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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
wesentlich lichtunempfindliche thermografische Schwarzweiß-Aufzeichnungsmaterialien,
die ein wesentlich lichtunempfindliches organisches Silbersalz und
ein neues Reduktionsmittel enthalten.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Bei der thermischen Bilderzeugung
oder Thermografie handelt es sich um ein Aufzeichnungsverfahren,
bei dem Bilder mit Hilfe von Wärmeenergie
erzeugt werden. Bei den meisten der "direkten" thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
handelt es sich um solche des chemischen Typs, bei denen bei Erhitzung eine
irreversible chemische Reaktion erfolgt und ein farbiges Bild erzeugt
wird.
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In EP-A 248 405 wird ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial mit einer farbentwickelnden Schicht offenbart,
die außer
den üblichen
Zutaten einen Elektronenakzeptor und einen Elektronendonor enthält, wobei
der Elektronenakzeptor ein Metalldoppelsalz einer langkettigen Fettsäure mit
16 bis 35 Kohlenstoffatomen ist und der Elektronendonor eine mehrwertige
aromatische Verbindung der Formel (I) ist
in der R eine Alkylgruppe
mit 18 bis 35 Kohlenstoffatomen,
bedeutet, wobei R
1 eine C
18- bis C
35-Alkylgruppe, n die ganze Zahl 2 oder 3
und -X- -CH
2-, -CO
2-,
-CO-, -O-, -CONH-, -CO(R')N-
(wobei R' eine C
18- bis C
35-Gruppe
ist), -SO
2-, -SO
3-
oder -SO
2NH- bedeutet. Beispiel 4 betrifft
ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial mit einer farbentwickelnden Schicht, die ein
Silberaluminium-Doppelsalz von Octadecyl-2,3,4-trihydroxybenzoat
enthält.
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In EP-A 599 580 wird ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsblatt offenbart, das der Reihe nach folgendes enthält : (a)
ein Substrat, (b) eine Zwischenschicht, die ein Pigment mit einer Ölabsorption
nach der japanischen industriellen Norm (JIS) K501 von 100 ml/100
g oder weniger enthält,
und (c) eine wärmeempfindliche
farbentwickelnde Schicht mit einer Farbkomponente des Leukofarbstofftyps,
die aus einem Leukofarbstoff und einem organischen Farbentwickler
besteht, und einer Farbkomponente des Metallchelattyps, die aus einem
Elektronenakzeptor und einem Elektronendonor besteht, wobei der
organische Farbentwickler zumindest eine der Verbindungen entsprechend
den Formeln (I) und (II) ist
in der R Propyl, Isopropyl
oder Butyl bedeutet,
und der Elektronenakzeptor
ein Doppelsalz eines Metalls einer Fettsäure mit 16 bis 35 Kohlenstoffatomen
ist und der Elektronendonor eine mehrwertige aromatische Verbindung
der Formel (III) ist, die Formel (I) in EP-A 248 405 gleich ist.
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In
JP
09142029 wird eine auf einem Träger eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
angebrachte Aufzeichnungsschicht offenbart, die zumindest einen
Typ von Aminobenzolsulfonamid-Derivat der Formel (I), zumindest
einen Typ von mehrwertiger phenolischer Verbindung der Formel (II)
(gleiche Formel wie Formel (I) in EP-A 248 405, wobei X -CH
2-, -CO
2-, -CO-,
-O-, -CONH- oder -CO(R')N- bedeutet) und ein
hochqualitatives alifatisches Metallsalz enthält.
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Die Wärmeempfindlichkeit von aus
organischem Silbersalz und einem Reduktionsmittel bestehenden Systemen
wird durch die Wahl des Reduktionsmitteltyps bestimmt. Eine höhere Empfindlichkeit
geht in der Regel aber immer mit einer reduzierten Bildgradation,
d. h. einer Abhängigkeit
der Bilddichte von der Wärmeenergie,
einer reduzierten Beständigkeit
und einer schwächeren
Bildfarbe einher. Es besteht somit ein Bedarf an Reduktionsmitteln,
die die Wärmeempfindlichkeit
von aus organischem Silbersalz und einem Reduktionsmittel bestehenden
Systemen ohne wesentliche Beeinträchtigung der Gradation, Beständigkeit
und Bildfarbe von damit hergestellten Abzügen steigern.
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Aufgaben der
vorliegenden Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es demgemäß, thermografische
Aufzeichnungsmaterialien, deren Wärmeempfindlichkeit ohne wesentliche
Beeinträchtigung
der Gradation, Beständigkeit
und Bildfarbe von damit hergestellten Abzügen verbessert ist, bereitzustellen.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung
ersichtlich.
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Kurze Darstellung
der vorliegenden Erfindung
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Wir haben unerwartet gefunden, daß die Wärmeempfindlichkeit
von Abzügen
von thermografischen Aufzeichnungsmaterialien, die neue 3,4-Dihydroxyphenyl-Verbindungen
enthalten, ohne wesentliche Beeinträchtigung der Gradation, Beständigkeit
und Bildfarbe von damit hergestellten Abzügen verbessert ist. Es ist sogar
eine beschränkte
Verbesserung der Bildfarbe zu beobachten.
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Gelöst werden die obengenannten
Aufgaben durch ein wesentlich lichtunempfindliches thermografisches
Schwarzweiß-Einzelbogen-Aufzeichnungsmaterial
mit einem Träger
und einem wärmeempfindlichen Element,
das ein wesentlich lichtunempfindliches organisches Silbersalz,
eine 1,2-Dihydroxyphenyl-Verbindung in thermischer wirksamer Beziehung
dazu und ein Bindemittel enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die 1,2-Dihydroxyphenyl-Verbindung
Formel (I) entspricht
in der bedeuten
n 0
oder 1,
R-(C=O)R
1, -(C=O)NR
1R
2, -CN, -SO
3R
2, -SO
2R
2, -SOR
2, -SO
2NR
2R
3,
-PO
3R
2R
3 oder
eine Oxoarylgruppe,
R
1 ein Wasserstoffatom
oder eine gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe mit 12 oder weniger
Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe,
R
2 und
R
3 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom, eine gegebenenfalls substituierte
Alkylgruppe oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe, und
wobei
R
1 und R
2 zusammen
die zum Schließen
eines heterocyclischen Ringes benötigten Atome bedeuten dürfen, und
R
2 und R
3 zusammen
die zum Schließen
eines heterocyclischen Ringes benötigten Atome bedeuten dürfen.
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Gelöst werden die obengenannten
Aufgaben ebenfalls durch ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes
Aufzeichnungsverfahren: (i) Bereitstellen des obenbeschriebenen
wesentlich lichtunempfindlichen thermografischen Schwarzweiß-Einzelbogen-Aufzeichnungsmaterials,
(ii) Anordnen einer Außenschicht
des Aufzeichnungsmaterials in der Nähe einer Heizquelle, (iii)
bildmäßige Beaufschlagung
des Aufzeichnungsmaterials mit von einer Heizquelle gelieferter
Wärme zur
Herstellung eines Bildes, wobei das Aufzeichnungsmaterial in der
Nähe der
Heizquelle gehalten wird, und (iv) Entfernen des Aufzeichnungsmaterials von
der Heizquelle.
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Erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsformen
werden in der ausführlichen
Beschreibung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Ausführliche
Beschreibung der vorliegenden Erfindung
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In einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens
handelt es sich bei der Heizquelle um einen Thermokopf.
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Organische
Reduktionsmittel
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Das in den erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien benutzte organische Reduktionsmittel ist
eine 2,3,4-Trihydroxyphenyl-Verbindung
der Formel (I). In einer bevorzugten Ausführungsform hat die (CH=CH)nR-Guppe eine Hammettsche Substituentenkonstante σp von mehr
als 0,25. Eine Liste von Hammettschen Substituentenkonstanten findet
sich zum Beispiel auf Seite 28 und 29 in „Advances in Linear Free Energy
Relationships",
1972 herausgegeben von N. B. Chapman und J. Shorter und veröffentlicht von
Plenum Press, London. Besonders bevorzugte (CH=CH)nR-Gruppen
sind eine Formyl-, Oxoalkyl-, Oxoaryl-, Cyan-, Carbamid-, Diphenoxyphosphoryl-,
Alkylsulfinyl-, Alkylsulfonyl- und Sulfonylaminogruppe.
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Bevorzugte Reduktionsmittel zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung werden aus der Gruppe bestehend aus
2,3,4-Trihydroxyacetophenon, 2,3,4-Trihydroxypropionophenon, 2,3,4-Trihydroxybenzaldehyd und
2,3,4-Trihydroxybenzonitril gewählt.
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Verbindungen der Formel (I) sind
schon seit langer Zeit bekannt. So wird zum Beispiel die Synthese von
einer weiten Auswahl an 2,3,4- Trihydroxyphenyloxo-Derivaten
im „Handbuch
der Organischen Chemie" von
Beilstein, Vierte Auflage, Achter Band, Springer Verlag, Berlin
(1925), S. 388, 393, 398, 399, 400, 417, 684 und 685, beschrieben.
2,3,4-Trihydroxybenzaldehyd, 2',3',4'-Trihydroxyacetophenon
und 2,3,4-Trihydroxybenzophenon sind alle erhältlich von Aldrich und können nach
von Synthesechemikern bekannten Verfahren zur Herstellung von anderen
Derivaten wie 2,3,4-Trihydroxybenzonitril benutzt werden.
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Hilfsreduktionsmittel
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Die erfindungsgemäß benutzten Reduktionsmittel,
die als primäre
oder Hauptreduktionsmittel zu betrachten sind, können in Verbindung mit sogenannten
Hilfsreduktionsmitteln benutzt werden. Solche Hilfsreduktionsmittel
sind z. B. Hydrochinon oder Pyrocatechin, substituiert durch stark
elektronenanziehende Gruppen wie Sulfonsäuregruppen, Hydrazide, wie
beschrieben in EP-A 762 196, Sulfonylhydrazid-Reduktionsmittel,
wie in US-P 5 464 738 beschrieben, Tritylhydrazide und Formylphenylhydrazide,
wie in US-P 5 496 695 beschrieben, Tritylhydrazide und Formylphenylhydrazide
mit verschiedenen Hilfsreduktionsmitteln, wie beschrieben in US-P
5 545 505, US-P 5 545 507 und US-P 5 558 983, Acrylnitrilverbindungen,
wie beschrieben in US-P 5 545 515 und US-P 5 635 339 und 2-substituierte
Malondialdehydverbindungen, wie beschrieben in US-P 5 654 130.
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In einer erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
enthält
das thermografische Material einen Träger und ein wärmeempfindliches
Element, das weiterhin eine 3,4-Dihydroxyphenyl-Verbindung enthält, wobei
Ethyl-3,4-dihydroxybenzoat, Butyl-3,4-dihydroxybenzoat und 3,4-Dihydroxybenzoesäure besonders
bevorzugt werden.
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Wesentlich
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Unter "wesentlich lichtunempfindlich" versteht sich nicht
absichtlich lichtempfindlich. Als substituierte oder nichtsubstituierte
Alkylgruppe mit höchstens
12 Kohlenstoffatomen sind eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-,
n-Butyl-, eine tertiäre
Butyl-, eine sekundäre
Butyl-, n-Pentyl-, n-Hexyl-, Cyclohexyl-, n- Heptyl-, 2-Ethylhexyl-, n-Octyl-, n-Nonyl-,
n-Decyl-, n-Undecyl- und n-Docedylgruppe zu nennen.
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Wärmeempfindliches
Element
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Die vorliegende Erfindung verschafft
ein thermografisches Aufzeichnungsmaterial mit einem wärmeempfindlichen
Element, das ein wesentlich lichtunempfindliches organisches Silbersalz,
ein Reduktionsmittel der Formel (I) in thermischer wirksamer Beziehung
dazu und ein Bindemittel enthält.
Das wärmeempfindliche Element
kann einen Schichtverband enthalten, in dem die Ingredienzien in
verschiedenen Schichten dispergiert sein können, mit der Maßgabe, daß das wesentlich
lichtunempfindliche organische Silbersalz und das Reduktionsmittel
der Formel (I) in thermischer wirksamer Beziehung zueinander stehen,
d. h. während
der Wärmeentwicklung
muß das
Reduktionsmittel der Formel (I) so enthalten sein, daß es zu
den Teilchen des wesentlich lichtunempfindlichen organischen Silbersalzes überzudiffundieren
vermag, um die Reduktion des wesentlich lichtunempfindlichen organischen
Silbersalzes zu bewirken.
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Organische
Silbersalze
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Bevorzugte wesentlich lichtunempfindliche
organische Silbersalze zur Verwendung in den erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien sind Silbersalze von als Fettsäuren bekannten
alifatischen Carbonsäuren,
bei denen die alifatische Kohlenstoffkette vorzugsweise wenigstens
12 Kohlenstoffatome enthält,
z. B. Silberlaurat, Silberpalmitat, Silberstearat, Silberhydroxystearat,
Silberoleat und Silberbehenat, wobei diese Silbersalze ebenfalls
als "Silberseifen" bezeichnet werden.
Silbersalze von mit einer Thioethergruppe modifizierten alifatischen
Carbonsäuren,
wie z. B. in GB-P 1 111 492 beschrieben, und andere organische Silbersalze,
wie beschrieben in GB-P 1 439 478, z. B. Silberbenzoat, kommen ebenfalls
zur Herstellung eines thermisch entwickelbaren Silberbildes in Frage.
Kombinationen von verschiedenen organischen Silbersalzen eignen
sich ebenfalls zur Verwendung in den erfindungsgemäßen thermografischen Aufzeichnungsmaterialien.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Suspension, die
Teilchen eines wesentlich lichtunempfindlichen organischen Silbersalzes
enthält,
ist offenbart in EP-A 754 969.
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Bindemittel
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Das wärmeempfindliche Element der
erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien kann aus einem organischen Lösungsmittel,
das das Bindemittel in gelöster
Form enthält,
oder aus einem wäßrigen Medium,
das wasserlösliche
oder wasserdispergierbare Bindemittel enthält, auf einen in Bogen- oder Bahnform
vorliegenden Träger
aufgetragen werden.
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Als geeignete Bindemittel für Beschichtung
aus einem organischen Lösungsmittel
kommen alle Arten von natürlichen,
modifizierten natürlichen
oder synthetischen Harzen oder Gemische aus solchen Harzen in Frage,
in denen das organische Schwermetallsalz homogen dispergiert werden
kann, z. B. Cellulose-Derivate, Celluloseester,
Carboxymethylcellulose, Stärkeether,
Gallactomannan, Polyurethane, Polycarbonate, Polyester, Polymere
abgeleitet von α,β-ethylenisch
ungesättigten
Verbindungen wie nachchloriertes Polyvinylchlorid, teilweise hydrolysiertes
Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetale, vorzugsweise
Polyvinylbutyral, und Homopolymere und Copolymere, die aus Monomeren
aus der Gruppe bestehend aus Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylestern,
Acrylnitril, Acrylamiden, Methacrylamiden, Methacrylaten, Acrylaten,
Methacrylsäure, Acrylsäure, Vinylestern,
Styrolen, Dienen und Alkenen gebildet sind, oder Gemische derselben.
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Geeignete wasserlösliche filmbildende Bindemittel
sind Polyvinylalkohol, Polyacrylamid, Polymethacrylamid, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polyethylenglycol,
Polyvinylpyrrolidon, proteinartige Bindemittel wie Gelatine, modifizierte
Gelatinen wie Phthaloylgelatine, Polysaccharide, wie Stärke, Gummiarabicum und
Dextran, und wasserlösliche
Cellulose-Derivate.
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Geeignete wasserdispergierbare Bindemittel
sind alle wasserunlöslichen
Polymere. Es soll bemerkt werden, daß es bei winzigen Polymerteilchen
keinen klaren Übergang
zwischen einer Polymerdispersion und einer Polymerlösung gibt,
wodurch die kleinsten Teilchen des Polymers in gelöster Form
und die leicht größeren Teilchen
in dispergierter Form vorliegen werden.
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Die obigen Bindemittel oder Bindemittelgemische
können
in Kombination mit Wachsen oder "thermischen
Lösungsmitteln", auch als "Thermolösungsmittel" bezeichnet, die
die Reaktionsgeschwindigkeit der Redoxreaktion bei erhöhter Temperatur
steigern, benutzt werden.
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Tönungsmittel
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Zum Erhalt eines neutralschwarzen
Bildtons können
die erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien ein oder mehrere Tönungsmittel enthalten. Die
Tönungsmittel
sollen während
der Wärmeverarbeitung
in thermischer wirksamer Beziehung zu dem wesentlich lichtunempfindlichen
organischen Silbersalz und den Reduktionsmitteln stehen. Als Tönungsmittel
kommen alle beliebigen, aus der Thermografie oder Fotothermografie
bekannten Tönungsmittel
in Frage. Besonders nutzbare Tönungsmittel
sind die heterocyclischen Tonerverbindungen des Benzoxazindion-
oder Naphthoxazindion-Typs, wie beschrieben in GB-P 1 439 478, US-P
3 951 660 und US-P 5 599 647.
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Polycarbonsäuren und
Polycarbonsäureanhydride
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Nach einer erfindungsgemäß bevorzugten
Ausführungsform
enthält
das wärmeempfindliche
Element des wesentlich lichtunempfindlichen thermografischen schwarzweißen Einzelbogen-Aufzeichnungsmaterials weiterhin
zumindest eine Polycarbonsäure
und/oder ein Polycarbonsäureanhydrid
und zwar in einem Molverhältnis
von zumindest 15, bezogen auf das wesentlich lichtunempfindliche
organische Silbersalz und in thermischer wirksamer Beziehung dazu.
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Die Polycarbonsäure kann eine alifatische (gesättigt oder
ungesättigt
alifatische und ebenfalls cycloalifatische) Polycarbonsäure, wie
beschrieben in US-P 5 527 758, oder eine aromatische Polycarbonsäure sein. Die
Polycarbonsäure
kann substituiert sein und in Anhydridform oder teilweise veresterter
Form vorliegen, vorausgesetzt, daß zumindest zwei freie Carbonsäuren enthalten
oder in der Wärmeaufzeichnungsstufe
vorhanden sind.
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Stabilisatoren
und Schleierschutzmittel
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Zur Verbesserung der Lagerbeständigkeit
und zur Beschränkung
der Schleierbildung können
in die erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien Stabilisatoren und Schleierschutzmittel
eingebettet werden.
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Geeignete Stabilisatorverbindungen
sind ungesättigte
carbocyclische oder heterocyclische Verbindungen mit einer -SA-Gruppe, wobei A ein
Wasserstoffatom, ein Gegenion zum Ausgleichen der Negativladung
der Thiolatgruppe oder eine ein symmetrisches oder asymmetrisches
Disulfid bildende Gruppe ist. Die erfindungsgemäß zu benutzende Stabilisatorverbindung
kann weiterhin substituiert sein, wobei die Substitution ebenfalls
die Atome einschließt,
die zur Bildung eines anellierten ungesättigten carbocyclischen oder
heterocyclischen Ringsystems benötigt
sind. Zu bevorzugten Substituenten zählen Acylamido-, Aryl-SO
2NH-, Alkyl-SO
2NH-,
Aryl-NHSO
2-, Alkyl-NHSO
2-,
Arylamino-, Alkyl-, Aryl-, Nitro- und Cyangruppen und Halogenatome.
Bevorzugte erfindungsgemäße verwendete
Stabilisatorverbindungen haben einen ungesättigten 5- oder 6-gliedrigen Ring.
Besonders geeignete Verbindungen entsprechen der Formel (II)
in der Q die zur Bildung
eines 5- oder 6-gliedrigen, aromatischen, heterocyclischen Ringes
benötigten
Atome bedeutet und A ein Wasserstoffatom, ein Gegenion, das die
negative Ladung der Thiolatgruppe ausgleicht, oder eine ein symmetrisches
oder asymmetrisches Disulfid bildende Gruppe bedeutet.
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Tenside und
Dispersionsmittel
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Tenside und Dispersionsmittel erleichtern
das Dispergieren von Ingredienzien, die nicht im benutzten Dispersionsmedium
löslich sind.
Die erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien können ein
oder mehrere anionische, nicht-ionische oder kationische Tenside
und/oder ein oder mehrere Dispersionsmittel enthalten. Geeignete
Dispersionsmittel sind natürliche
polymere Substanzen, synthetische polymere Substanzen und feinverteilte
Pulver, zum Beispiel feinverteilte nicht-metallische anorganische
Pulver wie Kieselsäure.
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Andere Ingredienzien
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Außer den obengenannten Ingredienzien
kann das thermografische Material andere Zutaten enthalten, wie
freie Fettsäuren,
Antistatika, z. B. nicht-ionische Antistatika mit einer Fluorkohlenstoffgruppe
wie z. B. in F3C(CF2)6CONH(CH2CH2O)-H, Silikonöl, Ultraviolettlicht absorbierende
Verbindungen, Weißlicht
reflektierende und/oder Ultraviolettstrahlung reflektierende Pigmente,
Kieselsäure
und/oder optische Aufhellmittel.
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Träger
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Der Träger für das erfindungsgemäße thermografische
Material kann lichtdurchlässig,
durchscheinend oder lichtundurchlässig sein und ist vorzugsweise
ein dünner
biegsamer Träger
aus z. B. Papier oder polyethylenbeschichtetem Papier oder eine
Folie aus lichtdurchlässigem
Harz, z. B. aus einem Celluloseester, z. B. Cellulosetriacetat,
Polypropylen, Polycarbonat oder Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat.
Der Träger
kann in Form eines Bogens, eines Bandes oder einer Bahn vorliegen
und ist nötigenfalls
substriert, um die Haftung an der darauf aufgetragenen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsschicht zu verbessern. Der Träger kann aus einer opazifierten
Harzzusammensetzung hergestellt sein.
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Schutzschicht
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das wärmeempfindliche Element mit
einer Schutzschicht überzogen.
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Diese Schutzschicht schützt das
wärmeempfindliche
Element in der Regel vor Luftfeuchtigkeit und Oberflächenschaden
durch Kratzen usw. und verhindert direkten Kontakt von Druckköpfen oder
Heizquellen mit den Aufzeichnungsschichten. An Schutzschichten für wärmeempfindliche
Elemente, die in Kontakt mit einer Heizquelle kommen und unter Druck
daran vorbeigefördert
werden müssen,
wird die Anforderung gestellt, daß sie beständig gegen örtliche Verformung sein und
gute Gleiteigenschaften aufweisen müssen, wenn sie während der
Erhitzung an der Heizquelle vorbei gefördert werden.
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Eine Gleitschicht, die als äußere Schutzschicht
aufgetragen ist, kann ein gelöstes
Gleitmaterial und/oder teilchenförmiges
Material, z. B. gegebenenfalls aus der Außenschicht ragende Talkteilchen,
enthalten. Beispiele für
geeignete Gleitmaterialien sind Tenside, flüssige Gleitmittel, feste Gleitmittel
oder Gemische derselben, mit oder ohne polymeres Bindemittel. Geeignete
Zusammensetzungen für
Gleitschichten sind beschrieben in zum Beispiel
US 5 587 350 ,
US 5 536 696 ,
US 5 547 914 , WO 95/12495, EP-A 775
592 und EP-A 775 595.
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Beschichtungstechniken
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Der Auftrag jeglicher Schicht der
erfindungsgemäßen thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien kann nach jeder beliebigen Gießtechnik
erfolgen, wie z. B. in "Modern
Coating and Drying Technology",
herausgegeben von Edward D. Cohen und Edgar B. Gutoff, (1992) VCH
Publishers Inc. 220 East 23rd Street, Suite 909 New York, NY 10010,
USA, beschrieben. Der Auftrag kann aus wäßrigen Medien oder Lösungsmittelmedien
durch Beschichten von getrockneten, teilweise getrockneten oder
nicht-getrockneten Schichten erfolgen.
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Thermografischer Druck
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Thermografische Bilderzeugung erfolgt
durch bildmäßige Beaufschlagung
mit Wärme,
entweder in analoger Weise durch Direktbelichtung durch ein Bild
oder durch Reflexion von einem Bild oder in digitaler Weise durch
pixelweise Belichtung mit einer Infrarotheizquelle, zum Beispiel
einem Nd-YAG-Laser oder einem anderen Infrarotlaser, oder durch
direkte thermische Bilderzeugung mit einem Thermokopf.
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Bei thermischem Druck mit Thermoköpfen werden
Bildsignale in elektrische Impulse umgewandelt, mit denen dann über eine
Treiberschaltung selektiv ein Thermodruckkopf beaufschlagt wird.
Der thermische Druckkopf besteht aus mikroskopischen Wärmewiderstandselementen,
die die elektrische Energie über
den Joule-Effekt in Wärme
umwandeln. Die so in thermische Signale umgewandelten elektrischen
Impulse äußern sich
als Wärme,
die auf die Oberfläche
des Thermopapiers, in dem die zur Farbentwicklung führende chemische
Reaktion stattfindet, übertragen
wird. Solche Thermodruckköpfe
dürfen
in Kontakt mit oder in nächster Nähe der Aufzeichnungsschicht
angeordnet werden. Die Betriebstemperatur üblicher Thermodruckköpfe liegt zwischen
300 und 400°C
und die Heizzeit pro Bildelement (Pixel) beträgt 1,0 ms oder weniger, wobei
der Druckkontakt des Thermodruckkopfes mit dem Aufzeichnungsmaterial
z. B. zwischen 200 und 500 g/cm2 liegt, um
eine gute Wärmeübertragung
zu gewährleisten.
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Um direkten Kontakt der Thermodruckköpfe mit
einer nicht mit einer Außenschutzschicht überzogenen Aufzeichnungsschicht
zu verhüten,
darf die bildmäßige Erhitzung
der Aufzeichnungsschicht mit den Thermodruckköpfen durch eine(n) damit im
Kontakt befindliche(n), aber entfernbare(n) Harzbogen oder Harzbahn,
von dem (der) während
der Erhitzung kein Aufzeichnungsmaterial übertragen werden kann, durchgeführt werden.
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Die Bildsignale zum Modulieren des
Laserstrahls oder Stroms in den Mikrowiderständen eines Thermodruckkopfes
werden entweder direkt erhalten oder aus einem Zwischenspeicher,
wahlweise verbunden mit einer Digitalbildarbeitsstation, in der
die Bildinformation verarbeitet werden kann, um Sonderbedürfnissen
entgegenzukommen.
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Die Ansteuerung der Heizelemente
kann leistungsmoduliert oder bei konstanter Leistung pulslängenmoduliert
werden. Die EP-A 654 355 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung
eines Bildes durch bildmäßige Erhitzung
mittels eines Thermokopfes mit erregbaren Heizelementen, wobei die
Ansteuerung der Heizelemente nach einem Arbeitszyklusimpulsbetrieb
erfolgt. Bei Verwendung in thermografischer, mit Thermodruckköpfen arbeitender
Aufzeichnung eignen sich die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
nicht für
die Reproduktion von Bildern mit einer ziemlich hohen Anzahl von
Graustufen, wie das bei Halbtonreproduktion erforderlich ist. In
EP-A 622 217 wird ein Verfahren zur Erzeugung eines Bildes unter
Verwendung eines für
direkte thermische Bilderzeugung geeigneten Elements offenbart,
wobei eine verbesserte Halbtonwiedergabe erzielt wird. Für die bildmäßige Erhitzung
des thermografischen Materials eignet sich auch ein in das Material
eingebettetes elektrisches Widerstandsband. Die bildmäßige oder
mustermäßige Erhitzung
des thermografischen Materials kann ebenfalls durch eine pixelweise
modulierte Ultraschallbehandlung vorgenommen werden.
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Industrielle
Anwendung
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Erfindungsgemäße thermografische Aufzeichnungsmaterialien
können
für die
Erzeugung von sowohl Durchsichtsbildern, zum Beispiel im Bereich
der medizinischen Diagnostik, wo Schwarzweißtransparente weitverbreitet
bei mit einem Betrachtungsgerät
arbeitenden Prüfungstechniken
verwendet werden, als auch Aufsichtskopien verwendet werden, zum
Beispiel im Hartkopiebereich. Für
solche Anwendungen wird der Träger lichtdurchlässig oder
lichtundurchlässig,
d. h. einen Weißlicht
reflektierenden Aspekt aufweisend, sein. Bei Verwendung eines lichtdurchlässigen Trägers kann
der Träger
farblos oder gefärbt
sein, z. B. blaugefärbt
für medizinische
Diagnostikanwendungen.
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Die folgenden erfindungsgemäßen Beispiele
und vergleichenden Beispiele erläutern
die vorliegende Erfindung. Die Prozentsätze und Verhältnisse
in diesen Beispielen sind in Gewicht ausgedrückt, wenn nichts anders vermerkt
ist. Außer
den obengenannten Ingredienzien benutzt man im wärmeempfindlichen Element ebenfalls
die nachstehenden Ingredienzien:
AgBeh = Silberbehenat,
BR
18 = PIOLOFORM BR 18, ein Polyvinylbutyral von WACKER CHEMIE,
CR01
= Ethyl-3,4-dihydroxybenzoat nach US-P 5 582 953,
CR02 = Propylgallat,
CR03
= Propyl-2,3,4-trihydroxybenzoat,
CR04 = 3,4-Dihydroxybenzonitril
nach EP-A 903 625,
CR05 = 3,3,3',3'-Tetramethyl-1,1'-spirobisindan-5,5',6,6'-tetrol nach EP-A
599 369
R01 = 2,3,4-Trihydroxyacetophenon,
R02
= 2,3,4-Trihydroxypropionophenon,
R03 = 2,3,4-Trihydroxybenzaldehyd,
R04
= 2,3,4-Trihydroxybenzophenon,
S01 = Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
S02
= 3'-Decanoylamino-1-phenyl-1H-tetrazol-5-thiol
T01 = 7-(Ethylcarbonat)-benzo[e]-[1,3]-oxazin-2,4-dion,
Oil
= Baysilon
TM MA, ein Silikonöl von BAYER
AG.
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VERGLEICHENDE BEISPIELE
1 bis 4 und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1
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Anfertigung einer Silberbehenatdispersion
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72 kg einer 25%igen Lösung von
BR 18 in 2-Butanon, 180 kg Silberbehenat und 455 kg 2-Butanon werden
in einer Kugelmühle
vermischt. Nach 4 Tagen werden 72 kg einer 25%igen Lösung von
BR 18 in 2-Butanon und 22 kg 2-Butanon zugesetzt, wonach das Gemisch mehrere
Tage in der Kugelmühle
weiter gemischt wird. Anschließend
werden 576 kg einer 25%igen Lösung
von BR 18 in 2-Butanon, 0,684 kg Öl, 326,2 kg 2-Butanon und 10,08
g T01 zugesetzt, wonach das so erhaltene Gemisch 10 h in der Kugelmühle weiter
gemischt wird. Die endgültige
2-Butanon-Dispersion enthält
10,5% Silberbehenat, 10,5% BR 18, 0,59% T01 und 0,04% Öl.
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Herstellung
des wärmeempfindlichen
Elements
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Eine 2-Butanon als Lösungsmittel/Dispersionsmedium
enthaltende Zusammensetzung wird dann auf einen 120 μm starken
substrierten Polyethylenterephthalatträger aufgerakelt und 30 Minuten
bei 50°C
getrocknet. Dabei erhält
man ein wärmeempfindliches
Element mit den in nachstehender Tabelle 1 aufgelisteten Zusammensetzungen
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Thermografischer Druck
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Während
des thermografischen Druckzyklus mit den thermografischen Materialien
der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 wird der Druckkopf durch ein dünnes
zwischenliegendes Material in Kontakt mit einer Gleitschicht eines
trennbaren, 5 μm
starken Polyethylenterephthalatbandes von der bilderzeugenden Schicht
getrennt gehalten, wobei das Band der Reihe nach mit einer Haftschicht,
einer hitzebeständigen
Schicht und der Gleitschicht (Reibungsschutzschicht) beschichtet ist
und eine Gesamtstärke
von 6 μm
aufweist.
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Der Drucker ist mit einem Dünnfilm-Thermodruckkopf
mit einer Auflösung
von 300 dpi ausgestattet und wird bei einer Zeilenzeit von 6,5 ms
(die Zeilenzeit ist die zum Drucken einer einzelnen Zeile benötigte Zeit) betrieben.
Während
dieser Zeilenzeit wird der Druckkopf konstant bestromt. Die mittlere
Druckleistung, die der Gesamtmenge zum Drucken einer Zeile benötigter elektrischer
Energie, geteilt durch die Zeilenzeit und die Oberfläche der
wärmeerzeugenden
Widerstände,
entspricht, beträgt
1,6 mJ/Punkt und reicht hin, um bei all den thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 eine maximale optische Dichte zu erhalten.
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Die maximale und minimale Dichte
der in Tabelle 2 aufgelisteten Abzüge ist in einem MACBETHTM TR924-Densitometer hinter einem optischen
Filter oder einem Blaufilter in der Grauskalastufe entsprechend den
Datenebenen 64 bzw. 0 gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 2 aufgelistet.
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Zur Auswertung der Steilheit der
Gradationskurve der thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN
BEISPIELE 1 & 2
und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 ermittelt man die numerische Gradation (NGV) entsprechend dem
Quotienten des Bruches [2,5 – (1,0
+ Dmin)/[E2,5 – E(1,0 + Dmin)], wobei
E2,5 die Energie in Joule ist, mit der eine
Punktfläche
von 87 μm × 87 μm der Aufzeichnungsschicht
bedruckt wird, um eine optische Dichte von 2,5 zu erhalten, und
E(1,0 + Dmin) die
Energie in Joule ist, mit der eine Punktfläche des Aufzeichnungsschichtmaterials
bedruckt wird, um eine optische Dichte von (1,0 + Dmin)
zu erhalten. Die angewandte Energie in Joule ist eigentlich die
elektrische Leistung, die bei jedem Widerstand des Thermokopfes
gemessen wird. Die NGV-Werte der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2 und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 sind in Tabelle 2 aufgelistet.
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Leuchtkastentest
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Für
die Auswertung der Lichtbeständigkeit
des Bildhintergrunds von Abzügen,
die mit den thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN
BEISPIELE 1 & 2
und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 hergestellt sind, mißt
man die CIELAB-Werte. Die CIELAB-Werte
werden nach spektralfotometrischen Messungen nach der ASTM-Norm E179-90 in einer
R(45/0)-Geometrie ermittelt und die Auswertung erfolgt nach der
ASTM-Norm E308-90. Beim Leuchtkastentest werden die thermografischen
Materialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2 und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 zunächst
2 Tage bei 57°C
und einer relativen Feuchtigkeit von 34% erwärmt und dann 3 Tage auf dem
weißen
PVC-Fenster eines speziell gebauten Leuchtkastens in einem auf eine
Temperatur von 30°C
und eine relative Feuchtigkeit (RF) von 80% eingestellten VOTSCH-Klimaprüfschrank
belichtet. Die Prüfmaterialien
werden nur auf einen zentralen, 550 mm langen und 500 mm breiten
Bereich des Fensters angeordnet, um eine gleichmäßige Belichtung zu sichern.
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Der Leuchtkasten aus rostfreiem Stahl
ist 650 mm lang, 600 mm breit und 120 mm hoch und hat eine 610 mm
lange und 560 mm breite Öffnung
und einen 10 mm breiten und 5 mm tiefen Rand rund um die Öffnung,
wodurch eine Plattform für
eine 5 mm dicke, 630 mm lange und 580 mm breite Platte aus weißem PVC ausgebildet
wird, wobei die weiße
PVC-Platte in gleicher Ebene wie der Leuchtkasten liegt und Lichtverlust aus
dem Leuchtkasten, außer
dem Lichtverlust durch die weiße
PVC-Platte hin, verhütet
wird. Auf diesen Leuchtkasten werden in der Länge und in gleichem Abstand
zu den zwei Seiten 9 PLANILUXTM TLD 36W/54-Leuchtstofflampen
mit einem Durchmesser von 27 mm angeordnet, wobei die Lampen über die
ganze Breite des Leuchtkastens in gleichem Abstand zueinander und
zu den Seiten angeordnet sind und die Oberseite der Leuchstoffröhren 30
mm unter dem Boden der weißen
PVC-Platte und 35 mm unter den zu prüfenden Materialien liegt. Die
nach dem Leuchtkastentest ermittelten CIELAB-Werte a* und b* der
thermografischen Materialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2 und des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 sind in Tabelle 2 aufgelistet.
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Die Farbneutralität auf der Basis der CIELAB-Werte
entspricht einem a*-Wert von 0 und einem b*-Wert von 0, wobei ein
negativer a*-Wert
auf einen grünlichen
Bildton deutet, der bei negativer werdendem a*-Wert noch weiter
vergrünt,
ein positiver a*-Wert auf einen rötlichen Bildton deutet, der
bei positiver werdendem a*-Wert noch weiter verrötet, ein negativer b*-Wert
auf einen bläulichen
Bildton deutet, der bei negativer werdendem b*-Wert noch weiter
verbläut,
und ein positiver b*-Wert auf einen gelblichen Bildton deutet, der
bei positiver werdendem b*-Wert noch weiter vergilbt.
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Aus den Ergebnissen der thermografischen
Auswertung der thermografischen Aufzeichnungsmaterialien des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 und der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2 ergibt sich eine deutlich bessere
Wärmeempfindlichkeit
des thermografischen Aufzeichnungsmaterials des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1, das ein neues erfindungsgemäßes Reduktionsmittel
enthält,
im Vergleich zu den thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der
VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2,
wie sich aus dem höheren
Dmax-Wert des ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 ergibt. Trotz dieser höheren
Wärmeempfindlichkeit
kennzeichnet sich das thermografische Aufzeichnungsmaterial des
ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELS
1 durch eine Gradation (NGV-Wert), die der Gradation der thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2 gleich oder überlegen
ist, und vergleichbare CIELAB-Werte a* und b*.
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VERGLEICHENDE BEISPIELE
3 bis 5 und ERFINDUNGSGEMÄßE BEISPIELE
2 & 3
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Die wärmeempfindlichen Elemente der
thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE
3 bis 5 und ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
2 & 3 werden
wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben hergestellt. Die Zusammensetzungen der wärmeempfindlichen
Elemente sind in nachstehender Tabelle 3 aufgelistet.
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Die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 3 bis 5 und ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
2 & 3 werden
wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben ausgewertet. Die Ergebnisse sind in nachstehender
Tabelle 4 aufgelistet.
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Aus den Ergebnissen der thermografischen
Auswertung der thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
2 & 3 und der
VERGLEICHENDEN BEISPIELE 3 bis 5 ergibt sich, daß die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
2 & 3, die ein
neues erfindungsgemäßes Reduktionsmittel
enthalten, eine bessere Wärmeempfindlichkeit
(d. h. einen höheren
Dmax-Wert) und vergleichbare oder höhere Gradationen
(d. h. höhere
oder vergleichbare NGV-Werte) aufweisen als die thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 3 bis 5. Trotz
ihrer höheren
Wärmeempfindlichkeit kennzeichnen
sich die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
2 & 3 durch vergleichbare
oder neutralere CIELAB-Werte a* und b* nach dem Leuchtkastentest.
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VERGLEICHENDES BEISPIEL
7 und ERFINDUNGSGEMÄßE BEISPIELE
4 bis 7
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Die wärmeempfindlichen Elemente der
thermografischen Aufzeichnungsmaterialien des VERGLEICHENDEN BEISPIELS
6 und der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
4 bis 7 werden wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben hergestellt. Die Zusammensetzungen der wärmeempfindlichen
Elemente sind in nachstehender Tabelle 5 aufgelistet.
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Die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
des VERGLEICHENDEN BEISPIELS 7 und der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
4 bis 7 werden wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben ausgewertet. Die Ergebnisse sind in nachstehender
Tabelle 6 aufgelistet.
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Aus den Ergebnissen der thermografischen
Auswertung der thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
4 bis 7 und des VERGLEICHENDEN BEISPIELS 6 ergibt sich, daß die thermografischen
Aufzeichnungsmaterialien der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE 4 bis 7, die
ein neues erfindungsgemäßes Reduktionsmittel
enthalten, eine höhere
Wärmeempfindlichkeit
(d. h. einen höheren
Dmax-Wert) und höhere Gradationen (d. h. höhere NGV-Werte) aufweisen
als das thermografische Aufzeichnungsmaterial des VERGLEICHENDEN
BEISPIELS 6.
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VERGLEICHENDE BEISPIELE
7 bis 9 und ERFINDUNGSGEMÄßE BEISPIELE
8 & 9
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Die wärmeempfindlichen Elemente der
thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN BEISPIELE
7 bis 9 und ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
8 & 9 werden
wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben hergestellt. Die Zusammensetzungen der wärmeempfindlichen
Elemente sind in nachstehender Tabelle 7 aufgelistet.
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Die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
der VERGLEICHENDEN BEISPIELE 7 bis 9 und der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
8 & 9 werden
wie für
die VERGLEICHENDEN BEISPIELE 1 & 2
und ERFINDUNGSGEMÄßES BEISPIEL
1 beschrieben ausgewertet. Die Ergebnisse sind in nachstehender
Tabelle 8 aufgelistet.
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Aus den Ergebnissen der thermografischen
Auswertung der thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
8 & 9 und der
VERGLEICHENDEN BEISPIELE 7 bis 9 ergibt sich, daß die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien
der ERFINDUNGSGEMÄßEN BEISPIELE
8 & 9, die ein
neues erfindungsgemäßes Reduktionsmittel
enthalten, eine bessere Wärmeempfindlichkeit
(d. h. einen höheren
Dmax-Wert) und höhere Gradationen (d. h. höhere NGV-Werte) aufweisen
als die thermografischen Aufzeichnungsmaterialien der VERGLEICHENDEN
BEISPIELE 7 bis 9, bei denen aus den Lehren von US-P 5 582 953,
EP-A 903 625 bzw. EP-A 599 369 bekannte Reduktionsmittel benutzt
werden.
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Nach Kenntnisnahme der detailliert
beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden sich den Fachleuten verschiedene
Modifikationen der erfindungsgemäßen Beschreibung
eröffnen,
ohne vom erfindungsgemäßen, in
den nachstehenden Ansprüchen
definierten Schutzbereich abzuweichen.