DE69104706T2

DE69104706T2 - Härtbare klebeschicht für wärmeempfindliches aufzeichnungsmaterial.

Info

Publication number: DE69104706T2
Application number: DE69104706T
Authority: DE
Inventors: Neal Kelly; Eugene Langlais
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2011-11-19
Also published as: WO1992009441A1; DE69104706D1; US5342731A; AU646712B2; CA2071508A1; US5426014A; EP0511375A1; AU9081991A; KR0130478B1; JP2796435B2; EP0511375B1; JPH05504112A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Bilderzeugungsmedium zur Aufzeichnung von Informationen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein laminares bilderzeugendes Medium mit einem verbesserten Widerstand gegenüber einer durch Spannung bewirkten Trennung der einzelnen Schichten.
Die Erzeugung von Bildern auf Medien, die auf der Erzeugung von Wärmemustern beruhen, ist allgemein bekannt. Thermische BiLderzeugungsmedien sind insbesondere insofern vorteilhaft, als sie ohne Benutzung von auf Silberhalogenen basierenden Medien benutzbar sind und keine Dunkelkammerbehandlung und keinen Schutz gegen Umgebungslicht erfordern. Außerdem vermeidet die Benutzung thermischer Bilderzeugungsmedien das Erfordernis der Behandlung von Silber enthaltenden Arbeitsströmen oder von Materialien, die im typischen Fall der Verarbeitung von Bilderzeugungsmaterialien zugeordnet sind, die auf Silberhalogen-Basis arbeiten.
Es sind zahlreiche Verfahren und Systeme zur Erzeugung thermisch bewirkter Symbole, Muster oder anderer Bilder beschrieben worden. Beispiele hiervon finden sich in der US-A-2 616 961, in der US-A-3 257 942, in der US-A- 3 396 401, in der US-A-3 592 644, in der US-A-3 632 376, in der US-A-3 924 041, in der US-A-4 123 578, in der US-A- 4 157 412, in der GB-A-1 156 996 und in der WO 88/04237.
Bei der Erzeugung thermisch wirksamen Bilderzeugungsmaterials ist es erwünscht und zu bevorzugen, daß eine Bilderzeugungssubstanz zwischen zwei Blättern in Form eines Laminats eingeschlossen ist. Thermische Bilderzeugungsmaterialien in Laminatform sind beispielsweise in den erwähnten US-A-3 924 041 und 4 157 412 sowie in der erwähnten internationalen Patentanmeldung WO 88/04237 beschrieben. Es ist ersichtlich, daß die Blattelemente des Laminats einen Schutz der dazwischen eingeschlossenen Bilderzeugungssubstanz gegen die Wirkung von Aberasion, Abreiben oder anderen physikalischen Reizen gewährleisten. Außerdem kann ein Laminat als Einheit behandelt werden, so daß es nicht erforderlich ist, die entsprechenden Blätter des Zweiblatt-Bilderzeugungslaminats aufeinander im Drucker oder in einem anderen Apparat auszurichten, der zur thermischen Bilderzeugung des Laminatmaterials benutzt wird.
Bei einem thermischen Bilderzeugungslaminat, das wenigstens eine Schicht aus einer Bilderzeugungssubstanz zwischen zwei Blättern enthält, kann die Bilderzeugung von einer bevorzugten Adhäsion des Bilderzeugungsmaterials auf einem der Blätter abhängen. Im typischen Fall wird ein solches Laminat so ausgebildet, daß die Bilderzeugungssubstanz vorzugsweise an einem der Blätter anhaftet, bevor die thermische Wirkung in den Bereichen des Laminats erfolgt, und vorzugsweise wird ein Anhaften an dem anderen Blatt oder in den belichteten Bereichen bewirkt. Demgemäß bewirkt eine Trennung der Blätter des Laminats in jenem Fall, wo keine thermische Erregung oder Belichtung stattgefunden hat, eine Schicht aus Bilderzeugungssubstanzen auf dem einen Blatt, an dem das Material vorzugsweise anhaftet. Eine Trennung der Blätter des Mediummaterials im Falle, daß das Medium über die gesamte Fläche belichtet wurde, und zwar mit einer solchen Intensität, daß die bevorzugte Adhäsion sich umkehrt, wird eine Schicht aus Bilderzeugungssubstanzen auf dem gegenüberliegenden Blatt erzeugt. Demgemäß liefert eine selektive Belichtung des Aufzeichnungsmaterials gemäß einem vorbestimmten Muster nach Trennung der Blätter zwei Bilder auf den jeweiligen Blättern.
In der erwähnten PCT/US87/03249 ist ein thermisches Aufzeichnungsmaterial beschrieben, welches eine Schicht aus porösem oder partikelförmigem Bilderzeugungsmaterial aufweist und das speziell für hochauflösende Bilder bestimmt ist, indem das Medium einer kurzen Belichtung durch intensive Bilderzeugungsstrahlung ausgesetzt wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Bilderzeugungs material (vorzugsweise eine Schicht aus Kohlenstoff) über die wärmeaktivierbare Bilderzeugungsoberfläche eines ersten Blattes gefügt und mit dem zweiten Laminatblatt bedeckt, so daß die Bilderzeugungssubstanz zwischen den Blättern eines laminaren thermischen Bildaufzeichnungsmaterials eingeschlossen ist. Nach Belichtung des Mediums (beispielsweise durch eine Laserabtastung) und nach Trennung der Blätter wird ein Bildpaar erlangt.
Ein erstes Bild weist die belichteten Abschnitte der Bilderzeugungssubstanz auf, die fester durch Hitzeaktivierung der wärmeaktivierbaren Bilderzeugungsoberfläche an dem ersten Blatt anhaften. Ein zweites Bild umfaßt nicht belichtete Abschnitte der Bilderzeugungssubstanzen, die nach dem zweiten Blatt übertragen wurden.
Die jeweiligen Bilder, die nach Trennung der Blätter des belichteten thermischen Bildaufzeichnungsmaterials gewonnen werden, besitzen eine Bilderzeugungssubstanz, die dazwischen eingeschlossen ist und im wesentlichen unterschiedliche Charakteristiken aufweisen kann. Abgesehen von der bildweisen komplementären Natur dieser Bilder und im Hinblick darauf, daß jedes als "Positiv" oder "Negativ" eines Originals angesehen werden kann, können sich die Bilder auch noch in ihrem Charakter unterscheiden. Die Unterschiede können von den Eigenschaften der Bilderzeugungssubstanz beim Vorhandensein einer zusätzlichen Schicht oder zusätzlicher Schichten im Bildaufzeichnungsmaterial abhängen und außerdem von der Art und Weise, wie diese Schichten ihre Klebekraft verlieren oder ihre Kohäsionskraft behalten, wenn die Blätter getrennt werden. Jedes Bild eines Bildpaares kann aus Gründen des Tnformationsgehalts, aus ästhetischen Gründen oder aus sonstigen Gründen als Hauptbild angesehen werden. Das Hauptbild kann jedoch von den vorerwähnten Eigenschaften und den Fehlermoden abhängen und kann entschieden schlechtere Eigenschaften besitzen, beispielsweise eine schlechtere Behandlungscharakteristik, eine schlechtere Dauerhaftigkeit, einen schlechteren Abriebwiderstand im Vergleich mit dem Komplementärbild sekundärer Wichtigkeit.
Bei der Herstellung thermischer Bilder aus Bildaufzeichnungsmaterial, welches in der erwähnten Internationalen Anmeldung beschrieben ist, erweist es sich oft als zweckmäßig bei der Herstellung hochdichter Bilder, daß das Hauptbild jenes ist, welches durch Übertragung nicht belichteter Bereiche der Überzugs-Bilderzeugungssubstanz auf ein Blatt gewonnen wird, das von dem Bildaufzeichnungsmaterial getrennt wird. Es hat sich erwiesen, daß eine Alternative darin besteht, ein hochdichtes Bild auf dem gegenüberliegenden Blatt dadurch zu erzeugen, daß die Bilderzeugungssubstanz in den belichteten Bereichen dichter anhaftet. Dies ist der Fall, weil das Medium komplementäre Bilder liefert und das gewünschte hochdichte Bild auf jedem Blatt erzeugt werden kann, indem das thermisch betätigbare Medium entsprechend adressiert wird, so daß dieses Blatt dann das hochdichte Bild trägt. Diese Alternative zur Erzeugung eines hochdichten Bildes ist jedoch nachteilig, da die Bereiche hoher Dichte in Belichtungsbereichen erzeugt werden (durch Aktivierung einer wärmeaktivierbaren Bilderzeugungszone oder -schicht) und große Belichtungsbereiche entsprechend große Flächen zur Laserbetätigung und hohe Energie erfordern, und äußerst genaue Laserabtastung und Nachführung. notwendig ist. Fehler in der Nachführung führen zu Diskontinuitäten (weißen Stellen oder Flecken), wenn in bestimmten Bereichen die Bilderzeugungssubstanzen nicht anhaften oder diese durch das gegenüberliegende Blatt beim Trennen der Blätter mit entfernt werden. Infolge der psychophysikalischen Natur des menschlichen Sehvermögens sind kleine helle Bereiche (Flecken) gegen ausgedehnte dunkle Bereiche deutlich wahrnehmbar.
Es ist daher zweckmäßig, daß ein hochdichtes Bild das Ergebnis der Übertragung nicht belichteter Bereiche von überzogenen und durchgehenden Bereichen des Bilderzeugungs materials ist (mit geringen oder keinen Unterbrechungen oder Abdeckungsfehlern), anstatt daß das Bild ein Ergebnis einer festen Verbindung hochdichter Bereiche des Bilderzeugungsmaterials durch Laserwirkung der wärmeaktivierbaren Bilderzeugungsoberfläche ist, wo Nachführfehler die Möglichkeit vergrößern, merkliche Diskontinuitätsbereiche zu erzeugen (weiße Stellen), die gegen einen ausgedehnten hochdichten Bereich deutlich erkennbar sind.
Insoweit, als das thermische Aufzeichnungslaminat der beschriebenen Art so ausgebildet ist, daß die Bilderzeugungssubstanz vorzugsweise nur an einem der Blätter anhaftet, bevor und bis die thermische Erregung stattfand, und das Aufzeichnungslaminat so ausgebildet ist, daß eine Trennung oder ein Abschälen der Blätter nach der thermischen Belichtung möglich wird, kann das Laminat eine unerwünschte Tendenz aufweisen, daß die einzelnen Lagen sich bei gewissen physikalischen Beanspruchungen, die während der Herstellung erzeugt werden, voneinander lösen (beispielsweise durch Biegung, Wicklung, durch Schneiden oder Stanzen). In einigen Fällen kann es erwünscht sein, ein laminares Medium von zwei endlosen Blättern oder Bändern abzuziehen und dann zu schneiden, zu schlitzen oder auf andere Weise individuelle Filmeinheiten bestimmter Größe zu bilden. Ein hin- und hergehendes Schneiden und ein Festhalten beim Schneiden der einzelnen Filmverbände können einen Spannungseinfluß im Medium erzeugen, wodurch die Blätter veranlaßt werden, sich an der Stelle schwächster Laminierung zu trennen, d. h. im typischen Falle an der Zwischenfläche, wo bei einer thermischen Erregung die bevorzugte Adhäsion der Bilderzeugungssubstanz umgekehrt wird.
In der WO 92/09443 ist ein als Schichtenkörper ausgebildetes thermisches Aufzeichnungsmaterial beschrieben, welches eine polymere, spannungsabsorbierende Schicht aufweist, um die Tendenz zu vermindern, daß sich das Aufzeichnungsmaterial infolge physikalischer Beanspruchungen des Materials schichtenmäßig trennt. Wie in dieser Veröffentlichung beschrieben, kann eine polymere Spannungsabsorptionsschicht aus zusammenpreßbarem oder streckbarem Material in unmittelbarer Nähe zu einer Zwischenfläche angebracht werden, die die größte Tendenz zur Schichtentrennung aufweist, so daß das Auftreten einer unerwünschten Trennung während der Herstellung des Schichtenkörpers oder während seiner Benutzung im Abbildungsverfahren oder im Abbildungsgerät vermindert wird.
Obgleich die Positionierung der polymeren Spannungsabsorptionsschicht in einem laminaren thermischen Bildaufzeichnungsmedium sich ändern kann, können in Übereinstimmung mit dem gewünschten Ziel der Verminderung unerwünschter Schichtentrennung die erwünschten Eigenschaften der Schicht in schädlicher Weise andere gewünschte Eigenschaften entweder des thermischen Bildaufzeichnungsmaterials oder eines Bildes beeinflussen, welches hierdurch hergestellt wird. Beispielsweise kann bei der Herstellung des laminaren Bildaufzeichnungsmaterials der Ausbildung gemäß PCT/US87/03249 ein weicher Kleber als Klebeschicht benutzt werden, um das zweite Blatt an dem ersten Blatt anzuheften, welches die Schicht aus Bilderzeugungssubstanzen trägt. Nach der Belichtung und Trennung von erstem und zweitem Blatt werden in der beschriebenen Weise erste und zweite Bilder erzeugt. Das zweite Bild umfaßt nicht belichtete Bereiche der Bilderzeugungssubstanz, die auf das zweite Blatt mit dem Ziel übertragen wurden, dort anzuhaften. Das Haftmaterial bewirkt die Entfernung nicht belichteter Bilderzeugungssubstanzen und ergibt spannungsabsorbierende Eigenschaften, die eine unerwünschte Schichtentrennung vermindern. Der Kleber wirkt jedoch auch als Basis für das zweite Bild, welches in der Bilderzeugungssubstanz erzeugt wird. Die Weichheit der Kleberbasis führt zu einer Verminderung der Dauerhaftigkeit des Bildes, das aus den obenerwähnten Gründen das Hauptbild sein kann.
In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß das thermische Bildaufzeichnungsmaterial, welches zur Trennung eines Blattpaares und zur Trennung von Bildern ausgebildet ist, speziell dann erwünscht ist, wenn das Abbildungsmedium widerstandsfähig gegen eine unerwünschte Schichtentrennung während der Herstellung ist, und wenn ein Bild geschaffen wird, welches eine zufriedenstellende Verarbeitungscharakteristik und Dauerhaftigkeit aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es hat sich gezeigt, daß Verbesserungen in der Herstellung des laminaren thermischen Bildaufzeichnungsmaterials und im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit des Bildes, das durch nicht belichtete Bereiche der porösen oder partikelförmigen Bilderzeugungssubstanzen erhalten wird, die von einem Blatt des thermischen Bildaufzeichnungsmaterials nach dem anderen übertragen werden, erlangt werden können. Diese Verbesserungen werden erhalten durch Zufügung einer polymeren härtbaren Klebeschicht in dem thermisch aktivierbaren Bilderzeugungsmedium als einen Kleber für diese Übertragung. Die härtbare Kleberschicht dient im ungehärteten Zustand dazu, die Blätter des Mediums zu einem einheitlichen Aufzeichnungsmaterial zusammenzufassen und das Aufzeichnungsmaterial gegen eine Schichtentrennung (an der schwächsten Zwischenfläche) zu schützen, wenn das Bildaufzeichnungsmaterial physikalischen Beanspruchungen während der Herstellung. unterworfen wird. Die Schicht wird danach zu einer Schicht genügender Härte ausgehärtet, um im Bild die erwähnten Verbesserungen in der Behandlung und Dauerhaftigkeit zu erreichen.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial vorgesehen, welches gemäß einer intensiven Bilderzeugungsstrahlung belichtet werden kann, um ein Bild zu erhalten, wobei das mehrschichtige Aufzeichnungsmaterial in der angegebenen Reihenfolge die nachstehend angegebenen Schichten enthält:
- ein erstes Blatt ist gegenüber der Bilderzeugungsstrahlung transparent und besitzt wenigstens eine Oberflächenzone oder eine Schicht aus polymerem Material, die beim Auftreffen einer kurzen und intensiven Strahlung auf das thermische Bildaufzeichnungsmaterial wärmeaktivierbar ist;
- eine Schicht aus einer porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungssubstanz besitzt eine Kohäsionskraft, die größer ist als die Adhäsionskraft für die polymere wärmeaktivierbare Schicht;
- ein zweites Blatt bedeckt die Schicht aus der porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungssubstanz und ist direkt oder indirekt mit der Bilderzeugungssubstanz durch eine Klebeschicht verbunden, wobei das zweite Blatt nach Trennung von erstem und zweitem Blatt nach der Belichtung durch intensive Strahlung unbelichtete Abschnitte der Bilderzeugungssubstanz überträgt;
- wobei die Klebeschicht eine polymere härtbare Klebeschicht ist und die härtbare Klebeschicht in der Lage ist, im ungehärteten Zustand die Tendenz des mehrschichtigen thermischen Bildaufzeichnungsmaterials zur Schichtentrennung bei Anwendung physikalischer Beanspruchungen auf das Material zu vermindern, und wobei die Klebeschicht zu einer Schicht genügender Härte ausgehärtet werden kann, um eine dauerhafte Basis für das Bild zu erzeugen.
Gemäß einem Verfahrensmerkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Erzeugung eines mehrschichtigen thermischen Bildaufzeichnungsmaterials die folgenden Schritte:
- es wird ein erstes Element geschaffen, welches ein erstes Blatt umfaßt, das gegenüber einer Bilderzeugungsstrahlung transparent ist und wenigstens eine Oberflächenzone oder eine Schicht aus Polymermaterial aufweist, das wärmeaktivierbar ist, nachdem das thermische Bildaufzeichnungsmaterial einer kurzen und intensiven Strahlung unterworfen wurde, wobei das Element eine Schicht aus porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungssubstanzen trägt, deren Kohäsionskraft größer ist als die Adhäsionskraft gegenüber der polymeren wärmeaktivierbaren Schicht;
- es wird ein zweites Element geschaffen, welches ein zweites Blatt umfaßt, das eine Schicht aus einem polymeren, härtbaren Kleber enthält, wobei die Schicht in der Lage ist, die ersten und zweiten Elemente miteinander zu verkleben, wobei die jeweiligen Blätter außen liegen und ein einheitlicher Schichtenkörper geschaffen wird, und wobei die Schicht aus härtbarem Kleber im ungehärteten Zustand die Tendenz der Schichtentrennung bei Anwendung von Beanspruchungen auf das Material vermindert;
- es werden die ersten und zweiten Elemente zu dem erwähnten einheitlichen Schichtenkörper zusammengefaßt;
- es wird der einheitliche Schichtenkörper in einzelne Schichteneinheiten vorbestimmter Größe geschnitten; und
- es wird der härtbare Kleber der Schichteneinheiten zu einer dauerhaften Polymerschicht ausgehärtet.
Zum besseren Verständnis des Aufbaus und der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung Bezug genommen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines thermisch erregbaren Bilderzeugungslaminats gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht des Bilderzeugungslaminats gemäß Fig. 1, in einem Zustand teilweiser Trennung nach der thermischen Bilderzeugung.

Einzelbeschreibung der Erfindung

Wie oben erwähnt, weist das thermisch erregbare Bilderzeugungsmaterial gemäß der Erfindung eine härtbare polymere Klebeschicht auf, die während der Herstellung des Materials das Material gegen eine Schichtentrennung schützt, die durch Beanspruchungen während der Herstellung auftreten (beispielsweise Biegen, Schneiden oder Schlitzen), und die danach zu einer Schicht gehärtet werden kann, die eine dauerhafte Basis für das darauf erzeugte Bild bildet.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes laminares Mediummaterial gemäß der Erfindung, geeignet zur Erzeugung von zwei hochaufgelösten Bildern, die in Fig. 2 als Bilder 10a und 10b im teilweisen Zustand der Trennung dargestellt sind. Das thermische Bilderzeugungsmedium 10 weist ein erstes blattartiges oder Bandmaterial 12 auf (bestehend aus einem Blatt 12a und einer wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b), auf dem in der nachfolgenden Reihenfolge eine poröse oder partikelförmige Bilderzeugungsschicht 14, eine Freigabeschicht 16, eine härtbare polymere Klebeschicht 18 und ein zweites blattartiges Bandmaterial 20 angeordnet sind. angeordnet sind.
Nach der Belichtung des Mediummaterials 10 durch eine Strahlung werden die belichteten Abschnitte der Bilderzeugungsschicht 14 fester mit dem blattartigen Bandmaterial 12 verbunden, so daß nach Trennung der jeweiligen blattartigen Materialien gemäß Fig. 2 zwei Bilder 10a und 10b erzeugt werden. Die Natur von gewissen Schichten bevorzugten thermischen Bilderzeugungsmaterials 10 und ihre Eigenschaften sind wichtig im Hinblick auf die Art und Weise, auf die die jeweiligen Bilder erzeugt und von dem Medium nach der Belichtung getrennt werden. Die Funktion der härtbaren Klebeschicht 18 ist wichtig im Hinblick auf die Verminderung einer unerwünschten Trennung der Schichten an der Zwischenfläche zwischen wärmeaktivierbarer Zone oder Schicht 12b und der porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungsschicht 14 des bevorzugten thermischen Bilderzeugungsmaterials gemäß Fig. 1. Die verschiedenen Schichten des Mediummaterials 10 werden im folgenden im einzelnen beschrieben.
Das blattartige Bandmaterial 12 besteht aus einem transparenten Material, durch das das Bilderzeugungsmedium 10 durch die Strahlung belichtet werden kann. Das Bandmaterial 12 kann aus irgendeinem Blattmaterial bestehen, obgleich polymeres Blattmaterial zu bevorzugen ist. Unter den bevorzugten Blattmaterialien befinden sich Polystyrol, Polyäthylenterephthalat, Polyäthylen, Polypropylen, Poly(vinylchlorid), Polycarbonat, Poly(vinylidenchlorid), Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat und Mischpolymerisate, beispielsweise Mischpolymerisate von Styrol, Butadien und Acrylnitril, einschließlich Poly(styrol-Mischacrylnitril). Ein insbesondere bevorzugtes Bandmaterial vom Standpunkt der Dauerhaftigkeit, Dimensionssteifigkeit und Behandlung ist Polyäthylenterephthalat, welches kommerziell verfügbar ist und beispielsweise unter dem Handelsnamen Mylar von E. I. duPont de Nemours & Co. oder unter dem Warenzeichen Kodel von Estman Kodak Company vertrieben wird.
Die wärmeaktivierbare Zone oder Schicht 12b liefert eine wesentliche Funktion für die Bilderzeugung des Materials 10 und besteht aus einem Polymermaterial, welches wärmeaktivierbar ist, wenn das Material einer kurzen und intensiven Strahlung ausgesetzt wird, so daß bei einer rapiden Abkühlung belichtete Abschnitte der Oberflächenzone oder Schicht dicht an der porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungsschicht 14 anhaften. Falls erwünscht, kann die Oberflächenzone 12b ein Oberflächenabschnitt oder Bereich des blattartigen Bandmaterials 12 sein, und in diesem Fall haben die Schichten 12a und 12b die gleiche oder eine ähnliche chemische Zusammensetzung. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, daß die Schicht 12b eine diskrete polymere Oberflächenschicht auf dem Blattmaterial 12a aufweist. Die Schicht 12b besteht zweckmäßigerweise aus Polymermaterial mit einer Erweichungstemperatur, die niedriger liegt als die des Blattmaterials 12a, so daß belichtete Abschnitte der Bilderzeugungsschicht 14 fest an dem Bandmaterial 12 (12a) anhaften können. Es kann eine Vielzahl von Polymermaterialien zu diesem Zweck benutzt werden, und zwar einschließlich Polystyrol, Poly(styrol-Misch-acrylnitril), Poly(vinylbutyrat), Poly(methylmethacrylat), Polyäthylen und Poly(vinylchlorid).
Die Benutzung einer dünnen wärmeaktivierbaren Schicht 12b auf einem beträchtlich dickeren und dauerhaften Bandmaterial 12a ermöglicht die erforderliche Behandlung des Bandmaterials 12 und gewährleistet die Abbildungsmöglichkeit. Die Benutzung einer dünnen wärmeaktivierbaren Schicht 12b ermoglicht die Konzentration der Wärmeenergie an der Zwischenfläche oder in der Nähe der Zwischenfläche zwischen den Schichten 12b und der Bilderzeugungsschicht 14 und ermöglicht optimale Abbildungseffekte, und es wird die erforderliche Energie reduziert. Es ist klar, daß die Empfindlichkeit der Schicht 12b gegenüber einer Wärmeaktivierung (oder Erweichung) und die Anhaftung oder Adhäsion an der Schicht 14 von der Natur und den thermischen Charakteristiken der Schicht 12b und von deren Dicke abhängen.
Die wärmeaktivierbare Schicht 12b kann auf dem Bandmaterial 12a unter Benutzung bekannter Überzugsverfahren aufgebracht werden. Beispielsweise kann eine Schicht aus Poly(styrol- Co-acrylnitril) auf ein Band 12a aus Polyäthylenterephthalat dadurch aufgebracht werden, daß ein organisches Lösungsmittel wie Methylenchlorid aufgetragen wird. Im allgemeinen werden die gewünschten Verarbeitungseigenschaften des Blattmaterials 12 von der Natur des Blattmaterials 12a selbst beeinflußt, insoweit als die Schicht 12b darauf als dünne Schicht aufgetragen wird. Die Dicke des Blattmaterials 12 hängt von den gewünschten Verarbeitungscharakteristiken des Mediummaterials 10 während der Herstellung und während der Bilderzeugung und irgendwelchen Schritten nach der Bilderzeugung ab. Die Dicke wird außerdem teilweise durch die beabsichtigte Benutzung des darauf befindlichen Bildes sowie durch die Belichtungsbedingungen wie die Wellenlängen und die Stärke der Belichtungsquelle bestimmt. Im typischen Fall kann sich die Dicke des Blattmaterials 12 von ungefähr 0,5 mil bis 7 mils (0,013 mm bis 0,178 mm) ändern. Gute Ergebnisse können erlangt werden, indem beispielsweise ein Bandmaterial 12a benutzt wird, welches etwa 1,5 bis 1,75 mils (0,038 mm bis 0,044 mm) dick ist und eine Schicht 12b aus Poly(styrol-Misch-acrylnitril) mit einer Dicke von ungefähr 0,1 Mikron bis 5 Mikron trägt.
Die wärmeaktivierbare Schicht 12b kann Additive oder Zusätze enthalten, die bekannte günstige Eigenschaften ergeben. Die Adhäsion bewirkende Mittel, Plastifizierer, die Adhäsion vermindernde Mittel oder andere Mittel können zu diesem Zweck Anwendung finden. Derartige Mittel können beispielsweise benutzt werden, um die Adhäsion zwischen den Schichten 12b und 14 einzustellen, so daß eine unerwünschte Trennung an der Zwischenfläche während der Herstellung des Schichtenmaterials 10 oder während der Benutzung bei einem thermischen Abbildungsverfahren oder in einer Vorrichtung vermindert wird. Eine solche Steuerung ermöglicht es auch, daß das Material nach der Bilderzeugung und Abtrennung der blattartigen Bandmaterialien 12 und 20 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise aufgetrennt wird.
Die Bilderzeugungsschicht 14 weist eine Bilderzeugungssubstanz auf, die auf der wärmeaktivierbaren Zone oder der Schicht 12b in Form einer porösen oder teilchenförmigen Schicht oder eines Überzugs abgelagert ist. Auch die Schicht 14, die als Farb/Binder-Schicht bezeichnet wird, kann aus einem färbenden Material hergestellt sein, das in einem geeigneten Binder dispergiert ist. Das Färbemittel kann ein Pigment oder ein Farbstoff irgendeiner Farbe sein, und vorzugsweise ist es inert gegenüber den erhöhten Temperaturen, die zum Zwecke der thermischen Bilderzeugung des Mediums 10 erforderlich sind. Ruß ist besonders vorteilhaft und stellt ein bevorzugtes Pigment dar. Vorzugsweise umfaßt das Kohlenstoffmaterial Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,01 bis 10 Mikrometern (Mikron). Obgleich sich die Beschreibung in erster Linie auf Ruß bezieht, können andere optisch dichte Substanzen, beispielsweise Graphit, Phthalocyaninpigmente und andere Farbpigmente benutzt werden. Falls erforderlich, können Substanzen verwendet werden, die ihre optische Dichte ändern, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden.
Der Binder für die Bilderzeugungssubstanz der Schicht 14 bildet eine Matrix, um die poröse oder teilchenförmige Substanz darauf in einer zähen Schicht zu bilden, wodurch die Schicht 14 an der wärmeaktivierbaren Zone oder der Schicht 12b angeheftet wird. Allgemein ist es erwünscht, daß die Bilderzeugungsschicht 12b an der Oberflächenzone oder Schicht 12b genügend anhaftet, um eine zufällige Lösung entweder während der Herstellung des Materials 10 oder während seiner Benutzung zu verhindern. Die Schicht 14 sollte jedoch in den nicht belichteten Bereichen von der Zone oder Schicht 12b trennbar sein, nachdem die Bilderzeugung und Trennung der Blätter oder Bänder 12 und 20 stattgefunden hat, so daß die Aufteilung weitergeführt werden kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Bilderzeugungsschicht 14 kann in herkömmlicher Weise auf die Oberflächenzone oder die Schicht 12b unter Benutzung bekannter Überzugsmethoden aufgebracht werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel und zur Erleichterung des Aufbringens der Schicht 14 auf die Zone oder Schicht 12b werden zuerst Rußpartikel in einem inerten Flüssigkeitsträger (im typischen Fall Wasser) suspendiert, und die resultierende Suspension oder Dispersion wird gleichförmig über der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b ausgebreitet. Nach der Trocknung haftet die Schicht 14 als gleichmäßige Bilderzeugungsschicht auf deren Oberfläche. Es ist klar, daß die Ausbreitungscharakteristiken der Suspension dadurch verbessert werden können, daß ein oberflächenaktives Mittel, beispielsweise Ammoniumperfluoralkylsulfonat, ein nichtionisches Äthoxylat oder dergleichen, benutzt werden kann. Andere Substanzen, beispielsweise Emulgiermittel, können benutzt oder zugesetzt werden, um die Gleichförmigkeit der Verteilung des Rußes im suspendierten Zustand zu verbessern und danach in dem ausgebreiteten und trockenen Zustand. Die Schicht 14 kann in der Dicke veränderlich sein, und im typischen Fall hat sie eine Dicke von etwa 0,1 Mikron bis etwa 10 Mikron. Allgemein ist es vom Standpunkt der Bilderzeugung zu bevorzugen, daß eine dünne Schicht benutzt wird. Die Schicht 14 sollte jedoch genügend dick sein, um die gewünschte und vorbestimmte optische Dichte in den Bildern zu erzeugen, die im Aufzeichnungsmaterial 10 erzeugt werden.
Geeignete Bindermaterialien für die Bilderzeugungsschicht 14 sind beispielsweise Gelatine, Polyvinylalkohol, Hydroxyäthylcellulose, Gummiarabicum, Methylcellulose, Polyvinylpyrrolidon, Polyäthyloxazolin, Polystyrollatex und Poly(styrol-co-maleinanhydrid). Das Verhältnis von Pigment (beispielsweise Ruß) zu Binder kann im Bereich zwischen 40:1 und etwa 1:2 (gewichtsmäßig) liegen. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Pigment zu Binder im Bereich von etwa 4:1 zu etwa 10:1. Ein bevorzugtes Bindermaterial für ein Rußpigment ist Polyvinylalkohol.
Falls erforderlich, können zusätzliche Additive oder Mittel in der Bilderzeugungsschicht 14 eingebaut werden. So können submikroskopische Partikel wie Chitin, Polytetrafluoräthylenpartikel und/oder Polyamidpartikel der Farb/Binder-Schicht 14 zugesetzt werden, um den Abriebwiderstand zu verbessern. Solche Partikel können in Mengen zwischen 1:2 bis 1:20 Partikel- zu Schichtfestkörpergewicht vorgesehen werden.
Zur Erzeugung von Bildern hoher Auflösung ist es wesentlich, daß die Bilderzeugungsschicht 14 aus Materialien besteht, die einen Bruch über die Dicke der Schicht und längs einer Richtung zulassen, die im wesentlichen senkrecht zur Zwischenlage zwischen der Oberflächenzone oder Schicht 12b und der Bilderzeugungsschicht 14 verläuft, d. h. im wesentlichen entlang der Pfeilrichtung 22, 22', 24 und 24' gemäß Fig. 2. Es ist klar, daß zum Zwecke der Teilung der Bilder 10a und 10b in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise die Bilderzeugungsschicht 14 senkrecht aufbrechbar sein muß, wie dies oben beschrieben wurde, und ein solches Maß an Ko-Kohäsion über das Maß der Adhäsion für die wärmeaktivierbare Zone oder Schicht 12b aufweist. So wird bei Trennung der Bänder 12 und 20 nach der Bilderzeugung die Schicht 14 in nicht belichteten Bereichen von der wärmeaktivierbaren 12b getrennt und verbleibt auf den porösen oder teilchenförmigen Bereichen 14a auf dem Blatt oder Band 12. Die Schicht 14 ist eine bildweise auseinanderreißbare Schicht infolge ihrer porösen bzw. partikelförmigen Natur und ihrer Fähigkeit, ein scharfes Abbrechen an den Partikelzwischenflächen zu gewährleisten.
Im Bildaufzeichnungsmedium 10 befindet sich ein zweites blattartiges oder Bandmaterial 20, welches die Bilderzeugungsschicht 14 über der Klebeschicht 18 und der Freigabeschicht 16 abdeckt. Das Bandmaterial 20 wird über der Bilderzeugungsschicht 14 aufgetragen und dient als Mittel, durch das nicht belichtete Bereiche der Bilderzeugungsschicht 14 vom Bandmaterial 12 in Form der Abschnitte 14b des Bildes 10b getragen werden, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Klebeschicht 18 hat wichtige Funktionen während der Herstellung des Schichtenmaterials 10 und ermöglicht die Erzeugung eines Bildes 10b mit einer zufriedenstellenden Dauerhaftigkeit.
Die Klebeschicht 18 des thermischen Aufzeichnungsmaterials 10 weist eine härtbare Klebeschicht auf, die in der Lage ist, das Material gegen Beanspruchungen zu schützen, die sonst eine Trennung der Schichten des Mediums bewirken könnten, und zwar im typischen Fall eine Auftrennung des Materials 10 gemäß Fig. 1 an der Zwischenfläche zwischen der Zone oder Schicht 12b und der Bilderzeugungsschicht 14. Die physikalischen Beanspruchungen, die eine Trennung der Schichten herbeizuführen suchen und die durch die härtbare Schicht 18 unwirksam gemacht werden, können sich ändern und Spannungen aufweisen, die durch Biegung des Schichtenmaterials und durch Beanspruchungen erzeugt werden wie beim Aufwickeln, beim Abwickeln, beim Schneiden, beim Schlitzen und beim Stanzen. Da die härtbare Schicht 18 sich in ihrer Zusammensetzung ändern kann, ist es klar, daß ein spezielles Klebemittel beispielsweise einen Schutz des Materials gegen eine Schichtentrennung bewirken kann, die durch Biegen des Mediums auftritt, während nur ein geringer Schutz oder kein Schutz gegen eine Schichtenauftrennung bewirkt wird, die beispielsweise eine Folge einer Schlitzung, einer Stanzung oder einer Schneidoperation ist. Gewisse Klebesysteme (beispielsweise Epoxydsysteme in ungehärtetem und relativ flüssigem Zustand) können einen Schutz gegen Biegen bewirken und ein Abflachen des laminaren Materials bewirken, während nur ein geringer Schutz oder kein Schutz gegen Beanspruchungen vorhanden ist, die infolge einer Schneidoperation oder einer Schlitzoperation auftreten. Andere Klebesysteme (beispielsweise durch Ultraviolett härtbare druckempfindliche Klebesysteme) sind zu bevorzugen, wenn Schneid- und Schlitzoperationen durchgeführt werden sollen.
Es ist klar, daß einzelne Filmeinheiten vorbestimmter Größe, die geeignet sind, in einer Kassette gestapelt zu werden, damit sie in dieser Form einem Drucker zugeführt werden können, ein besonderes Interesse verdienen. Derartige Filmeinheiten können dadurch hergestellt werden, daß ein endloses Band aus dem Aufzeichnungsmaterial hergestellt wird, welches die Schichten gemäß Fig. 1 aufweist, wobei diese Bänder in einzelne Filmeinheiten vorbestimmter Größe zugeschnitten werden. Eine Schlitz- oder Schneidoperation, beispielsweise eine wiederholte Stanz- und Schneidoperation, erzeugt Beanspruchungen in dem Aufzeichnungsmaterial der Art nach Fig. 1 und kann eine Schichtentrennung des Aufzeichnungsmaterials an der Zwischenfläche zur Folge haben, die die schwächste Klebekraft aufweist. Die Benutzung eines solchen Aufzeichnungsmaterials mit einer ungehärteten Schicht 18, die in der Lage ist, die Spannungen, die durch Schlitzen und Schneiden entstehen, zu verteilen, verbessert merklich den Wirkungsgrad der Herstellung, und diese Schicht ist daher besonders zu bevorzugen.
Die Anmelder fühlen sich nicht durch irgendeine Theorie oder einen Mechanismus der Erklärung der Art und Weise gebunden, auf welche die Schicht 18 eine Verminderung der durch Spannungen eingeführten Schichtenauftrennung des Aufzeichnungsmaterials bewirkt, jedoch wird angenommen, daß die Schicht 18 eine Absorbierung physikalischer Spannungen bewirkt, die auf das Aufzeichnungsmaterial ausgeübt werden, wodurch die Gefahr der Schichtentrennung vermindert wird. Statt dessen kann die Schicht 18 dazu dienen, die Spannungen über die Schicht zu verteilen, oder auf sonstige Weise verhindern, daß die aufgebrachten Spannungen über das Medium übertragen werden und eine Aufblätterung, d. h. Trennung der Schichten bewirken.
Gemäß einem Verfahrensmerkmal der Erfindung wird das Aufzeichnungsmaterial 10 dadurch hergestellt, daß zunächst erste und zweite blattartige Bandelemente oder Komponenten zusammengebracht werden. Ein erstes Element oder eine erste Komponente besteht aus Bandmaterial 12, welches die Bilderzeugungsschicht 14 und die Freigabeschicht 16 trägt. Falls erforderlich, kann eine zusätzliche Schicht aus Klebematerial (nicht dargestellt) auf der Freigabeschicht 16 aufgetragen werden, um eine Adhäsivbindung des Elementes mit einem zweiten Element oder einer Komponente zu bewirken, die von dem blattartigen Bandmaterial 20 gebildet wird, welches die härtbare Klebeschicht 18 trägt. Die jeweiligen Elemente können unter Druck und zweckmäßigerweise unter Erhitzung zusammengefügt werden, um ein einheitliches und laminares, thermisch betätigbares Bildaufzeichnungsmedium 10 gemäß der Erfindung zu schaffen. Das Schichtenaufzeichnungsmaterial 10 kann dann einer Spannungsmanipulation oder einer Behandlung unterworfen werden, während der eine verringerte Tendenz hinsichtlich einer Entblätterung besteht. In gewissen Fällen und abhängig von der speziellen Natur des härtbaren Klebemittels kann ein wiederholtes Stanzen und Schneiden oder Schlitzen, das bei Fehlen der Schicht 18 zu einer Entblätterung des Materials führen würde, vorteilhaft durchgeführt werden. Ein zusätzlicher Schritt, beispielsweise ein Schritt zur Härtung der härtbaren Schicht 18, kann dann durchgeführt werden, um eine dauerhafte Basisschicht 18 zur Erzeugung eines entsprechend dauerhaften Bildes 10b zu schaffen.
Bei der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials 10 sollten zusätzliche der Lamination folgende Schritte (beispielsweise eine Biegung, eine Wicklung, ein Schneiden oder ein Schlitzen) innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach der Lamination durchgeführt werden, wie dies durch die spezielle Natur der härtbaren Klebeschicht 18, den anwendbaren Härtemechanismus, der hierfür erforderlich ist, und die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der der Härtemechanismus arbeitet. Allgemein ist es zweckmäßig, die nach der Lamination folgenden Schritte innerhalb von etwa vier oder fünf Stunden durchzuführen. Je nach den erforderlichen Faktoren kann es jedoch notwendig sein, Manipulationen innerhalb einer relativ kurzen Zeit nach der Schichtenbildung durchzuführen. Diese Operationen werden zweckmäßigerweise in den Fällen, wo das Reaktionssystem ein Epoxydsystem oder ein Urethansystem ist, innerhalb der Lebensdauer des Klebemittels durchgeführt. In anderen Fällen, je nach der Natur des härtbaren Klebemittels, kann es zweckmäßig sein, die erforderlichen Manipulationen auszusetzen, bis zu einem vorbestimmten Zeitabschnitt nach der Schichtenbildung, so daß beispielsweise eine Verschweißung oder andere physikalische Vorgänge durchgeführt werden können, welche physikalische Spannungen hervorrufen.
Vom Standpunkt der Verminderung des Eindringens oder der Diffusion ungehärteten Materials in andere Schichten des Aufzeichnungsmaterials und zur Verminderung anderer schädlicher Effekte derartiger Materialien im Hinblick auf eine ordnungsgemäße Funktion der anderen Schichten, oder Mittel (beispielsweise Farbstoffe), die dadurch schädlich beeinflußt werden können, ist die Durchführung der Härtung innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts oftmals zweckmäßig.
Die härtbare Schicht 18 kann auf verschiedene Weise gehärtet werden, je nach der Zusammensetzung der Schicht. Beispielsweise kann eine reaktive Mischung aus einem Isocyanatterminated-prepolymer, einem Diisocyanatreaktanzmittel und einem eine Kette aufweisenden Mittel auf eine Schicht aufgetragen werden, damit sie auf einer härtbaren Polyurethanschicht unter Umgebungsbedingungen aushärtet oder auch unter Zuhilfenahme von Wärme. Statt dessen kann ein Epoxydsystem benutzt werden. So kann eine Mischung aus (a) einem Kunstharz, welches durch Reaktion eines Epoxydbestandteils, beispielsweise Glycidol oder Epichlorhydrin, und einer bisphenolischen Verbindung wie 2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)propan, und (b) einem fetten Säureamid hergestellt werden, und die Mischung kann unter Umgebungsbedingungen aufgetragen und ausgehärtet werden. Es können andere reaktive Mischungen aufgetragen und auf einer Härteschicht ausgehärtet werden, wobei zusätzlich Hitze angewendet wird oder auch nicht. Ferner können Vernetzungsmittel, die Polymerisation einleitende Mittel oder dergleichen verwendet werden, je nach dem speziellen Reaktionssystem.
Unter den strahlungshärtbaren Systemen zur Erzeugung der Klebeschicht 18 sind Polymere zu bevorzugen, die flüchtige äthylenmäßig ungesättigte Hälften besitzen, die durch Strahlung vernetzt werden können, wobei ein Photoinitiator benutzt wird. Bevorzugte Polymere mit vernetzbaren Gruppen weisen beispielsweise Reaktionsprodukte eines Hydroxyl enthaltenden Polymers auf (beispielsweise ein Polyester einer Dicarboxylsäure und einem Polyhydridalkohol). Außerdem kann ein Vinylmonomer mit einer Isocyanatgruppe Verwendung finden (beispielsweise Isocyanatoäthylacrylat oder Methacrylat). Vernetzungsmittel und Photoinitiatoren können benutzt werden, um ein vernetztes Polymer zu schaffen, welches Urethannetze aufweist.
Außerdem sind Zusammensetzungen geeignet, die einen Polymerbinder und ein polymerisierbares äthylenmäßig ungesättigtes Monomer aufweisen, das durch zusätzliche Polymerisation zu einem Polymer mit hohem Molekulargewicht polymerisiert werden kann. Beispielsweise können Acrylat- und Methacrylatester von Polyhydridalkoholen wie Pentaerythritol oder Trimethylolpropan durch Ultraviolettstrahlung unter Verwendung eines Photoinitiators, beispielsweise durch Acetophenonderivate, Benzoin oder ein alkylsubstituiertes Anthraguinon, vernetzt werden. Weitere geeignete Initiatoren weisen Azobisisobutyronitril und Azo-bis-4-cyano-pentansäure auf, obgleich auch andere benutzt werden können. Vernetzungsmittel, beispielsweise Divinylbenzol, können benutzt werden, um die Vernetzung über die ungesättigten Hälften der polymerisierbaren Monomere und das Vernetzungsmittel zu verbessern.
Unter den bevorzugten Zusammensetzungen für die Schicht 18 befinden sich Verbindungen, die folgende Bestandteile enthalten: einen makromolekularen organischen Binder; ein photopolymerisierbares äthylenmäßig ungesättigtes Monomer mit wenigstens einer Äthylen-Endgruppe, die in der Lage ist, ein durch freie Radikale initiiertes hohes Polymer zu erzeugen und durch kettenmäßig fortschreitende Polymerisation; und eine freie Radikale-Erzeugung und durch Zusatz von Polymerisationseinleitungssystemen, die durch aktinische Strahlung aktivierbar sind. Geeignete makromolekulare Bindermaterialien weisen folgende Bestandteile auf: Vinylidenchlorid-Mischpolymerisate (beispielsweise Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Mischpolymerisate, Vinylidenchlorid/Methylmethacrylat-Mischpolymerisate und Vinylidenchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisate); Äthylen/Vinylacetat- Mischpolymerisate; Celluloseäther (beispielsweise Methyl, Äthyl und Benzylcellulose); synthetische Gummi (beispielsweise Butadien/Acrylnitril-Mischpolymerisate; chlorinierte Isopren- und Chlor-2-butadien-1,3-Polymere); Polyvinylester (beispielsweise Polyvinylacetat/Acrylat-Mischpolymerisate, Polyvinylacetat und Polyvinylacetat/Methylmethacrylat- Mischpolymerisate); Polyacrylat und Polyalkylacrylatester (beispielsweise Polymethylmethacrylat); und Polyvinylchlorid-Mischpolymerisate (beispielsweise Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisate).
Geeignete photopolymerisierbare äthylenmäßig ungesättigte Monomere für derartige Verbindungen weisen difunktionale und trifunktionale Acrylate auf, beispielsweise die erwähnten Acrylate und Methacrylatester der Polyhydridalkohole (beispielsweise Pentaerythritoltriacrylat und Trimethylolpropantriacrylat). Andere geeignete Monomere weisen Äthylenglycoldiacrylat oder Dimethacrylat oder Mischungen hiervon auf; Glyceroldiacrylat oder -triacrylat; Urethanacrylat; und Epoxydacrylate. Allgemein sind photopolymerisierbare Monomere, die eine Verbindung in solchen Zusammensetzungen bilden, oder die zur Plastifizierung des makromolekularen Binders dienen, zu bevorzugen. Photoinitiatoren, die bei den Zusammensetzungen zur Einleitung der Monomerpolymerisation geeignet sind und aktinische Strahlung benutzen, weisen die erwähnten Photoinitiatoren auf.
Eine bevorzugte Klebezusammensetzung weist einen acrylischen Makromolekularbinder und ein photopolymerisierbares Trimethylolpropantriacrylatmonomer und einen Photoinitiator auf. Das photopolymerisierbare Monomer dient zur Festhaftung des Bindermaterials und ermöglicht die Erzeugung einer druckempfindlichen haftbaren Klebeschicht. Die Schneid- und Schlitzoperationen können durchgeführt werden, nachdem die Schichtenbildung und das Aushärten einer Härteschicht vollendet sind.
Allgemein kann die härtbare Schicht 18 als dünne viskose Schicht überzogen werden. Vorzugsweise ist jedoch eine relativ viskose Schicht vom Standpunkt des Überziehens und der Behandlung und Steuerung der Schichtdicke zu bevorzugen, und zwar ohne Materialverluste durch Auspressen innerhalb des Laminats. Verdickungsmittel, Binder und Überzugszusätze können vorgesehen werden, um die Viskosität zu steuern und das Überziehen als gleichförmige Klebeschicht zu erleichtern. Eine Verschweißung einleitende und pastifizierende Mittel können im Hinblick auf die ihnen eigenen Eigenschaften vorgesehen werden.
Die Härtung der Klebeschicht 18 kann in bekannter Weise gemäß den Erfordernissen vorgenommen werden, die durch die zusammengesetzte Natur der Schicht diktiert werden. Wenn eine Vernetzung durch Polymerisation erreicht ist, dann können herkömmliche Quellen von Ultraviolettstrahlung benutzt werden einschließlich Kohlenstoffbogenlampen, "D"-Lampen, Xenonlampen und Quecksilberhochdrucklampen. Die Wahl einer geeigneten Strahlungsquelle zur Aushärtung hängt von der Dicke der zu härtenden Schicht ab.
Die Dicke der härtbaren Polymerschicht kann schwanken, und sie liegt im allgemeinen in einem Bereich zwischen 0,1 und 50 Mikron. Ein bevorzugter Bereich der Dicke liegt zwischen 0,5 und 20 Mikron.
Das Aushärten der Schicht 18 und insbesondere das Ausmaß der Aushärtung kann die weitere Fähigkeit der Schicht 18 vermindern, Spannungsbedingungen zu absorbieren oder auf andere Weise unerwünschte Aufblätterungen der Schicht zu verhindern. Eine ungehärtete (härtbare) Schicht 18 kann jedoch vorteilhaft während der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials 10 benutzt werden, um eine unerwünschte Auftrennung der Schicht zu vermeiden. Nach der Härtung kann das Aufzeichnungsmaterial verpackt, verarbeitet und in einem Drucker oder einem anderen Gerät zum Zwecke der Bilderzeugung behandelt werden. Falls erforderlich, kann das Ausmaß der Härtung derart gesteuert werden, daß die Aushärtung im wesentlichen vollständig wird, während noch eine gewisse Weichheit besteht, die einen Schutz gegen eine Aufblätterung bildet.
Es ist bekannt, daß photopolymerisierbare Systeme oft gegenüber atmosphärischem Sauerstoff empfindlich sind. Die Benutzung von vernetzbaren Verbindungen der beschriebenen Art, die für Sauerstoff empfindlich sind, können vorteilhaft benutzt werden. Einzelne Filmeinheiten 10, die aus dem Band geschnitten sind, tendieren dazu, an den äußersten Randbereichen der Schicht 18 über den Umfang des Aufzeichnungsmaterials eine unvollständige Vernetzung (Polymerisation) aufzuweisen, und es wird daher dort eine gewisse Weichheit erhalten bleiben, die der Tendenz des Aufzeichnungsmaterials entgegenwirkt, sich in die Schichten aufzulösen.
Falls erforderlich, kann das Aufzeichnungsmaterial 10 eine Hilfsschicht aufweisen, um einen Schutz gegen eine Schichtenauftrennung des Aufzeichnungsmaterials zu bewirken. Eine solche Schicht ist dort zu bevorzugen, wo rigorose physikalische Kräfte auf das Aufzeichnungsmaterial aufgebracht werden und wo die härtbare Schicht 18 keinen genügenden Schutz bietet. So kann eine nicht dargestellte spannungsabsorbierende Schicht zwischen den Schichten 12a und 12b eingebaut werden, und nach Aushärtung der härtbaren Schicht 18 ist in dem Aufzeichnungsmaterial eine Spannungsabsorbierende Funktion zum Schutz gegen eine unerwünschte Schichtenauftrennung vorhanden. Als derartige Spannungsabsorptionsschicht kann eine kompressible oder streckbare Polyurethanschicht benutzt werden, wie dies in der Patentanmeldung WO 92/09443 angegeben ist.
Die Benutzung einer härtbaren Schicht 18 im Aufzeichnungsmaterial 10 ist vom Standpunkt der Laminierung der Komponenten des Materials vorteilhaft, ohne das Erfordernis einer erhöhten Temperatur, die die anderen Schichten oder Komponenten des Aufzeichnungsmaterials schädlich beeinflussen könnte. Es können Druck und Hitze benutzt werden, um die Lamination durchzuführen, aber es kann ein Druck auf die Komponenten ausgeübt werden, ohne Hitze anzuwenden, um diese Schichtenbildung zu bewirken. Die Benutzung der härtbaren Schicht 18, die unter Umgebungsraumbedingungen gehärtet werden kann, vermindert die erforderliche Verweilzeit zur Schaffung des Schichtenkörpers, und so kann der Wirkungsgrad der Herstellung erhöht werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich eine Freigabeschicht 16 in dem thermischen Bildaufzeichnungsmaterial 10, um eine Trennung der Bilder 10a und 10b nach Art von Fig. 2 durchführen zu können. Wie darin beschrieben, haften Bereiche des Mediums 10, die der Strahlung ausgesetzt sind, fester an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b infolge der Wärmeaktivierung dieser Schicht durch die belichtende Strahlung. Nicht belichtete Bereiche der Schicht 14 bleiben nur schwach an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b haften und werden mit dem Band 20 abgeführt, wenn die Bandmaterialien 12 und 20 voneinander getrennt werden. Dies wird durch die Adhäsion der Schicht 14 an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b in nicht belichteten Bereichen bewirkt, wobei diese Adhäsion kleiner ist als: (a) die Adhäsion zwischen den Schichten 14 und 16; (b) die Adhäsion zwischen den Schichten 16 und 18; (c) die Adhäsion zwischen den Schichten 18 und 20; und (d) die Kohäsion der Schichten 14, 16 und 18. Die Adhäsion des Bandmaterials 20 gegenüber der porösen oder teilchenförmigen Schicht 14 reicht aus, um die nicht belichteten Bereiche der porösen und Teilchenschicht 14 von der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b zu entfernen, jedoch wird diese Adhäsion in den belichteten Bereichen durch die Freigabeschicht 16 so gesteuert, daß die Entfernung von dicht anhaftenden belichteten Abschnitten 14a der Schicht 14 verhindert wird, die an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b durch deren Belichtung anhaften.
Die Freigabeschicht 16 ist so ausgebildet, daß ihre Kohäsion oder ihre Adhäsion entweder zur Klebeschicht 18 oder zur porösen Teilchenschicht 14 in belichteten Bereichen kleiner ist als die Adhäsion der Schicht 14 gegenüber der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b. Das Ergebnis dieser Beziehungen besteht darin, daß die Freigabeschicht 18 in den belichteten Bereichen an der Zwischenoberfläche zwischen den Schichten 16 und 18 oder an der Zwischenfläche zwischen den Schichten 14 und 16 nicht anklebt; oder, wie in Fig. 2 dargestellt, es findet eine Kohäsion an der Schicht 16 derart statt, daß jene Abschnitte 16b in dem Bild 10b vorhanden sind und die Abschnitte 16a in den belichteten Bereichen an den porösen oder Teilchenabschnitten 14a anhaften. Die Abschnitte 16a der Freigabeschicht 16 dienen als Oberflächenschutz für die Bildbereiche des Bildes 10a gegenüber Abrieb und Abnutzung.
Die Freigabeschicht oder Trennschicht 16 kann aus Wachs, einem wachsartigen Material oder einem Kunstharzmaterial bestehen. Mikrokristalline Wachse, beispielsweise Polyäthylenwachse hoher Dichte, die als wäßrige Dispersionen verfügbar sind, können für diesen Zweck Anwendung finden. Andere geeignete Materialien sind Carnauba, Bienenwachs, Paraffinwachs und wachsartige Materialien wie beispielsweise Poly(vinylstearat), Polyäthylensebacat, Sucrosepolyester, Polyalkylenoxide und Dimethylglycolphthalat. Polymere oder Kunststoffmaterialien wie Poly(methylmethacrylat) und Mischpolymerisate von Methylmethacrylat und damit copolymerisierbare Monomere können ebenfalls benutzt werden. Wenn erwünscht, können hydrophile colloide Materialien, beispielsweise Polyvinylalkohol, Gelatine oder Hydroxyäthylcellulose als polymere Bindemittel eingeschlossen werden.
Kunstharzmaterialien, die im typischen Fall als Latex überzogen sind, können benutzt werden, und insbesondere sind Latices aus Poly(methylmethacrylat) geeignet. Die Kohäsion der Schicht 16 kann so eingestellt werden, daß die erwünschte und vorbestimmte Trennung eintritt. Aus Wachs oder Kunstharz bestehende Schichten, die trennbar sind und scharf an den Zwischenflächen der Partikel aufbrechen, können mit Vorteil benutzt werden. Falls erwünscht, kann teilchenförmiges Material den Schichten zugesetzt werden, um die Kohäsion zu vermindern. Beispiele solcher Materialien sind Siliziumdioxid, Tonpartikel und Partikel aus Poly(tetrafluoräthylen).
Aus Fig. 2 sind die Beziehungen von Adhäsion und Kohäsion unter den verschiedenen Schichten des Bildaufzeichnungsmediums 10 derart, daß eine Trennung zwischen der Schicht 14 und der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b in nicht belichteten Bereichen erfolgt. Wenn demgemäß das Aufzeichnungsmedium 10 ohne Belichtung getrennt werden sollte, würde eine Trennung zwischen der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b und der Schicht 14 erfolgen, um ein Dmax auf dem Blatt 20 zu erzeugen. Die Natur der Bilderzeugungsschicht 14 ist jedoch derart, daß die relativ schwache Adhäsion gegenüber der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b bei der Belichtung beträchtlich vergrößert werden kann. Demgemäß dient, wie aus Fig. 2 ersichtlich, eine Belichtung des Aufzeichnungsmaterials 10 durch kurze und intensive Strahlung in Richtung der Pfeile und in den Bereichen, die durch die Pfeilpaare definiert sind, in den Belichtungsflächen dazu, die Schicht 14 in den Abschnitten 14a an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b festzulegen.
Eine Festlegung der schwach haftenden Bilderzeugungsschicht 14 gegenüber der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b in den belichteten Bereichen wird durch Absorption der Strahlung im Bilderzeugungsmedium und durch Konversion der Wärme bewirkt, die in ihrer Intensität ausreicht, um die Zone oder Schicht 12b durch Hitze zu aktivieren, und durch Abkühlung der fester haftenden belichteten Bereiche oder Abschnitte der Schicht 14 an der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b. Das thermische Bildaufzeichnungsmedium 10 ist in der Lage, die Strahlung an oder nahe der Zwischenfläche der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b zu absorbieren. Dies wird durch Schichten im Aufzeichnungsmaterial 10 bewirkt, die infolge ihrer Natur Strahlung absorbieren und die erforderliche Hitze erzeugen, um die gewünschte thermische Bilderzeugung zu verwirklichen, oder indem in wenigstens einer der Schichten ein Mittel eingebaut wird, welches in der Lage ist, Strahlung der Wellenlänge der belichtenden Quelle zu absorbieren. Es können beispielsweise Infrarotstrahlung absorbierende Farbstoffe zu diesem Zweck benutzt werden.
Falls erforderlich, kann das poröse oder teilchenförmige Bilderzeugungsmaterial 14 ein Pigment oder ein anderes färbendes Material, beispielsweise Ruß, sein, das, wie weiter unten im einzelnen beschrieben, die belichtende Strahlung absorbiert und das auf dem Gebiet der thermographischen Bilderzeugung als Strahlungsabsorptionspigment bekannt ist. Insoweit, als eine sichere Bindung oder Verbindung an der Zwischenfläche der Schicht 14 und der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b erwünscht ist, kann es in einigen Fällen zu bevorzugen sein, daß eine Licht absorbierende Substanz entweder in einer oder in beiden Schichten, d. h. in der Bilderzeugungsschicht 14 und der wärmeaktivierbaren Zone oder Schicht 12b, eingebaut ist.
Geeignete Lichtabsorptionssubstanzen in den Schichten 14 und/oder 12b zur Umwandlung von Licht in Wärme können aus Ruß, Graphit oder fein verteilten Pigmenten, beispielsweise Sulfiden oder Oxiden von Silber, Wismuth und Nickel, bestehen. Die Farbstoffe können Azofarbstoffe, Xanthenfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe oder Anthraquinonfarbstoffe sein. Speziell zu bevorzugen sind Materialien, die eine genügende Absorption bei der jeweiligen Wellenlänge der belichtenden Strahlung aufweisen. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß Infrarot absorbierende Farbstoffe, die im Infrarotbereich der Laser absorbieren, zur thermischen Bilderzeugung bevorzugt benutzt werden können. Geeignete Beispiele von Infrarot absorbierenden Farbstoffen für diesen Zweck sind Alkylpyrylium-squarylium-Farbstoffe, wie sie in der US-A-4 508 811 beschrieben sind und die 1,3-bis(2,6-Di-t-butyl-4H-thiopyran-4-yliden)methyl)-2,4- dihydroxy-dihydroxid-cyclobutendiylium-bis(inneres Salz) aufweisen. Andere geeignete Infrarotstrahlung absorbierende Farbstoffe sind 4-(7-(4H-Pyran-4-ylid)hepta-1,3,5-trienyl)pyryliumtetraphenylborat und 4-((3-(7-Diäthylamino-2- (1,1-dimethyläthyl)-benz(b)-4H-pyran-4-yliden)methyl)-2- hydroxy-4-oxo-2-cyclobuten-1-yliden)methyl)-7-diäthylamino- 2-(1,1-dimethyläthyl)-benz(b)pyryliumhydroxid(inneres Salz). Diese und andere Infrarot absorbierende Farbstoffe sind in der Patentanmeldung von Z. J. Hinz et al. beschrieben, die unter dem Titel "Heptamethine Pyrylium Farbstoffe und Verfahren zu ihrer Erzeugung und Benutzung als Infrarotstrahlungsabsorptionsmittel" veröffentlicht wurde (Anwaltsakte 7608). Diese Anmeldung wurde mit dem gleichen Datum wie die vorliegende Anmeldung eingereicht. Außerdem sind diese Farbstoffe in einer schwebenden Anmeldung von S. J. Telfer et al. beschrieben, die unter dem Titel "Benzpyrylium und Squarylium-Farbstoffe und Verfahren zu ihrer Erzeugung und Benutzung" eingereicht wurde (Anwaltsakte 7622), die mit dem gleichen Datum eingereicht wurde.
Das thermische Aufzeichnungslaminatmedium 10 kann durch Erzeugung eines thermischen Musters im Medium 10 mit der entsprechenden Information belichtet werden. Belichtungsquellen, die eine Strahlung liefern, die im Medium 10 eine Bilderzeugung bewirken und die durch Absorption in ein vorbestimmtes Muster umgewandelt werden können, sind geeignet. Gasentladungslampen, Xenonlampen und Laser sind Beispiele solcher Lichtquellen.
Die Belichtung des Aufzeichnungsmaterials 10 durch die Strahlung kann progressiv oder intermittierend erfolgen. Beispielsweise kann ein Zweiblattlaminat gemäß Fig. 1 auf einer sich drehenden Trommel angeordnet werden, um das Medium durch das Bandmaterial 12 hindurch zu belichten. Ein Lichtfleck hoher Intensität, der beispielsweise von einem Laser abgestrahlt wird, kann benutzt werden, um das Medium 10 in Drehrichtung der Trommel zu belichten, während der Laser langsam in Querrichtung über das Band bewegt wird, wodurch ein schraubenlinienförmiger Pfad abgetastet wird. Lasertreiber, die geeignet sind, um entsprechende Laser zu zünden, können benutzt werden, um intermittierend einen oder mehrere Laser in einer bildweisen und vorbestimmten Art zu zünden, wodurch die Information gemäß einem Original aufgezeichnet wird, welches abgebildet werden soll. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann ein Muster aus intensiver Strahlung auf das Aufzeichnungsmaterial 10 durch Belichtung über einen Laser in Richtung der Pfeile 22 und 22' sowie 24 und 24' erfolgen, wobei die Bereiche zwischen den jeweiligen Paaren von Pfeilen die Belichtungsbereiche definieren.
Ein thermisches Bildaufzeichnungslaminat gemäß der Erfindung kann unter Benutzung eines sich bewegenden Schlitzes oder einer Schablone oder unter Zuhilfenahme von Masken und durch Benutzung eines Rohres oder einer anderen Quelle belichtet werden, die Strahlung kontinuierlich emittiert und die progressiv oder intermittierend auf das Aufzeichnungsmedium 10 gerichtet werden kann. Falls gewünscht, können thermographische Kopierverfahren benutzt werden.
Vorzugsweise wird ein Laser oder eine Kombination von Lasern benutzt, um das Medium abzutasten und die Information in Form sehr feiner Punkte oder Pels aufzuzeichnen. Halbleiterdiodenlaser und YAG-Laser haben Leistungsausgänge, die ausreichen, um innerhalb der oberen und unteren Temperaturschwellwerte des Mediums 10 zu verbleiben, und derartige Laser sind zu bevorzugen. Verwendbare Laser haben Leistungsausgänge im Bereich zwischen 40 Milliwatt und etwa 1000 Milliwatt. Ein Belichtungsschwellwert, wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf eine minimale Leistung, die erforderlich ist, um eine Belichtung zu bewirken, während ein maximaler Leistungsausgang sich auf einen Leistungspegel bezieht, der von dem Aufzeichnungsmaterial ertragen werden kann, bevor ein Ausbrennen erfolgt. Die Laser sind als Belichtungsquellen insofern zu bevorzugen, als das Medium 10 als ein schwellwertartiger Film betrachtet werden kann, d. h. das Aufzeichnungsmaterial 10 besitzt einen hohen Kontrast, und wenn es einem bestimmten Schwellwert ausgesetzt wird, ergibt es die maximale Dichte, während keine Dichte unter dem Schwellwert aufgezeichnet wird. Insbesondere sind Laser zu bevorzugen, die in der Lage sind, einen Strahl zu erzeugen, der genügend fein ist, um Bilder mit einer Auflösung zu erzeugen, bei der Tausende (beispielsweise 4000 bis 10 000) Punkte pro cm vorhanden sind.
Lokal aufgebrachte Wärme mit einer Entwicklung an der Zwischenfläche von Bilderzeugungsschicht 14 und wärmeaktivierbarer Zone oder Schicht 12b kann sehr intensiv sein (ungefähr 400 ºC) und dient dazu, eine Abbildung in der vorbeschriebenen Weise durchzuführen. Im typischen Fall wird die Wärme während einer extrem kurzen Zeitdauer aufgebracht, vorzugsweise in der Größenordnung von < 0,5 Mikrosekunden, und die Belichtungszeitspanne kann kleiner als eine Millisekunde sein. Beispielsweise kann die Belichtungszeitspanne kleiner als eine Millisekunde sein, und die Temperaturspanne im belichteten Bereich kann zwischen etwa 100 ºC und über 1000 ºC liegen.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung von Bildern aus thermisch veränderbarem Medium, beispielsweise einem Medium gemäß der vorliegenden Erfindung, sind im einzelnen in der Patentanmeldung von E. B. Cargill et al. mit dem Titel "Printing Apparatus", Anwaltsakte 7581, beschrieben, die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde, und in der Patentanmeldung von J. A. Allen et al. mit dem Titel "Printing Apparatus and Method", Anwaltsakte 7652, die ebenfalls gleichzeitig eingereicht worden ist.
Die bildweise Belichtung des Mediums 10 gegenüber der Strahlung erzeugt in dem Aufzeichnungsmaterial latente Bilder, die nach Trennung der Blätter (12 und 20) sichtbar werden, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das Blatt 20 kann aus irgendeinem Plastikmaterial, aus Papier oder anderen Materialien bestehen, je nach der speziellen Anwendung für das Bild 10b. So kann ein Papierblattmaterial 20 benutzt werden, um ein reflektierendes Bild zu erzeugen. In vielen Fällen ist ein Transparent zu bevorzugen, und in diesem Fall wird ein Transparentblattmaterial 20 benutzt. Ein Polyester-(beispielsweise Polyäthylenterephthalat)- Blattmaterial ist ein bevorzugtes Material für diesen Zweck. Es ist klar, daß je nach der erforderlichen Aushärtbedingung für die härtbare Schicht 18 die Benutzung eines transparenten Blattes 20 erforderlich sein kann, wie dies der Fall ist, wenn die Schicht 18 durch Strahlungsbelichtung gehärtet wird. Vorzugsweise ist jedes blattartige Bandmaterial 12 und 26 ein flexibles polymeres Blatt.
Das thermische Bildaufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung ist insbesondere geeignet zur Erzeugung von Hartkopiebildern, die durch medizinische Bilderzeugungseinrichtungen hergestellt sind, beispielsweise durch eine Röntgenstrahleinrichtung, durch eine CAT-Abtasteinrichtung, durch eine MR-Ausrüstung, durch eine Ultraschallvorrichtung usw. Wie in dem "Neblette's Handbook of Photography and Reprography" 7. Auflage, herausgegeben von John M. Sturge, Van Nostrand und Reinhold Company, auf S. 558-559 beschrieben: "Der wichtigste sensometrische Unterschied zwischen Röntgenstrahlfilmen und Filmen für allgemeine Photographie ist der Kontrast. Die Röntgenstrahlfilme sind so ausgebildet, daß sie einen hohen Kontrast erzeugen, weil die Dichtedifferenzen des Gegenstandes gewöhnlich niedrig sind, und eine Vergrößerung dieser Differenzen in der Radiographie erhöht den diagnostischen Wert ... Radiographien enthalten im allgemeinen Dichten von 0,5 bis über 3,0, und sie werden wirksam durch eine Beleuchtung überprüfbar, die eine einstellbare Lichtintensität besitzt ... Wenn nicht eine Anwendung auf sehr begrenzte Dichtebereiche erfolgt, dann ist der Ausdruck von Radiographien auf lichtempfindlichem Papier unwirksam wegen der schmalen Dichtebereichskala der Papiere." Das Medium der vorliegenden Erfindung kann mit Vorteil bei der Erzeugung medizinischer Bilder benutzt werden, wobei eine Druckvorrichtung Anwendung finden kann, wie sie in der oben erwähnten US-Patentanmeldung von E. B. Cargill et al. beschrieben ist (Anwaltsakte 7581), wobei diese Druckvorrichtung in der Lage ist, eine große Zahl von Grauwertpegeln zu liefern.
Die Benutzung einer hohen Zahl von Grauwerten ist bei hohen Dichten insofern besonders vorteilhaft, als das menschliche Auge sehr viel empfindlicher ist gegenüber Grauwertänderungen, die bei hoher Dichte auftreten. Insbesondere ist das menschliche Sehsystem empfindlich gegenüber einer relativen Änderung in der Helligkeit als Funktion von dL/L, wobei dL die Änderung der Helligkeit und L die Durchschnittshelligkeit sind. Wenn demgemäß die Dichte hoch ist, d. h. wenn L klein ist, dann ist die Empfindlichkeit für ein gegebenes dL groß, während bei kleiner Dichte L groß ist, aber die Empfindlichkeit für ein gegebenes dL klein ist. Gemäß dieser Erkenntnis ist das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial insbesondere geeignet zur Benutzung in Verbindung mit Einrichtungen, die in der Lage sind, kleine Schritte zwischen Grauskalenpegeln am oberen Ende der Grauskalenwerte zu erzeugen, d. h. im hohen Kontrastbereich von größten Werten bei der diagnostischen Bilderzeugung. Außerdem ist es erwünscht, daß die hohen Dichtebereiche des Grauwertspektrums so genau als möglich wiedergegeben werden, weil das Auge sehr viel empfindlicher gegenüber Fehlern ist, die in jenem Bereich des Spektrums auftreten.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial ist insbesondere geeignet zur Erzeugung von Bildern hoher Dichte wie von Bildern 10b gemäß Fig. 2. Es wurde bereits früher erwähnt, daß die Trennung der Blätter 12 und 20 ohne Belichtung, d. h. im unbedruckten Zustand, ein total dichtes Bild im Farbmaterial auf dem Blatt 20 erzeugt (das Bild 10b). Die Herstellung einer Kopie erfordert die Benutzung von Strahlung, um das Bilderzeugungs-Farbmaterial am Band 12 festzulegen. Wenn dann die Blätter 12 und 20 getrennt werden, dann haften die belichteten Bereiche am Band 12 an, während die unbelichteten Bereiche von dem Blatt 20 getragen werden und das Bild 10b der gewünschten hohen Dichte liefern. Da das Bild hoher Dichte, welches auf dem Blatt 20 erzeugt wird, das Ergebnis des "Schreibens" auf dem Blatt 12 mit einem Laser ist, um Abschnitte des Farbmaterials, die unerwünscht im Bild 10b sind, fest auf dem Blatt 12 zu verankern (und eine Entfernung vom Blatt 20 zu verhindern), zeigt sich, daß der Anteil der Laserbetätigung, der erforderlich ist, um ein Bild hoher Dichte zu erzeugen, auf ein Minimum gebracht werden kann. Ein Verfahren zur Lieferung eines thermischen Bildes, wobei die Belichtung auf einem Minimalwert gehalten ist, beschreibt die Patentanmeldung von M. R. Etzel unter dem Titel "Printing Method", Anwaltsakte 7654, die gleichzeitig mit vorliegender Anmeldung eingereicht wurde.
Wenn das Aufzeichnungsmaterial 10 in der Weise belichtet würde, daß ein hochdichtes Bild auf dem Blatt 12 entsteht, dann ergibt sich, daß die Grauskalenwerte hoher Dichte auf dem Blatt 12 mit einem einzigen Laser bei einer unwirksamen Tastgeschwindigkeit oder durch Zusammenwirken mehrerer Laser erzeugt wurden, wodurch die Möglichkeit eines Nachführfehlers vergrößert wird. Weil medizinische Bilder dunkler sind als photographische Bildaufnahmen und ein Nachführfehler leichter in dem hochdichten Bereich der Grauskala festgestellt wird, müßte eine Druckvorrichtung, die das Aufzeichnungsmaterial 10 benutzt, sehr komplex und teuer sein, um eine vergleichbare Genauigkeit bei der Erzeugung eines hochdichten medizinischen Bildes auf dem Blatt 12 zu erreichen, wie dies durch Belichtung des Mediums zur Erzeugung des hochdichten Bildes auf dem Blatt 20 erreicht wird.
Insofern als das Bild 10b wegen seines Informationsgehaltes, wegen der Ästhetik oder aus sonstigen Gründen oftmals als das Hauptbild des Bildpaares betrachtet wird, welches vom Aufzeichnungsmaterial 10 erzeugt wird, kann es erwünscht sein, daß die Dicke des Blattes 20 beträchtlich größer und dauerhafter ist als die des Blattes 12. Außerdem wird es normalerweise vom Standpunkt der Belichtung und der Energieerfordernisse zweckmäßig sein, daß das Blatt 12, durch welches die Belichtung hindurch bewirkt wird, dünner ist als das Blatt 20. Eine Asymmetrie in der Blattdicke kann die Tendenz des Aufzeichnungsmaterials erhöhen, sich während der Herstellung und Verarbeitung in die Schichten auf zutrennen. Die Benutzung einer härtbaren Klebeschicht 18 im Aufzeichnungsmaterial 10 ist zu bevorzugen, insbesondere im Hinblick auf eine Verhinderung der Schichtentrennung während der Herstellung des Aufzeichnungsmaterials.
Falls erforderlich, kann ein weiterer Schutz für das Bild 10b gegen Abrieb und im Hinblick auf eine verbesserte Dauerhaftigkeit dadurch erreicht werden, daß eine nicht dargestellte zusätzliche Schicht eines thermoplastischen Materials zwischen der Bilderzeugungsschicht 14 und der Oberflächenzone oder Schicht 12b vorgesehen wird, welche zusätzliche Schicht aus einer polymeren zerreißbaren Schicht besteht, die vorzugsweise längs der Belichtungsrichtung aufbricht und einen Oberflächenschutz über die Bildabschnitte 14b bewirkt, damit das Bild 10b dauerhafter wird. Ein laminares thermisches Bildaufzeichnungsmedium einschließlich einer thermoplastischen Zwischenschicht zum Zwecke eines Oberflächenschutzes ist in der Patentanmeldung von K. C. Chang beschrieben, die unter der Anwaltsakte 7620 unter dem gleichen Datum eingereicht wurde.
Zusätzlich kann eine weitere Dauerhaftigkeit für das Bild 10b dadurch erreicht werden, daß eine polymere Schutzüberzugsschicht aufgebracht wird. Ein geschütztes Bild und ein Verfahren hierfür sind in der Patentanmeldung von A. Fehervari beschrieben, die unter der Anwaltsakte 7636 gleichzeitig mit vorliegender Anmeldung eingereicht wurde.
Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung der Erfindung geliefert, sie sind jedoch in keiner Weise beschränkend. Alle Teile, Verhältnisse und Proportionen beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht ausdrücklich anders angegeben.

Beispiel 1

Auf einem ersten blattartigen Band aus Polyäthylenterephthalat mit einer Dicke von 1,75 mil (0,044 mm) wurden die folgenden Schichten aufeinanderfolgend abgelagert:
- eine 0,5 Mikron dicke wärmeaktivierbare Schicht aus Poly(styrol-co-acrylnitril);
- eine 0,9 Mikron dicke Schicht aus Kohlenstoffpigment, Polyvinylalkohol (PVA), Polytetrafluoräthylenpartikeln und styroliertetn Acrylatdispersmittel (Joncryl 67 von Johnson Wax Company; Racine, Wisconsin) mit Verhältnissen von jeweils 5/1/1/0,5;
- eine 0,28 Mikron dicke Freigabeschicht, die zehn Teile emulgierte hochdichte Polyäthylen/Carnauba-Wachse aufweist, mit Schmelzpunkten bei 82 ºC und 135 ºC (von Michenlube 110 Wachsemulsion von Michelman Chemicals, Inc.), zehn Teile Siliziumdioxid und ein Teil PVA, und
- eine 2,5 Mikron dicke Klebeschicht, die 60/40 Poly(methylmethacrylat-co-äthylmethacrylat) mit einem Tg von 45 ºC aufweist und verfügbar ist als Hycar-2656-Latex von B. F. Goodrich Company.
Auf einem zweiten blattartigen Band aus Polyäthylenterephthalat mit einer Dicke von 7 mil (0,178 mm) wurde eine Schicht aus einem durch Ultraviolett (UV) härtbaren Kleber aufgebracht. Dem UV-härtbaren Kleber wurden 135 Teile eines Trimethylolpropantriacrylatmonomers zugesetzt (Sartomer Company, West Chester, Pennsylvania), mit einer Lösung, die folgende Teile enthielt: 83 Teile Poly(methylmethacrylat-co- isobutylmethacrylat), verfügbar als Elvacite 2045 von E. I. duPont de Nemours and Company; 169 Teile einer 50-%igen Lösung eines Acrylpolymers in Toluol, verfügbar als Acryloid F 10-T von Rohm % Haas Company; 0,13 Teile Methoxyhydroquinon; und 18 Teile Acetophenonderivat-Photoinitiator, verfügbar als Irgacure 651 von Ciba-Geigy Company. Die sich hieraus ergebende Zusammensetzung wurde in einem Lösungsmittel aufgelöst, das aus 560 Teilen Äthylacetat und 34 Teilen Methyläthylketon bestand. Die sich hieraus ergebende UV-härtbare Zusammensetzung wurde auf das vorerwähnte Polyäthylenterephthalat-Blatt aufgebracht, und das Blatt wurde durch einen Ofen geführt bei einer Temperatur von etwa 185 ºF, um das Lösungsmittel auszutreiben, und das Blatt wurde dann mit Luft gespült und getrocknet. Das UV- härtbare Klebemittel war ein druckempfindliches Klebemittel mit einer Dicke von etwa 17 Mikron und einer im ungehärteten Zustand teigartigen Form.
Die ersten und zweiten Polyäthylenterephthalat-Bandmaterialien wurden sofort flächenmäßig zusammengebracht, wobei das 7-mil-Blatt in Berührung mit einer erhitzten, sich drehenden Stahltrommel stand (95 bis 100 ºF). Eine Gummirolle mit einer Durometer-Härte von 70 bis 80 wurde gegen das 1,75-mil-Bandmaterial gedrückt. Das sich ergebende Schichtenmaterial wurde auf eine Aufnahmerolle aufgewickelt (1,75 mil Bandmaterial auf der Außenseite), um das Material abzuflachen und an einer Schlitzstation abzuwickeln, wo ein Beschneiden entlang beider Ränder des Aufzeichnungsmaterials in Maschinenrichtung durchgeführt wurde. Aus dem mehrschichtigen Aufzeichnungsmaterial wurden einzelne Einheiten ausgestanzt. Die einzelnen Einheiten, die von der Umgebung getrennt wurden, welche weggeworfen wurde, durchliefen eine mit Radiofrequenz betriebene Quelle ultravioletter Strahlung, wobei das 7-mil-Blatt jeder Einheit der Quelle in einem Abstand von etwa 2,5 Zoll (6,4 cm) zugewandt war, und hierfür fand eine UV-Quelle Verwendung mit dem Modell DRS-111 Deco Ray Conveyorized Ultraviolet Curing System, Fusion UV Curing Systems, Rockville, Maryland.
Einzelne Einheiten des in diesem Beispiel hergestellten Aufzeichnungsmaterials wurden (durch das 1,75-mil-Polyester- Blatt) belichtet, und zwar unter Benutzung von Halbleiterlasern hoher Intensität. In jedem Fall wurde das mehrschichtige Aufzeichnungsmaterial auf einer drehenden Trommel fixiert (festgeklemmt), wobei die 7-mil-Polyesterkomponente des Aufzeichnungsmaterials der Trommel zugewandt war. Die Strahlung der Halbleiterlaser wurde durch das 1,75-mil- Polyesterblatt in Längsrichtung gerichtet, und zwar gemäß einer digitalen Repräsentation eines Originalbildes, das auf dem thermisch belichtbaren Medium aufgezeichnet werden sollte. Nach der Belichtung durch die hochintensive Strahlung (durch Abtastung des Bildaufzeichnungsmaterials senkrecht zur Richtung der Trommeldrehung) und Entfernung des derart belichteten Materials von der Trommel wurden die entsprechenden Blätter der Bildaufzeichnungselemente getrennt, um ein erstes Bild auf dem ersten 1,75-mil-Polyesterblatt und ein zweites (und komplementäres) Bild auf dem zweiten (7-mil-)-Polyesterblatt (dem Hauptbild) zu erzeugen.
In jedem Fall wurden die Hauptbilder durch einen Fingernageltest überprüft. Hierbei kratzte der Beobachter mit einem Fingernagel über die Oberfläche jedes Bildes, und nach öfter wiederholtem Kratzen unter Druck wurde versucht, die Bildoberfläche zu verschmieren, und es wurde dann die Oberfläche visuell beobachtet, um die Wirkungen zu bestimmen. Bei jedem Ausführungsbeispiel zeigte das Hauptbild, welches durch das Aufzeichnungsmaterial bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt wurde, nur eine geringe Oberflächenveränderung. Vergleichbare Einheiten, bei denen die härtbare Schicht 18 nicht durch Ultraviolett gehärtet war, konnten infolge der Weichheit der Schicht der Fingernagelprüfung nicht widerstehen.

Beispiel 2

Auf einem ersten Blatt aus Polyäthylenterephthalat mit einer Dicke von 1,75 mil (0,044 mm) wurden die folgenden Schichten nacheinander abgelagert:
- eine 0,5 Mikron dicke wärmeaktivierbare Schicht, bestehend aus 50 Teilen Poly(styrol-co-acrylnitril) und 50 Teilen Poly(methylmethacrylat-co-n-butylmethacrylat), mit einem Tg von 60 ºC und verfügbar als Acryloid B-44-Polymer von Rohm % Haas Company;
- eine 0,8 Mikron dicke Schicht aus Kohlenstoffpigment und PVA, mit einem Verhältnis von 5:1; und
- eine 0,4 Mikron dicke Freigabeschicht, die aus folgenden Bestandteilen besteht: 10 Teile hochdichtes Polyäthylen-Wachs (von Michelman 42540 anionisch emulgierte Wachsdispersion); 10 Teile Siliziumdioxid; und 1 Teil Poly(styrol-co-maleinanhydrid).
Es wurde ein zweites Blatt aus Polyäthylenterephthalat mit 7 mil (0,178 mm) Dicke vorbereitet und mit einer 5 Mikron dicken Schicht aus einem Epoxydkleber durch Überziehen und Trocknen einer Zusammensetzung geschaffen, die 100 Teile Epoxydharz (Epon 828 von Shell Chemical Co.), 60 Teile fettiges Polyamid (Ancamide 350A von Pacific Anchor Chemical Corp.), 221 Teile Methyläthylketon und 0,19 Teile Fluoreszenzmaterial (FC-430 von 3M Co.) enthielt. Das resultierende Blatt und das vorerwähnte erste Blatt wurden in mehrere Blätter vorbestimmter Größe geschnitten und bei Raumtemperatur zu einem Schichtenkörper vereinigt, um das mehrschichtige Bildaufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung zu erzeugen. Die Bilderzeugungselemente ließ man bei Raumtemperatur über drei bis fünf Tage aushärten. Die Bilderzeugungselemente wurden während der Aushärtungsperiode verarbeitet und verbogen, ohne daß eine Auflösung der Schichten eintrat.

Claims

1. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial, welches gemäß einer intensiven Bilderzeugungsstrahlung belichtet werden kann, um ein Bild zu erzeugen, wobei der Schichtenkörper in der angegebenen Reihenfolge folgende Schichten aufweist:

ein ersten Blatt (12a), welches für die Bilderzeugungsstrahlung transparent ist und wenigstens eine Oberflächenzone oder eine Schicht (12b) aus Polymermaterial aufweist, die wärmeaktivierbar ist, wenn das thermische Bildaufzeichnungsmaterial einer kurzen und intensiven Strahlung ausgesetzt wird;

eine Schicht mit einer porösen oder partikelförmigen Bilderzeugungssubstanz (14), deren Kohäsion stärker ist als die Adhäsion gegenüber der polymeren wärmeaktivierbaren Schicht;

ein zweites Blatt (20), welches die Schicht aus porösen oder partikelförmigen Bildaufzeichnungssubstanzen bedeckt und direkt oder indirekt auf die Bilderzeugungsstubstanz durch eine Klebeschicht (18) festgelegt ist, wobei das zweite Blatt (20) beim Trennen von erstem Blatt und zweitem Blatt (12 bzw. 20) nach der Belichtung durch die intensive Strahlung dazu dient, bei der Trennung unbelichtete Abschnitte der Bilderzeugungssubstanz abzuführen;

die Klebeschicht (18) ist eine polymere härtbare Klebeschicht und die härtbare Klebeschicht ist in der Lage, im ungehärteten Zustand die Tendenz des thermischen Bildaufzeichnungsmaterials zu vermindern, sich bei Anwendung physikalischer Beanspruchungen in den Schichten aufzulösen, während im gehärteten Zustand eine Schicht genügender Härte erzeugt wird, um eine dauerhafte Basis für das Bild zu erzeugen.

2. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) aus einem polymeren härtbaren Material besteht, das einen kompressiblen oder streckbaren Charakter aufweist.

3. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) in der Lage ist, die Tendenz der Trennung der Schichten durch Beanspruchungen zu vermindern, die durch Schneiden des mehrschichtigen thermischen Bildaufzeichnungsmaterials eingeführt werden.

4. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem jedes Paar von Blättern (12, 20) ein flexibles Polymerblatt aufweist.

5. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, bei welchem jedes der Blätter (12, 20) aus Polyäthylenterephthalat besteht.

6. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) eine Dicke zwischen 0,1 Mikron und 50 Mikron aufweist.

7. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) ein Polymer aufweist, das hängend äthylenmäßig ungesättigte Hälften aufweist, die durch aktinische Strahlung in Gegenwart eines Photoinitiators vernetzbar sind.

8. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) folgende Bestandteile aufweist: einen makromolekularen organischen Binder; ein photopolymerisierbares äthylenmäßig ungesättigtes Monomer mit wenigstens einer endständigen Äthylengruppe, die in der Lage ist, ein Polymer mit hohem Molekulargewicht durch eine durch ein freies Radical initiierte Kettenausbreitungszusatzpolymerisation zu erzeugen; und ein ein freies Radical erzeugendes Zusatzpolymerisations-Anzeigesystem, welches durch aktinische Strahlung aktivierbar ist.

9. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) aus einem Polyurethan- oder Polyepoxidharz besteht.

10. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) auf einer dauerhaften Schicht photopolymerisierbar ist.

11. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, bei welchem die polymere härtbare Schicht (18) auf einer dauerhaften Schicht durch Ultraviolettstrahlung härtbar ist.

12. Mehrschichtiges thermisches Bildaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, bei welchem die polymere härtbare Klebeschicht (18) auf der Schicht aus Bilderzeugungssubstanzen (14) über eine Freigabeschicht (16) laminiert ist, wobei die Freigabeschicht (16) eine Trennung zwischen dem ersten und zweiten Blatt (12, 20) ermöglicht und so die ersten und zweiten Bilder (10a, 10b) liefert.

13. Verfahren zur Erzeugung eines mehrschichtigen thermischen Bildaufzeichungsmaterials mit den folgenden Schritten:

es wird ein erstes Element hergestellt, das ein erstes Blatt (12a) aufweist, welches gegenüber der Bilderzeugungsstrahlung transparent ist und wenigstens eine Oberflächenzone oder Schicht (12b) aus Polymermaterial aufweist, die hitzeaktivierbar ist, wenn das thermische Bildaufzeichnungsmaterial einer kurzen und intensiven Strahlung unterworfen wird, wobei das Element eine Schicht (14) aus einer porösen oder partikelförmigen Bilderzeugungssubstanz aufweist, deren Kohäsion größer ist als die Adhäsion gegenüber der polymeren wärmeaktivierbaren Schicht;

es wird ein zweites Element hergestellt, welches ein zweites Blatt (20) aufweist, das eine Schicht (18) aus einem polymeren härtbaren Kleber aufweist, wobei die Schicht (18) in der Lage ist, an dem ersten und zweiten Element anzuhaften, wobei die jeweiligen Blätter (12, 20) die äußersten Blätter bilden, wodurch ein einheitlicher Schichtenkörper gebildet wird, wobei die Schicht (18) aus dem härtbaren Kleber in der Lage ist, in seinem ungehärteten Zustand die Tendenz des Schichtenkörpers zu vermindern, sich hinsichtlich der Schichten aufzulösen, wenn das Material einer Beanspruchung unterworfen wird;

es werden erstes und zweites Element zu einem einheitlichen laminaren Material (10) zusammengefügt;

es wird das einheitliche laminare Material (10) in einzelne laminare Einheiten vorbestimmter Größe geschnitten und

es wird der härtbare Kleber in eine dauerhafte Polymerschicht ausgehärtet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem die Härtung durch Photopolymerisation der härtbaren Kleberschicht durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Aushärtung in Gegenwart von Ultraviolettstrahlung durchgeführt wird.