FR2545950A1 - Systeme de formation d'image par migration avec revetement - Google Patents

Abstract

UN ELEMENT DE FORMATION D'IMAGE COMPREND UN SUBSTRAT 11, UNE COUCHE 13 SUR LE SUBSTRAT, ISOLANTE, POUVANT GONFLER, SUSCEPTIBLE DE SE RAMOLLIR, CETTE COUCHE PRESENTANT UN MATERIAU DE MARQUAGE PAR MIGRATION EN PARTICULES 14 AU MOINS AU DROIT, OU A PROXIMITE, DE SA SURFACE DISTANTE DU SUBSTRAT, ET UN REVETEMENT PROTECTEUR 15 COMPORTANT UNE RESINE DE FORMATION DE PELLICULE, DONT UNE PARTIE S'ETEND AU-DESSOUS DE LA SURFACE SUSCEPTIBLE DE SE RAMOLLIR. ON PEUT PREPARER L'ELEMENT AVEC L'AIDE D'UN MATERIAU FAISANT GONFLER AU MOINS LA SURFACE DE LA COUCHE 13 SUSCEPTIBLE DE SE RAMOLLIR AFIN DE PERMETTRE LA PENETRATION DE LA RESINE DE FORMATION DE PELLICULE AU-DESSOUS DE SA SURFACE.

Description

La présente invention concerne la formation d'image par migration en

général et, plus spécifiquement, un élément revêtu de formation d'image par migration et

son processus de préparation.

On a mis au point des systèmes de formation d'image par migration capables de donner des images de

haute qualité, ayant une densité élevéeune teinte conti-

nue et une résolution de valeur élevée De tels systèmes de formation d'image par migration sont décrits, par exemple, dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique N O

3 909 262, que l'on supposera ici connu dans sa totalité.

Dans un mode de réalisation typique de système de forma-

tion d'image par migration, un élément de formation d'ima-

ge comprenant un substrat, une couche de matériau suscep-

tible de se ramollir, et un matériau de marquage photosen-

sible,fait l'objet d'une formation d'image en formant

d'abord une image latente par charge électrique de l'élé-

ment et exposition de l'élément chargé à une configura-

tion de rayonnement électromagnétique d'activation tel que la lumière Dans le cas o le matériau de marquage 2.

photosensible a à l'origine la forme d'une couche pou-

vant se briser, contiguë ci la surface supérieure de la couche susceptible de se ramollir, les particules de marquage dans la zone exposée de l'élément migrent vers le substrat lorsque l'élément est développé par ramollis-

sement de la couche susceptible de se ramollir.

L'expression "susceptible de se ramollir" tel-

le qu'elle est utilisée ici s'entend pour tout matériau

pouvant être rendu plus perméable, ce qui permet aux par-

ticules de migrer dans sa masse Il est classique que le

changement de perméabilité d'un tel matériau, ou la réduc-

tion de sa résistance à la migration d'un matériau de marquage par migration soit obtenu par dissolution, fusion

et ramollissement en faisant appel à des techniques tel-

les que, par exemple, le contact avec de la chaleur,des vapeurs, des solvants partiels, des vapeurs de solvant, des solvants et leurs combinaisons, ou alors par réduction de la viscosité du matériau susceptible de se ramollir en

employant n'importe quel moyen approprié.

L'expression couche ou matériau "pouvant se

briser" telle qu'elle est utilisée ici signifie toute cou-

che ôu tout matériau qui est capable de se rompre pendant le développement, ce qui permet à des parties de la couche de migrer vers le substrat ou sinon d'en être extraites La couche pouvant se briser peut se présenter sous forme de

particules, être semi-continue, ou microscopiquement dis-

continue dans les divers modes de réalisation des éléments

de formation d'image par migration de la présente inven-

tion De telles couches pouvant se briser de matériau de marquage sont typiquement contiguës à la surface de la couche susceptible de se ramollir espacée du substrat, et

peuvent être sensiblement enfouies dans la couche suscep-

tible de se ramollir dans les divers modes de réalisation d'éléments de formation d'image du système de la présente

invention.

3. L'expression "contigu" telle qu'elle est utilisée ici signifie "contact réel", "toucher"; ainsi que "proche", bien que non en contact, et avoisinant, et a pour but de décrire généralement la relation de la couche de matériau de marquage pouvant se briser dans la couche susceptible

de se ramollir, vis-à-vis de la surface de la couche suscep-

tible de se ramollir espacée du substrat.

Il existe d'autres systèmes pour former de telles images, o des matériaux de marquage non-photosensibles ou inertes sont disposés dans les couches pouvant se briser citées ci-dessus, ou dispersés dans la couche susceptible

de se ramollir, comme cela est décrit-dans le brevet men-

tionné ci-dessus, lequel décrit également diverses métho-

des pouvant être utilisées pour former des images laten-

tes sur des éléments de formation d'image par migration.

On peut utiliser divers moyens pour développer les images latentes dans le système de formation d'image par migration de la présente invention Ces procédés de

développement comprennent le lavage par solvant, le ramol-

lissement par vapeur de solvant, le ramollissement par ap-

port de chaleur et des combinaisons de ces procédés, ainsi

que toute autre méthode permettant de modifier la résis-

tance du matériau susceptible de se ramollir à la migra-

tion du matériau de marquage en particules à travers la

couche susceptible de se ramollir pour permettre une mi-

gration suivant la configuration d'image des particules

dans la direction du substrat Dans le procédé de dévelop-

pement par lavage par solvant ou de développement en mé-

nisque, le matériau de marquage par migration migre sui-

vant la configuration de l'image vers le substrat en tra-

versant la couche susceptible de se ramollir, laquelle

est ramollie et dissoute, laissant une image de particu-

les ayant migré correspondant à la configuration d'image désirée sur le substrat, avec le matériau de la couche susceptible de se ramollir éliminé totalement ou presque 4. totalement On a utilisé dans le passé divers méthodes et matériaux et leurs combinaisons pour fixer de telles images obtenues par migration, non fixées Dans les modes de développement par ramollissement à la chaleur ou par vapeur, la couche susceptible de se ramollir est ramollie pour permettre une migration suivant la configuration

d'image du matériau de marquage vers le substrat, et l'élé-

ment d'image développé comprend généralement le substrat qui présente des particules de marquage ayant migré tout près de l'interface formé par la couche susceptible de se ramollir et le substrat, avec la couche susceptible de

se ramollir et les matériaux de marquage n'ayant pas mi-

gré intacts sur le substrat, dans un état voisin de leur

état d'origine.

Les parties de fond d'un élément ayant donné une image peuvent être rendues transparentes au moyen d'un

effet d'agglomération Dans ce système, un élément de for-

mation d'image, comprenant une couche susceptible de se

ramollir qui contient une couche pouvant se briser de ma-

tériau de marquage par migration, électriquement photosen-

sible, donne une image dans un mode de fonctionnement du procédé en chargeant électrostatiquement l'élément, en l'exposant à une configuration d'image du rayonnement électromagnétique d'activation, et la couche susceptible de se ramollir est ramollie par exposition d'une durée de quelques secondes à une vapeur de solvant, ce qui a pour effet de provoquer une migration sélective du matériau de migration dans la couche susceptible de se ramollir dans les zones qui étaient précédemment exposées au rayonnement activant L'image développée par vapeur est soumise à une étape de chauffage, ce qui provoque l'agglomération du matériau de migration dans les zones non exposées ou sa floculation, laquelle est souvent accompagnée d'une fusion des particules de matériau de marquage, d'o il résulte une image de fond très faible En variante, on peut former 5. l'image par migration en effectuant un chauffage suivi

d'une exposition à des vapeurs de solvant et d'une secon-

de étape de chauffage qui se traduit par une réduction du fond Dans ces systèmes de formation d'image ainsi que dans les techniques de développement par chaleur ou va- peur décrites précédemment, la couche susceptible de se ramollir reste sensiblement intacte après développement, avec image auto-fixée car les particules du matériau de marquage sont emprisonnées à l'intérieur de la couche

susceptible de se ramollir.

En général, la couche susceptible de se ramollir

des éléments de formation d'image par migration est ca-

ractérisée par sa sensibilité à l'abrasion et aux corps étrangers de contamination Comme une couche pouvant se

briser est située au droit, ou à proximité, de la surfa-

ce de la couche susceptible de se ramollir, l'abrasion peut facilement enlever une partie de la couche pouvant se briser et avoir un effet néfaste sur l'image finale Des corps étrangers de contamination tels que des empreintes digitales peuvent également provoquer l'apparition de défauts dans une image finale quelconque En outre, la couche susceptible de se ramollir a tendance à provoquer

un blocage des éléments de formation d'image par migra-

tion,lorsque des éléments multiples sont empilés ou lors-

que le matériau de formation d'image par migration est

bobiné en rouleaux à des fins de stockage ou de trans-

port Le blocage est l'adhérence d'objets contigus les

uns aux autres.

On peut réduire la sensibilité à l'abrasion et

aux corps étrangers de contamination en formant un revê-

tement tels que ceux décrits dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique N O 3 909 262 cité ci-dessus Cependant, comme les mécanismes de formation d'image par migration

dépendent d'une manière critique des propriétés électri-

ques de la surface de la couche susceptible de se ramollir 6.

et du jeu mutuel complexe des divers processus électri-

ques impliquant l'injection de charges à partir de la sur-

face, le transport de charges à travers la couche suscep-

tible de se ramollir, la capture de charges par les par-

ticules photosensibles et l'éjection de charges à partir des particules photosensibles, etc, l'application d'un revêtement à la couche susceptible de se ramollir est

souvent à l'origine de changements dans l'équilibre dé-

licat entre ces processus, et se traduit par une dégra-

dation des caractéristiques photographiques par rapport

à l'élément de formation d'image par migration non revê-

tu En particulier, la densité de contraste photographi-

que est dégradée La densité de contraste est la diffé-

rence entre la densité optique maximum et la densité

optique minimum d'une image On mesure la densité opti-

que par des densitomètres à diffusion avec un filtre Wratten bleu N O 94 L'expression "densité optique"'telle qu'elle est utilisée ici signifie "densité optique par transmission", et donnée par la formule suivante log 10 l l/l

o 1 est l'intensité de la lumière transmise et 10 l'in-

tensité de la lumière incidente En utilisant la pellicu-

le haute densité décrite dans la demande en attente D/82122, ayant pour titre "MULTISTAGE DEPOSITION PROCESS", déposée en avril 1983, aux noms de Philip H Soden et

Paul S Vincett, que l'on supposera ici connue, on a trou-

vé que les caractéristiques photographiques, et en parti-

culier la densité de contraste de l'élément de formation d'image par migration, revêtu des matériaux et préparé en conformité avec la technique décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 909 262 cité ci-dessus

étaient grandement dégradées lorsqu'on procédait à un dé-

veloppement thermique Des études expérimentales récen-

tes des mécanismes de formation d'image ont été effectuées

avec la technique du courant stimulé thermiquement (CST).

7. La technique du courant stimulé thermiquement fait

l'objet d'une description, par exemple, dans la thèse

de doctorat ayant pour titre "Thermally Stimulated Discharge of Polymer Electrets" University de Leiden, 1972 et "Electrets, Charge Storage and Transport in Dielectrics", édité par M M Perlman, 1972, The Electrochemical Society, Inc Ces études expérimentales

par courant stimulé thermiquement des éléments de forma-

tion d'image par migration non revêtus et revêtus ont montré que la perte de la densité de contraste est due

au captage de la charge de surface injectée à l'inter-

face revêtement/couche susceptible de se ramollir Ainsi,

pendant le développement thermique, l'élément de forma-

tion-d'image par migration est sujet aux effets combi-

nés d'un champ élevé et d'une haute température, ce qui est à l'origine d'une conduction activée thermiquement -excessive à l'intérieur des particules non exposées d'une manière similaire au processus photoconducteur

dans les particules exposées Il en résulte que la dis-

crimination (densité de contraste) entre les zones frap-

pées par la lumière et les zones sombres se trouve dé-

gradée En outre, beaucoup de revêtements n'apportent pas une protection suffisante contre l'abrasion et la

contamination par les empreintes digitales.

De plus, beaucoup de revêtements n'empêchent

pas le blocage lorsqu'on procède à l'empilage ou à l'en-

roulement enbobine d'éléments de formation d'image par

migration En outre, pour des applications o l'on uti-

lise des éléments de formation d'image par migration

pour la composition d'originaux d'impression o l'on fi-

xe temporairement par une bande adhésive à un substrat ces éléments comportant des images, puis les utilise de

nouveau, il arrive très souvent que l'élément soit en-

dommagé lors de l'enlèvement de la bande adhésive et ren-

du inutilisable pour un nouvel emploi Cet endommagement 8. a généralement deux formes Tout d'abord, beaucoup de revêtements n'adhèrent pas bien à la couché susceptible

de se ramollir de l'élément de formation d'image et peu-

vent être séparés par flexion, ou être facilement sépa-

rés ou enlevés dans leur totalité de la couche suscep- tible de se ramollir lorsqu'on ôte la bande adhésive,ce

qui a pour effet d'éliminer toute résistance ultérieu-

re à l'abrasion En second lieu, la couche susceptible de

se ramollir qui contient les particules se sépare sou-

vent de la couche conductrice lors de l'enlèvement de la bande adhésive Par conséquent,-le revêtement doit non

seulement bien adhérer à la couche susceptible de se ra-

mollir mais également avoir des propriétés non-adhési-

ves pour permettre le dégagement de la bande adhésive et éviter l'endommagement de l'élément de formation

d'image par migration.

De plus, c'est un fait connu que la durée de vie des charges, c'est-àdire la durée possible-entre

charge et exposition avant que ne se produise une dé-

gradation inacceptable-des propriétés sensitométriques,

d'éléments de formation d'image par migration non revê-

tus n'est que de l'ordre de quelques minutes pour un développement thermique Cela est dû au déclin obscur

rapide de la charge négative par effet couronne dépo-

sée sur la surface de la couche susceptible de se ramol-

lir De plus, dans de nombreuses applications pratiques,

il est nécessaire d'étendre la durée de vie de l'élé-

ment de formation d'image par migration.

Alors que certains éléments de formation

d'image par migration décrits ci-dessus présentent cer-

taines caractéristiques désirables, telles que la résis-

tance à l'abrasion et aux corps étrangers de contamina-

tion, il reste un besoin pour de meilleurs éléments de formation d'image par migration De plus, il existe un besoin pour de meilleurs éléments de formation d'image 9. par migration qui présentent une résistance plus grande

aux effets néfastes des empreintes digitales, du blo-

cage, de la défaillance de l'interface couche susceptible de se ramollir/couche de revêtement, et de l'abrasion, qui puissent résister aux essais avec une bande adhési- ve et qui puissent être développés par vapeur ou chaleur de manière à fournir essentiellement une pleine densité

de contraste.

Un objet de la présente invention est un élé-

ment de formation d'image par migration perfectionné

qui ne souffre pas des inconvénients notés ci-dessus.

Un autre objet de la présente invention est un procédé perfectionné de préparation d'un élément de

formation d'image par migration.

Un autre objet de la présente invention est un élément perfectionné de formation d'image par migration

ayant une plus grande tolérance vis-à-vis de l'abrasion.

Un autre objet de la présente invention est

un élément perfectionné de formation d'image par migra-

tion qui minimise le blocage.

Un autre objet de la présente invention est un élément perfectionné de formation d'image par migration qui présente une moins grande sensibilité aux empreintes digitales. Un autre objet de la présente invention est un élément perfectionné de formation d'image par migration qui fournisse essentiellement une pleine densité de contraste avec développement thermique en permettant un transport facile de charges pendant le développement à

travers le revêtement et l'interface avec la couche sus-

ceptible de se ramollir.

Un autre objet de la présente invention est un

élément perfectionné de formation d'image ayant des pro-

priétés de dégagement de surface qui sont incorporées dans la couche de revêtement de manière à conférer des 10.

propriétés anti-collage à sa surface extérieure.

Un autre objet de la présente invention est

un élément perfectionné de formation d'image par migra-

tion o la couche de revêtement adhère fortement à la couche susceptible de se ramollir. Un autre objet de la présente invention est

un élément perfectionné de formation d'ivage par migra-

tion, qui survive à un enlèvement d'une bande adhésive.

Un autre objet de la présente invention est

îo un élément perfectionné de formation d'image par migra-

tion qui assure essentiellement une pleine densité de

contraste avec une pellicule haute densité lors du dé-

veloppement par la chaleur.

Un autre objet de la présente invention est

un élément perfectionné de formation d'image par migra-

tion qui assure une durée de vie prolongée des charges

pour le développement thermique.

Ces objets ainsi que d'autres objets de la pré-

sente invention sont obtenus en prévoyant un élément

perfectionné de formation d'image par migration, compre-

nant un substrat, une couche isolante vis-à-vis de l'électricité, pouvant se gonfler, susceptible de se ramollir sur le substrat, la couche susceptible de se ramollir ayant un matériau de marquage par migration situé au moins au droit ou à proximité, de sa surface

distante du substrat, et un revêtement protecteur com-

prenant une résine de formation de pellicule dont une partie se trouve audessous de la surface du matériau

susceptible de se ramollir.

La présente invention prévoit également un procédé de préparation d'un élément de formation d'image par migration, comprenant la fourniture d'un substrat, la formation sur le substrat d'une couche isolante vis-à-vis de l'électricité pouvant gonfler, susceptible de se ramollir, la couche susceptible de se ramollir 11. ayant un matériau de marquage par migration situé au moins au droit ou à proximité, de sa surface à l'opposé du substrat,et l'application à la couche susceptible

de se ramollir d'un mélange formant revêtement protec-

teur, le mélange formant revêtement protecteur compre- nant une résine de formation de pellicule et un matériau

qui fait gonfler au moins la surface de la couche suscep-

tible de se ramollir, d'o il résulte que la résine de formation de pellicule pénètre la surface de la couche

lo susceptible de se ramollir.

La présente-invention sera mieux comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les

dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe, en partie schématique, d'un élément typique de formation d'image par migration constitué de couches; La figure 2 est une vue en coupe, en partie schématique, d'un élément typique de formation d'image par migration structuré par liant; La figure 3 est une vue en coupe, en partie

schématique d'un mode de réalisation préféré d'un élé-

ment nouveau de formation d'image par migration compor-

tant un revêtement selon la présente invention; Les figures 4 représentent des vues en coupe,

en partie schématique, des étapes de processus de forma-

tion de modes de réalisation préférés de la présente invention.

Ces figures représentent d'une manière schéma-

tique la présente invention et ne sont pas destinées à

indiquer des cotes et des dimensions relatives d'élé-

ments réels de formation d'image ou de leurs composants.

En figures 1 et 2, on a représenté des éléments

de formationd'image par migration pouvant être typique-

ment utilisés dans les processus de formation d'image par migration décrits ci-dessus L'élément 10 de formation 12. d'image par migration représenté en figure l comprend

un substrat 11, revêtu d'une couche de matériau 13-sus-

ceptible de se ramollir, la couche de matériau 13 pré-

sentant une couche 14 pouvant se briser de matériau de marquage par migration qui est contiguë à sa surface supérieure Des particules de matériau de marquage 14 apparaissent dans les figures en contact les unes avec les autres à cause des limitations matérielles de telles illustrations schématiques En réalité, les particules de matériau de marquage 14 sont espacées les unes des autres d'une distance inférieure à un micron Dans les divers modes de réalisation, le substrat de support 11 peut être soit isolant vis-à-vis de l'électricité, soit

électriquement conducteur Dans certains modes de réali-

sation, le substrat conducteur de l'électricité peut com-

porter un substrat de support 11 ayant un revêtement conducteur 12 appliqué sur la surface d'un substrat de support sur lequel est également appliquée la couche 13

susceptible de se ramollir Le substrat 11 peut être opa-

que, translucide ou transparent dans les divers modes de réalisation y compris dans les modes de réalisation o la couche 12 conductrice de l'électricité de revêtement peut

être elle-même partiellement ou très transparente La cou-

che de matériau de marquage 14 pouvant se briser, conti-

guë à la surface supérieure de la couche 13 susceptible

de se ramollir, peut être enfouie légèrement, partielle-

ment ou totalement dans le matériau 13 à la surface su-

périeure de celui-ci.

En figure 2, l'élément 10 de formation d'image par migration comprend également un substrat de support 11 comportant une couche conductrice 12 et une couche de

matériau 13 susceptible de se ramollir sur la précéden-

* te Cependant, dans cette configuration, le matériau 14 de marquage par migration est dispersé dans toute la

couche 13 dans une configuration structurée par liant.

13. comme dans le mode de réalisation avec configuration en couches illustré en figure 1, le substrat peut être opaque, translucide, ou transparent, isolant vis-à-vis

de l'électricité ou conducteur de l'électricité.

En figure 3, un mode de réalisation préféré d'une nouvelle structure revêtue, multi-couche, de la

présente invention est représenté o le substrat de sup-

port 11 présente une couche conductrice 12 et une couche

de matériau 13 susceptible de se ramollir qui est appli-

quée sur la précédente Dans le mode de réalisation il-

lustré en figure 3, le matériau 14 de marquage par mi-

gration est initialement disposé dans une couche pouvant se briser qui est contiguë à la surface supérieure de la

couche 13 Cependant, dans d'autres modes de réalisa-

tion, le matériau 14 de marquage par migration peut être dispersé dans la couche 13 susceptible de se ramollir comme dans la configuration avec structure par liant

illustrée en figure 2 Dans le mode de réalisation préfé-

ré, représenté en figure 3, l'élément de formation d'ima-

ge par migration comprend également une couche de revê-

tement avantageuse 15 qui est appliquée sur la couche 13 susceptible de se ramollir Cependant, contrairement aux éléments de formation d'image par migration présentant un

revêtement décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique N O 3 909 262, une partie importante de la couche de revêtement 15 est située au-dessous de la surface de la

couche 13 Dans les divers modes de réalisation de l'élé-

ment de formation d'image par migration de la présente invention,la couche de revêtement 15 peut comprendre une autre couche ou composant de matériau non-adhésif ou de

matériau de dégagement.

Les matériaux pouvant être utilisés comme subs-

trat 11, comme revêtement conducteur 12, comme revêtement 13 susceptible de se ramollir, et comme matériau 14 de marquage par migration sont les mêmes matériaux que ceux 14. décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O

3 909 262 qu'on supposera ici connu Comme indiqué ci-

dessus,le substrat 11 peut être opaque, translucide, transparent, isolant vis-à-vis de l'électricité ou conducteur de l'électricité De même, le substrat et la

totalité de l'élément de formation d'image qu'il suppor-

te peuvent avoir n'importe quelle forme appropriée, et être, par exemple, un voile, un clinquant, un feuilleté,

ou analogues, une bande, une feuille, une bobine, un cy-

lindre, un tambour, une courroie sans fin, une bande sans fin, un disque circulaire ou avoir une autre forme La présente invention est plus particulièrement destinée à

être utilisée dans n'importe laquelle de ces configura-

tions. Le revêtement conducteur 12 peut, comme le

substrat ll,avoir n'importe quelle forme appropriée.

Il peut être constitué d'un métal de faible épaisseur déposé sous vide ou d'un revêtement d'oxyde métallique, d'un clinquant métallique, de particules conductrices de

l'électricité dispersées dans un liant et analogues.

Dans diverses variantes d'éléments nouveaux de

formation d'image par migration selon la présente inven-

tion, le matériau de marquage par migration peut être électriquement photosensible, photoconducteur, inerte sur

plan photosensible,magnétique, conducteur de l'électri-

cité, isolant vis-à-vis de l'électricité, ou être toute autre combinaison de matériaux pouvant être utilisés dans

les systèmes de formation d'image par migration.

Le matériau 13 susceptible de se ramollir peut être tout matériau approprié pouvant être ramolli par des solvants liquides, des vapeurs de solvant, par la chaleur ou des combinaisons de ce qui précède De plus, dans beaucoup de modes de réalisation de l'élément de

formation d'image par migration, le matériau 13 est ty-

piquement sensiblement isolant vis-à-vis de l'électricité 15.

et ne réagit pas chimiquement pendant les étapes d'ap-

plication de la force de mnigration et de développement de

la présente invention On notera que si la couche conduc-

trice 12 n'est pas utilisée,la couche 11 doit être de pré-

férence sensiblement conductrice de l'électricité pour les modes préférés d'application des forces électriques

de migration à la couche de migration Bien que la cou-

che susceptible de se ramollir ait été décrite comme ap- pliquée à un substrat dans certains modes de réalisation,

o 10 elle peut avoir elle-même une résistance et une intégri-

té suffisantes pour être sensiblement autonome et être amenée en contact avec un substrat approprié pendant le processus de formation d'image Il est particulièrement important que le matériau susceptible de se ramollir soit capable de gonfler lorsqu'il est mis en contact avec un

matériau appliqué avant, pendant ou après le dépôt du re-

vêtement protecteur.

On peut utiliser dans la couche 13 tout maté-

riau approprié pouvant gonfler, susceptible de se ramol-

lir Des matériaux typiques pouvant gonfler, susceptibles

de se ramollir comprennent les copolymères de styrène-

acrylate, les polystyrènes, les polystyrènes substitués

en alkydes, les copolymères styrène-oléfine, le styrène-

co-n-méthacrylate de butyle, un copolymère synthétisé sur demande de 80/20 % en mole de styrène et méthacrylate d'hexyle ayant une viscosité intrinsèque de 0,719 dl/g; d'autres copolymères de styrène et de méthacrylate d'hexyle, un

copolymère de styrène-vinyltoluène, le polyalpha-méthyl-

styrène, des copolyesters, des polyesters, des polyuré-

thanes, des polycarbonates, des co-polycarbonates, des

mélanges et des copolymères des précedents Le groupe pré-

cédent de matériaux n'est pas limitatif, mais illustre simplement des matériaux pouvant constituer les couches

susceptible de se ramollir.

La couche de revêtement 15 peut être isolante 16. vis-à-vis de l'électricité, électriquement conductrice, photosensible, photoconductrice, inerte sur le plan de

la photosensibilité, ou avoir tout autre propriété sou-

haitable Par exemple, dans le cas o la couche 15 est photoconductrice, on peut l'utiliser pour conférer à l'élé- ment de formation d'image de la sensibilité à la lumière

en faisant appel aux techniques de la technologie xéro-

graphique Le revêtement 15 peut être également trans-

parent, translucide ou opaque, en fonction du système de lo formation d'image dans lequel on doit utiliser l'élément revêtu La couche de revêtement 15 est continue et a de

préférence une épaisseur atteignant environ 5 à 10 mi-

crons,bien que des couches de revêtement plus épaisses

puissent convenir et être souhaitables dans certains mo-

des de réalisation Par exemple, si la couche de revête-

ment est conductrice de l'électricité, il n'y a virtuel-

lement aucune limitation quant à l'épaisseur, à l'excep-

tion des limitations pratiques que peuvent imposer la ma-

nutention et des questions de prix de revient De préfé-

rence, le revêtement doit avoir une épaisseur d'au moins environ 0,1 micron, et de manière optimale, d'au moins environ 0,5 micron Lorsque la couche de revêtement est

isolante vis-à-vis de l'électricité et présente une épais-

seur supérieure à environ 5 à 10 microns, il se peut que

des potentiels anormalement élevés aient davantage ten-

dance à s'établir sur l'élément de formation d'image pen-

dant le traitement et la formation d'image par migration.

Des revêtements isolants d'une épaisseur comprise entre environ 1 micron et environ 5 microns ont la préférence de manière à minimiser la capture des charges dans la

masse de la couche 15 Des matériaux typiques de revête-

ment comprennent un copolynère acrylique-styrène, des po-

lymères de méthacrylate, des copolymères de méthacryla-

te, des copolymères de styrène-méthacrylate de butyle, des résines de méthacrylate de butyle,des copolymères de 17. chlorure de vinyle, des homo ou copolymères fluorés, l'acétate de polyvinyle de poids moléculaire élevé, des

polymères et des copolymères organosilicones, des polyes-

ters, des polycarbonates, des polyamides et analogues.

La couche de revêtement 15 doit protéger la couche 13 susceptible de se ramollir de manière à conférer une plus

grande résistance contre les effets néfastes de l'abra-

sion La couche de revêtement 15 peut adhérer fortement à la couche 13 de manière à aider l'élément de formation

d'image par migration à supporter sans endommagement l'en-

lèvement d'une bande adhésive La couche 15 peut égale-

ment présenter des propriétés non-adhésives à sa surfa-

ce extérieure, qui confèrent une plus grande insensibili-

té aux empreintes digitales et au blocage,et qui améliorent encore la capacité de l'élément de formation d'image par migration à supporter l'enlèvement d'une bande adhésive Les

propriétés non-adhésivesde la couche 15 peuvent être inhé-

rentes, ou lui être conférées par incorporation d'une

autre couche ou composant en matériau non-adhésif On re-

marquera que ces couches de revêtement protègent les élé-

ments de formation d'image par migration avant la forma-

tion d'image, pendant la formation d'image et (avec d'au-

tres techniques de développement par liquide) après la

formation d'image.

Les revêtements doivent permettre le transport de charges dans la couche de revêtement 15 et, ce qui est

de plus importants, à travers l'interface revêtement/cou-

che susceptible de se ramollir au moins pendant le déve-

loppement thermique de l'image latente sur l'élément, et posséder diverses autres propriétéspermettant d'exécuter

de manière satisfaisante le processus de formation d'ima-

ge par migration de la présente invention Pour un déve-

loppement par vapeur,la couche de revêtement 15 doit permettre à la vapeur de solvant de pénétrer la couche 13

de manière à faciliter le transport de charges et à ramol-

18. lir la couche pour la migration des particules Pour un développement par chaleur, la couche de revêtement 15 doit permettre le transport de charges tout d'abord dans la masse de la couche 15, puis, et cela est crucial, à travers l'interface couche de revêtement/couche suscepti- ble de se ramollir soit avant soit au moins au cours du

premier stade de chauffage Alors que la première con-

dition peut être satisfaite avec de nombreux matériaux de revêtement, la seconde impose des restrictions très sévères à cause de l'existence normale d'une interface de blocage brutal entre la couche de revêtement et la

couche susceptible de se ramollir L'interface de bloca-

ge provoque des captures importantes de la charge de surface injectée jusqu'au dernier stade de développement thermique Par conséquent, les particules photosensibles sont sujettes aux effets combinés d'un champ élevé et d'une haute température, ce qui cause une conduction

activée thermiquement excessive à l'intérieur des parti-

cules non exposées analogues à la photoconduction à l'intérieur des particules exposées Il en résulte que la discrimination (densité de contraste) entre les régions

frappées par la lumière et les régions sombres se trou-

ve dégradée Dans la présente invention, le transport de charges dans l'interface est grandement amélioré par la

formation d'une zone frontière entre la couche 13 suscep-

tible de se ramollir et la couche de revêtement 15, il-

lustrée schématiquexent en figures A-4 D par des traits-

en diagonale La couche de revêtement 15 peut également conférer l'avantage supplémentaire de l'extension de la durée de vie des charges à la température ambiante de l'élément de formation d'îmage par migration sans qu'il

y ait d'effet néfaste sur les caractéristiques photogra-

phiques Alors que la durée de vie des charges d'élé-

ments de formation d'image par migration sans revêtement, développés par chaleur, n'est souvent que de l'ordre de 19. deux minutes, cette durée peut être étendue à plusieurs heures avec la couche de revêtement 15 de la présente invention Dans la préparation de la zone frontière pour les éléments de formation d'image par migration revêtus de la présente invention, il est important qu'au moins la surface de la couche susceptible de se ramollir distante

du substrat,c'est-à-dire opposée à celui-ci, soit gon-

flée avant,pendant, ou après l'application de la couche de revêtement 15 Ce gonflement permet la pénétration

d'une partie de la couche du revêtement 15 dans la sur-

face gonflée de la couche 13 susceptible de se ramollir.

Le gonflement de la couche susceptible de se ramollir est effectué avec un fluide appliqué avant, pendant ou après l'application de la couche de revêtement 15 Le fluide

est un solvant partiel du matériau de la couche suscepti-

ble de se ramollir et peut être amovible ou former une même partie avec la couche de revêtement 15 Le solvant

partiel doit se ramollir ou gonfler, mais ne pas sensible-

ment dissoudre au moins la surface de la couche suscepti-

ble de se ramollir de manière à permettre au matériau de la couche de revêtement de pénétrer dans la surface de la couche susceptible de se ramollir kentre environ 2 et

environ 100 nm La profondeur d'équilibre de la pénétra-

tion d'un polymère dans un autre peut se calculer à par-

tir du paramètre de Flory-Huggins XAB pour les deux poly-

mères A et B (E Helfand, Accounts of Chemical Research

8, 295 ( 1975)) Les profondeurs de pénétration pour plu-

sieurs combinaisons de polymères ont fait l'objet de cal-

culs (E Helfand et A M Sapse, J Chem Phys 62-( 4), 1327 ( 1975)) En général, l'épaisseur de l'interface est une mesure de la compatibilité En d'autres termes, plus

l'interface ou la zone limite est épaisse, moins la ten-

sion interfaciale est élevée et par conséquent meilleure

est l'adhérence Une interface ou zone limite plus épais-

se favorise un meilleur transport de charges avec une 20. capture interfaciale moins grande La pénétration du

revêtement augmente aussi sa résistance au pelage Cet-

te pénétration d'au moins environ 2 nm du matériau de la couche de revêtement dans la couche susceptible de se ramollir est particulièrement importante lorsqu'on

doit utiliser l'élément de formation d'image par migra-

tion dans des processus de développement thermique car elle permet de minimiser la capture interfaciale des charges entre la couche susceptible de se ramollir et la

couche de revêtement Comme cela a été indiqué précédem-

ment,si on laisse des charges prisonnières à cet interfa-

ce pendant une durée importante avant le chauffage,les

particules de formation d'image par migration sont su-

jettes à la combinaison d'une température et d'un champ élevés Cela conduit à une séparation électron-trou dans les particules de formation d'image par migration, juste

comme cela se produit pendant une exposition à la lumiè-

re Ainsi, la discrimination entre surfaces exposée et non exposée se trouve dégradée La capture de charges à l'interface peut être déterminée à partir de mesures de

courant stimulé thermiquement Ainsi, la capture de char-

ge à l'interface provoque une dégradation fâcheuse du contraste dans l'élément final ayant subi une formation d'image Bien que le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O

3 909 262 utilise des couches de revêtement sur des cou-

ches susceptibles de se ramollir, on pense qu'aucun des

solvants des couches de revêtement décrits dans ce bre-

vet ne ramollira ou ne fera gonfler suffisamment la cou-

che susceptible de se ramollir pour permettre la pénétra-

tion du matériau de revêtement sur une profondeur d'au moins 2 nm dans la couche susceptible de se ramollir On

peut déterminer facilement par des expériences de solubi-

lité si un liquide est un solvant partiel qui ramollira ou fera gonfler le matériau de la couche de formation d'image L'étendue de la pénétration de la couche ayant 21.

gonflé ou ramolli par les matériaux de la couche de re-

vêtement peut se déterminer par examen en coupe avec un microscope électronique Des combinaisons typiques de

solvants partiels et de couches susceptibles de se ramol-

lir qu'on peut faire gonfler par les solvants partiels

comprennent un copolymère de styrène et de méthacryla-

te d'hexyle, synthétisé à la demande dans le rapport

/80 % en mole, ayant un poids moléculaire moyen d'en-

viron 45 000 ou d'autres copolymères de styrène, des copolymères méthacryliques, etc, et un hydrocarbure fluoré liquide (dit Freon TF, de la société dite E I.

du Pont de Nemours and Company), le méthanol, le polydimê-

thylsiloxane, l'alcool isopropylique, le matériau dit

isopar G, etc, et leurs mélanges.

Comme indiqué ci-dessus, le solvant partiel peut être appliqué à la couche susceptible de se ramollir avant, simultanément ou après application du matériau de

la couche de revêtement Le solvant partiel peut être ap-

pliqué sous forme de liquide ou de vapeur Le solvant partiel peut également être un solvant des matériaux de la couche de revêtement Il ne doit pas, naturellement, dégrader chimiquement les matériaux du revêtement ou de la couche susceptible de se ramollir Les matériaux du

revêtement doivent être déposés sur la surface de la cou-

che susceptible de se ramollir alors que cette surface se trouve ramollie ou gonflée de manière à permettre la

pénétration du matériau de la couche de revêtement à l'in-

térieur et au-dessous de la surface extérieure de la

couche susceptible de se ramollir qui est opposée au subs-

trat.

Le cas échéant, le solvant partiel peut être

mélangé au matériau de la couche de revêtement et appli-

qué simultanément avec celui-ci à la surface de la cou-

che susceptible de se ramollir Une application simulta-

née est souhaitable car elle élimine une étape de traite-

22. ment séparé par solvant partiel Le solvant partiel

peut assurer plusieurs fonctions différentes Par exem-

ple,en plus du fait de servir de solvant partiel pour le matériau de la couche susceptible de se ramollir, il peut agir aussi en solvant pour les composants de la couche de revêtement en résine de formation de pellicule et même

conférer des propriétés non-adhésives à la surface expo-

sée de la couche de revêtement Le cas échéant, des ma-

tériaux non-adhésifs qui ne ramollissent pas ni ne gon-

îo fient pas la couche susceptible de se ramollir peuvent

être ajoutés au mélange de revêtement de manière à con-

férer au revêtement une résistance au blocage, et des propriétés de dégagement et de résistance aux empreintes

digitales Ces matériaux non-adhésifs ne doivent pas dé-

grader les composants de formation de pellicule du revê-

tement et doivent de préférence avoir une énergie de surface inférieure à environ 20 ergs/cm Des matériaux non-adhésifs typiques comprennent les acides gras, les sels et esters, les fluorocarbones, les silicones et analogues Les revêtements peuvent être appliqués par

toute technique appropriée, par exemple par barre de trac-

tion, pulvérisation, immersion, fusion, extrusion ou gra-

vure Le solvant partiel de la couche pouvant se ramollir peut également être mélangé avec la résine de formation de pellicule sous forme de dispersion ou d'émulsion On a obtenu des résultats remarquables lorsque la couche

susceptible de se ramollir contient un copolymère de sty-

rène et de méthacrylate d'hexyle et la couche de revête-

ment un copolymère acrylique-styrène et du polydiméthyl-

siloxane On n'a observé aucune dégradation ni différen-

ce de densité de contraste importantes entre les images finales pour des éléments de formation d'image comportant ce revêtement par rapport à des éléments de formation d'image non revêtus lorsque la formation d'image est

effectuée par charge négative par effet corona, exposi-

23.

tion et développement thermique En outre, cet élément re-

vêtu présentait une excellente résistance aux effets

néfastes des empreintes digitales et de l'abrasion D'au-

tres part, on pouvait enrouler en bobine l'élément revê-

tu sans qu'il y ait blocage et celui-ci n'était pas en-

dommagé lorsqu'on appliquait une bande adhésive de la mar-

que Scotch à la surface de l'image, puis l'enlevait ra-

pidement Alors que la durée de vie des charges d'un élé-

ment de formation d'image par migration non revêtu, dé-

veloppé thermiquement, est de l'ordre de 2 minutes,celle de l'élément revêtu de la présente invention est prolongée

jusqu'à plusieurs heures.

Les éléments perfectionnés de formation d'ima-

ge de la présente invention, décrits ci-dessus, peuvent

être utilisés dans le processus de formation d'image il-

lustré en figure 4 Les étapes de formation d'image dans ce processus ou il y a utilisation des éléments nouveaux

de formation d'image de la présente invention compren-

nent typiquement les étapes suivantes: formation d'une image électrostatique latente sur l'élément de formation

d'image et développement de l'image latente par diminu-

tion de la résistance du matériau susceptible de se ramol-

lir pour permettre la migration du matériau de marquage

en particules dans la couche 13 susceptible de se ramol-

lir, d'o il résulte que le matériau de marquage par mi-

* gration peut migrer dans la profondeur de la couche de

matériau 13 susceptible de se ramollir sous forme de con-

figuration d'image L'élément de formation d'image illus-

tré en figure 4 est un élément ayant une configuration

en couches semblable à celui illustré en figure 3 Ce-

pendant, on peut également utiliser dans le processus de formation d'image illustré en figure 4 des éléments de formation d'image structurés par riant, tels que celui

illustré en figure 2 et décrit en liaison avec la figu-

re 3.

24. Tout procédé approprié de formation d'image électrostatique latente sur l'élément de formation peut être utilisé dans le processus Par exemple, la surface de l'élément de formation d'image peut être chargée électriquement dans une configuration en forme d'image par divers modes, dont la charge ou la sensibilisation de la configuration d'image au moyen d'un masque ou d'un stencil ou en formant d'abord une telle configuration de charges sur une couche séparée, par exemple sur une

couche isolante photoconductrice utilisée dans les tech-

niques classiques de reproduction xérographique, puis transfert de la configuration de charges à la surface

d'un élément de formation d'image par migration en rap-

prochant étroitement les deux et utilisant les techni-

ques de transfert décrites, par exemple, dans les bre-

vets des Etats-Unis d'Amérique N O 2 982 647, N O 2 852 814,

et N O 2 937 943 De plus, on peut former sur une surfa-

ce de support des configurations de charges correspon-

dant à des électrodes mises en forme et sélectionnées ou des combinaisons d'électrodes, ou des combinaisons

d'électrodes en faisant appel à la technique de déchar-

ge TESI telle qu'elle est décrite en détail dans les brevets des EtatsUnis d'Amérique N O 3 023 731 et N O 2 919 067; ou aux techniques décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 001 848; ou aux techniques de formation d'image par induction, ou même aux techniques

d'enregistrement par faisceau d'électron telles que dé-

crites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O

3 113 179.

Lorsque le matériau de marquage par migration

ou le matériau susceptible de se ramollir est un maté-

riau électriquement photosensible, on peut former l'ima-

ge électrique latente sur l'élément de formation d'image

en chargeant électrostatiquement l'élément, puis en ex-

posant l'élément chargé à un rayonnement électromagnéti-

25.

que d'activation dans une configuration en forme d'image.

Il s'agit là de la méthode illustrée en figures 4 A et 4 B En figure 4 A l'élément de formation d'image de la présente invention -comprenant un substrat 11 sur lequel sont appliqués un revêtement conducteur 12, une couche

susceptible de se ramollir 13, une couche pouvant se bri-

ser 14 de matériau de marquage contiguë à la surface de la couche 13 et un revêtement 15 placé sur la précédente est représenté alors qu'il est chargé électrostatiquement par un dispositif 16 de charge à effet couronne Dans le

cas o le substrat 11 est conducteur ou présente un revê-

tement conducteur 12, la couche conductrice est mise à la masse comme cela est représenté en 17 ou maintenue à

un potentiel prédéterminé pendant la charge électrosta-

tique Une autre méthode pour charger électriquement un tel élément consiste à charger électrostatiquement les deux côtés de l'élément à des potentiels en surface ayant des polarités opposées En figure 4 B, l'élément chargé

est représenté comme étant exposé au rayonnement élec-

tromagnétique d'activation 18 dans une surface 19, d'ou il résulte la formation d'une image électrique latente

sur l'élément de formation d'image.

L'élément comportant l'image électrique laten-

te est alors développé en diminuant la résistance du matériau susceptible de se ramollir à la migration du matériau de marquage en particules à travers la couche 13 susceptible de se ramollir comme représenté en figure 4 C, par application de chaleur rayonnante 21 au matériau susceptible de se ramollir de manière à effectuer le ramollissement L'application de chaleur, de vapeurs de solvant ou la combinaison des deux ou tout autre moyen

permettant de diminuer la résistance du matériau suscepti-

ble de se ramollir de la couche 13 pour permettre la migration du matériau de marquage par migration peuvent

être utilisés pour développer une image latente en per-

26.

mettant au matériau de marquage 14 de migrer dans la pro-

fondeur de la couche 13 dans une configuration en forme d'image En figure 4 C, on a représenté le matériau de marquage après sa migration dans la surface 19, ainsi qu'à l'état initial non migré, dans les zones 20 Les zones 19 et 20 correspondent à la formation de l'image électrique latente décrite en liaison avec les figures

4 A et 4 B Selon le système spécifique de formation d'ima-

ge utilisé, comportant la structure, les matériaux, les étapes du processus spécifiques de formation d'image, et autres paramètres, l'élément de formation d'image de la présente invention peut produire des images positives à partir d'originaux positifs ou des images négatives à partir d'originaux positifs L'élément sur lequel l'image

est formée par migration, illustré en figure 4 C, est re-

présenté recouvert de la couche de revêtement 15 La couche 15 protège l'élément de formation d'image avant,

pendant et après la formation d'image.

Dans l'étape de développement illustrée en fi-

gure 4 C, l'élément de formation d'image est typiquement développé par un chauffage uniforme de la structure à une température relativement faible Par exemple, à une température comprise entre 1100 C et environ 1300 C, il est

seulement nécessaire d'appliquer la chaleur pendant quel-

ques secondes Pour des températures de chauffage plus faibles, il peut être nécessaire d'avoir un temps de chauffage plus long Lors de l'application de chaleur,la couche 13 susceptible de se ramollir a sa viscosité qui diminue, d'o il résulte une réduction de sa résistance

à la migration dans la profondeur de la couche suscepti-

ble de se ramollir du matériau de marquage et, comme

représenté en figure 4 C, une migration dans la zone expo-

sée 19.

En plus de la migration des particules du ma-

tériau de marquage, il peut se produire, dans certaines 27.

conditions, un effet avantageux de fusion ou d'aggloméra-

tion, illustré en figure 4 D, gr Rce auquel des particules de marquage n'ayant pas migré fondent ou s'agglomèrent

pour former de grosses particules 22 qui sont typique-

ment maintenues à proximité de la surface du matériau 13 susceptible de se ramollir Comme précédemment, on'note que les particules ayant été exposées à la lumière dans les zones 19 sont l'objet d'une migration et s'éloignent de l'interface couche de revêtement/couche susceptible de se ramollir et ne fondent pas ni ne s'agglomèrent car

elles ne sont plus à étroite proximité les unes des au-

tres L'image formée par les étapes de développement il-

lustrée en figure 4 D, o il y a utilisation de vapeur, puis chauffage transmet hautement la lumière à cause de l'agglomération ou de la fusion sélective du matériau

de marquage par migration.

Ainsi, la structure nouvelle de formation d'image et l'absence de toute dégradation importante de la densité de contraste de la présente invention présente

une amélioration importante pour les systèmes de dévelop-

pement par chaleur En même temps, l'élément de forma-

tion d'image par migration présente aussi une meilleure résistance au blocage, à l'abrasion et aux empreintes digitales.

On procèdera maintenant à une description dé-

taillée de la présente invention en liaison avec des mo-

des de réalisation spécifiques préférés de celle-ci, en notant toutefois que ces exemples ne sont pas destinés à être limitatifs et à limiter le domaine de protection-de

la présente invention Les parties et pourcentages s'en-

tendent, sauf indication contraire en poids.

EXEMPLE I

On prépare un élément de formation d'image semblable à celui illustré en figure 3 en appliquant un

mélange d'environ 20 % en poids d'un copolymère de styrè-

28.

ne et de méthacrylate d'hexyle de 80/20 % en mole dis-

sous dans le toluène au moyen d'une tige de traction n O 8 sur une pellicule en polyester dit Mylar d'environ microns (fabriqué par la société dite E I du Pont de Nemours Co) ayant un revêtement en aluminium semi-trans- parent de faible épaisseur On laisse sécher la couche

déposée susceptible de se ramollir sur un bloc de chauf-

fage à une température d'environ 90 WC pendant une durée

d'environ 5 minutes On porte la température de la cou-

che susceptible de se ramollir à environ 115 'C de maniè-

re à abaisser la viscosité de sa surface exposée pour la réduire à environ 5 x 10 poises de manière à préparer le dépôt du matériau de marquage On applique alors une fine couche de sélénium vitreux en particules par dépôt sous vide dans une chambre à vide maintenue à un vide

d'environ 0,5 Pa On refroidit alors rapidement l'élé-

ment de formation d'image jusqu'à la température ambian-

te On forme une monocouche de particules de sélénium ayant un diamètre moyen d'environ 0,3 micron qui sont enfouies à environ 0,05-0,1 micron audessous de la surface exposée du copolymère On procède ensuite à une formation d'image sur l'élément résultant de formation

d'image par migration et à un développement par des tech- niques de traitement thermique comprenant les étapes de charge par

corotron à un potentiel de surface d'environ volts, d'exposition au rayonnement d'activation par l'intermédiaire d'un coin échelonné, et de développement par chauffage à une température d'environ 115 OC pendant une durée d'environ 5 secondes sur une plaque chaude en

contact avec le Mylar La densité de contraste de l'élé-

ment sur lequel l'image a été formée est d'environ 1,2,

alors que l'intervalle de temps entre la charge et l'ex-

position est inférieur à environ 2 minutes On mesure

le "courant de décharge stimulé thermiquement" de maniè-

re à montrer l'importance de la capture interfaciale des 29.

charges par comparaison à un courant stimulé thermique-

ment d'éléments de formation d'image revêtus correspon-

dant aux exemples 2 et 3 On effectue les mesures du

courant stimulé thermiquement en utilisant une électro-

de de captage en aluminium ayant un diamètre d'environ

44,5 millimètres à une distance d'environ 3,2 millimè-

tres du dessus de la surface supérieure de l'élément

de formationd'image chargé reposant sur une plaque d'alu-

minium On élève la température de l'élément de formation d'image à une cadence de chauffage d'environ 100 C par minute et contrôle le courant extérieur dû à la charge induite sur l'électrode de captage en fonction de la

température En interprétant la courbe du courant résul-

tant en fonction de la température on obtient une infor-

mation sur les propriétés de transport de charge de l'élément de formation d'image par migration pendant le développement thermique Le degré du captage interfacial des charges est indiqué par l'internsité d'une crête d'environ 2,2 x 10 12 ampère à une température d'environ

651 C dans les mesures du courant stimulé thermiquement.

Lorsque le laps de temps s'écoulant entre les étapes de

charge et d'exposition est d'environ 3 minutes, la densi-

té de contraste est dégradée jusqu'à une valeur d'envi-

ron 1,0 Malheureusement, l'élément résultant de forma-

tion d'image par migration, sur lequel a été formé une

image,présente une faible résistance à l'abrasion lors-

qu'il est gratté avec un ongle, et une mauvaise résistan-

ce aux empreintes digitales, lesquelles apparaissent

comme des images d'empreintes digitales sur l'élément.

L'intégrité de la couche susceptible de se ramollir de l'élément de formation d'image par migration disparaît

lorsqu'il est soumis à un test très modéré avec une ban-

de adhésive dite "Magic" de la société dite Scotch, dans lequel on applique la bande à l'élément ayant subi une formation d'image que l'on soumet à un pelage lent 30. en déplaçant l'extrémité enlevée de la bande vers l'autre extrémité, celle-ci continuant d'adhérer à l'élément Le but de la réalisation de cet exemple est d'obtenir un exemple de contrôle permettant une comparaison avec le système de formation d'image par migration de la présen-

te invention.

EXEMPLE II

On prépare un élément frais de formation d'ima-

ge comme dans l'exemple I On applique une émulsion aqueu-

se d'un copolymère d'environ 30-40 % en poids de styrène et d'environ 7060 % en poids de méthacrylate de butyle (dit Néocryl A-622 fabriqué par la société dite Polyvinyl

Chemical Industries), ayant une température de transi-

tion vitreuse d'environ 451 C, à la couche de copolymère de styrène et de méthacrylate d'hexyle au moyen d'une

barre de traction N O 14 après dépôt de sélénium L'émul-

sion a une viscosité d'environ 300 centipoises et con-

tient environ 17 % en poids de solides, environ 57 % en poids d'eau, environ 20 % en poids d'éthanol et environ 6 % en poids de butylcellosolve On procède au séchage,

à une température d'environ 700 C pendant une durée d'en-

viron 5 minutes, de l'élément de formation d'image revê-

tu résultant, de manière à former un revêtement ayant une épaisseur d'environ 1-2 microns, et une dureté Knoop d'environ 8,9 Le numéro de dureté Knoop est déterminé par le test D 1474 des normes ASTM que l'on utilise pour la mesure de la dureté des revêtements organiques soumis à des entailles On procède ensuite à une formation

d'image et à un développement par des techniques de trai-

tement thermique semblables à celles décrites dans

l'exemple 1, comprenant les étapes de charge par coro-

tron à un potentiel de surface d'environ 200 volts de manière à créer un champ à l'intérieur de l'élément de formation d'image comme dans l'exemple I, d'exposition immédiate au rayonnement d'activation par l'intermédiaire 31. d'un coin échelonné, et de développement par chauffage à

une température d'environ 115 WC pendant une durée d'en-

viron 5 secondes sur une plaque chaude en contact avec le Mylar L'élément résultant sur lequel a été formée une image présente une excellente résistance à l'abrasion

lorsqu'il est gratté avec un ongle et une bonne résis-

tance aux empreintes digitales lorsqu'on essaie de lui appliquer des empreintes digitales avant et après la

formation d'image Malheureusement, la densité de contras-

te se dégrade pour donner une valeur d'environ 0,8-0,9.

La mesure du courant stimulé thermiquement présente un plus grand degré de capture interfaciale des charges (par rapport à la mesure de l'exemple I), comme cela est indiqué par une crête plus grande, égale à environ 4 x 10-12 ampère à 65 WC De plus, lorsque le temps s'écoulant entre les étapes de charge et d'exposition est d'environ 10 heures, on n'observe aucune dégradation supplémentaire de la densité de contraste L'intégrité de l'élément de formation d'ii:age par migration, revêtu,

reste inchangée lorsqu'il est soumis au test de la ban-

de adhésive, celui-ci étant effectué d'une manière rela-

tivement sévère, test dans lequel on applique à l'élé-

ment une bande adhésive dite "Scotch Magic" qu'on enlè-

ve rapidement en déplaçant perpendiculairement à la sur-

face de revêtement l'extrémité détachée On procède à la réalisation de cet exemple pour obtenir un exemple de contrôle à des fins de comparaison avec le système de

formation d'image par migration de la présente invention.

EXEMPLE III

On prépare un élément frais de formation d'image comme décrit dans l'exemple I On ajoute environ 1,6 %

en poids de solides de polydiméthylsiloxane de poids mo-

léculaire faible (dit Byk-301 de la société dite Byk-

Mallinckrodt) à l'émulsion aqueuse de copolymère acryli-

que-styrène (dit Neocryl A-622 de la société dite Poly-

32. vinyl Chemical Industries) décrite dans l'exemple II On applique l'émulsion résultante & la couche de copolymère de styrène et de méthacrylate d'hexyle après dépôt de

sélénium et procède à un séchage comme décrit dans l'exem-

ple II de manière à former un revêtement ayant une épais- seur d'environ 1 à 2 microns Par suite du gonflement

par le polydiméthylsiloxane de la surface de la couche sus-

ceptible de se ramollir, une partie du copolymère acryli-

que-styrène pénètre et s'étend sur une distance supérieu-

re à environ 2 nm au-dessous de la surface de la couche

susceptible de se ramollir On procède ensuite à une for-

mation d'image sur l'élément revêtu résultant, et à un dé-

veloppement par les techniques de traitement thermique décrites dans l'exemple I qui comprennent les étapes de charge par corotron à un potentiel de surface d'environ

volts, d'exposition immédiate au rayonnement d'activa-

tion par l'intermédiaire d'un coin échelonné et de déve-

loppement par chauffage à une température d'environ 1151 C

pendant une durée d'environ 5 secondes sur une plaque chau-

de en contact avec le Mylar L'élément résultant sur le-

quel a été formée une image présente une excellente résis-

tance à l'abrasion lorsqu'on le gratte avec un ongle, et une excellente résistance aux empreintes digitales lorsqu'on essaie de lui appliquer des empreintes avant et après la formation d'image L'élément de formation d'image revêtu conserve aussi son intégrité lorsqu'il est soumis au test de la bande adhésive, ce test étant effectué d'une façon très sévère avec une bande adhésive dite "Magic" de la société dite Scotch, semblable à celle décrite dans

l'exemple II, mais la bande étant enlevée très rapidement.

On obtient une densité de contraste excellente d'environ 1,1 L'amélioration des performances dans l'essai par bande est due aux excellentes propriétés de dégagement

conférées par le polydiméthylsiloxane La densité de con-

traste est presque identique à celle obtenue avec l'élé-

33. ment de formation d'image par migration, non revêtu, décrit dans l'exemple I La mesure du courant stimulé thermiquement corrobore ces résultats, c'est-à-dire que

la crête d'environ 2,1 x 10 12 ampère à une températu-

re d'environ 650 C à environ la même intensité que dans

l'exemple I La comparaison des résultats de cet exem-

ple avec ceux obtenus dans les exemples précédents mon-

re clairement que dans cet exemple l'élément de formation

d'image et son procédé de préparation sont nettement su-

périeurs à ceux décrits dans les exemples I et II.

EXEMPLE IV

On répète les modes opératoires de l'exemple III avec des matériaux identiques sauf toutefois que

l'intervalle de temps entre les étapes de charge et d'ex-

position est prolongé'jusqu'à environ 10 heures On ob-

tient des résultats identiques à ceux décrits dans

l'exemple III.

EXEMPLE V

on prépare un élément de formation d'image sem-

blable à celui illustré en figure 3 par application d'un mélange d'environ 20 % en poids d'un copolymère

d'environ 80/20 % en mole de styrène et de méthacryla-

te d'hexyle dissous dans du toluène au moyen d'une bar-

re de traction N O 8 sur une pellicule de polyester dite Mylar d'environ 75 microns (fabriquée par la société dite E I du Pont de Nemours Co) ayant un revêtement

d'aluminium semi-transparent de faible épaisseur On sè-

che la structure revêtue sur un bloc chauffé à une tempé-

rature d'environ 900 C pendant une durée d'environ 5 minu-

tes On élève la température du copolymère à environ 1150 C de manière à abaisser la viscosité de la surface

exposée du copolymère à environ 5 x 10-3 poise pour pré-

parer le dépôt du matériau de marquage On applique alors une fine couche de sélénium vitreux en particules par dépôt sous vide dans une chambre maintenue à un vide 34.

d'environ 0,5 Pa On refroidit alors rapidement l'élé-

ment de formation d'image jusqu'à la température ambian-

te On forme ainsi une monocouche de particules de sélé-

nium ayant un diamètre moyen d'environ 0,3 micron en-

fouies à environ 0,05-0,1 micron au-dessous de la surface exposée du copolymère On applique environ 5 % en poids de polymère de méthacrylate (dit Néocryl B-700 de la société dite Polyvinyl Chemical Industries) dissous dans environ 95 % en poids d'hydrocarbure fluoré (dit Freon

TF de E I du Pont de Nemours, Co) à la couche de copoly-

mère de styrène et de méthacrylate d'hexyle avec une bar-

re bobinée (dite Mayer 14) et on procède à un séchage à environ 110 WC pendant une durée d'environ 15 secondes sur un bloc chaud de manière à former un revêtement de 1 à 2 microns d'épaisseur Par suite du gonflement par

l'hydrocarbure fluoré de la surface de la couche suscep-

tible de se ramollir, une partie du polymère de métha-

crylate pénètre et s'étend sur une distance supérieure à

environ 2 nm au-dessous de la surface de la couche sus-

ceptible de se ramollir Le revêtement séché a une dure-

té Knoop d'environ 10 On procède ensuite à une forma-

tion d'image sur l'élément revêtu et à un développement par des techniques de traitement thermique comprenant

les étapes de charge par coroton à un potentiel en sur-

face d'environ 200 volts, d'exposition à un rayonnement d'activation par l'intermédiaire d'un coin échelonné, et

de développement par chauffage à une température d'en-

viron 115 'C pendant une durée d'environ 5 secondes sur une plaque chaude en contact avec le Mylar L'élément résultant, ayant subi une formation d'image, présente

une excellente résistance à l'abrasion et aux emprein-

tes digitales, et la couche de revêtement adhère bien à la couche susceptible de se ramollir L'élément revêtu ne conserve pas son intégrité lorsqu'il est soumis au test de la bande adhésive, effectué de manière sévère, 35. avec une bande adhésive dite "Magic" de la société dite Scotch, décrit dans l'exemple II Cependant, on obtient

une densité de contraste excellente d'une valeur d'envi-

ron 1,1 Cette densité de contraste est presque identique à celle obtenue avec l'élément de formation d'image par migration non revêtu qui a été décrit dans l'exemple I. Une comparaison des résultats obtenus dans cet exemple avec ceux obtenus dans les exemples précédents montre

clairement que l'élément de formation d'image et son pro-

lo cédé de préparation décrits dans cet exemple sont nette-

ment supérieurs à ceux des exemples I et II.

EXEMPLE VI

On prépare un élément de formation d'image sem-

blable à celui illustré en figure 3, par les modes opéra-

toires et avec les matériaux de l'exemple V, sauf toute-

fois qu'on ajoute environ 0,5 % en poids de solides de polydiméthylsiloxane de poids moléculaire intermédiaire (dit 145-S, lot 04 de la société dite Scientific Polymer Products) au mélange de revêtement en méthacrylate et procède à un test sévère avec une bande adhésive comme

décrit dans l'exemple III On obtient des résultats sensi-

blement identiques à ceux de l'exemple V, sauf toutefois que l'élément de formation d'image par migration conserve son intégrité lors du test avec la bande adhésive décrit dans l'exemple V.

EXEMPLE VII

* On prépare un élément de formation d'image sem-

blable à celui illustré en figure 3 en appliquant un mé-

lange d'environ 20 % en poids d'un copolymère d'environ 80/20 % en mole de styrène et de méthacrylate d'hexyle dissous dans du toluène au-moyen d'une barre de traction n O 8 sur une pellicule en polyester dit Mylar d'environ microns (disponible a la société dite E I du Pont de

Nemours Co) ayant un revêtement en aluminium semi-trans-

parent de faible épaisseur On laisse-sécher la structure 36. revêtue sur un bloc chaud à une température d'environ 'C pendant une durée d'environ 5 minutes On porte la température du copolymère à environ 1150 C de manière à

abaisser la viscosité de la surface exposée du copolymè-

re pour la ramener à environ 5 x 103 poisesafin de prépa- rer le dépôt du matériau de marquage On applique alors une fine couche de sélénium vitreux en particules par dépôt sous vide dans une chambre maintenue à un vide

d'environ 0,5 Pa On refroidit alors rapidement l'élé-

ment de formation d'image jusqu'à la température ambian-

te On forme une monocouche de particules de sélénium ayant un diamètre moyen d'environ 0,3 micron qui sont

enfouies à environ 0,05-0,1 micron au-dessous de la sur-

face exposée du copolymère On applique environ 5 % en poids d'un copolymère de méthacrylate (dit Néocryl B-705 de la société dite Polyvinyl Chemical Industries) dans environ 95 % en poids d'hydrocarbure fluoré (dit Freon TF de la société dite E I du Pont de Nemours Co) à la

couche de copolymère de styrène et de méthacrylate d'hexy-

le avec une barre de traction bobinée (Mayer 14) et pro-

cède à un séchage à l'air à la température ambiante pen-

dant une durée d'environ 24 heures de manière à former

un revêtement ayant une épaisseur d'environ 1 à 2 mi-

crons Par suite du gonflement par l'hydrocarbure fluo-

ré de la surface de la couche susceptible de se ramollir, une partie du copolymère acrylique-styrène pénètre et

s'étend sur une distance supérieure à environ 2 nm au-

dessous de la surface de la couche susceptible de se ra-

mollir Le revêtement séché a une dureté Knoop d'environ

12 L'élément de formation d'image par migration, revê-

tu, est ensuite soumis à une formation d'image et déve-

loppé par des techniques de traitement thermique compre-

nant les étapes de charge par corotron à un potentiel de surface d'environ 200 volts d'exposition au rayonnement d'activation par i'intermédiaire d'un coin échelonné,et 37. de développement par chauffage à environ 1151 C pendant une durée d'environ 5 secondes sur une plaque chaude

en contact avec le Mylar L'élément de formation d'ima-

ge résultant présente une excellente résistance à l'abra-

sion et aux empreintes digitales, et la couche de revê-

tement adhère bien à la couche susceptible de se ramollir.

L'élément de formation d'image par migration, revêtu, maintient son intégrité lorsqu'il est soumis à un test

avec bande adhésive, relativement sévère, avec une ban-

de adhésive dite "Magic" de la société dite Scotch, com-

me décrit dans l'exemple II On obtient une densité de

contraste excellente d'environ 1,1 Cette densité de con-

traste est presque identique à celle obtenue avec l'élé-

ment de formation d'image par migration non revêtu qui a

été décrit dans l'exemple I Une comparaison des résul-

tats obtenus dans cet exemple avec ceux obtenus dans les exemples précédents montre clairement que l'élément de formation d'image et son procédé de préparation décrits dans cet exemple sont nettement supérieurs à ceux des

exemples I et Il.

EXEMPLE VIII

On prépare un élément de formation d'image sem-

blable à celui illustré en figure 3 par les modes opéra-

toires et avec les matériaux de l'exemple VII, sauf tou-

tefois qu'on sèche le revêtement sur un élément chauf-

fant massif à une température d'environ 120 WC pendant

une durée d'environ 20 secondes On obtient des résul-

tats sensiblement identiques à ceux de l'exemple VII.

EXEMPLE IX

On prépare un élément de formation d'image sem-

blable à celui illustré en figure 3 par les modes opé-

ratoires et avec les matériaux de l'exemple VII, sauf toutefois qu'on ajoute environ 0,3 % en poids sur la base

du poids total des solides du revêtement de polydiméthyl-

siloxane de poids moléculaire intermédiaire (dit 145-s 38. lot 04 de Scientific Polymer Products) au mélange de revêtement en méthacrylate On procède à un test sévère

avec la bande adhésive décrit dans l'exemple VIII On ob-

tient des résultats sensiblement identiques à ceux de l'exemple VII. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et

de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

39.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Procédé de préparation d'un élément de formation d'image par migration, caractérisé en ce qu'il comprend la fourniture d'un substrat ( 11), la formation sur le substrat d'une couche ( 13) isolante vis-à-vis de

l'électricité pouvant gonfler, susceptible de se ramol-

lir, cette couche présentant un matériau de marquage par migration ( 14) au moins au droit, ou à proximité, de sa

surface distance du substrat, l'application d'un maté-

riau faisant gonfler au moins la surface de la couche susceptible de se ramollir, et l'application d'un mélange

formant revêtement protecteur ( 15) constitué d'une rési-

ne de formation de pellicule à la couche susceptible de se ramollir, d'o il résulte qu'une partie de la résine

de formation de pellicule pénètre au-dessous de la sur-

face de la couche susceptible de se ramollir, alors

qu'il y a gonflement de cette couche.

2 Procédé de préparation d'un élément de formation d'image par migration selon la revendication

1, caractérisé en ce que la résine de formation de pel-

licule et le matériau faisant gonfler au moins la surface de la couche susceptible de se ramollir ( 13)

sont appliqués simultanément à cette dernière -

3 Procédé de préparation d'un élément de formation d'image par migration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau faisant gonfler au moins la surface de la couche susceptible de se ramollir

( 13) est un liquide à base d'hydrocarbure fluoré.

4 Procédé de préparation d'un élément de formation d'image par migration selon la revendication 1,

caractérisé en ce que la couche susceptible de se ramol-

lir ( 13) est suffisamment gonflée pour permettre à la résine de formation de pellicule de la pénétrer sur une profondeur d'au moins environ 2 nm de manière à former

une zone limite comprenant du matériau de la couche sus-

40. ceptible de se ramollir ( 13) et de la résine de formation

de pellicule.

Elément de formation d'image par migra-

tion comprenant un substrat ( 11), une couche ( 13) iso-

lante vis-à-vis de l'électricité, pouvant gonfler, susceptible de se ramollir sur le substrat, cette couche présentant un matériau ( 14) de marquage par migration

au moins au droit, ou à proximité, de sa surface distan-

te du substrat, et un revêtement protecteur ( 15) compre-

nant une résine de formation de pellicule, dont une par-

tie s'étend au-dessous de la surface de la couche suscep-

tible de se ramollir.

6 Elément de formation d'image par migration

selon la revendication 5, caractérisé en ce que la par-

tie de la résine de formation de pellicule s'étend au-

dessous de la surface de la couche susceptible de se ramollir ( 13) sur une profondeur comprise entre 2 nm et

environ 100 nm.

7 Procédé de formation d'image, caractérisé

en ce qu'il comprend la fourniture d'un élément de forma-

tion d'image par migration comportant un substrat ( 11), une couche ( 13) isolante sur le substrat vis-à-vis de

l'électricité pouvant gonfler, susceptible de se ramol-

lir, cette couche présentant un matériau ( 14) de marqua-

ge par migration au moins au droit, ou à proximité, de

sa surface distante du substrat, et un revêtement pro-

tecteur ( 15) comprenant une résine de formation de pelli-

cule, dont une partie s'étend au-dessous de la surface

de la couche susceptible de se ramollir, la charge élec-

trostatique de l'élément; l'exposition de l'élément à

un rayonnement d'activation dans une configuration en for-

me d'image; et le développement de l'élément par diminu-

tion de la résistance à la migration du matériau de mar-

quage en profondeur dans la couche susceptible de se ra-

mollir ( 13) sur une distance au moins suffisante pour 41. permettre la migration du matériau de marquage ( 14) d'o il résulte une migration du matériau de marquage vers le

substrat dans une configuration en forme d'image.

8 Procédé de formation d'image selon la re-

vendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend la diminu-

tion de la résistance à la migration du matériau de marqua-

ge en profondeur dans la couche susceptible de se ramollir

par ramollissement à la chaleur de cette couche ( 13).

9 Procédé de formation d'image selon la reven-

dication 8, caractérisé en ce qu'il comprend l'exposition

de l'élément au rayonnement d'activation dans une configu-

ration en forme d'image au moins trois minutes après la

charge électrostatique.

Procédé de formation d'image selon la re-

vendication 7, caractérisé en ce que la partie de la résine de formation de pellicule s'étend au-dessous de la surface de la couche susceptible de se ramollir ( 13) sur une

épaisseur comprise entre environ 2 nm et environ 100 mn.