Siliciumdioxid. Das mit einem Gleitmittel beschichtete, vernetzte Polymer kann mithilfe in der Technik bekannter Verfahren hergestellt werden. Konventionelle Suspensionspolymerisationsprozesse, in denen das Gleitmittel der Suspension zugegeben wird, werden bevorzugt.
• Die mit einem Gleitmittel beschichteten vernetzten organischen Mikroperlen sind mithilfe verschiedener Verfahren herstellbar. Die vernetzten organischen Mikroperlen können beispielsweise mithilfe eines Verfahrens hergestellt werden, in dem Monomertröpfchen, die einen Initiator enthalten, auf gegebene, massive Polymerkugeln derselben Größe wie die Monomertröpfchen bemessen und erwärmt werden können. In einem bevorzugten Verfahren kann das Polymer Polystyrol sein, das mit Divinylbenzen vernetzt ist. Die vernetzten organischen Mikroperlen können mit Siliciumdioxid beschichtet sein. Die Konzentration von Divinylbenzen kann nach oben oder unten eingestellt werden, um eine Vernetzung mit dem aktiven Vernetzer von 2,5 bis 50% zu erzielen, vorzugsweise von 10 bis 40% Vernetzung. Selbstverständlich sind auch andere Monomere als Styrol und Divinylbenzen in ähnlichen in der Technik bekannten Suspensionspolymerisationsprozessen verwendbar. Auch andere in der Technik bekannte Initiatoren und Promotoren sind verwendbar. Andere Gleitmittel als Siliciumdioxid sind ebenfalls verwendbar. Beispielsweise sind verschiedene kolloidale Siliciumdioxide der Marke LUDOX^® von DuPont erhältlich. Das kolloidale Aluminiumoxid der Marke LEPANDIN^® ist von Degussa erhältlich. Kolloidale Siliciumdioxide der Marke NALCOAG^® sind von Nalco erhältlich und Zinnoxid sowie Titaniumoxid sind von Nalco erhältlich.
• Die Größe der vernetzten organischen Mikroperlen lässt sich durch das Verhältnis von Siliciumdioxid zu Monomer einstellen. Beispielsweise erzeugen folgende Verhältnisse die vernetzten organischen Mikrokugeln der angegebenen Größe:

  
• Die vernetzten organischen Mikrokugeln sollten in der Polyestermatrix vor Extrudieren einer vorgestreckten Folie dispergiert werden. Dies kann typischerweise durch Verwendung eines Schmelzkompoundierverfahrens mit einem Doppelschneckenextruder erfolgen.
• In der Technik bekannte Verfahren erzeugen vernetzte organische Mikroperlen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die zur Herstellung ungleichmäßig großer vernetzter organischer Mikroperlen verwendeten Verfahren können durch breite Partikelgrößenverteilungen gekennzeichnet sein, wobei die resultierenden, vernetzten, organischen Perlen mittels Screening klassifiziert werden können, um Perlen zu erzeugen, die den Bereich der ursprünglichen Verteilungsgröße umspannen. Andere Verfahren, wie die Suspensions polymerisation und eine begrenzte Koaleszenz erzeugen direkt sehr einheitlich große Mikroperlen. Vorzugsweise werden die vernetzten organischen Mikroperlen mithilfe des begrenzten Koaleszenzverfahrens synthetisiert. Dieses Verfahren wird detailliert in US-A-3,615,972 beschrieben. Die Herstellung der beschichteten, vernetzten, organischen Mikroperlen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung nutzt kein Treibmittel, wie in US-A-3,615,972 beschrieben.
• "Begrenzte Koaleszenz" ist ein Phänomen, worin Tröpfchen einer in bestimmten wässrigen Suspensionsmitteln dispergierten Flüssigkeit koaleszieren, und zwar unter Bildung einer kleineren Zahl größerer Tröpfchen, bis die wachsenden Tröpfchen eine bestimmte kritische und begrenzte Größe erreichen, worauf die Koaleszenz im Wesentlichen zum Stillstand kommt. Die resultierenden Tröpfchen einer dispergierten Flüssigkeit, die bis zu 0,3 und bisweilen bis zu 0,5 cm im Durchmesser messen können, sind relativ stabil, was die weitere Koaleszenz betrifft, und sind in ihrer Größe bemerkenswert einheitlich. Wenn eine derart große Tröpfchendispersion stark umgerührt wird, können sich die Tröpfchen in kleinere Tröpfchen teilen. Die fragmentierten Tröpfchen können im Ruhezustand erneut im gleichen Maße koaleszieren und eine stabile Dispersion mit den gleichen einheitlich großen Tröpfchen bilden. Eine Dispersion, die sich aus begrenzter Koaleszenz ergibt, umfasst somit Tröpfchen von einheitlich großem Durchmesser, die in Bezug auf die weitere Koaleszenz stabil sind.
• Die der begrenzten Koaleszenz zugrundeliegenden Prinzipien wurden angepasst, um absichtlich und vorherbestimmbar eine begrenzte Koaleszenz in der Herstellung von Dispersionen aus polymerisierbaren Flüssigkeiten in Form von Tröpfchen gleichmäßiger und erwünschter Größe zu bewirken.
• Bei der begrenzten Koaleszenz neigen die kleinen Partikel des festen Kolloids dazu, sich mit wässriger Flüssigkeit an der Schnittstelle von Flüssigkeit zu Flüssigkeit zu sammeln, d.h. auf der Oberfläche der Öltröpfchen. Nach gängiger Lehre sind Tröpfchen, die im Wesentlichen von einem derartigen festen Kolloid bedeckt sind, gegenüber Koaleszenz stabil, während nicht derartig bedeckte Tröpfchen ggf. nicht stabil sind. In einer gegebenen Dispersion einer polymerisierbaren Flüssigkeit ist die gesamte Oberfläche der Tröpfchen eine Funktion des gesamten Volumens der Flüssigkeit und des Durchmessers dieser Tröpfchen. Desgleichen ist die gesamte, kaum mit dem festen Kolloid bedeckbare Oberfläche, beispielsweise in einer Schicht mit der Dicke eines Partikels, eine Funktion der Menge des Kolloids und somit der Abmessungen der Partikel. In der anfangs beispielsweise durch Rühren hergestellten Dispersion kann die gesamte Oberfläche der polymerisierbaren Flüssigkeitströpfchen größer sein und ist von dem festen Kolloid bedeckt. Unter Ruhebedingungen beginnen die instabilen Tröpfchen zu koaleszieren. Die Koaleszenz bewirkt eine Reduzierung der Anzahl der Öltröpfchen und eine Verkleinerung der gesamten Oberfläche davon bis zu einem Punkt, an dem die Menge kolloidaler fester Stoffe kaum noch ausreicht, um die gesamte Oberfläche der Öltröpfchen zu bedecken, worauf die Koaleszenz im Wesentlichen beendet ist.
• Wenn die festen kolloidalen Partikel keine nahezu identischen Abmessungen aufweisen, lässt sich das mittlere effektive Maß anhand statischer Verfahren bestimmen. Beispielsweise lässt sich der mittlere effektive Durchmesser kugelförmiger Partikel als Quadratwurzel des Mittels der Quadrate der aktuellen Partikeldurchmesser in einer repräsentativen Probe berechnen.
• Es kann nützlich sein, die wie vorstehend hergestellte einheitliche Tröpfchensuspension zu behandeln, um die Suspension gegen Kongregation der Öltröpfchen stabil zu machen. Diese weitere Stabilisierung lässt sich erzielen, indem man vorsichtig ein Mittel beimischt, das die Viskosität der wässrigen Flüssigkeit mit der gleichmäßigen Tröpfchendispersion deutlich zu erhöhen vermag. Zu diesem Zweck ist ein beliebiges, wasserlösliches oder wasserdispergierbares Verdickungsmittel verwendbar, das in den Öltröpfchen nicht löslich ist und das die Schicht der festen kolloidalen Partikel nicht entfernt, die die Oberfläche der Öltröpfchen an der Öl-Wasser-Schnittstelle bedecken. Beispiele für geeignete Verdickungsmittel sind sulfoniertes Polystyrol, wasserdispergierbare, verdickende, hydrophile Tone, wie Bentonit, aufgeschlossene Stärke, natürliche Gume und carboxysubstituierte Celluloseether. Das Verdickungsmittel ist in solchen Mengen wählbar und verwendbar, dass ein thixotropes Gel gebildet wird, in dem Tröpfchen des Öls von gleichmäßiger Größe suspendiert sein können. Mit anderen Worten sollte das Verdickungsmittel im Allgemeinen in seinem Fließverhalten keine newtonsche Flüssigkeit sein, d.h. es sollte so beschaffen sein, dass eine schnelle Bewegung der dispergierten Tröpfchen innerhalb der wässrigen Flüssigkeit durch die Wirkung der Gravitationskraft aufgrund der Dichtedifferenz der Phasen vermieden wird. Die auf das umgebende Medium durch ein suspendiertes Tröpfchen ausgeübte Spannung kann ggf. nicht ausreichen, um eine schnelle Bewegung des Tröpfchens innerhalb einer derartigen Flüssigkeit zu bewirken, die keine newtonsche Flüssigkeit ist. Im Allgemeinen sind die Verdickungsmittel in solchen Verhältnissen relativ zur wässrigen Flüssigkeit derart verwendbar, dass die scheinbare Viskosität der verdickten wässrigen Flüssigkeit im Bereich von mindestens 500 mPa·s liegt, wie mithilfe eines Brookfield-Viskometers mit Spindel Nr. 2 bei 30 U/min gemessen. Das Verdickungsmittel wird vorzugsweise als eine separate, konzentrierte wässrige Zusammensetzung hergestellt, die dann sorgfältig mit der Öltröpfchendispersion gemischt wird. Die resultierende, verdickte Dispersion lässt sich beispielsweise durch Rohre leiten und kann Polymerisationsbedingungen unterzogen werden, ohne dass sich die Größe oder Form der dispergierten Öltröpfchen wesentlich ändert.
• Die resultierenden Dispersionen sind insbesondere gut zur Verwendung in kontinuierlichen Polymerisationsverfahren geeignet, die in Schlangen, Röhren und langgestreckten Kesseln durchgeführt werden, die darauf ausgelegt sind, die verdickten Dispersionen in ein Ende einzubringen und die Masse der Polymerkugeln aus dem anderen Ende zu entnehmen. Der Polymerisationsschritt lässt sich auch im Stapelbetrieb durchführen.
• Die Reihenfolge der Zugabe der Bestandteile zur Polymerisation ist normalerweise nicht kritisch, aber es ist sinnvoll, zunächst Wasser, Dispergiermittel und öllöslichen Katalysator zu der Monomermischung in ein Gefäß zu geben und anschließend die Monomerphase zu der. Wasserphase unter Rühren zuzugeben.
• Das folgende allgemeine Verfahren kann in einer begrenzten Koaleszenztechnik eingesetzt werden:
• 1. Die polymerisierbare Flüssigkeit wird in einem wässrigen Nichtlöser dispergiert, um eine Dispersion aus Tropfen zu bilden, die nicht größer als die gewünschte Größe für die Polymerkügelchen sind.
• 2. Man lässt die Dispersion ruhen und rührt währenddessen nur wenig oder gar nicht während einer Zeit, in der eine begrenzte Koaleszenz der dispergierten Tröpfchen stattfindet, um eine kleinere Anzahl größerer Tröpfchen zu bilden, wobei diese Koaleszenz aufgrund der Zusammensetzung des Suspendiermittels begrenzt ist und wobei die Größe der dispergierten Tröpfchen bemerkenswert gleichmäßig und von gewünschter Größe wird.
• 3. Die gleichmäßige Tröpfchendispersion wird dann zur Zugabe der Verdickungsmittel zum wässrigen Suspendiermittel stabilisiert, wobei die gleichmäßig großen, dispergier ten Tröpfchen weiter gegen Koaleszenz geschützt sind und zudem durch die Dichtedifferenz der dispersen Phase und der kontinuierlichen Phase daran gehindert werden, sich in der Dispersion zu konzentrieren.
• 4. Die polymerisierbare Flüssigkeit oder Ölphase in dieser stabilisierten Dispersion unterliegt Polymerisationsbedingungen und wird polymerisiert, wodurch sphäroide Polymerkügelchen von bemerkenswert einheitlicher und erwünschter Größe erzeugt werden, deren Größe durch die Zusammensetzung des zunächst wässrigen, flüssigen Suspendiermittels grundsätzlich vorbestimmt ist.
• Der Durchmesser der Tröpfchen der polymerisierbaren Flüssigkeit und somit der Durchmesser der Polymerperlen lässt sich durch absichtliche Veränderung der Zusammensetzung der wässrigen Flüssigdispersion innerhalb eines Bereichs von 0,5 μm bis weniger als 0,5 cm vorbestimmbar variieren. Für eine bestimmte Operation hat der Bereich der Durchmesser der Flüssigkeitströpfchen und somit der Polymerperlen einen Faktor in der Größenordnung von drei oder weniger im Unterschied zu Faktoren von 10 oder mehr für die Durchmesser von Tröpfchen und Perlen, die mithilfe üblicher Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt werden, die kritische Rührverfahren verwenden. Da die Perlengröße, beispielsweise der Durchmesser, in dem vorliegenden Verfahren grundsätzlich durch Zusammensetzung der wässrigen Dispersion bestimmt wird, sind die mechanischen Bedingungen, etwa die Intensität des Rührens, die Größe und die Konstruktion der verwendeten Vorrichtung und der Maßstab der Operation nicht sehr kritisch. Durch Verwendung derselben Zusammensetzung lassen sich die Operationen wiederholen oder der Maßstab der Operationen lässt sich ändern, während im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt werden.
• Ein Verfahren zur Herstellung der Perlen ist das Dispergieren eines Teils des Volumens einer polymerisierbaren Flüssigkeit in mindestens 0,5 und vorzugsweise 0,5 bis 10 oder mehr Volumenteilen eines wässrigen Nichtlösers, der Wasser und mindestens einen ersten der folgenden Inhaltsstoffe umfasst:
• 1. Ein wasserdispergierbares, wasserunlösliches, festes Kolloid, dessen Partikel in wässriger Dispersion Abmessungen in der Größenordnung von 0,008 bis 50 μm aufweisen, wobei die Partikel dazu neigen, sich an der Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu sammeln oder durch deren Anwesenheit dazu veranlasst werden,
• 2. Einen wasserlöslichen „Promoter", der die „Hydrophil-Hydrohob-Balance" der festen Kolloidpartikel beeinflusst; und/oder
• 3. Ein Elektrolyt; und/oder
• 4. Kolloidaktive Modifikatoren, wie Peptisiermittel, und grenzflächenaktive Mittel; und normalerweise
• 5. Einen wasserlöslichen, monomerunlöslichen Polymerisationsinhibitor.
• Die wasserdispergierbaren, wasserunlöslichen, festen Koilloide können anorganische Materialien sein, wie Metallsalze, Hydroxide oder Tone, oder es können organische Materialien sein, wie Rohstärken, sulfonierte, vernetzte, organische Hochpolymere oder harzige Polymere.
• Das feste Kolloidmaterial sollte in Wasser unlöslich aber dispergierbar und durch die polymerisierbare Flüssigkeit unlöslich und undispergierbar, aber benetzbar sein. Die festen Kolloide sollten viel hydrophiler als oleophiler sein, um in der wässrigen Flüssigkeit vollständig dispergiert zu bleiben. Die zur begrenzten Koaleszenz verwendeten festen Kolloide sind solche mit Partikeln, die in der wässrigen Flüssigkeit eine relativ feste und diskrete Form und Größe innerhalb der angegebenen Grenzen beibehalten. Die Partikel können deutlich aufquellen und stark hydriert sein, vorausgesetzt, dass die aufgequollenen Partikel eine bestimmte Form beibehalten, wobei die effektive Größe ungefähr die des gequollenen Partikels haben kann. Die Partikel können einzelne Moleküle sein, wie im Fall vernetzter Harze mit sehr hoher Molmasse, oder es können Aggregate aus einer Vielzahl von Molekülen sein. Materialien, die in Wasser dispergieren, um echte oder kolloidale Lösungen zu bilden, in denen die Partikel eine Größe unterhalb des angegebenen Bereichs aufweisen, oder in denen die Partikel so diffus sind, dass sie keine unterscheidbare Form oder Abmessung aufweisen, sind als Stabilisatoren für die begrenzte Koaleszenz ggf. nicht geeignet. Die Menge des verwendbaren festen Kolloids entspricht normalerweise von 0,01 bis 10 oder mehr Gramm je 100 cm³ der polymerisierbaren Flüssigkeit.
• Um als Stabilisator für die begrenzte Koaleszenz der polymerisierbaren Flüssigkeitströpfchen dienen zu können, kann es wichtig sein, dass das feste Kolloid dazu tendiert, sich mit der wässrigen Flüssigkeit an der Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu sammeln, d.h. an der Oberfläche der Öltröpfchen. Der Begriff „Öl" wird hier gelegentlich verwendet, um Flüssigkeiten zu bezeichnen, die in Wasser unlöslich sind. In vielen Fällen kann es wünschenswert sein, der wässrigen Mischung ein „Promotermaterial" zuzusetzen, um die Partikel des festen Kolloids zur Flüssigkeit-Flüssigkeit-Schnittstelle zu treiben. Dieses Phänomen ist in der Emulsionstechnik bekannt und wird hier auf feste, kolloidale Partikel als erweitertes Mittel zur Einstellung der „Hydrophil-Hydrophob-Balance" angewendet.
• Normalerweise sind die Promoter organische Materialien, die eine Affinität gegenüber dem festen Kolloid und den Öltröpfchen aufweisen und in der Lage sind, das feste Kolloid oleophiler werden zu lassen. Die Affinität gegenüber der Öloberfläche kann auf einen gewissen organischen Anteil des Promotermoleküls zurückzuführen sein, wobei die Affinität gegenüber dem festen Kolloid auf entgegengesetzte elektrische Ladungen zurückzuführen sein kann. Beispielsweise können positiv geladene komplexe Metallsalze oder Hydroxide, wie Aluminiumhydroxid, durch das Vorhandensein negativ geladener organischer Promoter, wie wasserlöslicher, sulfonierter Polystyrole, Alignate und Carboxymethylcellulose, verstärkt werden. Negativ geladene Kolloide, wie Bentonit, können durch positiv geladene Promoter, wie Tetramethylammoniumhydroxid oder Chlorid oder wasserlösliche, komplexe, harzige Aminkondensationsprodukte, wie wasserlösliche Kondensationsprodukte von Diethanolamin und Adipinsäure, den wasserlöslichen Kondensationsprodukten von Ethylenoxid, Harnstoff und Formaldehyd und Polyethylenimin, verstärkt werden. Amphotere Materialien, wie eiweißartige Materialien, beispielsweise Gelatine, Leim, Casein, Albumin oder Glutin, können für einen weiten Bereich von kolloidalen festen Stoffen wirksame Promoter sein. Nichtionische Materialien, wie Methoxy-Cellulose, können in bestimmten Fällen ebenfalls wirksam sein. Normalerweise sollte der Promoter nur im Bereich weniger ppm (Teilchen pro Million) des wässrigen Mediums verwendet werden, obwohl auch größere Anteile häufig tolerierbar sind. In einigen Fällen sind auch ionische Materialien, die normalerweise als Emulgatoren klassifiziert sind, wie Seifen, langkettige Sulfate und Sulfonate und die langkettigen quartären Ammoniumverbindungen, als Promoter für die festen Kolloide verwendbar, wobei allerdings die Bildung stabiler kolloidaler Emulsionen der polymerisierbaren Flüssigkeit und des wässrigen flüssigen Mediums zu vermeiden ist.
• Eine ähnliche Wirkung wie bei organischen Promotern lässt sich mit kleinen Elektrolytmengen erzielen, beispielsweise mit wasserlöslichen, ionisierbaren Alkalien, Säuren und Salzen, insbesondere denen mit mehrwertigen Ionen. Diese können geeignet sein, wenn die übermäßig hydrophile oder eine unzureichende oleophile Eigenschaft des Kolloids auf übermäßige Hydratation der Kolloidstruktur zurückzuführen ist. Beispielsweise kann ein geeignetes vernetztes, sulfoniertes Polymer aus Styrol in Wasser gequollen und hydriert sein. Obwohl die Molekülstruktur Benzolringe umfasst, die dem Kolloid eine gewisse Affinität gegenüber der Ölphase in der Dispersion verleihen sollen, bewirkt das Maß der Hydratation, dass die kolloidalen Partikel in einer Wolke aus Begleitwasser eingehüllt werden. Die Zugabe einer löslichen, ionisierbaren, mehrwertigen, kationischen Verbindung, wie beispielsweise Aluminium- oder Calciumsalz, zur wässrigen Zusammensetzung kann eine starke Schrumpfung des gequollenen Kolloids unter Ausschwitzen eines Teils des Begleitwassers und Freisetzung des organischen Teils des kolloidalen Partikels bewirken, wodurch das Kolloid oleophiler wird.
• Die festen kolloidalen Partikel, deren Hydrophil-Hydrophob-Balance derart beschaffen sein kann, dass die Partikel dazu neigen, sich in der wässrigen Phase an der Öl-Wasser-Schnittstelle zu sammeln, sammeln sich an der Oberfläche der Öltröpfchen und dienen als Schutzmittel während der begrenzten Koaleszenz.
• Andere Mittel, die in einer bereits bekannten Weise zur Modifikation der kolloidalen Eigenschaften der wässrigen Zusammensetzung verwendbar sind, sind solche Materialien, die in der Technik als Peptisiermittel, Flockungs- oder Entflockungsmittel, Sensibilisierer und grenzflächenaktive Mittel bekannt sind.
• Es ist bisweilen wünschenswert, einige ppm eines wasserlöslichen, ölunlöslichen Polymerisationsinhibitors zu der wässrigen Flüssigkeit zuzugeben, um die Polymerisation von Monomermolekülen zu verhindern, die in die wässrige Flüssigkeit diffundieren könnten oder die von kolloiden Mizellen absorbiert werden könnten und die, falls sie in der wässrigen Phase polymerisieren würden, eine emulsionsartige Polymerdispersion anstelle oder zusätzlich zu den gewünschten Polymerkugeln oder Polymerperlen erzeugen würden.
• Das das wasserdispergierbare feste Kolloid enthaltende wässrige Medium kann dann dem flüssigen, polymerisierbaren Material in einer Weise beigemischt werden, dass das flüssige, polymerisierbare Material in Form kleiner Tröpfchen in dem wässrigen Medium dispergiert. Die Dispersion kann mittels üblicher Maßnahmen hergestellt werden, beispielsweise mittels mechanischen Rührens oder Schüttelns, mittels Pumpen durch Düsen, mittels Aufprall oder mittels anderer Verfahren, die eine Aufteilung des polymerisierbaren Materials in Tröpfchen in einem kontinuierlichen wässrigen Medium bewirken.
• Das Maß der Dispersion, beispielsweise durch Rühren, ist nicht kritisch, obwohl die dispergierten flüssigen Tröpfchen nicht größer und vorzugsweise viel kleiner als die stabile Tröpfchengröße sein sollten, die in einer stabilen Dispersion erwartet und erwünscht ist. Wenn ein derartiger Zustand erreicht worden ist, kann man die resultierende Dispersion unter vorsichtiger Bewegung oder vorzugsweise ohne jegliches Rühren ruhen lassen. Unter diesen Ruhebedingungen wird die dispergierte flüssige Phase einer begrenzten Koaleszenz unterzogen.
• Die unvernetzten Polymerpartikel in der porigen Schicht sollten mit der Polyestermatrix nicht mischbar sein. Typische unvernetzte Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, sind Olefine. Die bevorzugten nicht vernetzten Polymerpartikel in Form eines Olefins, die mit der Polyestermatrix gemischt werden können, sind Homopolymere oder Copolymere von Polypropylen oder Polyethylen. Bevorzugt wird Polypropylen.
• Die erfindungsgemäß verwendeten, bevorzugten unvernetzten Polymerpartikel in Form von Polyolefinen sind mit der Polyestermatrixkomponente der Folie nicht mischbar und existieren in Form diskreter, unvernetzter Polymerpartikel, die durch die orientierte und wärmegehärtete Folie dispergiert sind. Die Porenbildung tritt zwischen den unvernetzten Polymerpartikeln und der Polyestermatrix auf, wenn der Film gestreckt wird. Es wurde festgestellt, dass nicht vernetzte Polymerpartikel mit der linearen Polyestermatrix vor Extrusion durch die filmerzeugende Düse mithilfe eines Verfahrens gemischt werden sollten, das zu einem losen Blend führt und keine enge Bindung zwischen der Polyestermatrix und den bevorzugten Polyolefinen aus unvernetzten Polymerpartikeln entwickelt.
• Derartige Blendoperationen bewahren die Unverträglichkeit der Komponenten und führen zu einer Porenbildung, wenn die Folie gestreckt wird. Als nützlich hat sich ein Prozess zur Trocken-Blending der Polyestermatrix und der bevorzugten unvernetzten Polyolefin-Polymerpartikel erwiesen. Beispielsweise kann das Blending durch gründliches Mischen einer fein verteilten, beispielsweise pulver- oder granulatförmigen Polyestermatrix mit unvernetzten Polymerpartikeln erfolgen, beispielsweise in einer Trommel.
• Um die mikroporige erfindungsgemäße Schicht zu erzeugen, sollten die vernetzten organischen Mikroperlen zunächst in einer Polyestermatrix vor dem Folienerzeugungsprozess dispergiert werden. Hierzu werden die Polyestermatrix entweder in Pellet- oder Pulverform und die vernetzten organischen Mikroperlen einem Doppelschneckenextruder zugeführt. Die Polyestermatrix kann geschmolzen und die vernetzten organischen Mikroperlen können in der Polyesterschmelze in dem Doppelschneckenextruder dispergiert werden. Das resultierende Extrudat kann dann in einem Wasserbad abgeschreckt und pelletisiert werden, um die Pellets in dem Folienerzeugungsverfahren zu verwenden. Die Pellets können dann mit den bevorzugten, unvernetzten Polyolefin-Polymerpartikeln – typischerweise einem Polypropylen – gemischt werden. Die bevorzugten unvernetzten Polyolefin-Polymerpartikel können typischerweise auch in Form von Pellets vorliegen. Pellets der Polyestermatrix können der Trockenmischung zugegeben werden, wenn Modifikationen der volumetrischen Ladung der vernetzten organischen Mikroperlen und der unvernetzten Polymerpartikel erwünscht sind. Das Volumenverhältnis der verwendeten vernetzten, organischen Mikroperlen zum Volumen des unvernetzten Polymerpartikels in der fertigen Mischung kann zwischen 4:1 und 1:4 betragen, vorzugsweise zwischen 2:3 und 3:2. Ein bevorzugtes Verhältnis beträgt 1:1.
• Die resultierende Mischung zur Herstellung von Schicht 2 kann dann dem folienerzeugenden Extruder zusammen mit dem Material für die eine oder die mehreren zu coextrudierenden Schichten zugeführt werden, wodurch die Verbundfolie (mehrschichtig) entsteht. Extrusion, Abkühlung, und Strecken der Verbundfolie lassen sich mit jedem in der Technik bekannten Prozess zur Herstellung orientierter Polyesterfolien bewerkstelligen, beispielsweise durch einen Flachfolienprozess oder einen Blasen- oder Röhrenprozess. Der Flachfolienprozess wird zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folien bevorzugt und umfasst das Extrudieren der Mischung durch eine Schlitzdüse und das schnelle Abkühlen der extrudierten Bahn auf einer gekühlten Gießtrommel, so dass die Polyestermatrixkomponente der Folie im amorphen Zustand gekühlt werden kann. Die abgekühlte Verbundfolie wird dann durch Streckung jeweils in Gegenrichtung bei einer Temperatur oberhalb der Glasgummi-Übergangstemperatur der Polyestermatrix biaxial orientiert. Im Allgemeinen wird die Verbundfolie erst in einer Richtung und dann in einer zweiten Richtung gestreckt, aber sie kann bei Bedarf auch gleichzeitig in beiden Richtungen gestreckt werden. In einem typischen Verfahren wird die Verbundfolie zunächst in Extrusionsrichtung über einen Satz rotierender Walzen oder zwischen zwei Quetschwalzenpaaren und anschließend in Querrichtung dazu mittels einer Spannvorrichtung gestreckt. Die Verbundfolie kann in jeder Richtung um das 2,5- bis 4,5-fache ihres ursprünglichen Maßes in Streckrichtung gestreckt werden. Das Streckverhältnis in jeder Richtung ist vorzugsweise derart beschaffen, dass Poren in der Bahn gebildet werden, die ein Breiten-/Längenverhältnis von 1:1 bis 2:1 aufweisen. Nachdem die Verbundfolie gestreckt worden ist, kann sie durch Erwärmung auf eine Temperatur wärmegehärtet werden, die ausreicht, um die Polymermatrix zu kristallisieren, wobei die Verbundfolie gegen Schrumpfung in beiden Streckrichtungen gefestigt wird. Wenn unvernetzte Polymerpartikel in der porigen Schicht verwendet werden, neigen die Poren dazu, zu kollabieren, wenn die Wärmehärtungstemperatur erhöht wird, wobei sich diese Neigung mit steigender Temperatur erhöht. Daher nimmt das Porenvolumen mit steigenden Wärmehärtungstemperaturen ab. Obwohl eine Wärmehärtungstemperatur von bis zu 230°C verwendet werden kann, ohne die Poren zu zerstören, sofern ausschließlich vernetzte organische Mikroperlen in der porigen Schicht verwendet werden, könnten Temperaturen unterhalb von 155°C eine größere Porenbildung bewirken, wenn unvernetzte Polymerpartikel-Porenbildner verwendet werden.
• Die Größe der gebildeten Mikroporen bemisst sich nach der Größe der vernetzten organischen Mikroperlen oder der unvernetzten Polymerpartikel, die zur Erzeugung der Poren verwendet werden, sowie durch das Streckungsverhältnis, das zur Streckung der orientierten Polymerfolie zum Einsatz kam. Die Poren können zwischen 0,6 und 150 μm in Bearbeitungsrichtung und quer zur Bearbeitungsrichtung der Folie groß sein. Die typische Höhe liegt im Bereich von 0,2 bis 30 μm. Vorzugsweise beträgt die Höhe der Poren zwischen 0,5 und 15,0 μm.
• Ein Porenvolumen von 25% bis 55% wird für thermische Farbstofftransferelemente bevorzugt. Die Dichte der mikroporigen Schicht beträgt weniger als 0,95 g/cm^–3. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 0,40 und 0,90 g/cm^–3.
• Strukturen: Die vorstehend beschriebene porige Schicht kann eine Schicht aus einem thermischen Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselement sein. Die gesamte Dicke des Elements kann zwischen 20 und 400 μm betragen. Für die meisten Anwendungen ist eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 30 bis 300 μm und vorzugsweise von 50 bis 200 μm erforderlich.
• Die erfindungsgemäßen thermischen Farbstofftransferempfangselemente können auf der Oberfläche eine Farbstoffbildempfangsschicht aufweisen, die beispielsweise ein Polycarbonat, ein Polyurethan, einen Polyester, Poly(vinylchlorid), Poly(styrol-Co-Acrylnitril), Polycaprolacton oder Mischungen davon enthalten kann. Die Farbstoffbildempfangsschicht kann in jeder geeigneten Menge vorhanden sein, die für den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im Allgemeinen sind gute Ergebnisse bei einer Konzentration von ca. 1 bis ca. 5 g/m² erzielbar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Farbstoffbildempfangsschicht ein Polycarbonat, ein Polyester oder eine Mischung aus beidem. Der Begriff "Polycarbonat" bezeichnet hier ein Polyester einer Kohlensäure und ein Glycol oder ein zweiwertiges Phenol. Beispiele für derartige Glycole oder zweiwertige Phenole sind p-Xylylenglycol, 2,2-Bis(4-Oxyphenyl)propan, Bis(4-Oxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-Oxyphenyl)ethan, 1,1-Bis(oxyphenyl)butan, 1,1-Bis(oxyphenyl)cyclohexan und 2,2-Bis(oxyphenyl)butan. In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Bisphenol-A-Polycarbonat mit einer mittleren Molmasse von mindestens 25.000 verwendet. Beispiele bevorzugter Polycarbonate sind u.a. LEXAN^®, ein Polycarbonatharz von General Electric, und MACROLON 5700^® der Bayer AG.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Farbstoffbildempfangsschicht ein polymeres Bindemittel mit einem Polyester und/oder einem Polycarbonat. In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Farbstoff-Bildempfangsschicht eine Mischung aus einem Polyester und einem Polycarbonatpolymer. Vorzugsweise umfassen derartige Mischungen das Polyester und das Polycarbonat in einem Gewichtsverhältnis von Polyester zu Polycarbonat von 10:90 zu 90:10, vorzugsweise von 0,8:1 zu 4,0:1. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Polyester Polyethylen(terephthalat) oder eine Mischung daraus. Beispielsweise wird in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Polyesterpolymer mit einem unmodifizierten Bisphenol-A-Polycarbonat zu einem Gewichtsverhältnis derart gemischt, dass die gewünschte Glasübergangstemperatur der Mischung zu minimalen Kosten erzeugt wird. Das Polycarbonat und die Polyesterpolymere können mit einem Gewichtsverhältnis von 75:25 bis 25:75 gemischt werden. Die folgenden Polyesterpolymere E-1 und E-2, die Grundeinheiten der dargestellten Monomere umfassen, sind Beispiel für Polyesterpolymere, die in den erfindungsgemäßen Empfangsschichtenpolymermischungen verwendbar sind.
• E-1: Polymer, abgeleitet von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 4,4'-Bis(2-Hydroxyethyl)bisphenol-A und 1,4-Cyclohexandimethanol, dargestellt durch folgende Struktur:
  
  (Mol%, bezogen auf die gesamte Monomerladung von Säure- und Glycolmonomeren)
• E-2: Ein zur Herstellung einer extrudierten Farbstoffempfangsschicht verwendbares Polymer, abgeleitet von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 1,4-Cyclohexandimethanol, 4,4'-Bis(2-Hydroxyethyl)bisphenol-A und 2-Ethyl-2-(Hydroxymethyl)-1,3-Propandiol, dargestellt durch folgende Struktur.
  
• Weitere Beispiele polymerer Zusammensetzungen und der zugehörigen Verarbeitung von Farbstoffempfangsschichten werden in der Parallelanmeldung USSN 10/376,188 von Kung et al. beschrieben.
• Die Farbstoffbildempfangsschicht kann üblicherweise zudem ein Trennmittel umfassen. Herkömmliche Trennmittel sind u.a. Silicone oder fluorbasierende Verbindungen. Die Haftneigung während des thermischen Druckens lässt sich durch Zugabe derartiger Trennmittel zur Farbstoffempfangsschicht oder zu einer Deckschicht reduzieren. In der Technik werden verschiedene Trennmittel beschrieben, beispielsweise in US-A-4,820,687 und in US-A-4,695,286.
• Bevorzugte Trennmittel, insbesondere solche für eine extrudierte Farbstoffempfangsschicht, sind silicongestützte Verbindungen mit hoher oder ultrahoher Molmasse. Vorzugsweise sollte die mittlere Molmasse der Verbindung oder des Polymers mindestens 100.000, besser mindestens 500.000 und am besten mindestens 1.000.000 betragen, beispielsweise zwischen 1.000.000 und 5.000.000. Das Silicontrennmittel sollte mit den in der Farbstoffempfangsschicht verwendeten Polymeren kompatibel sein. Wenn die Farbstoffempfangsschicht ein Polycarbonat enthält, enthält das Trennmittel vorzugsweise hydroxyendständige Gruppen, um die Verträglichkeit der Siliconverbindung in der polycarbonathaltigen Mischung zu verbessern.
• Silicontrennmittel mit hoher oder sehr hoher Molmasse sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von Dow Corning (Midland, Michigan) unter der Bezeichnung MB50-315 und MB-010. MB50-315 ist ein hydroxy-endständiges Dimethylsiloxan. Das Siliconmaterial MB50-315 ist kommerziell als eine Mischung aus 50 Gew.-% pelletisiertem, festen Polydimethylsiloxan, dispergiert in Polycarbonatpolymer, erhältlich. Je nach Zusammensetzung der Farbstoffempfangsschicht, werden andere Dispersionen bevorzugt, beispielsweise MB50-010 von Dow Corning, bei der es sich um eine Dispersion in Polyester handelt.
• Ein Weichmacher kann in der Farbstoffbildempfangsschicht in jeder geeigneten Menge vorhanden sein, die für den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im Allgemeinen werden gute Ergebnisse erzielt, wenn der Weichmacher in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 20 Gew.-% in Bezug auf das Gewicht des polymeren Bindemittels in der Farbstoffbildempfangsschicht vorhanden ist.
• In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein aliphatischer Esterweichmacher in der Farbstoffbildempfangsschicht verwendet. Geeignete aliphatische Esterweichmacher umfassen monomere Ester und polymere Ester. Beispiele aliphatischer, monomerer Ester sind Ditridecylphthalat, Dicyclohexylphthalat und Dioctylsebacat. Beispiele aliphatischer Polyester sind Polycaprolacton, Poly(1,4-Butylenadipat) und Poly(hexamethylensebacat).
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der monomere Ester ein Dioctylsebacat oder Bis-(1-Octyloxy-2,2,6,6-Tetramethyl-4-Piperidinyl)sebacat, Tinuvin 123^® (Ciba Geigy Co.). In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der aliphatische Polyester ein Poly(1,4-Butylenadipat) oder das 1,3-Butandiolpolymer mit Hexandisäure, 2-Ethylhexylester, Poly(1,3-Butylenglycoladipat), wie kommerziell von Admex 429^® vertrieben (Velsicol Chemical Corp.) oder Poly(hexamethylensebacat).
• Wenn die Farbstoffempfangsschicht durch Extrudieren statt durch Lösungsmittelbeschichtung der Farbstoffempfangsschicht hergestellt werden soll, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, der Zusammensetzung der Farbstoffempfangsschicht ein Additiv zuzusetzen, nämlich einen phoshorhaltigen Stabilisator, beispielsweise eine phosphorige Säure oder ein organisches Diphosphit, wie Bis(2-Ethylhexyl)phosphit, um die Verschlechterung der Polyesterpolymermischung während hoher Schmelzextrusionstemperaturen zu vermeiden. Der phosphorige Stabilisator lässt sich beispielsweise mit einem Weichmacher, wie beispielsweise Dioctylsebacat, kombinieren. Um die Verträglichkeit zu verbessern, wird der Weichmacher vorzugsweise mit dem Stabilisator vor Kombinieren beider Verbindungen mit den anderen Komponenten der Farbstoffempfangsschicht kombiniert.
• Weitere Details eines bevorzugten Farbstoffempfangselements werden in der Parallelanmeldung USSN 10/376,188 von Kung et al. beschrieben.
• Wie zuvor erwähnt, kann eine Polyesterschicht 3 aus einem porigen oder nicht porigen Polyestermaterial bestehen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Schicht 3 eine mikroporige Schicht aus einem beliebigen Polyester, üblicherweise aus Polyethylen(terephthalat) oder einem Copolymer davon, worin sich nicht mischbare Partikel befinden, beispielsweise Partikel auf Basis eines Polyolefins mit einer olefinen Hauptkette. Beispiele umfassen Polypropylen, Polyethylen und Polystyrol, insbesondere Polypropylen. Die mikroporige Schicht 3 soll eine Dichte von kleiner als 0,95 g/cm^–3 aufweisen und möglichst eine Dichte zwischen 0,4 und 0,85 g/cm^–3. Die Schicht 3 sollte in diesem Fall ein Porenvolumen von größer als 30 Vol.% aufweisen, wobei ein Porenvolumen von 35–55% typisch ist.
• Falls gewünscht, kann die Schicht 3 auf einem weiteren optionalen Träger angeordnet sein, beispielsweise einem Papierträger. Die Schichten 1, 2 und 3 weisen zusammen eine gesamte Dicke von 20 bis 400 μm auf, wobei Werte von 30–300 oder 50–200 μm typisch sind. Je nach Fertigungsverfahren und gewünschten Endeigenschaften kann das Element ein oder mehrere Substratschichten zwischen den Schichten enthalten. Derartige Schichten sind aus den bekannten Gründen verwendbar, beispielsweise aufgrund der gewünschten Haft- oder Antistatikeigenschaften. Es ist auch möglich, keine Substratschicht zwischen den Schichtenpaaren zu verwenden, insbesondere wenn die benachbarten Schichten coextrudiert werden.
• Wie zuvor erwähnt, kann die Schicht 3 auf einem Träger laminiert werden, vorzugsweise auf einem (mehrschichtigen) Verbundträger, der transparent oder lichtundurchlässig sein kann. Lichtundurchlässige Träger sind u.a. Normalpapier, beschichtetes Papier, harzbeschichtetes Papier, wie polyolefinbeschichtetes Papier, Synthetikpapier, Fotopapierträger, schmelzextrusionsbeschichtetes Papier und polyolefinlaminiertes Papier. Biaxial ausgerichtete Träger beinhalten einen Papiergrundträger und einen biaxial ausgerichteten Polyolefinbogen, typischerweise aus Polypropylen, der auf eine oder beide Seiten des Papiergrundträgers auflaminiert ist. Der Träger kann aus mikroporigen Materialien bestehen, beispielsweise aus polyethylenpolymerhaltigem Material, wie das der Marke Teslin^® von PPG Industries, Inc. aus Pittsburgh, Pennsylvania, USA, Synthetikpapier der Marke Tyvek^® von DuPont Corp., Naturzellstoffpapier und OPPalyte^® Folien von Mobil Chemical Co. sowie andere Verbundfolien, die in US-A5,244,861 genannt werden. Transparente Träger sind u.a. Glas, Cellulosederivative, wie beispielsweise ein Celluloseester, Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat; Polyester, wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(ethylennaphthalat), Poly(-1,4-Cyclohexandimethylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat) und Copolymere davon; Polyimide; Polyamide; Polycarbonate; Polystyrol; Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen; Polysulfone; Polyacrylate; Polyetherimide und Mischungen daraus. Die zuvor aufgeführten Papiere umfassen einen breiten Bereich von Papieren, von hochwertigen Papieren, wie Fotopapieren, bis zu einfachen Papieren, wie Zeitungspapier. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist Papier der Marke Ektacolor von Eastman Kodak Co. verwendbar.
• Farbstoffgeberelement: Das mit dem erfindungsgemäßen thermischen Farbstoffempfangselement verwendete Farbstoffgeberelement umfasst normalerweise einen Träger mit einer darauf angeordneten farbstoffhaltigen Schicht. In dem in der Erfindung verwendeten Farb stoffgeberelement ist ein beliebiger Farbstoff verwendbar, vorausgesetzt, er ist mithilfe von Wärme auf die Farbstoffempfangsschicht übertragbar. Besonders gute Ergebnisse wurden mit sublimierbaren Farbstoffen, wie den Anthrachinonfarbstoffen, erzielt, z.B. Sumikalon Violet RS^® (von Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Dianix Fast Violet 3RFS^® (von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) und Kayalon Polyol Brilliant Blue N-BGM^® sowie KST Black 146^® (von Nippon Kayaku Co., Ltd.); Azofarbstoffen, wie Kayalon Polyol Brilliant Blue BM^®, Kayalon Polyol Dark Blue 2BM^® und KST Black KR^® (von Nippon Kayaku Co., Ltd.), Sumickaron Diazo Black 5G^® (von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Miktazol Black 5GH^® (von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.); Direktfarbstoffen, wie Direct Dark Green B^® (von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) und Direct Brown M^® sowie Direct Fast Black D^® (von Nippon Kayaku Co. Ltd.); Säurefarbstoffen, wie Kayanol Milling Cyanine 5R^® (von Nippon Kayaku Co. Ltd.); Grundfarbstoffen, wie Sumicacryl Blue 6G^® (von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und Aizen Malachite Green^® (von Hodogaya Chemical Co., Ltd.);

  

  oder die in US-A-4,541,830 beschriebenen Farbstoffe. Die zuvor genannten Farbstoffe sind einzeln oder in Kombination verwendbar, um ein monochromes Farbstofftransferbild zu erhalten. Die Farbstoffe sind mit einem Auftrag von 0,05 bis 1 g/m² verwendbar und sind vorzugsweise hydrophob.
• Die Farbstoffe in dem Farbstoffgeberelement sind in einem polymeren Bindemittel, wie Cellulosederivat, dispergiert, z.B. Celluloseacetat-Hydrogenphthalat, Celluloseacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosetriacetat, ein Polycarbonat; Poly(styrol-Coacrylnitril); ein Polysulfon oder ein Poly(phenylenoxid). Das Bindemittel ist mit einem Auftrag von 0,1 bis 5 g/m² verwendbar.
• Die Farbstoffschicht des Farbstoff-Spenderelements kann auf den Träger aufgetragen oder darauf mithilfe einer Drucktechnik, wie einem Tiefdruckverfahren, gedruckt werden. Die Rückseite des Farbstoffgeberelements kann mit einer Gleitschicht beschichtet sein, um zu verhindern, dass der Druckkopf an dem Farbstoffgeberelement festklebt. Eine derartige Gleitschicht könnte ein lumineszierendes Material umfassen, wie beispielsweise ein Surfactant, ein flüssiges Schmiermittel, ein festes Schmiermittel oder Mischungen daraus, und zwar mit oder ohne ein Polymerbindemittel. Bevorzugte Schmiermittel umfassen Öle oder semikristalline organische Feststoffe, die unter 100°C schmelzen, wie Poly(vinylstearat), Bienenwachs, perfluorinierte Alkylesterpolyether, Poly(caprolacton), Carbowax oder Poly(ethylenglycole). Geeignete polymere Bindemittel für die Gleitschicht umfassen Poly(vinylalkohol-Cobutyral), Poly(vinylalkohol-Coacetal), Poly(styrol), Poly(vinylacetat), Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetat oder Ethylcellulose.
• Die Menge des in der Gleitschicht zu verwendenden Schmierstoffs hängt im Wesentlichen von der Art des Schmierstoffs ab, liegt im Allgemeinen aber im Bereich von 0,001 bis 2 g/m². Bei Verwendung eines polymeren Bindemittels beträgt der Anteil des Schmierstoffs zwischen 0,1 und 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 40 Gew.-% des verwendeten polymeren Bindemittels.
• Wie bereits erwähnt, dienen die erfindungsgemäßen Farbstoffgeberelemente und Farbstoffempfangselemente dazu, ein Farbstofftransferbild anzufertigen. Ein derartiges Verfahren umfasst das bildweise Erwärmen eines Farbstoffgeberelements und das Übertragen eines Farbstoffbildes auf eine Farbstoffempfangsschicht, um das Farbstofftransferbild herzustellen.
• Das Farbstoffgeberelement ist in Bogenform oder als Endlosbahn oder Endlosrolle verwendbar. Wenn eine Endlosbahn oder Endlosrolle verwendet wird, kann darauf ausschließlich ein Farbstoff oder es können wechselnde Bereiche unterschiedlicher Farbstoffe angeordnet sein, wie sublimierbare blaugrüne, purpurrote, gelbe, schwarze usw. Farbstoffe, wie in US-A-4,541,830 beschrieben. Somit fallen ein-, zwei-, drei- oder vierfarbige Elemente (oder auch eine höhere Anzahl) in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Farbstoffgeberelement einen Poly(ethylenterephthalat)träger, der mit sich nacheinander wiederholenden Flächen aus Blaugrün-, Purpurrot- und Gelbfarbstoff beschichtet ist, wobei die zuvor genannten Verfahrensschritte nacheinander für jede Farbe durchführbar sind, um ein dreifarbiges Farbstofftransferbild zu erhalten. Wenn der Prozess nur für eine einzelne Farbe durchgeführt wird, dann wird ein monochromes Farbstofftransferbild erzeugt.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines Bildes, das das bildweise, thermische Übertragen von Farbstoffen auf ein erfindungsgemäßes Empfangselement umfasst, so dass die Mikroperlen während des thermischen Druckverfahrens aufweichen.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Farbstoffgeberelement verwendet werden, das einen Poly(ethylenterephthalat)träger umfasst, der mit sich nacheinander wiederholenden Flächen aus Blaugrün-, Purpurrot- und Gelb-Farbstoff beschichtet ist, wobei die zuvor genannten Verfahrensschritte nacheinander für jede Farbe durchführbar sind, um ein dreifarbiges Farbstofftransferbild zu erhalten. Wenn der Prozess nur für eine einzelne Farbe durchgeführt wird, kann ein monochromes Farbstofftransferbild erzeugt werden. Das Farbstoffgeberelement kann zudem einen farblosen Bereich enthalten, der auf das Empfangselement übertragen wird, um eine Schutzschicht zu erzeugen. Die Schutzschicht kann auf das Empfangselement durch gleichmäßiges Erwärmen mit einer Energie übertragen werden, die 85% der Energie entspricht, die zum Drucken einer maximalen Bildfarbstoffdichte erforderlich ist.
• Thermodruckköpfe, die verwendbar sind, um Farbstoff von Farbstoffgeberelementen auf die Empfangselemente zu übertragen, sind kommerziell erhältlich. Beispielsweise sind der Fujitsu Thermokopf (FTP-040MCS001), der TDK Thermokopf F415 HH7-1089 oder der Rohm Thermokopf KE 2008-F3 verwendbar.
• Eine erfindungsgemäße Anordnung für die thermische Farbstoffübertragung umfasst: a) ein wie zuvor beschriebenes Farbstoffgeberelement und b) ein wie zuvor beschriebenes Farbstoffempfangselement, wobei das Farbstoffempfangselement in übergeordneter Beziehung zu dem Farbstoffgeberelement steht, so dass sich die Farbstoffschicht des Geberelements in Kontakt mit der Farbstoffbildempfangsschicht des Empfangselements befindet. Der zuvor genannte Verbund aus diesen beiden Elementen kann als eine integrierte Einheit vormontiert sein, wenn ein monochromes Bild erzeugt werden soll. Hierzu können die beiden Elemente an ihren Rändern vorübergehend miteinander verhaftet sein. Nach dem Übertragen wird das Farbstoffempfangselement getrennt, um das Farbstofftransferbild freizulegen.
• Wenn ein dreifarbiges Bild erzeugt werden soll, wird die zuvor genannte Anordnung drei Mal ausgebildet, während Wärme von dem Thermodruckkopf angelegt wird. Nach Übertragen des ersten Farbstoffs werden die Elemente voneinander getrennt. Ein zweites Farbstoffgeberelement (oder ein anderer Bereich des Geberelements mit einem anderen Farbstoffbereich) wird dann in Registrierung mit dem Farbstoffempfangselement gebracht, und der Prozess wird wiederholt. Die dritte Farbe wird auf gleiche Weise erzeugt.
• In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Farbstoffgeberelement verwendet, das einen Poly(ethylenterephthalat)träger umfasst, der mit sich nacheinander wiederholenden Flächen aus Blaugrün-, Purpurrot- und Gelb-Farbstoff beschichtet ist, wobei die zuvor genannten Verfahrensschritte nacheinander für jede Farbe durchführbar sind, um ein dreifarbiges Farbstofftransferbild zu erhalten. Wenn der Prozess nur für eine einzelne Farbe durchgeführt wird, wird ein monochromes Farbstofftransferbild erzeugt. Das Farbstoffgeberelement kann zudem einen farblosen Bereich enthalten, der auf das Empfangselement übertragen wird, um eine Schutzschicht zu erzeugen. Die Schutzschicht wird auf das Empfangselement durch gleichmäßiges Erwärmen mit einer Energie übertragen, die 85% der Energie entspricht, die zum Drucken einer maximalen Bildfarbstoffdichte erforderlich ist.
• Thermodruckköpfe, die verwendbar sind, um Farbstoff von Farbstoffgeberelementen auf die erfindungsgemäßen Empfangselemente zu übertragen, sind kommerziell erhältlich. Beispielsweise sind der Fujitsu Thermokopf (FTP040 MCS001), der TDK Thermokopf F415 HH7-1089 oder der Rohm Thermokopf KE 2008-F3 verwendbar. Alternativ hierzu sind andere bekannte Energiequellen für die thermische Farbstoffübertragung verwendbar, etwa Laser, wie z.B. in GB 2,083,726 A beschrieben.
• Eine erfindungsgemäße Anordnung für die thermische Farbstoffübertragung umfasst (a) ein Farbstoffgeberelement und (b) ein Farbstoffempfangselement, wie zuvor beschrieben, wobei das Farbstoffempfangselement in übergeordneter Beziehung zu dem Farbstoffgeberelement steht, so dass sich die Farbstoffschicht des Geberelements in Kontakt mit der Farbstoffbildempfangsschicht des Empfangselements befindet.
• Wenn ein dreifarbiges Bild erzeugt werden soll, wird die zuvor genannte Anordnung drei Mal ausgebildet, während Wärme von dem Thermodruckkopf angelegt wird. Nach Übertragen des ersten Farbstoffs werden die Elemente voneinander getrennt. Ein zweites Farbstoffgeberelement (oder ein anderer Bereich des Geberelements mit einem anderen Farbstoffbereich) wird dann in Registrierung mit dem Farbstoffempfangselement gebracht, und der Prozess wird wiederholt. Die dritte Farbe wird auf gleiche Weise erzeugt.
• Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Sie dienen nicht dem Zweck, alle denkbaren Abwandlungen der Erfindung darzustellen. Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich die Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf Gewicht.
• Beispiele
• Nachfolgend wird ein anschauliches Beispiel eines möglichen Verfahrens zur Herstellung der vernetzten organischen und mit einem Gleitmittel beschichteten Polymers beschrieben. In diesem Beispiel ist das Polymer ein Polymethyl(methacrylat), das mit Divinylbenzen vernetzt ist. Die vernetzten organischen Mikroperlen sind mit Siliciumdioxid beschichtet. Die vernetzten organischen Mikroperlen können mithilfe eines Verfahrens hergestellt werden, in dem Monomertröpfchen, die einen Initiator enthalten, auf gegebene, massive Polymerkugeln derselben Größe wie die Monomertröpfchen bemessen und erwärmt werden können. Eine Was serphase wird durch Kombination von 71 destilliertem Wasser, 1,5 g Kaliumdichromat (Polymerisationsinhibitor für die wässrige Phase), 250 g Polymethylaminethanoladipat (Promoter) und 350 g LUDOX^® (eine kolloidale Suspension aus 50% Siliciumdioxid von DuPont) hergestellt. Eine Monomerphase wird durch Kombination von 3317 g Methyl(methacrylat), 1421 g Divinylbenzen (55% aktives Vernetzungsmittel und 45% Ethylvinylbenzen, das Teil der Methyl(methacrylat)polymerkette) bildet, und 45 g VAZO^® 52 (einem monomerlöslichen Initiator von DuPont) hergestellt. Die Mischung wird durch einen Homogenisierer gegeben, um Tröpfchen von 1,7 μm zu erhalten. Die Suspension wird über Nacht auf 52°C erwärmt, um 4,3 kg allgemein sphärischer, vernetzter, organischer Mikrokugeln mit einem mittleren Durchmesser von ca. 5 μm mit enger Größenverteilung (ca. 1–3 μm) zu erhalten. Der Molanteil von Styrol und Ethylvinylbenzen zu Divinylbenzen beträgt ca. 6,1%. Die Konzentration von Divinylbenzen ist nach oben oder unten einstellbar, um mit dem aktiven Vernetzungsmittel eine Vernetzung von ca. 2,5–50% (vorzugsweise 10–40%) zu erzielen.
• Beispiel 1
• Herstellung des mikroporigen Folienträgers:
• Eine 2-schichtige Folie mit Schicht 2 und Schicht 3, die eine porige Polyestermatrix umfasst, ist auf folgende Weise herstellbar. Die zur Herstellung von Schicht 2 der Folie verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 35 Gew.-% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (ein amorphes Polyesterharz von Eastman Chemical Company), 35 Gew.-% Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) und 30 Gew.% vernetztes, sphärisches Poly(methylmethacrylat), (PMMA) in Form von vernetzten organischen Perlen von 1,7 μm Durchmesser. Die vernetzten organischen Perlen wurden mittels des vorstehend beschriebenen begrenzten Koaleszenzverfahrens hergestellt. Das perlige Poly(methylmethacrylat) wurde mit dem Polyesterblend durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder kompoundiert, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, um Pellets der Harzmischung zu erzeugen. Dann wurde das Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) mit Polypropylen ("PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blends, trocken gemischt. Dieses Blend wurde anschließend mit den zuvor genannten PMMA-/Polyesterpellets im Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt. Die fertige Mischung wurde in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
• Als Material für Schicht 3 wurde PET (#7352 von Eastman Chemicals) mit Polypropylen ("PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 20 Gew.-% trocken gemischt und in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
• Es wurden gegossene Folien coextrudiert, um eine kombinierte Struktur aus Schicht 2 und Schicht 3 herzustellen, wobei die PET/PP-Mischung der Schicht (3) mit einem 2–1/2'' Extruder und die kompoundierten Pellets der Schicht (2) mit einem 1'' Extruder extrudiert wurden. Die Schmelzströme von 275°C wurden in ein Vielfach-Spritzgießwerkzeug gegeben, das ebenfalls auf 275°C erwärmt wurde. Die aus dem Werkzeug austretende, extrudierte Folie wurde auf eine auf 55°C eingestellte Abkühlwalze gegossen. Das PP in der PET-Matrix der Schicht (3) dispergierte während der Extrusion zu Kügelchen von 10 bis 30 μm Größe. Das endgültige Maß der gegossenen Endlosfolie betrug 18 cm in der Breite und 480 μm in der Dicke. Schicht (3) war 350 μm dick, während Schicht (2) 130 μm dick war. Die gegossene Folie wurde bei 110°C zunächst um das 3,0-fache in X-Richtung und dann um das 3,4-fache in Y-Richtung gestreckt. Die gestreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet.
• Herstellung des Farbstoffempfangselements:
• Ein thermisches Farbstoffempfangselement wurde aus dem vorstehend genannten Empfangselementträger hergestellt, indem zunächst das vorstehend genannte Empfangselement auf einen 177,8 μm (7 mil) dicken fotografischen Papierträger auflaminiert und dann in der genannten Reihenfolge mit den folgenden Schichten auf der obersten Oberfläche (Schicht 2) der mikroporigen Folie beschichtet wurde:
• a) einer Substratschicht aus Prosil 221 (0,055 g/m²) und PROSIL 2210 (0,055 g/m²) (PCR Inc.) (beides Organooxysilane), zusammen mit LiCl (0,0033 g/m²) in einer Ethanol-Methanol-Wassermischung. Die resultierende Lösung (0,1133 g/m²) enthielt ungefähr 1% der Silankomponente, 1% Wasser und 98% 3A Alkohol.
• b) einer Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, die ein statistisches Terpolymer aus Bisphenol A Polycarbonat (50 Mol.%), Diethylenglycol (49 Mol.%) und Polydimethylsiloxan (1 Mol.%) (2500 MW) Blockeinheiten (0,66 g/m²) enthielt, ein statistisches Polyesterterpolymer aus 1,4-Cyclohexylterephthalat, Ethylenglycol und 4,4'-Bis(hydroxyethyl)bisphenol A (1,74 g/m²), GE LEXAN 141-112 (ein Bisphenol A Polycarbonat) (General Electric Co.) (1,43 g/m²), Drapex 429 Polyesterweichmacher (Witco Corp.) (0,20 g/m²), Dioctylsebacat (Aldrich Co.) (0,20 g/m²), TINUVIN 123 (ein gehinderter Aminoether) (Ciba Chem. Co.) (0,40 g/m²) und FLUORAD FC-431 (ein perfluoriniertes Alkylsulfonamidalkylester-Surfactant) (3M Co.) (0,011 g/m²), aufgetragen aus einer Lösungsmittelmischung aus Dichlormethan und Trichlorethylen.
• Für die nachstehenden Beispiele 2 bis 4 wurde die Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, integriert mit Schicht 2 und 3 coextrudiert. Die zum Extrudieren der Farbmittelempfangsschicht verwendeten Harzpellets wurden formuliert, indem folgende Komponenten in einen Doppelschnecken-Kompoundierextruder eingebracht wurden, der auf 210°C erwärmt wurde:
• 1) Polyester: 157,45 kg (914,46 Mol) Cis- und Transisomere aus Cyclohexandicarbonsäure, 144,66 kg (457,23 Mol) Bisphenol-A-Diethanol, 2,45 kg (18,29 Mol) Trimethylolpropan, 66,47 kg (460,89 Mol) Cis- und Transisomere aus Cyclohexandimethanol und 82,51 g Butylzinnsäurekatalysator wurden einem Polyestergefäß mit 567,8 l (150 Gallonen) Fassungsvermögen zugegeben, das mit einem niedrig drehenden Schraubenrührer ausgerüstet war. Die Charge wurde auf eine Endtemperatur von 275°C erwärmt. Die Destillation des Wassernebenprodukts der Veresterungsreaktion begann bei über 171°C und setzte sich über die Dauer von zwei Stunden während der Aufwärmung fort. Zwei Stunden später bei einer Innentemperatur von 267°C wurde der Druck im Reaktionsgefäß von 10 mm Hg je Minute auf 3 mm Hg Absolutdruck heruntergefahren. Nach zwei Stunden unter Vakuum wurde der Druck auf 1 mm Hg reduziert. Nach 3 Stunden und 30 Minuten insgesamt unter Vakuum wurde das Vakuum mit Stickstoff abgebaut und der sehr viskose Polyester wurde aus dem Reaktionsgefäß in Schalen abgelassen, um über Nacht abkühlen zu können. Der verfestigte Polyester wurde durch ein 1/4-Zoll-Sieb gemahlen. Die inhärente Viskosität in Methylenchlorid bei 0,25% Feststoffen betrug 0,58, das absolute Molekulargewicht betrug 102.000, die Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn betrug 6,3 und die Glasübergangstemperatur, DSC, bei zweiter Erwärmung betrug 55,8°C.
• 2) Polycarbonat (Lexan^® 141 von GE Polymers) bei 29.2 Gew.-%
• 3) Polyesterelastomer mit Silicon (MB50-10 von Dow Corning) bei 4 Gew.-%
• 4) Dioctylsebacat (von Acros Organics) bei 2,6 Gew.%
• 5) Poly(1,3-Butylenglycoladipat) (Admex^® 429) bei 2,6 Gew.%
• 6) Stabilisator (Weston^® 619) bei 0,2%
• Die geschmolzene Mischung wurde als ein Strang in einem Wasserbad extrudiert und dann pelletisiert.
• Beispiel 2
• Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines alternativen, erfindungsgemäßen, mikroporigen Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselements. Eine 3-schichtige Folie mit Schicht 1, 2 und Schicht 3, die eine porige Polyestermatrix umfasst, ist auf folgende Weise herstellbar. Die zur Herstellung von Schicht 2 der Folie verwendeten Materialien waren eine kompoundierte Mischung aus 35 Gew.-% PETG 6763 Harz (IV = 0,73 dl/g) (ein amorphes Polyesterharz von Eastman Chemical Company), 35 Gew.-% Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) und 30 Gew.% vernetztes, sphärisches Poly(methylmethacrylat), (PMMA) in Form von vernetzten organischen Perlen von 1,7 μm Durchmesser. Die vernetzten organischen Perlen wurden mittels des vorstehend beschriebenen begrenzten Koaleszenzverfahrens hergestellt. Das perlige Poly(methylmethacrylat) wurde mit dem Polyesterblend durch Mischen in einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder kompoundiert, der an eine Pelletierdüse angeschlossen war, um Pellets der Harzmischung zu erzeugen. Dann wurde das Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) mit Polypropylen ("PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blends, trocken gemischt. Dieses Blend wurde anschließend mit den zuvor genannten PMMA-/Polyesterpellets im Gewichtsverhältnis von 1:1 gemischt. Die fertige Mischung wurde in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
• Als Material für Schicht 3 wurde PET (#7352 von Eastman Chemicals) in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet.
• Die wie zuvor formulierten Harzpellets für die extrudierte Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, wurden in einem Exsikkator bei 50°C für 12 Stunden getrocknet.
• Es wurden gegossene Folien coextrudiert, um eine dreischichtige Struktur herzustellen, wobei die PET-Schicht 3 mit einem 2–1/2'' Extruder, die kompoundierten Pellets aus Polyester, Polypropylen und Mikroperlen der Schicht 2 mit einem 1'' Extruder und die kompoundierten Pellets der Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, mit einem 3/4''-Extruder extrudiert wurden.
• Die Schichten 2 und 3 wurden bei 275°C extrudiert, während Schicht 1 bei 250°C extrudiert wurde. Die Schmelzströme wurden in ein Vielfach-Spritzgießwerkzeug (17,78 cm/7 Zoll) gegeben, das auf 275''C erwärmt wurde. Die aus dem Werkzeug austretende, extrudierte Folie wurde auf eine auf 55°C eingestellte Abkühlwalze gegossen. Das endgültige Maß der gegossenen Endlosfolie betrug 18 cm in der Breite und 480 μm in der Dicke. Schicht (3) war 310 μm dick, Schicht (2) war 130 μm dick und Schicht 1 war 40 μm dick. Die gegossene Folie wurde bei 110°C zunächst um das 3,0-fache in X-Richtung und dann um das 3,4-fache in Y-Richtung gestreckt. Die gestreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet. Die Verbundfolie wurde dann auf einen fotografischen Papierträger von 177,7 μm (7 mil) auflaminiert.
• Beispiel 3 (Vergleich)
• Dieses Beispiel zeigt die Herstellung mikroporiger Farbstofftransfer-Farbstoffbildempfangselemente für Vergleichszwecke mit der vorliegenden Erfindung, worin eine Vergleichsschicht 2 ausschließlich vernetzte organische Perlen umfasst. Ein Doppelschneckenextruder des Typs LEISTRITZ 27 mm, der auf 275°C erwärmt wurde, wurde benutzt, um 1,7 μm große Perlen, die aus 70 Gew.-% Methylmethacrylat, vernetzt mit 30 Gew.-% Divinylbenzen (Tg = 160°C), bestanden, mit 130 μm großen Perlen in einer 1:1 Mischung aus Poly(ethylenterephthalat) zu mischen ("PET", kommerziell erhältlich als #7352 von Eastman Chemicals) und PETG 6763 Polyestercopolymer (Poly(1,4-Cyclohexylendimethylenterephthalat)) von Eastman Chemicals). Alle Komponenten wurden in die Kompoundiermaschine gegeben, wobei ein Durchgang ausreichte, um die Perlen in die Polyestermatrix zu dispergieren. Die Mikroperlen wurden zugegeben, um eine Beladung mit 30 Gew.-% zu erzielen. Das kompoundierte Material wurde durch eine Strangdüse extrudiert, in einem Wasserbad abgekühlt und dann pelletisiert. Die Pellets wurden dann in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet. Die wie zuvor formulierten Harzpellets für die extrudierte Farbstoffempfangsschicht wurden in einem Exsikkator bei 50°C für 12 Stunden getrocknet.
• Für Schicht 3 wurde PET (#7352 von Eastman Chemicals) in einem Exsikkator bei 150°C für 12 Stunden getrocknet.
• Es wurden gegossene Folien coextrudiert, um eine dreischichtige Struktur herzustellen, wobei die PET-Schicht 3 mit einem 2–1/2'' Extruder, die kompoundierten Pellets aus Polyester und Mikroperlen der Schicht 2 mit einem 1'' Extruder und die kompoundierten Pellets der Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, mit einem 3/4''-Extruder extrudiert wurden. Die Schichten 2 und 3 wurden bei 275°C extrudiert, während Schicht 1 bei 250°C extrudiert wurde. Die Schmelzströme wurden in ein Vielfach-Spritzgießwerkzeug (17,78 cm/7 Zoll) gegeben, das auf 275''C erwärmt wurde. Die aus dem Werkzeug austretende, extrudierte Folie wurde auf eine auf 55°C eingestellte Abkühlwalze gegossen. Das endgültige Maß der gegossenen Endlosfolie betrug 18 cm in der Breite und 480 μm in der Dicke. Schicht (3) war 310 μm dick, Schicht (2) war 130 μm dick und Schicht 1 war 40 μm dick. Die gegossene Folie wurde bei 110°C zunächst um das 3,0-fache in X-Richtung und dann um das 3,4-fache in Y-Richtung gestreckt. Die gestreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet. Die Verbundfolie wurde dann auf einen fotografischen Papierträger von 177,7 μm (7 mil) auflaminiert.
• Beispiel 4 (Vergleich)
• Dieses Beispiel zeigt die Herstellung mikroporiger Farbstofftransferempfangselemente für Vergleichszwecke mit der vorliegenden Erfindung, worin eine Vergleichsschicht 2 ausschließlich nicht vernetzte Polymerpartikel umfasst, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind. Polyethylenterephthalat (PET #7352 von Eastman Chemicals) wurde mit Polypropylen ("PP", Huntsman P4G2Z-073AX) bei 20 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Blends, trocken gemischt. Diese Mischung wurde in einem Exsikkator bei 65°C für 12 Stunden getrocknet. Die wie zuvor formulierten Harzpellets für die extrudierte Farbstoffempfangsschicht wurden in einem Exsikkator bei 50°C für 12 Stunden getrocknet.
• Dann wurde PET (#7352 von Eastman Chemicals) in einem Exsikkator bei 150°C für 12 Stunden getrocknet.
• Es wurden gegossene Folien coextrudiert, um eine dreischichtige Struktur herzustellen, wobei die PET-Schicht 3 mit einem 2–1/2'' Extruder, die gemischten Pellets aus Polyester und Polypropylen der Schicht 2 mit einem 1'' Extruder und die kompoundierten Pellets der Farbstoffempfangsschicht, Schicht 1, mit einem 3/4''-Extruder extrudiert wurden. Die Schichten 2 und 3 wurden bei 275°C extrudiert, während Schicht 1 bei 250°C extrudiert wurde. Die Schmelzströme wurden in ein Vielfach-Spritzgießwerkzeug (17,78 cm/7 Zoll) gegeben, das auf 275''C erwärmt wurde. Die aus dem Werkzeug austretende, extrudierte Folie wurde auf eine auf 55°C eingestellte Abkühlwalze gegossen. Das endgültige Maß der gegossenen Endlosfolie betrug 18 cm in der Breite und 480 μm in der Dicke. Schicht (3) war 310 μm dick, Schicht (2) war 130 μm dick und Schicht 1 war 40 μm dick. Die gegossene Folie wurde bei 110°C zunächst um das 3,0-fache in X-Richtung und dann um das 3,4-fache in Y-Richtung gestreckt. Die gestreckte Folie wurde dann bei 150°C wärmegehärtet. Die Verbundfolie wurde dann auf einen fotografischen Papierträger von 177,7 μm (7 mil) auflaminiert.
• Herstellung der Farbstoffempfangselemente:
• In dem Beispiel wurde als Farbstoffgeber ein Farbband des Typs Kodak Ektatherm Extra-Life^® verwendet.
• Farbstoffgeberelement
• Es wurde ein schützendes Farbstoffgeberelement aus 4 Feldern durch Beschichten eines 6 μm dicken Poly(ethylenterephthalat)trägers hergestellt, das folgendes umfasste:
• 1) eine Substratschicht aus Titanalkoxid (DuPont TYZOR TBT^®) (0,12 g/m²) aus n-Propylacetat und n-Butylalkohol-Lösungsmittelmischung sowie
• 2) eine Gleitschicht aus Aminopropyldimethyl-endständigem Polydimethylsiloxan, PS513^® (United Chemical Technologies) (0,01 g/m²), einem Poly(vinylacetal)bindemittel, KS-1, (Sekisui Co.), (0,38 g/m²), p-Toluensulfonsäure (0,0003 g/m²), Polymethylsilsesquioxankörnern 0,5 μm (0,06 g/m²) und Candellilawachs (0,02 g/m²), aufgetragen aus einer Lösungsmittelmischung aus Diethylketon und Methanol.
• Auf der gegenüberliegenden Seite wurde der Träger beschichtet mit:
• 1) einer in Feldern aufgetragenen Substratschicht aus Titanalkoxid (TYZOR TBT^®) (0,13 g/m²) aus n-Propylacetat und n-Butylalkohol-Lösungsmittelmischung sowie
• 2) sich wiederholenden Feldern aus Gelb-, Purpurrot- und Blaugrünfarbstoff, der die nachfolgend genannten Zusammensetzungen über der Substratschicht enthielt, und einem Schutzfeld auf dem substratfreien Teil, wie nachfolgend bezeichnet.
• Die gelbe Zusammensetzung enthielt 0,07 g/m² des ersten zuvor bezeichneten Gelbfarbstoffs, 0,09 g/m² des zweiten zuvor bezeichneten Gelbfarbstoffs, 0,25 g/m² CAP48220 (20 s Visko sität) Celluloseacetatpropionat, 0,05 g/m² Paraplex G-25^® Weichmacher und 0,004 g/m² Divinylbenzenkörner (2 μm Körner) in einer Lösungsmittelmischung aus Toluol, Methanol und Cyclopentanon (66,5/28,5/5).
• Die purpurrote Zusammensetzung enthielt 0,07 g/m² des ersten zuvor bezeichneten Purpurrotfarbstoffs, 0,14 g/m² des zweiten zuvor bezeichneten Purpurrotfarbstoffs, 0,06 g/m² des dritten zuvor bezeichneten Purpurrotfarbstoffs, 0,28 g/m² CAP482-20 (20 s Viskosität) Celluloseacetatpropionat, 0,06 g/m² Paraplex G-25^® Weichmacher, 0,05 g/m² monomeres Glas, wie nachfolgend bezeichnet, und 0,005 g/m² Divinylbenzenkörner (2 μm Körner) in einer Lösungsmittelmischung aus Toluol, Methanol und Cyclopentanon (66,5/28,5/5).
• Die blaugrüne Zusammensetzung enthielt 0,10 g/m² des ersten zuvor bezeichneten Blaugrünfarbstoffs, 0,09 g/m² des zweiten zuvor bezeichneten Blaugrünfarbstoffs, 0,22 g/m² des dritten zuvor bezeichneten Blaugrünfarbstoffs, 0,23 g/m² CAP482-20 (20 s Viskosität) Celluloseacetatpropionat, 0,02 g/m² Paraplex G-25^® Weichmacher, 0,04 g/m² monomeres Glas, wie nachfolgend bezeichnet, und 0,009 g/m² Divinylbenzenkörner (2 μm Körner) in einer Lösungsmittelmischung aus Toluol, Methanol und Cyclopentanon (66,5/28,5/5).
• Die Schutzfelder enthielten eine Mischung aus Poly(vinylacetal) (0,53 g/m²) (Sekisui KS-10), kolloidalem Siliciumdioxid IPA-ST (Nissan Chemical Co.) (0,39 g/m²) und 0,09 g/m² Divinylbenzenkörner (4 μm Körner), die aus einer Lösungsmittelmischung aus Diethylketon und Isopropylalkohol (80:20) aufgetragen wurden. Monomeres Glas

  

  wobei R steht für

  
• Bewertung der Farbstofftransfer-Druckqualität
• Aus den zuvor genannten Farbstoffgeber- und Farbstoffempfangselementen wurde durch Bedrucken des Verbundelements aus Geber und Empfänger in einem Drucker des Typs KODAK 8650 Thermal Printer ein Vollfarbenbild mit elf Dichtestufen erstellt. Das Farbstoffgeberelement wurde in Kontakt mit der polymeren Empfangsschichtseite des Empfangselements gebracht. Die Anordnung aus Geber und Empfänger wurde auf einer 18 mm starken Auflagewalze platziert, und ein TDK Thermokopf des Typs LV5406A mit einer Kopflast von 6,35 kg wurde gegen die Auflagewalze gedrückt. Der TDK Thermokopf des Typs LV5406A besitzt 2560 unabhängig adressierbare Heizelemente mit einer Auflösung von 300 Punkten/Zoll und einem mittleren Widerstand von 3314 Ω. Die Bebilderungselektronik wurde aktiviert, nachdem eine Druckkopftemperatur von 36,4°C erreicht worden war. Die Anordnung wurde zwischen dem Druckkopf und der Auflagewalze mit 16,9 mm/s durchgezogen. Die Widerstandselemente in dem Thermodruckkopf wurden alle 76 μs impulsweise für 58 μs eingeschaltet. Die maximale Dichte erforderte 64 Einschaltimpulse pro gedruckter Zeile von 5,0 ms. Die angelegte Spannung betrug 13,6 V, was zu einer Spitzenmomentleistung von ca. 58,18 × 10–3 Watt/Punkt führte; die zum Drucken mit Maximaldichte erforderliche Gesamtenergie betrug 0,216 mJoule/Punkt. Dieser Druckvorgang erwärmte das Laminat gleichmäßig mithilfe des Thermokopfes, um das Laminat dauerhaft auf den Druckstoff aufzubringen. Der Geberträger wurde abgezogen, während der Drucker seinen Aufheizzyklus durchlief, wodurch das Laminat auf dem bebilderten Empfangselement verblieb.
• Die Sichtprüfung der Bilder erfolgte nach Drucken der Empfangselemente. Die Farbdichte der Beispiele 1 bis 3 war gut, während die des Beispiels 4 nur befriedigend ausfiel. Eine körnige Erscheinung ist in Bildern sehr störend und reduziert ihren kommerziellen Wert erheblich. Die Beurteilung der Körnigkeit in den gedruckten Bereichen mit niedriger Dichte aus Beispiel 1 bis 3 war gut, während die aus Beispiel 4 schlecht war.
• Die folgende Tabelle 1 fasst die Bildqualität aus Beispiel 1 bis 4 zusammen und enthält eine Beschreibung der in Schichten 2 und 3 verwendeten Materialien sowie des Verfahrens, mithilfe dessen Schicht 1 erzeugt worden war. Außerdem zeigt sie die Reißfestigkeit der Medien während der Verarbeitung sowie die relativen Kosten der Medien anhand der verwendeten Materialien im Überblick.
• Tabelle 1

  
• Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Mischung aus Mikroperlen und unmischbarem Polymer, in diesem Fall Polypropylen, ein verarbeitungsfähiges thermisches Farbstofftransferempfangselement zu günstigen Kosten mit guter Bilddichte und guter (niedriger) Körnigkeit bei guter Reißfestigkeit liefert.

Claims (10)

1. Empfangselement für die thermische Farbstoffübertragung mit: a) einer Farbempfangsschicht (1); b) einer mikroporigen Schicht (2) unterhalb von Schicht (1) mit einer Polyestermatrix in kontinuierlicher Phase und einer darin dispergierten Mischung aus vernetzten organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Polymerpartikeln, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, wobei Schicht (2) ein Porenvolumen von mindestens 25% aufweist; c) einer Substratschicht (3) unterhalb von Schicht (2) aus einem porigen oder nicht porigen Polyestermaterial; und d) einem Träger (4) unterhalb von Schicht (3).
2. Element nach Anspruch 1, worin die mikroporige Schicht (2) eine Dichte von weniger als 0,95 g/cm^–3 aufweist.
3. Element nach Anspruch 1, worin das Volumenverhältnis der vernetzten, organischen Mikroperlen zu dem Volumen der nicht vernetzten Polymerpartikel, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, zwischen 4:1 und 1:4 beträgt.
4. Anordnung für die thermische Farbstoffübertragung mit einem Farbstoffgeberelement und dem Empfangselement für die Farbstoffübertragung nach Anspruch 1.
5. Verfahren zur Ausbildung eines Bildes, das die bildweise thermische Übertragung von Farbstoffen auf das Element nach Anspruch 1 umfasst.
6. Verfahren zur Anfertigung eines Empfangselements für die Farbstoffübertragung mit folgenden Schritten: a) Coextrudieren zur Ausbildung eines gegossenen Verbundfilms aus mindestens zwei Schichten, einer ersten Schicht, die ein nicht poriges, thermoplastisches Polymermaterial umfasst, und einer zweiten Schicht, die eine Polymermatrix in kontinuierlicher Phase umfasst, mit darin dispergierten, vernetzten, organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Partikeln, die mit der Polymermatrix nicht mischbar sind; b) biaxiales Strecken des gegossenen Verbundfilms zur Reduzierung seiner Dicke, wodurch ein orientierter Verbundfilm entsteht, der als erste Schicht eine Farbstoffempfangsschicht und als zweite Schicht eine mikroporige, nachgiebige Schicht umfasst; und c) Laminieren des orientierten Verbundfilms auf einen Träger derart, dass die mikroporige, nachgiebige Schicht zwischen der Farbempfangsschicht und dem Träger liegt, zur Herstellung des Empfangselements für die thermische Farbstoffübertragung.
7. Verfahren nach Anspruch 6, worin eine dritte Schicht, die eine Polymermatrix in kontinuierlicher Phase enthält, in der nicht vernetzte Polymerpartikel dispergiert sind, die mit der Polyestermatrix nicht mischbar sind, in Schritt (a) coextrudiert wird, um den Verbundfilm auszubilden, worin die dritte Schicht auf der Seite der zweiten Schicht angeordnet ist, die der ersten Schicht gegenüber liegt, und die dem Träger am nächsten liegt, wenn der Verbundfilm auf den Träger laminiert wird.
8. Verfahren zur Anfertigung eines Empfangselements für die Farbstoffübertragung mit folgenden Schritten: a) Coextrudieren zur Ausbildung eines gegossenen Verbundfilms aus mindestens drei Schichten, einer ersten Schicht, die ein nicht poriges, thermoplastisches Polymermaterial umfasst, einer zweiten Schicht, die eine Polymermatrix in kontinuierlicher Phase umfasst, mit darin dispergierten, vernetzten, organischen Mikroperlen und nicht vernetzten Partikeln, die mit der Polymermatrix nicht mischbar sind, und einer dritten Schicht, die ein poriges oder nicht poriges thermoplastisches Material umfasst; und b) Strecken des gegossenen Verbundfilms zur Reduzierung seiner Dicke, wodurch ein orientierter Verbundfilm entsteht, der als erste Schicht eine Farbstoffempfangsschicht, als zweite Schicht eine mikroporige, nachgiebige Schicht und als dritte Schicht eine mikroporige oder nicht mikroporige Unterschicht umfasst.
9. Element nach einem der Ansprüche 1–3, worin die Farbstoffempfangsschicht ein Polyester und/oder Polycarbonat umfasst.
10. Element nach Anspruch 9, worin die Farbstoffempfangsschicht eine Mischung aus Polyester und Polycarbonat in einem Gewichtsverhältnis von 90:10 bis 10:90 umfasst.