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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Verfahren und Produkte zur Durchführung der
Bildaufzeichnung durch laserinduzierten Thermodruck. Genauer gesagt,
die Erfindung betrifft ein modifiziertes thermisch bebilderungsfähiges Element
und seine Verwendung bei der Einstellung des Brennpunkts des bilderzeugenden
Lasers zur Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Laserinduzierte
Thermodruckverfahren sind bei Anwendungen wie z. B. der Farbproofherstellung, elektronischen
Schaltkreisen und der Lithographie bekannt. Zu diesen laserinduzierten
Verfahren gehören zum
Beispiel Farbstoffsublimation, Farbstofftransfer, Schmelztransfer
und ablativer Materialtransfer.
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Laserinduzierte
Verfahren verwenden einen laserbebilderungsfähigen Aufbau, der aufweist:
(a) ein thermisch bebilderungsfähiges
Element, das eine thermisch bebilderungsfähige Schicht enthält, deren
belichtete Flächen übertragen
bzw. umgedruckt werden, und (b) ein Empfängerelement mit einer Bildaufnahmeschicht,
die sich im Kontakt mit der thermisch bebilderungsfähigen Schicht
befindet. Der laserbebilderungsfähige
Aufbau wird durch einen Laser bildartig belichtet, gewöhnlich durch
einen Infrarotlaser, wodurch die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht
von dem thermisch bebilderungsfähigen
Element auf das Empfängerelement übertragen
werden. Die (bildartige) Belichtung erfolgt nur in einem kleinen,
ausgewählten
Bereich des laserbebilderungsfähigen
Aufbaus auf einmal, so daß die
Materialübertragung
von dem thermisch bebilderungsfähigen
Element zum Empfängerelement
jeweils ein Bildelement bzw. Pixel auf einmal aufbauen kann. Durch
Computersteuerung entsteht eine Übertragung
mit hoher Auflösung
und hoher Geschwindigkeit.
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EP-A-138
483 offenbart ein Farbblatt für
Thermodruck mit einem Substrat, das auf einer Seite eine Farbstoffschicht
und auf der anderen Seite eine Harzschicht aufweist, wobei die Harzschicht
aus einer Zusammensetzung besteht, die feinkörnige Teilchen und ein Schmiermaterial
aufweist, die in einem Bindemittelharz dispergiert sind.
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US-A-5
812 173 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für Farbdiffusionsthermodruck,
wobei ein Laser als Quelle für
thermische Reize verwendet wird, wobei jede aufeinanderfolgende
Farbschicht eines Farbbands, in dem die Farbschichten in Form von
Streifen enthalten sind, die in Richtung der Längsachse des Bands verlaufen,
durch eine relative Querbewegung zwischen dem Band und einem Empfängerblatt
mit dem Empfängerblatt
in Register gebracht wird.
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US-A-5
389 959 offenbart ein Thermodruckersystem mit einem Mehrkanallaserdruckkopf,
der eng beieinanderliegende Laserlichtpunkte auf ein Farbdonatorelement
fokussiert, das sich mit konstanter Geschwindigkeit am Druckkopf
vorbei bewegt. Eine Lichtquelle bestrahlt das Farbdonatorelement
mit einem oder mehreren präzise
positionierten Lichtpunkten, welche die Temperatur des Farbdonatorelements
innerhalb einer Zone, die mit dem Laserlichtpunkt zusammenfällt und
ihn eng umgibt, im wesentlichen gleichmäßig erhöhen.
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US-A-6
094 210 offenbart eine Fokussiervorrichtung, um einen ersten Strahl
an einer Bildaufzeichnungsebene scharf eingestellt zu halten und
eine automatische Fokussiereinrichtung für Laserdrucker bereitzustellen.
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Die
zur Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen verwendete
Einrichtung besteht aus einem bilderzeugenden Laser und einem nichtbilderzeugenden
Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist,
der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht. Da die bilderzeugenden
und nichtbilderzeugenden Laser Emissionen bei unterschiedlichen
Wellenlängen
aufweisen, treten Probleme mit dem Brennpunkt des bilderzeugenden
Lasers auf.
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Es
besteht ein Bedarf für
ein Verfahren zur Brennpunkteinstellung des bilderzeugenden Lasers
für die Bebilderung
eines thermisch bebilderungsfähigen
Elements.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt ein thermisches Bebilderungsverfahren bereit, das
modifizierte thermisch bebilderungsfähige Elemente nutzt, welche
die Brennpunkteinstellung eines bilderzeugenden Lasers bei der Bebilderung
thermisch bebilderungsfähiger
Elemente ermöglichen.
Die Erfindung bewirkt eine starke Modifikation der Bildaufzeichnungsbreite
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements, indem sie die Scharfeinstellung des Lasers und die Bildaufzeichnung
von einer Farbe zur anderen erleichtert.
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Brennpunkts
eines bilderzeugenden Lasers zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements
mit den folgenden Schritten:
- (a) Bereitstellen
einer Bebilderungseinheit mit einem nichtbilderzeugenden Laser und
einem bilderzeugenden Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser
einen Lichtdetektor aufweist, der mit dem bilderzeugenden Laser
in Verbindung steht;
- (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch
bebilderungsfähigen
Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element
eine thermisch bebilderungsfähige Schicht
an einer Vorderseite eines Basiselements und eine lichtgedämpfte Schicht
mit einem Lichtdämpfungsmittel
an einer Rückseite
des Basiselements aufweist;
- (c) Auslösen
des nichtbilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element
und das Empfängerelement
einer Lichtenergiemenge auszusetzen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor
die von der lichtgedämpften
Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und dem Empfängerelement
reflektierte Lichtmenge erfaßt;
und
- (d) Auslösen
des bilderzeugenden Lasers, um den bilderzeugenden Laser zu fokussieren
und das thermisch bebilderungsfähige
Element einer für
die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreichenden
Lichtenergiemenge auszusetzen, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie
durch die von der lichtgedämpften
Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte
Lichtmenge bestimmt und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden
Laser übermittelt
wird.
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Das
Lichtdämpfungsmittel
kann aus der Gruppe ausgewählt
werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und deren Gemischen
besteht.
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Das
Verfahren kann ferner die folgenden Schritte aufweisen:
- (a) Bebildern des thermisch bebilderungsfähigen Elements zur Ausbildung
von bebilderten und nicht bebilderten Flächen; und
- (b) Trennen des bebilderten thermisch bebilderungsfähigen Elements
von dem Empfängerelement
zur Erzeugung eines Bildes auf dem Empfängerelement.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein laserbebilderungsfähiges
Element gemäß Anspruch
10.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein bei der Erfindung verwendbares, thermisch bebilderungsfähiges Element
(10), das aufweist: einen Träger (11); ein Basiselement
mit beschichtungsfähiger
Oberfläche,
das eine wahlfreie Ausstoßschicht
oder Zwischenschicht (12), eine Erhitzungsschicht (13)
(die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei
ist); eine thermisch bebilderungsfähige, farbstoffhaltige Schicht
(14) und eine rückseitige
Beschichtung (15) an der Rückseite des Trägers (11),
die ein Lichtdämpfungsmittel
aufweist.
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2 zeigt
ein bei der Erfindung verwendbares Empfängerelement (20),
wahlweise mit einer aufgerauhten Oberfläche, das eine Empfängerträger (21)
und eine Bildaufnahmeschicht (22) aufweist.
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Die 3 und 4 zeigen
die Positionierung des thermisch bebilderungsfähigen Elements mit einer lichtgedämpften Schicht
(10), des Empfängerelements
(20) und des wahlfreien Trägerelements (71) auf
der Trommel (70) vor dem Evakuieren und der Laserbildaufzeichnung.
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5 zeigt
einen nichtbilderzeugenden selbstfokussierenden Sondenlichtstrahl
bei seiner Reflexion an dem thermisch bebilderungsfähigen Element,
dem Empfängerelement
und dem Trägerelement
(71), wobei das thermisch bebilderungsfähige Element keine lichtgedämpfte Schicht
enthält.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
werden Verfahren und Produkte für
Bildaufzeichnung durch laserinduzierten Thermodruck offenbart, wobei
thermisch bebilderungsfähige
Elemente mit modifizierten Bilderzeugungseigenschaften bereitgestellt
werden.
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Vor
der ausführlicheren
Beschreibung der erfindungsgemäßen Verfahren
werden mehrere unterschiedliche typische laserbebilderungsfähige Aufbauten
beschrieben, die aus einer Kombination eines Empfängerelements
mit einem thermisch bebilderungsfähigen Element bestehen. Die
erfindungsgemäßen Verfahren
sind schnell und werden typischerweise unter Verwendung eines dieser
typischen laserbebilderungsfähigen
Aufbauten durchgeführt.
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Bebilderungsfähiges Element
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Wie
in 1 dargestellt, weist ein typisches thermisch bebilderungsfähiges Element,
das für
die thermische Bildaufzeichnung gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren
verwendbar ist, eine thermisch bebilderungsfähige Schicht, die bei einer
Anwendung zur Farbproofherstellung typischerweise eine farbstoffhaltige Schicht
(14) ist, und ein Basiselement mit einer beschichtungsfähigen Oberfläche auf,
das eine wahlfreie Ausstoßschicht
oder Zwischenschicht (12) und eine Erhitzungsschicht (13)
aufweist (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist).
Jede dieser Schichten hat separate und unterschiedliche Funktionen.
Wahlweise kann auch ein Träger
für das
thermisch bebilderungsfähige
Element (11) vorhanden sein. Das thermisch bebilderungsfähige Element
weist eine Lichtdämpfungsschicht
(15) mit einem Lichtdämpfungsmittel
auf. In einer Ausführungsform
kann die wahlfreie Erhitzungsschicht (13) direkt auf dem
Träger
(11) vorhanden sein. Alternativ kann auch eine Überzugsschicht
auf die thermisch bebilderungsfähige,
farbstoffhaltige Schicht (14) aufgebracht werden.
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Das
thermisch bebilderungsfähige
Element kann einfach ein laserbebilderungsfähiges Element für ein Laserbildaufzeichnungsverfahren
sein, mit dem ein bebilderungsfähiges
Element, wie hierin beschrieben, durch nichtthermische Verfahren
bebildert werden kann.
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Das
Lichtdämpfungsmittel
kann aus der Gruppe ausgewählt
werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und Gemischen daraus
besteht. In Abhängigkeit
von dem Bereich, in dem der nichtbilderzeugende Laser arbeitet,
wie z. B. etwa 300 nm bis etwa 1500 nm, sind die Absorber und Diffusoren
so auszuwählen, daß sie im
gleichen Bereich arbeiten. Je nach dem Wellenlängenbereich, in dem der bilderzeugende
Laser arbeitet und der zwischen etwa 300 nm und etwa 1500 nm liegen
kann, können
die Absorber und Diffusoren im gleichen Bereich funktionsunfähig sein.
Wenn zum Beispiel der nichtbilderzeugende Laser etwa im Bereich
um 670 nm und der bilderzeugende Laser bei 830 nm arbeitet, absorbieren
oder streuen die Absorber oder Diffusoren Licht vorzugsweise im
Bereich um 670 nm, und die Fähigkeit
dieser Materialien zur Absorption oder Streuung von Licht kann bei
830 nm schlecht sein. Einige Beispiele von Lichtabsorbern sind unter
anderem einige blaue Phthalocyaninpigmente mit wesentlicher Absorption
etwa im 670 nm-Bereich und minimaler Absorption bei 830 nm; wie
z. B. C.I. Pigment Blue 15 oder 15-3, und universell absorbierende
schwarze Pigmente, wie z. B. irgendein Ruß. Einige Beispiele von Lichtdiffusoren
sind Materialien, die Licht streuen oder Licht streuen und absorbieren.
Zu ihnen können
weiße
Pigmente, wie z. B. Titandioxid, oder Kombinationen (Erweiterungen)
von weißen
Pigmenten gehören,
wie zum Beispiel: Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Oxide,
Sulfate, Carbonate von Silicium (d. h. Siliciumdioxid) und Magnesium
usw. Im Handel erhältliche
Beispiele von weißen
Pigmenten wären
unter anderem TiPure®-Qualitäten von
Titandioxid von DuPont. Beispiele für Ruß sind unter anderem irgendwelche
Ruße der
Marken Monarch®,
Regal®,
Elftex® oder
Sterling® von
Cabot Corporation, Boston, MA. Beispiele für blaues Pigment wären die
blaue Sunfast® 15-3-Phthalocyaninpigment-Serie
von Sun Chemical Corporation, Cincinnati, OH.
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Die
Verwendung von Farbstoffen oder Farbstoffkombinationen wäre auch
denkbar, um die Bilderzeugungseigenschaften des hierin beschriebenen
thermischen Bildaufzeichnungssystems zu beeinflussen. Wie dem Fachmann
bekannt ist, könnten
Pigmente durch Kombinationen von blauen, roten und grünen Farbstoffen substituiert
werden. Ein Nachteil bei der Verwendung von Farbstoffen ist jedoch
die fehlende Lichtechtheit und die Neigung, aus der Schicht herauszuwandern.
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Die
lichtgedämpfte
Schicht kann nach bekannten Beschichtungsverfahren aufgebracht werden.
Die Beschichtungszusammensetzung kann eine Dispersion des Lichtdämpfungsmittels
in einem Bindemittel aufweisen. Ein geeignetes Bindemittel kann
ein Polymer und mit den Polymeren identisch sein, die in der thermisch
bebilderungsfähigen
Schicht eingesetzt werden. Außerdem
kann ein geringer Tensidanteil verwendet werden. Typischerweise
ist das Bindemittel ein Copolymer von Methylmethacrylat und n-Butylmethacrylat,
und das Tensid ist ein Fluorpolymer. Gewöhnlich werden die Komponenten
der lichtgedämpften
Schicht zu einer wäßrigen Dispersion
vermischt, die durch herkömmliche
Verfahren als Beschichtung auf die Rückseite des Basiselements aufgetragen
und getrocknet wird.
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Der
Anteil des Lichtdämpfungsmittels
wird mit dem Bindemittel und anderen Komponenten der rückseitigen
Beschichtung in einem wirksamen Anteil zur Absorption oder Diffusion
des Lichts von dem nichtbilderzeugenden Laser vereinigt. Die lichtgedämpfte Schicht
kann ein polymeres Bindemittel aufweisen, das mit dem Bindemittel
in der thermisch bebilderungsfähigen
Schicht identisch sein kann. Das Lichtdämpfungsmittel wird in der lichtgedämpften Schicht
in einem Anteil eingesetzt, der ausreicht, um ein Absorptionsvermögen im Bereich
von etwa 0,1 bis etwa 2,0, typischerweise von etwa 0,3 bis etwa
0,9, stärker
bevorzugt von etwa 0,6 zu erreichen. Das Absorptionsvermögen ist
eine dimensionslose Zahl, die in der Spektroskopie bekannt ist.
Bei einem Absorptionsvermögen
von mehr als etwa 2,0 absorbiert die Unterlage wahrscheinlich uzu
stark für
das Bildaufzeichnungsverfahren, und bei weniger als etwa 0,1 könnte keine
ausreichende Dämpfungswirkung
auftreten.
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Basiselement
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Typischerweise
ist das Basiselement (12) eine 100 μm (400 gauge) dicke coextrudierte
Polyethylenterephthalatschicht. Alternativ kann das Basiselement
eine Polyesterschicht sein, speziell Polyethylenterephthalat, das
zur Aufnahme der Erhitzungsschicht plasmabehandelt wurde, wie z.
B. die Melinex®-Linie
der Polyesterschichten, die von DuPontTeijinFilmsTM hergestellt
werden, einem Gemeinschaftsunternehmen von DuPont und Teijin Limited.
Wenn das Basiselement plasmabehandelt wird, dann wird gewöhnlich keine
Zwischenschicht oder Ausstoßschicht
auf dem Träger
vorgesehen. Auf dem Träger
können
wahlweise rückseitige Schichten
vorgesehen werden. Diese rückseitigen
Schichten können
Füllstoffe
enthalten, um eine aufgerauhte Oberfläche an der Rückseite
des Basiselements bereitzustellen, d. h. an der dem Basiselement
(12) gegenüberliegenden
Seite. Alternativ kann das Basiselement selbst Füllstoffe enthalten, wie z.
B. Siliciumdioxid, um eine aufgerauhte Oberfläche an der Rückseite
des Basiselements bereitzustellen. Alternativ kann das Basiselement
physikalisch aufgerauht werden, um an einer oder beiden Oberflächen des
Basiselements für
das Aufrauhen zu sorgen, das ausreicht, um das von dem nichtbilderzeugenden
Laser emittierte Licht zu streuen. Einige Beispiele physikalischer
Aufrauhmethoden sind unter anderem Sandstrahlen, Schlagen mit einer
Metallbürste
usw. Bei Verwendung eines Trägers
kann dieser mit dem Basiselement identisch oder davon verschieden
sein. Typischerweise ist der Träger
eine dicke Polyethylenterephthalatschicht.
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Ausstoß- oder
Zwischenschicht
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Die
wahlfreie Ausstoßschicht,
die gewöhnlich
flexibel ist, oder die wahlfreie Zwischenschicht, die auf einer
Seite des Basiselements (12) vorhanden sein kann, wie in 1 dargestellt,
ist die Schicht, welche die Kraft zur Übertragung der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen
Schicht in den belichteten Flächen auf
das Empfängerelement
liefert. Wenn diese Schicht erhitzt wird, zersetzt sie sich in Gasmoleküle, die
den notwendigen Druck bereitstellen, um die belichteten Flächen der
thermisch bebilderungsfähigen
farbstoffhaltigen Schicht auf das Empfängerelement zu schleudern oder
auszustoßen.
Dies wird durch Verwendung eines Polymers erreicht, das eine relativ
niedrige Zersetzungstemperatur aufweist (weniger als etwa 350°C, typischerweise
weniger als etwa 325°C,
und stärker
bevorzugt weniger als etwa 280°C).
Im Fall von Polymeren mit mehr als einer Zersetzungstemperatur sollte
die erste Zersetzungstemperatur niedriger als 350°C sein. Damit
die Ausstoßschicht
ferner eine geeignet hohe Flexibilität und Schmiegsamkeit aufweist,
sollte sie einen Zugelastizitätsmodul
von höchstens
etwa 2,5 Gigapascal (GPa), vorzugsweise von weniger als etwa 1,5
GPa, und stärker
bevorzugt von weniger als etwa 1 GPa aufweisen. Das gewählte Polymer
sollte außerdem
formbeständig
sein. Wenn der laserbebilderungsfähige Aufbau durch die Ausstoßschicht
hindurch bebildert wird, sollte die Ausstoßschicht durchlässig für Laserstrahlung
sein und durch diese Strahlung nicht beeinträchtigt werden.
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Beispiele
geeigneter Polymere für
die Ausstoßschicht
sind unter anderem (a) Polycarbonate mit niedrigen Zersetzungstemperaturen
(Td), wie z. B. Polypropylencarbonat; (b) substituierte Styrolpolymere
mit niedrigen Zersetzungstemperaturen, wie z. B. Poly(α-methylstyrol);
(c) Polyacrylat- und Polymethacrylat-Ester, wie z. B. Polymethylmethacrylat
und Polybutylmethacrylat; (d) Cellulosematerialien mit niedrigen
Zersetzungstemperaturen (Td), wie z. B. Celluloseacetatbutyrat und
Nitrocellulose; und (e) andere Polymere, wie z. B. Polyvinylchlorid;
(Poly(chlorvinylchlorid)-Polyacetale; Polyvinylidenchlorid; Polyurethane
mit niedriger Td, Polyester, Polyorthoester; Acrylnitril- und substituierte
Acrylnitril-Polymere; Maleinsäureharze;
und Copolymere der obigen Verbindungen. Es können auch Polymergemische verwendet
werden. Weitere Beispiele von Polymeren mit niedrigen Zersetzungstemperaturen
sind in US-A-5 156 938 zu finden. Dazu gehören Polymere, die sich säurekatalysiert
zersetzen. Für
diese Polymere ist es häufig
wünschenswert,
zusammen mit dem Polymer einen oder mehrere Wasserstoffdonatoren
beizufügen.
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Konkrete
Beispiele von Polymeren für
die Ausstoßschicht
sind Polyacrylat- und Polymethacrylat-Ester, Polycarbonate mit niedriger Td,
Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid) (PVC) und chloriertes Poly(vinylchlorid) (CPVC).
Besonders bevorzugt werden Poly(vinylchlorid) und chloriertes Poly(vinylchlorid).
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Weitere
Materialien können
als Zusatzstoffe in der Ausstoßschicht
vorhanden sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht
nicht stören.
Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Beschichtungshilfsmittel,
Fließmittel,
Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Weichmacher, Antistatikmittel,
Tenside und andere, deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen
bekannt ist.
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Alternativ
kann anstelle der Ausstoßschicht
wahlweise eine Zwischenschicht auf das Basiselement (12)
aufgebracht werden, wodurch ein thermisch bebilderungsfähiges Element
entsteht, das in der nachstehenden Reihenfolge mindestens eine Zwischenschicht
auf einer Seite des Basiselements (12), mindestens eine
Erhitzungsschicht (13) und mindestens eine thermisch bebilderungsfähige farbstoffhaltige
Schicht (14) aufweist. Einige geeignete Zwischenschichten
sind unter anderem Polyurethane, Polyvinylchlorid, Cellulosematerialien,
Acrylat- oder Methacrylat-Homopolymere und -Copolymere und deren
Gemische. In der Zwischenschicht können auch andere speziell entwickelte
zersetzbare Polymere verwendbar sein. Besonders gut als Zwischenschichten
für Polyester,
speziell Polyethylenterephthalat, verwendbar sind Acryl-Zwischenschichten.
Die Zwischenschicht kann eine Dicke von etwa 100 bis etwa 1000 × 10–10 m
(etwa 100 bis etwa 1000 Å) aufweisen.
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Erhitzungsschicht
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Die
Erhitzungsschicht (13) (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wahlfrei ist), wie in 1 dargestellt, wird auf die
wahlfreie flexible Ausstoß-
oder Zwischenschicht aufgebracht. Die Erhitzungsschicht hat die
Funktion, die Laserstrahlung zu absorbieren und die Strahlung in
Wärme umzuwandeln.
Für die
Schicht geeignete Materialien können
anorganisch oder organisch sein und können schon an sich die Laserstrahlung absorbieren
oder zusätzliche
laserstrahlungsabsorbierende Verbindungen enthalten.
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Beispiele
geeigneter anorganischer Materialien sind Übergangsmetallelemente und
Metallelemente der Gruppen IIIA, IVA, VA, VIA, VIIIA, IIB, IIIB
und VB des Periodensystems der Elemente (Sargent-Welch Scientific Company (1979)), deren
Legierungen miteinander und mit den Elementen der Gruppen IA und
IIA. Wolfram (W) ist ein Beispiel eines Metalls der Gruppe VIA,
das geeignet ist und verwendet werden kann. Kohlenstoff (ein nichtmetallisches
Element der Gruppe IVB) kann gleichfalls eingesetzt werden. Typische
Metalle sind unter anderem Al, Cr, Sb, Ti, Bi, Zr, Ni, In, Zn und
deren Legierungen und Oxide. TiO2 kann als
Material der Erhitzungsschicht eingesetzt werden.
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Die
Dicke der Erhitzungsschicht beträgt
im allgemeinen etwa 10 × 10–10 m
bis etwa 0,1 μm,
stärker bevorzugt
etwa 20 bis etwa 60 × 10–10 m
(etwa 20 bis etwa 60 Å).
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Obwohl
die Verwendung einer einzigen Erhitzungsschicht typisch ist, sind
auch mehr als eine Erhitzungsschicht möglich, und die verschiedenen
Schichten können
die gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzung haben, solange
sie alle funktionieren, wie oben beschrieben. Die Gesamtdicke aller
Erhitzungsschichten sollte in dem oben angegebenen Bereich liegen.
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Die
optische Dichte bzw. Extinktion der Erhitzungsschicht bei der Wellenlänge des
nichtbilderzeugenden Lasers liegt typischerweise in der Größenordnung
von mehr als etwa 0,1 und weniger als etwa 1,0 Durchlaßdichte.
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Die
eine oder die mehreren Erhitzungsschichten können unter Anwendung eines
der bekannten Verfahren zur Herstellung dünner Metallschichten aufgebracht
werden, wie z. B. durch Sputtern, chemisches Aufdampfen und Auftrag
mittels Elektronenstrahl.
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Thermisch bebilderungsfähige Schicht
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Die
thermisch bebilderungsfähige
Schicht, die bei einer Anwendung zur Farbproofherstellung typischerweise
eine thermisch bebilderungsfähige
farbstoffhaltige Schicht (14) ist, wird ausgebildet, indem
eine thermisch bebilderungsfähige
Zusammensetzung, die typischerweise einen Farbstoff enthält, auf
ein Basiselement aufgebracht wird. Für andere Anwendungen, wie z.
B. Anwendungen auf elektronische Schaltkreise, braucht die thermisch
bebilderungsfähige
Schicht keinen Farbstoff zu enthalten. Für diese Anwendungen kann das
thermisch bebilderungsfähige
Element Elektronenleiter, Isolatoren, Halbleiter oder Vorläufer für diese Funktionen
enthalten.
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Wenn
die thermisch bebilderungsfähige
Schicht eine farbstoffhaltige Schicht ist, weist sie auf: (i) ein polymeres
Bindemittel, das sich von dem Polymer in der Ausstoßschicht
unterscheidet, und (ii) einen farbgebenden Stoff, der eine Farbstoff
oder Pigmentdispersion aufweist.
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Das
Bindemittel für
die farbstoffhaltige Schicht ist ein polymeres Material mit einer
Zersetzungstemperatur, die höher
als etwa 250°C
und vorzugsweise höher
als etwa 350°C
ist. Das Bindemittel sollte filmbildend und aus einer Lösung oder
aus einer Dispersion auftragbar sein. Typisch sind Bindemittel,
die Schmelzpunkte von weniger als etwa 250°C aufweisen oder so stark weichgemacht
sind, daß ihre
Glasübergangstemperatur weniger
als etwa 70°C
beträgt.
Wärmeschmelzbare
Bindemittel, wie z. B. Wachse, sind jedoch als alleinige Bindemittel
zu vermeiden, da solche Bindemittel unter Umständen nicht so haltbar sind;
allerdings sind sie bei der Absenkung des Schmelzpunkts der Schicht
als Zusatzbindemittel verwendbar.
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Typisch
ist, daß das
Polymer des Bindemittels bei der Temperatur, die während der
Laserbestrahlung erreicht wird, keiner Selbstoxidation, Zersetzung
oder Zerlegung unterliegt, so daß die belichteten Flächen der thermisch
bebilderungsfähigen
Schicht, die Farbstoff und Bindemittel aufweist, intakt übertragen
werden, um eine verbesserte Haltbarkeit zu erreichen. Beispiele
geeigneter Bindemittel sind unter anderem Copolymere von Styrol
und (Meth)Acrylatestern, wie z. B. Styrol/Methylmethacrylat; Copolymere
von Styrol und Olefin-Monomeren, wie z. B. Styro/Ethylen/Butylen;
Copolymere von Styrol und Acrylnitril; Fluorpolymere; Copolymere von
(Meth)Acrylatestern mit Ethylen und Kohlenmonoxid; Polycarbonate
mit höheren
Zersetzungstemperaturen; (Meth)Acrylat-Homopolymere und -Copolymere;
Polysulfone; Polyurethane; Polyester. Die Monomere für die obigen
Polymere können
substituiert oder nichtsubstituiert sein. Es können auch Polymergemische eingesetzt
werden.
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Typische
Polymere für
das Bindemittel der farbstoffhaltigen Schicht schließen ein,
sind aber nicht beschränkt
auf Acrylat-Homopolymere und -Copolymere, Methacrylat-Homopolymere
und -Copolymere, (Meth)Acrylat-Blockcopolymere und (Meth)Acrylat-Copolymere,
die andere Comonomer-Arten enthalten, wie z. B. Styrol.
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Das
Bindemittelpolymer kann im allgemeinen in einer Konzentration von
etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht
der farbstoffhaltigen Schicht, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa
40 Gew.-%.
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Der
farbgebende Stoff der termisch bebilderungsfähigen Schicht kann ein bilderzeugendes
Pigment sein, das anorganisch oder organisch ist. Beispiele geeigneter
anorganischer Pigmente sind unter anderem Ruß und Graphit. Beispiele geeigneter
organischer Pigmente sind unter anderem Farbpigmente, wie z. B.
Rubine F6B (CI-Nr. Pigment 184) Cromophthal® Yellow
3G (CI-Nr. Pigment Yellow 93); Hostaperm® Yellow
3G (CI-Nr. Pigment Yellow 154); Monastral® Violet
R (CI-Nr. Pigment Violet 19); 2,9-Dimethylchinacridon (CI-Nr. Pigment
Red 122); Indofast® Brilliant Scarlet R6300
(CI-Nr. Pigment Red 123), Quindo Magenta RV 6803; Monastral® Blue
G (CI-Nr. Pigment Blue 15); Monastral® Blue
BT 383D (CI-Nr. Pigment Blue 15); Monastral® Blue G
BT 284D (CI-Nr. Pigment Blue 15) und Monastral® Green
GT 751D (CI-Nr. Pigment Green 7). Es können auch Kombinationen von
Pigmenten und/oder Farbstoffen eingesetzt werden. Typisch für Anwendungen
mit Farbfilteranordnungen sind Pigmente mit hoher Lichtdurchlässigkeit
(d. h. das Pigment läßt mindestens
80% des Lichts durch) und kleiner Teilchengröße (d. h. etwa 100 nm).
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Nach
dem Fachmann bekannten Prinzipien wird die Konzentration des Pigments
so gewählt,
daß in dem
fertigen Bild die gewünschte
optische Dichte erreicht wird. Der Pigmentanteil ist von der Dicke
der aktiven Beschichtung und der Absorption des farbgebenden Stoffs
abhängig.
Typischerweise sind optische Dichten von mehr als 0,8 bei der Wellenlänge der
maximalen Absorption erforderlich. Noch höhere Dichten sind typisch.
Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung sind optische Dichten
im Bereich von 2–3
oder mehr erreichbar.
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Die
optische Dichte der pigmentierten Schicht bei der Wellenlänge des
nichtbilderzeugenden Lasers kann im Bereich von mehr als etwa 0,01
bis weniger als etwa 5,0 Durchlaßdichte, stärker bevorzugt in der Größenordnung
von etwa 0,2 bis etwa 3,0 Durchlaßdichte liegen. Diese Dichte
kann nicht bei der Auswahl der farbgebenden Stoffe kontrolliert
werden, aber der nichtbilderzeugende Laser muß sich zumindest an diesen Bereich
optischer Eigenschaften anpassen können.
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Ein
Dispersionsmittel wird gewöhnlich
in Kombination mit dem Pigment eingesetzt, um maximale Farbstärke, Transparenz
und Glanz zu erzielen. Das Dispersionsmittel ist im allgemeinen
eine organische Polymerverbindung und wird verwendet, um die feinkörnigen Pigmentteilchen
zu trennen und Flockenbildung und Agglomeration der Teilchen zu
vermeiden. Im Handel ist eine große Auswahl an Dispersionsmitteln
erhältlich.
Ein Dispersionsmittel wird nach den Eigenschaften der Pigmentoberfläche und
nach anderen Komponenten in der Zusammensetzung ausgewählt, wie
dem Fachmann bekannt ist. Eine Klasse von Dispersionsmitteln, die
sich für
die praktische Ausführung
der Erfindung eignet, ist jedoch die der AB-Dispersionsmittel. Das
A-Segment des Dispersionsmittels wird an der Oberfläche des
Pigments adsorbiert. Das B-Segment erstreckt sich in das Lösungsmittel
hinein in welches das Pigment dispergiert wird. Das B-Segment bildet
eine Barriere zwischen Pigmentteilchen, um den Anziehungskräften der
Teilchen entgegenzuwirken und auf diese Weise eine Agglomeration
zu verhindern. Das B-Segment sollte eine gute Verträglichkeit
mit dem verwendeten Lösungsmittel aufweisen.
Die brauchbaren AB-Dispersionsmittel
werden allgemein in US-A-5 085 698 beschrieben. Es können herkömmliche
Pigmentdispergierverfahren angewandt werden, wie z. B. Mahlen in
der Kugelmühle,
Mahlen in der Sandmühle
usw.
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Das
Pigment ist in einem Anteil von etwa 15 bis etwa 95 Gew.-% vorhanden,
typischerweise von etwa 35 bis etwa 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Zusammensetzung der farbstoffhaltigen Schicht.
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Die
obige Diskussion bezog sich zwar auf die Farbproofherstellung, aber
das Element und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
sind ebenso auf die Übertragung
anderer Materialarten in unterschiedlichen Anwendungen anwendbar.
Im allgemeinen soll der Umfang der Erfindung jede Anwendung einschließen, in
der Feststoff in einer Struktur auf einen Empfänger aufzubringen ist.
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Die
farbstoffhaltige Schicht kann aus einer Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel
auf das Basiselement aufgetragen werden, typisch ist jedoch das
Auftragen der Schichten) aus einer Dispersion. Als Beschichtungslösungsmittel
kann jedes geeignete Lösungsmittel
verwendet werden, solange es nicht die Eigenschaften der Baugruppe
beeinträchtigt,
wobei herkömmliche
Beschichtungsverfahren oder Druckverfahren angewandt werden, z.
B. Tiefdruck. Ein typisches Lösungsmittel
ist Wasser. Die farbstoffhaltige Schicht kann durch ein Beschichtungsverfahren
aufgetragen werden, das mit Hilfe der von DuPont, Wilmington, DE,
vertriebenen WaterProof® Color Versatility Coater
(Beschichtungsanlage) durchgeführt
wird. Auf diese Weise kann das Auftragen der farbstoffhaltigen Schicht
kurz vor dem Belichtungsschritt ausgeführt werden. Dies ermöglicht auch
das Vermischen verschiedener Grundfarben miteinander, um eine Vielzahl
von Farben herzustellen, die mit dem Pantone®-Farbfächer übereinstimmen,
der gegenwärtig
als einer der Standards in der Proofherstellung verwendet wird.
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Zusatzstoff zur thermischen
Verstärkung
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Typischerweise
ist in der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht
ein Zusatzstoff zur thermischen Verstärkung vorhanden, der aber auch
in der (den) Ausstoßschichten)
oder der Zwischenschicht vorhanden sein kann.
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Die
Funktion des Zusatzstoffs zur thermischen Verstärkung besteht darin, die Wirkung
der in der Erhitzungsschicht entwickelten Wärme zu verstärken und
auf diese Weise die Empfindlichkeit gegen den Laser weiter zu erhöhen. Dieser
Zusatzstoff sollte bei Raumtemperatur beständig sein. Der Zusatzstoff
kann sein: (1) ein zerfallende Verbindung, die sich bei Erhitzen
zersetzt und ein oder mehrere gasförmige Nebenprodukte bildet,
(2) ein absorbierender Farbstoff, der die einfallende Laserstrahlung
absorbiert, oder (3) eine Verbindung, die eine thermisch ausgelöste monomolekulare
Umlagerung durchmacht, die exotherm ist. Es können auch Kombinationen dieser
Zusatzstoffarten eingesetzt werden.
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Zerfallende
Verbindungen der Gruppe (1) sind unter anderem diejenigen, die unter
Stickstoffbildung zerfallen, wie z. B. Diazoalkyle, Diazoniumsalze
und Azido(-N3)-Verbindungen; Ammoniumsalze, Oxide, die unter Sauerstoffbildung
zerfallen, Carbonate oder Peroxide. Konkrete Beispiele derartiger
Verbindungen sind Diazo-Verbindungen, wie z. B. 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat (DAFB). Es können auch
Gemische von jeder der vorstehenden Verbindungen verwendet werden.
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Ein
absorbierender Farbstoff der Gruppe (2) ist typischerweise ein Farbstoff,
der im Infrarotbereich absorbiert. Beispiele geeigneter, im nahen
Infrarot absorbierender NIR-Farbstoffe, die allein oder in Kombination eingesetzt
werden können,
sind unter anderem polysubstituierte) Phthalocyanin-Verbindungen und
metallhaltige Phthalocyanin-Verbindungen; Cyanin-Farbstoffe; Squarylium-Farbstoffe;
Chalkogenpyrylacryliden-Farbstoffe; Krokon-Farbstoffe; Metallthiolat-Farbstoffe;
Bis(chalkogenpyryl)polymethin-Farbstoffe; Oxyindolizin-Farbstoffe;
Bis(aminoaryl)polymethin-Farbstoffe; Merocyanin-Farbstoffe und chinoide
Farbstoffe. Wenn der absorbierende Farbstoff der Ausstoß- oder
Zwischenschicht beigemengt wird, hat er die Funktion, die einfallende
Strahlung zu absorbieren und diese in Wärme umzuwandeln, was zu einer
effizienteren Erwärmung führt. Typisch
ist, daß der
Farbstoff im Infrarotbereich absorbiert. Für Bildaufzeichnungsanwendungen
ist außerdem
typisch, daß der
Farbstoff im sichtbaren Bereich eine sehr niedrige Absorption aufweist.
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Absorbierende
Farbstoffe, die gleichfalls zur Gruppe (2) gehören, sind unter anderem die
im Infrarotbereich absorbierenden Materialien, die in den US-Patentschriften
US-A-4 778 128; 4 942 141; 4 948 778; 4 950 639; 5 019 549; 4 948
776; 4 948 777 und 4 952 552 offenbart werden.
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Wenn
der Zusatzstoff zur thermischen Verstärkung in der farbstoffhaltigen
Schicht vorhanden ist, beträgt
sein Gewichtsanteil im allgemeinen etwa 0,95 bis etwa 11,5 Gew.-%.
Der Anteil kann bis etwa 25% des Gesamtgewichts in der farbstoffhaltigen
Schicht betragen. Diese Anteile sind nicht einschränkend, und
der Durchschnittsfachmann kann sie in Abhängigkeit von der jeweiligen
Zusammensetzung der Schicht verändern.
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Die
farbstoffhaltige Schicht hat im allgemeinen eine Dicke im Bereich
von etwa 0,1 bis etwa 5 μm,
typischerweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 μm. Größere Dicken
als etwa 5 μm
sind im allgemeinen nicht brauchbar, da sie zuviel Energie erfordern,
um effektiv auf den Empfänger übertragen
zu werden.
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Obwohl
typischerweise eine einzige farbstoffhaltige Schicht verwendet wird,
ist es auch möglich,
mehr als eine farbstoffhaltige Schicht zu verwenden, und die verschiedenen
Schichten können
gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, solange
sie alle funktionieren, wie oben beschrieben. Die Gesamtdicke der
kombinierten farbstoffhaltigen Schichten liegt gewöhnlich in
dem oben angegebenen Bereich.
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Weitere Zusatzstoffe
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Weitere
Materialien können
als Zusatzstoffe in der farbstoffhaltigen Schicht enthalten sein,
solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht stören. Beispiele
derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Stabilisatoren, Beschichtungshilfsmittel,
Weichmacher, Fließmittel,
Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Antistatika, Tenside und weitere,
deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen bekannt
ist. Typischerweise wird jedoch der Anteil der Zusatzstoffe in dieser
Schicht minimiert, da sie das Endprodukt nach dem Umdruck beeinträchtigen.
Bei Farbproofanwendungen können
Zusatzstoffe unerwünschte
Farbe hinzufügen, oder
sie können
die Haltbarkeit und Lebensdauer des Drucks bei Lithografiedruckanwendungen
vermindern.
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Zusätzliche
Schichten
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Das
thermisch bebilderungsfähige
Element kann weitere Schichten aufweisen. Zum Beispiel kann auf der
Seite der flexiblen Ausstoßschicht
gegenüber
der farbstoffhaltigen Schicht eine Lichthofschutzschicht verwendet
werden. Materialien, die als Lichthofschutzmittel verwendet werden
können,
sind dem Fachmann bekannt. Weitere Verankerungs- oder Zwischenschichten
können
auf jeder der beiden Seiten der flexiblen Ausstoßschicht vorhanden sein und
sind gleichfalls dem Fachmann bekannt.
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In
einigen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist in einer einzelnen Schicht, die als
Deckschicht bezeichnet wird, ein Material vorhanden, das als Wärmeabsorber
funktioniert. Folglich hat die Deckschicht eine Doppelfunktion als
Erhitzungsschicht und als farbstoffhaltige Schicht. Die Eigenschaften
der Deckschicht sind die gleichen, wie sie für die farbstoffhaltige Schicht
angegeben wurden. Ein typisches Material, das als Wärmeabsorber
und als Farbstoff funktioniert, ist Ruß.
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Über der
thermisch bebilderungsfähigen
farbstoffhaltigen Schicht kann auch eine Überzugsschicht vorhanden sein.
Das Bleichmittel zum Bleichen des Lichtdämpfungsmittels, das unter Umständen in
der thermisch bebilderungsfähigen
farbstoffhaltigen Schicht enthalten ist, kann in der Überzugsschicht
vorhanden sein. Wenn das Lichtdämpfungsmittel
in der Überzugsschicht
vorhanden ist, dann muß das
Lichtdämpfungsmittel
vor der Ausbildung des fertigen Elements aus einer anderen Quelle
mit der Überzugsschicht
in Kontakt gebracht werden.
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Noch
weitere thermisch bebilderungsfähige
Elemente können
eine oder mehrere abwechselnde farbstoffhaltige Schichten auf einem
Träger
aufweisen. In Abhängigkeit
von dem konkreten Verfahren, das zur bildartigen Belichtung und
zur Übertragung
der entstandenen Bilder angewandt wird, können weitere Schichten vorhanden
sein. Einige geeignete thermisch bebilderungsfähige Elemente werden in den
US-Patentschriften US-A
5 773 188, US-A 5 622 795, US-A 5 593 808, US-A 5 156 938, US-A
5 256 506, US-A
5 171 650 und US-A 5 681 681 offenbart.
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Empfängerelement
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Das
in 2 dargestellte Empfängerelement (20) ist
der Teil des laserbebilderungsfähigen
Aufbaus, auf den die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht übertragen
werden, die typischerweise ein Polymerbindemittel und ein Pigment
aufweisen. In den meisten Fällen
werden die belichteten Flächen
der thermisch bebilderungsfähigen
Schicht in Abwesenheit eines Empfängerelements nicht von dem thermisch
bebilderungsfähigen
Element entfernt. Das heißt,
die Belichtung des thermisch bebilderungsfähigen Elements allein mit Laserstrahlung
führt nicht
dazu, daß Material
entfernt oder übertragen
bzw. umgedruckt wird. Die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht
werden erst dann von dem thermisch bebilderungsfähigen Element entfernt, wenn
es mit Laserstrahlung belichtet wird und das thermisch bebilderungsfähige Element
mit dem Empfängerelement
in Kontakt ist oder daran angrenzt. In einer Ausführungsform berührt das
thermisch bebilderungsfähige
Element tatsächlich
die Oberfläche
der Bildaufnahmeschicht des Empfängerelements.
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Das
Empfängerelement
(20) kann lichtunempfindlich oder lichtempfindlich sein.
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Das
lichtunempfindliche Element weist gewöhnlich einen Empfängerträger (21)
und eine Bildaufnahmeschicht (22) auf. Der Empfängerträger (21)
weist ein formbeständiges
Folienmaterial auf. Der Aufbau kann durch den Empfängerträger hindurch
bebildert werden, wenn dieser Träger
lichtdurchlässig
ist. Beispiele von lichtdurchlässigen
Folien bzw. Filmen für
Empfängerträger sind
unter anderem beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon,
ein Polyimid, ein Poly(vinylalkoholcoacetal), Polyethylen oder ein
Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat. Beispiele von lichtundurchlässigen Trägermaterialien
sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, das mit einem weißen Pigment
gefüllt
ist, wie z. B. Titandioxid; Elfenbeinpapier oder synthetisches Papier,
wie z. B. Tyvek®-Spinnvliespolyolefin,
hergestellt von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington,
DE. Papierträger
sind typisch für
Proofherstellungs-Anwendungen, während
ein Polyesterträger, wie
z. B. Poly(ethylenterephthalat), für eine medizinische Hardcopy
und Anwendungen mit Farbfilteranordnungen typisch ist. In dem Empfängerelement
können
auch aufgerauhte Träger
verwendet werden.
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Die
Bildaufnahmeschicht (22) kann eine oder mehrere Schichten
aufweisen, wobei wahlweise die äußerste Schicht
aus einem Material besteht, das mit einer Mikroaufrauhung versehen
werden kann. Einige Beispiele von brauchbaren Materialien sind unter
anderem ein Polycarbonat; ein Polyurethan; ein Polyester; Polyvinylchlorid;
Styro/Acrylnitril-Copolymer; Poly(caprolacton); Poly(vinylacetat);
Vinylacetat-Copolymere
mit Ethylen und/oder Vinylchlorid; (Meth)Acrylat-Homopolymere (wie
z.B. Butylmethacrylat) und -Copolymere; und Gemische daraus. Typischerweise
ist die äußerste Bildaufnahmeschicht
eine kristalline Polymer- oder Poly(vinylacetat)-Schicht. Die Polymere
der kristallinen Bildaufnahmeschicht, beispielsweise Polycaprolacton-Polymere,
weisen typischerweise Schmelzpunkte im Bereich von etwa 50 bis etwa
64°C auf,
stärker
bevorzugt etwa 56 bis etwa 64°C
und am stärksten
bevorzugt etwa 58 bis 62°C.
Gemische, die aus 5–40%
Capa® 650 (Schmelzbereich
58–60°C) und Tone® P-300
(Schmelzbereich 58–62°C), beides
Polycaprolactone, hergestellt werden, sind bei der vorliegenden
Erfindung besonders gut als äußerste Schicht
verwendbar. Typischerweise werden 100% Capa 650 oder Tone P-300
verwendet. Thermoplastische Polymere, wie z. B. Polyvinylacetat, haben
jedoch höhere
Schmelzpunkte (Erweichungspunkt-Bereiche von etwa 100 bis etwa 180°C). Brauchbare Empfängerelemente
werden auch in US-A 5 534 387 offenbart, wobei eine äußerste Schicht,
die wahlweise mikroaufrauhfähig
ist, z. B. eine Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht,
auf der darin offenbarten Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht vorhanden
ist. Die Dicke der Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht kann im
Bereich von etwa 0,013 bis 0,13 mm (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) liegen,
und die Dicke der Polycaprolacton-Schicht kann im Bereich von etwa
2 bis etwa 100 mg/dm2 liegen. Typischerweise
weist das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mehr Ethylen als Vinylacetat
auf.
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Ein
bevorzugtes Beispiel ist die WaterProof®-Umdruckfolie,
die von DuPont unter der Bestellnummer #G06086 vertrieben wird und
mit einer Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht überzogen
ist. Diese Bildaufnahmeschicht kann in einem Anteil vorhanden sein,
der für
den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse
mit Auftragsgewichten im Bereich von etwa 5 bis etwa 150 mg/dm2 erzielt worden, typischerweise mit etwa
20 bis etwa 60 mg/dm2.
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Die
eine oder die mehreren oben beschriebenen Bildaufnahmeschichten
können
wahlweise eine oder mehrere weitere Schichten zwischen dem Empfängertäger und
der Bildaufnahmeschicht einschließen. Eine brauchbare zusätzliche
Schicht zwischen der Bildaufnahmeschicht und dem Träger ist
eine Trennschicht. Der Empfängerträger allein
oder die Kombination aus Empfängerträger und
Trennschicht wird als erster Zwischenträger bezeichnet. Die Trennschicht
kann das gewünschte
Adhäsionsgleichgewicht
für den
Empfängerträger schaffen,
so daß die
Bildaufnahmeschicht während
der Belichtung und der Trennung von dem thermisch bebilderungsfähigen Element
an dem Empfängerträger haftet,
fördert
aber die Trennung der Bildaufnahmeschicht von dem Empfängerträger in den
nachfolgenden Schritten. Beispiele für Materialien, die sich zur
Verwendung als Trennschicht eignen, sind unter anderem Polyamide,
Silicone, Vinylchlorid-Polymere und -Copolymere, Vinylacetat-Polymere
und -Copolymere und weichgemachte Polyvinylalkohole. Die Trennschicht
kann eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 50 μm aufweisen.
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Eine
Polsterschicht, das heißt
eine deformierbare Schicht, kann gleichfalls in dem Empfängerelement vorhanden
sein, typischerweise zwischen der Trennschicht und dem Empfängerträger. Die
Polsterschicht kann vorhanden sein, um den Kontakt zwischen dem
Empfängerelement
und dem thermisch bebilderungsfähigen Element
beim Zusammenbau zu verstärken.
Zusätzlich
unterstützt
die Polsterschicht den wahlfreien Mikroaufrauhvorgang, indem sie
unter Druck und wahlweise Hitze eine deformierbare Unterlage bietet.
Ferner bietet die Polsterschicht beim Umdruck des fertigen Bildes
auf ein Papier oder ein anderes Substrat hervorragende Laminierungseigenschaften.
Beispiele geeigneter Materialien zur Verwendung als Polsterschicht
sind unter anderem Copolymere von Styrol und Olefin-Monomeren; wie z.
B. Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol, Styrol/Butylen/Styrol-Blockcopolymere,
Ethylen-Vinylacetat
und andere Elastomere, die als Bindemittel in Flexodruckplatten-Anwendungen
verwendbar sind. Die Polsterschicht kann einen Dickenbereich von
etwa 0,013 bis etwa 0,13 mm (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) (oder mehr)
aufweisen.
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Zu
den Verfahren für
das wahlfreie Aufrauhen der Oberfläche der Bildaufnahmeschicht
gehört
das Mikroaufrauhen. Das Mikroaufrauhen kann nach jedem geeigneten
Verfahren ausgeführt
werden. In einem konkreten Beispiel wird die Fläche in Kontakt mit einer aufgerauhten
Folie gebracht, typischerweise unter Druck und Hitze. Die angewandten
Drücke
können
im Bereich von etwa 5516 ± etwa
2758 kPa (etwa 800 ± etwa
400 psi) liegen. Wahlweise kann Wärme im Temperaturbereich von
etwa 80 bis etwa 88°C
(175 bis 190°F)
angewandt werden, stärker
bevorzugt bei etwa 54,4°C
(130°F)
für Polycaprolacton-Polymere
und etwa 94°C (200°F) für Poly(vinylacetat)-Polymere,
um eine gleichmäßige mikroaufgerauhte
Oberfläche
quer über
die Bildaufnahmeschicht zu erhalten. Alternativ können erhitzte
oder gekühlte
aufgerauhte Walzen benutzt werden, um das Mikroaufrauhen zu erreichen.
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Typisch
ist, daß die
zum Mikroaufrauhen der Bildaufnahmeschicht benutzte Einrichtung
an ihrer Oberfläche
eine gleichmäßige Rauhigkeit
aufweist. Typischerweise hat die zum Mikroaufrauhen verwendete Einrichtung
eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von etwa 1 μm und Oberflächenunregelmäßigkeiten
mit einer Vielzahl von Spitzen, wobei mindestens etwa zwanzig von
den Spitzen eine Höhe
von mindestens etwa 200 nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel über einen
Oberflächenbereich
von etwa 458 μm × etwa 602 μm aufweisen.
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Die
Aufrauheinrichtung sollte der Oberfläche der Bildaufnahmeschicht
eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von weniger als etwa 1 μm verleihen,
typischerweise von weniger als etwa 0,95 μm, und stärker bevorzugt von weniger
als etwa 0,5 μm,
sowie Oberflächenunregelmäßigkeiten
mit einer Vielzahl von Spitzen, wobei mindestens etwa 40 von den
Spitzen, typischerweise mindestens etwa 50 Spitzen, und stärker bevorzugt
mindestens etwa 60 Spitzen eine Höhe von mindestens etwa 200
nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel über einen Oberflächenbereich
von etwa 458 μm × etwa 602 μm aufweisen.
Diese Messungen werden mit einem Wyco Profilmesser (Modell Wyko
NT 3300) ausgeführt,
hergestellt von Veeko Metrology, Tucson, AZ.
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Die äußerste Fläche des
Empfängerelements
kann ferner einen Glanzmeßwert
von etwa 5 bis etwa 35 Glanzeinheiten, typischerweise von etwa 20
bis etwa 30 Glanzeinheiten, unter einem Winkel von 85° aufweisen.
Zur Durchführung
von Messungen kann ein A GARDCO NOVO-GLOSS-Meßgerät für 20/60/85 Grad benutzt werden,
hergestellt von The Paul Gardner Company. Das Glanzmeßgerät ist für alle Ablesungen
quer über
die Orientierung in Querrichtung in die gleiche Orientierung zu
bringen.
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Die
Oberflächentopographie
der Bildaufnahmeschicht kann wichtig sein, um ein hochwertiges Endbild im
wesentlichen ohne Mikrofehlstellen zu erhalten.
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Das
Empfängerelement
ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren
typischerweise ein Zwischenelement, da sich an den Laserbildaufzeichnungsschritt
normalerweise ein oder mehrere Umdruckschritte anschließen, durch
welche die belichteten Flächen
der thermisch bebilderungsfähigen
Schicht auf das permanente Substrat übertragen werden.
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Permanentes
Substrat
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Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist, daß das
permanente Substrat für
die Aufnahme des farbstoffhaltigen Bildes unter nahezu jedem gewünschten
Folienmaterial ausgewählt
werden kann. Für
die meisten Proofherstellungs-Anwendungen wird ein Papiersubstrat
verwendet, typischerweise das gleiche Papier, auf welches das Bild
schließlich
gedruckt wird. Ein Beispiel für
ein Papiersubstrat ist LOE-Papier. Es kann jedoch fast jedes Papiermaterial
verwendet werden. Andere Materialien, die als permanentes Substrat
eingesetzt werden können,
sind unter anderem Tuch, Holz, Glas, Porzellan, die meisten Polymerfolien,
synthetische Papiere, dünne
Metallbleche oder -folien usw. Als permanentes Substrat kann nahezu
jedes Material verwendet werden, das an der thermoplastischen Polymerschicht
haftet.
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SCHRITTE DES
AUTOMATISCHEN FOKUSSIERVERFAHRENS
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Das
Verfahren zur Einstellung der Energie eines bilderzeugenden Lasers
zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements weist die folgenden
Schritte auf
- (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit
mit einem nichtbilderzeugenden Laser und einem bilderzeugenden Laser,
wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist,
der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht;
- (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch
bebilderungsfähigen
Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element
eine thermisch bebilderungsfähige Schicht
an einer Vorderseite eines Basiselements und eine lichtgedämpfte Schicht
mit einem Lichtdämpfungsmittel
an einer Rückseite
des Basiselements aufweist;
- (c) Auslösen
des nichtbilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element
und das Empfängerelement
einer Lichtenergiemenge auszusetzen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor
die von der lichtgedämpften
Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und dem Empfängerelement
reflektierte Lichtmenge erfaßt,
wodurch Licht, das von Grenzflächen
jenseits der Rückseite
der lichtgedämpften
Schicht reflektiert wird, wesentlich abgeschwächt wird und das von der lichtgedämpften Schicht
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements in den Lichtdetektor reflektierte Licht im wesentlichen
vorherrscht; und
- (d) Auslösen
des bilderzeugenden Lasers, um den bilderzeugenden Laser richtig
zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element einer für die Bebilderung
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements ausreichenden Lichtenergiemenge auszusetzen, wobei der
Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements reflektiere Lichtmenge bestimmt und durch den Lichtdetektor
zum bilderzeugenden Laser übermittelt
wird.
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Die
Bildaufzeichnungs- bzw. Bebilderungseinheit weist einen nichtbilderzeugenden
Laser und einen bilderzeugenden Laser auf, wobei der nichtbilderzeugende
Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem bilderzeugenden
Laser steht. Typischerweise emittiert der nichtbilderzeugende Laser
im Bereich um etwa 300 nm bis zum Bereich um etwa 1500 nm. Der nichtbilderzeugende
Laser wird nicht zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements
benutzt und ist daher vor und während
der Bebilderung ständig betriebsfähig, um
den bilderzeugenden Laser zu fokussieren und dadurch die Energie
einzustellen, die dem bilderzeugenden Laser für den Bildaufzeichnungsschritt
zugeführt
wird. In einer Ausführungsform
kann der nichtbilderzeugende Laser im Bereich um 670 nm emittieren,
und der bilderzeugende Laser kann etwa im 750 bis 850 nm-Bereich
emittieren. Ein Beispiel eines nichtbilderzeugenden Lasers ist die
10 mW, 670 nm-Laserdiode für
sichtbares Licht von Toshiba (Japan). Geeignete bilderzeugende Laser
sind erhältlich
von Spectra Diode Laboratories, San Jose, CA, oder von Sanyo Electric
Co., Osaka, JP. Diese können
als Teil eines Laser-Raumlichtmodulatorsystems eingesetzt werden,
wie z. B. in US-A-56 517 359 offenbart, oder direkt elektrisch moduliert
werden, wie in US-A-4 743 091 offenbart. Einige typischerweise verwendete
Lichtdetektoren, die auch als positionsempfindliche Detektoren bekannt
sind, sind unter anderem monolithische Siliciumdetektoren, die 2,
4 oder eine ähnliche
Anzahl von Elementen aufweisen, die so angeordnet sind, daß der Anteil
des reflektierten Strahls auf jedem Segment gemessen werden kann
und die relative Position eines Merkmal bestimmt werden kann, wie
z. B. des Strahlmittelpunkts. Geeignete Lichtdetektoren sind von
United Detector Technology (USA) beziehbar. Alternativ könnte die
Position des Strahls von einem Sensor mit mehr als vier Elementen
ermittelt werden, wie z. B. einem CCD- oder CEMOS-Sensor mit 1024
bis 10.000.000 Elementen, wie sie in Fernsehbild-Prüfsystemen
benutzt werden. Ein Beispiel ist der KAF-0400 von Eastman Kodak
Co., Rochester, NY. Ein Beispiel einer Bebilderungseinheit ist die
in US-A 6 137 580 offenbarte Einheit.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt, werden das wahlfreie
Trägerelement
(71) das Empfängerelement
(20) mit der lichtgedämpften
Schicht und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) über einer Trommel
(70) angeordnet, die Teil einer Bebilderungseinheit ist.
Ein Beispiel einer Bebilderungseinheit ist der CREO Spectrum Trendsetter,
der eine Ladekassette nutzt. Das wahlfreie Trägerelement kann eine Reihe
von Löchern
entlang den Kanten des Elements aufweisen, wie dargestellt, um das
Evakuieren vor dem Bildaufzeichnungsschritt zu unterstützen. Das
thermisch bebilderungsfähige
Element (10) und das Empfängerelement (20) können in
dieser Reihenfolge in die Kassette geladen werden, wobei zwischen
den spezifizierten Elementen jeweils eine Folienzwischenlage eingefügt ist.
Außerdem
kann mindestens ein weiteres thermisch bebilderungsfähiges Element
(10) in die Kassette geladen werden.
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Wie
in 5 dargestellt, wird nach Herstellen des Kontakts
zwischen dem thermisch bebilderungsfähigen Element und dem Empfängerelement
der Sondenlichtstrahl (40) von dem nichtbilderzeugenden
Laser in Richtung des Sandwichelements emittiert, das durch das
wahlfreie Trägerelement
(71), das Empfängerelement
(20) und das thermisch bebilderungsfähige Element (10)
gebildet wird.
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Wie
in 5 dargestellt, in der das thermisch bebilderungsfähige Element
keine lichtgedämpfte Schicht
aufweist, ist das von der Rückseite
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements reflektierte und vom Lichtdetektor (50) erfaßte Licht
bei (41) abgebildet, das vom Empfängerelement reflektierte Licht
ist bei (42) abgebildet, und das vom Trägerelement reflektierte Licht
ist bei (43) abgebildet. Der Fachmann wird erkennen, daß jede dieser
Reflexionen aus Einzelreflexionen zusammengesetzt sein kann, die
an jeder Grenzfläche
entstehen, wo sich die optischen Eigenschaften ändern, und daß jede Reflexion
eine wellenlängenabhängige Amplitude
und Phase aufweisen wird. (51) stellt die mehreren reflektierten
Lichtpunkte von dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10),
dem Empfängerelement
(20) und dem wahlfreien Trägerelement (71) auf
dem Lichtdetektor (50) dar.
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In
den Fällen,
wo das thermisch bebilderungsfähige
Element eine lichtgedämpfte
Schicht aufweist, in der das Lichtdämpfungsmittel ein Absorber
ist, wird das vom Empfängerelement
und vom Trägerelement
reflektierte Licht erheblich abgeschwächt. In den Fällen, wo
das thermisch bebilderungsfähige
Element eine lichtgedämpfte
Schicht aufweist, in der das Lichtdämpfungsmittel ein Diffusor
ist, wird das Licht gestreut, das die lichtdämpfende Schicht in dem thermisch
bebilderungsfähigen
Element erreicht.
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Die
mehreren reflektierten Lichtpunkte (51) könnten für das in 3 abgebildete
optische Sandwichelement zehn oder mehr Einzelstrahlen aufweisen.
Der Lichtdetektor, typischerweise ein positionsempfindlicher Detektor,
und seine zugehörige
Elektronik und der wahlfreie Verarbeitungscomputer ermitteln die
Position der Ebene, auf die das bilderzeugende Laserlicht zu fokussieren
ist, auf der Basis dieser unterschiedlichen Signale von dem reflektierten
Licht, während
sich das Sandwichelement unter dem Bildaufzeichnungssystem bewegt,
das den bilderzeugenden Laser enthält. Diese Bestimmung der optimalen
Brennpunktposition wird dann zum bilderzeugenden Laser übermittelt.
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Die
Brennpunktposition ist die Distanz in Mikrometer, die der bilderzeugende
Laserstrahl in das thermisch bebilderungsfähige Element hinein zurücklegt (Farbdonatorstruktur).
Die Entfernung wird von der äußersten
Oberfläche
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements bis zu dem Punkt gemessen, wo der Strahl entweder die Oberfläche der
Metallschicht erreicht (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wahlfrei ist), oder die Oberfläche
der thermisch bebilderungsfähigen
Schicht, die dem Laser am nächsten
liegt. Die Distanz wird durch Bildaufzeichnungsgerät-Software
empirisch gemessen. Diese Distanz entspricht unter Umständen nicht
genau den Dicken der Schichten des thermisch bebilderungsfähigen Elements,
wie sie durch herkömmliche
Mittel gemessen werden, z. B. mit einem Mikrometer, da der Laserstrahl
sich nicht senkrecht zu dem thermisch bebilderungsfähigen Element
ausbreitet. Für
eine gegebene Schichtengruppe kann eine gewisse Schwankung der Brennpunktpositionen
auftreten, während
die bilderzeugende Laserquelle altert, und wenn wegen der Ungleichmäßigkeit
der Dicken der Schichten, aus denen das thermisch bebilderungsfähige Element besteht,
Schichten der gleichen Farbe unterschiedliche Dicken aufweisen.
Der bilderzeugende Laser wird dann zum Fokussieren des bilderzeugenden
Lasers ausgelöst,
um das thermisch bebilderungsfähige
Element mit einer Lichtenergiemenge zu belichten, die zur Bebilderung
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch
die Lichtmenge bestimmt wird, die von der lichtgedämpften Schicht
des thermisch bebilderungsfähigen
Elements und dem Empfängerelement
reflektiert und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden Laser übermittelt
wird. Falls einer oder mehrere von den reflektierten nichtbilderzeugenden
Strahlen fehlerhaft sind oder auf andere Weise die Bestimmung der
Position des Medien-Sandwichelements fehlerhaft oder unbestimmt
machen, können
Fokussierungsfehler des bilderzeugenden Strahls auftreten. Es ist
festgestellt worden, daß durch
Beseitigung oder Verminderung des reflektierten Lichts von den Grenzflächen jenseits
der lichtgedämpften
Schicht die Bestimmungsgenauigkeit der richtigen Fokussierungsposition
für den
bilderzeugenden Laser verbessert werden kann.
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SCHRITTE DES
BILDAUFZEICHNUNGSVERFAHRENS
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Belichtung:
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Der
erste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die bildartige
Belichtung des laserbebilderungsfähigen Aufbaus mit Laserstrahlung.
Der Belichtungsschritt wird typischerweise mit einem bilderzeugenden
Laser bei einer Laserenergie je Flächeneinheit bzw. Laserfluenz
von etwa 600 mJ/cm2 oder weniger, besonders
bevorzugt bei etwa 250 bis etwa 440 mJ/cm2 ausgeführt. Der
laserbebilderungsfähige
Aufbau weist das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement
auf.
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Der
Aufbau wird normalerweise nach dem Entfernen eines oder mehrerer
Deckblätter,
falls vorhanden, hergestellt, indem das thermisch bebilderungsfähige Element
in Kontakt mit dem Empfängerelement
gebracht wird, so daß die
thermisch bebilderungsfähige
Schicht tatsächlich
die Bildaufnahmeschicht am Empfängerelement
berührt.
Um die beiden Elemente zusammenzuhalten, können Vakuum und/oder Druck
angewandt werden. Als eine Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element
und das Empfängerelement
zusammengehalten werden, indem die Schichten am Rand miteinander
verschweißt
werden. Als weitere Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element
und das Empfängerelement
durch Klebeband aneinander und an der Bildaufzeichnungsvorrichtung
befestigt werden, oder es kann ein Stift-/Klemmsystem benutzt werden.
Als weitere Alternative kann das thermisch bebilderungsfähige Element
auf das Empfängerelement
auflaminiert werden, um einen laserbebilderungsfähigen Aufbau zu liefern. Der
laserbebilderungsfähige Aufbau
kann zweckmäßig auf
einer Trommel montiert werden, um die Laserbildaufzeichnung zu erleichtern. Der
Fachmann wird erkennen, daß bei
der vorliegenden Erfindung auch andere Maschinenkonfigurationen
angewandt werden können,
wie z. B. Flachbett, Innentrommel, Bandantrieb usw.
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Zur
Belichtung des laserbebilderungsfähigen Aufbaus können verschiedene
Lasertypen eingesetzt werden. Der Laser emittiert typischerweise
im Infrarot-, nahen Infrarot- oder sichtbaren Bereich. Besonders vorteilhaft
sind Diodenlaser, die im Bereich von etwa 750 bis etwa 870 nm emittieren
und hinsichtlich ihrer geringen Größe, niedrigen Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit,
Robustheit und leichten Modulation einen erheblichen Vorteil bilden.
Diodenlaser, die im Bereich von etwa 780 bis etwa 850 nm emittieren,
sind besonders typisch. Derartige Laser sind z. B. von Spectra Diode
Laboratories (San Jose, CA) beziehbar. Ein bevorzugtes Gerät, das zum
Aufbringen eines Bildes auf die Bildaufnahmeschicht eingesetzt wird,
ist der Creo Spectrum Trendsetter 3244F, der Laser nutzt, die in
der Nähe
von 830 nm emittieren. Dieses Gerät nutzt einen Raumlichtmodulator,
um die Ausgangsleistung von 5–50
Watt von der 830 nm- Laserdiodenanordnung
aufzuteilen und zu modulieren. Die dazugehörige Optik fokussiert dieses
Licht auf die bebilderungsfähigen
Elemente. Dadurch werden 0,1 bis 30 Watt Bildaufzeichnungslicht
auf dem Donatorelement erzeugt und auf eine Anordnung von 50 bis
240 Einzelstrahlen fokussiert, jeweils mit 10–200 mW Licht in Lichtpunkten
von annähernd
10 × 10 bis
2 × 10 μm. Eine entsprechende
Belichtung kann mit individuellen Lasern pro Lichtpunkt erzielt
werden, wie z. B. in US-A 4 473 091 offenbart. In diesem Fall emittiert
jeder Laser 50–300
mW elektrisch moduliertes Licht bei 780–870 nm. Weitere Optionen sind
unter anderem lichtleitergekoppelte Laser, die 500–3000 mW
emittieren und jeweils individuell moduliert und auf das Medium
fokussiert werden. Ein derartiger Laser ist von Opto Power in Tucson,
AZ, beziehbar.
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Optische
Bildaufzeichnungssysteme können
auf der Basis jeder von diesen Laseroptionen konstruiert werden.
In jedem System kann der Brennpunkt des bilderzeugenden Lasers manuell
oder automatisch bestimmt werden. Ein gebräuchliches automatisches Fokussierverfahren
nutzt einen separaten nichtbilderzeugenden Laser, dessen Strahlung
auf die gewünschte
Bildaufzeichnungsebene auftritt und in einen Sensor reflektiert
wird. Für
die Konstruktion dieses automatischen Fokussierungssystems gibt
es viele Verfahren, die aber in Bildaufzeichnungssysteme einbezogen
werden kömmen,
die auf irgendeiner Belichtungslaserquelle basieren.
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Die
Belichtung kann durch die wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht
und die Erhitzungsschicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements
(das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wahlfrei ist) hindurch erfolgen. Die wahlfreie Ausstoßschicht
oder Zwischenschicht des Empfängerelements
mit aufgerauhter Oberfläche
muß für Laserstrahlung
weitgehend durchlässig
sein. Die Erhitzungsschicht absorbiert die Laserstrahlung und unterstützt die Übertragung
des bilderzeugenden Materials. In bestimmten Fällen ist die Ausstoßschicht
oder die Zwischenschicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements
ein Film, der für
Infrarotstrahlung durchlässig
ist, und die Belichtung wird zweckmäßig durch die Ausstoß- oder
Zwischenschicht hindurch ausgeführt.
In anderen Fällen
können
diese Schichten Laserlicht absorbierende Farbstoffe enthalten, welche
die Materialübertragung
auf das Bildaufnahmeelement unterstützen.
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Der
laserbebilderungsfähige
Aufbau wird bildartig belichtet, so daß die belichteten Flächen der
thermisch bebilderungsfähigen
Schicht in einer Struktur auf das Empfängerelement übertragen
werden. Die Struktur selbst kann z. B. die Form vom Punkten oder
eines durch einen Computer erzeugten Liniennetzes, eine durch Abtasten
einer zu kopierenden Vorlage erhaltene Form, die Form eines digitalisierten
Bildes, das von der Originalvorlage aufgenommen wird, oder eine
Kombination aus diesen Formen annehmen, die vor der Laserbelichtung
in einem Computer elektronisch kombiniert werden können. Der
Laserstrahl und der laserbebilderungsfähige Aufbau befinden sich in
ständiger
Bewegung gegeneinander, so daß jede
winzige Fläche
des Aufbaus, d. h. jedes "Pixel", durch den Laser
individuell adressiert wird. Dies wird im allgemeinen durch Montage
des laserbebilderungsfähigen
Aufbaus auf einer drehbaren Trommel erreicht. Es kann auch ein Flachbettbelichter
verwendet werden.
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Trennung:
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Der
nächste
Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist die Trennung des thermisch bebilderungsfähigen Elements vom Empfängerelement.
Dies wird gewöhnlich
ausgeführt,
indem die beiden Elemente einfach voneinander abgelöst werden.
Dies erfordert im allgemeinen eine sehr geringe Ablösekraft
und wird ausgeführt,
indem der thermisch bebilderungsfähige Träger einfach vom dem Empfängerelement
abgetrennt wird. Dies kann unter Anwendung irgendeines herkömmlichen
Trennverfahrens ausgeführt
werden und kann manuell oder automatisch ohne Bedienereingriff erfolgen.
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Die
Trennung ergibt ein lasergeneriertes Bild, typischerweise ein Halbtonpunktbild,
das die übertragenen
belichteten Flächen
der thermisch bebilderungsfähigen
Schicht aufweist, die auf der Bildaufnahmeschicht des Empfängerelements
freigelegt sind. Typischerweise ist das durch die Belichtungs- und Trennungsschritte erzeugte
Bild ein lasergeneriertes farbiges Halbtonpunktbild, das auf einer
kristallinen Polymerschicht ausgebildet ist, wobei sich die kristalline
Polymerschicht auf einem ersten Zwischenträger befindet, auf dem vor dem Aufbringen
der kristallinen Polymerschicht eine direkt aufgebrachte Schicht
vorhanden sein kann oder nicht, wobei entweder der erste Zwischenträger oder
die wahlfreie Schicht, die sich direkt auf dem Träger befinden kann,
das Lichtdämpfungsmittel
aufweist.
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Weitere Schritte:
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Das
so freigelegte Bild auf der Bildaufnahmeschicht kann dann direkt
auf ein permanentes Substrat übertragen
werden, oder es kann auf ein Zwischenelement, wie z. B. ein Bildversteifungselement,
und dann auf ein permanentes Substrat übertragen werden. Typischerweise
weist das Bildversteifungselement einen Träger mit einer Trennfläche und
einer thermoplastischen Polymerschicht auf.
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Das
so freigelegte Bild auf der Bildaufnahmeschicht wird dann mit der
thermoplastischen Polymerschicht des Bildversteifungselements in
Kontakt gebracht, typischerweise darauf laminiert, wodurch die thermoplastische
Polymerschicht des Versteifungselements und die Bildaufnahmeschicht
des Empfängerelements
das Bild einschließen.
Um die Laminierung auszuführen,
wird vorzugsweise ein von DuPont hergestellter WaterProof® Laminator
verwendet. Es können
jedoch auch andere herkömmliche
Mittel angewandt werden, um den Kontakt des bildtragenden Empfängerelements
mit der thermoplastischen Polymerschicht des Versteifungselements
herzustellen. Wichtig ist, daß das
Haftvermögen
des Versteifungselementträgers,
der eine Trennfläche
aufweist, an der thermoplastischen Polymerschicht geringer ist als
das Haftvermögen
zwischen irgendwelchen anderen Schichten in dem Sandwichelement.
Die neuartige Baugruppe oder das Sandwichelement ist sehr gut verwendbar,
z. B. als verbessertes Bildproofherstellungssystem. Der Träger mit
einer Trennfläche
kann dann entfernt werden, typischerweise durch Ablösen, um
die thermoplastische Schicht freizulegen. Das Bild auf dem Empfängerelement
kann dann auf das permanente Substrat übertragen werden, indem das permanente
Substrat mit der freigelegten thermoplastischen Polymerschicht des
Sandwichelements in Kontakt gebracht wird, typischerweise darauf
laminiert wird. Zur Durchführung
des Laminierens wird wieder ein von DuPont hergestellter WaterProof® Laminator
benutzt. Es können
jedoch auch andere herkömmliche
Mittel angewandt werden, um diesen Kontakt herzustellen.
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Eine
andere Ausführungsform
weist einen zusätzlichen
Schritt auf, in dem der Empfängerträger entfernt
wird, typischerweise durch Ablösen,
was dazu führt,
daß die
Baugruppe oder das Sandwichelement das permanente Substrat, die
thermoplastische Schicht, das Bild und die Bildaufnahmeschicht aufweist.
In einer stärker
bevorzugten Ausführungsform
stellen diese Baugruppen einen Druckproof bzw. Probeabzug dar, der ein
lasergeneriertes thermisches Halbtonpunkt-Farbbild, das auf einer
kristallinen Polymerschicht ausgebildet ist, und eine thermoplastische
Polymerschicht aufweist, die an einer Seite auf die kristalline Polymerschicht und
an der anderen Seite auf das permanente Substrat auflaminiert ist,
wodurch das Bild zwischen der kristallinen Polymerschicht und der
thermoplastischen Polymerschicht eingeschlossen wird.
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Entstehung von mehrfarbigen
Bildern:
-
Bei
Proofherstellungsanwendungen kann das Empfängerelement ein Zwischenelement
sein, auf dem ein mehrfarbiges Bild aufgebaut wird. Ein thermisch
bebilderungsfähiges
Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die ein erstes
Pigment aufweist, wird belichtet und getrennt, wie oben beschrieben.
Auf dem Empfängerelement
entsteht ein Bild mit dem ersten Pigment, das typischerweise ein
lasergeneriertes thermisches Halbtonpunkt-Farbbild ist. Danach bildet
ein zweites thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer thermisch
bebilderungsfähigen
Schicht, die sich von der des ersten thermisch bebilderungsfähigen Elements
unterscheidet, einen laserbebilderungsfähigen Aufbau mit dem Empfängerelement,
auf dem sich das mit dem ersten Pigment erzeugte Bild befindet,
und wird bildartig belichtet und getrennt, wie oben beschrieben. Die
Schritte, (a) Ausbilden des laserbebilderungsfähigen Aufbaus mit einem thermisch
bebilderungsfähigen Element,
das ein anderes als das vorher verwendete Pigment aufweist, und
dem früher
bebilderten Empfängerelement,
(b) Belichten und (c) Trennen werden nacheinander so oft wie nötig wiederholt,
um das mehrere Farben enthaltende Bild eines Farbproofs auf dem
Empfängerelement
aufzubauen. Während
des Bildaufbaus verändert
sich daher das Bild auf dem Empfänger,
und die Lichtdurchlässigkeit
dieses Bildes bei der Wellenlänge
des nichtbilderzeugenden Lasers verändert sich während der
Wiederholung des Prozesses. Licht, das durch dieses Bild gelangt
und in den Lichtdetektor reflektiert wird, typischerweise einen
positionsempfindlichen Lichtdetektor, verursacht Abbildungsfehler,
die durch die lichtgedämpfte
Schicht in dem Empfänger
stark reduziert werden.
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Das
Versteifungselement kann dann mit den mehrere Farbstoffe enthaltenden
Bildern auf dem Bildempfängerelement
in Kontakt gebracht, typischerweise darauf auflaminiert werden,
wobei sich das letzte farbstoffhaltige Bild in Kontakt mit der thermoplastischen
Polymerschicht befindet. Der Prozeß wird dann abgeschlossen,
wie oben beschrieben.
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BEISPIELE
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Diese
nichteinschränkenden
Beispiele demonstrieren die hierin beschriebenen Verfahren und Produkte,
wobei man Bilder in den verschiedensten Farben erhält. Alle
Prozentangaben sind Gewichtsprozent, wenn nicht anders angegeben. Glossar
SDA | Von
intramolekularem Salz freier saurer 2-[2-[2-Chlor-3[2-(1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(4-dimethyl-3-(4-sulfonyl)-2H-benzindol-2-yliden)ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]-1,1-dimethyl-3-sulfobutyl)-1H-benzindolium-SDA
4927-Infratotfarbstoff [CAS-Nr.
162411-28-1] (H. W. Sands Corp., Jupiter, FL) |
FSA | Zonyl®-FSA-Fluortensid,
25% Feststoffanteil in Wasser und Isopropanol [CAS-Nr. 57524-45-7].
Ein anionisches Lithiumcarboxylat-Fluortensid mit der folgenden
Struktur: RfCH2CH2SCH2CH2CO2Li, mit Rf = F(CF2CF2)x und
x = 1 bis 9 (DuPont, Wilmington, DE) |
FSD | Zonyl®-FSD-Fluortensid;
43% aktiver Bestandteil in Wasser (DuPont, Wilmington, DE) |
RCP-26735 | Methylmethacrylat/n-Butylmethacrylat-(76/24)-Copolymer-Latexemulsion
mit 37,4% Feststoffanteil (DuPont, Wilmington, DE). |
PEG
6800 | Polyethylenglycol
6800 [CAS-Nr. 25322-68-3], 100%, Scientific Polymer Products, Inc.,
Ontario, NY) |
DF110D | Surfynol® DF
110D (Air Products) |
Zinpol® 20 | Zinpol® 20,
Polyethylen-Wachsemulsion, 35% in Wasser (B. F. Goodrich Company) |
Melinex® 573 | 0,1
mm (4 Mil) klare PET-Base (DuPontTeijinFilmsTM, Gemeinschaftsunternehmen
von E.I. DuPont de Nemours & Company) |
Melinex® 6442 | 0,1
mm (4 Mil) PET-Base mit 670 nm Farbstoffabsorber (DuPontTeijinFilmsTM, Gemeinschaftsunternehmen von E.I. DuPont
de Nemours & Company)
Farbstoff ist 1H-Naphth[2,3-f]isoindol-1,3,5,10(2H)-tetron-4,11-diamino-2-(3-methoxypropyl)-(9Cl)
(CA-Indexname) mit der CAS-Nr. 12217-80-0 |
30S330 | Green
Shade Phthalo Blue-Dispersion (etwa: grüngetönte Phthalocyaninblau-Dispersion) auf Wasserbasis,
40% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA) |
32Y144D | Green
Shade Yellow-Dispersion auf Wasserbasis, 41% Feststoffanteil (Penn
Color, Inc., Doylestown, PA) |
32Y145D | Red
Shade Yellow-Dispersion auf Wasserbasis, 40% Feststoffanteil (Penn
Color, Inc., Doylestown, PA) |
32R164D | Rote
32R164D-Pigmentdispersion, 40% in Wasser (Penn Color, PA) |
32S168D | Violette
32S168D-Pigmentdispersion; 41% in Wasser (Penn Color, PA) |
32S187D | Blaue
32S187D-Pigmentdispersion; 40% in Wasser (Penn Color, PA) |
WaterProof® | Thermal
Halftone Proofing System (Thermisches Halbton-Proofherstellungssystem) – Größe 4 Seiten, Umdruckfolie,
Bestell-Nr. H74900 (aka-Empfänger), IRL-Folie,
Bestell-Nr. H71103 Donatorschicht Schwarz, Bestell-Nr. H71073 Donatorschicht
Magenta, Bestell-Nr. H71022 |
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BEISPIEL 1
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Herstellung von thermisch
bebilderungsfähigen
Zusammensetzungen
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Dieses
Beispiel zeigt die Herstellung einer bei 670 nm absorbierenden auftragbaren
Zusammensetzung und eines thermisch bebilderungsfähigen Elements.
Die Rückseite
eines magentaroten thermisch bebilderungsfähigen Elements wurde mit einer
bei 670 nm absorbierenden Zusammensetzung beschichtet und in einer
Farbproofanwendung verwendet. Das thermisch bebilderungsfähige Element
wurde von CP Films (Martinsville, VA) aus einer 0,1 mm (4 Mil) dicken
Polyesterunterlage (Melinex® 573) hergestellt, die
durch Sputtern mit etwa 70 × 10–10 m
(etwa 70 Å)
Chrom beschichtet wurde, was ausreicht, um eine Lichtdurchlässigkeit
von etwa 60% zu erzeugen. Die Dicke der Metallschicht wurde in situ
mit einem Quarzkristall und nach dem Aufbringen durch Messen der
Reflexion und Durchlässigkeit
der Schichten überwacht.
Diese metallisierte Unterlage wurde dann unter Verwendung einer
Produktionsanlage mit der in Tabelle 1 beschriebenen Magenta-Donatorrezeptur
beschichtet. Unter Verwendung der Rezeptur in Tabelle 2 wurde eine
Zusammensetzung einer bei 670 nm absorbierenden Pigmentdispersion
hergestellt, dann auf die Rückseite
des Magenta-Elements (die Seite des Basiselements gegenüber der
Vorderseite, die mit der Magenta-Rezeptur beschichtet wurde) aufgetragen,
wobei die WaterProof® Color Versatility-Beschichtungsvorrichtung
von DuPont und Drahtrakel #5, #6 und #7 benutzt wurden, und anschließend 5 Minuten
bei 50°C
getrocknet.
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TABELLE
1 Rezepturen
für farbstoffhaltige
Zusammensetzungen:
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TABELLE
2 Rezeptur
für Beschichtung
mit Absorption bei 670 nm
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Jedes
der so hergestellten, rückseitig
beschichteten Magenta-Elemente, die gemäß der obigen Beschreibung hergestellt
wurden, wurde in die Kassette eines Creo 3244 Spectrum Trendsetter,
Creo, Vancouver, BC, eingelegt und auf einen Empfänger abgebildet,
um ihre Brennpunktpositionen für
den heißen
Brennpunkt zu bestimmen: 120-200 U/min und 12-18 Watt. Der mit dem
Trendsetter verbundene Computer enthielt Digitaldateien, welche
die vier Prozeßfarben
(gelb, magentarot, cyanblau und schwarz) darstellten.
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Diese
Bildaufzeichnungsanlage erzeugte lasergenerierte magentarote thermische
Digitalhalbtonbilder (Proofs).
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Das
Bild wurde auf ein Bildversteifungselement (IRL) übertragen.
Der Empfängerträger wurde
abgelöst,
und das Bild wurde mit einem LOE-Papiersubstrat in Kontakt gebracht
und anschließend
von dem Träger des
Bildversteifungselements abgelöst,
um ein Bild auf dem LOE-Papiersubstrat zu erzeugen, das zwischen der
Polycaprolactonschicht und der IRL-Polymerschicht eingeschlossen
war.
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Die
Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß die Differenz zwischen der
Brennpunktposition für
Einzelbilder und Überdruckbilder
für das
Magenta-Element mit einer bei 670 nm absorbierenden rückseitigen
Beschichtung kleiner war als für
das Kontrollelement ohne die rückseitige
Beschichtung, die einen Absorber für 670 nm enthielt.
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In
diesen Beispielen verwendete Brennpunktpositionsdaten wurden von
dem Computerdiagnosekanal des Creo 3244 Spectrum Trendsetter erfaßt.
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TABELLE
3 Brennpunktposition
des Magenta-Elements
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Die
Kontrollprobe ist ein Magenta-Element ohne die rückseitige Beschichtung mit
einem 670 mn-Absorber.