DE69301533T2 - Farbstoffempfangselement für thermische Übertragung - Google Patents
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Farbstoff-aufnehmendes Element, das beim Thermofarbstofftransfer eingesetzt wird, und ganz besonders polymere Farbstoffbild-aufnehmende Schichten für solche Elemente.
- In den letzten Jahren wurden Thermotransfersysteme entwickelt, um Abdrucke von Bildern zu erhalten, die elektronisch über eine Farbvideokamera erhalten wurden. Gemäß einer Art solche Drucke zu erhalten, wird ein elektronisches Bild zunächst einer Farbtrennung durch Farbfilter unterworfen. Die jeweiligen farblich getrennten Bilder werden dann in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden dann eingesetzt, um elektrische Cyan-, Magenta- und Gelb-Signale zu erzeugen. Diese Signale werden dann an einen Thermodrucker weitergegeben. Um einen Abdruck zu erhalten, wird ein Cyan-, Magenta- oder Gelb- Farbstoffdonorelement gegenüber einem Farbstoff-aufnehmenden Element angeordnet. Diese beiden werden dann zwischen einen Thermodruckkopf und einer Andrückwalze eingeführt. Es wird ein zeilenweise arbeitender Thermodruckkopf eingesetzt, um auf die Rückseite der Farbstoff-Donorschicht Wärme aufzubringen. Der Thermodruckkopf hat viele Aufheizelemente, die der Reihe nach entsprechend den Cyan-, Magenta- oder Gelb-Signalen aufgeheizt werden und das Verfahren wird dann für die anderen beiden Farben wiederholt. So wird eine Farbkopie erhalten, die dem Originalbild entspricht, das man auf dem Bildschirm gesehen hat. Weitere Einzelheiten dieses Verfahrens und eine Vorrichtung zur Ausführung desselben findet man in US-A- 4 621 271.
- Beim Thermofarbstofftransfer eingesetzte Farbstoff-aufnehmende Elemente umfassen im allgemeinen einen Träger (transparent oder reflektiv), der auf einer Seite eine Farbstoff-aufnehmende Schicht trägt neben gegebenenfalls zusätzlichen Schichten. Die Farbstoffbild-aufnehmende Schicht umfaßt üblicherweise ein polymeres Material, das aus einer großen Vielfalt von Zusammensetzungen ausgewählt wird hinsichtlich der Kompatibilität und Aufnahmefähigkeit für die von dem Farbstoff-Donorelement zu übertragenden Farbstoffe. Die Farbstoffe müssen während der Farbstoffübertragung schnell in die Schicht hinüberwandern und sie müssen immobil werden und unter den gegebenen Beobachtungsbedingungen stabil sein. Es ist dabei darauf zu achten, daß eine aufnehmende Schicht vorgesehen wird, die nicht an dem heißen Donor haftet und bei der der Farbstoff sich nicht von der Oberfläche in die Masse des Empfängers bewegt. Es kann eine überzugsschicht verwendet werden, um die Leistung des Empfängers hinsichtlich der noch später zu erläuternden Probleme zu verbessern. Ein zusätzlicher Schritt, der als Einschmelzen beschrieben wird, kann eingesetzt werden, um den Farbstoff tiefer in die Empfangsschicht hinein zu treiben.
- Es wurden Polycarbonate (der Ausdruck "Polycarbonat" bedeutet hier ein Polyester aus Kohlensäure und einem Diol oder Diphenol) und Polyester als bildaufnehmende Schichten vorgeschlagen. Es wurde festgestellt, daß Polycarbonate erwünschte Polymere für die bildaufnehmende Schicht sind, da sie eine wirkungsvolle Farbstoff-Kompatibilität und Aufnahmefähigkeit aufweisen. Wie in der US-A-4 695 286 angegeben, wurde festgestellt, daß Bisphenol-A-polycarbonate mit einem Zahlenmittel- Molekulargewicht von mindestens etwa 25 000 ganz besonders brauchbar sind, da sie zusätzlich die Oberflächendeformierurig vermindern, die während des Thermodrucks auftreten kann. Diese Polycarbonate ermöglichen jedoch nicht immer Farbstoffübertragungsdichten, wie sie gewünscht werden, und deren Stabilität gegenüber Lichtverblassen kann nichtausreichend sein.
- Andererseits können Polyester leicht hergestellt und über Schmelzkondensierung unter Verwendung von Lösungsmitteln und relativ ungefährlichen chemischen Ausgangsmaterialien verarbeitet werden. Polyester, die aus aromatischen Diestern gebildet werden (beispielsweise US-A 4 897 377), haben im allgemeinen gute Farbstoffaufnahmeeigenschaften, wenn sie beim Thermofarbstofftransfer eingesetzt werden; zeigen jedoch ein deutliches Verbleichen, wenn die Farbstoffbilder einer hochintensiven Tages lichtbeleuchtung ausgesetzt werden.
- Polyester aus alicyclischen Diestern werden in der EP-A-545 407 (relevant nur gemäß Art. 53 (3) EPC) offenbart. Diese alicyclischen Polyester haben im allgemeinen auch gute Farbstoffaufnahmeeigenschaf ten, aber deren Eigenschaften macht es erforderlich spezielle Monomere einzusetzen, was zu den Kosten für das Aufnahmeelement beiträgt. Polyester aus aliphatischen Diestern haben im allgemeinen relativ geringe Glasübergangstemperaturen, was häufig zu einem Verkleben des Aufnehmers mit dem Donor bei den üblicherweise beim Thermofarbstofftransfer eingesetzten Temperaturen führt. Wenn der Donor und die Aufnahmeschicht nach der Bildverarbeitung auseinandergezogen werden, kann das eine oder das andere zurückgehalten werden und festhalten, so daß die erhaltenen Bilder nicht mehr annehmbar sind.
- Polymere können für den Einsatz in der Farbstoff-aufnehmenden Schicht vermischt sein, um die Vorteile der jeweiligen Polymere zu erhalten und kombinierte Wirkungen zu optimieren. Beispielsweise können relativ billige nicht-modifizierte Bisphenol-A-polycarbonate der in der US-A-4 695 286 beschriebenen Art mit modifizierten Polycarbonaten der in der US-A- 4 927 803 beschriebenen Art vermischt werden, um eine Aufnahmeschicht mit mittleren Kosten zu erhalten, die sowohl eine verbesserte Resistenz gegenüber Oberflächendeformierung aufweist, die während des Thermodrucks auftreten kann, als auch hinsichtlich einer Lichtausbleichung, die nach dem Drucken auftreten kann. Ein Problem bei solchen Polymermischungen ergibt sich jedoch daraus, daß diese Polymere nicht vollständig miteinander mischbar sind, so daß diese Mischungen einen gewissen Schleier zeigen. Ein Schleier ist im allgemeinen unerwünscht, aber er ist ganz besonders schädlich bei transparenten Aufzeichnungsschichten. Mischungen die nicht vollständig kompatibel sind, führen auch zu varuerender Farbstoffaufnahme, schlechter Bildstabilität und variierendem Ankleben an Farbstoffdonoren.
- Die EP-A-0 228 066 offenbart eine polymere Mischung für ein Farbstoff-aufnehmendes Element für den Thermofarbstofftransfer, umfassend eine Mischung aus Poly(caprolacton) oder einem linearen aliphatischen Polyester mit Poly(styrol-co-acrylnitril) und/oder Bisphenol-A-polycarbonat.
- Eine andere gewünschte Eigenschaft von Polymeren für Bildaufzeichnungsschichten ist die Resistenz gegenüber Fingerabdrücken, da Fingerabdrücke bei Thermofarbstofftransferbildern ein potentielles Bildstabilitätsproblem bedingen. Verunreinigungen aus Fingerabdrücken können die Farbstoffe angreifen und folglich die Bilder abbauen. Im Ergebnis zeigt sich häufig ein Verlust an Farbstoffdichte wegen einer Kristallisation.
- Eine weiteres potentielles Farbstoffstabilitätsproblem bei Thermofarbstofftransferbildern ist der Rücktransfer. Die aufnehmende Schicht muß als ein Medium für Farbstoffdiffusion bei erhöhten Temperaturen wirken, zugleich darf sich der übertragene Bildfarbstoff nicht von dem endgültigen Druck entfernen. Rücktransfer wird beobachtet, wenn eine andere Oberfläche mit dem Druck in Kontakt kommt. Solche Oberflächen schließen ein Papier, Kunststoffe, Bindemittel, Rückseiten von (gestapelten) Abzügen und mancherlei Album-Materialien. Folglich hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, ein Farbstoffaufnehmendes Element für Thermofarbstofftransfer bereitzustellen, umfassend eine Farbstoffbild-aufnehmende Schicht mit einer Polymermischung (Blend) mit einer ausgezeichneten Farbstoffaufnahme und Bildfarbstoffstabilität, und welche im wesentlichen keinen Schleier hat. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine aufnehmende Schicht bereitzustellen mit einer verbesserten Fingerabdruckresistenz und einer Rücktransferresistenz, und die wirkungsvoll in einem Thermoprinter zum Druck eingesetzt werden kann bei deutlich verminderten Thermodruckkopfdrücken und Druckzeiten.
- Diese und andere Ziele werden erfindungsgemäß erreicht, wobei ein Farbstoff-aufnehmendes Element für Thermofarbstofftransfer bereitgestellt wird, umfassend einen Träger, der auf seiner einen Seite eine Farbstoffbild-aufnehmende Schicht hat, wobei die Farbstoffbild-aufnehmende Schicht eine mischbare Vermischung (Blend) aus einem nicht-modifizierten Bisphenol-A- Polycarbonat mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von mindestens etwa 25 000 und einem Polyester, der von einer zweibasigen Säure abgeleitete Einheiten und Diol abgeleitete Einheiten aufweist, wobei mindestens 50 Mol.-% der von der zweibasigen Säure abgeleiteten Einheiten Dicarbonsäure-Einheiten sind, die alicyclische Ringe enthalten, umfaßt, wobei jede Carboxyl-Gruppe von dem alicyclischen Ring über mindestens 2 Kohlenstoffatome getrennt ist und wobei mindestens 30 Mol.-% der Diol-abgeleiteten Einheiten einen aromatischen Ring enthalten, der nicht direkt jeder Hydroxyl-Gruppe des Diols oder einem alicyclischen Ring benachbart ist. überraschenderweise wurde festgestellt, daß diese alicyclischen Polyester mit hochmolekulargewichtigen Polycarbonaten kompatibel sind.
- Beispiel für solche nicht-modifizierten Bisphenol-A- Polycarbonate mit einem Zahlenmittel-Molekulargewicht von mindestens etwa 25 000 schließen jene ein, die in der US-A- 4 695 286 offenbart werden. Spezifische Beispiele schließen Makrolon 5700 (Bayer AG) und LEXAN 141 (General Electric Co.) Polycarbonate ein. Lexan Makrolon
- Die erfindungsgemäß in den Farbstoff-aufnehmenden Elementen eingesetzten Polyester-Polymere sind Polyester vom Kondensierungs-Typ, die auf wiederkehrenden Einheiten basieren, die sich von alicyclischen, zweiwertigen Säuren (Q) und Diolen (L) ableiten, wobei (Q) für Dicarbonsäure-Einheiten, enthaltend ein oder mehr alicyclische Ringe, wobei jede Carboxyl-Gruppe zwischen zwei Kohlenstoffatomen des alicyclischen Ringes (vorzugsweise direkt benachbart dazu> sind, steht, und (L) für ein oder mehrere Diol-Einheiten steht, die jeweils mindestens einen aromatischen Ring enthalten, der nicht direkt benachbart ist, vorzugsweise etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatome entfernt davon, jeder Hydroxyl-Gruppe, oder einen alicyclischen Ring, der den Hydroxyl-Gruppen benachbart ist. Im Rahmen dieser Erfindung bedeuten "Einheiten, die sich von einer zweibasigen Säure ableiten" und "Einheiten, die sich von einer Dicarbonsäure ableiten" nicht nur Einheiten die sich von Carbonsäuren selber ableiten, sondern auch von deren Äquivalenten wie Säurechloride, Säureanhydride und Ester, da in jedem Fall die gleichen wiederkehrenden Einheiten in dem erhaltenen Polymer erreicht werden. Jeder alicyclische Ring der entsprechenden zweibasigen Säuren kann auch gegebenenfalls substituiert sein, d.h. mit einer oder mehreren C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-Gruppen. Die Diole können jeweils auch gegebenenfalls auf dem aromatischen oder alicyclischen Ringen substituiert sein, d.h. durch C&sub1;-C&sub6;- Alkyl-, Alkoxy- oder Halogen-Gruppen.
- In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten die alicyclischen Ringe der sich von Dicarbonsäuren ableitenden Einheiten und der Diol-abgeleiteten Einheiten 4 bis 10 Ring-Kohlenstoffatome. Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung enthalten die alicyclischen Ringe 6 Ring-Kohlenstoffatome.
- Die alicyclischen Dicarbonsäure-Einheiten, (Q), werden durch die folgenden Strukturen wiedergegeben:
- Die Diole, (L), werden durch die folgenden Strukturen wiedergegeben:
- Gegebenenfalls können andere Gruppen R und M copolymerisiert werden, um die folgenden Strukturen zu erhalten:
- wobei q+r = 1+m = 100 Mol.-% und q ist mindestens 50 Mol.-% und 1 ist mindestens 30 Mol.-%.
- Es können Diester R und Diole M hinzugegeben werden, d.h. um präzise die Tg des Polymers, die Löslichkeit&sub1; die Adhäsion und dgl. einzustellen. Zusätzliche Diester-Comonomere können die cyclische Struktur von Q haben oder lineare aliphatische Einheiten sein. Die zusätzlichen Diol-Monomere können aliphatische und aromatische Strukturen haben, sind aber nicht phenolisch.
- Geeignete R-Gruppen schließen zweiwertige aliphatische Säuren ein wie beispielsweise:
- R1: HO&sub2;C (OH&sub2;)&sub2;CO&sub2;H
- R2: HO&sub2;C(OH&sub2;)&sub4;CO&sub2;H
- R3: HO&sub2;C(OH&sub2;)&sub7;CO&sub2;H
- R4: HO&sub2;C (OH&sub2;)&sub1;&sub0;CO&sub2;H
- Geeignete M-Gruppen schließen die folgenden Diole ein:
- M1: HOCH&sub2;CH&sub2;OH
- M2: HO(CH&sub2;)&sub4;OH
- M3: HO(CH&sub2;)&sub9;OH
- M4: HOCH&sub2;O(OH&sub3;)&sub2;OH&sub2;OH
- M5: (HOCH&sub2;CH&sub2;)&sub2;O
- M6: HO(CH&sub2;CH&sub2;O)nH (wobei n = 2 bis 50)
- Zu den erforderlichen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Polyester-Blends gehört, daß sie keinen aromatischen Diester enthalten wie beispielsweise Terephthalat und daß sie mit dem Polycarbonat bei der interessierenden Vermischung kompatibel sind. Der Polyester hat vorzugsweise eine Tg von etwa 40 bis zu etwa 100ºC und beim Polycarbonat ist die Tg zwischen etwa 100 bis zu etwa 200ºC. Der Polyester hat vorzugsweise eine niedrigere Tg als das Polycarbonat und dient als ein polymerer Weichmacher für das Polycarbonat. Die Tg des Polyester/Polycarbonat-Blends ist vorzugsweise zwischen 40ºC und 100ºC. Polyester- und Polycarbonat-Polymere mit höherer Tg können als zusätzliche Weichmacher brauchbar sein.
- Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Polyester ein Zahlenmittel-Molekulargewicht von etwa 5 000 bis etwa 250 000, mehr bevorzugt von 10 000 bis 100 000.
- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden das nicht-modifizierte Bisphenol-A-Polycarbonat und die Polyester-Polymere mit einem Gewichtsverhältnis vermischt, das die gewünschte Tg der Endmischung erzeugt und um Kosten zu verringern. üblicherweise werden das Polycarbonat und die Folyester-Polymere mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 75:25 bis 25:75 vermischt, mehr bevorzugt von etwa 60:40 bis etwa 40:60.
- Die folgenden Polyester-Polymere E-1 bis E-17 (bestehend aus wiederkehrenden Einheiten der veranschaulichten Monomere) sind Beispiele für Polyester-Polymere, die in erfindungsgemäßen Polymermischungen für aufnehmende Schichten eingesetzt werden.
- E-1 bis E-5: Bevorzugte Polymere, bei denen man davon ausgeht, daß sie sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglykol und 4,4'-Bis (2-hydroxyethyl)bisphenol-A ableiten.
- E-1: 1 = 50 Mol.-% m = 50 Mol.-% Tg = 51ºC
- E-2: 1 = 60 Mol.-% m = 40 Mol.-%
- E-3: 1 = 30 Mol.-% m = 70 Mol.-%
- E-4: 1 = 75 Mol.-% m = 25 Mol.-% Tg = 71ºC
- E-5: 1 = 85 Mol.-% m = 15 Mol.-%
- E-6: Ein Polymer, bei dem man davon ausgeht, daß es sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure und 4,4'-Bis(2-hydroxyethyl)- bisphenol-A ableitet.
- E-7 & E-8: Polymere, bei denen man davon ausgeht, daß sie sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglykol und 1,4-Cyclohexandimethanol ableiten.
- E-7: 1 = 50 Mol.-% m = 50 Mol.-%
- E-8: 1 = 70 Mol.-% m = 30 Mol.-%
- E-9: Ein Polymer, bei dem man davon ausgeht, daß es sich um 1,4-Cyclohexandicarbonsäure und 1,4-Oyclohexandimethanol ableitet.
- E-10 & E-11: Polymere, bei denen man davon ausgeht, daß sie sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 4,4'-Bis(hydroxyethyl)- bisphenol-A und 4,4'-(2-Norbornyliden)-bis(2-hydroxyethyl)- bisphenol ableiten.
- E-10: 1 = 80 Mol.-% m = 20 Mol.-%
- E-11: 1 = 90 Mol.-% m = 10 Mol.-%
- E-12 & E-13: Polymere, bei denen man davon ausgeht, daß sie sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglykol und 4,4'- (2-Norbornyliden)-bis (2-hydroxyethyl) bisphenol ableiten.
- E-12: 1 = 30 Mol.-% m = 70 Mol.-%
- E-13: 1 = 50 Mol.-% m = 50 Mol.-%
- E-14: Ein Polymer, bei dem man davon ausgeht, daß es sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglykol und 4,4'-(Hexahydro- 4,7-methanoinden-5-yliden)-bis(2-hydroxyethyl)bisphenol ableitet.
- 1 = 50 Mol.-% m = 50 Mol.-%
- E-15: Ein Polymer, bei dem man davon ausgeht, daß es sich von 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, Azelainsäure, Ethylenglykol und 4,4'-Bis(2-Hydroxyethyl)bisphenol-A ableitet.
- E-16 & E-17: Ein Polymer, bei dem man davon ausgeht, daß es sich von 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, Ethylenglykol und 4,4'- Bis (2-hydroxyethyl)bisphenol-A ableitet.
- E-16: 1 = 50 Mol.-% m = 50 Mol.-%
- E-17: 1 = 90 Mol.-% m = 10 Mol.-%
- Andere erfindungsgemäßen Mischungen brauchbarer Polyester- Polymere schließen E-18 bis E-31 nach der folgenden Liste ein: Polymer Alicyclische Disäure Mol.-% Q Alternierende Disäure Mol.-% R Glykol Mol.-% L Alternierendes Mol.-% M
- Der Träger für das Farbstoff-aufnehmende erfindungsgemäße Element kann transparent oder reflektierend sein und einem polymeren, ein synthetisches Papier- oder einen Cellulosepapierträger oder Laminate davon aufweisen. Beispiele für transparente Träger sind Poly(ethersulfone), Polyimide, Oelluloseester wie beispielsweise Celluloseacetat, Poly(vinylalkohol-coacetale) und Poly(ethylenterephthalat). Der Träger kann mit einer beliebigen gewünschten Dicke eingesetzt werden, üblicherweise zwischen 10 µm bis 1000 µm. Zusätzliche polymere Schichten können zwischen dem Träger und der Farbstoffbildaufnehmenden Schicht vorhanden sein. Beispielsweise kann ein Polyolefin wie Polyethylen oder Polypropylen eingesetzt werden. Weiße Pigmente wie Titandioxid, Zinkoxid und dgl. können der polymeren Schicht zugesetzt werden, um eine Reflektivität zu erreichen. Zusätzlich kann eine unterlageschicht (Grundierungsschicht) über der polymeren Schicht vorgesehen sein, um die Haftung der Farbstoffbild-aufnehmenden Schicht zu verbessern. Solche Unterlageschichten werden in US-A-4 748 150, US-A- 4 965 238, US-A-4 965 239 und US-A-4 965 241 offenbart. Das Aufzeichnungselement kann auch eine Rückschicht einschließen wie sie in US-A-5 011 814 und US-A-5 096 875 offenbart wird.
- Die Farbstoffbild-aufnehmende Schicht kann in einer für den gewünschten Einsatz wirksamen beliebigen Menge vorhanden sein. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse bei einer Konzentration der aufnehmenden Schicht von etwa 0,5 bis zu etwa 10 g/m² erhalten.
- Die Resistenz gegenüber Festkleben während des Thermodrucks kann gesteigert werden durch Zusatz eines Trennmittels zu der Farbstoff-aufnehmenden Schicht oder zu einer überzugsschicht, beispielsweise auf Silicon basierende Verbindungen, die im Stand der Technik gebräuchlich sind.
- Farbstoff-Donorelemente, die mit den erfindungsgemäßen Farbstoff-aufnehmenden Elementen eingesetzt werden, umfassen üblicherweise einen Träger mit einer Farbstoff-enthaltenden Schicht darauf. Es kann ein beliebiger Farbstoff bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Farbstoff-Donor verwendet werden, vorausgesetzt, daß er durch Wärmeeinfluß auf die Farbstoffaufnehmende Schicht übertragbar ist. Ganz besonders gute Ergebnisse werden mit sublimierbaren Farbstoffen erhalten. Farbstoff-Donoren, die im Einsatz der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, werden beschrieben beispielsweise in US-A- 4 916 112, US-A-4 927 803 und US-A-5 023 228.
- Wie zuvor festgestellt, werden Farbstoff-Donorelemente eingesetzt, um ein Farbstoffstransferbild zu bilden. Ein solches Verfahren umfaßt die bildweise Aufwärmung eines Farbstoff- Donorelements und die Übertragung eines Farbstoffbildes auf ein Farbstoff-aufnehmendes Element wie zuvor beschrieben unter Bildung eines Farbstofftransferbildes.
- Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Farbstoff-Donorelement eingesetzt, das einen Poly(ethylenterephthalat)-Träger umfaßt, beschichtet mit sequentiell wiederkehrenden Bereichen eines Cyan-, Magenta- und Gelb- Farbstoffes, und die Farbstofftransferschritte werden für jede Farbe sequentiell durchgeführt, wobei ein dreifarbiges Farbstofftransferbild entsteht. Wenn dieses Verfahren natürlich für eine einzige Farbe durchgeführt wird, wird ein monochromes Farbstofftransferbild erhalten.
- Thermodruckköpfe, die eingesetzt werden können, um Farbstoffe von Farbstoff-Donorelementen auf erfindungsgemäße aufnehmende Elemente zu übertragen, sind käuflich erhältlich. Alternativ können andere bekannte Energiequellen für den Thermofarbstofftransfer eingesetzt werden, wie beispielsweise Laser nach der Beschreibung in GB-A-2 083 726.
- Eine Thermofarbstofftransferanordnung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt (a) ein Farbstoff-Donorelement und (b) ein Farbstoff-aufnehmendes Element wie zuvor beschrieben, wobei das Farbstoff-aufnehmende Element in einer solchen übereinandergeordneten Beziehung zu dem Farbstoff-Donorelement steht, daß die Farbstoffschicht des Donorelements mit der Farbstoff-aufnehmenden Schicht des aufnehmenden Elementes in Kontakt ist.
- Wenn ein dreifarbiges Bild erhalten werden soll, wird die oben erwähnte Anordnung bei drei Gelegenheiten ausgebildet, nämlich dann wenn die Wärme durch den Thermodruckkopf aufgebracht wird. Nachdem der erste Farbstoff übertragen wurde, wird das Element auseinandergezogen. Ein zweites Farbstoff-Donorelement (oder ein anderer Bereich des Donor-Elementes mit einem anderen Farbstoffbereich) wird dann mit dem Farbstoff-aufnehmenden Element ausgerichtet in Kontakt gebracht und das Verfahren wird wiederholt. Die dritte Farbe wird in gleicher Weise erhalten.
- Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung. Das Synthesebeispiel ist nur repräsentativ und es können andere Polyester analog oder über andere im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden.
- Die folgenden Mengen an Reaktanden wurden in einen Reaktor eingebracht, der mit Stickstoff gespült wurde: 8,11 kg (44,1 mol) Dimethyl-cis/trans-l, 4-cyclohexandicarbonsäure, 6,72 kg (50,7 mol) trans-l,4-Cyclohexandimethanol und 45,4 g eines 2,6 Gew.-%igen Tetraisopropylorthotitanats. Unter einer Stickstoffspülung wurde der Reaktor auf 220ºC erwärmt und dort bei einer Stunde gehalten. Die Temperatur wurde dann auf 240ºC angehoben und über eine zusätzliche Stunde gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Fallen entleert und die Entleerungen wurden aufgezeichnet. Die Temperatur wurde dann auf 260ºC angehoben und über 30 min gehalten. Die Fallen wurden erneut entleert und die Entleerungen aufgezeichnet. Die Temperatur wurde dann auf 290ºC angehoben und der Druck wurde auf 53 Pa vermindert. Dann wurde an dem Reaktor ein 667 Pa Vakuum bei einer Reaktor-Temperatur von 290ºC angebracht und so über 3 h belassen. Nachdem der Aufbau vollständig war, wurde das Polymer aus dem Reaktor in Wasser unter Einsatz einer Extrudierdüse extrudiert. Das erhaltene Polymer wurde in einem Vakuumofen bei 80ºC unter einer Stickstoffspülung über 4 h getrocknet. Das Polymer wurde vermahlen, wobei 7,94 kg Material erhalten wurde. Tg = 66ºC; Tm = 213,45ºC, IV = 0,843.
- Das Farbstoff-aufnehmende Element DR-1, das für Schleiermessungen eingesetzt wurde, wurde dadurch erhalten, daß in der angegebenen Reihenfolge auf einem 175 µm dicken Poly(ethylentherephthalat)-Träger die folgenden Schichten aufgebracht wurden:
- (1) Unterlageschicht (Grundierung) aus Poly(acrylnitro-covinylidenchlorid-co-acrylsäure) (15:79:6 Gewichtsverhältnis) (0,11 g/m²), aufgetragen aus destilliertem Wasser und
- (2) eine Farbstoff-aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700, nicht-modifiziertem Bisphenol A-polycarbonat (1,61 g/m²) (Tg = 157ºC) und Polyester E-9 (1,61 g/m²), enthaltend Diphenylphthalat (0,32 g/m²) und Dibutylphthalat (0,32 g/m²) als Weichmacher und Fluorad FC-431 (Tensid von 3M Co.) (0,016 g/m²), aufgebracht aus Dichlormethan.
- Die Vergleichselemente zur Aufnahme, C-1 und C-2, wurden hergestellt indem die folgenden Farbstoff-aufnehmenden Schichten anstelle der erfindungsgemäßen Farbstoff-aufnehmenden Schicht aufgetragen wurden:
- 0-1: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (1,61 g/m²) und einem statistischen 50:50 Mol.-% Copolymer aus Bisphenol-A-carbonat mit Diethylenglykol (modifiziertes unten erläutertes Polycarbonat) (1,61 g/m²) und Fluorad FC-431 (3M 00.), (0,016 g/m²) aufgetragen aus Dichlormethan.
- Modifiziertes Polycarbonat: 4,4'-Isopropylidenbisphenol-co-2,2'-oxydiethanolpolycarbonat (50:50) statistisches Copolymer, Tg 69ºC.
- C-2: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (1,61 g/m²) und oben gezeigtes modifiziertes Polycarbonat (1,61 g/m²) enthaltend Diphenylphthalat (0,32 g/m²) und Dibutylphthalat (0,32 g/m²) als Weichmacher und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²), aufgetragen aus Dichlormethan.
- Nach dem Trocknen wurde das Ausmaß der Schleierbildung bei jedem aufzeichnenden Element nach dem Standard ASTM-Testverfahren (Testmethode D1003) ermittelt. Die bei den Schleiermessungen erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben: Tabelle I Aufnehmendes Element % Schleier Nichtbeschichteter PET-Träger
- Das zur Bewertung als aufnehmende Schichten für die thermische Bildverarbeitung eingesetzte Farbstoff-aufnehmende Element DR-2 wurde durch Aufbringen der folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge auf ein Titandioxid-pigmentiertes Polyethylen-beschichtetes Papiermaterial hergestellt:
- (1) Unterlageschicht aus Poly(acrylnitril-co-vinylidenchlorid-co-acrylsäure) (15:78:7 Gewichtsverhältnis), (0,11 g/m²) aufgetragen aus 2-Butanon, und
- (2) Farbstoff-aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700, nicht-modifiziertes Bisphenol-A-polycarbonat (1,61 g/m²) und Polyester E-9 (1,61 g/m²) und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²) aufgetragen aus Dichlormethan.
- Das Farbstoff-aufnehmende Element DR-3 und die Farbstoffaufnehmenden Vergleichselemente 0-3, 0-4 und 0-5 wurden durch Auftragen der folgenden Farbstoff-aufnehmenden Schichten anstelle der DR-2 aufnehmenden Schicht hergestellt:
- DR-3: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (1,61 g/m²), Polyester E-9 (1,61 g/m²), enthaltend Diphenylphthalat (0,32 gim²), und Dibutylphthalat (0,32 g/m²) als Weichmacher und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²), aufgetragen aus Dichlormethan.
- C-3: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (3,23 g/m²) und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²), aufgetragen aus Dichlormethan.
- C-4: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (1,61 g/m²) und modifiziertem Polycarbonat nach Beispiel 1 oben (1,61 g/m²) und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²), aufgetragen aus Dichlormethan.
- C-5: Aufnehmende Schicht bestehend aus einer Mischung aus Bayer AG Makrolon 5700 nicht-modifiziertes Bisphenol-A- polycarbonat (1,61 g/m²) und modifiziertem Polycarbonat gemäß Beispiel 1 oben (1,61 g/m²) enthaltend Diphenylphthalat (0,32 g/m²) und Dibutylphthalat (0,32 g/m²) als Weichmacher und Fluorad FC-431 (3M Co.) (0,016 g/m²), aufgetragen aus Dichlormethan.
- Alle Beschichtungen wurden bei Raumumgebungsbedingungen über mindestens 16 h vor der Bewertung getrocknet.
- Ein Farbstoff-Donorelement mit sequentiellen Bereichen aus Cyan-, Magenta- und Gelb-Farbstoff wurde durch Auftragen der folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge auf ein 6 um Poly(ethylenterephthalat) -Träger erhalten:
- (1) Unterlageschicht (Grundierungsschicht) aus Tyzor TBT (Titantetra-n-butoxid) (dupont Co.) (0,12 g/m²) aus einer Lösungsmittelmischung aus Propylacetat und 1-Butanol.
- (2) Farbstoffschicht, enthaltend den unten erläuterten Cyan- Farbstoff 1 (0,42 g/m²), eine Mischung aus Magenta-Farbstoff 1 (0,11 g/m²) und Magenta-Farbstoff 2 (0,12 g/m²), wie im folgenden erläutert, oder im folgenden beschriebener Gelb-Farbstoff 1 (0,20 g/m²) und S-363N1 (eine mikronisierte Mischung aus Polyethylen-, Polypropylen- und oxidierten Polyethylen-Teilchen) (Shamrock Technologies, Inc.) (0,02 g/m²) in einem Celluloseacetatpropionat-Bindemittel (2,5 % Acetyl, 45 % Propionyl) (0,15 - 0,70 g/m²) aus einer Lösungsmittel- Mischung aus Toluol, Methanol und Cyclopentanon.
- Die Rückseite des Trägers wurde beschichtet mit:
- (1) Unterlageschicht aus Tyzor TBT (0,12 g/m²) aus einer Lösungsmittel-Mischung aus n-Propylacetat und 1-Butanöl.
- (2) Gleitschicht aus Emralon 329 (ein Trockenfilmschmiermittel aus Poly(tetrafluorethylen)-Teilchen in einem Cellulosenitrat-Kunststoffbindemittel) (Acheson Colloids Corp.) (0,54 g/m²), p-Toluolsulfonsäure (0,0001 g/m²), BYK-320 (Copolymer aus Folyalkylenoxid und Methylalkylsiloxan) (BYK Chemie, USA) (0,006 g/m²) und Shamrock Technologies Inc. S-232 (mikronisierte Mischung aus Polyethylen und Carnaubawachsteilchen) (0,02 g/m²), aufgetragen aus einer Lösungsmittel-Mischung aus n-Propylacetat, Toluol, Isopropylalkohol und n-Butylalkohol. (Cyan-Farbstoff 1) (Magenta-Farbstoff 1) (Magenta-Farbstoff 2) (Gelb-Farbstoff 1)
- Die Farbstoffseite des Farb-Donorelements mit einer Grundfläche von etwa 10 cm x 13 cm wurde mit der polymeren Aufzeichnungsschichtseite des Farbstoff-aufnehmenden Elementes der gleichen Grundfläche in Kontakt gebracht. Die Anordnung wurde am oberen Ende einer motorgetriebenen Gummiwalze mit einem Durchmesser von 56 mm angebracht und ein TDK-Thermokopf L-231, der auf 22ºC thermostatisiert wurd, wurde mittels einer Feder mit einer Kraft von 36 Newtons (3,2 kg) gegen die Farbstoff-Donor elementseite der Anordnung gedrückt, wobei diese gegen die Gummiwalze gedrückt wurde.
- Die Bildverarbeitungselektronik wurde aktiviert und die Anordnung wurde zwischen Druckkopf und Walze mit 7,0 mm/s hindurchgezogen. Zur gleichen Zeit wurden die Widerstandselemente des Thermodruckkopfes mit einem vorbestimmten Muster von 29 µs/Puls mit 129 µs-Intervallen während der 33 ms/Punkt- Druckzeit pulsiert, um ein Bild zu erzeugen. Gewünschtenfalls wird ein Bild mit abgestufter Dichte erzeugt, indem schrittweise die Anzahl der Pulse pro Dot (Punkt) von 0 auf 255 erhöht wird. Die auf den Druckkopf angebrachte Spannung war etwa 24,5 Volt, was eine Spitzenleistung von 1,27 Watt/Dot ergab und eine maximale Gesamtenergie von 9,39 mjoules/Dot.
- Es wurden individuelle Cyan-, Magenta- und Gelb-Bilder durch Drucken der drei Farbstoff-Donorauszüge erhalten. Bei der richtigen Ausrichtung wird ein Ganzfarbbild erhalten. Es wurde bei maximaler Dichte Dmax die Status-A-Rot-, -Grün-, und -Blau- Reflektionsdichte des Bildes mit abgestufter Dichte ausgelesen und aufgezeichnet.
- Der Schritt bei jedem Farbstoff-Bild, der der Dichte von 1,0 am nächsten lag, wurde dann einer Belichtung mit 50 kLux, 5400ºK, über eine Woche, bei einer ungefähren relativen Luftfeuchtigkeit von 25 % unterworfen. Es wurden die Status-A-Reflektionsdichte für Rot, Grün und Blau miteinander verglichen vor und nach dem Ausbleichen und es wurde der prozentuale Dichte- Verlust berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle II unten angegeben. Tabelle II Aufnahme-element Farbstoff-Aufnahme (Dmax) Status A prozentuale Ausbleichung (Anfängliche optische Dichte = 1,0) Rot Grün Blau
- Eine Aufzeichnungsschicht, die durch Lösungsmittel-Beschichtung mit einer Mischung eines alicyclischen Polyesters und eines Polycarbonats hergestellt wurde, war nicht verschleiert und zeigte eine höhere Farbstoff-Aufnahme und eine vergleichbare Farbstoff-Ausbleichung gegenüber der Polycarbonat/Polycarbonat- Mischung. Die Vorteile beim Ersatz des modifizierten Polycarbonats in dem Aufnahmeelement mit dem alicyclischen Polyester schließen ein: Eliminierung des Schleiers in Beschichtungen, Verminderung der Herstellungskosten und Verminderung der Umweltbelastungen. Es wurde darüber hinaus festgestellt, daß die kompatiblen Blends aus alicyclischen Polyester und Polycarbonat dazu beitragen, den Rücktransfer von Farbstoff aus einem bildverarbeitenden Empfangselement zu vermindern und eine verbesserte Fingerabdruckresistenz im Vergleich zu inkompatiblen Polymer-Blends ermöglichen.
Claims (10)
1. Ein farbstoffaufnehmendes Element für
Thermofarbstofftransfer, umfassend einen Träger, der auf seiner
einen Seite eine farbstoffbildaufnehmende Schicht hat,
wobei die farbstoffbildaufnehmende Schicht eine
mischbare Vermischung aus einem nichtmodifizierten
Bisphenol-A-polycarbonat mit einem
Zahlenmittelmolekulargewicht von mindestens etwa 25000 und
einem Polyester, der von einer zweibasigen Säure
abgeleitete Einheiten und dlolabgeleitete Einheiten
aufweist, wobei mindestens 50 mol-% der von der
zweibasigen Säure abgeleiteten Einheiten Dicarbonsäure-
Einheiten sind, die alicyclische Ringe enthalten, umfaßt,
wobei jede Carboxylgruppe von dem alicyclischen Ring
über mindestens zwei Kohlenstoffatome getrennt ist,
und wobei mindestens 30 mol-% der diolabgeleitenden
Einheiten einen aromatischen Ring enthalten, der nicht
direkt jeder Hydroxylgruppe des Diols oder einem
alicyclischen Ring benachbart ist.
2. Element nach Anspruch 1, wobei die alicyclischen Ringe
der dicarbonsäureabgeleitenden Einheiten 4 bis 10
Ringkohlenstoffatome aufweisen.
3. Element nach Anspruch 1, wobei der Polyester ein
Zahlenmittel-Molekulargewicht von 5000 bis 250000 hat.
4. Element nach Anspruch 1, wobei der Polyester eine
Glasübergangstemperatur von größer als 40ºC hat.
5. Element nach Anspruch 1, wobei die
dicarbonsäureabgeleiteten Einheiten sich ableiten von 1,4-
Cyclohexandicarbonsäure und die diolabgeleiteten
Einheiten sich von 0 bis 70 mol-% Ethylenglycol und
30 bis 100 mol-% 4,4'-Bis(2-hydroxyethyl)bisphenol-A
ableiten.
6. Element nach Anspruch 1, wobei die
dicarbonsäureabgeleiteten Einheiten sich von 1,4-
Cyclohexandicarbonsäure ableiten und die diolabgeleiteten
Einheiten sich von 0 bis 70 mol-% Ethylenglycol und 30
bis 100 mol-% 1,4-Cyclohexandimethanol ableiten.
7. Element nach Anspruch 1, wobei das nichtmodifizierte
Bisphenol-A-polycarbonat und die Polyesterpolymere in
einem Gewichtsverhältnis von 75:25 bis 25:75 vermischt
sind.
8. Element nach Anspruch 1, wobei mindestens 30 mol-% der
diolabgeleiteten Einheiten des Polyesters einen
alicyclischen Ring enthalten.
9. Verfahren zur Bildung eines Farbstofftransferbildes,
umfassend die bildweise Erwärmung eines Farbstoff-Donor-
Elementes, umfassend einen Träger mit einer
Farbstoffschicht darauf, und die Übertragung eines
Farbstoffbildes auf ein farbstoffaufnehmendes Element
unter Bildung des Farbstofftransferbildes, wobei das
farbstoffaufnehmende Element einen Träger mit einer
farbstoffbildaufnehmenden Schicht wie in Anspruch 1
definiert umfaßt.
10. Thermofarbstofftransferanordnung mit:
(a) einem Farbstoff-Donor-Element, umfassend einen Träger
mit einer Farbstoffschicht darauf, und (b) einem
farbstoffaufnehmendem Element, umfassend einen Träger mit
einer farbstoffaufnehmenden Schicht darauf, wie in
Anspruch 1 definiert.
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