DE69610958T2

DE69610958T2 - Stabilisiertes Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstoffransfer

Info

Publication number: DE69610958T2
Application number: DE1996610958
Authority: DE
Inventors: Steven Evans; Daniel Jude Harrison; Teh-Ming Kung
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2001-05-23
Anticipated expiration: 2016-08-17
Also published as: EP0761469A1; JPH09109562A; DE69610958D1; EP0761469B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Farbstoffempfangselemente für den thermischen Farbstoffiransfer, spezieller den Einsatz eines bestimmten Stabilisators in derartigen Elementen.
In den letzten Jahren sind Thermotransfersysteme entwickelt worden, die die Herstellung von Ausdrucken von Bildern gestatten, die elektronisch mit einer Farb- Videokamera erzeugt wurden. Gemäß einem Verfahren zur Anfertigung solcher Ausdrucke wird ein elektronisches Bild zunächst mit Farbfiltern der Farbtrennung unterzogen. Die jeweiligen farbgetrennten Bilder werden dann in elektrische Signale umgeformt. Aus diesen Signalen werden anschließend elektrische Signale für Cyan, Magenta und Gelb gewonnen. Diese Signale werden sodann auf einen Thermodrucker geleitet. Zur Erzeugung des Ausdrucks werden ein Farbstoffgeber-Element für Cyan, Magenta oder Gelb und ein Farbstoffempfangselement aufeinandergelegt. Beide werden dann zwischen einem Thermodruckkopf und einer Andruckwalze angebracht. Mit einem Thermodruckkopf für zeilenweisen Druck wird Wärme von der Rückseite her auf die Farbstoffgeber-Folie aufgebracht. Der Thermodruckkopf hat zahlreiche Wärmeerzeugungselemente und wird sequentiell in Abhängigkeit von einem der Signale für Cyan, Magenta oder Gelb aufgeheizt. Der Vorgang wird dann für die beiden anderen Farben wiederholt. Auf diese Weise wird ein Farbausdruck erhalten, der dem ursprünglichen Bild auf dem Bildschirm entspricht. Weitere Einzelheiten dieses Verfahrens und eine Vorrichtung zu seiner Ausführung sind in US-A- 4,621,271 enthalten.
Farbstoffempfangselemente für den thermischen Farbstofftransfer umfassen im allgemeinen eine polymere Farbstoffbild-Empfangsschicht, die auf einem Träger aufgebracht ist. Eine Kompressions- oder Pufferzwischenschicht, wie zum Beispiel in US-A-4,734,397 beschrieben, kann sich ebenfalls zwischen dem Träger und der Farbstoffbild-Empfangsschicht befinden. Derartige Pufferschichten sorgen für einen besseren Kontakt zwischen einem Farbstoffgeber-Element und dem Farbstoffempfangselement, wodurch die Entstehung von Bildfehlern während des Farbstofftransfers vermindert und die Kratzfestigkeit des Farbstoffempfangselements verbessert wird. Zusätzlich können zwischen den verschiedenen Schichten zur Verbesserung der Adhäsion Haftschichten, wie zum Beispiel in US-A-4,748,150 beschrieben, angebracht sein.
US-A-4,965,241 bezieht sich auf die Verwendung von Kupplungsmitteln auf der Grundlage aminofunktionalisierter Silane als Haftschichten in Empfangselementen für den thermischen Farbstofftransfer. Jedoch ist mit diesen Haftschichten das Problem verbunden, dass sowohl die thermische Stabilität bei Lagerung im Dunkeln als auch die Fingerabdruckunempfindlichkeit der Farbstoffe in dem Empfangselement nachteilig beeinflusst werden.
US-A-4,705,521 bezieht sich auf die Verbesserung der Lichtstabilität der übertragenen Farbstoffe in einem Empfangselement durch Einsatz eines Stabilisators in der Farbstoffempfangsschicht und erneutes Erhitzen des Empfangselements nach dem thermischen Farbstoffiransfer. Jedoch ist mit diesem Verfahren insofern ein Problem verbunden, als es einen Nacherhitzungsschritt und somit einen zusätzlichen Schritt in dem Verfahren des thermischen Farbstoffiransfers beinhaltet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Farbstoffempfangselement zu schaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Farbstoffempfangsschicht signifikant die thermische Stabilität der Bildgebungsfarbstoffe in der Farbstoffempfangsschicht bei Lagerung im Dunkeln verbessert, wenn ein aminofunktionaüsiertes polymeres Material als Haftschicht zwischen dem Träger und der Farbstoffempfangsschicht verwendet wird. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Farbstoffempfangselements, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Fingerabdruckunempfindlichkeit der Bildgebungsfarbstoffe in der Farbstoffempfangsschicht verbessert wird, wenn ein aminofunktionalisiertes polymeres Material als Haftschicht zwischen dem Träger und der Farbstoffempfangsschicht verwendet wird.
Diese und andere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht, die ein Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstofftransfer umfasst, das einen Träger aufweist, auf dem sich auf einer Seite in der angegebenen Reihenfolge eine Haftschicht aus einem aminofunktionalisierten Polymer und eine polymere Farbstoffbild-Empfangsschicht befinden und die Empfangsschicht einen Stabilisator der folgenden Struktur enthält:
in der n eine ganze Zahl von 4 bis 12 und R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe von mindestens 6 Kohlenstoffatomen ist, zum Beispiel Chlorooctyl, s- Dodecyl, 3-Hydroxyhexyl, Cyclohexyl, Hexyl, Octyl, Dodecyl, Hexadecyl, Methoxyoctyl, 10-Acetoxydecyl, 12-Methoxycarbonyldodecyl usw..
Eine substituierte Alkylgruppe in der obenstehenden Formel umfasst eine Alkylgruppe, die mit einer oder mehreren der folgenden Gruppen substituiert ist: Halogen, Cyano, Alkyl, Aryl, Heteroaryl, Nitro, Carboxy, Alkoxy, Aryloxy, Alkoxycarbonyl, Aryloxycarbonyl, Acyloxy, Aryloxy, Acylamino, Arylsulfonamido, Alkylsulfonamido, Hydroxy, Alkylcarbamoyl, Dialkylcarbamoyl, Arylcarbamoyl, Diarylcarbamoyl, Arylalkylcarbamoyl, Alkylureido, Arylureido, Alkylthio, Arylthio usw..
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist R in der obenstehenden Formel C&sub8;H&sub1;&sub7;, und n ist 8. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist R in der obenstehenden Formel C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5;, und n ist 8.
Die erfendungsgemäßen Stabilisatorverbindungen können in jeder Konzentration eingesetzt werden, die sich für den beabsichtigten Zweck eignet. Im allgemeinen wurden gute Ergebnisse bei Belegungsdichten von 0,05 bis 1 g/m² erhalten.
In den Gültigkeitsbereich der vorliegenden Formel fallende Verbindungen umfassen die folgenden: Verbindung 1
(im Handel erhältlich als Tinuvin®-123, Flüssigkeit, Molekulargewicht 737, pKa 9-10) Verbindung 2
(Flüssigkeit, Molekulargewicht 681) Verbindung 3
(Flüssigkeit, Molekulargewicht 849) Verbindungen 4-8:

Verbindung 4

n ist 8 und R ist C&sub1;&sub0;H&sub2;&sub0;O&sub2;CCH&sub3;

Verbindung 5

n ist 12 und R ist c-C&sub6;H&sub1;&sub1;

Verbindung 6

n ist 6 und R ist C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub4;CO&sub2;CH&sub3;

Verbindung 7

n ist 10 und R ist C&sub8;H&sub1;&sub6;Cl

Verbindung 8

n ist 4 und R ist CH&sub2;CH(OCH&sub3;)C&sub6;H&sub1;&sub3;
Unerwarteterweise wurde gefunden, dass die Inkorporierung bestimmter Lichtstabilisatoren auf der Grundlage gehinderter Amine, d. h. gehinderter Aminoether der obengezeigten Formel, in die Farbstoffempfangsschicht die thermische Stabilität bei Lagerung im Dunkeln signifikant erhöht sowie die Fingerabdruckunempfindlichkeit der Bildgebungsfarbstoffe in der Farbstoffempfangsschicht verbessert, wenn aminofunktionalisierte polymere Materialien als Haftschicht zwischen dem Träger und der Farbstoffempfangsschicht verwendet werden. Die Stabilisatorverbindungen dieses Typs können mit Hüfe von Methoden hergestellt werden, die in EP-A-309402A-1 oder J. Poly. Sci., Poly. Chem. Ed., 23, 1477 (1985) beschrieben werden.
Eine in der vorliegenden Erfindung eingesetzte aminofunktionalisierte polymere Haftschicht mit einem Siliciumoxidgerüst wird in US-A-4,965,241 beschrieben.
Der Träger für das erfindungsgemäße Farbstoffempfangselement kann transparent oder reflektierend sein und kann ein polymerer Träger, ein Träger aus synthetischem Papier oder aus Cellulosepapier oder aus Laminaten davon sein. Beispiele für transparente Träger umfassen Filme aus Polyethersulfon(en), Polyimiden, Celluloseestern wie Celluloseacetat, Poly(Vinylalkohol-co-Acetal) und Polyethylenterephthalat. Der Träger kann in jeder gewünschten Dicke, im allgemeinen von 10 um bis 1000 um, eingesetzt werden. Zwischen dem Träger und der Farbstoffempfangsschicht können weitere polymere Schichten vorliegen. Beispielsweise kann ein Polyolefin wie Polyethylen oder Polypropylen eingesetzt werden. Zur Erreichung von Reflexionsvermögen können der Polymerschicht Weißpigmente wie Titandioxid, Zinkoxid usw. zugesetzt werden. Das Empfangselement kann auch eine rückseitige Schicht von der Art enthalten, wie sie in US-A-5,011,814 und 5,096,875 mitgeteilt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Papierträger eingesetzt, auf dem sich eine Polypropylenschicht befindet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird, wie in US-A-5,244,861 mitgeteilt, ein Verbundfilm mit Mikrohohlräumen wie OPPalyte 350TVV® (Mobil Chemical Co.) verwendet. Diese Polyolefinträger können vor der Aufbringung der Haftschicht einer Oberflächenbehandlung mittels Koronaentladung unterzogen werden.
Die Farbstoffbild-Empfangsschicht der erfindungsgemäßen Farbstoffempfangselemente kann zum Beispiel ein Polycarbonat, ein Polyurethan, einen Polyester, Polyvinylchlorid, Styrol-Acrylnitril-Copolymere, Polycaprolacton oder Mischungen davon enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Polycarbonate eingesetzt. Die Farbstoffbild-Empfangsschicht kann in jeder für den beabsichtigten Zweck geeigneten Menge vorliegen. Im allgemeinen lassen sich mit Mengen von 1 bis etwa 10 g/m² gute Ergebnisse erreichen. Eine Deckschicht von der Art der in US- A-4,775,657 beschriebenen kann zusätzlich auf der Farbstoffempfangsschicht aufgebracht werden.
Herkömmliche Farbstoffgeberelemente können zusammen mit dem erfindungsgemäßen Farbstoffempfangselement verwendet werden. Derartige Geberelemente umfassen im allgemeinen einen Träger, auf dem sich eine farbstoffhaltige Schicht befindet. Jeder Farbstoff kann in dem in der Erfindung eingesetzten Farbstoffgeberelement verwendet werden, der durch die Einwirkung von Hitze auf das Farbstoffempfangselement übertragbar ist. Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit diffusionsfähigen Farbstoffen erreichen. Sich für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung eignende Farbstoffgeber werden zum Beispiel in US-A-4,916,112; 4,927,803 und 5,023,228 beschrieben.
Das in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung verwendete Farbstoffgeberelement kann in Form von Bögen oder als kontinuierliche Rolle oder Bahn eingesetzt werden. Bei Verwendung kontinuierlicher Rollen oder Bahnen können sich entweder nur ein einzelner Farbstoff oder Farbstoffgemische oder alternierende Bereiche unterschiedlicher Farbstoffe wie zum Beispiel Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz usw. darauf befinden, wie in US-A-4,541,830 mitgeteilt.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Farbstoffiransferbilds umfasst:
a) bildweises Erhitzen eines Farbstoffgeberelements, das einen Träger aufweist, auf dem sich eine Farbstoffschicht befindet, die einen thermisch übertragbaren, in einem Bindemittel dispergierten Farbstoff enthält, und
b) Transfer eines Farbstoffbilds auf ein Farbstoffempfangselement, wie oben beschrieben, zur Erzeugung des Farbstofftransferbilds in der Weise, dass sich das Farbstoffempfangselement über dem Farbstoffgeberelement befindet, so dass die Farbstoffschicht des Farbstoffgeberelements die Farbstoffbild- Empfangsschicht des Empfangselements berührt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Farbstoffgeberelement verwendet, das einen Polyethylenterephthalat-Träger enthält, der mit sich sequentiell wiederholenden Bereichen von Cyan-, Magenta- und Gelbfarbstoff beschichtet ist, und bei dem für die Gewinnung eines Dreifarben-Farbstofftransferbilds die Verfahrensschritte des Farbstofftransfers für jede Farbe sequentiell ausgeführt werden.
Thermodruckköpfe, die sich für den Farbstoffiransfer von Farbstoffgeberelementen auf erfindungsgemäße Empfangselemente eignen, sind im Handel erhältlich. Alternativ können andere bekannte Energiequellen für den thermischen Farbstofftransfer, zum Beispiel Laser oder Ultraschall, verwendet werden.
Eine Anordnung für den erfindungsgemäßen thermischen Farbstofftransfer umfasst
a) ein Farbstoffgeberelement wie oben beschrieben und
b) ein Farbstoffempfangselement wie oben beschrieben, wobei sich das Farbstoffempfangselement über dem Farbstoffgeberelement befindet, so dass die Farbstoffschicht des Farbstoffgeberelements die Farbstoffbild- Empfangsschicht des Empfangselements berührt.
Wenn ein Dreifarbenbild erhalten werden soll, wird die oben beschriebene Anordnung während der Zeit der Aufbringung von Hitze durch den Thermodruckkopf dreimal ausgebildet. Nachdem der erste Farbstoff übertragen wurde, werden die Elemente voneinander gelöst. Ein zweites Farbstoffgeberelement (oder ein anderer Bereich des Geberelements mit einem anderen Farbstoffbereich) wird dann passgenau mit dem Farbstoffempfangselement zur Deckung gebracht und der Vorgang wiederholt. Die dritte Farbe wird auf die gleiche Weise erhalten.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern.

Beispiel:

Die in diesem Beispiel erwähnten Stoffe sind folgende:
Prosil® 221 Aminopropyltriethoxysilan (PCR, Inc.)
Z-6020 (N-2-Aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilan (Dow Corning Co.) Polymin P® Polyethylenimin (BASF Corp.)
MEK Methylethylketon
Makrolon® ein polyethermodifiziertes Bisphenol A
KL3-1013 Polycarbonat-Blockcopolymer (Bayer Co.)
Lexan® Bisphenol A-Polycarbonat
141-112 (General Electric Co.)
Fluorad® ein perfluoriertes Alkylsulfonamidoalkylester-Tensid FC-431 (3M Corp.)
DBP Di-n-butylphthalat
DPP Diphenylphthalat Stabilisator A für Vergleichszwecke
(im Handel erhältlich als Tinuvin®-292, Flüssigkeit, Molekulargewicht 508, pka 5-7) Stabilisator B für Vergleichszwecke
(im Handel erhältlich als Tinuvin®-770, pulverförmig, Molekulargewicht 481, pKa 4-6) Stabilisator C für Vergleichszwecke
Flüssigkeit, Molekulargewicht 541 Stabilisator D für Vergleichszwecke
Flüssigkeit, Molekulargewicht 625
Haftschicht-Beschichtungslösungen wurden einzeln durch Auflösen der individuellen aminofunktionellen Organosilane, zum Beispiel Prosil® 221 oder Z-6020, in einem Lösungsmittelgemisch aus Ethanol, Methanol und Wasser hergestellt.
Haftschicht-Beschichtungslösungen mit aminofunktionellen Stoffen, zum Beispiel Polymin P , wurde als 0,8%ige wässrige Lösungen hergestellt.
Die oben genannten Testlösungep wurden dann auf einen polypropylenlaminierten Papierträger mit einer mit TiO&sub2; pigmentierten Polypropylenhaut (OPPalyte® 350 TWK Verpackungsfolie der Mobil Chemical Co., auf einen Papierträger laminiert) in Mengen von 0,11 g/m², bezogen auf die Trockenmasse, aufgebracht (siehe US-A- 5,244,861). Vor der Beschichtung wurde der Träger einer Oberflächenbehandlung durch Koronaentladung mit etwa 450 Joule/m² unterworfen.
Auf jedes der oben genannten Versuchsmuster wurde eine Farbstoffempfangsschicht, die Makrolon® KL3-1013 (1,82 g/m²), GE Lexan® 141-112 (1,49 g/m²), Fluorad® FC-431 (0,011 g/m²) und eine Mischung von DBP, DPP und Stabilisator, falls vorhanden, umfasste, in einer Gesamtbelegungsdichte von 0,66 g/m² aus Methylenchlorid aufgebracht. Die Stabilisatorkonzentrationen wurden so gewählt, dass äquimolare Mengen vorlagen.
Die Farbstoffempfangsschicht wurde dann mit einem Lösungsmittelgemisch von Methylenchlorid und Trichlorethylen, einem statistischen Polycarbonat-Terpolymer mit Blöcken von Bisphenol A (50 Mol-%), Diethylenglykol (49 Mol-%) und Polydimethylsiloxan (1 Mol-%) (Molekulargewicht 2500) überschichtet.
Farbstoffgeberelemente wurden, wie im einzelnen in US-A-5,262,378, Spalte 6, Zeile 42 bis Spalte 8, Zeile 29 beschrieben, hergestellt und für den Bildtransfer auf die oben aufgeführten Testempfangselemente verwendet.
Die bildtragenden Empfangselementmuster wurden dann bei 60ºC und 70% relativer Feuchtigkeit über einen Zeitraum von drei Tagen einer Prüfung der thermischen Stabilität bei Lagerung im Dunkeln unterworfen. Die grünen Status A-Reflexionsdichten des Magenta-Flecks mit einer Anfangsdichte von 1,7, wurden vor und nach der Lagerung verglichen, und der Dichteverlust wurde berechnet und in der Tabelle aufgelistet.
Ein Fingerabdrucktest wurde durch Aufbringen des Fingerabdrucks eines mit Veriderm-Öl (Produkt 936Fu, ohne Parfümzusatz, der Upjohn Co.) bedeckten Daumens durch ein aus polyethylenbeschichtetem Rohpapier ausgeschnittenes Quadrat von 1 cm² Größe auf einen Neutralfleck einer Dichte von 1,0 (Status A) (erhalten durch übereinandergelegte Bilder der Cyan-, Magenta- und Gelb-Geberflecke, die auf bildtragende Empfängermuster, wie oben beschrieben, gedruckt wurden) vorgenommen. Diese mit Fingerabdruck versehenen Neutralflecke wurden dann über einen Zeitraum von drei Tagen bei 60ºC und 70% relativer Feuchtigkeit gelagert. Die roten, grünen und blauen Status A-Reflexionsdichten vor und nach der Lagerung wurden dann verglichen, und der prozentuale Dichteverlust wurde berechnet. Die Tabelle enthält die Musterkennzeichnungen und die Testergebnisse. TABELLE
Der Auftrag entsprach 0,022 g/m²
Die vorstehenden Daten lassen erkennen, dass der Einsatz von erfindungsgemäßen Stabilisatoren in einem Empfangselement für den thermischen Farbstofftransfer mit einer polymeren aminofunktionalisierten Haftschicht vor Farbstoffverlusten während der Lagerung im Dunkeln schützt und Festigkeit gegenüber Schädigungen durch Fingerabdrücke verleiht.

Claims

1. Farbstoffaufnehmendes Element für den thermischen Farbstofftransfer, gekennzeichnet durch einen Träger, auf dem auf einer Seite eine Stützschicht aus einem aminofunktionellen Polymer, gefolgt von einer polymeren farbbildaufnehmenden Schicht aufgebracht ist, wobei die farbbildaufnehmende Schicht einen Stabilisator folgender Struktur enthält:

wobei n eine ganze Zahl zwischen 4 und 12 und R eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R C&sub8;H&sub1;&sub7; und n gleich 8 ist.

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5; und n gleich 8 ist.

4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die farbbildaufnehmende Schicht ein Polycarbonat enthält.

5. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein polyolefinbeschichteter Papierträger ist.

6. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator in einer Belegungsdichte von 0,05 bis 1 g/m² vorliegt.

7. Verfahren zur Erzeugung eines Farbstofftransferbildes, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) bildweises Erwärmen eines farbstoffgebenden Elements, das einen Träger und eine darauf aufgebrachte Farbstoffschicht umfasst, die aus einem thermisch übertragbaren, in einem Bindemittel dispergierten Farbstoff besteht, und

b) Übertragen eines Farbstoffbildes auf ein farbstoffaufnehmendes Element nach Anspruch 1 unter Bildung des besagten Farbstofftransferbildes, wobei das farbstoffaufnehmende Element über dem farbstoffgebenden Element derart angeordnet ist, dass die Farbstoffschicht des farbstoffgebenden Elements mit der farbbildaufnehmenden Schicht des aufnehmenden Elements in Kontakt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass R C&sub8;H&sub1;&sub7; oder C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5; und n gleich 8 ist.

9. Anordnung für den thermischen Farbstofftransfer, gekennzeichnet durch

a) ein farbstoffgebendes Element, das einen Träger aufweist, auf dem sich eine Farbstoffschicht befindet, die aus einem thermisch übertragbaren, in einem Bindemittel dispergierten Farbstoff besteht, und

b) ein farbstoffaufnehmendes Element nach Anspruch 1, das über dem farbstoffgebenden Element derart angeordnet ist, dass die Farbstoffschicht des farbstoffgebenden Elements mit der farbbildaufnehmenden Schicht des aufnehmenden Elements in Kontakt ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass R C&sub8;H&sub1;&sub7; oder C&sub1;&sub2;H&sub2;&sub5; und n gleich 8 ist.