DE69308199T2 - Mischung von Farbstoff enthaltenden Teilchen für die Laser-induzierte thermische Farbstoffübertragung - Google Patents
Mischung von Farbstoff enthaltenden Teilchen für die Laser-induzierte thermische FarbstoffübertragungInfo
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Description
- Diese Erfindung betrifft die Verwendung von bestimmten mehrfarbigen) Farbstoff enthaltenden Kügelchen in dem Donorelement eines mittels eines Lasers induzierten thermischen Farbstoff- Übertragungssystems.
- In den vergangenen Jahren sind thermische Übertragungssysteme entwickelt worden, um Drucke von Bildern herzustellen, die auf elektronischem Wege von einer Farbvideokamera erzeugt wurden. Nach einer Methode der Herstellung solcher Drucke wird ein elektronisches Bild zunächst einer Farbtrennung durch Farbfilter unterworfen. Die entsprechenden farbgetrennten Bilder werden dann in elektrische Signale überführt. Diese Signale werden dann dazu verwendet, um blaugrüne, purpurrote und gelbe elektrische Signale zu erzeugen. Diese Signale werden dann auf einen Thermodrucker übertragen. Um den Druck zu erhalten, wird ein blaugrünes, purpurrotes oder gelbes Farbstoff-Donorelement gesichtsseitig mit einem Farbstoff-Empfangselement in Kontakt gebracht. Die beiden werden dann zwischen einen Thermodruckerkopf und eine Druckwalze eingeführt. Ein Thermodruckerkopf vom Strichtyp wird dazu verwendet, um Wärme von der Rückseite des Farbstoff-Donorblattes zuzuführen. Der Thermodruckerkopf weist viele Heizelemente auf und wird in Folge entsprechend den blaugrünen, purpurroten oder gelben Signalen aufgeheizt. Das Verfahren wird dann für die anderen zwei Farben wiederholt. Auf diese Weise wird eine harte Farbkopie erhalten, die dem Originalbild entspricht, das auf einem Schirm betrachtet wird. Weitere Details dieses Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens finden sich in der U.S.-Patentschrift 4 621 271.
- Ein anderer Weg, um auf thermischem Wege einen Druck unter Verwendung der oben beschriebenen elektronischen Signale zu erhalten, besteht in der Verwendung eines Lasers anstelle eines Thermodruckerkopfes. In einem solchen System weist das Donorblatt ein Material auf, das bei der Wellenlänge des Lasers stark absorbiert. Wird der Donor bestrahlt, so wandelt dieses absorbierende Material Lichtenergie in thermische Energie um und überträgt die Wärme auf den Farbstoff in der unmittelbaren Umgebung, wodurch der Farbstoff auf seine Verdampfungstemperatur für die Übertragung auf den Empfänger erhitzt wird. Das absorbierende Material kann in einer Schicht unter dem Farbstoff vorliegen und/oder es kann dem Farbstoff beigemischt sein. Der Laserstrahl wird durch die elektronischen Signale moduliert, die repräsentativ für die Form und Farbe des Originalbildes sind, so daß jeder Farbstoff unter Verflüchtigung lediglich in solchen Bereichen erhitzt wird, in denen sein Vorhandensein auf dem Empfänger erforderlich ist, um die Farbe des Originalgegenstandes wiederzugeben. Weitere Details dieses Verfahrens finden sich in der GB 2 083 726A.
- Ein einen Laser verwendendes Bildaufzeichnungssystem weist in typischer Weise ein Donorelement mit einer Farbstoffschicht auf, die ein infrarote Strahlung absorbierendes Material enthält, wie z. B. einen infrarote Strahlung absorbierenden Farbstoff und ein oder mehrere Bildfarbstoffe in einem Bindemittel.
- Die PCT-Veröffentlichung WO 88/07450 beschreibt ein Farbband für eine thermische Farbstoffübertragung mittels eines Lasers mit einem Träger, der mit Mikrokapseln beschichtet ist, die Druckfarben und Absorber für Laserlicht enthalten. Die Mikrokapseln können gelbe, purpurrote und blaugrüne Farbstoffe enthalten, wobei einem jeden der Farbstoffe ein infrarote Strahlung bei einer unterschiedlichen Wellenlänge absorbierender Farbstoff zugeordnet ist. Die Mikrokapseln werden willkürlich miteinander vermischt unter Erzeugung einer einzelnen auf den Farbstoff- Donorträger aufgetragenen Schicht. Diese Mikrokapseln sind einzeln durch drei Laser ansprechbar, wobei ein jeder eine Wellenlänge aufweist, die mit der Spitze des infrarote Strahlung absorbierenden Farbstoffes abgestimmt ist, wobei jede einer vorbestimmten Farbaufzeichnung entspricht.
- Die EP-A-0 603 566 (von gleicher Priorität und von gleichem Anmeldedatum) beschreibt ein mehrfarbiges, mehrschichtiges Farbstoff-Donorelement für die mittels eines Lasers induzierte thermische Farbstoffübertragung mit zwei oder mehreren Farbstoffschichten von unterschiedlichen Farben, wobei eine jede Farbstoffschicht feste homogene Kügelchen aufweist mit einem Farbstoff, einem Laserlicht absorbierenden Material und einem Bindemittel, wobei eine jede Farbstoffschicht gegenüber einer verschiedenen Wellenlänge sensibilisiert ist. Die EP-A-0 603 556 (von gleichem Prioritätsdatum und einem früheren Anmeldedatum) beschreibt ein einfarbiges Farbstoff-Donorelement, das für eine mittels eines Lasers induzierte thermische Farbstoffübertragung geeignet ist, mit einem Träger, auf dem sich eine Farbstoffschicht befindet mit festen homogenen Kügelchen, die einen Bildfarbstoff, Bindemittel und ein Laserlicht absorbierendes Material enthalten, wobei die Kügelchen in einem Träger dispergiert sind.
- Mit der Verwendung von Mikrokapseln in Farbstoff-Donoren ist jedoch eine Anzahl von Problemen verbunden. Mikrokapseln weisen Zellwände auf, die Druckfarbe einschließen und hierzu zugeordnete flüchtige Druckfarbenlösungsmittel, die in typischer Weise niedrigsiedende Öle oder Kohlenwasserstoffe sind, die während des Druckprozesses teilweise verdampfen können und leicht auf dem Empfänger verdampfen, wenn die Druckfarbe trocknet. Die Verwendung von flüchtigen Lösungsmitteln kann zu Gesundheitsund Umweltproblemen führen. Zusätzlich kann Lösungsmittel in den Mikrokapseln im Verlaufe der Zeit vor dem Druckprozeß austrocknen und infolgedessen zu Empfindlichkeitsveränderungen führen (d. h. zu einer schlechten Farbstoff-Donor-Lebensdauer). Da Mikrokapseln druckempfindlich sind, können aus ihnen weiterhin, wenn sie zerstoßen werden, Druckfarbe und Lösungsmittel austreten. Weiterhin zerbersten Mikrokapsel-Zellwände beim Druck, wobei Druckfarbe in einer Alles-Oder-Nichts-Weise freigesetzt wird, wodurch sie sich schlecht für Anwendungsfälle eignen, bei denen ein kontinuierlicher Ton erzeugt werden soll.
- Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein mehrfarbiges Farbstoff- Donorelement für ein mittels eines Lasers induziertes thermisches Farbstoffübertragungssystem bereitzustellen, bei dem die Probleme bei Verwendung von Mikrokapseln wie oben beschrieben, vermieden werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines mehrfarbigen Farbstoff-Donorelementes, bei dessen Verwendung ein mehrfarbiger Übertragungsdruck erhalten werden kann bei lediglich einem Durchtritt durch eine Laser-Druckvorrichtung mit drei Lasern.
- Diese und andere Ziele werden in Übereinstimmung mit dieser Erfindung erreicht, die ein mehrfarbiges Farbstoff-Donorelement für die mittels eines Lasers induzierte thermische Farbstoffübertragung betrifft, wobei das Element einen Träger aufweist, auf dem sich eine einzelne Farbstoffschicht befindet mit einer Mischung von mindestens zwei unterschiedlichen Farben von festen, homogenen Kügelchen, von denen ein jedes einen Bildfarbstoff enthält, der auf ein Farbstoff-Empfangselement durch Einwirkung eines Lasers übertragbar ist, wobei die Kügelchen ferner enthalten ein Bindemittel und ein Laserlicht absorbierendes Material, und wobei die Kügelchen in einem Träger dispergiert vorliegen und die Kügelchen von jeder Farbe gegenüber einer unterschiedlichen Wellenlänge sensibilisiert sind.
- Die Kügelchen, welche den Bildfarbstoff, Bindemittel und ein Laserlicht absorbierendes Material enthalten, können nach dem Verfahren hergestellt werden, das in der oben diskutierten U.S.-Patentschrift 4 833 060 beschrieben wird. Die Kügelchen werden als solche beschrieben, die nach einer Technik erhalten werden, die als "evaporated limited coalescence" beschrieben wird.
- Zu den Bindemitteln, die in den festen, homogenen Kügelchen der Erfindung verwendet werden können, die vermischt werden mit dem Bildfarbstoff und dem Laserlicht absorbierenden Material, gehören Materialien wie z. B. Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Polyvinylbutyral, Nitrocellulose, Poly(styrol-co-butylacrylat), Polycarbonate, wie z. B. Bisphenol-A-polycarbonat, Poly(styrol-co-vinylphenol) und Polyester. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Bindemittel in den Kügelchen aus Celluloseacetatpropionat oder Nitrocellulose. obgleich in den Kügelchen jede beliebige Menge an Bindemittel verwendet werden kann, die effektiv für den beabsichtigten Zweck ist, sind gute Ergebnisse erhalten worden bei Verwendung von Mengen von bis zu etwa 50 Gew. -%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kügelchen.
- Zu den Trägern, in denen die Kügelchen dispergiert sind, um die Farbstoffschicht der Erfindung zu bilden, gehören mit Wasser verträgliche Materialien, wie z. B. Poly(vinylalkohol), Pullulan, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Xanthangummi, Latexpolymere sowie Acrylpolymere. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Träger, der zur Dispergierung der Kügelchen verwendet wird, aus Gelatine.
- Die Kügelchen weisen eine Größe von 0,1 bis 20 p.m auf, vorzugsweise von etwa 1 µm. Die Kügelchen können in jeder beliebigen Konzentration eingesetzt werden, die für den beabsichtigten Zweck effektiv ist. Im allgemeinen können die Kügelchen in einer Konzentration von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Beschichtungsgewicht der Kügelchen-Trägermischung, verwendet werden.
- Die Anwendung der Erfindung führt zu einem vollständig trockenen Drucksystem, bei dem eine willkürliche Mischung von kleinen, festen Kügelchen in einer einzelnen Schicht verwendet wird, um Bilder zu drucken, die eine ausgezeichnete Druckdichte aufweisen bei einer relativ hohen Druckgeschwindigkeit und einer niedrigen Laserenergie. Dieses System eignet sich ferner zum Druck verschiedener Farben mittels eines einzelnen Durchtritts, da die unterschiedlich gefärbten Kügelchen individuell auf zwei oder mehrere Laser ansprechen, von denen ein jeder eine Wellenlänge aufweist, die abgestimmt sind nahe auf die Spitze des Laserlicht absorbierenden Farbstoffes, d. h. 780 nm für den Laserlicht absorbierenden Farbstoff in den blaugrünen Kügelchen, 875 nm für den Laserlicht absorbierenden Farbstoff in den purpurroten Kügelchen und 980 nm für den Laserlicht absorbierenden Farbstoff in den gelben Kügelchen.
- Es bestehen zahlreiche Vorteile bei der Herstellung eines mehrfarbigen Bildes durch Druck bei nur einem einzelnen Durchtritt eines Farbstoff-Donors. Der Ersatz von zwei oder mehreren Donoren durch lediglich einen Donor führt zu weniger Trägerabfall, weniger Herstellungsstufen, einer einfacheren Endbearbeitung, einer einfacheren Medien-Handhabung in dem Drucker, einfacheren Qualitäts-Gewährleistungsverfahren und zu einem schnelleren Druck.
- Im Rahmen eines mittels eines Lasers induzierten thermischen Farbstoffübertragungssystems werden normalerweise Abstandskügelchen verwendet, um ein Anhaften des Farbstoff-Donors an dem Empfänger zu verhindern. Durch Anwendung dieser Erfindung jedoch sind Abstandskügelchen nicht erforderlich, was ein zusätzlicher Vorteil ist.
- Um ein mittels eines Lasers induziertes thermisches Farbstoff- Übertragungsbild gemäß der Erfindung zu erhalten, werden vorzugsweise Diodenlaser verwendet, da sie wesentliche Vorteile bieten, und zwar aufgrund ihrer geringen Größe, geringen Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit, Robustheit und der Leichtigkeit der Modulation. In der Praxis muß ein Element, bevor ein beliebiger Laser verwendet werden kann, um ein Farbstoff-Donorelement aufzuheizen, ein Laserlicht absorbierendes Material enthalten, wie z. B. Ruß oder infrarote Strahlung absorbierende Cyaninfarbstoffe, wie sie in der U.S.-Patentschrift 4 973 572 beschrieben werden oder andere Materialien, wie sie in den folgenden U.S.-Patentschriften beschrieben werden: 4 948 777, 4 950 640, 4 950 639, 4 948 776, 4 948 778, 4 942 141, 4 952 552, 5 036 040 und 4 912 083. Das Laserlicht absorbierende Material kann in jeder beliebigen Konzentration verwendet werden, die effektiv für den beabsichtigten Zweck ist. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse erzielt worden mit einer Konzentration von etwa 6 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kügelchen. Die Laserstrahlung wird dann in der Farbstoffschicht absorbiert und nach einem molekularen Verfahren, bekannt als interne Konversion, in Wärme umgewandelt. Der Aufbau einer geeigneten Farbstoffschicht hängt somit nicht nur von dem Farbton, der Übertragbarkeit und der Intensität der Bildfarbstoffe ab, sondern auch von der Fähigkeit der Farbstoffschicht, die Strahlung zu absorbieren und sie in Wärme umzuwandeln. Wie oben erwähnt, ist das Laserlicht absorbierende Material in den Kügelchen enthalten, die auf den Donorträger aufgetragen sind.
- Ein Thermodrucker, der einen Laser wie oben beschrieben verwendet, um ein Bild auf einem Thermokopiermedium herzustellen, wird in der U.S.-Patentschrift 5 168 288 beschrieben und beansprucht.
- Jeder beliebige Bildfarbstoff kann in den Kügelchen des Farbstoff-Donors verwendet werden, der im Rahmen der Erfindung verwendet wird, vorausgesetzt, er ist auf die Farbstoff-Empfangsschicht durch Einwirkung des Lasers übertragbar. Wie oben dargelegt, wird eine Mischung von Kügelchen mit mindestens zwei unterschiedlichen Farben verwendet, um eine mehrfarbige Übertragung zu erzeugen. Im Falle einer bevorzugten Ausführungsform werden blaugrüne, purpurrote und gelbe Farbstoffe in den Kügelchen verwendet. Besonders gute Ergebnisse sind mit sublimierbaren Farbstoffen erhalten worden, wie beispielsweise (purpurrot) (purpurrot) (gelb) (blaugrün) (blaugrün)
- oder beliebigen der Farbstoffe, die in den U.S.-Patentschriften 4 541 830, 4 698 651, 4 695 287, 4 701 439, 4 757 046, 4 743 582, 4 769 360 und 4 753 922 beschrieben werden. Die oben angegebenen Farbstoffe können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Der Bildfarbstoff kann in dem Kügelchen in jeder beliebigen Menge eingesetzt werden, die für den beabsichtigten Zweck wirksam ist. Im allgemeinen wurden gute Ergebnisse bei einer Konzentration von etwa 40 bis etwa 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kügelchens, erzielt.
- Jedes beliebige Material kann als Träger für das Farbstoff- Donorelement, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, benutzt werden, vorausgesetzt, es ist dimensionsstabil und vermag der Wärme des Lasers zu widerstehen. Zu solchen Materialien gehören Polyester, wie z. B. Poly(ethylenterephthalat); Polyamide; Polycarbonate; Celluloseester; Fluorpolymere; Polyether; Polyacetale; Polyolefine sowie Polyimide. Der Träger hat im allgemeinen eine Dicke von etwa 5 bis etwa 200 µm. Er kann, falls erwünscht, mit einer die Haftung verbessernden Schicht beschichtet sein, z. B. mit solchen Materialien, wie sie beschrieben werden in den U.S.-Patentschriften 4 695 288 oder 4 737 486.
- Das Farbstoff-Empfangselement, das mit dem Farbstoff-Donorelement eingesetzt wird, das im Rahmen der Erfindung verwendet wird, weist im allgemeinen einen Träger auf, auf dem sich eine Farbbild-Empfangsschicht befindet, oder es kann einen Träger aufweisen, der aus dem Farbbild-Empfangsmaterial selbst hergestellt ist. Der Träger kann aus Glas bestehen oder einem transparenten Film, wie z. B. aus einem Poly(ethersulfon), einem Polyimid, einem Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat, einem Poly(vinylalkohol-co-acetal) oder einem Poly(ethylenterephthalat). Der Träger für das Farbstoff-Empfangselement kann ferner reflektierend sein, wie z. B. im Falle eines mit einer Barytschicht beschichteten Papiers, im Falle von weißem Polyester (Polyester mit einem hierin eingearbeiteten weißen Pigment), einem Elfenbeinpapier, einem Kondenserpapier oder einem synthetischen Papier, wie z. B. vom Typ Tyvek der Firma Dupont.
- Die Farbbild-Empfangsschicht kann beispielsweise aufweisen ein Polycarbonat, einen Polyester, Celluloseester, Poly(styrol-coacrylonitril), Polycaprolacton oder Mischungen hiervon. Die Farbbild-Empfangsschicht kann in jeder beliebigen Menge vorliegen, die effektiv für den beabsichtigten Zweck ist. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse erhalten worden bei einer Konzentration von etwa 1 bis etwa 5 g/m².
- Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen, mittels eines Lasers induzierten thermischen Farbstoff-Übertragungsbildes gemäß der Erfindung umfaßt:
- a) das Kontaktieren mindestens eines mehrfarbigen Farbstoff- Donorelementes wie oben beschrieben, mit einem Farbstoff- Empfangselement mit einem Träger, auf dem sich eine polymere Farbbild-Empfangsschicht befindet, wobei das Farbstoff-Empfangselement sich in übergeordneter Position zu dem Farbstoff-Donorelement befindet, derart, daß die Farbstoffschicht in Kontakt mit der Farbbild-Empfangsschicht gelangt;
- b) das bildweise Erhitzen des Farbstoff-Donorelementes mittels eines Lasers bei mindestens zwei verschiedenen Wellenlängen, denen gegenüber die Kügelchen sensibilisiert sind; und
- c) eine hierdurch bewirkte Übertragung eines Farbstoffbildes auf das Farbstoff-Empfangselement unter Erzeugung des mehrfarbigen, mittels eines Lasers induzierten thermischen Farbstoff-Übertragungsbildes.
- Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen.
- Eine Kombination eines polymeren Bindemittels, wie weiter unten beschrieben, Bildfarbstoff und von Laserlicht absorbierenden Farbstoff wurde in die Dichloromethan (oder Methylisopropylketon, wo angegeben) gelöst. Eine Mischung von 30 ml Ludox SiO&sub2; (Dupont) und 3,3 ml AMAE (ein Copolymer aus Methylaminoethanol und Adipinsäure) (Eastman Kodak Co.) wurde zu 1000 ml Phthalsäurepuffer (pH-Wert 4) zugegeben. Die organischen und wäßrigen Phasen wurden miteinander unter einer hohen Scherbeanspruchung unter Verwendung eines Mikrofluidisiergerätes vermischt. Das organische Lösungsmittel wurde dann von der erhaltenen Emulsion durch Einblasen von trockenem N&sub2; durch die Emulsion abdestilliert oder durch Destillation unter Verwendung eines Rotationsverdampfers. Dieses Verfahren führte zu einer wäßrigen Dispersion von festen Kügelchen in einer Wasserphase, die grob gefiltert wurde, worauf sich eine Diafiltration anschloß, und die Teilchen wurden durch Zentrifugieren isoliert. Die isolierten feuchten Teilchen wurden in destilliertes Wasser in einer Konzentration von ungefähr 15 Gew.-% eingeführt.
- Eine Dispersion von purpurroten Kügelchen wurde hergestellt aus 13,0 g Celluloseacetatpropionat (CAP) 482-20 (Tennessee Eastman Company), 13,0 g von jedem der oben angegebenen purpurroten Farbstoffe sowie 6,0 g des infrarote Strahlung absorbierenden Farbstoffes IR-1, wie unten veranschaulicht, gemäß den allgemeinen Verfahrensbedingungen für die Kügelchen-Herstellung wie oben angegeben.
- In entsprechender Weise hergestellt wurde eine Dispersion aus gelben Kügelchen aus 13,0 g CAP, 20,8 g des ersten gelben oben angegebenen Farbstoffes und 5,2 g des oben angegebenen zweiten gelben Farbstoffes.
- Eine Purpurrot- (IR-1) + Gelb-Testbeschichtung wurde hergestellt durch Kombination von 1,34 g Gelatine (12,5 %) (Typ IV, deionisiert), 1,09 g der oben beschriebenen Dispersion von purpurroten Kügelchen (15,35 %), 0,908 g der Dispersion aus gelben Kügelchen (18,39 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel (Dow Chemical Co.) sowie 17,11 g Wasser. Diese Beschichtung wurde auf einen mit einer Gelatinehaftschicht versehenen 100 µm starken Poly(ethylenterephthalat)träger bei 40ºC unter Verwendung eines 50 µm-Beschichtungsmessers aufgetragen.
- In dem obigen Falle wurde der Laserlicht absorbierende Farbstoff in die Dispersion von purpurroten Kügelchen eingetragen, da diese Beschichtung als purpurrote (IR-1) + gelbe Beschichtung identifiziert ist. In entsprechender Weise wurden die verschiedenen anderen Beschichtungen hergestellt, wie sie weiter unten angegeben sind.
- Eine Dispersion von purpurroten Kügelchen wurde hergestellt wie für E-1 angegeben, ohne den Laserlicht absorbierenden Farbstoff. Eine Dispersion von gelben Kügelchen wurde hergestellt wie für E-1 angegeben, mit der Ausnahme, daß 6,0 g IR-1, wie unten angegeben, zugesetzt wurden. Die Beschichtungsmasse wurde hergestellt durch Kombination von 1,34 g Gelatine (12,5 %), 1,234 g der oben angegebenen Dispersion von purpurroten Kügelchen (13,51 %), 1,156 g der oben angegebenen Dispersion von gelben Kügelchen (14,42 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 15,85 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie in E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus Gelatine (12,5 %) (0,67 g), 1,09 g der Dispersion von purpurroten Kügelchen (15,35 %) von E-1, 0,23 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivern Mittel und 8,01 g Wasser. Diese Beschichtungsmasse wurde dann wie im Falle von E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus 0,67 g Gelatine (12,5 %), 1,156 g der Dispersion von gelben Kügelchen (14,42 %) von E-2, 0,23 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 7,44 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Eine Dispersion von blaugrünen Kügelchen wurde hergestellt aus 13,0 g CAP und 13,0 g eines jeden der oben veranschaulichten blaugrünen Farbstoffe. Die Testbeschichtung wurde hergestellt aus 1,34 g Gelatine (12,5 %), 1,156 g einer Dispersion von gelben Kügelchen von E-2 (14,42 %), 2,25 g der obigen Dispersion von blaugrünen Kügelchen (7,42 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 14,834 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus 1,34 g Gelatine (12,5 %), 1,09 g der Dispersion von purpurroten Kügelchen von E-3, 2,25 g der Dispersion von blaugrünen Kügelchen von E-5 (7,42 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 14,90 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde dann wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Eine Dispersion von blaugrünen Kügelchen wurde hergestellt wie in E-5 angegeben, mit der Ausnahme, daß 6,0 g IR-1, wie unten veranschaulicht, zugesetzt wurden. Die Beschichtungsmasse wurde hergestellt durch Vermischen von 1,34 g Gelatine (12,5 %), 1,156 g der Dispersion von gelben Kügelchen (18,39 %) von E-1, 1,33 g der obigen Dispersion von blaugrünen Kügelchen (12,57 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 15,754 g destilliertem Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus 1,34 g Gelatine (12,5 %), 1,234 g der Dispersion von purpurroten Kügelchen (13,51 %) von E-2, 1,33 g der Dispersion von blaugrünen Kügelchen (12,57 %) von E-7, 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 15,676 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus 1,33 g der Dispersion von blaugrünen Kügelchen von E-7, 0,67 g Gelatine (12,5 %), 0,23 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 7,77 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Eine Dispersion von blaugrünen Kügelchen wurde hergestellt aus 13,0 g CAP sowie 26,0 g des zweiten blaugrünen Farbstoffes wie oben angegeben. Die Beschichtungsmasse wurde hergestellt aus 2,25 g Gelatine (12,5 %), 2,19 g der Dispersion von gelben Kügelchen (8,6 %) von E-1, 3,62 g der Dispersion von purpurroten Kügelchen (10,4 %) von E-1, 5,22 g der obigen Dispersion von blaugrünen Kügelchen (7,2 %), 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivern Mittel sowie 6,26 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen.
- Diese Beschichtung wurde hergestellt aus 2,25 g Gelatine (12,5 %), 1,39 g der Dispersion von gelben Kügelchen (13,5 %) von E-2, 4,40 g der Dispersion von purpurroten Kügelchen (8,54 %) von E-2, 5,22 g der Dispersion von blaugrünen Kügelchen (7,2 %) von E-10, 0,46 g einer 10%igen Lösung von Dowfax 2A1 als oberflächenaktivem Mittel sowie 6,26 g Wasser. Die Beschichtungsmasse wurde wie für E-1 angegeben, aufgetragen. IR-Strahlung absorbierender Farbstoff IR-1
- Es wurden Versuche durchgeführt unter Verwendung von zwei Versuchsaufbau-Laserdruckern. Einer verwendete eine rotierende Trommel zum Abtasten eines Strahles von einer Laserdioden/Faseroptikquelle über die Medienkonstruktion. Eine zweite Druckmaschine verwendete einen galvanischen Spiegel zum Abtasten eines Gauss'chen Laserstrahles über eine Farbstoff-Donor/Farbstoff- Empfänger-Zusammenstellung, die auf einem flachen Bett mittels eines Vakuums festgehalten wurde, das zwischen den Farbstoff- Donor- und Farbstoff-Empfängerblättern angelegt wurde.
- Ein Zwischen-Farbstoff-Empfangselement wurde hergestellt durch Beschichtung eines keine Haftschicht aufweisenden 100 µm starken Poly(ethylenterephthalat)trägers mit einer Schicht von quervernetzten Poly(styrol-co-divinylbenzol) kügelchen (mittlerer Durchmesser 14 Mikron) (0,11 g/m²), Triethanolamin (0,09 g/m²) sowie DC-510 Silicone Fluid (Dow Corning Company) (0,01 g/m²) in einem Bindemittel vom Typ Butvar 76, einem Poly(vinylalkoholco-butyral), (Monsanto Company) (4,0 g/m²) aus 1,1,2-Trichloroethan oder Dichloromethan.
- Die Zusammenstellung aus Farbstoff-Donor und Farbstoff-Empfänger wurde abgetastet mittels eines fokussierten Laserstrahles auf einer rotierenden Trommel eines Umfanges von 31,2 cm mit einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 350, 450 oder 550 Umdrehungen/- Minute, entsprechend einer Strich-Schreibgeschwindigkeit von 173, 222 bzw. 271 cm/Sek.. Verwendet wurde ein Laser vom Typ Spectra Diode Labs Laser Model SDL-2430-H2, eingestellt auf 250 mW bei 816 nm. Die gemessene Leistung und Spotgröße auf der Donoroberfläche betrug 115 mW bzw. 33 µm (1/e²). Die Leistung wurde verändert von maximalen bis zu minimalen Werten in 11 Stufen-Patches von festgelegten Leistungsinkrementen. Der Laserspot wurde abgestuft mit einem Linienabstand von Zentrum zu Zentrum von 14 µm entsprechend 714 Linien/cm (1814 Linien/in.).
- Nachdem der Laser ungefähr 12 mm abgetastet hatte, wurde die Laser-Exponierungsvorrichtung abgeschaltet, und der Zwischenempfänger wurde von dem Farbstoff-Donor abgetrennt. Der Zwischenempfänger mit dem abgestuften Farbstoffbild wurde auf ein Ad-Proof Paper (Appleton Papers, Inc.), ein 60 pound starkes Grundpapier auflaminiert, durch Hindurchführen durch ein Paar von Gummiwalzen, die auf 120ºC aufgeheizt worden waren. Der Poly(ethylenterephthalat)träger wurde dann abgestreift, wobei das Farbstoffbild sowie Poly(vinylalkohol-co-butyral) fest haftend auf dem Papier zurückblieben.
- Ein Diodenlaser vom Typ Hitachi model HC8351E diode laser (eingestellt auf 50 mw bei 830 nm) wurde auf einen ellyptischen Spot auf dem Farbstoff-Donorblatt von ungefähr 13 µm (1/e²) in der Seitenrichtung und 14 µm (1/e²) in der schnellen Abtastrichtung kollimiert und fokussiert. Die Galvanometer-Abtastgeschwindigkeit lag in typischer Weise bei 70 cm/Sek., und die gemessene maximale Leistung auf dem Farbstoff-Donor lag bei 37 mW, entsprechend einer Exponierung von ungefähr 0,5 J/cm². Die Leistung wurde von diesem maximalen Wert auf einen Minimum-Wert in 16 Stufen-Patches von festgelegten Leistungsinkrementen variiert. Es wurden ferner Versuche (zusammengestellt in der unten folgenden Tabelle IV) durchgeführt unter Verwendung einer 633 nm-Strahlung von einem Laser vom Typ Spectra-Physics Stabilite Model 1248 HeNe mit einer Leistung von 17 mW auf dem Donor und abgetastet bei 70 cm/Sek.. Der Abstand zwischen Line- Scans in der Seitenrichtung lag in typischer Weise bei 10 µm von Zentrum zu Zentrum, entsprechend 1000 Linien/cm (2540 Linien/in.). Es wurden Drucke hergestellt auf entweder einem mit einem Harz beschichteteten Papierträger oder einem transparenten Empfänger, wobei sie in Acetondämpfen bei Raumtemperatur 7 Minuten lang fusioniert wurden. Der transparente Empfänger wurde hergestellt aus flachen Proben (Dicke 1,5 mm) von Ektar DA003 (Eastman Kodak), einer Mischung aus Bisphenol-A-polycarbonat sowie Poly (1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat) (Mol-Verhältnis 50:50).
- Im Falle von Versuchen, bei denen unterschiedliche IR-Laser- Wellenlängen erforderlich waren, wurde die Zusammenstellung von Farbstoff-Donor und Farbstoff-Empfänger bedruckt mit einem Drucker vom Dreilaser-Lathe-Typ mit den unten angegebenen Charakteristika. Eine Trommel mit einem Umfang von 41 cm wurde in typischer Weise mit einer Geschwindigkeit von 150 Umdrehungen/Minute rotiert, entsprechend einer Abtastgeschwindigkeit von 103 cm/Sek.. Die maximale zur Verfügung stehende Leistung auf dem Farbstoff-Donor betrug 30 mW bei 781 nm (vom Diodenlaser vom Typ Hitachi model HL-7851G diode laser), 30 mW bei 875 nm (von einem Diodenlaser vom Typ Sanyo model SDL-6033-101 diode laser) sowie 64 mW bei 980 nm (von einem Diodenlaser vom Typ Spectro Diode model SDL-6310-GI diode laser). Die fokussierten elliptischen Laserspotgrößen, gemessen bei der 1/e²-Intensität längs der primären Achsen, lagen bei ungefähr 10,0 x 10,4 µm bei 781 nm, 11,2 x 10,4 µm bei 875 nm und 14,0 x 11,6 µm bei 980 nm. Die Laser konnten derart gesteuert werden, daß lediglich ein Laser zu einem Zeitpunkt eingeschaltet war oder eine beliebige Kombination von Lasern gleichzeitig. In dem unten beschriebenen Versuch sowie in Tabelle V wurden die Testdrucke hergestellt mit lediglich einem Laser zu einem Zeitpunkt. Die Trommel wurde in der Seiten-Abtastrichtung übertragen bei einem 10 µm Zentrum zu Zentrum Line-Pitch, entsprechend 1000 Linien/cm (2540 Linien/in.). Ein 16 Stufen-Bild wurde gedruckt durch Veränderung des Lasers von maximaler auf minimale Intensität in 16 Leistungsintervallen von gleichem Abstand. Drucke, hergestellt auf einem mit einem Harz beschichteten Papierempfänger, wurden in Acetondämpfen 6 Minuten lang bei Raumtemperatur fusioniert.
- Sensitometrische Daten wurden ermittelt unter Verwendung eines kalibrierten Densitometers vom Typ X-Rite 310 Photographic Densitometer (X-Rite Co., Grandville, MI) von gedruckten Stufen- Targets. Status-A-Rot-, -Grün- und -Blau-Transmissionsdichten wurden im Falle von transparenten Empfängern ermittelt, wohingegen Status-A-Rot-, -Grün- und -Blau-Reflektionsdichten im Falle von Papierempfängern und indirekten Empfängern, die mit Papier zusammenlaminiert worden waren, ermittelt wurden.
- Reflektionsdichten, die von Drucken erhalten wurden, hergestellt mit einem mehrfarbigen Farbstoff-Donor (E-1) und einem einfarbigen Farbstoff-Donor als Vergleich (E-3) wurden miteinander verglichen als Funktion der Laserleistung in Tabelle 1. Lediglich die purpurroten Kügelchen in E-1 und E-3 enthielten den IR-1-Farbstoff (die gelben Kügelchen in E-1 enthielten lediglich Bildfarbstoff und Bindemittel). Die Donoren wurden mit einer Strahlung von 816 nm bestrahlt, unter Verwendung des Trommeldruckers, so daß lediglich die purpurrote Aufzeichnung gedruckt wurde. Die Status-A-Grün- und -Blau-Dichten sind für jeden Donor bei den angegebenen Laserleistungen angegeben. TABELLE 1
- a) Unerwünschte Absorption
- b) Gewünschte Absorption
- Die obigen Ergebnisse zeigen, daß eine gute Purpurrot-Farbe von einem mehrfarbigen Farbstoff-Donor mit sowohl gelben als auch purpurroten Kügelchen übertragen werden kann. Das Verhältnis von unerwünschter Blau-Dichte zu erwünschter Grün-Dichte ist etwa die gleiche sowohl im Falle der gemischten mehrfarbigen Kügelchen als auch im Falle des Vergleichs-Donors mit einer einzelnen Farbe. Somit wird wenig oder keine gelbe Farbe übertragen, wenn lediglich die purpurroten Farbstoffkügelchen gegenüber der Laser-Wellenlänge sensibilisiert wurden. Die geringere Dmax-Dichte im Falle des Donors mit den mehrfarbigen gemischten Kügelchen im Vergleich zu dem entsprechenden Vergleichs-Donor mit einer einzelnen Farbe ergibt sich aus der Tatsache, daß bei einer angepaßten Farbstoff-Gesamtbeschichtung der mehrfarbige Donor ungefähr die Hälfte der Anzahl von Purpurrot-Kügelchen aufweist wie der Vergleichs-Donor mit der einzelnen Farbe. Die lineare Abhängigkeit der Übertragungsdichte von der Laserleistung zeigt, daß Bilder mit kontinuierlichem Ton, bei denen eine vernünftige Farbtrennung über die Skala aufrechterhalten wird, mit diesen mehrfarbigen Donoren erzielt werden kann wie auch mit dem Vergleichs-Donor mit einer einzelnen Farbe.
- Dmax-Dichten, erhalten von Reflektionsdrucken, hergestellt unter Verwendung von Farbstoff-Donoren einer einzelnen Farbe wie auch mehrfarbigen Farbstoff-Donoren, werden in Tabelle II miteinander verglichen bei Verwendung der Trommel-Druckmaschine und in Tabelle III unter Verwendung der Flachbett-Druckmaschine. Lediglich ein Farbkügelchen in jedem Beschichtungsbeispiel enthält den IR-1-Farbstoff. Das andere Farbkügelchen weist, wenn es vorliegt, lediglich Bildfarbstoff und Bindemittel auf. Die erste Reihe in jedem Satz von drei Proben stellt einen Einzelfarben- Vergleichscheck für die "reine" Farbe dar. Das Verhältnis von unerwünscht/erwilnscht dieser Vergleichsschecks stellt die Minimum-Verunreinigung der erwarteten Farbe dar. Haupsächliche Neben-Komponenten der unerwünschten Absorption sind für einen leichten Vergleich mit dem Vergleich unterstrichen. TABELLE II Dmax-Status-A-Reflektionsdichte Vergleiche von unerwünschter Absorption unter Anwendung der Trommel-Druckmaschine
- a) Dmax-Status-A-Reflektionsdichte bei der primären Farbe des Farbstoff-Donors.
- b) Dmax-Dichte von unerwünschter Farbe, dividiert durch die Dmax-Dichte bei der primären Farbe des Farbstoff-Donors. TABELLE III Dmax-Status-A-Reflektionsdichte Vergleiche von unerwunschter Absorption unter Anwendung eines Flachbett-Druckers
- a) Dmax-Status-A-Reflektionsdichte bei der primären Farbe des Farbstoff-Donors.
- b) Dmax-Dichte von unerwünschter Farbe, dividiert durch die Dmax-Dichte bei der primären Farbe des Farbstoff-Donors.
- Die Ergebnisse beider Druckmaschinen zeigen an, daß eine "gute" optische Dichte (im Bereich von 1 bis 2 o.d.) von einem mehrfarbigen Donor im gewünschten spektralen Bereich bei Anwendung einer akzeptablen Schreibgeschwindigkeit und Laserleistung erzielt werden kann.
- Es tritt eine gewisse Farbverunreinigung auf, wenn die mehrfarbigen Donoren zum Druck verwendet werden. Eine unerwünschte Absorption steigt um einen Faktor von etwa 3 oder weniger an, außer im schlechtesten Falle. Eine Blaugrün-Verunreinigung bei gelben Übertragungen steigt um das etwa 10- bis 30fache an. Nichtsdestoweniger kann tatsächlich eine Farbe von einem Farbstoff-Donor in Gegenwart einer zweiten Farbe gedruckt werden, unter Aufrechterhaltung eines akzeptablen Farbtrennungsgrades.
- Ergebnisse, die beim Druck mit Dreifarb-Donoren bei 633 nm (HeNe-Laser) und 830 nm (IR-Diodenlaser) erhalten wurden, sind in Tabelle IV zusammengestellt. Wie im Falle der vorstehenden Beispiele enthielt lediglich ein Farbkügelchen den IR-1-Farbstoff, wie in der zweiten Spalte angegeben. Der blaugrüne Farbstoff weist eine Intrinsic-Absorption bei 633 nm auf und wirkt infolgedessen sowohl als Bildfarbstoff als auch als Laser- Absorber. TABELLE IV Reflektionsdichte von Drucken unter Verwendung von Dreifarb-Donoren
- a) Gewünschte Absorptionen sind unterstrichen; andere Angaben sind unerwünschte Absorptionen.
- Die Daten in Tabelle IV veranschaulichen eindeutig, daß mehrfarbige Donoren mit Kügelchen verschiedene Farbtöne erzeugen können, wenn sie mit verschiedenen Wellenlängen exponiert werden. E-10 druckt blaugrün bei einer 633 nm- und purpurrot bei einer 830 nm-Exponierung. E-11 druckt blaugrün bei 633 nm und grünlich-gelb bei 830 nm.
- Eine blaugrüne Kügelchen-Dispersion wurde wie im Falle von E-5 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß 6,0 g von IR-2 (S101756 von der Firma ICI Corp.) zugesetzt wurden. Eine purpurrote Kügelchen-Dispersion wurde hergestellt wie für E-3 angegeben. Eine gelbe Kügelchen-Dispersion wurde wie unter E-1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß 6,0 g von IR-3 (Cyasorb IR-165 von der Firma American Cyanamid Corp.) zugegeben wurden. Eine gemischte Kügelchen-Dispersion wurde hergestellt durch Kombination von 1,28 g der 32,7 % Feststoffe aufweisenden blaugrünen Dispersion, 1,49 g der 19,2 % Feststoffe aufweisenden purpurroten Dispersion sowie 0,77 g der 24,4 % Feststoffe aufweisenden gelben Dispersion. Diese gemischte Kügelchen-Dispersion (3,5 g), 1,1 g Gelatine (9,0 %), 5,0 g einer 1%igen Lösung von Keitrol T Xanthan-Gummi (Merck Co.) sowie 2,8 g einer 10%igen Lösung des oberflächenaktiven Mittels Dowfax 2A1 wurden mit 47,5 g destilliertem Wasser verdünnt. Die Masse wurde wie unter E-1 angegeben, aufgetragen.
- Die Ergebnisse, erhalten für die Status-A-Rot-, -Grün- und -Blau-Dichte von einem 16 Stufen-Testdruck unter Verwendung des Dreilaser-Druckers bei 781 nm, 875 nm bzw. 980 nm sind in Tabelle V zusammengestellt. TABELLE V
- Die obigen Daten zeigen, daß ein einen Farbstoff aufweisender Doner auf drei unterschiedliche IR-Wellenlängen sensibilisiert und selektiv angeregt werden kann, um unterschiedliche Farben zu drucken. Im Falle des 781 nm-Lasers druckte der Farbstoff-Donor eine blaugraue Farbe. Im Falle des 875 nm-Lasers wurde eine purpurrot-graue Farbe erhalten. Im Falle des 980 nm-Lasers wurde eine reine gelbe Farbe erzielt. Die Variation der Dichte über einen geeigneten Bereich von Laserstärken zeigt, daß der Farbstoff-Donor kontinuierliche Töne zu drucken vermag. Der Mangel an Farbsättigung in diesem Beispiel beruht primär auf der unerwünschten Absorption der IR-Farbstoffe bei Wellenlängen entsprechend den anderen Farbaufzeichnungen und stellt keine fundamentale Beschränkung dar. IR-Farbstoffe mit einer engeren Absorptionsbande oder weiter voneinander getrennte Diodenlaser- Wellenlängen würden dieses Farbsättigungsproblem verbessern.
Claims (8)
1. Mehrfarbiges Farbstoff-Donorelement für die mit einem Laser
induzierte thermische Farbstoffübertragung mit einem Träger, auf
dem sich eine einzelne Farbstoffschicht befindet, umfassend eine
Mischung aus mindestens zwei verschiedenen Farben von festen,
homogenen Kügelchen, von denen ein jedes einen Bildfarbstoff
enthält, der auf ein Farbstoff-Empfangselement durch Einwirkung
eines Lasers übertragbar ist, ein Bindemittel und mindestens ein
Laserlicht absorbierendes Material, wobei die Kügelchen in einem
Träger dispergiert sind und die Kügelchen von jeder der Farben
gegenüber einer unterschiedlichen Wellenlänge sensibilisiert
sind.
2. Element nach Anspruch 1, in dem der Träger Gelatine ist.
3. Element nach Anspruch 1, in dem das Bindemittel
Celluloseacetatpropionat oder Nitrocellulose ist.
4. Element nach Anspruch 1, in dem die Kügelchen eine Größe
von 0,1 bis 20 µm aufweisen.
5. Element nach Anspruch 1, in dem die Kügelchen in einer
Konzentration von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das gesamte
Beschichtungsgewicht der Kügelchen-Trägermischung eingesetzt
werden.
6. Element nach Anspruch 1, in dem das Laserlicht
absorbierende Material ein Farbstoff ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen mittels eines
Lasers induzierten thermischen Farbstoff-Übertragungsbildes, bei
dem man:
a) ein mehrfarbiges Farbstoff-Donorelement gemäß Anspruch 1 mit
einem Farbstoff-Empfangselement in Kontakt bringt, das einen
Träger aufweist, auf dem sich eine polymere Farbbild-
Empfangsschicht befindet, wobei das Farbstoff-Empfangselement
in übergeordneter Beziehung zu dem Farbstoff-Donorelement
angeordnet ist, derart, daß sich die Farbstoffschicht in
Kontakt mit der Farbbild-Empfangsschicht befindet; bei dem
man
b) das Farbstoff-Donorelement mittels eines Lasers bildweise
erhitzt, und zwar bei mindestens zwei verschiedenen
Wellenlängen, denen gegenüber die Kügelchen sensibilisiert sind;
und bei dem man
c) dadurch ein Farbstoffbild auf das Farbstoff-Empfangselement
überträgt, unter Erzeugung des mehrfarbigen mittels eines
Lasers induzierten thermischen Farbstoff-Übertragungsbildes.
8. Zusammenstellung für die thermische Farbstoffübertragung
mit:
(a) einem mehrfarbigen Farbstoff-Donorelement für die mit einem
Laser induzierte thermische Farbstoffübertragung gemäß
Anspruch 1, und
(b) einem Farbstoff-Empfangselement mit einem Träger, auf dem
sich eine polymere Farbbild-Empfangsschicht befindet, wobei
sich das Farbstoff-Empfangselement in übergeordneter
Beziehung zu dem Farbstoff-Donorelement befindet, derart, daß die
Farbstoffschicht sich in Kontakt mit der
Farbbild-Empfangsschicht befindet.
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