DE602005001226T2 - Thermotransfer- Farbstoff - Donorflächengebilde für Aufzeichnung mittels Laser. - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Donorelemente zum Farbproofing, die eine höhere Lagerfähigkeit aufweisen, sowie Verfahren zur Herstellung und Verwendung der Farbproofing-Donorelemente. Insbesondere beinhaltet die vorliegende Erfindung die Beifügung eines thermisch aktivierten Vernetzungsmittels, das die Stabilität eines kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffes verbessern kann.
  • Für den Handel besteht die entscheidende Notwendigkeit, vor der Herstellung einer Druckauflage einen Farbproof zu erhalten, der zumindest die Feinheiten und den Farbtonumfang des Bildes genau darstellt. In vielen Fällen ist es auch erwünscht, dass der Farbproof die Bildqualität und das Rastermuster der Drucke, die auf der Druckmaschine erhalten werden, genau darstellt. In der Abfolge der Arbeitsgänge, die zur Herstellung eines mit Tinte gedruckten Vollfarbbildes notwendig sind, ist ein Proof auch erforderlich, um die Genauigkeit der Farbtrennungsdaten, mit denen die endgültigen drei oder mehr Druckplatten oder -zylinder hergestellt werden, zu überprüfen.
  • Im allgemeinen wird das Bild bei einem Farbproof erzeugt, indem ein farbgebender Stoff (z. B. ein Farbstoff, ein Pigment, eine metallische oder weiße und opake Spotfarbe) unter dem Einfluss von Energie von einer Energiequelle, wie z. B. einem Thermodruckkopf oder einem Laser, von einem Donorelement auf ein Rezeptorelement übertragen wird. Diese Übertragung kann per Massetransfer oder Farbstofftransfer stattfinden.
  • Bei einem Massetransfersystem wird der Großteil des Materials auf dem Donorelement (z. B. der farbgebende Stoff, das Bindemittel und Additive) auf das Rezeptorelement übertragen. Typischerweise kann dies entweder durch einen Schmelzvorgang oder durch einen Ablationsvorgang geschehen. Bei einem Schmelzvorgang wird das Donormaterial erweicht oder geschmolzen. Dieses erweichte oder geschmolzene Material fließt dann hinüber zum Rezeptor. Dies ist typischerweise der bei einem thermisch induzierten Wachstransfersystem ablaufende Vorgang. Bei einem Ablationsvorgang werden typischerweise Gase erzeugt, die das Donormaterial explosionsartig zum Rezeptor hinübertreiben. Dies resultiert aus einer wenigstens teilweisen Verdampfung des Bindemittels oder anderer Additive in und/oder unter einer Schicht des Donormaterials, wodurch vorwärts treibende Kräfte erzeugt werden, die den farbgebenden Stoff zum Rezeptor treiben.
  • Bei einem Farbproof, der von einem Massetransfersystem erzeugt wurde, ist das Bild typischerweise ein Rasterbild. Bei einem System, das Rasterbilder erzeugt, liefert die Übertragung ein Bi-Level-Bild, wobei entweder kein oder ein vorgegebener Dichtewert in Form diskreter Punkte (d. h. Pixel) übertragen wird. Diese Punkte können zufällig oder regelmäßig pro Flächeneinheit verteilt sein, sind aber normalerweise zu klein, um durch das bloße Auge aufgelöst zu werden. Daher wird die wahrgenommene optische Dichte bei einem Rasterbild von der Größe und der Anzahl diskreter Punkte pro Flächeneinheit bestimmt. Je geringer der Bruchteil einer Flächeneinheit ist, der durch die Punkte bedeckt ist, desto weniger dicht wird das Bild einem Betrachter erscheinen.
  • Bei einem Farbstofftransfersystem wird nur der farbgebende Stoff vom Donor zum Rezeptor übertragen. Der farbgebende Stoff wird also ohne Bindemittel oder andere Additive übertragen. Dies kann entweder durch einen Diffusionsvorgang oder einen Sublimationsvorgang geschehen.
  • Bei einem Farbproof, der von einem Farbstofftransfersystem erzeugt wurde, ist das Bild typischerweise ein Halbtonbild (d. h. ein Contone Image). Bei einem Halbtonbild oder Contone Image ist die wahrgenommene optische Dichte eine Funktion der Menge an farbgebendem Stoff pro Pixel, wobei höhere Dichten durch Übertragung größerer Mengen an farbgebendem Stoff erhalten werden. Um Rasterbilder unter Verwendung eines thermischen Farbstofftransfersystems nachzubilden, kann ein Laserstrahl durch elektronische Signale, die die Form und Farbe des Originalbildes wiedergeben, so moduliert werden, dass der Farbstoff nur in jenen Bereichen erhitzt und schließlich verdampft wird, wo der Farbstoff auf dem Rezeptorelement verlangt wird, um die Farbe des Originalobjekts zu rekonstruieren. Weitere Einzelheiten dieses Verfahrens sind in der GB-Veröffentlichung Nr. 2,083,726 (3M) offenbart. Die US-Patente Nr. 4,876,235 (DeBoer) und 5,017,547 (De Boer) offenbaren auch ein thermisches Farbstofftransfersystem, bei welchem die wahrgenommene optische Dichte durch Steuerung der Tonwertabstufung oder Dicke (Dichte) des farbgebenden Stoffes pro Pixel erhalten wird. Bei diesem System enthält das Rezeptorelement auch Abstandskügelchen, um den Kontakt zwischen Donorelement und Rezeptorelement zu verhindern. Dies erlaubt es dem Farbstoff, ohne das Bindemittel zum Rezeptorelement hinüber zu diffundieren oder zu sublimieren.
  • Die Form und/oder Definition der Punkte kann die Qualität des Bildes beeinflussen. Beispielsweise werden Punkte mit besser definierten und schärferen Rändern Bilder liefern, deren Farben besser reproduzierbar und genauer sind. Die Form und/oder Definition der Punkte wird typischerweise durch den Mechanismus des Bildtransfers vom Donorelement zum Rezeptorelement bestimmt. Durch die vorwärts treibenden Kräfte in einem Ablationssystem neigt der farbgebende Stoffbeispielsweise dazu, zu „streuen" und weniger gut definierte Punkte, bestehend aus vielen Fragmenten, zu erzeugen. Es sind Versuche unternommen worden, bei Verwendung eines Ablationssystems besser definierte Punkte zu erzeugen, wie z. B. in den US-Patenten Nr. 5,156,938 (Foley) und 5,171,650 (Ellis) beschrieben, diese Systeme liefern jedoch keine Bilder in Kontraktqualität.
  • Im Gegensatz zu Ablationssystemen können Schmelzsysteme prinzipiell besser definierte Punkte und schärfere Ränder erzeugen, wodurch besser reproduzierbare und genauere Farben erzielt werden. Solche Systeme sind jedoch nicht frei von Nachteilen. Viele von den bekannten laserinduzierten Schmelztransfersystemen verwenden ein oder mehrere Wachse als Bindemittelmaterialien. Durch die Verwendung eines Wachses wird eine Transferschicht erhalten, die bei mäßig erhöhten Temperaturen scharf zu einem dünnflüssigen Zustand schmilzt, woraus eine höhere Empfindlichkeit resultiert. Gleichzeitig neigen Schmelzsysteme jedoch zur Bildausbreitung infolge von „Dochtwirkung" oder eines unkontrollierten Flusses des geschmolzenen Übertragungsmaterials. Da der Laserabsorber normalerweise zusammen mit dem gewünschten farbgebenden Stoff übertragen wird, kann es dem Endbild außerdem an der Farbwiedergabegenauigkeit mangeln, die für die Zwecke eines hochwertigen Proofings erforderlich ist. Es sind auch Versuche unternommen worden, die Empfindlichkeit der Proofingsysteme durch Zugabe von Weichmachern ( US-Patent Nr. 5,401,606 (Reardon)), die die Schmelzviskosität herabsetzen und die Fließfähigkeit erhöhen, zu steigern, die Weichmacher erweichen jedoch die Filme so, dass sie anfällig für Druck und Zusammenkleben werden.
  • Bilder unter Verwendung eines Lasers als Bilderzeugungsquelle erzeugen zu können, bringt wesentliche Vorteile. Für die Bilderzeugung mittels laserinduziertem Transfer, umfasst das Donorelement typischerweise einen Träger, der, in einer oder mehreren aufgetragenen Schichten, einen Absorber für die Laserstrahlung, einen übertragbaren farbgebenden Stoff und ein oder mehrere Bindemittelmaterialien trägt. Wenn das Donorelement mit einem geeigneten Rezeptor in Kontakt gebracht wird und einer musterweisen Laserbestrahlung unterzogen wird, führt die Absorption der Laserstrahlung zu einem raschen Ausbau von Wärme innerhalb des Donorelements, die ausreichend ist, um in den bestrahlten Bereichen die Übertragung des farbgebenden Stoffes zum Rezeptor zu bewirken. Durch Wiederholen des Transfervorgangs unter Verwendung unterschiedlicher Donorelemente und desselben Rezeptors ist es möglich, mehrere monochrome Bilder auf einem gemeinsamen Rezeptor zu überlagern und dadurch ein Vollfarbbild zu erzeugen. Dieses Verfahren ist ideal zur Ausgabe von digital gespeicherten Bildinformationen geeignet. Es hat zusätzlich die Vorteile, dass keine chemische Verarbeitung erforderlich ist und keine Materialien eingesetzt werden, die gegenüber normalem weißem Licht empfindlich sind.
  • Wie vorstehend erörtert, kann der laserinduzierte Transfer entweder einen Massetransfer des Bindemittels, des farbgebenden Stoffes und des Infrarotabsorbers umfassen, was ein Bi-Level-Bild ergibt, bei dem entweder keine oder die maximale Dichte übertragen wird (was davon abhängt, ob die zugeführte Energie einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet), oder einen Farbstoffsublimationstransfer, was ein Halbtonbild liefert (bei welchem die Dichte des übertragenen Bildes in wesentlichem Umfang mit der absorbierten Energie variiert). In der Literatur, z. B. in den Applied Optics, 9 (1970), 2260-2265, wurde der laserindizierte Massetransfer auf zwei unterschiedliche Arten stattfindend charakterisiert. Eine Art ist eine weniger energiereiche, bei der die Übertragung in einem flüssigen Zustand stattfindet (d. h. durch Schmelztransfer) und eine Art ist eine energiereichere, bei der die Übertragung durch eine explosionsartige Kraft stattfindet, die das Ergebnis der Erzeugung und raschen Ausdehnung eines Gases an der Grenzfläche zwischen Substrat und Beschichtung ist, (d. h. durch Ablationstransfer). Dieser Unterschied wurde auch in den US-Patenten Nr. 5,156,938 (Foley), 5,171,650 (Ellis), 5,516,622 (Savini), und 5,518,861 (Covalaskie) erkannt, welche den Ablationstransfer als ein vom Schmelztransfer verschiedenes Verfahren bezeichnen und sich auf dessen explosionsartige Natur beziehen, im Gegensatz zu den US-Patenten Nr. 5,501,937 (Matsumoto), 5,401,606 (Reardon), 5,019,549 (Kellogg) und 5,580,693 (Nakajima), welche vom Transfer eines farbgebenden Stoffes in einem geschmolzenen oder halbgeschmolzenen (erweichten) Zustand sprechen, ohne einen explosionsartigen Vorgang zu erwähnen.
  • Es wurden thermische Transfersysteme entwickelt, die die zuvor beschriebenen Nachteile der Farbstofftransfersysteme und der Massetransfersysteme überwinden. Diese Systeme verwenden einen Vorgang, der als laserinduzierter Filmtransfer (LIFT) bezeichnet wird, wobei die Bezeichnung Multi-LIFT verwendet wird, wenn es mehr als eine Transfermaterialschicht gibt. Von solchen Systemen wurde in den US-Patenten Nr. 5,935,758 (Patel et al.) und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) berichtet. Das LIFT-System umfasst Komponenten, wie Vernetzungsmittel und Bleichmittel, um ferner eine besser steuerbare Punktgröße und besser reproduzierbare und genauere Farben zu begünstigen. Das Vernetzungsmittel reagiert bei Belichtung mit Infrarotlaserstrahlung mit dem Bindemittel des Donors, wodurch ein Netzwerk mit hohem Molekulargewicht gebildet wird. Das Nettoergebnis dieser Vernetzung ist eine bessere Kontrolle der Schmelzflusserscheinungen, eine Übertragung von kohäsiverem Material zum Rezeptor und Punkte mit höherer Qualität. Obgleich andere Systeme die Vernetzung einer Schicht eines farbgebenden Stoffes nach der Übertragung zum Rezeptor beinhalten, um einen Rücktransfer während der Übertragung der nächsten Schicht eines farbgebenden Stoffes zu verhindern, wie in US-Patent Nr. 5,395,729 (Reardon) und EP 160 395 (ICI) und 160 396 (ICI), stellt das Vermögen, die Vernetzung als direktes Ergebnis des Lasertransfers herbeizuführen und damit ein haltbares übertragenes Bild zu produzieren, das nicht zum Rücktransfer neigt, eine Verbesserung gegenüber Reardon und ICI dar.
  • Unter Verwendung des LIFT- oder Multi-LIFT-Systems kann ein Rasterbild erzeugt werden, indem diskrete Punkte eines Films aus Bindemittel, farbgebendem Stoff und Additiven vom Donorelement zu einem Rezeptorelement übertragen werden. Die Punkte werden aus einem geschmolzenen oder erweichten Film gebildet und weisen gut definierte und im allgemeinen durchgängige Ränder auf, die relativ scharf sind, was die Dichte oder Randdefinition angeht; mit anderen Worten, die Punkte werden mit einer relativ einheitlichen Dicke über ihre Fläche gebildet. Dies steht im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Farbstofftransfer- und Massetransferverfahren. Farbstofftransferverfahren beinhalten die Übertragung des farbgebenden Stoffes ohne das Bindemittel und Massetransferverfahren, wie die Ablation, treiben Bruchteile des Transfermaterials hinüber, wobei das Bindemittel aber zumindest teilweise abgebaut wird. Keines dieser Verfahren liefert gut definierte Punkte mit einer relativ einheitlichen Dicke.
  • Das LIFT- und das Multi-LIFT-System liefern zwar Punkte mit gut definierten und im allgemeinen durchgängigen Rändern, die relativ scharf sind, was die Dichte oder Randdefinition angeht, es wurde aber beobachtet, dass das Wärme absorbierende Material, wie z. B. der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff, einen verringerten Absorptionsgrad zeigt, wenn es altert. Da das LIFT- und das Multi-LIFT-System Laserenergie verwenden, um die Übertragung des Materials zu bewirken, hat der verringerte Absorptionsgrad des Wärme absorbierenden Materials einen nachteiligen Einfluss auf die Punktqualität insgesamt. Es besteht deshalb ein Bedarf an einem thermischen Transfersystem, das Punkte mit gut definierten und im allgemeinen durchgängigen Rändern liefern kann, die relativ scharf sind, was die Dichte oder Randdefinition angeht, und bei dem das Wärme absorbierende Material eine größere Stabilität aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt allgemein ein Donorelement für das Farbproofing bereit. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Donorelement mit einem Donorsubstrat und einem Übertragungsmaterial, wobei das erfindungsgemäße Übertragungsmaterial ein Donorbindemittel, einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, ein dispergierbares Material und ein thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel der Formel (Ia) umfasst:
    Figure 00060001
    wobei n 1-50 ist; R1 für CH2 oder CH2OCH2 in entweder der Ortho- oder der Para-Position steht; R2 für H oder Alkyl steht; R3 unabhängig Wasserstoff oder Butyl sein kann, mit der Maßgabe, dass (1), wenn R1 sich in Para-Position befindet und R2 ein Alkyl ist, sich R2 dann in der Meta-Position befindet; und (2), wenn R1 sich in Ortho-Position befindet und R2 ein Alkyl ist, sich R2 dann in der Para-Position befindet.
  • Das Übertragungsmaterial kann ferner ein Fluorkohlenstoffadditiv und optionale Additive, wie z. B. Beschichtungshilfsmittel, Dispergiermittel, optische Aufheller, UV-Absorber, Füllstoffe, grenzflächenaktive Mittel, Weichmacher und Kombinationen davon, umfassen, mit der Maßgabe, dass das optionale Additiv die Funktionseigenschaften des Übertragungsmaterials nicht beeinträchtigt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Übertragungsmaterial als eine einzige Schicht bereitgestellt, die für die Zwecke dieser Offenbarung auch als Übertragungsschicht bezeichnet wird.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Donorelement mit mehrschichtigem Aufbau bereitgestellt. Das Donorelement dieser Ausführungsform kann ein Donorsubstrat und ein Übertragungsmaterial in Form von mindestens zwei Schichten umfassen. In dieser Ausführungsform wird eine Zwischenübertragungsschicht mit einem Donor-Zwischenübertragungsschichtbindemittel und einem kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, die auf eine Seite des Donorsubstrats aufgebracht ist, bereitgestellt. Der Zwischenübertragungsschicht kann auch ein Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungsmittel zugefügt werden, das reagiert, wenn es einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird. In dieser Ausführungsform wird weiterhin die Übertragungsschicht, die vorstehend für das einschichtige Donorelement beschrieben wurde, in Form einer getrennten Schicht, die auf die Zwischenübertragungsschicht aufgetragen ist, bereitgestellt. Demnach umfasst diese Übertragungsschicht in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Donorbindemittel, einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, ein dispergierbares Material und das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel, das vorstehend für das Übertragungsmaterial des einschichtigen Donorelements beschrieben wurde. Diese Übertragungsschicht kann ferner die optionalen Additive, die vorstehend für das Übertragungsmaterial des einschichtigen Donorelements beschrieben wurden, umfassen, mit der Maßgabe, dass diese Komponenten die Funktionseigenschaften der Übertragungsschicht nicht beeinträchtigen. In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das dispergierbare Material der Übertragungsschicht Metallflakes.
  • In einer wiederum anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein System zur thermischen Bebilderung bereitgestellt, das eines der vorstehend beschriebenen Donorelemente sowie ein Rezeptorelement umfasst. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Rezeptorelement ein Rezeptorbindemittel, ein Bleichmittel und teilchenförmiges Material umfassen. Demnach kann das System zur thermischen Bebilderung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Donorelement mit einem Donorsubstrat und einem Übertragungsmaterial umfassen, wobei das Übertragungsmaterial ein Donorbindemittel, einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, dispergierbares Material und ein thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel der Formel (Ia) umfasst.
  • In einer anderen Ausführungsform kann das System zur thermischen Bebilderung ein mehrschichtig aufgebautes Donorelement mit einem Donorsubstrat und einem Übertragungsmaterial in Form eines mehrschichtig aufgebauten Donorelements mit mindestens zwei Schichten umfassen. In dieser Ausführungsform ist eine Zwischenübertragungsschicht mit einem Donor-Zwischenschichtbindemittel und einem kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff enthalten, die auf eine Seite des Donorsubstrats aufgetragen ist. Der Zwischenübertragungsschicht kann auch ein Zwischenschicht-Vernetzungsmittel zugefügt werden, das reagiert, wenn es einer Wärmebehandlung ausgesetzt wird. In dieser Ausführungsform wird weiterhin das vorstehend für das einschichtige Donorelement beschriebene Übertragungsmaterial in Form einer getrennten Schicht, die auf die Zwischenübertragungsschicht aufgetragen ist, bereitgestellt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst diese Schicht des Übertragungsmaterials das Donorbindemittel, einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, dispergierbares Material und das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel, das vorstehend für das Übertragungsmaterial des einschichtigen Donorelements beschrieben ist. Diese Schicht des Übertragungsmaterials kann ferner die optionalen Additive, die vorstehend für das Übertragungsmaterial des einschichtigen Donorelements beschrieben sind, umfassen, mit der Maßgabe, dass diese Komponenten die Funktionseigenschaften des Übertragungsmaterials nicht beeinträchtigen.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Donorelements bereitgestellt. Diese Ausführungsform kann die folgenden Schritte umfassen: Lösen der vorstehend beschriebenen Komponenten des Übertragungsmaterials in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Donorlösung herzustellen, Auftragen der Donorlösung auf ein Donorsubstrat und Trocknen der aufgetragenen Donorlösung. Umfasst das Donorelement ein Donorelement mit mehrschichtigem Aufbau, umfassen die Schritte das Lösen der Komponenten der Zwischenübertragungsschicht in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Donor-Zwischenübertragungsschichtlösung herzustellen, das Auftragen der Donor-Zwischenübertragungsschichtlösung auf ein Donorsubstrat und zunächst das Trocknen der aufgetragenen Donor-Zwischenübertragungsschichtlösung. Die Schritte können weiterhin das Lösen der Komponenten der vorstehend beschriebenen getrennten Übertragungsschicht in einem geeigneten Lösungsmittel, um eine Donorlösung herzustellen, das Auftragen der Donorlösung auf die trockene Zwischenübertragungsschicht und das Trocknen der aufgetragenen Donorlösung umfassen.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Bebilderung, bei dem die vorstehend beschriebenen Donorelemente einbezogen werden. Eine Ausführungsform umfasst den Schritt des Zusammenbringen eines der vorstehend beschriebenen Donorelemente in Kontakt mit einem Rezeptorelement, wie z. B. dem vorstehend beschriebenen Rezeptorelement, um eine Anordnung herzustellen. Diese Ausführungsform umfasst weiterhin den Schritt der Belichtung der Anordnung mit Laserstrahlung einer Wellenlänge, die durch den kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff absorbiert wird, so dass die belichteten Teile des Donorelements auf das Rezeptorelement übertragen werden. In dieser Ausführungsform kann die Laserstrahlung gemäß digital gespeicherter Informationen moduliert werden. Eingeschlossen ist weiterhin der Schritt des Trennens des Donorelements und des Rezeptorelements, um ein auf dem Rezeptorelement verbleibendes Bild offenzulegen. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, diesen Bebilderungszyklus zu wiederholen, wobei für jeden Zyklus ein anderes Donorelement mit unterschiedlichen dispergierbaren Materialien verwendet wird, aber dasselbe Rezeptorelement verwendet wird. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfabrens ist es auch möglich, das Rezeptorelement und das auf dem Rezeptorelement verbleibende Bild einer Wärmebehandlung zu unterziehen, sowie als abschließenden Schritt das auf dem Rezeptorelement verbleibende Bild auf einen anderen Rezeptor zu übertragen.
  • 1 und 2 veranschaulichen die Empfindlichkeit des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffes, die durch Messen der ROD als Funktion der Laserleistung bewertet wird.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Donorelement zur Verwendung beim Farbproofing, sowie ein System zur thermischen Bebilderung und ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung eines Systems zur thermischen Bebilderung, wobei das Donorelement verwendet wird, bei dem das Wärme absorbierende Mittel stabilisiert ist, damit es über die Zeit eine bessere Absorption aufweist. Genauer gesagt beinhaltet die vorliegende Erfindung den Massetransfer eines dispergierbaren Materials, wie z. B. eines farbgebenden Stoffes und/oder von Metallflakes, eines Rasterbildes von einem Donorelement (hier auch als „Donor" bezeichnet) zu einem Rezeptorelement (hier auch als „Rezeptor" bezeichnet) unter Einfluss von Energie, wie z. B. Energie, die von einem Laser zugeführt wird.
  • Donorelemente für die laserinduzierte thermische Bebilderung zum Farbproofing sind bekannt. Beispiele für solche Donorelemente sind in US-Patent Nr. 5,935,758 (Patel et al.) und der US-Patentenanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) angeführt. Im Gegensatz zu diesen bekannten Donorelementen, umfasst das erfindungsgemäße Donorelement jedoch ein thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel der Formel (Ia):
    Figure 00100001
    wobei n 1-50 ist; R1 für CH2 oder CH2OCH2 in entweder der Ortho- oder der Para-Position steht; R2 für H oder Alkyl steht; R3 unabhängig Wasserstoff oder Butyl sein kann, mit der Maßgabe, dass (1), wenn R1 sich in Para-Position befindet und R2 ein Alkyl ist, sich R2 dann in der Meta-Position befindet; und (2), wenn R1 sich in Ortho-Position befindet und R2 ein Alkyl ist, sich R2 dann in der Para-Position befindet.
  • Überraschenderweise wurde entdeckt, dass das Seifigen dieses thermisch aktivierten Vernetzungsmittels ein Donorelement ergibt, das eine höhere Lagerfähigkeit aufweist und trotzdem die Leistungseigenschaften behält, wie sie bekannte Donorelemente, z. B. jene, von denen in US-Patent Nr. 5,935,758 (Patel et al.) und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) berichtet wird, aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße thermisch aktivierte Vernetzungsmittel verbessert mindestens die Stabilisierung des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs, um den Verlust an Absorptionsvermögen zu verhindern. Daraus resultiert eine höhere Wirksamkeit des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs über die Zeit. Verglichen mit Donorelementen, die das erfindungsgemäße thermisch aktivierte Vernetzungsmittel nicht enthalten, gibt es bei der Einheitlichkeit der Dichte des übertragenen Materials, wie sie durch die optische Reflexionsdichte (ROD) und den Punktzuwachs nach dem Alter des Donorelements bestimmt wird, eine entscheidende Verbesserung.
  • Donorelement
  • Das erfindungsgemäße Donorelement (der Donor) umfasst typischerweise ein Substrat, das auf einer Seite mit einer oder mehreren Schichten eines Übertragungsmaterials beschichtet ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Übertragungsmaterial als einzelne Schicht bereitgestellt. Diese Schicht wird als Übertragungsschicht bezeichnet. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Übertragungsmaterial in Form eines mehrschichtig aufgebauten Donorelements mit mindestens zwei Schichten vor. In einer Ausführungsform, die ein mehrschichtig aufgebautes Donorelement beinhaltet, kann es eine Zwischenübertragungsschicht und die Übertragungsschicht des einschichtigen Donorelements geben.
  • In allen Ausführungsformen umfasst das Donorelement eine Schicht des Übertragungsmaterials (die Übertragungsschicht), die ein Donorbindemittel, einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, ein dispergierbares Material und das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der Formel (Ia) umfasst. Jede dieser Komponenten wird nachstehend noch genauer beschrieben.
  • Die Übertragungsschicht kann auch ein Fluorkohlenstoffadditiv und optionale Additive, die nachstehend ebenfalls noch genauer beschrieben werden, umfassen.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Übertragungsschicht ferner ein Vernetzungsmittel der Formel (II) umfassen:
    Figure 00120001
    wobei: R1 für Wasserstoff oder einen organischen Rest steht, R2 und R3 jeweils ein organischer Rest sind und R4 für Aryl steht. R1, R2 und R3 können jeweils ein polymerer Rest sein. Von diesem Vernetzungsmittel wird in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) berichtet.
  • Weist das Donorelement eine einzelne Schicht auf, ist die Übertragungsschicht direkt auf einem Donorsubstrat angeordnet.
  • In einer anderen Ausführungsform kann der Donor Übertragungsmaterial umfassen, das in Form eines mehrschichtigen Ausbaus mit mindestens zwei Schichten vorliegt. In dieser Ausführungsform wird eine Zwischenübertragungsschicht, die auf dem Donorsubstrat angeordnet ist, und die Übertragungsschicht des einschichtigen Donorelements, die auf der Zwischenübertragungsschicht angeordnet ist, bereitgestellt. Die Übertragungsschicht wird als eine Schicht bereitgestellt, die von der Zwischenübertragungsschicht getrennt ist. Desweiteren bleiben die Übertragungsschicht und die Zwischenübertragungsschicht unabhängig voneinander und vermischen sich nicht in großem Maße.
  • Die Zwischenübertragungsschicht kann ein Zwischenübertragungsschicht-Bindemittel und ein kationisches Infrarot absorbierendes Mittel, die nachstehend beide genauer beschrieben sind, umfassen. Die Zwischenübertragungsschicht kann auch ein Zwischenschicht-Vernetzungsmittel und einen Zwischenschicht-Vernetzungskatalysator umfassen, die beim Trocknen und Erwärmen der Zwischenübertragungsschicht-Beschichtung reagieren. Desweiteren kann die Zwischenübertragungsschicht optionale Komponenten, wie z. B. jene, die für die Übertragungsschicht bereitgestellt sind, umfassen.
  • Wie vorstehend für ein einschichtiges Donorelement beschrieben, umfasst die Übertragungsschicht des mehrschichtigen Aufbaus das Donorbindemittel, den kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, dispergierbares Material und ein thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel der Formel (Ia). In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das dispergierbare Material Metallflakes. Die Übertragungsschicht kann auch das Fluorkohlenstoffadditiv und optionale Additive, welche nachstehend ebenfalls genauer beschrieben werden, umfassen.
  • Im Gegensatz zu dem Zwischenschicht-Vernetzungsmittel reagiert das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der Übertragungsschicht, wenn es thermischer Energie eines Lasers ausgesetzt wird.
  • Substrat
  • Geeignete Substrate für den Donor schließen z. B. Kunststoffflächengebilde und -folien, z. B. aus Polyethylenterephthalat, Fluorenpolyesterpolymeren, Polyethylen, Polypropylen, Acrylen, Polyvinylchlorid und Copolymeren davon und hydrolysiertem und nicht-hydrolysiertem Celluloseacetat ein. Das Substrat muss ausreichend transparent sein für die bilderzeugende Strahlung, wie sie z. B. von einem Laser oder einer Laserdiode emittiert wird, um die thermische Übertragung des entsprechenden Bildes zu einem Rezeptorflächengebilde zu bewirken. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Substrat für den Donor ein Polyethylenterephthalatflächengebilde. Typischerweise ist das Polyethylenterephthalatflächengebilde etwa 20 bis 200 μm dick. Gegebenenfalls kann das Substrat oberflächenbehandelt werden, um seine Benetzbarkeit und die Haftung nachfolgend aufgetragener Beschichtungen zu modifizieren. Solche Oberflächenbehandlungen schließen die Corona-Behandlung und das Aufbringen von Grundierschichten oder Trennschichten ein. Eine geeignete Trennschicht kann Polyvinylalkohol umfassen.
  • Die Oberfläche des Donorelements, die mit Laserstrahlung belichtet wird, kann eine Oberfläche mit Mikrostruktur umfassen, um die Erzeugung optischer Interferenzmuster zu reduzieren, obgleich dies mit dem erfindungsgemäßen System im Wesentlichen kein Problem darstellte. Die Oberfläche mit Mikrostruktur kann von einer Vielzahl von zufällig positionierten diskreten Vorsprüngen variierender Höhen und Formen gebildet werden. Oberflächen mit Mikrostruktur können durch die in den US-Patenten Nr. 4,340,276 (Maffitt), 4,190,321 (Dorer) und 4,252,843 (Dorer) beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
  • Donorbindemittel
  • Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors
  • Das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors kann z. B. ein Bindemittel umfassen, bei dem es sich um ein Hydroxylpolymer (ein Polymer mit einer Vielzahl von Hydroxygruppen) handelt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Zwischenschichtbindemittel zu 100 % aus einem Hydroxylpolymer bestehen. Vor der Belichtung mit Laserstrahlung sollte die Zwischenschicht des Donors in Form einer glatten, klebfreien Beschichtung mit ausreichender Kohäsionsfestigkeit und Haltbarkeit vorliegen, um der Beschädigung durch Abrieb, Abschälen, Abblättern usw. im Laufe der normalen Handhabung und Lagerung zu widerstehen. Ist das Hydroxylpolymer der einzige oder Hauptbestandteil des Zwischenschichtbindemittels, dann sollten seine physikalischen und chemischen Eigenschaften mit den vorstehenden Erfordernissen vereinbar sein. Demnach sind filmbildende Polymere mit Glasübergangstemperaturen über den Umgebungstemperaturen bevorzugt. Die Hydroxylpolymere sollten die anderen Komponenten des Übertragungsmaterials der Zwischenübertragungsschicht lösen oder dispergieren können und sollten in den typischen Beschichtungslösungsmitteln, wie z. B. niederen Alkoholen, Ketonen, Ethern, Kohlenwasserstoffen, Halogenalkanen oder Gemischen davon, selbst löslich sein.
  • Die Hydroxygruppen können alkoholische Gruppen, phenolische Gruppen oder Gemische davon sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hydroxygruppen alkoholische Gruppen. Die erforderlichen Hydroxygruppen können durch Polymerisation oder Copolymerisation von Monomeren mit Hydroxyfunktion, wie z. B. Alkylalkohol und Hydroxyalkylacrylaten oder -methacrylaten, oder durch chemische Umwandlung vorgebildeter Polymere, wie z. B. durch Hydrolyse von Polymeren und Copolymer von Vinylestern, wie z. B. Vinylacetat, eingebracht werden. Polymere mit einem hohen Grad an Hydroxyfunktionalität (auch als Polymere mit Hydroxyfunktion bezeichnet), wie z. B. Poly(vinylalkohol) und Cellulose, sind zur Verwendung in der Erfindung geeignet. Derivate dieser Polymere mit Hydroxyfunktion zeigen im allgemeinen eine hervorragende Löslichkeit und filmbildende Eigenschaften und sind, vorausgesetzt, dass zumindest ein geringer Anteil der Hydroxygruppen unumgesetzt bleibt, auch zur Verwendung in der Erfindung geeignet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Hydroxylpolymer zur Verwendung in der Erfindung ein Derivat eines Polymers mit Hydroxyfunktionalität und das durch Umsetzen von Poly(vinylalkohol) mit Butyraldehyd hergestellte Produkt; nämlich Polyvinylbutyral. Im Handel erhältliche Qualitäten von Polyvinylbutyral weisen typischerweise mindestens 5 % unumgesetzte (freie) Hydroxygruppen auf, sind in gängigen organischen Lösungsmitteln löslich und weisen ausgezeichnete Filmbildungs- und Dispergiereigenschaften für Pigmente auf. Ein geeignetes Polyvinybutyralbindemittel ist unter der Handelsbezeichnung BUTVAR B-72 von der Solutia, Inc., St. Louis, MO erhältlich. Dieses Bindemittel enthält etwa 17,5 bis 20 % freie Hydroxylgruppen, weist eine Tg von etwa 72 °C bis 78 °C und eine Fließtemperatur bei 1000 psi von etwa 145 °C bis 155 °C auf.
  • Obgleich die Verwendung solcher Polyvinylbutyralbindemittel bei Vernetzungsreaktionen nicht typisch ist, wird das BUTVAR B-72 Polyvinylbutyral in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vernetzt. Dies wird erreicht, indem der Zwischenübertragungsschicht ein Zwischenschicht-Vernetzungsmittel, wie z. B. der Desmodur Vernetzer auf Basis eines aromatischen Polyisocyanats, erhältlich unter der Handelsbezeichnung DESMODUR CB55N, und ein Zwischenschicht-Vernetzungskatalysator, wie z. B. Dibutylzinndilaurat zugefügt werden. Durch Trocknen und/oder Einbrennen der aufgetragenen Zwischenübertragungsschicht wird die Vernetzungsreaktion maximiert.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Gemisch aus einem oder mehreren nicht vernetzbaren Polymeren verwendet werden. Das nicht vernetzbare Polymer stellt typischerweise die erforderlichen filmbildenden Eigenschaften bereit, was die Verwendung von Polyolen mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen kann. Solche Polymere sollten nicht reaktiv sein, wenn sie während der erfindungsgemäßen Bebilderung Laserstrahlung ausgesetzt sind. Geeignete Polymere dieser Art schließen z. B. Polyester, Polyamide, Polycarbamate, Polyolefine, Polystyrole, Polyether, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyacrylate und Polymethacrylate ein. Einige Beispiele für geeignete nicht vernetzbare Polymere schließen z. B. Polymethylmethacrylat, wie z. B. das unter der Handelsbezeichnung ELVACITE von DuPont, Wilmington, DE erhältliche, ein. Polymere, die sich zersetzen, wenn sie während der Bebilderung Laserstrahlung ausgesetzt sind, sind weniger erwünscht, obgleich nicht völlig unbrauchbar. Beispielsweise sind Polymere und Copolymere von Vinylchlorid weniger erwünscht, da sie sich unter Freisetzung von Chlor zersetzen können, was zu einer Verfärbung und Problemen mit der genauen Farbübereinstimmung führt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors in einer Menge von etwa 50 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zwischenübertragungsschicht, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors in einer Menge von etwa 70 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zwischenübertragungsschicht, vorhanden.
  • Donorbindemittel
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Bindemittel der Übertragungsschicht ein vernetzbares Bindemittel, welches ein Hydroxylpolymer ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind 100 % des Bindemittels ein Hydroxylpolymer. Die Übertragungsschicht sollte in Form einer glatten, klebfreien Beschichtung vorliegen, die eine ausreichende Kohäsionsfestigkeit und Haltbarkeit aufweist, um der Beschädigung durch Abrieb, Abschälen, Abblättern, Verstauben usw. im Laufe der normalen Handhabung und Lagerung zu widerstehen. Ist das Hydroxylpolymer der einzige oder Hauptbestandteil des Donorbindemittels, dann sollten seine physikalischen und chemischen Eigenschaften mit den vorstehenden Erfordernissen vereinbar sein. Demnach sind filmbildende Hydroxylpolymere mit Glasübergangstemperaturen über den Umgebungstemperaturen bevorzugt. Die Hydroxylpolymere sollten die anderen Komponenten des Übertragungsmaterials der Übertragungsschicht lösen oder dispergieren können und sollten in den typischen Beschichtungslösungsmitteln, wie z. B. niederen Alkoholen, Ketonen, Ethern, Kohlenwasserstoffen oder Halogenalkanen, selbst löslich sein.
  • Die Hydroxygruppen können alkoholische Gruppen, phenolische Gruppen oder Gemische davon sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hydroxygruppen alkoholische Gruppen. Die erforderlichen Hydroxygruppen können durch Polymerisation oder Copolymerisation von Monomeren mit Hydroxyfunktion, wie z. B. Alkylalkohol und Hydroxyalkylacrylate oder -methacrylate, oder durch chemische Umwandlung vorgebildeter Polymere, wie z. B. durch Hydrolyse von Polymeren und Copolymeren von Vinylestern, wie z. B. Vinylacetat, bereitgestellt werden. Polymere mit einem hohen Grad an Hydroxyfunktionalität (auch als Polymere mit Hydroxyfunktion bezeichnet), wie z. B. Poly(vinylalkohol) und Cellulose, sind zur Verwendung in der Erfindung geeignet. Derivate dieser Polymere mit Hydroxyfunktion zeigen im allgemeinen eine hervorragende Löslichkeit und filmbildende Eigenschaften und sind, vorausgesetzt, dass zumindest ein geringer Anteil der Hydroxygruppen unumgesetzt bleibt, auch zur Verwendung in der Erfindung geeignet. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Hydroxylpolymer zur Verwendung in der Erfindung ein Derivat eines Polymers mit Hydroxyfunktionalität und das durch Umsetzen von Poly(vinylalkohol) mit Butyraldehyd hergestellte Produkt; nämlich Polyvinylbutyral. Im Handel erhältliche Qualitäten von Polyvinylbutyral weisen typischerweise mindestens 5 % unumgesetzte (freie) Hydroxygruppen auf, sind in gängigen organischen Lösungsmitteln löslich und weisen ausgezeichnete Filmbildungs- und Dispergiereigenschaften für Pigmente auf. Ein geeignetes Polyvinylbutyralbindemittel ist unter der Handelsbezeichnung BUTVAR B-76 von der Solutia, Inc., St. Louis, MO erhältlich. Dieses Bindemittel enthält etwa 11 bis 13 % freie Hydroxylgruppen, weist eine Tg von etwa 62 °C bis 72 °C und eine Fließtemperatur bei 1000 psi von etwa 110 °C bis 115 °C auf. Anstelle des BUTVAR B-76 können auch andere Hydroxyl enthaltende Bindemittel der BUTVAR Polymerserie verwendet werden. Diese schließen z. B. andere Polyvinylbutyralbindemittel, erhältlich unter den Handelsbezeichnungen BUTVAR B-79 von der Solutia, Inc., ein. Noch andere sind die MOWITAL B30T von Hoechst Celanese, Chatham, N. J. Die verschiedenen Produkte variieren typischerweise hinsichtlich der Menge an freien Hydroxylgruppen. Das BUTVAR B-76 Polyvinylbutyral umfasst z. B. weniger als etwa 13 Mol-% freie Hydroxylgruppen, wohingegen das MOWITAL B30T Polyvinylbutyral etwa 30 % freie Hydroxylgruppen umfasst. Obgleich es nicht typisch ist, solche Polyvinylbutyralbindemittel in Vernetzungsreaktionen zu verwenden, wird angenommen, dass das BUTVAR B-76 Polyvinylbutyral in dem erfindungsgemäßen System mit dem nachstehend beschriebenen thermisch aktivierten Vernetzungsmittel vernetzt.
  • In einer anderen Ausführungsform kann ein Gemisch aus einem oder mehreren nicht vernetzbaren Polymeren mit einem oder mehreren vernetzbaren Hydroxylpolymeren verwendet werden. Das nicht vernetzbare Polymer stellt typischerweise die erforderlichen filmbildenden Eigenschaften bereit, was die Verwendung von Polyolen mit niedrigem Molekulargewicht ermöglichen kann. Solche Polymere sollten nicht reaktiv sein, wenn sie der Laserstrahlung, die während der erfindungsgemäßen Bebilderung verwendet wird, ausgesetzt sind. Geeignete Polymere dieser Art schließen z. B. Polyester, Polyamide, Polycarbamate, Polyolefine, Polystyrole, Polyether, Polyvinylether, Polyvinylester, Polyacrylate und Polymethacrylate ein. Geeignete nicht vernetzbare Polymere, die mit dem vorstehend beschriebenen vernetzbaren Hydroxylpolymer in dem Übertragungsmaterial der Übertragungsschicht kombiniert werden können, schließen z. B. Polymethylmethacrylat, wie z. B. das unter der Handelsbezeichnung ELVACITE von DuPont, Wilmington, DE erhältliche, ein. Ob vernetzbar oder nicht vernetzbar, Polymere, die sich zersetzen, wenn sie während der Bebilderung Laserstrahlung ausgesetzt sind, sind weniger erwünscht, obgleich sie nicht völlig unbrauchbar sind. Beispielsweise sind Polymere und Copolymere von Vinylchlorid weniger erwünscht, da sie sich unter Freisetzung von Chlor zersetzen können, was zu einer Verfärbung und Problemen mit der genauen Farbübereinstimmung führt.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors in einer Menge von etwa 20 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors in einer Menge von etwa 20 Gew.-% bis etwa 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, vorhanden.
  • Kationischer Infrarot absorbierender Farbstoff
  • Der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff (auch als kationischer IR-absorbierender Farbstoff, kationischer IR-Farbstoff, Wärme absorbierendes Mittel oder Farbstoff zur photothermischen Umwandlung bezeichnet), der in dem erfindungsgemäßen System verwendet wird, ist ein Licht-in-Wärme Wandler. Kationische Infrarot absorbierende Farbstoffe liefern transparente Filme, wenn sie mit den Bindemittelpolymeren und den anderen Komponenten des Übertragungsmaterials, die hier beschrieben sind, kombiniert werden. Im Gegensatz dazu liefern neutrale Farbstoffe, wie Squarylium- und Croconiumfarbstoffe, Dispersionsaggregate, die Beschichtungen mit sichtbaren agglomerierten Pigmenten ergeben. Auch anionische Farbstoffe sind mit dem erfindungsgemäßen Übertragungsschichtmaterial nicht verträglich und führen zum Ausflocken der Pigmentdispersion.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der kationische IR-absorbierende Farbstoff ein bleichbarer Farbstoff ein Farbstoff, der gebleicht werden kann. Bleichen des Farbstoffes bedeutet, dass die Absorptionsbanden, die eine sichtbare Färbung des kationischen IR-absorbierenden Farbstoffs hervorrufen, effektiv verringert werden. Das Bleichen des kationischen IR-absorbierenden Farbstoffs kann z. B. durch Abbau seiner Absorptionsbanden im Sichtbaren oder durch deren Verschiebung zu Wellenlängen, die keine sichtbare Färbung hervorrufen, erreicht werden.
  • Geeignete kationische IR-absorbierende Farbstoffe zur Verwendung in der zweiten Schicht der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus Tetraarylpolymethinfarbstoffen (TAPM), Amin-Kationradikal-Farbstoffen und Gemischen davon. Vorzugsweise sind die Farbstoffe Tetraarylpolymethinfarbstoffe (TAPM). Es wurde festgestellt, dass Farbstoffe dieser Klassen typischerweise stabil sind, wenn sie mit den anderen Bestandteilen der vorliegenden Erfindung formuliert werden, und dass sie in den richtigen Wellenlängenbereichen absorbieren, um sie mit den allgemein verfügbaren Laserquellen zu verwenden. Außerdem wird angenommen, dass die kationischen IR-absorbierenden Farbstoffe der vorliegenden Erfindung mit dem thermisch aktivierten Vernetzungsmittel in der Übertragungsschicht reagieren, wenn sie durch Laserstrahlung photoangeregt werden. Diese Reaktion trägt nicht nur zum Bleichen des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs bei, sondern führt auch zur Vernetzung des zweiten Donorbindemittels, das nachstehend genauer beschrieben wird. Es wird auch angenommen, dass das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der vorliegenden Erfindung die kationischen IR-absorbierenden Farbstoffe stabilisiert, so dass die kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffe ihre Absorptionseigenschaften länger behalten, wenn das Donorelement altert.
  • Eine weitere nützliche Eigenschaft, die viele dieser kationischen IR-absorbierenden Farbstoffe zeigen, ist, dass sie durch nukleophile Verbindungen und Reduktionsmittel, die in einem Rezeptorelement, wie es nachstehend genauer beschrieben ist, enthalten sein können, thermisch gebleicht werden können.
  • TAPM-Farbstoffe umfassen eine Polymethinkette mit einer ungeraden Anzahl von Kohlenstoffatomen (5 oder mehr), wobei jedes endständige Kohlenstoffatom der Kette an zwei Arylsubstituenten gebunden ist. Diese absorbieren im Allgemeinen im Bereich von 700 nm bis 900 nm. Es gibt in der Literatur einige Hinweise zu ihrer Verwendung als kationische IR-absorbierende Farbstoffe, wenn sie Laserstrahlung ausgesetzt werden, wie z. B. in den JP-Veröffentlichungen Nr.63-319191 (Shows Denko) und 63-319192 (Shonia Denko), dem US-Patent Nr. 4,950,639 (DeBoer) und EP 602 893 (3M) und 0 675 003 (3M). Wenn diese kationischen IR-absorbierenden Farbstoffe zusammen mit dispergierbarem Material, wie z. B. einem Pigment, übertragen werden, wird dem übertragenen Bild eine blaue Farbnuance verliehen, da die TAPM-Farbstoffe im Allgemeinen Absorptionspeaks mit einer in den roten Bereich des Spektrums auslaufenden Flanke aufweisen. Dieses Problem wird jedoch mit Hilfe des nachstehend genauer beschriebenen Bleichverfahrens gelöst.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Farbstoffe der TAPM-Klasse einen Kern der Formel (IIIa):
    Figure 00200001
    wobei Ar1, Ar2, Ar3 und Ar4 jeweils Aryle sind und mindestens ein Aryl (und stärker bevorzugt mindestens zwei) einen kationischen Aminosubstituenten (vorzugsweise in der 4-Position) aufweist, und X ein Anion ist. Vorzugsweise tragen nicht mehr als drei (und stärker bevorzugt nicht mehr als zwei) der Aryle einen tertiären Aminorest. Die Aryle, die die tertiären Aminoreste tragen, sind vorzugsweise an verschiedene Enden der Polymethinkette gebunden (Ar1 oder Ar2 und Ar3 oder Ar4 weisen tertiäre Aminoreste auf).
  • Beispiele für tertiäre Aminoreste schließen Dialkylaminoreste (wie z. B. Dimethylamino, Diethylamino usw.), Diarylaminoreste (wie z. B. Diphenylamino), Alkylarylaminoreste (wie z. B. N-Methylanilino) und heterocyclische Reste, wie z. B. Pyrrolidino, Morpholino oder Piperidino, ein. Der tertiäre Aminorest kann einen Teil eines kondensierten Ringsystems bilden.
  • Die durch Ar1, Ar2, Ar3 und Ar4 dargestellten Arylreste können Phenyl, Naphthyl oder andere kondensierte Ringsysteme umfassen, Phenylringe sind aber bevorzugt. Zusätzlich zu den vorstehend erörterten tertiären Aminoresten schließen Substituenten, welche an dem Ring vorhanden sein können, Alkylreste (vorzugsweise mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen), Halogenatome (wie z. B. Cl, Br usw.), Hydroxygruppen, Thioethergruppen und Alkoxyreste ein. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung spenden Substituenten, wie z. B. Alkoxyreste, dem konjugierten System Elektronendichte. Substituenten, insbesondere Alkylreste mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen oder Arylreste mit bis zu 10 Ringkohlenstoffatomen, können auch an der Polymethinkette vorhanden sein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung leitet sich das Anion (X) von einer starken Säure ab und HX sollte einen pKa von weniger als 3 oder weniger als 1 haben. Geeignete Beispiele für X schließen ClO4, BF4, CF3SO3, PF6, AsF6, SbF6 und Perfluorethylcyclohexylsulfonat ein.
  • Kationische Polymethinfarbstoffe, die durch Reaktion mit verschiedenen Bleichmitteln, wie sie in einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, gebleicht werden können, weisen die folgenden Strukturen auf: Formel (IIIb)
    Figure 00210001
    Formel (IIIc)
    Figure 00220001
  • Die TAPM-Farbstoffe der Formel (III) können durch bekannte Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Überführung der entsprechenden Benzophenone in die korrespondierenden 1,1-Diarylethylene (z. B. durch die Wittig-Reaktion) und nachfolgende Umsetzung mit einem Trialkylorthoester in Gegenwart einer starken HX-Säure.
  • Alternative kationische Infrarot absorbierende Farbstoffe schließen, obgleich sie nicht so leicht gebleicht werden können wie die TAPM-Farbstoffe, die Klasse der Amin-Kationradikal-Farbstoffe (auch bekannt als Immoniumfarbstoffe) ein, die z. B. in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 90/12342 und der JP-Veröffentlichung Nr. 51-88016 (Canon) offenbart sind. Zu dieser Klasse der Amin-Kationradikal-Farbstoffe gehören die Diamin-Dikationradikal-Farbstoffe (bei welchen das Chromophor eine zweifach positive Ladung trägt), beispielsweise Materialien, wie CYASORB IR165, im Handel erhältlich von Glendale Protective Technologies Inc., Lakeland, Fla. Solche Diamin-Dikationradikal-Farbstoffe weisen einen Kern der folgenden allgemeinen Formel (IV) auf:
    Figure 00220002
    wobei Ar1, Ar2, Ar3 und Ar4 und X die vorstehend angegebene Bedeutung haben. Diamin-Dikationradikal-Farbstoffe absorbieren typischerweise über einen breiten Wellenlängenbereich im nahen Infrarotbereich, was sie sowohl für die Adressierung durch PAG-Laser als auch durch Diodenlaser geeignet macht. Diamin-Dikationradikal-Farbstoffe zeigen die maximale Absorption zwar bei relativ langen Wellenlängen (ungefähr 1050 nm, geeignet für die Adressierung durch PAG-Laser), die Absorptionsbande ist aber breit und ihre Flanke reicht in den roten Bereich, was dem übertragenen Bild eine blaue Farbnuance gibt. Wie vorstehend erörtert, wird dieses Problem mit Hilfe eines Bleichverfahrens, das nachstehend ausführlicher beschrieben wird, gelöst.
  • Der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff ist in einer ausreichenden Menge enthalten, um bei der Belichtungswellenlänge einen Absorptionsgrad von mindestens etwa 0,5 bereitzustellen. In einer anderen Ausführungsform ist der kationische IR-absorbierende Farbstoff in einer ausreichenden Menge enthalten, um bei der Belichtungswellenlänge einen Absorptionsgrad von mindestens etwa 0,75 bereitzustellen. In einer wiederum anderen Ausführungsform ist der kationische IR-absorbierende Farbstoff in einer ausreichenden Menge enthalten, um bei der Belichtungswellenlänge einen Absorptionsgrad von mindestens etwa 1,0 bereitzustellen. Typischerweise wird dies mit etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-% an kationischem IR-absorbierendem Farbstoff, bezogen auf das Gewicht der Übertragungsschicht, erreicht. Gleichermaßen kann der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff in einer Menge von etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zwischenübertragungsschicht, vorhanden sein.
  • Vernetzungsmittel der Zwischenübertragungsschicht
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zwischenübertragungsschicht vernetzt. Dies wird erreicht, indem dem Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht ein Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungsmittel, wie z. B. der Desmodur Vernetzer auf Basis eines aromatischen Polyisocyanats, erhältlich unter der Handelsbezeichnung DESMODUR CB55N, und ein Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungskatalysator, wie z. B. Dibutylzinndilaurat, zugefügt werden und die aufgetragene Zwischenübertragungsschicht getrocknet und/oder eingebrannt wird. Die Vernetzungsreaktion wird maximiert, indem die aufgetragene Zwischenübertragungsschicht etwa 2 bis 4 h Einbrennbedingungen von etwa 88 °C (190 °F) ausgesetzt wird. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Zwischenübertragungsschicht unter Umgebungsbedingungen trocknen gelassen.
  • Alternative Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen z. B. CYMEL 1133 von Cytec Industries, West Paterson, NJ, den phenolischen Vernetzer GPRI7571 von der Georgia Pacific Resins Inc., Atlanta, GA, und RESIMENE 717 von UCB Surface Specialties, St. Louis, MO ein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungsmittel in einer Menge von etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zwischenübertragungsschicht, vorhanden.
  • Die Vernetzungswirkung verhindert auch die Migration des dispergierbaren Materials von der Übertragungsschicht zur oder möglicherweise in die Zwischenübertragungsschicht, insbesondere dann, wenn das dispergierbare Material Metallflakes umfasst.
  • Thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel
  • Überraschenderweise wurde entdeckt, dass die Einbringung eines thermisch aktivierten Vernetzungsmittels in die Übertragungsschicht des Donorelements zu einer wesentlich geringeren Verschlechterung der Lagerfähigkeitseigenschaften des Donorelements führt, während es dieselben Bebilderungseigenschaften behält, wie jene, von denen in US-Patent Nr. 5,935,758 (Patel et al.) und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) berichtet wird, welche nur ein Dihydropyridin-Vernetzungsmittel einschließen. Allgemein kann das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der erfindungsgemäßen Übertragungsschicht eine harzartige Phenolverbindung sein. Ein Phenolharz ist ein Polymer niederen Molekulargewichts (oder Oligomer), das aus Phenol und Formaldehyd in einer Kondensationsreaktion hergestellt wird. Es gibt zwei Haupttypen von im Handel erhältlichem Phenolharz: Novolake, die allgemein durch die Formel (Ib) wiedergegeben werden, und Resole, die allgemein durch die Formel (Ic) wiedergegeben werden. Novolake sind indirekt härtende Harze und erfordern im allgemeinen extra ein Härtungsmittel, um ein vernetztes Harz zu erhalten. Resole härten direkt durch Wärmezufuhr.
  • Genauer gesagt ist das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der erfindungsgemäßen Übertragungsschicht eine Verbindung mit einem Kern der Formel (Ia):
    Figure 00250001
    wobei n 1-50 ist; R1 für CH2 oder CH2OCH2 in entweder der Ortho- oder der Para-Position steht; R2 für H oder Alkyl steht; R3 unabhängig Wasserstoff oder Butyl sein kann, mit der Maßgabe, dass (1), wenn R1 sich in Para-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Meta-Position befindet; und (2), wenn R1 sich in Ortho-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Para-Position befindet.
  • Das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der Formel (Ia) ist besonders dazu geeignet, mit dem Donorbindemittel der Übertragungsschicht, welche ferner den LIFT-Mechanismus der vorliegenden Erfindung unterstützt, zu vernetzen. Das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der Formel (Ia) kann während der Bebilderung mit den freien Hydroxylgruppen des Donorbindemittels der Übertragungsschicht reagieren, insbesondere dann, wenn das Donorbindemittel ein Hydroxylpolymer, wie z. B. Polyvinylbutyral ist. Vor der Bebilderung findet im Wesentlichen keine Vernetzung zwischen dem thermisch aktivierten Vernetzungsmittel der Formel (Ia) und den freien Hydroxylgruppen des Donorbindemittels der Übertragungsschicht statt. Die freien Hydroxylgruppen im Polyvinylbutyral bieten einen Punkt mit chemischer Reaktivität, durch welchen das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel auch unlöslich gemacht werden kann.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel eines, das typischerweise nur dann in dem System reaktiv ist, wenn es thermischer Energie ausgesetzt wird, wie sie z. B. durch Laserstrahlung geliefert wird. Der Vernetzungseffekt während der Laserbebilderung liefert einen hochwertigen übertragenen Punkt, der aus einem dispergierbaren Material gebildet wird und gut definierte, im allgemeinen durchgängige scharfe Ränder aufweist. Er verhindert auch, dass das dispergierbare Material wieder zurück zum Donor übertragen wird, sowie die Rückübertragung des dispergierbaren Materials zum Donor in einem nachfolgenden Bebilderungsschritt. Dies vereinfacht das Bebilderungsverfahren sehr stark und führt außerdem zu einem besser kontrollierbaren Filmtransfer.
  • Das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel der Formel (Ia) hat die zusätzliche Eigenschaft, dass es schwach sauer ist, was die Stabilität des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs fördert. Die schwach saure Umgebung, die durch die Einbringung des thermisch aktivierten Vernetzungsmittels der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, verringert die Änderung der vorzeitigen Gleichung des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs der vorliegenden Erfindung durch Materialien, die als Bleichmittel des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs wirken können. Die Bleichung des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs kann mit dem Alter stattfinden und verringert den Absorptionsgrad des Farbstoffes, was zu einer geringeren Absorption von thermischer Energie durch das Donorelement während der Bebilderung führt. Dies wiederum verringert das Vermögen, hochwertige übertragene Punkte mit gut definierten, im allgemeinen durchgehenden scharfen Rändern zu liefern.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel ein leicht modifiziertes Phenolharz (ein veretherter Phenol-Formaldehyd-Vernetzer) der Formeln (Ib) und (Ic): Formel (Ib):
    Figure 00260001
    Formel (Ic):
    Figure 00270001
    wobei n 1-50 ist und R2 unabhängig Wasserstoff oder Alkyl sein kann.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel in einer Menge von etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel in einer Menge von etwa 3 Gew.-% bis etwa 7 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, vorhanden.
  • Geeignete thermisch aktivierte Vernetzungsmittel sind als DURITE® SD-7280 Phenolharzflakes von der Borden Chemical, Inc., Louisville, KY; CK-2500 von Georgia Pacific, Atlanta, GA; und SANTOLINK EP 560 von der Easttech Chemical, Inc., Philadelphia, PA erhältlich.
  • Fluorkohlenstoffadditiv
  • Die Übertragungsschicht kann auch ein Fluorkohlenstoffadditiv umfassen, um die Übertragung eines geschmolzenen oder erweichten Films und die Herstellung von Rasterpunkten (Pixeln) mit gut definierten, im allgemeinen durchgängigen und relativ scharfen Rändern zu verbessern. Unter den Bedingungen, die zur Bildherstellung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Systems verwendet werden, dient das Fluorkohlenstoffadditiv dazu, die Kohäsionskräfte innerhalb der Übertragungsschicht an der Grenzfläche zwischen den Bereichen, die mit Laserstrahlung belichtet werden, und den Bereichen, die nicht mit Laserstrahlung belichtet werden, zu verringern und dadurch ein sauberes „Abscheren" der Übertragungsschicht in senkrechter Richtung zur ihrer Hauptoberfläche zu begünstigen. Dies sorgt für eine bessere Integrität der Punkte bei schärferen Kanten, da eine geringere Neigung zum „Reißen" oder einer anderen Entstellung besteht, während die übertragenen Punkte sich vom Rest der zweiten Schicht trennen. Anders als Farbstofftransfersysteme, bei welchen nur der farbgebende Stoff übertragen wird, und anders als Ablationstransfersystemen, bei welchen typischerweise Gase erzeugt werden, die den farbgebenden Stoff zum Rezeptor hintreiben, erzeugt das erfindungsgemäße System die Bilder also durch Übertragung des dispergierbaren Materials, des Bindemittels und anderer Additive in einem geschmolzenen oder erweichten Zustand infolge einer Änderung der Kohäsionskräfte. Die Änderung der Kohäsionskräfte hilft mit, den Bereich des übertragenen Materials zu begrenzen, sorgt also für eine bessere Steuerung der Punktgröße.
  • Wie vorstehend im Hintergrund der Erfindung dargelegt, ist eine Auswirkung der vorwärtstreibenden Kräfte in einem ablativen System, wie auch immer sie erzeugt werden, dass der farbgebende Stoff zum „Streuen" neigt, was weniger gut definierte Punkte, die aus Fragmenten bestehen, ergibt. Im Gegensatz dazu erzeugt das erfindungsgemäße System Punkte, die aus einem geschmolzenen oder erweichten Materialfilm (Bindemittel, dispergierbares Material und Additive) gebildet und in dieser Form übertragen werden. Es wird angenommen, dass das Fluorkohlenstoffadditiv einen kontrollierbaren Fluss des Materials von der Übertragungsschicht zu einem Rezeptorelement in einem geschmolzenen oder erweichten Zustand unterstützt. Dieser Vorgang ist dem in herkömmlichen thermisch induzierten Wachstransfersystemen stattfindenden ähnlich, das geschmolzene oder erweichte Material der erfindungsgemäßen Übertragungsschicht läuft jedoch nicht unkontrollierbar zum Rezeptor hinüber und breitet sich über die Oberfläche des Rezeptors aus. Vielmehr beinhaltet das System einen besser kontrollierbaren Vorgang, bei welchem das Material schmilzt und/oder erweicht und übergeht. Dieser kontrollierte Vorgang führt zu einem im Vergleich zu thermisch induzierten Wachstransfersystemen reduzierten Punktzuwachs und einer hohen Auflösung.
  • Als Fluorkohlenstoffadditiv kann eine breite Vielfalt von Verbindungen verwendet werden, vorausgesetzt sie sind unter normalen Beschichtungs- und Trocknungsbedingungen im Wesentlichen nicht flüchtig und ausreichend mischbar mit dem Donorbindemittel. Äußerst unlösliche Fluorkohlenstoffe, wie Polytetrafluorethylen und Polyvinylidenfluorid, sind demnach ungeeignet, ebenso wie Gase und niedrigsiedende Flüssigkeiten, wie Perfluoralkane. Mit den vorstehenden Ausnahmen können sowohl polymere Materialien als auch Materialien mit niedrigerem Molekulargewicht verwendet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Fluorkohlenstoffadditiv ausgewählt aus Verbindungen, die einen fluoraliphatischen, an eine polare Gruppe oder Einheit gebundenen Rest umfassen, und Fluorpolymeren, die ein Molekulargewicht von mindestens etwa 750 aufweisen und ein fluorfreies Polymergerüst mit einer Vielzahl von fluoraliphatischen Seitengruppen umfassen, deren aliphatische Reste das höhere von folgenden umfassen: (a) Reste mit einem Minimum von 3 CF-Bindungen; oder (b) Reste, bei welchen 25 % der CH-Bindungen durch CF-Bindungen ersetzt wurden, so dass die Fluorchemikalie mindestens 15 Gew.-% Fluor umfasst.
  • Geeignete Fluorkohlenstoffadditive sind in EP 602 893 (3M) und den darin angeführten Referenzen offenbart. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Fluorkohlenstoffadditiv eine Sulfonamidoverbindung und insbesondere (C8F17)SO2NH(CH2CH3) (N-Ethylperfluoroctansulfonamid), welche 70 % unverzeigte und 30 % verzweigte Ketten umfasst. Das Fluorkohlenstoffadditiv wird typischerweise in einer Menge von etwa 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, verwendet.
  • Dispergierbares Material
  • Das dispergierbare Material (auch als „dispergiertes" Material bezeichnet, wenn es in der Übertragungsschicht dispergiert ist) schließt ein teilchenförmiges Material ein, dessen Teilchengröße ausreichend gering ist, dass es, mit oder ohne Hilfe eines Dispergiermittels, in der Übertragungsschicht dispergiert werden kann. Geeignete dispergierbare Materialen zur Verwendung in der Übertragungsschicht schließen typischerweise farbgebende Stoffe, wie Pigmente und kristalline, nicht sublimierbare Farbstoffe, ein. Andere geeignete dispergierbare Materialien der vorliegenden Erfindung schließen Metallpigmente in Form von Flakes ein, welche in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) beschrieben sind.
  • Das (die) Pigment(e) oder der (die) nicht sublimierbare(n) Farbstoff(e) in der Übertragungsschicht sind die typischerweise in der Druckindustrie verwendeten. Demnach können die dispergierbaren Materialien eine Vielzahl von Farbtönen aufweisen. In einer anderen Ausführungsform müssen die dispergierbaren Materialien nicht notwendigerweise Farbe hinzufügen, sondern können einfach nur die Farbe verstärken oder klar oder farblos sein und für ein texturiertes Bild sorgen.
  • Es kann im Wesentlichen jeder beliebige Farbstoff, jedes beliebige Pigment oder Gemisch aus Farbstoffen und/oder Pigmenten des gewünschten Farbtons und/oder metallischen Materialien als dispergierbares Material in der Übertragungsschicht verwendet werden. Sie sind im allgemeinen unlöslich in der Übertragungsschichtzusammensetzung und unter den Bebilderungsbedingungen bei atmosphärischen Drücken nicht sublimierbar. Sie sollten sowohl unter Umgebungsbedingungen als auch während des Bebilderungsprozesses im Wesentlichen nicht reaktionsfähig mit dem Bleichmittel im Rezeptor sein.
  • Dispergierbare Material, die die Farbe verstärken, schließen z. B. fluoreszierende, perlmuttglänzende, irisierende und metallische Materialien ein. Materialien, wie z. B. Siliciumdioxid, Polymerkügelchen, reflektierende oder nicht reflektierende Glaskügelchen können auch als dispergierbares Material verwendet werden, um ein texturiertes Bild bereitzustellen. Solche Materialien sind typischerweise farblos, können aber auch weiß sein oder z. B. eine Farbe aufweisen, die die Farbe des Pigments nicht beeinträchtigt, und können als texturierende Materialien bezeichnet werden.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Pigmente und kristalline, nicht sublimierbare polymere Farbstoffe verwendet, weil sie eine geringere Neigung zur Migration zwischen der Zwischenübertragungsschicht und der Übertragungsschicht aufweisen. Ferner werden Pigmente auf Grund der breiten Vielfalt an verfügbaren Farben, ihrer geringen Kosten und ihrer höheren Korrelation zu Druckfarben verwendet. Pigmente in Form von Dispersionen von Feststoffteilchen weisen im Vergleich zu löslichen Farbstoffen typischerweise eine viel größere Beständigkeit gegen Bleichen und Verblassen auf, wenn sie anhaltend Sonnenlicht, Wärme und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, und können daher zur Herstellung haltbarer Bilder verwendet werden. Die Verwendung von Pigmentdispersionen in Farbproofingmaterialien ist auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und in der vorliegenden Erfindung können beliebige der früher für diesen Zweck verwendeten Pigmente verwendet werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Pigmente oder Gemische von Pigmenten verwendet, die den Gelb-, Magenta-, Cyan- und Schwarzstandards, die durch die International Prepress Proofing Association (bekannt als SWOP-Farbstandards) vorgeschrieben werden, entsprechen, obwohl die Erfindung keineswegs auf diese Farben beschränkt ist. Es können Pigmente in im wesentlichen jeder Farbe verwendet werden, einschließlich jener, die spezielle Effekte verleihen, wie z. B. Opaleszenz, Fluoreszenz, UV-Absorption, IR-Absorption und Ferromagnetismus.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die zweite Schicht des Donorelements eine ausreichende Menge dispergierbares Material, um bei der für die Betrachtung relevanten Wellenlänge eine optische Transmissionsdichte (Transmission Optical Density, TOD) von mindestens etwa 0,4 bereitzustellen. In einer anderen Ausführungsform enthält die Übertragungsschicht des Donorelements eine ausreichende Menge dispergierbares Material, um bei der für die Betrachtung relevanten Wellenlänge eine TOD von mindestens etwa 0,8 bereitzustellen. Die TOD ist ein Maß, das die Farbmenge angibt, die vor der Bebilderung vorliegt, und steht in Zusammenhang mit der optischen Reflexionsdichte (ROD), welche ein Maß ist, das nach der Bebilderung genommen wird. Die TOD ist im allgemeinen der halbe Wert der erhaltenen ROD. Für einen verwendbaren erfindungsgemäßen Donor kann die ROD eines dem Standard entsprechenden Magentadonors von etwa 1,30 bis etwa 1,45 reichen. In einer anderen Ausführungsform würde die ROD eines hochdichten Magentadonors von etwa 1,40 bis 1,60 reichen. Der Durchschnittsfachmann wäre in der Lage, die geeigneten Verwendungsmengen für jede Farbvariation des Donorelements zu bestimmen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das dispergierbare Material in einer Menge von etwa 15 bis etwa 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen mehrschichtigen Aufbau beinhaltet und Metallflakes als dispergierbares Material aufweist, sind die Metallflakes im allgemeinen in einer ausreichenden Menge vorhanden, um eine annehmbare visuelle Wirkung zu erzielen. Typischerweise wird dies mit etwa 20 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-% an Metallpigmentflakes, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht, erreicht.
  • Pigmente werden im allgemeinen in Form eines Mahlgutes eingebracht, das das Pigment, dispergiert mit einem Bindemittel und suspendiert in einem Lösungsmittel oder Gemisch von Lösungsmitteln, umfasst. Die Dispergierung kann durch verschiedene auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren erfolgen, wie z. B. mit einem Zweiwalzenwerk, einem Dreiwalzenwerk, einer Sandmühle und einer Kugelmühle. Es sind viele verschiedene Pigmente erhältlich und auf dem Fachgebiet allgemein bekannt. Der Pigmenttyp und die -farbe werden so gewählt, dass das beschichtete Element zum Farbproofing einem vorgegebenen Farbziel oder einer vorgegebenen Farbspezifikation, die durch die Industrie festgelegt werden, entspricht.
  • Der Typ und die Menge an Bindemittel, das in der Dispersion verwendet wird, hängt vom Pigmenttyp, der Oberflächenbehandlung auf dem Pigment, dem Dispersionslösungsmittel und dem Mahlverfahren ab. Das Bindemittel ist typischerweise das gleiche Hydroxylpolymer, wie vorstehend beschrieben. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bindemittel ein Polyvinylacetal, wie z. B. Polyvinylbutyral, erhältlich unter der Handelsbezeichnung BUTVAR B-76 von Monsanto, St. Louis, Mo.
  • Optionale Additive
  • Es können auch Beschichtungshilfsmittel, Dispergiermittel, optische Aufheller, UV-Absorber, Füllstoffe, grenzflächenaktive Mittel, Weichmacher usw. in das Pigmentmahlgut oder in die Gesamtzusammensetzungen der Übertragungsschicht und der Zwischenübertragungsschicht eingearbeitet werden.
  • Dispergiermittel (auch als Dispersants bezeichnet) können erforderlich sein, um eine optimale Dispersionsqualität zu erreichen. Einige Beispiele für Dispergiermittel schließen z. B. Polyester/Polyamin-Copolymere, Alkylarylpolyetheralkohole, Acrylharze und Netzmittel ein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Dispersant ein Blockcopolymer mit pigmentaffinen Gruppen, erhältlich unter der Handelsbezeichnung DISPERBYK 161 von Byk-Chemie USA, Wallingford, CT. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Dispergiermittel in einer Menge von etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht oder Zwischenübertragungsschicht, verwendet.
  • Grenzflächenaktive Mittel können verwendet werden, um die Stabilität der Lösung zu verbessern. Es kann eine breite Vielfalt von grenzflächenaktiven Mitteln verwendet werden. Ein grenzflächenaktives Mittel ist ein grenzflächenaktives Mittel vom Fluorkohlenstofftyp, das zur Verbesserung der Beschichtungsqualität verwendet wird. Geeignete grenzflächenaktive Mittel vom Fluorkohlenstofftyp schließen fluorierte Polymere, wie z. B. die in US-Patent Nr. 5,380,644 (Yonkowski, et al.) beschriebenen fluorierten Polymere ein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein grenzflächenaktives Mittel in einer Menge von mindestens etwa 0,005 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der ersten Schicht oder der zweiten Schicht, verwendet. In einer anderen Ausführungsform ist die Verwendungsmenge nicht größer als etwa 0,01 bis 0,1 Gew.-% und ist typischerweise eine Menge von nicht mehr als etwa 0,1 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht oder der Zwischenübertragungsschicht.
  • Herstellung des Donorelements
  • Das Donorelement kann in Form einer oder mehrerer aneinanderliegender Schichten aufgetragen werden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Donorelement eine einzelne Schicht (die Übertragungsschicht) auf, die auf das Donorsubstrat aufgebracht ist. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Donorelement mindestens zwei Schichten. In dieser Ausführungsform ist die Zwischenübertragungsschicht auf das Donorsubstrat aufgebracht und liegt deshalb zwischen dem Substrat und einer getrennten Übertragungsschicht.
  • Wie zuvor dargelegt, umfasst die Übertragungsschicht das Donorbindemittel, den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff, das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel und das dispergierbare Material. In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei dem dispergierbaren Material um Metallflakes. Die Zwischenübertragungsschicht umfasst das Donor-Zwischenübertragungsschichtbindemittel und den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff. Das Fluorkohlenstoffadditiv und die optionalen Additive können auch zugegeben werden, sowohl der Zwischenübertragungsschicht als auch den Übertragungsschichten.
  • Die Zwischenübertragungsschicht- und die Übertragungsschichtzusammensetzung des Donorelements werden einfach durch Auflösen oder Dispergieren der verschiedenen Komponenten in einem geeigneten Lösungsmittel, typischerweise einem organischen Lösungsmittel, und Auftragen des Gemisches auf ein Substrat hergestellt. Das Lösungsmittel ist typischerweise in einer Menge von mindestens etwa 80 Gew.-% vorhanden.
  • Das organische Lösungsmittel ist typischerweise ein Alkohol, ein Keton, ein Ether, ein Kohlenwasserstoff, ein Halogenalkan oder ein Gemisch davon. Geeignete Lösungsmittel schließen z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, 1-Methoxyethanol, 1-Methoxy-2-propanol, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diethylenglycolmonobutylether (Butyl-CARBITOL) und dergleichen, insbesondere Methylethylketon, Methylisobutylketon, Ethanol oder Gemische davon ein. Typischerweise wird ein Gemisch von Lösungsmitteln verwendet, welches hilft, die Trocknungsgeschwindigkeit zu kontrollieren und die Bildung von trüben Filmen zu vermeiden. Ein Beispiel für ein solches Gemisch ist Methylethylketon, Ethanol und 1-Methoxypropanol.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Bindemittel der Zwischenübertragungsschicht des Donors, BUTVAR B-72 Polyvinylbutyral, eine begrenzte Löslichkeit in Methylethylketon auf. Deshalb wird typischerweise eine Kombination aus Methylethylketon und Ethanol zur Herstellung und Auftragung der Zwischenübertragungsschicht des Donorelements verwendet.
  • Zur Herstellung der Übertragungsschichtzusammensetzung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein einzelnes Lösungsmittel, wie z. B. Methylisobutylketon, gewählt werden, um Wechselwirkungen zwischen der Zwischenübertragungsschicht und der Übertragungsschicht zu verhindern. In einer anderen Ausführungsform, wenn die Zwischenübertragungsschicht ein Zwischenübertragungsschicht-Vernetzungsmittel umfasst, ist es möglich, ein einzelnes Lösungsmittel, wie z. B. Methylethylketon, zu verwenden, um die Zwischenübertragungsschicht und die Übertragungsschicht des Donorelements herzustellen.
  • In Ausführungsformen, die Metallflakes umfassen, werden die Metallflakes der Übertragungsschicht am bequemsten bereitgestellt, indem die Metallflakes in nahezu gleichen Gewichtsanteilen mit Lösungsmitteln und Dispersants in dem Hydroxylpolymer vordispergiert werden. Die Dispersionen der Metallflakes werden typischerweise durch einfache Mischverfahren hergestellt. Um den Bruch der Metallflaketeilchen gering zu halten, sollte das Mischen mit hoher Scherbeanspruchung vermieden werden. Es kann ein beliebiges der Standardbeschichtungsverfahren verwendet werden, wie z. B. das Auftragen mit Walze, das Rakelstreichverfahren, das Gravurstreichverfahren und das Beschichten mit Auftragschiene, wonach das Trocknen bei mäßig erhöhten Temperaturen folgt.
  • Die relativen Anteile der Komponenten des Donorelements können in Abhängigkeit von der speziellen Auswahl der Zusatzstoffe und der geforderten Bebilderungsart breit variieren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in etwa die folgende Zusammensetzung (bei welcher alle Prozentsätze auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Schicht bezogen sind) für einen dem Standard entsprechenden Magentadonor verwendet werden: Zusammensetzung der Zwischenübertragungsschicht:
    Hydroxylpolymer (z. B. BUTVAR B72, erhältlich von der Solutia, Inc., St. Louis, MO) etwa 50 bis 95 Gew.-%
    Kationischer IR-absorbierender Farbstoff (z. B. PC 364, erhältlich von der St. Jean Chemicals, Inc., Quebec, Kanada) etwa 5 bis 20 Gew.-%
    Zusammensetzung der Übertragungsschicht:
    Hydroxylpolymer (z. B. BUTVAR B76, erhältlich von der Solutia, Inc., St. Louis, MO) etwa 20 bis 50 Gew.-%
    Kationischer IR-absorbierender Farbstoff (z. B. PC 364, erhältlich von der St. Jean Chemicals, Inc., Quebec, Kanada) etwa 5 bis 20 Gew.-%
    Thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel (z. B. CK-2500, erhältlich von Georgia Pacific, Atlanta, GA) etwa 1 bis 10 Gew.-%
    Dispergierbares Material (z. B. RS 209 MAG MB, erhältlich von Clariant, Sulzbach am Taunus, Deutschland) etwa 15 bis 50 Gew.-%
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Zusammensetzungen für die Zwischenübertragungsschicht und/oder Übertragungsschicht in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst, um eine Zwischenübertragungsschichtlösung und/oder eine Übertragungsschichtlösung herzustellen. Demnach kann der restliche Anteil der Zwischenübertragungsschicht und/oder der Übertragungsschicht Lösungsmittel sein. Im Allgemeinen sind mindestens etwa 80 Gew.-% der Zwischenübertragungsschichtlösung und/oder der Übertragungsschichtlösung Lösungsmittel.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Zwischenübertragungsschicht ferner das Zwischenschicht-Vernetzungsmittel in einer Menge von etwa 26 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Zwischenübertragungsschicht.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt das Schichtgewicht der Zwischenübertragungsschicht etwa 20 bis 60 mg/Quadratfuß. In einer anderen Ausführungsform beträgt das Schichtgewicht der Zwischenübertragungsschicht etwa 30 bis 50 mg/Quadratfuß.
  • Was die Übertragungsschicht angeht, so beträgt das Schichtgewicht in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung etwa 70 bis 90 mg/Quadratfuß. In einer anderen Ausführungsform beträgt das Schichtgewicht der Übertragungsschicht etwa 40 bis 120 mg/Quadratfuß.
  • Dünne Beschichtungen mit einer Trockendicke der Übertragungsschicht von weniger als etwa 3 μm können durch Belichtung mit thermischer Energie, wie z. B. Laserstrahlung, auf eine Vielzahl von Rezeptorflächengebilden übertragen werden. Obwohl sie in erster Linie dafür ausgelegt sind, zu Zwecken des Farbproofings auf Papier oder ähnliche Empfänger übertragen zu werden, können die hier beschriebenen Übertragungsmaterialzusammensetzung alternativ auf eine breite Vielfalt von Substraten übertragen werden.
  • Rezeptor
  • Der Rezeptor, auf welchen das Bild übertragen wird, sei es ein Zwischenrezeptor bei einer indirekten Übertragung oder ein Endrezeptor bei einer direkten Übertragung, umfasst typischerweise ein Substrat, auf welches ein Rezeptorbindemittel und typischerweise ein Bleichmittel aufgetragen ist. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Rezeptor optionale Additive, wie z. B. teilchenförmiges Material, grenzflächenaktive Mittel und Antioxidationsmittel. Der Rezeptor kann zusätzlich den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff, der auch in der Zwischenübertragungsschicht und der Übertragungsschicht des Donorelements verwendet wird, umfassen. Der Endrezeptor, der in einem indirekten Transferverfahren verwendet wird, kann ein beliebiger Rezeptor sein, der das Bild und abziehbaren Klebstoff annimmt. Dieser schließt einfaches Papier, beschichtetes Papier, Glas, Polymersubstrate und eine breite Vielfalt anderer Substrate ein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Zwischenrezeptor ein Polyethylenterephthalatflächengebilde (75-150 μm dick), auf welches eine abziehbare Schicht aufgebracht ist, die einen Acryl- oder einen Vinylacetatklebstoff aufweist. Auf diese ist eine Dispersion aus einem Rezeptorbindemittel, einem Bleichmittel und teilchenförmigem Material aufgebracht, um eine Empfangsschicht zu bilden. Die Dispersion wird typischerweise aus Wasser oder einem organischen Lösungsmittel aufgebracht. Geeignete organische Lösungsmittel schließen beispielsweise jene ein, die vorstehend zum Auftragen der ersten Schicht und der zweiten Schicht auf ein Substrat zur Herstellung des Donorelements aufgeführt sind, sowie andere, wie z. B. Toluol.
  • Der Rezeptor wird nach der speziellen Anwendung ausgewählt. Rezeptoren können transparent oder opak sein. Geeignete Rezeptoren schließen beschichtetes Papier, Metalle, wie z. B. Stahl und Aluminium; Folien oder Platten, die aus verschiedenen filmbildenden synthetischen Polymeren oder Hochpolymeren bestehen, einschließlich Additionspolymeren, wie z. B. Poly(vinylidenchlorid), Poly(vinylchlorid), Poly(vinylacetat), Polystyrol, Polyisobutylenpolymeren und -copolymeren, und unverzweigten Kondensationspolymeren, wie z. B. Poly(ethylenterephthalat), Poly(hexamethylenadipat) und Poly(hexamethylenadipamid/adipat), ein. Der Rezeptor kann transparent oder opak sein. Nichttransparente Rezeptorflächengebilde können diffus reflektierend oder spiegelnd reflektierend sein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Rezeptor eine texturierte Oberfläche. Das heißt, der Rezeptor umfasst einen Träger, der eine Vielzahl von Vorsprüngen trägt. Die Vorsprünge können auf verschiedene Weisen erhalten werden. Beispielsweise kann teilchenförmiges Material verwendet werden, um die Vorsprünge zu bilden. In einer anderen Ausführungsform kann der Träger mikrorepliziert werden, wodurch die Vorsprünge erzeugt werden. Dies wird nachstehend ausführlicher erörtert.
  • Zur Farbbilderzeugung kann der Rezeptor Papier (einfaches oder beschichtetes) oder eine Kunststofffolie, mit einer thermoplastischen Empfangsschicht beschichtet, umfassen. Die thermoplastische Empfangsschicht ist typischerweise mehrere Mikrometer dick und kann ein thermoplastisches Harz umfassen, das bei Umgebungstemperaturen eine klebfreie Oberfläche bereitstellen kann und das mit den Teilen der zweiten Schicht, die auf den Rezeptor übertragen wird, verträglich ist. Der Rezeptor kann vorteilhafterweise ein Bleichmittel für den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff enthalten, wie in EP 675 003 gelehrt wird. Bleichmittel zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen System werden nachstehend erörtert.
  • Eine geeignete Rezeptorschicht umfasst PLIOLITE S5A, das Diphenylguanidin als Bleichmittel in einer Menge von etwa 2 bis 25 Gew.-% des Rezeptorelements und Kügelchen von Poly(stearylmethacrylat) mit einem Durchmesser von 8 μm in einer Menge von etwa 0,2 bis 2,5 Gew.-% des Gesamtfeststoffgehalts enthält, aufgetragen mit etwa 5,9 g/m2. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Rezeptorschicht BUTVAR-B76. Das Hydroxylpolymerbindemittel ist in einer Menge von etwa 70 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Rezeptorschicht, vorhanden.
  • Texturierendes Material
  • Um eine Oberfläche mit einem kontrollierten Rauhigkeitsgrad vorzulegen, kann der Rezeptor mit teilchenförmigem Material texturiert oder anderweitig bearbeitet werden. Das heißt, der erfindungsgemäße Rezeptor umfasst einen Träger, der eine Vielzahl von Vorsprüngen trägt, die aus der äußeren Oberfläche des Rezeptorsubstrats herausragen. Die Vorsprünge können erschaffen werden, indem beispielsweise, wie z. B. in US-Patent Nr. 4,876,235 (DeBoer) offenbart, Polymerkügelchen oder Siliciumdioxidteilchen in ein Bindemittelmaterial eingearbeitet werden, um eine Empfangsschicht herzustellen. Es kann auch die Mikroreplikation angewendet werden, um die Vorsprünge zu erschaffen, wie in EP 382 420 (3M) offenbart.
  • Wenn das Donorflächengebilde oder das Rezeptorflächengebilde (oder beide) eine aufgerauhte Oberfläche aufweisen, wird das mit Vakuum erfolgende Aufziehen des einen auf das andere erleichtert. Obwohl die Verwendung von teilchenförmigem Material in Farbproofsystemen bekannt ist, wie z. B. in US-Patent Nr. 4,885,225 (Heller, et al.) offenbart, wurde entdeckt, dass die Vorsprünge auf dem Rezeptor die Übertragung der erfindungsgemäßen zweiten Schicht und dadurch die Bildqualität wesentlich verbessern. Ohne solche Vorsprünge in (oder auf) der Rezeptoroberfläche können Staubartefakte und Fleckigkeit (Mottling) dazu neigen, kleine Bereiche (von etwa 1 mm) ohne Bildübertragung zu ergeben.
  • Die Vorsprünge in dem Rezeptor regeln genau die Beziehung zwischen dem Donor und dem Rezeptor. Das heißt, es wird angenommen, dass die Vorsprünge Kanäle zum Entweichen der Luft, die ansonsten zwischen dem Donor und dem Rezeptor eingeschlossen werden würde, bereitstellen, so dass über die gesamte Fläche ein gleichmäßiger Kontakt zwischen dem Donor und dem Rezeptor besteht, welcher für große Bilder ansonsten unmöglich zu erreichen ist. Was wichtiger ist, es wird angenommen, dass die Vorsprünge den Einschluss von Luft in die übertragenen bebilderten Bereiche verhindern. Wenn der geschmolzene oder erweichte Film in einer vorgegebenen Fläche auf den Rezeptor übergeht, kann die Luft durch die Kanäle, die durch die Vorsprünge gebildet werden, entweichen.
  • Die Vorsprünge sorgen für einen im allgemeinen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Donor und dem Rezeptor, welcher für eine effektive Filmübertragung wichtig ist. Der Abstand ist nicht so groß, dass während der Bebilderung durch Belichtung mit Laserstrahlung ein ablativer Transfer stattfindet. Vorzugsweise werden die Vorsprünge von inertem teilchenförmigem Material gebildet, wie z. B. Polymerkügelchen.
  • Die Kügelchen oder anderen Teilchen können im wesentlichen von einheitlicher Größe (eine monodisperse Population) sein oder in der Größe variieren. Dispersionen von anorganischen Teilchen, wie z. B. Siliciumdioxid, weisen im allgemeinen einen Bereich von Teilchengrößen auf, wohingegen von Polymerkügelchen leicht monodisperse Suspensionen erhältlich sind. Die Teilchen sollten im Mittel nicht mehr als etwa 8 μm über die Oberfläche des Rezeptorsubstrats herausragen, sollten aber mindestens etwa 1 μm oder, in einer anderen Ausführungsform, mindestens etwa 3 μm über die Oberfläche des Rezeptorsubstrats herausragen. Die Zusammensetzung der Polymerkügelchen wird im allgemeinen so gewählt, dass im wesentlichen alle sichtbaren Wellenlängen (400 nm bis 700 nm) durch das Material hindurchgelassen werden, um optische Transparenz bereitzustellen. Nichteinschränkende Beispiele für Polymerkügelchen, die eine ausgezeichnete optische Transparenz aufweisen, schließen Polymethylmethacrylat- und Polystearylmethacrylatkügelchen, die in US-Patent Nr. 2,701,245 (Lynn) beschrieben sind; und Kügelchen, die Dioldimethacrylathomopolymere oder Copolymere dieser Dioldimethacrylate mit langkettigen Fettalkoholestern der Methacrylsäure und/oder ethylenisch ungesättigten Comonomeren umfassen, wie z. B. Kügelchen aus vernetztem Stearylmethacrylat/Hexandioldiacrylat, wie in den US-Patenten Nr. 5,238,736 (Tseng, et al.) und 5,310,595 (Ali, et al.) beschrieben, ein.
  • Die Form, die Oberflächeneigenschaften, die Konzentration, die Größe und die Größenverteilung der Polymerkügelchen werden so gewählt, dass die Leistung des Transferverfahrens optimiert wird. Die Glattheit der Oberfläche der Kügelchen und die Form der Kügelchen können so gewählt werden, dass die Menge des reflektierten Lichts mit sichtbaren Wellenlängen (400 nm bis 700 nm) auf einem Minimum gehalten wird. Dies kann in Abhängigkeit vom jeweiligen verwendeten Substrat ein Thema sein oder auch nicht. Wird der Farbproof beispielsweise auf einem transparenten Substrat erzeugt, kann die Trübung, die durch die Anwesenheit der Kügelchen eingebracht wird, durch die Farbe herbeigeführt werden. Die Form der Kügelchen kann kugelförmig, länglich, eiförmig oder elliptisch sein. Bei einigen Konstruktionen ist es vorteilhaft, zwei verschiedenartige Sätze von Kügelchen mit unterschiedlichen mittleren Größen zuzufügen. Dies bietet die Flexibilität, die Trübung mit den Gleit- und Trenneigenschaften abzuwiegen.
  • Die optimale Teilchengröße hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, einschließlich der Dicke des Rezeptors, der Dicke der Übertragungsschicht des Donorelements und der Anzahl der Schichten, die auf einen vorgegebenen Rezeptor übertragen werden sollen. Im allgemeinen müssen die Vorsprünge, die durch die Teilchen bereitgestellt werden, groß genug sein, dass sie von der (den) ersten Schicht(en), die auf den Rezeptor übertragen wird (werden), nicht verborgen werden. Ist der durchschnittliche Vorsprung jedoch wesentlich größer als etwa 8 μm, wird die Übertragung des Übertragungsmaterials als kohärenter Film im allgemeinen unmöglich und die Qualität des übertragenen Bildes verschlechtert sich merklich.
  • Im Falle polydisperser Teilchenpopulationen, wie z. B. Siliciumdioxidteilchen, sind ausgezeichnete Ergebnisse erhalten worden, wenn die größten der Teilchen etwa 4 μm über die Oberfläche des Rezeptorsubstrats herausragen.
  • Als eine Alternative zur Verwendung von Kügelchen oder Teilchen kann die Rezeptoroberfläche mechanisch texturiert werden, um die notwendigen Vorsprünge bereitzustellen. Metalloberflächen, wie z. B. Aluminium, können durch Aufrauhen und Anodisieren texturiert werden. Andere texturierte Oberflächen können durch Mikroreplikationsverfahren, wie sie z. B. in EP 382 420 (3M) offenbart sind, erhalten werden.
  • Die Größe der Vorsprünge auf der Rezeptoroberfläche, ob durch Kügelchen, Teilchen oder Texturieren gebildet, kann z. B. durch Interferometrie oder durch Untersuchung der Oberfläche unter Verwendung eines Licht- oder Elektronenmikroskops gemessen werden.
  • Ein Beispiel für einen Endrezeptor für die direkte Bebilderung ist der MATCHPRINT Low Gain Commercial Base, hergestellt von der Schneller Technical Paper Sales, Inc., Pulaski, NY. Bei diesem Rezeptor handelt es sich um ein wärmestabiles, wasserfestes Material, das ein Papierflächengebilde, eingeschoben zwischen zwei Polyethylenschichten, umfasst.
  • Bindemittel
  • Das Rezeptorbindemittel umfasst ein vernetzbares Bindemittel, wie z. B. das in der Übertragungsschicht des Donorelements verwendete, welches ein Hydroxylpolymer (ein Polymer mit einer Vielzahl von Hydroxygruppen) umfasst. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind 100 % des Bindemittels ein Hydroxylpolymer. Ein anderes Bindemittel zur Verwendung in der Empfangsschicht ist ein Bindemittel auf Basis eines Polyvinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymers, erhältlich unter der Handelsbezeichnung E-735 von GAF, Manchester, UK. Ein anderes Bindemittel ist ein Styrol/Butadien-Copolymer, erhältlich unter der Handelsbezeichnung PLIOLITE S5C von Goodyear, Akron, OH. Ein wiederum anderes Bindemittel ist ein Phenoxypolymer, erhältlich unter der Handelsbezeichnung PAPHEN PKHM-301 von Phenoxy Associates. Dieses letztere Bindemittel ist besonders verträglich mit Guanidinen, was es erlaubt, die Guanidine in größeren Beladungen einzusetzen. Es können auch andere Additive, wie z. B. grenzflächenaktive Mittel und Antioxidantien enthalten sein.
  • Bleichmittel
  • Bin Problem, das vielen Bilderzeugungssystemen gemeinsam ist, ist der Umstand, dass, falls der kationische IR-absorbierende Farbstoff nicht vollkommen farblos ist, das Endbild unrein ist und keine Echtfarbenwiedergabe darstellt und daher für hochwertige Proofingverfahren unannehmbar ist. Wenn der kationische IR-absorbierende Farbstoff während der Bebilderung auf einen Rezeptor übertragen wird, kann er z. B. die erzeugte Farbe sichtbar stören, da er geringfügig im sichtbaren Bereich des Spektrums absorbiert. Es wurden Versuche unternommen, wie z. B. in EP 157 568 (ICI), kationische IR-absorbierende Farbstoffe mit minimaler Absorption im Sichtbaren zu finden. In der Praxis gibt es jedoch nahezu immer eine Restabsorption, die die Verwendbarkeit der Methode eingeschränkt hat.
  • Geeignete thermische Bleichmittel (auch als Bleichmittel bezeichnet) bedürfen keiner Belichtung, um wirksam zu werden, sondern bleichen die kationischen IR-Farbstoffe bei Umgebungs- oder erhöhten Temperaturen. Der Begriff „Bleichen" bedeutet eine wesentliche Verringerung in der Absorption, die eine für das menschliche Auge sichtbare Farbe hervorruft, ungeachtet auf welche Weise dies erreicht wird. Es kann z. B. eine Verringerung in der Intensität der Absorption insgesamt sein oder sie kann zu nichtstörenden Wellenlängen verschoben werden oder es kann eine Änderung der Form der Absorptionsbande, wie z. B. eine Verengung, sein, die ausreichend ist, um den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff farblos zu machen.
  • Geeignete thermische Bleichmittel schließen Nukleophile, wie z.B. ein Amin oder ein Salz, das sich unter Freisetzung eines Amins thermisch zersetzt, oder ein Reduktionsmittel, wie in EP 675 003 (3M) beschrieben, ein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Bleichmittel Amine, wie z. B. Guanidin oder Salze davon, wobei die Guanidinbleichmittel folgende allgemeine Formel (V) aufweisen:
    Figure 00420001
    wobei R1 und R2 unabhängig jeweils Wasserstoff oder ein organischer Rest oder Wasserstoff oder ein Alkylrest, wie z. B. ein C1-C4-Alkylrest, sind. Solche Diphenylguanidine sind im Handel erhältlich von der Aldrich Chemical Company, Milwaukee, WI oder können durch Umsetzung von Cyanogenbromid mit den entsprechenden Anilinderivaten synthetisiert werden.
  • Guanidine weisen eine gute Stabilität, Löslichkeit und Verträglichkeit mit den hier offenbarten Bindemitteln auf. Es sind Feststoffe, keine Flüssigkeiten und schnell wirkend. Feststoffe sind vorteilhaft, da sie bei Raumtemperatur nicht flüchtig sind. Es sind relativ kleine Moleküle, die bei Erwärmung sehr effektiv in das Übertragungsmaterial hinein diffundieren. Wesentlich ist, dass sie sich während der Lagerung nicht verfärben und vor dem Auftragen auf ein Substrat nicht aus lösungsmittelbasierten Systemen ausfallen.
  • Ein anderes Bleichmittel, das zur Verwendung in der Ausführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist 1-(o-Tolyl)biguanid, welches durch die Formel (VI) wiedergegeben wird:
    Figure 00430001
  • 1-(o-Tolyl)biguanid ist im Handel erhältlich von der Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, MO; (Produktnummer 42,466-8) und in der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/506,472 (Kidnie, et al.) erörtert. 1-(o-Tolyl)biguanid kann unter Verwendung herkömmlicher Verfahren auch leicht synthetisiert werden. Die Verbindung ist bei Raumtemperatur fest. 1-(o-Tolyl)biguanid weist eine gute Stabilität, Löslichkeit und Verträglichkeit mit den hier offenbarten Bindemitteln auf.
  • 1-(o-Tolyl)biguanid wirkt als thermisches Bleichmittel gegenüber bestimmten IR-Farbstoffen (wie z. B. Tetraarylpolymethinfarbstoffen), welche häufig als photothermische Umwandlungsmittel in Medien für die Bebilderung mittels Thermotransfer verwendet werden. 1-(o-Tolyl)biguanid ist auch ein schnell wirkendes Bleichmittel.
  • Eine andere Klasse von Bleichmitteln, die kationische IR-absorbierende Farbstoffe bleichen können, schließt die 1,4-Dihydropyridine der Formel (IIa) ein:
    Figure 00430002
    wobei R4 Wasserstoff oder ein Alkylrest, wie z. B. ein Alkylrest mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen ist. Solche Verbindungen bleichen TAPM-Farbstoffe der Formel (III), bei welchen nicht mehr als drei der Arylreste, die durch Ar1, Ar2, Ar3 und Ar4 wiedergegeben werden, einen tertiären Aminosubstituenten tragen. Diese besondere Verbindung ist ferner in US-Patent Nr. 5,935,758 (Patel et al.) und der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10/461,738 (Kidnie et al.) beschrieben. Es wird angenommen, dass das Bleichen über eine Redoxreaktion stattfindet. Diese Klasse von Bleichmitteln ist beim Bleichen von Amin-Kationradikal-Farbstoffen nur teilweise wirksam.
  • Thermische Bleichmittel dieses Typs schließen ein: Formel (IIb)
    Figure 00440001
    (wobei R Wasserstoff oder ein C1-C4-Alkylrest ist)
    Formel (IIc); und
    Figure 00440002
    Formel (IId)
    Figure 00450001
  • Welcher Typ von thermischem Bleichmittel auch verwendet wird, es befindet sich vor der Bebilderung typischerweise in einer Empfangsschicht auf der Oberfläche des Rezeptorelements. Es ist jedoch ebenso möglich, das thermische Bleichmittel in einem zusätzlichen Schritt, der sich an die Übertragung des Bildes und Trennung des Donors und des Rezeptors anschließt, durch geeignete Mittel auf das übertragene Bild aufzutragen. Letztere Möglichkeit erfordert zwar einen gesonderten Schritt, hat aber den Vorteil, dass der Natur des Rezeptors keine besonderen Beschränkungen auferlegt sind, so dass eine Vielzahl von Materialien für diesen Zweck verwendet werden kann, einschließlich einfachen Papiers und herkömmlicher Proofingschichtträger. Die erste Möglichkeit, bei welcher das Bleichmittel sich in einer Empfangsschicht auf dem Rezeptor befindet, strafft den Bebilderungsprozess, erfordert aber die Verwendung eines speziell hergestellten Rezeptors. In einer anderen Ausführungsform kann das Bild, das nach dem Trennen von Donor und Rezeptor auf dem Rezeptorelement verbleibt, weiter auf einen zweiten Rezeptor übertragen werden, der eine Schicht umfasst, die ein Bleichmittel enthält.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Bleichmittel in einer Menge von etwa 2 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rezeptors, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform ist das Bleichmittel in einer Menge von etwa 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Rezeptors, vorhanden.
  • Optionale Additive
  • In der Gesamtzusammensetzung des Rezeptorelements können z. B. auch Beschichtungshilfsmittel, optische Aufheller, UV-Absorber, Weichmacher und Füllstoffe enthalten sein. Grenzflächenaktive Mittel können verwendet werden, um die Stabilität der Lösung zu verbessern. Es kann eine breite Vielfalt von grenzflächenaktiven Mitteln verwendet werden. Ein grenzflächenaktives Mittel ist ein grenzflächenaktives Mittel vom Fluorkohlenstofftyp, das zur Verbesserung der Beschichtungsqualität verwendet wird. Geeignete grenzflächenaktive Mittel vom Fluorkohlenstofftyp schließen fluorierte Polymere, wie z. B. die in US-Patent Nr. 5,380,644 (Yonkoski, et al.) beschriebenen fluorierten Polymere ein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das fluorierte Polymer in einer Menge von mindestens etwa 0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht einer Rezeptorschicht, vorhanden. In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das fluorierte Polymer in einer Menge von mindestens etwa 0,05 Gew.-% und nicht mehr als etwa 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Rezeptorschicht, vorhanden. In einer wiederum anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das fluorierte Polymer in einer Menge von nicht mehr als etwa 1-2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Rezeptorschicht, vorhanden.
  • Herstellung des Rezeptorelements
  • Die Rezeptorschichtzusammensetzungen zur Verwendung in der Erfindung werden einfach hergestellt, indem die verschiedenen Komponenten in einem geeigneten Lösungsmittel, typischerweise einem organischen Lösungsmittel, gelöst oder dispergiert werden, und das Gemisch auf ein Substrat aufgetragen wird. Das Lösungsmittel ist typischerweise in einer Menge von mindestens etwa 80 Gew.-% vorhanden. Das organische Lösungsmittel ist typischerweise ein Alkohol, ein Keton, ein Ether, ein Kohlenwasserstoff, ein Halogenalkan oder ein Gemisch davon. Geeignete Lösungsmittel schließen z. B. Methanol, Ethanol, Propanol, 1-Methoxyethanol, 1-Methoxy-2-propanol, Methylethylketon, Diethylenglycolmonobutylether (Butyl-CARBITOL) und dergleichen ein. Typischerweise wird ein Gemisch von Lösungsmitteln verwendet, welches hilft, die Trocknungsgeschwindigkeit zu kontrollieren und die Bildung trüber Filme zu vermeiden.
  • Die relativen Anteile der Komponenten der Rezeptorschicht können in Abhängigkeit von der speziellen Auswahl an Bestandteilen und der geforderten Bebilderungsart breit variieren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Rezeptorschicht erhalten, indem die folgende Formulierung so aus Methylethylketon (MEK) und Toluol aufgetragen wird, dass ein Trockenschichtgewicht von 400 mg/Quadratfuß (4,3 g/m2) bereitgestellt wird:
    Styrol/Butadien (z. B. PLIOLITE S5A) etwa 70 bis 90 Gew.-%
    Texturierendes Material (z. B. Poly(stearylmethacrylat)-Kügelchen) etwa 0,2 bis 2,5 Gew.-%
    Bleichmittel (z. B. Diphenylguanidin) etwa 2 bis 25 Gew.-%
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Rezeptorschicht erhalten, indem die folgende Formulierung so aus Methylethylketon (MEK) aufgetragen wird, dass ein Trockenschichtgewicht von 400 mg/Quadratfuß (4,3 g/m2) bereitgestellt wird:
    Hydroxylpolymer (z. B. BUTVAR B76, erhältlich von der Solutia, Inc., St. Louis, MO) etwa 70 bis 90 Gew.-%
    Texturierendes Material (z. B. Poly(stearylmethacrylat)-Kügelchen) etwa 0,2 bis 2,5 Gew.-%
    Bleichmittel (z. B. Diphenylguanidin) etwa 2 bis 25 Gew.-%
  • Bebilderungsbedingungen
  • Das Verfahren zur bildweisen Materialübertragung vom Donor zum Rezeptor beinhaltet, dass die zwei Elemente, z. B. durch Niederhalten mittels Vakuum oder in einer anderen Ausführungsform mit Hilfe der in US-Patent Nr. 5,475,418 (Patel, et al.) beschriebenen Einrichtung mit zylindrischen Linsen, derart zusammengebracht werden, dass sie sich in engem Kontakt einander gegenüber befinden, und die Anordnung thermischer Energie ausgesetzt wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die thermische Energie bereitgestellt, indem die Anordnung mit einem geeigneten Laser gerastert wird. Die Anordnung kann mit einem beliebigen der gewöhnlich verwendeten Laser belichtet werden, was von dem verwendeten kationischen IR-absorbierenden Farbstoff abhängt. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Belichtung mit Laserstrahlung durch Laser, die im nahen IR und IR emittieren, wie z. B. Diodenlaser und YAG-Laser, eingesetzt.
  • Es kann ein beliebiges bekanntes Scanngerät verwendet werden, wie z. B. Flachbettscanner, Außentrommelscanner oder Innentrommelscanner. Bei diesen Geräten wird die zu bebildernde Anordnung an der Trommel oder dem Bett befestigt, z. B. durch Niederhalten mittels Vakuum, und der Laserstrahl wird auf einen Brennfleck mit einem Durchmesser von beispielsweise etwa 20 μm auf die Donor-Rezeptor-Anordnung fokussiert. Dieser Brennfleck wird über den gesamten zu bebildernden Bereich gerastert, während die abgegebene Laserleistung gemäß elektronisch gespeicherter Bildinformationen moduliert wird. Zwei oder mehr Laser können unterschiedliche Bereiche der Donor-Rezeptor-Anordnung gleichzeitig rastern und nötigenfalls kann die abgegebene Leistung von zwei oder mehr Laser optisch zu einem einzigen Brennfleck höherer Intensität vereinigt werden. Die Belichtung mit Laserstrahlung erfolgt normalerweise von der Donorseite aus, kann aber von der Rezeptorseite aus erfolgen, wenn der Rezeptor für die Laserstrahlung transparent ist.
  • Werden der Donor und der Rezeptor voneinander abgezogen, wird ein monochromes Bild auf dem Rezeptor offengelegt. Der Vorgang kann ein oder mehrere Male unter Verwendung von Donorflächengebilden unterschiedlicher Farben wiederholt werden, um ein mehrfarbiges Bild auf einem gemeinsamen Rezeptor aufzubauen. Aufgrund der Wechselwirkung des kationischen IR-absorbierenden Farbstoffs und des Bleichmittels während der Belichtung mit Laserstrahlung, kann das Endbild frei von Verunreinigung durch den kationischen IR-absorbierenden Farbstoff sein. Typischerweise kann in den Ausführungsformen, in welchen ein Bleichmittel in der Empfangsschicht vorhanden ist, eine nachfolgende Wärmebehandlung des Bildes erforderlich sein, um den chemischen Bleichvorgang zu aktivieren oder zu beschleunigen.
  • Nach dem Abziehen des Donorflächengebildes vom Rezeptor kann das auf dem Rezeptor verbleibende Bild gehärtet werden, indem es einer Wärmebehandlung unterzogen wird, bei der die Temperaturen über etwa 120 °C liegen. Diese kann auf vielfältige Weise ausgeführt werden, wie z. B. durch Lagerung in einem Ofen, Heißluftbehandlung, Kontakt mit einer erhitzten Platte oder Passieren einer Heißwalzeneinrichtung. Im Falle der Erzeugung eines mehrfarbigen Bildes, wobei zwei oder mehr monochrome Bilder auf einen gemeinsamen Rezeptor übertragen werden, ist es bequemer, den Härtungsschritt aufzuschieben, bis alle separaten Farbmittelübertragungsschritte abgeschlossen sind, und dann eine einzige Wärmebehandlung für das zusammengesetzte Bild bereitzustellen. Wenn die einzeln übertragenen Bilder im ungehärteten Zustand jedoch besonders weich oder leicht zu beschädigen sind, dann kann es notwendig sein, jedes monochrome Bild vor der Übertragung des nächsten zu härten und zu verfestigen.
  • In bestimmten Ausführungsformen ist das Bleichmittel zunächst weder im Donor noch im Rezeptor vorhanden und es ist ein zusätzlicher Schritt erforderlich, um es mit dem unreinen Bild in Kontakt zu bringen. Auch wenn diese Verfahrensweise einen extra Schritt erfordert, erlaubt sie doch die Verwendung eines unbeschichteten Rezeptors, wie z. B. einfachen Papiers. Es können alle geeigneten Mittel eingesetzt werden, um das Bleichmittel auf das übertragene Bild aufzubringen, „feuchte" Verfahren, wie z. B. Tauchen oder Sprühen, haben jedoch Nachteile im Vergleich zu trockenen Verfahren. Ein geeignetes trockenes Verfahren ist die Thermolaminierung und das nachfolgende Abziehen eines separaten Donorflächengebildes, das das thermische Bleichmittel enthält. Ein für diesen Zweck geeignetes Donorflächengebilde mit Bleichmittel umfasst typischerweise ein Substrat, das eine Schicht eines Hydroxylpolymers trägt, die das Bleichmittel in einer Menge enthält, die etwa 5 bis 25 Gew.-% des Gesamtfeststoffgehalts entspricht. In einer anderen Ausführungsform ist das Bleichmittel in einer Menge von etwa 10 bis 20 Gew.-% vorhanden. Demnach ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Donorflächengebildes mit Bleichmittel dem eines erfindungsgemäßen Rezeptorelements sehr ähnlich und tatsächlich könnte ein einziges Element gut in der Lage sein, beide Zwecke zu erfüllen.
  • Unter Umständen ist der Rezeptor, auf welchen das Farbmittelbild zu Anfang übertragen wird, nicht das endgültige Substrat, auf welchem das Bild betrachtet wird. Beispielsweise offenbart US-Patent Nr. 5,126,760 (DeBoer) die thermische Übertragung eines mehrfarbigen Bildes auf einen ersten Rezeptor mit nachfolgender Übertragung des zusammengesetzten Bildes auf einen zweiten Rezeptor zum Zweck der Betrachtung. Wenn diese Verfahrensweise in der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann das Härten und Verfestigen des Bildes bequemerweise im Verlauf der Übertragung auf den zweiten Rezeptor ausgeführt werden. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Rezeptor ein flexibles Material in Form eines Flächengebildes sein, wie z. B. Papier, Karton oder Kunststofffolie. In einer anderen Ausführungsform kann es günstig sein, das thermische Bleichmittel in dem zweiten Rezeptor bereitzustellen und/oder Wärme einzusetzen, die beim Vorgang der Übertragung des Bildes auf den zweiten Rezeptor angewendet wird, um die Bleichreaktion zu aktivieren.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Bilderzeugungseinheit die CREOSCITEX TRENDSETTER Bilderzeugungsvorrichtung, im Handel erhältlich als CREO TRENDSETTER SPECTRUM. Die verwendeten Bebilderungsbedingungen sind Maschinensollwerte, die so gewählt werden, dass die in der Erfindung definierten Medien am besten belichtet werden. Die Trommelgeschwindigkeit (Drum speed; DS) steht für die Umdrehungen pro Minute (U/min), mit denen die Medien vor dem Laserthermokopf rotiert werden. Die W-Leistung ist die Gesamtwattzahl der Bebilderungsleistung dieses Kopfes. SR steht für Oberflächenreflexionsvermögen (Surface Reflectivity) und wird vom Fokussierungsmechanismus des Laserthermokopfes bestimmt. Dieser Wert ist medienabhängig und wird verwendet, um die beste Fokussierungsleistung zu erhalten. SD steht für Oberflächentiefe (Surface Depth) und wird so eingestellt, dass die beste Leistung des Fokussierungsmechanismus erhalten wird. Sie ist auch medienabhängig. Die Verfahren zur Ausführung dieser Messungen sind in den veröffentlichten Betriebsanleitungen und der technischen Literatur von Creo beschrieben. Die Maschine speichert diese Werte und wählt sie in Abhängigkeit davon, welcher Farbdonor zu bebildern ist, automatisch aus.
  • Beispiele
  • In den Beispielen werden die folgenden Materialien verwendet:
    • Bindemittelmaterial: – BUTVAR B-72 (Polyvinylbutyralharz mit einem Gehalt an freien OH-Gruppen von etwa 17,5 bis 20 mol-%), erhältlich von der Solutia Inc., St. Louis, MO – BUTVAR B-76 (Polyvinylbutyralharz mit einem Gehalt an freien OH-Gruppen von etwa 11 bis 13 mol-%), erhältlich von der Solutia, Inc.
    • IR-absorbierender Farbstoff: – PC 364 mit folgender Struktur:
      Figure 00500001
    • Zusätzliches Vernetzungsmittel: – HPA 1186 mit der folgenden Struktur:
      Figure 00510001
      erhältlich von St. Jean Photochemicals
    • Fluorkohlenstoff: – FX 12 (N-Methylperfluoroctansulfonamid), erhältlich von 3M, St. Paul, MN
    • Dispergierbares Material: – RS 209 MAG MB (RS Magenta (Red 209)), erhältlich von Clariant, Sulzbach am Taunus, Deutschland – BS 184 MAG MB – C Blk Mahlgut
    • Optionale Additive: – FC 55/35/10 (grenzflächenaktives Mittel), erhältlich von 3M
    • Thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel: – CK-2500 – Durite SD-7280
    • Lösungsmittel: – MEK (Methylethylketon), erhältlich von der Aldrich Chemical Company
    • Substrat: – PET (Polyethylenterephthalatfolie), erhältlich von Dupont, Wilmington, DE – ICI 562 Film, erhältlich von DuPont
    • Rezeptor: – MPDH, im Handel erhältlicher Schichtträger, erhältlich von Kodak Polychrome Graphics
    • Laminator: – 447L Laminator, erhältlich von Kodak Polychrome Graphics
    • Belichtungsvorrichtung: – CREOSCITEX TRENDSETTER Belichtungsvorrichtung, erhältlich als CREO TRENDSETTER SPECTRUM
    • Gerät zu Absorptionsmessung: – Shimadzu UV3101PC UV-VIS-NIR Scanning-Spektralphotometer, erhältlich von Shimadzu North America, Columbia, Maryland
  • Die Proben wurden unter Verwendung der in Tabelle I enthaltenen Formulierungen hergestellt. Tabelle I
    Material (A) Standard Magenta Kontrolle (Gew.-% der gesamten Formulierung) (B) Standard Magenta w/CK-2500 (Gew.-% der gesamten Formulierung) (C) Standard Magenta w/Durite SD-7280 (Gew.-% der gesamten Formulierung) (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle (Gew.-% der gesamten Formulierung) (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 (Gew.-% der gesamten Formulierung) (F) Hochdichtes Magenta w/Durite SD-7280 (Gew.-% der gesamten Formulierung)
    RS 209 MAG MB 23,24 23,24 23,24 12,41 12,41 12,41
    BS 184 MAG MB 9,81 9,81 9,81 18,28 18,28 18,28
    Butvar B76 8,45 8,45 8,45 9,72 12,04 12,04
    PC 364 0,76 0,76 0,76 0,74 0,74 0,74
    FC 55/35/10 0,48 0,48 0,48 0,43 0,48 0,48
    FX 12 0,53 0,53 0,53 0,52 0,52 0,52
    HPA 1186 0,44 0,48
    CK-2500 2,20 1,12
    Durite SD-7280 2,20 1,12
    MEK 56,29 54,53 54,53 57,42 54,42 54,42
  • Untersuchung der Bebilderungsleistung
  • Die Formulierungen wurden mit einem entsprechenden Nassschichtgewicht auf ein PET-Substrat aufgetragen und etwa 2 min bei 95 °C getrocknet, um ein Donorelement von jeder Formulierung herzustellen. Die Proben (A) bis (F) wurden jeweils mit einem im Handel erhältlichen Rezeptorschichtträger zusammen in Kontakt gebracht und dann unter Verwendung einer CREOSCITEX TRENDSETTER Belichtungsvorrichtung bebildert. Die Bebilderungsbedingungen für jede Probe können Tabelle II entnommen werden. Tabelle II
    Probe W-Leistung (W) DS (U/min) SD SR
    (A)-(C) Standard Magenta 15,5 120 75 0,46
    (D)-(F) Hochdichtes (HD) Magenta 15,2 135 80 0,46
  • Die bebilderten Proben wurden dann unter Verwendung eines 447L Laminators auf im Handel erhältliche Schichtträger laminiert.
  • Dann wurden die optische Reflexionsdichte (ROD) und der Punktzuwachs jedes bebilderten und laminierten Bildes gemessen. Die ROD ist ein Maß für die Dichte eines volltonigen Farbfleckens. Eine im allgemeinen annehmbare ROD für einen Donor mit hochdichtem Magenta beträgt etwa 1,40 bis etwa 1,55, während eine im allgemeinen annehmbare ROD für einen Donor mit Standard-Magenta etwa 1,30 bis etwa 1,45 beträgt. Der Punktzuwachs des bebilderten Donors ist ein Maß für die Dichte des Farbtons eines volltonigen Farbfleckens relativ zur Dichte eines volltonigen Farbfleckens. Im allgemeinen ergibt ein Punkt nur eine gewisse Dichte, doch nur aufgrund von Faktoren, die mit der Geometrie des Punktes zusammenhängen. Bei Druckanwendungen ist die Dichte jedoch im allgemeinen größer, als man erwarten würde. Ein im allgemeinen annehmbarer Punktzuwachs beträgt etwa 20 bis etwa 30 %.
  • Wie aus Tabelle II hervorgeht, wurden für jedes Beispiel im wesentlichen gleiche Ergebnisse für die ROD und den Punktzuwachs erhalten. Dies zeigt an, dass, verglichen mit dem herkömmlichen HPA 1186 Vernetzungsmittel, bei den Phenol enthaltenden Vernetzungsmitteln CK-2500 und Durite SD-7280 kein Verlust an Vernetzungsvermögen entsteht. Tabelle III
    Optische Reflexionsdichte (ROD) Punktzuwachs
    Probe (A) Standard Magenta Kontrolle 1,33 26
    Probe (B) Standard Magenta w/CK-2500 1,34 26
    Probe (C) Standard Magenta w/Durite SD-7280 1,35 26
    Probe (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle 1,45 27
    Probe (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 1,45 26
    Probe (F) Hochdichtes Magenta w/Durite SD-7280 1,47 26
  • Schnellalterungsuntersuchungen
  • Es wurden die Absorptionseigenschaften jeder Probe gemessen, wobei sowohl gealterte als auch nicht gealterte Donorproben verwendet wurden. Die Ergebnisse der Untersuchung mit den nicht gealterten und den gealterten Donorelementen sind in den Tabellen IV a-c enthalten. In diesen Tabellen steht P für den Absorptionsgrad des Pigments und D für den Absorptionsgrad des Farbstoffs (des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs). Eine Zunahme des Verhältnisses P/D zeigt im allgemeinen an, dass das Donorelement (und insbesondere der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff) Anzeichen von Alterung zeigt und unfähig ist, noch genauso effektiv zu absorbieren. Außerdem zeigen, wenn sich das Verhältnis von P/D von etwa 20 auf etwa 25 % ändert, die ROD und der Punktzuwachs des Donorelements eine wesentliche Verringerung, was in einem Gesamtmangel an Punktqualität resultiert.
  • Die Absorptionseigenschaften der nicht gealterten Proben können Tabelle IV-a entnommen werden.
  • Um den Alterungsprozess der Proben zu beschleunigen, wurde jede Probe 3 Tage bei 60 °C gehalten. Die Absorptionseigenschaften der gealterten Proben wurden dann unter Verwendung eines Shimadzu UV3101PC UV-VIS-NIR Scanning-Spektralphotometers gemessen. Diese Ergebnisse können Tabelle IV-b entnommen werden.
  • Tabelle IV-c präsentiert die prozentuale Änderung in der Absorption zwischen den gealterten und den nicht gealterten Proben. Tabelle IV-a
    Absorption der nicht gealterten Donoren P (537 nm) P (670 nm) D (837 nm) P/D (P = 537 nm; D = 837 nm)
    Probe (A) Standard Magenta Kontrolle 1,32 0,63 1,03 1,28
    Probe (B) Standard Magenta w/CK-2500 1,38 0,60 1,00 1,38
    Probe (C) Standard Magenta w/Durite SD-7280 1,45 0,64 1,18 1,23
    Probe (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle 1,7 0,59 0,97 1,76
    Probe (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 1,92 0,64 1,08 1,78
    Probe (F) Hochdichtes Magenta w/Durite SD-7280 1,90 0,64 1,18 1,61
    Tabelle IV-b
    Absorption der gealterten Donoren (3 Tage bei 60 °C) P (537 nm) P (670 nm) D (837 nm) P/D (P = 537 nm; D = 837nm)
    Probe (A) Standard Magenta Kontrolle 1,29 0,47 0,84 1,53
    Probe (B) Standard Magenta w/CK-2500 1,33 0,58 0,89 1,50
    Probe (C) Standard Magenta w/Durite SD-7280 1,47 0,63 1,07 1,37
    Probe (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle 1,64 0,39 0,76 2,15
    Probe (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 1,89 0,62 0,96 1,96
    Probe (F) Hochdichtes Magenta w/Durite SD-7280 1,90 0,61 1,08 1,76
    Tabelle IV-c
    Änderung in der Absorption nach 3 Tagen bei 60 °C P (537 nm) P (670 nm) D (837 nm) P/D (P = 537 nm; D = 837 nm)
    Probe (A) Standard Magenta Kontrolle –2,24 –25,57 –18,7 20,2
    Probe (B) Standard Magenta w/CK-2500 –3,60 –1,93 –11,5 8,9
    Probe (C) Standard Magenta w/Durite SD-7280 1,12 –1,52 –8,7 10,9
    Probe (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle –3,52 –34,69 –21,0 22,1
    Probe (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 –1,50 –1,87 –10,8 10,4
    Probe (F) Hochdichtes Magenta w/Durite SD-7280 0,13 –4,19 –8,6 9,5
  • Die Empfindlichkeitswerte für die Proben (A), (B), (D) und (E) sind in Tabelle V und den 1 und 2 dargestellt. Die 1 und 2 veranschaulichen die Empfindlichkeit des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs für die Proben (A), (B), (D) und (E), die durch Messen der ROD (Dichte) als Funktion der Laserleistung (W-Leistung) bestimmt wurden. Drei Flächengebilde von jeder Probe wurden über einen Zeitraum von 3 Tagen gealtert, wobei jede Probe in einem 60 °C warmen Ofen aufbewahrt wurde. Ein viertes Flächengebilde von jeder Probe wurde nicht in einem 60 °C warmen Ofen aufbewahrt.
  • Die Proben (B) und (E), welche jeweils das erfindungsgemäße thermisch aktivierte Vernetzungsmittel enthielten, zeigten bei Alterung eine konsistentere Empfindlichkeit über einen Bereich von unterschiedlicher Bebilderungsleistung. Dies zeigen die Plateaubereiche, wo die gemessene Dichte eine größere Konsistenz über einen größeren Bereich von W-Leistung zeigte. Dies steht im Gegensatz zu den Proben (A) und (D), welche das erfindungsgemäße thermisch aktivierte Vernetzungsmittel nicht enthielten. Wie aus den graphischen Darstellungen hervorgeht, zeigten die Proben (A) und (D) über den gleichen Bereich von Laserleistungsbedingungen eine größere Variabilität, was den verminderten Absorptionsgrad des kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs demonstriert. Tabelle VI präsentiert die berechneten Werte für die W-Leistung, die erforderlich ist, um die durch die Plateaus wiedergegebene Empfindlichkeit in den Bereichen der graphischen Darstellung zu erreichen. Tabelle VI – Berechnete W-Leistung zur Empfindlichkeit
    0 Stunden 24 Stunden 48 Stunden 72 Stunden
    Probe (A) Standard Magenta Kontrolle 13,83 15,94 18,13 21,50
    Probe (B) Standard Magenta w/CK-2500 15,09 14,53 14,34 14,55
    Probe (D) Hochdichtes Magenta Kontrolle 13,44 15,55 17,55 20,5
    Probe (E) Hochdichtes Magenta w/CK-2500 14,99 14,83 14,80 14,97

Claims (17)

  1. Donorelement, umfassend ein Donorsubstrat, das mit einer Übertragungsschicht beschichtet ist, umfassend ein Donorbindemittel; einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff; ein dispergierbares Material; und ein thermisch aktiviertes Vernetzungsmittel der Formel
    Figure 00580001
    wobei n 1-50 ist; R1 für CH2 oder CH2OCH2 in entweder der Ortho- oder Para-Position steht; R2 für H oder Alkyl steht; R3 unabhängig Wasserstoff oder Butyl sein kann, mit der Maßgabe, dass (1) wenn R1 sich in Para-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Meta-Position befindet; und (2) wenn R1 sich in Ortho-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Para-Position befindet.
  2. Donorelement gemäß Anspruch 1, wobei die Übertragungsschicht weiterhin ein Fluorkohlenstoffadditiv umfasst.
  3. Donorelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Übertragungsschicht weiterhin Beschichtungshilfsmittel, Dispergiermittel, optische Aufheller, UV-Absorber, Füllstoffe, grenzflächenaktive Mittel, Weichmacher oder Kombinationen davon umfasst.
  4. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei das Donorbindemittel ein Hydroxylpolymer umfasst.
  5. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der kationische Infrarot absorbierende Farbstoff ein bleichbarer Farbstoff ist.
  6. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei das thermisch aktivierte Vernetzungsmittel die Formel (Ib)
    Figure 00590001
    wobei n 1-50 ist und R2 unabhängig Wasserstoff oder Alkyl sein kann oder die Formel (Ic)
    Figure 00590002
    wobei n 1-50 ist und R2 unabhängig Wasserstoff oder Alkyl sein kann, aufweist.
  7. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei das dispergierbare Material ein Pigment, ein kristalliner, nicht sublimierbarer Farbstoff, ein farbverstärkendes Additiv, ein texturierendes Material oder Gemische davon ist.
  8. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei das Übertragungsmaterial weiterhin ein Vernetzungsmittel der Formel
    Figure 00600001
    wobei R1 für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl steht, R2 und R3 unabhängig Alkyl oder Aryl sind und R4 Aryl ist, umfasst.
  9. Donorelement gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei das Donorelementmaterial weiterhin eine Zwischenübertragungsschicht umfasst, die sich zwischen dem Substrat und der Übertragungsschicht befindet, und ein Zwischenschichtdonorbindemittel; und einen kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff, umfasst.
  10. System zur thermischen Bebilderung, umfassend ein Donorelement nach einem der Ansprüche 1-9; und ein Rezeptorelement.
  11. System zur thermischen Bebilderung gemäß Anspruch 10, wobei das Rezeptorelement mindestens einen Bestandteil umfasst, ausgewählt aus einem Rezeptorbindemittel, einem Bleichmittel und einem Substrat mit einer texturierten annehmenden Schichtoberfläche, umfassend eine Vielzahl von Vorsprüngen, die über die äußere Oberfläche des Substrats herausragen, mit einem mittleren Abstand von etwa 1 μm bis etwa 8 μm.
  12. System zur laserinduzierten thermischen Bebilderung, umfassend: ein Donorelement nach einem der Ansprüche 1-9; und ein Rezeptorelement, umfassend ein Rezeptorsubstrat, das mit einem Rezeptormaterial beschichtet ist, welches umfasst: ein Rezeptorbindemittel; ein Bleichmittel; und teilchenförmiges Material.
  13. Verfahren zur Bebilderung, umfassend die Schritte: (a) Zusammenbringen eines Donorelements in Kontakt mit einem Rezeptorelement, wobei das Donorelement in einem der Ansprüche 1-9 definiert ist; (b) Belichten der Anordnung mit Laserstrahlung einer Wellenlänge, die durch den kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoff absorbiert wird, wobei die Laserstrahlung gemäß digital gespeicherter Bildinformation moduliert werden kann, wobei die belichteten Teile des Donorelements auf das Rezeptorelement übertragen werden; und (c) Trennen des Donorelements und des Rezeptorelements, wobei das auf dem Rezeptorelement verbleibende Bild offengelegt wird.
  14. Verfahren zur Bebilderung gemäß Anspruch 13, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst, das Rezeptorelement und das auf dem Rezeptorelement verbleibende Bild einer Wärmebehandlung zu unterziehen.
  15. Verfahren zur Bebilderung gemäß Anspruch 13, wobei die Schritte (a)-(c) einen Zyklus bilden, der wiederholt wird, wobei ein unterschiedliches Donorelement, umfassend ein unterschiedliches Dispergiermittel, für jeden Zyklus verwendet wird, aber das gleiche Rezeptorelement für jeden Zyklus verwendet wird.
  16. Verfahren zur Bebilderung gemäß Anspruch 13, wobei das auf dem Rezeptor verbleibende Bild nach allen Wiederholungen der Schritte (a)-(c) als abschließender Schritt auf einen anderen Rezeptor übertragen wird.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Systems zur thermischen Bebilderung, umfassend die Schritte: (a) Lösen eines Donorbindemittels, eines kationischen Infrarot absorbierenden Farbstoffs, eines thermisch aktivierten Vernetzungsmittels der Formel:
    Figure 00620001
    wobei n 1-50 ist; R1 für CH2 oder CH2OCH2 in entweder der Ortho- oder Para-Position steht; R2 für H oder Alkyl steht; R3 unabhängig Wasserstoff oder Butyl sein kann, mit der Maßgabe, dass (1) wenn R1 sich in Para-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Meta-Position befindet; und (2) wenn R1 sich in Ortho-Position befindet und R2 Alkyl ist, sich R2 dann in der Para-Position befindet; und eines dispergierbaren Materials mit einem organischen Lösungsmittel, um eine Donorlösung zu bilden; (b) Aufbringen der Donorlösung auf ein Donorsubstrat; (c) Trocknen der Donorlösungsbeschichtung; (d) Lösen eines Rezeptorbindemittels und eines Bleichmittels mit einer organischen Lösung; (e) Aufbringen der Rezeptorlösung auf ein Rezeptorsubstrat; und (f) Trocknen der Rezeptorlösungsbeschichtung.
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