EP0503439B1 - Farbakzeptorelement für den Thermosublimationsdruck - Google Patents

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EP0503439B1
EP0503439B1 EP19920103591 EP92103591A EP0503439B1 EP 0503439 B1 EP0503439 B1 EP 0503439B1 EP 19920103591 EP19920103591 EP 19920103591 EP 92103591 A EP92103591 A EP 92103591A EP 0503439 B1 EP0503439 B1 EP 0503439B1
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EP
European Patent Office
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groups
dye acceptor
acceptor element
polyisocyanate
polyurethane
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19920103591
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English (en)
French (fr)
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EP0503439A1 (de
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Rolf Dr. Wehrmann
Geert Dr. Defieuw
Emil Dr. Verdonck
Herman Dr. Uytterhoeven
Rolf Dr. Dhein
Walter Dr. Schäfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agfa Gevaert AG
Original Assignee
Agfa Gevaert AG
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Publication date
Application filed by Agfa Gevaert AG filed Critical Agfa Gevaert AG
Publication of EP0503439A1 publication Critical patent/EP0503439A1/de
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Publication of EP0503439B1 publication Critical patent/EP0503439B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/50—Recording sheets characterised by the coating used to improve ink, dye or pigment receptivity, e.g. for ink-jet or thermal dye transfer recording
    • B41M5/52—Macromolecular coatings
    • B41M5/5263—Macromolecular coatings characterised by the use of polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • B41M5/5281—Polyurethanes or polyureas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S428/913—Material designed to be responsive to temperature, light, moisture
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a color acceptor element for the thermal sublimation printing process.
  • thermo sublimation printing process There are a number of methods for printing out video or computer-stored images, of which the thermal sublimation printing process has proven to be superior in certain requirements due to its advantages over other processes.
  • a sheet-like or ribbon-shaped donor material which contains a sublimable dye is brought into contact with a dye (dye) acceptor layer and heated imagewise to transfer the dye.
  • the thermal head is controlled and the dye is transferred from the donor ribbon to the receiving element in accordance with the stored template.
  • a detailed description of the process can be found, for example, in "High Quality Image Recording by Sublimation Transfer Recording Material", Electronic Photography Association Documents 27 (2), 1988 and the literature cited therein.
  • a particular advantage of this printing process is the ability to fine-tune color intensities.
  • Color acceptor elements for thermal sublimation printing usually include a backing, e.g. Paper or transparent foils that are coated with the actual color acceptor layer.
  • An adhesive layer can be applied between the base and the receiving layer.
  • Polymers from different substance classes can be used as the material for the color acceptor layer.
  • Crosslinked color acceptor layers based on polyhydroxyl compounds and polyisocyanates are also described, but the proportion of crosslinking urethane groups is low here. However, this does not result in very high color densities.
  • the color acceptor layers currently available do not yet sufficiently meet the requirements for high color density, adequate image stability and good resolution. It is particularly difficult to get high To achieve color density and sufficient image stability with minimal lateral diffusion.
  • the object of the invention was to provide a color acceptor element for the thermal sublimation printing process which does not have the disadvantages mentioned above.
  • urethane groups generally arise from the reaction between hydroxyl groups and isocyanate groups.
  • the polyurethanes according to the invention are formed by reacting polymers which contain at least 2 hydroxyl groups (polymeric polyols) with compounds which contain at least 2 isocyanate groups (polyisocyanates). At least one of the two reaction components (polymeric polyol, polyisocyanate) is completely or (in the case of mixtures) partially tri- or higher-functional, which means that in the reaction mixture at least one polyol with 3 or more hydroxyl groups and / or a polyisocyanate with 3 or more Isocyanate groups must be present.
  • the polymeric polyols can be, for example, polyesters, polyethers or polyvinyl compounds, or else polymers or prepolymers which already contain urethane groups.
  • Polyhydroxy polyesters with an average molecular weight ( M n ) from 250 to 3,000 for example based on dihydric and optionally additionally trihydric or polyhydric alcohols with polyhydric, preferably dihydric, carboxylic acids (polycarboxylic acids).
  • polycarboxylic acids preferably dihydric, carboxylic acids
  • the corresponding polycarboxylic acid anhydrides or corresponding polycarboxylic acid esters of lower alcohols or mixtures thereof can also be used to produce the polyesters.
  • the polycarboxylic acids can be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and / or heterocyclic and optionally substituted, for example by halogen atoms, and / or unsaturated.
  • Examples include: succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride Tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, endomethylene tetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, dimethyl terephthalate and bis-glycol terephthalate.
  • polyhydric alcohols are ethylene glycol, propylene glycol (1,2) and - (1,3), butylene glycol (1,4) and - (2,3), hexanediol (1,6), octanediol (1, 8), neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol (1,4-bishydroxymethylcyclohexane), 2-methyl-1,3-propanediol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol (1,2,6), butanetriol (1,2,4), trimethylolethane, Pentaerythritol, quinite, mannitol and sorbitol, methyl glycoside, also diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycols, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol and polybutylene glycol in question.
  • Polyesters made from lactones, for example ⁇ -caprolactone or hydroxycarboxylic acids, for example ⁇ -hydroxycaproic acid can also be used.
  • Other suitable polyesters are described, for example, in Karsten "Lackrohstoff-tables", 8th edition, 1987.
  • Starting polyisocyanates with aliphatically bound isocyanate groups are preferably used in the process according to the invention.
  • Aliphatic lacquer polyisocyanates of the type exemplified under (ii) are particularly preferred starting materials, optionally in a mixture with aromatic polyisocyanates.
  • polyisocyanate compounds which still have built-in carboxylate groups. This would be possible, for example, by reacting, for example, hydroxycarboxylic acids such as dimethylolpropionic acid with the corresponding amounts of isocyanate.
  • Polyols and polyisocyanates together form a reactive mixture for producing the essential constituent or main constituent of the color acceptor layer according to the invention.
  • the polyols and polyisocyanates are selected and used in such a mixing ratio that when cured a crosslinked, insoluble polyurethane is formed which contains at least 4% by weight, preferably 5 to 20% by weight and even more preferably 6 to 12 wt .-%, urethane groups (-O-CO-NH-) contains.
  • a substantial proportion of these urethane groups is newly formed in the reaction of the polyols with the polyisocyanates, but a further proportion of the urethane groups may already have been contained in the polyol component and / or the polyisocyanate component.
  • the ratio of isocyanate groups to hydroxyl groups before crosslinking is between 0.6: 1 and 1.5: 1 and preferably about 1: 1.
  • EP-A-0 227 094 EP-A-0 228 066, EP-A-0 133 011, EP-A-0 133 012 or EP-A-0 144 247.
  • the proportion of the other resins is between 0 and 50% by weight of the total mixture.
  • High-boiling solvents or plasticizers can also be added to the color acceptor layer. For example, you can ensure better solubility of the transferred dyes. Useful representatives of these compounds are listed, for example, in JP 62/174 754, JP 62/245 253, JP 61/209 444, JP 61/200 538, JP 62/136 646, JP 62/30 274.
  • the color acceptor layer can e.g. pigments or mixtures of several pigments, such as e.g. Titanium dioxide, zinc oxide, kaolin, clay, calcium carbonate or Aerosil can be added.
  • pigments or mixtures of several pigments such as e.g. Titanium dioxide, zinc oxide, kaolin, clay, calcium carbonate or Aerosil can be added.
  • additives such as e.g. UV absorbers, light stabilizers or antioxidants can be added.
  • the color acceptor layers of the present invention may contain a lubricant to improve the sliding properties, primarily between the donor and acceptor elements.
  • a lubricant to improve the sliding properties, primarily between the donor and acceptor elements.
  • solid waxes such as polyethylene wax, amidic waxes or teflon powder can be used.
  • fluorine-containing surfactants, paraffin, silicone or fluorine-containing oils or silicone-containing copolymers such as polysiloxane polyether copolymers can also be used for this purpose.
  • the lubricant mentioned can also be used as a separate coating, e.g. be applied as a dispersion or as a solution in a suitable solvent as a "top coat".
  • the thickness of such a layer is then preferably 0.01 to 5 ⁇ m, particularly preferably between 0.05 and 2 ⁇ m.
  • a particular advantage of the color acceptor element according to the invention can be seen in the fact that the polyurethane used in the color acceptor layer due to the comparative high urethane group content and the resulting high degree of crosslinking has an extremely low tendency to stick. Therefore, the use of a lubricant, be it in admixed form or as a separate coating, can also be dispensed with without the layers adhering during the ink transfer. This is particularly advantageous because a reduced color density, sharpness and stability of the transferred color image is often observed when using a lubricant.
  • Various materials can be used as a support for the color acceptor layers. It is possible to use transparent films such as e.g. Use polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyether sulfone, polyolefin, polyvinyl chloride, polystyrene, cellulose or polyvinyl alcohol copolymer films. Of course, there are also reflective documents such as the most varied types of paper, e.g. Polyolefin coated paper or pigmented papers, for use. Also laminates from the above Materials are applicable. Typical combinations are laminates of cellulose paper and synthetic paper, cellulose paper and polymer films or polymer films and synthetic paper or other combinations.
  • the carriers ensure the necessary mechanical stability of the color acceptor element. If the color acceptor layer has sufficient mechanical stability can be dispensed with an additional carrier.
  • the color acceptor layers of the present invention preferably have a total layer thickness in the range from 0.3 to 50 ⁇ m, particularly preferably from 0.5 to 10 ⁇ m, if a carrier of the type described above is used or if this is dispensed with, in the range from 3 to 120 ⁇ m.
  • the color acceptor layer can consist of a single layer, but two or more layers can also be applied to the support. When using transparent supports, a double-sided coating can be applied to increase the color intensity, e.g. in EP-A-0 452 566.
  • the ink receiving element of the present invention can also contain various intermediate layers between the base and the actual ink acceptor layer.
  • the intermediate layer can act as a resilient element (elastic layer), as a barrier layer for the transferred dye or as an adhesive layer, depending on the specific application.
  • suitable materials are urethane, acrylate or olefin resins, but also butadiene rubbers or epoxies.
  • the thickness of this intermediate layer is usually between about 1 to 2 and 20 ⁇ m.
  • Diffusion barrier layers have the task of diffusing the transferred dyes to prevent in the carrier. Materials that fulfill this task can be soluble in water or in organic solvents or in mixtures. Suitable materials are, for example, gelatin, polyacrylic acid, maleic anhydride copolymers, polyvinyl alcohol or cellulose acetate.
  • the optional additional layers such as elastic layer, diffusion barrier layer, adhesive layer etc. as well as the actual color acceptor layer can e.g. Contain silicate, clay, aluminum silicate, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, aluminum oxide powder.
  • the color acceptor elements of the present invention can also be antistatically treated on the front or back in the usual way. They can be provided with markings, preferably on the back of the carrier, in order to enable precise positioning during the printing process.
  • the color acceptor element according to the invention can be combined with the color donor elements customary in the field of thermal sublimation printing.
  • the color images obtained in a thermal sublimation printer are characterized by high resolution, high color densities, high brilliance and good long-term stability.
  • the mixture is usually processed from solution to produce the color acceptor layers according to the invention.
  • Suitable solvents are, for example Methyl ethyl ketone, toluene, xylene, butyl acetate, methylene chloride, chlorobenzene, tetrahydrofuran or dioxane.
  • the solution can be applied to the support by casting or knife coating or by printing.
  • the coating is then annealed to remove the solvent and to cause crosslinking of the polyols and polyisocyanates to form the crosslinked polyurethane.
  • the conditions of the tempering depend on the circumstances of the individual case, for example the type of base and the solvent used, the layer thickness and the reactivity of the reactive components used.
  • the color acceptor layers which are built up from the crosslinked systems according to the invention, are distinguished by increased color densities and greatly reduced tendency of the prints to stick. In addition, they have high sharpness after tempering.

Landscapes

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Farbakzeptorelement für das Thermosublimationsdruckverfahren.
  • Um von video- oder computergespeicherten Bildern Ausdrucke zu machen, existiert eine Reihe von Methoden, von denen das Thermosublimationsdruckverfahren sich aufgrund seiner Vorteile gegenüber anderen Verfahren bei bestimmten Anforderungen als überlegen erwiesen hat. Bei dieser Aufzeichnungsmethode wird ein blatt- oder bandförmiges Donormaterial, das einen sublimationsfähigen Farbstoff enthält, mit einer Farb(stoff)akzeptorschicht in Kontakt gebracht und zur Übertragung des Farbstoffes bildmäßig erwärmt.
  • Entsprechend der gespeicherten Vorlage erfolgt die Ansteuerung des Thermokopfes und die Übertragung des Farbstoffes aus dem Donorband auf das Empfangselement. Eine ausführliche Beschreibung des Verfahrens ist z.B. in "High Quality Image Recording by Sublimation Transfer Recording Material", Electronic Photography Association Documents 27 (2), 1988 und der dort zitierten Literatur gegeben. Ein besonderer Vorteil dieses Druckverfahrens liegt in der Möglichkeit der Feinabstufung von Farbintensitäten.
  • Farbakzeptorelemente für den Thermosublimationsdruck umfassen gewöhnlich eine Unterlage, z.B. Papier oder transparente Folien, die mit der eigentlichen Farbakzeptorschicht beschichtet ist. Eine Haftschicht kann zwischen Unterlage und Empfangsschicht angebracht sein.
  • Als Material für die Farbakzeptorschicht können Polymere aus unterschiedlichen Substanzklassen eingesetzt werden.
  • Es sind auch Farbakzeptorschichten mit Urethangruppen bekannt geworden (EP-A-0 234 563). Jedoch werden hier die Urethane nur als ein möglicher Bestandteil beschrieben, der in der Regel mit anderen thermoplastischen Polymeren kombiniert wird.
  • Beschrieben werden auch vernetzte Farbakzeptorschichten auf Basis von Polyhydroxylverbindungen und Polyisocyanaten (EP-A-0 394 460), doch ist hier der Anteil der vernetzenden Urethangruppen gering. Hiermit werden jedoch nicht sehr hohe Farbdichten erreicht.
  • Die zur Zeit verfügbaren Farbakzeptorschichten erfüllen die Anforderungen nach großer Farbdichte, ausreichender Bildstabilität und guter Auflösung noch nicht in ausreichendem Maße. Dabei ist es besonders schwierig, hohe Farbdichte und ausreichende Bildstabilität bei minimaler Lateraldiffusion zu erreichen.
  • Aufgabe der Erfindung war die Bereitstellung eines Farbakzeptorelements für das Thermosublimationsdruckverfahren, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist.
  • Es wurde gefunden, daß sich hochvernetzte, gegenüber chemischen Einwirkungen weitgehend inerte Polyurethanbeschichtungen zur Aufnahme des Farbstoffes im Zuge des Thermodifusionsdruckes eignen, wobei sich die so entstehenden Drucke durch hervorragende Bildqualität wie Schärfe, Bildstabilität und Farbdichte auszeichnen. Die Beschichtungen selbst weisen zudem keine oder nur geringe Klebeneigung auf.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Farbakzeptorelement für das Thermosublimationsdruckverfahren mit einer Farbakzeptorschicht, die im wesentlichen aus einem durch Vernetzung gebildeten Polyurethan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan aus einem hydroxylgruppenhaltigen
    • a) Polyester,
    • b) Polyether,
    • c) Acrylat-Copolymerisat, oder
    • d) aus einem oder mehreren der Monomere Vinylacetat, Vinylbutyral, Maleinsäure, Maleinsäuredi-n-butylester, Crotonsäure, Vinyllaurat, Acrylnitril und Ethylen aufgebauten Copolymerisat
    durch Vernetzung mit einem Polyisocyanat gebildet ist und mindestens 4 Gew.-% Urethangruppne (-O-CO-NH-) aufweist.
  • Urethangruppen entstehen bei der Herstellung von Polyurethanen allgemein durch Reaktion zwischen Hydroxylgruppen und Isocyanatgruppen. Dementsprechend entstehen die erfindungsgemäßen Polyurethane durch Umsetzung von Polymeren, die mindestens 2 Hydroxylgruppen enthalten (polymere Polyole), mit Verbindungen, die mindestens 2 Isocyanatgruppen enthalten (Polyisocyanate). Mindestens eine der beiden Reaktionskomponenten (polymeres Polyol, Polyisocyanat) ist dabei vollständig oder (im Falle von Mischungen) teilweise tri- oder höherfunktionell, das bedeutet, daß im Reaktionsgemisch mindestens ein Polyol mit 3 oder mehr Hydroxylgruppen und/oder ein Polyisocyanat mit 3 oder mehr Isocyanatgruppen vorhanden sein muß.
  • Bei den polymeren Polyolen kann es sich beispielsweise um Polyester, Polyether oder Polyvinylverbindungen handeln oder auch um Polymere oder Prepolymere, die bereits Urethangruppen enthalten.
  • Als Polyole werden bevorzugt eingesetzt Polyhydroxypolyester mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht (M n) von 250 bis 3.000, beispielsweise auf Basis von zweiwertigen und gegebenenfalls zusätzlich drei- oder mehrwertigen Alkoholen mit mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen, Carbonsäuren (Polycarbonsäuren). Anstelle der freien Polycarbonsäuren können auch die entsprechenden Polycarbonsäureanhydride oder entsprechende Polycarbonsäureester von niedrigen Alkoholen oder deren Gemische zur Herstellung der Polyester verwendet werden. Die Polycarbonsäuren können aliphatischer, cycloaliphatischer, aromatischer und/oder heterocyclischer Natur sein und gegebenenfalls, z.B. durch Halogenatome, substituiert und/oder ungesättigt sein, Als Beispiele hierfür seien genannt: Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Trimellitsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Terephthalsäuredimethylester und Terephthalsäure-bis-glykolester. Als mehrwertige Alkohole kommen z.B. Ethylenglykol, Propylenglykol-(1,2) und -(1,3), Butylenglykol-(1,4) und -(2,3), Hexandiol-(1,6), Octandiol-(1,8), Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol (1,4-Bishydroxymethylcyclohexan), 2-Methyl-1,3-propandiol, Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-(1,2,6), Butantriol-(1,2,4), Trimethylolethan, Pentaerythrit, Chinit, Mannit und Sorbit, Methylglykosid, ferner Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Polyethylenglykole, Dipropylenglykol, Polypropylenglykole, Dibutylenglykol und Polybutylenglykole in Frage. Auch Polyester aus Lactonen, z.B. ε-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z.B. ω-Hydroxycapronsäure, sind einsetzbar. Weitere geeignete Polyester sind z.B. in Karsten "Lackrohstoff-Tabellen", 8. Auflage, 1987, beschrieben.
  • Als Hydroxylgruppen enthaltende Polyvinylverbindungen werden bevorzugt eingesetzt solche mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht (M n) von 1.000 bis 150.000. Dies sind bevorzugt:
    • 1. Polyacrylate mit einem Hydroxylgruppengehalt von 1 bis 10 Gew.-%. Diese Verbindungen werden in an sich bekannter Weise durch Copolymerisation von olefinisch ungesättigten Monomeren unter Mitverwendung von Hydroxylgruppen aufweisenden, olefinisch ungesättigten Monomeren hergestellt. Geeignete Monomere sind beispielsweise Acrylsäure- und/oder Methacrylsäurealkylester mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen im Alkylrest wie beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylacrylat oder n-Hexylmethacrylat und/oder Styrol. Geeignete hydroxyfunktionelle Monomere sind beispielsweise Hydroxyalkylester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen im Hydroxyalkylrest wie beispielsweise Hydroxyethyl-, 2-Hydroxypropyl-, 3-Hydroxypropyl-, 4-Hydroxybutyl- oder 6-Hydroxyhexylacrylat oder -methacrylat. Weitere geeignete Produkte sind z.B. in Karsten "Lackrohstoff-Tabellen", 8. Auflage, beschrieben.
    • 2. Copolymerisate mit einem Hydroxylgruppengehalt von 1 bis 10 Gew.-%. Diese Verbindungen werden in an sich bekannter Weise durch Copolymerisation von olefinisch ungesättigten Monomeren unter Mitverwendung von zur späteren Freisetzung von Hydroxylgruppen geeigneten, olefinisch ungesättigten Monomeren hergestellt. Geeignete Monomere sind beispielsweise Vinylacetat, Vinylbutyral, Maleinsäure, Maleinsäuredi-n-butylester, Crotonsäure, Vinyllaurat, Acrylnitril und Ethylen. Die Hydroxylgruppen werden beispielsweise durch partielle Verseifung von Acetatgruppen oder durch Copolymerisation mit Hydroxylgruppen aufweisenden Vinylverbindungen wie z,B, unter 1. aufgeführt, erhalten, Als Beispiel für geeignete Hydroxylgruppen aufweisende Copolymere sei Polyvinylbutyral angeführt.
  • Derartige und weitere Produkte dieser Art sind kommerziell erhältlich und z,B, in Karsten "Lackrohstoff-Tabellen, 8. Auflage, beschrieben.
  • Polyisocyanat-Verbindungen, die beim erfindungsgemäßen Farbakzeptorelement als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der Farbakzeptorschicht eingesetzt werden können, sind beispielsweise:
    • (i) einfache organische Polyisocyanate des Molekulargewichtsbereichs 168 bis 300 wie z,B, 1,6-Diisocyanatohexan, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan, 2,4- und/oder 2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'- und/oder 2,4'-Diisocyanatodiphenylmethan oder 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan.
      Diese einfachen Diisocyanate werden allerdings weniger bevorzugt verwendet.
    • (ii) Modifizierte "Lackpolyisocyanate" mit einem mittleren Molekulargewicht von bis 1.000, d.h., die an sich bekannten Urethan-, Biuret-, Isocyanurat-, Uretdion-, Uretonimin- oder Oxadiazintriongruppen aufweisenden, modifizierten Polyisocyanate auf Basis der unter (i) genannten einfachen Diisocyanate, wie beispielsweise das Tris-(6-isocyanatohexyl)-biuret oder dessen Gemische mit seinen höheren Homologen oder das Tris-(6-isocyanatohexyl)-isocyanurat oder seine Gemische mit seinen höheren Homologen und gegebenenfalls mit dem Bis-(6-isocyanatohexyl)-uretdion oder Bis-(6-isocyanatohexyl)-oxadiazintrion.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise Ausgangspolyisocyanate mit aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen eingesetzt. Aliphatische Lackpolyisocyanate der unter (ii) beispielhaft genannten Art sind besonders bevorzugte Ausgangsmaterialien, gegebenenfalls im Gemisch mit aromatischen Polyisocyanaten.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, Polyisocyanat-Verbindungen einzusetzen, die noch eingebaute Carboxylatgruppen aufweisen. Dies wäre beispielsweise dadurch möglich, daß man z.B. Hydroxycarbonsäuren wie z.B. Dimethylolpropionsäure mit den entsprechenden Mengen Isocyanat umsetzt.
  • Polyole und Polyisocyanate bilden zusammen ein reaktives Gemisch zur Erzeugung des wesentlichen Bestandteils oder Hauptbestandteils der erfindungsgemäßen Farbakzeptorschicht. Die Polyole und Polyisocyanate werden dabei so ausgewählt und in einem solchen Mischungsverhältnis verwendet, daß bei der Aushärtung ein vernetztes, nicht mehr lösliches Polyurethan entsteht, das mindestens 4 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-% und noch mehr bevorzugt 6 bis 12 Gew.-%, Urethangruppen (-O-CO-NH-) enthält. Ein wesentlicher Anteil dieser Urethangruppen wird bei der Reaktion der Polyole mit den Polyisocyanaten neu gebildet, jedoch kann ein weiterer Anteil der Urethangruppen bereits in der Polyolkomponente und/oder der Polyisocyanatkomponente enthalten gewesen sein. Das Verhältnis von Isocyanatgruppen zu Hydroxylgruppen liegt vor der Vernetzung zwischen 0,6 : 1 und 1,5 : 1 und vorzugsweise bei ca. 1 : 1.
  • Die Ausgangsprodukte für die Erzeugung der erfindungsgemäßen Polyurethane können auch im Gemisch mit anderen bekannten, vorzugsweise nicht reaktiven Harzen für Farbakzeptorschichten eingesetzt werden; z.B. können die nachstehenden Polymere a) bis e) alleine oder als Mischungen von einem oder mehreren in Kombination mit den Polyolen und Polyisocyanaten verwendet werden:
    • a) Polymere, die Esterbindungen enthalten: Polyester, Polyacrylester, Polycarbonate, Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Styrol-Acrylate, Methylstyrol-Acrylate usw.
    • b) Polymere, die Urethanbindungen enthalten: Polyurethane, Polyesterurethane usw.
    • c) Polymere, die Amidbindungen enthalten: Polyamide, Polyesteramide usw.
    • d) Polymere, die Harnstoffbindungen enthalten: Polyharnstoffe usw.
    • e) Polymere, die andere hochpolare Bindungen enthalten, wie z.B. Polystyrole, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril, Polyether, Polysulfone, Polyetherketone, Polyhydantoin, Polyimide, Styrol-MSA-Copolymere, Cellulosederivate usw.
  • Beispiele für solche Harze sind z.B. beschrieben in EP-A-0 227 094, EP-A-0 228 066, EP-A-0 133 011, EP-A-0 133 012 oder EP-A-0 144 247.
  • In den Fällen, in denen die Ausgangsprodukte für die Erzeugung der erfindungsgemäßen Polyurethane in Kombination mit anderen Harzen verwendet werden, beträgt der Anteil der anderen Harze zwischen 0 und 50 Gew.-% der gesamten Mischung.
  • Hochsiedende Lösungsmittel oder Weichmacher können ebenfalls der Farbakzeptorschicht zugesetzt werden. Sie können z.B. für eine bessere Löslichkeit der übertragenen Farbstoffe sorgen. Brauchbare Vertreter dieser Verbindungen sind z.B. angeführt in JP 62/174 754, JP 62/245 253, JP 61/209 444, JP 61/200 538, JP 62/136 646, JP 62/30 274.
  • Der Farbakzeptorschicht können z.B. zur Erhöhung der Bildschärfe oder zur Verbesserung des Weißheitsgrades Pigmente oder Mischungen mehrerer Pigmente, wie z.B. Titandioxid, Zinkoxid, Kaolin, Ton, Calciumcarbonat oder Aerosil, zugegeben werden.
  • Zur weiteren Steigerung der Lichtstabilität des übertragenen Bildes können, falls notwendig, ein oder verschiedene Arten von Additiven, wie z.B. UV-Absorber, Lichtstabilisatoren oder Antioxidantien, zugesetzt werden.
  • Die Farbakzeptorschichten der vorliegenden Erfindung können ein Gleitmittel zur Verbesserung der Gleiteigenschaften, vornehmlich zwischen Donor- und Akzeptorelement, enthalten. Beispielsweise können feste Wachse wie Polyethylenwachs, amidische Wachse oder Teflonpulver eingesetzt werden. Aber auch gegebenenfalls fluorhaltige Tenside, Paraffin-, Silicon- oder fluorhaltige Öle oder siliconhaltige Copolymere wie Polysiloxanpolyethercopolymere können für diesen Zweck verwendet werden.
  • Das genannte Gleitmittel kann auch als separate Beschichtung, z.B. als Dispersion oder als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel als "Topcoat" aufgebracht werden. Die Dicke einer solchen Schicht beträgt dann vorzugsweise 0,01 bis 5 µm, besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 2 µm.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Farbakzeptorelementes ist darin zu sehen, daß das in der Farbakzeptorschicht verwendete Polyurethan aufgrund des vergleichsweise hohen Gehaltes an Urethangruppen und des hierdurch bewirkten hohen Vernetzungsgrades eine außerordentlich geringe Klebeneigung aufweist. Daher kann auf die Verwendung eines Gleitmittels, sei es in zugemischter Form oder als separate Beschichtung, auch verzichtet werden, ohne daß es bei dem Farbübertrag zu einem Anhaften der Schichten kommt. Dies ist vor allem deswegen vorteilhaft, weil bei Verwendung eines Gleitmittels häufig eine verminderte Farbdichte, Schärfe und Stabilität des übertragenen Farbbildes beobachtet wird.
  • Als Träger für die Farbakzeptorschichten können verschiedene Materialien verwendet werdend Es ist möglich, transparente Filme wie z.B. Polyethylenterephthalat-, Polycarbonat-, Polyethersulfon-, Polyolefin-, Polyvinylchlorid-, Polystyrol-, Cellulose- oder Polyvinylalkoholcopolymer-Filme einzusetzen. Natürlich kommen auch reflektierende Unterlagen wie die verschiedensten Arten von Papieren, z.B. Polyolefin-beschichtetes Papier oder pigmentierte Papiere, zum Einsatz. Auch Laminate aus den o.g. Materialien sind anwendbar. Typische Kombinationen stellen Laminate aus Cellulosepapier und synthetischem Papier, Cellulosepapier und Polymerfilmen oder Polymerfilmen und synthetischem Papier oder auch weiteren Kombinationen dar.
  • Die Träger sorgen für die notwendige mechanische Stabilität des Farbakzeptorelements. Wenn die Farbakzeptorschicht über eine ausreichende mechanische Stabilität verfügt, kann auf einen zusätzlichen Träger verzichtet werden.
  • Die Farbakzeptorschichten der vorliegenden Erfindung haben vorzugsweise eine Gesamtschichtdicke im Bereich von 0,3 bis 50 µm, besonders bevorzugt von 0,5 bis 10 µm, wenn ein Träger der oben beschriebenen Art verwendet wird oder wenn auf diesen verzichtet wird, im Bereich von 3 bis 120 µm. Die Farbakzeptorschicht kann aus einer Einzelschicht bestehen, es können aber auch zwei oder mehrere Lagen auf den Träger aufgebracht werden. Bei der Verwendung von transparenten Trägern kann eine beidseitige Beschichtung zur Erhöhung der Farbintensität vorgenommen werden, wie z.B. in der EP-A-0 452 566 beschrieben.
  • Das Farbempfangselement der vorliegenden Erfindung kann auch verschiedene Zwischenschichten zwischen Unterlage und der eigentlichen Farbakzeptorschicht enthalten. Abhängig von den spezifischen Eigenschaften des verwendeten Materials kann die Zwischenschicht als federndes Element (elastische Schicht), als Sperrschicht für den übertragenen Farbstoff oder auch als Haftschicht jeweils abhängig von der speziellen Anwendung wirken. Als Material kommen z.B. Urethan-, Acrylat- oder Olefinharze, aber auch Butadienkautschuke oder Epoxide in Frage. Die Dicke dieser Zwischenschicht liegt üblicherweise zwischen etwa 1 bis 2 und 20 µm. Diffusionssperrschichten haben die Aufgabe, die Diffusion der übertragenen Farbstoffe in den Träger zu verhindern. Materialien, die diese Aufgabe erfüllen, können in Wasser oder in organischen Lösungsmitteln oder in Mischungen löslich sein. Geeignete Materialien sind z.B. Gelatine, Polyacrylsäure, Maleinsäureanhydridcopolymere, Polyvinylalkohol oder Celluloseacetat.
  • Die gegebenenfalls vorhandenen zusätzlichen Schichten wie elastische Schicht, Diffusionssperrschicht, Haftschicht usw. sowie die eigentliche Farbakzeptorschicht, können z.B. Silikat-, Ton-, Aluminiumsilicat-, Calciumcarbonat-, Calciumsulfat-, Bariumsulfat-, Titandioxid-, Aluminiumoxidpulver enthalten.
  • Die Farbakzeptorelemente der vorliegenden Erfindung können auch vorder- oder rückseitig auf die übliche Art und Weise antistatisch ausgerüstet sein. Sie können mit Markierungen, vorzugsweise auf der Rückseite des Trägers, versehen sein, um eine genaue Positionierung während des Druckprozesses zu ermöglichen.
  • Das erfindungsgemäße Farbakzeptorelement kann mit den auf dem Thermosublimationsdruck-Gebiet üblichen Farbdonorelementen kombiniert werden.
  • Die in einem Thermosublimationsdrucker erhaltenen Farbbilder zeichnen sich durch hohe Auflösung, hohe Farbdichten, hohe Brillanz und gute Langzeitstabilität aus.
  • Die Verarbeitung des Gemisches zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Farbakzeptorschichten erfolgt üblicherweise aus Lösung. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Methylethylketon, Toluol, Xylol, Butylacetat, Methylenchlorid, Chlorbenzol, Tetrahydrofuran oder Dioxan. Die Lösung kann durch Gießen oder Rakeln oder durch Bedrucken auf den Träger aufgebracht werden. Die Beschichtung wird anschließend getempert, um das Lösungsmittel zu entfernen und eine Vernetzung der Polyole und Polyisocyanate unter Ausbildung des vernetzten Polyurethans zu bewirken. Die Bedingungen der Temperung richten sich nach den Gegebenheiten des Einzelfalls, z.B. der Art der Unterlage und des verwendeten Lösungsmittels, der Schichtdicke und der Reaktivität der eingesetzten reaktiven Komponenten.
    • Beispiele
  • Die in Tabelle 1 aufgeführten Rezepturen wurden zur Herstellung von Farbakzeptorschichten eingesetzt. Die Stöchiometrie wurde so gewählt, daß gleiche Äquivalente Isocyanat- und Hydroxylgruppen vorlagen. Die jeweilige Lieferform der Ausgangsverbindungen wurde mit Methylethylketon so verdünnt, daß 25 %ige Lösungen incl. 0,25 % Zinn-II-octoat (Desmorapid® SO) mit Hilfe einer Rakel in einer Naßfilmdicke von 25 µm auf ein Papier gegossen werden konnten, das beidseitig mit Polyethylen beschichtet war und auf dessen eine Seite über das Polyethylen zusätzlich eine Gelatineschicht aufgebracht worden war, Auf diese Seite wurde die Beschichtung aufgetragen. Die Beschichtungen wurden im Umlufttrockenschrank bei 70°C 30 min getrocknet. Diese Proben werden in der Tabelle mit A bezeichnet, Anschließend wurde bei den in der Tabelle mit B bezeichneten Proben eine 0,5 %ige Lösung in Ethanol von Tego Glide 410 (Firma Goldschmidt) mit einer Naßfilmdicke von 24 µm aufgebracht und im Umlufttrockenschrank bei 70°C getrocknet. Auf die erhaltenen Farbstoffempfangselemente wurden mit einem Mitsubishi CP-100 E Videoprinter unter Verwendung der Mitsubishi-Farbstoffkassette CK-100 S Testbilder erzeugt.
  • Die Farbakzeptorschichten, die aus den erfindungsgemäßen vernetzten Systemen aufgebaut sind, zeichnen sich durch erhöhte Farbdichten und stark verringerte Klebeneigung der Drucke aus, Außerdem besitzen sie hohe Schärfe nach Temperung.
  • Bei den in der Tabelle beschriebenen Proben wurden folgende Prepolymere verwendet:
    • a) Polyisocyanate (Spalte "P-iso")
      • 1. Desmodur® 3390
        aliphatisches Polyisocyanat
        NCO-Gehalt: ca, 19,4 %
      • 2. Desmodur® 2550
        niedrig-viskoses, aliphatisches Polyisocyanat
        NCO-Gehalt: ca, 22 %
      • 3. Desmodur® 4370
        polyfunktionelles, aliphatisches Polyisocyanat
        NCO-Gehalt: ca. 11,5 %
      • 4. Desmodur® W
        4,4'-Diisocyanato-dicyclohexylmethan
      • 5. Desmodur® H
        Hexamethylendiisocyanat
      • 6. Desmodur® HL
        aromatisch-aliphatisches Polyisocyanat
        NCO-Gehalt: ca. 10,5 %

      Desmodur® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Bayer AG, Leverkusen.
    • b) Polyole (Spalte "P-ol")
      • 1. Desmophen® A 265
        hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat
        OH-Gehalt: ca. 2,2 %
      • 2. Desmophen® 680
        hydroxylgruppenhaltiger Polyester, enthält verzweigte, schwach ungesättigte C₁₈-Fettsäuren
        OH-Gehalt: ca, 2,0 %
      • 3. Crelan® U 502
        hydroxylgruppenhaltiger, ölfreier, gesättigter Polyester auf Terephthalatsäurebasis
        OH-Gehalt: ca. 1,5 %
      • 4. Desmophen® A 160
        hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat
        OH-Gehalt: ca. 1,6 %
      • 5. Desmophen® 670
        schwach verzweigter, hydroxylgruppenhaltiger Polyester
        OH-Gehalt: ca. 4,3 %
      • 6. Desmophen® 900 U
        hydroxylgruppenhaltiger, verzweigter Polyether
        OH-Gehalt: ca, 8,8 %
      • 7. Desmophen® A 365
        hydroxylgruppenhaltiges Polyacrylat
        OH-Gehalt: ca, 2,8 %
      Desmophen® und Crelan® sind eingetragene Warenzeichen der Bayer AG, Leverkusen.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
  • Die mit "A" bezeichneten Beispiele enthalten kein Gleitmittel.
  • Die mit "B" bezeichneten Beispiele enthalten zusätzlich eine separate Schicht Gleitmittel.
  • In entsprechender Weise wurden weitere Farbakzeptorelemente gemäß vorliegender Erfindung hergestellt. Die verwendeten Rezepturen und die mit ihnen erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
    Figure imgb0003
  • Weitere Proben 24 und 25 wurden hergestellt, indem die Zusammensetzungen der Proben 18 und 23 auf eine transparente PET-Folie der Dicke 175 µm (anstelle des Polyethylen-beschichteten Papiers) aufgebracht wurden, Es wurden die gleichen Ergebnisse erzielt wie in Tabelle 2 angegeben.

Claims (7)

  1. Farbakzeptorelement für das Thermosublimationsdruckverfahren mit einer Farbakzeptorschicht, die im wesentlichen aus einem durch Vernetzung gebildeten Polyurethan besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan aus einem hydroxylgruppenhaltigen
    a) Polyester,
    b) Polyether,
    c) Acrylat-Copolymerisat, oder
    d) aus einem oder mehreren der Monomere Vinylacetat, Vinylbutyral, Maleinsäure, Maleinsäuredi-n-butylester, Crotonsäure, Vinyllaurat, Acrylnitril und Ethylen aufgebauten Copolymerisat
    durch Vernetzung mit einem Polyisocyanat gebildet ist und mindestens 4 Gew.-% Urethangruppne (-O-CO-NH-) aufweist.
  2. Farbakzeptorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan 5 bis 20 Gew.-% Urethangruppen aufweist.
  3. Farbakzeptorelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan durch Vernetzung aus einer gegebenenfalls urethangruppenhaltigen Polyolkomponente mit einer gegebenenfalls urethangruppenhaltigen Polyisocyanatkomponente gebildet ist.
  4. Farbakzeptorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Polyol der Polyolkomponente 3 oder mehr Hydroxylgruppen enthält und/oder mindestens ein Polyisocyanat der Polyisocyanatkomponente 3 oder mehr Isocyanatgruppen enthält.
  5. Farbakzeptorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolkomponente aus einem oder mehreren hydroxylgruppenhaltigen Polyestern, einem oder mehreren hydroxylgruppenhaltigen Polyethern und/oder einer oder mehreren hydroxylgruppenhaltigen Polyvinylverbindungen besteht.
  6. Farbakzeptorelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatkomponente aus einem oder mehreren, gegebenenfalls Urethan-, Biuret-, Isocyanurat-, Uretdion-, Uretonimin- oder Oxadiazintriongruppen aufweisenden Polyisocyanaten besteht.
  7. Farbakzeptorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es kein Gleitmittel enthält.
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