DE60118960T2 - Donorelement zur einstellung des brennpunktes eines bilderzeugungslasers - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft Verfahren und Produkte zur Durchführung der laserinduzierten Thermotransferbebilderung. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein modifiziertes thermisch bebilderungsfähiges Element und seine Verwendung bei der Brennpunkteinstellung des Bilderzeugungslasers für die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Laserinduzierte Thermotransferprozesse sind in Anwendungen wie z. B. der Farbproofherstellung, elektronischen Schaltkreisen und der Lithographie bekannt. Zu diesen laserinduzierten Prozessen gehören zum Beispiel Farbsublimation, Farbtransfer, Schmelztransfer und ablativer Materialtransfer.
  • Laserinduzierte Prozesse verwenden eine laserbebilderungsfähige Baugruppe, die aufweist: (a) ein thermisch bebilderungsfähiges Element, das eine thermisch bebilderungsfähige Schicht enthält, deren belichtete Bereiche umgedruckt werden, und (b) ein Empfängerelement mit einer Bildempfangsschicht, die sich im Kontakt mit der thermisch bebilderungsfähigen Schicht befindet. Die laserbebilderungsfähige Baugruppe wird durch einen Laser, gewöhnlich einen Infrarotlaser, bildartig belichtet, was dazu führt, daß belichtete Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht von dem thermisch bebilderungsfähigen Element auf das Empfängerelement übertragen bzw. umgedruckt werden. Die (bildartige) Belichtung erfolgt nur in einem kleinen, ausgewählten Bereich der laserbebilderungsfähigen Baugruppe auf einmal, so daß der Materialtransfer von dem thermisch bebilderungsfähigen Element zu dem Empfängerelement pixelweise aufgebaut werden kann. Durch Computersteuerung wird ein Umdruck mit hoher Auflösung und hoher Geschwindigkeit erreicht.
  • EP-A-138483 offenbart einen Farbbogen für den Thermotransferdruck, der einen Träger mit einer Farbstoffschicht auf einer Seite und einer Harzschicht auf der anderen Seite aufweist, wobei die Harzschicht aus einer Harzzusammensetzung besteht, die feinkörnige Teilchen und ein in einem Bindemittelharz dispergiertes Gleitmittel aufweist.
  • US-A-5812173 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für Farbdiffusionsthermodruck, das einen Laser als thermische Anregungsquelle nutzt, wobei jede aufeinanderfolgende Farbschicht eines Farbbands, in dem die Farbschichten streifenförmig in Richtung der Längsachse des Bands verlaufen, in Register mit einem Empfängerbogen gebracht wird, indem eine relative Querbewegung zwischen dem Band und dem Empfängerbogen ausgeführt wird.
  • US-A-5389959 offenbart ein Thermodruckersystem mit einem Mehrkanal-Laserdruckkopf der dicht beabstandete Laserlichtpunkte auf ein Farbspender- bzw. Farbdonatorelement fokussiert, das sich mit konstanter Geschwindigkeit am Druckkopf vorbeibewegt. Eine Lichtquelle bestrahlt das Farbdonatorelement mit einem oder mehreren genau positionierten Lichtenergiepunkten, welche die Temperatur des Farbdonatorelements im wesentlichen gleichmäßig innerhalb einer Zone erhöhen, die mit den Laserlichtpunkten zusammenfällt und sie eng umgibt.
  • US-A-6094210 offenbart eine Fokussiervorrichtung, die eine Autofokussiereinrichtung für Laserdrucker bereitstellt, um einen ersten Strahl in Scharfeinstellung auf eine Bilderzeugungsebene zu halten.
  • Die Einrichtung, die zur Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen verwendet wird, besteht aus einem Bilderzeugungslaser und einem nicht bilderzeugenden Laser, wobei der nicht bilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem Bilderzeugungslaser steht. Da der Bilderzeugungslaser und der nicht bilderzeugende Laser Emissionen bei verschiedenen Wellenlängen aufweisen, treten Probleme mit dem genauen Brennpunkt des Bilderzeugungslasers auf.
  • Es besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Brennpunkteinstellung des Bilderzeugungslasers für die Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt ein thermisches Bebilderungsverfahren bereit, das modifizierte thermisch bebilderungsfähige Elemente nutzt, welche die Brennpunkteinstellung eines Bilderzeugungslasers bei der Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen ermöglichen. Die Erfindung bewirkt eine starke Modifikation des Bilderzeugungsspielraums des thermisch bebilderungsfähigen Elements, indem sie die Scharfeinstellung des Lasers und die Bilderzeugung von einer Farbe zur anderen erleichtert.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brennpunkteinstellung eines Bilderzeugungslasers zum Bebildern eines thermisch bebilderungsfähigen Elements, mit den folgenden Schritten:
    • (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit, die einen nicht bilderzeugenden Laser und einen Bilderzeugungslaser aufweist, wobei der nicht bilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem Bilderzeugungslaser steht;
    • (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht aufweist;
    • (c) Auslösen des nicht bilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und vom Empfängerelement reflektierte Lichtmenge erfaßt; und
    • (d) Auslösen des Bilderzeugungslasers, um den Bilderzeugungslaser zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte und durch den Lichtdetektor zum Bilderzeugungslaser übermittelte Lichtmenge bestimmt wird.
  • Das Lichtdämpfungsmittel kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und Gemischen aus besteht.
  • Das Verfahren kann ferner die folgenden Schritte aufweisen:
    • (a) Bebildern des thermisch bebilderungsfähigen Elements zur Ausbildung von bebilderten und bildfreien Bereichen; und
    • (b) Trennen des bebilderten thermisch bebilderungsfähigen Elements von dem Empfängerelement zur Erzeugung eines Bildes auf dem Empfängerelement. Die Erfindung betrifft außerdem ein laserbebilderungsfähiges Element gemäß Anspruch 13.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein bei der Erfindung verwendbares thermisch bebilderungsfähiges Element (10) mit einem Träger (11), einem Basiselement, das eine beschichtungsfähige Oberfläche mit einer wahlfreien Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12) und einer Heizschicht (13) (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) aufweist, und einer thermisch bebilderungsfähigen, farbstoffhaltigen Schicht (14).
  • 2 zeigt ein bei der Erfindung verwendbares Empfängerelement (20), das wahlweise eine aufgerauhte Oberfläche aufweist, mit einem Empfängerträger (21) und einer Bildempfangsschicht (22).
  • Die 3 und 4 zeigen die Positionierung des thermisch bebilderungsfähigen Elements, das eine lichtgedämpfte Schicht (10), das Empfängerelement (20) und das wahlfreie Trägerelement (71) auf der Trommel (70) aufweist, vor der Vakuumabsenkung und der Laserbebilderung.
  • 5 zeigt einen nicht bilderzeugenden Sondenlichtstrahl zur automatischen Fokussierung bei seiner Reflexion an dem thermisch bebilderungsfähigen Element, dem Empfängerelement und dem Trägerelement (71), wobei das thermisch bebilderungsfähige Element keine lichtgedämpfte Schicht enthält.
  • 6 zeigt einen nicht bilderzeugenden Sondenlichtstrahl zur automatischen Fokussierung bei seiner Reflexion an dem thermisch bebilderungsfähigen Element, dem Empfängerelement und dem Trägerelement (71), wobei das thermisch bebilderungsfähige Element einen lichtgedämpften Träger enthält, und wobei das Lichtdämpfungsmittel ein Absorber ist.
  • 7 zeigt einen nicht bilderzeugenden Sondenlichtstrahl zur automatischen Fokussierung bei seiner Reflexion an dem thermisch bebilderungsfähigen Element und dem Empfängerelement, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element einen lichtgedämpften Träger enthält, und wobei das Lichtdämpfungsmittel ein Diffusor ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es werden Verfahren und Produkte für laserinduzierte Thermotransferbebilderung offenbart, wobei thermisch bebilderungsfähige Elemente mit modifizierten Bebilderungseigenschaften bereitgestellt werden.
  • Vor der ausführlicheren Beschreibung der erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere unterschiedliche beispielhafte laserbebilderungsfähige Baugruppen beschrieben, die aus einer Kombination aus einem Empfängerelement mit wahlweise aufgerauhter Oberfläche und einem thermisch bebilderungsfähigen Element bestehen. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind schnell und werden typischerweise unter Verwendung einer dieser beispielhaften laserbebilderungsfähigen Baugruppen ausgeführt.
  • BEBILDERUNGSFÄHIGES ELEMENT
  • Wie in 1 dargestellt, weist ein beispielhaftes thermisch bebilderungsfähiges Element zur thermischen Bebilderung gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren eine thermisch bebilderungsfähige Schicht, die in einer Farbproofanwendung typischerweise eine farbstoffhaltige Schicht (14) ist, und ein Basiselement mit einer beschichtungsfähigen Oberfläche auf, die eine wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12) und eine Heizschicht (13) (die in dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) aufweist. Jede dieser Schichten hat getrennte und unterschiedliche Funktionen. Wahlweise kann auch ein Träger für das thermisch bebilderungsfähige Element (11) vorhanden sein. In einer Ausführungsform kann sich die Heizschicht (13) (die in dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) direkt auf dem Träger (11) befinden. Alternativ kann auf der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht (14) auch eine Deckschicht ausgebildet werden.
  • Das thermisch bebilderungsfähige Element kann einfach ein laserbebilderungsfähiges Element für ein Laserbebilderungsverfahren sein, mit dem ein bebilderungsfähiges Element, wie es hier beschrieben wird, durch nichtthermische Verfahren bebildert werden kann.
  • Die lichtgedämpfte Schicht kann irgendeine Schicht in dem thermisch bebilderungsfähigen Element sein. Typischerweise ist die lichtgedämpfte Schicht in dem fertigen Bild nicht vorhanden, d. h. die lichtgedämpfte Schicht wird entweder vor der Ausbildung des fertigen Bilds entfernt, typischerweise abgelöst, oder das Lichtdämpfungsmittel wird aus dem fertigen Bild ausgebleicht, so daß es dem fertigen Bild keine unerwünschte Farbe verleiht. Typischerweise ist die lichtgedämpfte Schicht der Träger, eine Trennschicht oder Polsterschicht oder eine Ausstoß- oder Zwischenschicht. Das Lichtdämpfungsmittel ist blau, rot oder grün. Es kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und Gemischen daraus besteht. In Abhängigkeit von dem Bereich, in dem der nicht bilderzeugende 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. In Abhängigkeit vom Wellenlängenbereich, in dem der Bebilderungslaser arbeitet und der von etwa 300 nm bis etwa 1500 nm reichen kann, können die Absorber und Diffusoren im gleichen Bereich funktionsunfähig sein. Wenn zum Beispiel der nicht bilderzeugende Laser im Bereich um etwa 670 nm und der Bilderzeugungslaser bei 830 nm arbeitet, funktioniert die Absorption und Lichtstreuung der Absorber und Diffusoren vorzugsweise im 670 nm-Bereich, und das Absorptions- und Lichtstreuungsvermögen dieser Materialien bei 830 nm kann schlecht sein. Einige Beispiele von Lichtabsorbern sind unter anderem blaue Phthalocyaninpigmente mit starker Absorption annähernd im 670 nm-Bereich und minimaler Absorption bei 830 nm; beispielsweise C.I. Pigment Blue 15 oder 15-3. Einige Beispiele von Lichtdiffusoren sind Materialien, die Licht streuen oder Licht streuen und absorbieren. Beispiele von blauen Pigmenten wären die blaue Sunfast®-Phthalocyninpiginentreihe 15-3 von Sun Chemical Corporation, Cincinnati, OH.
  • Farbstoffe oder Farbstoffkombinationen könnten möglicherweise auch eingesetzt werden, um die Bebilderungseigenschaften des hierin beschriebenen Bebilderungssystems zu beeinflussen. Ein Fachmann könnte Pigmente durch Kombinationen von blauen, roten und grünen Farbstoffen ersetzen. Ein Nachteil bei der Verwendung von Farbstoffen ist jedoch die mangelnde Lichtechtheit und die Neigung zur Farbwanderung aus der Schicht heraus.
  • Wenn das Lichtdämpfungsmittel in einem thermoplastischen Basiselement verwendet wird, dann wird es typischerweise durch Vermischen mit der thermoplastischen Zusammensetzung des Basiselements eingelagert. Wie dem Fachmann bekannt, können die Mischungsverfahren von der Verwendung von Banbury-Mischern oder Zweiwalzenmühlen über Schmelzextrusion mittels Einzel-/Doppelschneckenextrudern bis zur Dispersion in einem Lösungsmittel durch Mischen mit hoher Scherwirkung reichen. Alle diese Mischverfahren könnten angewandt werden; das bevorzugte Verfahren ist jedoch die Schmelzextrusion wegen ihrer Leichtigkeit und Einfachheit.
  • Alternativ kann die lichtgedämpfte Schicht durch Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Die Beschichtungszusammensetzung kann eine Dispersion des Lichtdämpfungsmittels in einem Bindemittel aufweisen. Ein geeignetes Bindemittel kann ein Polymer sein und kann mit den Polymeren identisch sein, die in der thermisch bebilderungsfähigen Schicht verwendet werden. Außerdem kann ein kleiner 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 nach herkömmlichen Verfahren als Beschichtung aufgetragen und getrocknet wird.
  • Das Lichtdämpfungsmittel wird mit dem Bindemittel und anderen Komponenten der Schichtzusammensetzung in einem Anteil vermischt, der die Absorption oder Streuung des Lichts von dem nicht bilderzeugenden Laser bewirkt. Wenn die lichtgedämpfte Schicht aus einer auftragsfähigen Zusammensetzung besteht, kann der verwendete Polymeranteil der gleiche sein wie derjenige, der in der thermisch bebilderungsfähigen Schicht verwendet wird. Das Lichtdämpfungsmittel wird in der lichtgedämpften Schicht in einem Anteil verwendet, der ausreicht, um ein Absorptionsvermögen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 2,0, typischerweise von etwa 0,3 bis etwa 0,9, noch typischer von etwa 0,6 zu erreichen. Das Absorptionsvermögen ist eine dimensionslose Zahl, die in der Technik der Spektroskopie bekannt ist. Bei einem Absorptionsvermögen von mehr als etwa 2,0 absorbiert die Basis wahrscheinlich zu stark für den Bebilderungsprozeß, und bei weniger als etwa 0,1 könnte kein ausreichender Dämpfungseffekt auftreten.
  • BASISELEMENT:
  • Typischerweise ist das Basiselement (12) eine koextrudierte Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 100 μm (400 Gauge). Alternativ kann das Basiselement eine Polyesterfolie sein, speziell Polyethylenterephthalat, die mit Plasma behandelt worden ist, um die Heizschicht aufzunehmen, wie z. B. die Melinex®-Linie der Polyesterfolien, hergestellt von DuPont Teijin FilmsTM, einem Joint Venture von DuPont und Teijin Limited. Wenn das Basiselement plasmabehandelt wird, dann wird auf dem Träger gewöhnlich keine Zwischenschicht oder Ausstoßschicht vorgesehen. Wahlweise können Stützschichten auf dem Träger vorgesehen werden. Diese Stützschichten können Füllstoffe enthalten, um eine aufgerauhte Oberfläche auf der Rückseite des Basiselements bereitzustellen, d. h. auf der Seite, die dem Basiselement (12) gegenüberliegt. Alternativ kann das Basiselement selbst Füllstoffe enthalten, wie z. B. Siliciumdioxid, um auf der Rückseite des Basiselements eine aufgerauhte Oberfläche bereitzustellen. Alternativ kann das Basiselement physikalisch aufgerauht werden, um auf einer oder beiden Oberflächen des Basiselements eine aufgerauhte Oberfläche bereitzustellen, wobei das Aufrauhen ausreichend ist, um das von dem nicht bilderzeugenden Laser emittierte Licht zu streuen. Einige Beispiele physikalischer Aufrauhverfahren sind unter anderem das Sandstrahlen, das Schlagen mit einer Metallbürste usw. Wenn ein Träger verwendet wird, kann er der gleiche sein wie das Basiselement oder sich davon unterscheiden. Eine lichtgedämpfte Schicht kann aus einer Oberflächenschicht hervorgehen, die auch ein Lichtdämpfungsmittel enthalten kann, wie z. B. einen Absorber oder Diffusor. Typischerweise ist der Träger eine dicke Polyethylenterephthalatfolie.
  • AUSSTOSS- ODER ZWISCHENSCHICHT
  • Die wahlfreie Ausstoßschicht, die gewöhnlich flexibel ist, oder die wahlfreie Zwischenschicht, die sich auf einer Seite des Basiselements (12) befinden kann, wie in 1 dargestellt, ist die Schicht, welche die Kraft bereitstellt, um die Übertragung der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht in den belichteten Bereichen auf das Empfängerelement zu bewirken. Wenn diese Schicht erhitzt wird, zersetzt sie sich in gasförmige Moleküle, die den notwendigen Druck liefern, um die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen, farbstoffhaltigen Schicht zum Empfängerelement zu treiben 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 noch typischer weniger als etwa 280°C). Im Fall von Polymeren, die mehr als eine Zersetzungstemperatur aufweisen, sollte die erste Zersetzungstemperatur niedriger als 350°C sein.
  • Damit die Ausstoßschicht ferner eine geeignet hohe Flexibilität und Schmiegsamkeit aufweist, sollte sie einen Zugelastizitätsmodul aufweisen, der kleiner oder gleich etwa 2,5 Gigapascal (GPa), insbesondere kleiner als etwa 1,5 Gigapascal (GPa) und stärker bevorzugt kleiner als etwa 1 Gigapascal (GPa) ist. Das gewählte Polymer sollte außerdem formbeständig sein. Wenn die laserbebilderungsfähige Baugruppe durch die Ausstoßschicht bebildert wird, dann sollte die Ausstoßschicht durchlässig für die Laserstrahlung sein und durch diese Strahlung nicht beeinträchtigt werden.
  • 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 Polymethacrylatester, wie z. B. Polymethylmethacrylat und Polybutylmethacrylat; (d) Cellulosematerialien mit niedrigen Zersetzungstemperaturen (Td), wie z. B. Celluloseacetatbutyrat und Nitrocellulose; (e) weitere Polymere, wie z. B. Polyvinylchlorid; Poly(chlorvinylchlorid)polyacetale; Polyvinylidenchlorid; Polyurethane mit niedrigem Td-Wert; Polyester, Polyorthoester, Acrylnitril und substituierte Acrylnitril-Polymere; Maleinsäureharze und Copolymere der obigen Verbindungen. Polymergemische können gleichfalls verwendet werden. Weitere Beispiele von Polymeren mit niedrigen Zersetzungstemperaturen sind in US-A-5156938 zu finden. Dazu gehören Polymere, die eine säurekatalysierte Zersetzung erfahren. Für diese Polymere ist es oft wünschenswert, wenn sie zusammen mit dem Polymer einen oder mehrere Wasserstoffspender enthalten.
  • Konkrete Beispiele von Polymeren für die Ausstoßschicht sind Polyacrylat- und Polymethacrylatester, Polycarbonate mit niedrigem Td-Wert, Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid) (PVC) und chloriertes Poly(vinylchlorid) (CPVC). Besonders bevorzugt sind Poly(vinylchlorid) und chloriertes Poly(vinylchlorid).
  • Weitere Materialien können als Zusatzstoffe in der Ausstoßschicht enthalten 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.
  • Alternativ kann eine Zwischenschicht wahlweise anstelle der Ausstoßschicht auf das Basiselement (12) aufgebracht werden, wodurch ein thermisch bebilderungsfähiges Element entsteht, das mindestens eine Zwischenschicht auf einer Seite des Basiselements (12), mindestens eine Heizschicht (13) und mindestens eine thermisch bebilderungsfähige farbstoffhaltige Schicht (14) in dieser Reihenfolge aufweist. Einige geeignete Zwischenschichten sind unter anderem Polyurethane, Polyvinylchlorid, Cellulosematerialien, Acrylat- oder Methacrylat-Homopolymere und -copolymere und Gemische davon. Weitere, nach Spezifikation hergestellte zersetzbare Polymere können gleichfalls in der Zwischenschicht verwendbar sein. Besonders gut verwendbar als Zwischenschichten für Polyester, besonders für Polyethylenterephthalat, sind Acryl-Zwischenschichten. Die Zwischenschicht kann eine Dicke von etwa 100 bis etwa 1000 × 10–10 m (etwa 100 bis etwa 1000 Å) aufweisen.
  • HEIZSCHICHT
  • Die Heizschicht (13) (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist), wie in 1 dargestellt, wird auf die flexible Ausstoß- oder Zwischenschicht aufgebracht. Die Funktion der Heizschicht besteht darin, die Laserstrahlung zu absorbieren und die Strahlung in Wärme umzuwandeln. Materialien, die sich für die Schicht eignen, können anorganisch oder organisch sein und können die Laserstrahlung von Natur aus absorbieren oder zusätzliche Komponenten enthalten, die Laserstrahlung absorbieren.
  • Beispiele geeigneter anorganischer Materialien sind Übergangsmetallelemente und Metallelemente der Gruppen IIIA, IVA, VA, VIA, VIIIA, IIB, IIIB und VB des Periodensystems (Sargent-Welch Scientific Company (1979)), ihre Legierungen miteinander und ihre Legierungen 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 verwendet werden. Konkrete Metalle sind unter anderem Al, Cr, Sb, Ti, Bi, Zr, Ni, In, Zn und deren Legierungen und Oxide. TiO2 kann als Material der Heizschicht verwendet werden.
  • Die Dicke der Heizschicht 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).
  • Obwohl typischerweise nur eine einzige Heizschicht verwendet wird, können auch mehr als eine Heizschicht verwendet werden, und die verschiedenen Schichten können die gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, solange sie alle wie oben beschrieben funktionieren. Die Gesamtdicke aller Heizschichten sollte in dem oben angegebenen Bereich liegen.
  • Die optische Dichte der Heizschicht bei der Wellenlänge des nicht bilderzeugenden Lasers ist typischerweise der Größenordnung nach größer als etwa 0,1 und kleiner als etwa 1,0 der Transmissionsdichte.
  • Die Heizschicht(en) kann (können) unter Anwendung irgendwelcher bekannter Verfahren für die Herstellung von Metalldünnschichten aufgebracht werden, wie z. B. durch Sputtern, chemische Abscheidung aus der Dampfphase und Elektronenstrahlen.
  • THERMISCH BEBILDERUNGSFÄHIGE SCHICHT:
  • Die thermisch bebilderungsfähige Schicht, die bei einer Farbproofanwendung typischerweise eine thermisch bebilderungsfähige farbstoffhaltige Schicht (14) ist, wird durch Aufbringen einer thermisch bebilderungsfähigen Zusammensetzung, die typischerweise einen Farbstoff enthält, auf ein Basiselement gebildet. Für andere Anwendungen, wie z. B. Anwendungen auf elektronische Schaltkreise, kann die thermisch bebilderungsfähige Schicht keinen Farbstoff enthalten. Für diese Anwendungen kann das thermisch bebilderungsfähige Element elektronenaktive Leiter, Isolatoren, Halbleiter oder Vorläufer zu diesen Funktionen enthalten.
  • Wenn die thermisch bebilderungsfähige Schicht eine farbstoffhaltige Schicht ist, dann weist sie (i) ein Polymerbindemittel, das sich von dem Polymer in der Ausstoßschicht unterscheidet, und (ii) ein Färbemittel mit einer Farbstoff- oder Pigmentdispersion auf.
  • Das Bindemittel für die farbstoffhaltige Schicht ist ein Polymermaterial mit einer Zersetzungstemperatur, die höher ist als etwa 250°C, vorzugsweise höher als etwa 350°C. Das Bindemittel sollte filmbildend und aus einer Lösung oder Dispersion auftragbar sein. Typisch sind Bindemittel mit Schmelzpunkten von weniger als etwa 250°C oder so stark weichgemachte Bindemittel, das die Glasübergangstemperatur weniger als etwa 70°C beträgt. Dabei sind jedoch hitzeschmelzbare Bindemittel, wie z. B. Wachse, als alleinige Bindemittel zu vermeiden, da derartige Bindemittel unter Umständen nicht so haltbar sind, obwohl sie als Zusatzbindemittel bei der Erniedrigung des Schmelzpunktes der Deckschicht nützlich sind.
  • Typisch ist, daß das Polymer des Bindemittels nicht selbstoxidierend ist und sich bei der Temperatur, die während der Laserbelichtung erreicht wird, nicht zersetzt oder abbaut, so daß die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die Farbstoff und Bindemittel aufweist, intakt umgedruckt werden, um haltbarer zu sein. 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. Styrol/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. Polymergemische können gleichfalls verwendet werden.
  • Konkrete Polymere für das Bindemittel der farbstoffhaltigen Schicht schließen ein, sind aber beschränkt auf Acrylat-Homopolymere und -Copolymere, Methacrylat-Homopolymere und -Copolymere, (Meth)acrylat-Blockcopolymere und (Meth)acrylat-Copolymere, die andere Comonomertypen enthalten, wie z. B. Styrol.
  • Das Bindemittelpolymer kann im allgemeinen in einer Konzentration von etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der farbstoffhaltigen Schicht, insbesondere von etwa 30 bis etwa 40 Gew.-%.
  • Das Färbemittel der thermisch bebilderungsfähigen Schicht kann ein bilderzeugendes Pigment sein, das organisch oder anorganisch 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 (CI-Nr. Pigment Yellow 93); Hostaperm® Yellow (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 F (CI-Nr. 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). Kombinationen von Pigmenten und/oder Farbstoffen können gleichfalls eingesetzt werden. Für Farbfiltermatrixanwendungen sind Pigmente mit hoher Lichtdurchlässigkeit (d. h. mindestens etwa 80% des Lichts werden von dem Pigment durchgelassen) typisch, die kleine Teilchengrößen aufweisen (d. h. etwa 100 nm).
  • Gemäß Prinzipien, die dem Fachmann bekannt sind, wird die Konzentration des Pigments so gewählt, daß die in dem fertigen Bild gewünschte optische Dichte erreicht wird. Der Pigmentanteil ist von der Dicke der aktiven Schicht und von der Absorption des Färbemittels abhängig. Optische Dichten von mehr als 0,8 bei der Wellenlänge maximaler Absorption sind typischerweise erforderlich. Noch höhere Dichten sind typisch. Optische Dichten im Bereich von 2-3 oder darüber sind bei Anwendung der vorliegenden Erfindung erreichbar.
  • Die optische Dichte der pigmentierten Schicht bei der Wellenlänge des nicht bilderzeugenden Lasers kann im Bereich von mehr als etwa 0,01 bis weniger als etwa 5,0 Transmissionsdichte liegen, stärker bevorzugt in der Größenordnung von etwa 0,2 bis etwa 3,0 Transmissionsdichte. Diese Dichte kann unter Umständen bei der Auswahl der Färbemittel nicht kontrolliert werden, aber der nicht bilderzeugende Laser muß imstande sein, sich zumindest an diesen Bereich optischer Eigenschaften anzupassen.
  • Normalerweise wird ein Dispersionsmittel in Kombination mit dem Pigment verwendet, um maximale Farbstärke, Lichtdurchlässigkeit und Glanz zu erzielen. Das Dispersionsmittel ist im allgemeinen eine organische Polymerverbindung und wird benutzt, um die feinkörnigen Pigmentteilchen zu trennen und Flockenbildung und Agglomeration der Teilchen zu vermeiden. Im Handel ist eine große Auswahl von Dispersionsmitteln erhältlich. Ein Dispersionsmittel wird entsprechend den Eigenschaften der Pigmentoberfläche und anderer Komponenten in der Zusammensetzung gewählt, wie dem Fachmann bekannt ist. Eine Klasse von Dispersionsmitteln, die sich für die praktische Ausführung der Erfindung eignen, sind jedoch die AB-Dispersionsmittel. Das Segment A des Dispersionsmittels wird an der Oberfläche des Pigments adsorbiert. Das Segment B erstreckt sich in das Lösungsmittel hinein, in dem das Pigment dispergiert wird. Das Segment B bildet eine Barriere zwischen Pigmentteilchen, um Anziehungskräften der Teilchen entgegenzuwirken und so eine Agglomeration zu verhindern. Das Segment B sollte gute Verträglichkeit mit dem verwendeten Lösungsmittel aufweisen. Die brauchbaren AB-Dispersionsmittel werden allgemein in US-A-5085698 beschrieben. Es können herkömmliche Pigmentdispergierverfahren angewandt werden, wie z. B. Mahlen in der Kugelmühle, in der Sandmühle usw.
  • Das Pigment ist in einem Anteil von etwa 15 bis etwa 95 Gew.-%, typischerweise von etwa 35 bis etwa 65 Gew.-% vorhanden, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung der farbstoffhaltigen Schicht.
  • Obwohl die obige Diskussion auf die Farbproofherstellung gerichtet war, sind das Element und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gleichermaßen für die Übertragung von anderen Materialarten in unterschiedlichen Anwendungen einsetzbar. Im allgemeinen soll der Umfang der Erfindung jede Anwendung einschließen, in der Feststoff in einer Struktur auf einen Rezeptor aufzubringen ist.
  • Die farbstoffhaltige Schicht kann aus einer Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel auf das Basiselement aufgetragen werden; typisch ist aber das Auftragen der Schichten) aus einer Dispersion. Als Beschichtungslösungsmittel kann irgendein geeignetes Lösungsmittel verwendet werden, solange es bei Anwendung von herkömmlichen Beschichtungsverfahren oder Druckverfahren, z. B. dem Tiefdruck, die Eigenschaften der Baugruppe nicht beeinträchtigt. Ein typisches Lösungsmittel ist Wasser. Die farbstoffhaltige Schicht kann durch einen Beschichtungsprozeß aufgebracht werden, der mit dem WaterProof® Color Versatility Coater, vertrieben von DuPont, Wilmington, DE, durchgeführt wird. Der Auftrag der farbstoffhaltigen Schicht kann auf diese Weise kurz vor dem Belichtungsschritt ausgeführt werden. Dies ermöglicht auch die Mischung verschiedener Grundfarben, um viele verschiedene Farben herzustellen und sie an den Pantone®-Farbführer anzupassen, der gegenwärtig als einer der Standards in der Proofindustrie benutzt wird.
  • ZUSATZSTOFF FÜR THERMISCHE VERSTÄRKUNG
  • In der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht ist typischerweise ein Zusatzstoff für thermische Verstärkung vorhanden, kann aber auch in der (den) Ausstoßschicht(en) oder der Zwischenschicht vorhanden sein.
  • Die Funktion des Zusatzstoffs für thermische Verstärkung besteht darin, die Auswirkung der in der Heizschicht erzeugten Hitze zu verstärken und auf diese Weise die Empfindlichkeit gegen den Laser weiter zu erhöhen. Dieser Zusatzstoff sollte bei Raumtemperatur beständig sein. Der Zusatzstoff kann (1) eine sich zersetzende Verbindung sein, die sich bei Erhitzen zu einem oder mehreren gasförmigen Nebenprodukten) zersetzt, (2) ein absorbierender Farbstoff, der die einfallende Laserstrahlung absorbiert, oder (3) eine Verbindung, die eine thermisch induzierte unimolekulare Umlagerung erfährt, die exotherm ist. Es können auch Kombinationen dieser Zusatzstofftypen eingesetzt werden.
  • Sich zersetzende Verbindungen der Gruppe (1) sind unter anderem diejenigen, die sich unter Stickstoffentwicklung zersetzen, wie z. B. Diazoalkyle, Diazoniumsalze und Azido(-N3)-Verbindungen; Ammoniumsalze, Oxide, die sich unter Sauerstoffentwicklung zersetzen, Carbonate oder Peroxide. Konkrete Beispiele derartiger Verbindungen sind Diazoverbindungen, wie z. B. 4-Diazo-N-N'-diethylanilinfluorborat (DAFB). Gemische von beliebigen der vorstehenden Verbindungen können gleichfalls verwendet werden.
  • Ein absorbierender Farbstoff der Gruppe (2) ist typischerweise ein Farbstoff der im Infrarotbereich absorbiert. Beispiele geeigneter nahinfrarot-absorbierender Farbstoffe (NIR-Farbstoffe), die allein oder in Kombination eingesetzt werden können, sind unter anderem poly(substituierte) Phthalocyaninverbindungen und metallhaltige Phthalocyaninverbindungen, Cyanin-Farbstoffe, Squarylium-Farbstoffe; Chalcogenopyrylacryliden-Farbstoffe; Croconium-Farbstoffe; Metallthiolat-Farbstoffe; Bis(chalcogenopyryl)polymethin-Farbstoffe; Oxindolizin-Farbstoffe; Bis(aminoaryl) polymethin-Farbstoffe; Merocyanin-Farbstoffe und Chinoid-Farbstoffe. Wenn der absorbierende Farbstoff in die Ausstoß- oder Zwischenschicht eingelagert wird, besteht seine Funktion darin, die einfallende Strahlung zu absorbieren und diese in Wärme umzuwandeln, was zu einer effizienteren Erhitzung führt. Typisch ist, daß der Farbstoff im Infrarotbereich absorbiert. Für Bebilderungsanwendungen ist außerdem typisch, daß der Farbstoff im sichtbaren Bereich eine sehr niedrige Absorption aufweist.
  • Absorbierende Farbstoffe gleichfalls aus der Gruppe (2) schließen die infrarotabsorbierenden Materialien ein, die in den US-Patentschriften Nr. 4778128; 4942141; 4948778; 4950639; 5019549; 4948776; 4948777 und 4952552 offenbart werden.
  • Wenn der thermische Verstärker in der farbstoffhaltigen Schicht vorhanden ist, dann liegt sein Gewichtsanteil im allgemeinen bei etwa 0,95 bis etwa 11,5 Gew.-%. Der Anteil kann bis zu etwa 25% des Gesamtgewichts der farbstoffhaltigen Schicht betragen. Diese Anteile sind nicht einschränkend, und der Fachmann kann sie in Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung der Schicht variieren.
  • 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 benötigen, um effektiv auf den Empfänger umgedruckt zu werden.
  • Obwohl typischerweise nur eine einzige farbstoffhaltige Schicht verwendet wird, können auch mehr als eine farbstoffhaltige Schicht verwendet werden, 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 angegeben Bereich.
  • WEITERE ZUSATZSTOFFE:
  • Weitere Materialien können als Zusatzstoffe in der farbstoffhaltigen Schicht vorhanden sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht stören. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Stabilisatoren, Beschichtungshilfsmittel, Weichmacher, Fließmittel, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Antistatikmittel, Tenside und andere, deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen bekannt ist. Typischerweise wird jedoch der Anteil weiterer Materialien in dieser Schicht minimiert, da sie das Endprodukt nach dem Umdruck beeinträchtigen können. Zusatzstoffe können bei Farbproofanwendungen unerwünschte Farbe hinzufügen, oder sie können die Haltbarkeit und die Drucklebensdauer bei Flachdruckanwendungen verringern.
  • WEITERE SCHICHTEN:
  • 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 in der Technik bekannt. Weitere Verankerungs- oder Zwischenschichten können auf jeder der beiden Seiten der flexiblen Ausstoßschicht vorhanden sein und sind in der Technik gleichfalls bekannt.
  • In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in einer einzelnen Schicht, die als Deckschicht bezeichnet wird, ein Material vorhanden, das als Wärmeabsorber und als Färbemittel dient. Daher weist die Deckschicht eine Doppelfunktion auf, indem sie sowohl eine Heizschicht als auch eine farbstoffhaltige Schicht ist. Die Eigenschaften der Deckschicht sind die gleichen wie diejenigen, die für die farbstoffhaltige Schicht angegeben werden. Ein typisches Material, das als Wärmeabsorber und als Färbemittel funktioniert, ist Ruß.
  • Über der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht kann außerdem eine Überzugs- bzw. Overcoatschicht vorhanden sein. In der Overcoatschicht kann das Bleichmittel zum Bleichen des Lichtdämpfungsmittels enthalten sein, das unter Umständen in der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht enthalten ist. Wenn das Lichtdämpfungsmittel in der Overcoatschicht vorhanden ist, dann muß das Lichtdämpfungsmittel vor der Ausbildung des fertigen Elements aus einer anderen Quelle mit der Overcoatschicht in Kontakt gebracht werden.
  • Weitere thermisch bebilderungsfähige Elemente können eine oder mehrere andere farbstoffhaltige Schichten auf einem Träger aufweisen. In Abhängigkeit vom konkreten Verfahren, das für die bildartige Belichtung und den Umdruck der erzeugten Bilder angewandt wird, können zusätzliche Schichten vorhanden sein. Einige geeignete thermisch bebilderungsfähige Elemente werden in den US-Patentschriften Nr. US-A-5773188; 5622795; 5593808; 5156938; 5256506; 5171650 und 5681681 offenbart.
  • EMPFÄNGERELEMENT:
  • Das Empfängerelement (20), dargestellt in 2, ist Teil der laserbebilderungsfähigen Baugruppe, auf welche die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die typischerweise ein Polymerbindemittel und ein Pigment aufweist, umgedruckt werden. In den meisten Fällen werden die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht nicht in Abwesenheit eines Empfängerelements von dem thermisch bebilderungsfähigen Element entfernt. Das heißt, die Belichtung des thermisch bebilderungsfähigen Elements mit Laserstrahlung allein verursacht nicht, daß Material entfernt oder umgedruckt wird. Die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht werden nur dann von dem thermisch bebilderungsfähigen Element entfernt, wenn es mit Laserstrahlung belichtet und das thermisch bebilderungsfähige Element in Kontakt mit dem Empfängerelement gebracht wird oder an dieses anstößt. In einer Ausführungsform berührt das thermisch bebilderungsfähige Element tatsächlich die Oberfläche der Bildempfangsschicht des Empfängerelements.
  • Das Empfängerelement (20) kann lichtunempfindlich oder lichtempfindlich sein.
  • Das lichtunempfindliche Empfängerelement weist gewöhnlich einen Empfängerträger (21) und eine Bildempfangsschicht (22) auf. Der Empfängerträger (21) weist ein formbeständiges Folienmaterial auf. Die Baugruppe kann durch den Empfängerträger hindurch bebildert werden, wenn der Träger lichtdurchlässig ist. Beispiele von lichtdurchlässigen Folien für Empfängerträger sind unter anderem Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon, ein Polyimid, ein Poly(vinylalkohol-co-acetal), Polyethylen oder ein Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat. Beispiele von opaken Trägermaterialien sind unter anderem Polyethylenterephthalat, das mit einem weißen Pigment gefüllt ist, wie z. B. mit Titandioxid, Elfenbeinpapier oder synthetisches Papier, wie z. B. Tyvek®-Polyolefinspinnvlies, hergestellt von E. I. DuPont de Nemours and Co., Wilmington, DE. Papierträger sind typisch für Farbproofanwendungen, während ein Polyesterträger, wie z. B. Poly(ethylenterephthalat), typisch für eine medizinische Hartkopie und Farbfiltermatrix-Anwendungen ist. In dem Trägerelement können auch aufgerauhte Träger verwendet werden.
  • Die Bildempfangsschicht (22) kann eine oder mehrere Schichten aufweisen, wobei wahlweise die äußerste Schicht aus einem mikroaufrauhfähigen Material besteht. Einige Beispiele von verwendbaren Materialien sind unter anderem ein Polycarbonat; ein Polyurethan; ein Polyester; Polyvinylchlorid; Styrol/Acrylnitril-Copolymer; Poly(caprolacton); Poly(vinylacetat); Vinylacetat-Copolymere mit Ethylen und/oder Vinylchlorid; (Meth)acrylat-Homopolymere (wie z. B. Butylmethacrylat) und -Copolymere sowie Gemische davon. Typischerweise ist die äußerste Bildempfangsschicht eine kristalline Polymer- oder Poly(vinylacetat)-Schicht. Die kristallinen Polymere der Bildempfangsschicht, z. B. Polycaprolacton-Polymere, haben typischerweise Schmelzpunkte im Bereich von etwa 50 bis etwa 64°C, stärker bevorzugt von etwa 56 bis etwa 64°C, und am stärksten bevorzugt von etwa 58 bis etwa 62°C. Gemische, die aus 5-40% Capa® 650 (Schmelzbereich 58-60°C) und Tone® P-300 (Schmelzbereich 58-62°C), beide Polycaprolactone, bestehen, sind als äußerste Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung besonders gut verwendbar. Typischerweise werden 100% Capa® 650 oder Tone® P-300 eingesetzt. Thermoplastische Polymere, wie z. B. Polyvinylacetat, haben jedoch höhere Schmelzpunkte (Erweichungspunkt-Bereiche von etwa 100 bis etwa 180°C). Verwendbare Empfängerelemente werden außerdem in US-A-5534387 offenbart, wobei eine äußerste Schicht wahlweise mikroaufrauhfähig ist; zum Beispiel ist eine Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht auf der darin offenbarten Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht vorhanden. Die Dicke der Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht kann im Bereich von etwa 0,013 bis etwa 0,13 min (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) liegen, und die Dicke der Polycaprolactonschicht kann im Bereich von etwa 2 bis etwa 100 mg/dm2 liegen. Typischerweise weist das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mehr Ethylen als Vinylacetat auf.
  • Ein bevorzugtes Beispiel ist die von DuPont unter der Bestellnummer G06086 vertiebene WaterProof®-Umdruckfolie, die mit einer Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht überzogen ist. Diese Bildempfangsschicht kann in irgendeiner Menge vorhanden sein, die für den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse mit Beschichtungsgewichten im Bereich von etwa 5 bis etwa 150 mg/dm2, typischerweise von etwa 20 bis etwa 60 mg/dm2 erzielt worden.
  • Die eine oder die mehreren oben beschriebenen Bildempfangsschichten können wahlweise eine oder mehrere andere Schichten zwischen dem Empfängerträger und der Bildempfangsschicht einschließen. Eine nützliche Zusatzschicht zwischen der Bildempfangsschicht und dem Träger ist eine Trennschicht. Der Empfängerträger allein oder die Kombination aus Empfängerträger und Trennschicht wird als erster Zwischenträger bezeichnet. Die Trennschicht kann für den gewünschten Ausgleich des Haftvermögens am Empfängerträger sorgen, so daß die Bildempfangsschicht während der Belichtung und der Trennung von dem thermisch bebilderungsfähigen Element am Empfängerträger haftet, fördert aber die Trennung der Bildempfangsschicht vom Empfängerträger in späteren Schritten. Beispiele von Materialien, die sich zur Verwendung als Trennschicht eignen, sind unter anderem Polyamide, Silicone, Vinylchlorid-Polymere und -Copolymere, Vinylacetet-Polymere und -Copolymere und weichgemachte Polyvinylalkohole. Die Trennschicht kann eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 50 μm aufweisen.
  • Eine Polsterschicht, die eine deformierbare Schicht ist, 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 Zusammenfügen zu verstärken. Außerdem unterstützt die Polsterschicht den wahlfreien Mikroaufrauhprozeß, indem sie unter Druck und wahlweise unter Wärmeeinwirkung eine verformbare Unterlage bietet. Ferner sorgt die Polsterschicht für hervorragende Laminierungseigenschaften beim schließlichen Umdruck des Bildes auf ein Papier oder ein anderes Substrat. 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 bei Flexodruckplatten-Anwendungen brauchbar sind. Die Polsterschicht kann einen Dickenbereich von etwa 0,013 bis etwa 0,13 min (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) (oder mehr) aufweisen.
  • Verfahren für das wahlfreie Aufrauhen der Oberfläche der Bildempfangsschicht schließen das Mikroaufrauhen ein. Das Mikroaufrauhen kann nach irgendeinem geeigneten Verfahren durchgeführt werden. Ein konkretes Beispiel ist, daß die Oberfläche in Kontakt mit einer aufgerauhten Folie gebracht wird, typischerweise unter Druck und Wärmeeinwirkung. Die verwendeten Drücke können im Bereich von etwa 5516 ± etwa 2758 kPa (etwa 800 ± etwa 400 psi) liegen. Wahlweise kann Wärme von etwa 80 bis etwa 88°C (175 bis 190°F), stärker bevorzugt etwa 54,4°C (130°F) für Polycaprolacton-Polymere und etwa 94°C (200°F) für Poly(vinylacetat)-Polymere angewandt werden, um eine gleichmäßig mikroaufgerauhte Oberfläche quer über die Bildempfangsschicht zu erzielen. Alternativ können erhitzte oder schockgekühlte aufgerauhte Walzen benutzt werden, um das Mikroaufrauhen zu erzielen.
  • Typisch ist, daß das Mittel, das zum Mikroaufrauhen der Bildempfangsschicht verwendet wird, auf seiner gesamten Oberfläche eine gleichmäßige Rauhigkeit aufweist. Typischerweise hat das zum Mikroaufrauhen angewandte Mittel eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von etwa 1 μm und Oberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Vielzahl von Spitzen, wobei auf einem Oberflächenbereich von etwa 458 μm × etwa 602 μm mindestens etwa 20 Spitzen eine Höhe von mindestens etwa 200 nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel aufweisen.
  • Die Aufrauhvorrichtung sollte der Oberfläche der Bildempfangsschicht eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von weniger als etwa 1 μm, typischerweise von weniger als etwa 0,95 μm, und besonders bevorzugt von weniger als etwa 0,5 μm und Oberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Vielzahl von Spitzen verleihen, wobei mindestens etwa 40 von den Spitzen, typischerweise mindestens etwa 50 Spitzen, stärker bevorzugt mindestens etwa 60 Spitzen auf einem Oberflächenbereich von etwa 458 μm × etwa 602 μm eine Höhe von mindestens etwa 200 nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel aufweisen. Diese Messungen werden unter Verwendung eines Wyco-Profilmeßgeräts (Wyko Modell NT 3300), hergestellt von Veeko Metrology, Tucson, AZ, durchgeführt.
  • Die äußerste Oberfläche des Empfängerelements kann ferner einen Glanzmeßwert von etwa 5 bis etwa 35 Glanzeinheiten, typischerweise von etwa 5 bis etwa 30 Glanzeinheiten unter einem Winkel von 85° aufweisen. Zur Durchführung der Messungen kann ein GARDCO 20/60/85-Grad-NOVO GLOSS-Meßgerät benutzt werden, hergestellt von The Paul Gardner Company. Das Glanzmeßgerät sollte für alle Ablesungen in Querrichtung in der gleichen Orientierung angeordnet werden.
  • Die Topographie der Oberfläche der Bildempfangsschicht kann wichtig sein, um ein fertiges Bild von hoher Qualität im wesentlichen ohne Mikrofehlstellen zu erzielen.
  • Das Empfängerelement ist typischerweise ein Zwischenelement bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, da sich an den Laserbebilderungsschritt normalerweise ein oder mehrere Umdruckschritte anschließen, durch welche die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht auf das permanente Substrat übertragen werden.
  • PERMANENTES SUBSTRAT
  • Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das permanente Substrat zur Aufnahme des farbstoffhaltigen Bilds unter nahezu jedem gewünschten Folienmaterial ausgewählt werden kann. Für die meisten Proofanwendungen wird ein Papiersubstrat benutzt, typischerweise das gleiche Papier, auf welches das Bild schließlich gedruckt wird. Es kann fast jedes Papiermaterial verwendet werden. Ein Beispiel eines Papiersubstrats ist LOE-Papier. Es kann jedoch fast jedes Papiermaterial verwendet werden. Weitere 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. Fast jedes Material, das an der thermoplastischen Polymerschicht haftet, kann als permanentes Substrat verwendet werden.
  • SCHRITTE DES AUTOMATISCHEN FOKUSSIERUNGSVERFAHRENS
  • Das Verfahren zur Einstellung der Energie eines Bilderzeugungslasers zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements weist die folgenden Schritte auf:
    • (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit, die einen nicht bilderzeugenden Laser und einen Bilderzeugungslaser aufweist, wobei der nicht bilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem Bilderzeugungslaser steht;
    • (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht mit einer Vorderseite und einer Rückseite aufweist;
    • (c) Auslösen des nicht bilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und vom Empfängerelement reflektierte Lichtmenge erfaßt, wodurch Licht, das von Grenzflächen jenseits der Rückseite der lichtgedämpften Schicht reflektiert wird, stark vermindert wird und das Licht, das von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements in den Lichtdetektor reflektiert wird, im wesentlichen überwiegt; und
    • (d) Auslösen des Bilderzeugungslasers, um den Bilderzeugungslaser richtig zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte und durch den Lichtdetektor zum Bilderzeugungslaser übermittelte Lichtmenge bestimmt wird.
  • Die Bebilderungseinheit weist einen nicht bilderzeugenden Laser und einen Bilderzeugungslaser auf, wobei der nicht bilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem Bilderzeugungslaser steht. Typischerweise emittiert der nicht bilderzeugende Laser im Bereich von etwa 300 nm bis etwa 1500 nm. Der nicht bilderzeugende Laser wird nicht zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements benutzt und ist daher vor und während der Bebilderung ständig betriebsbereit, um den Bilderzeugungslaser zu fokussieren und dadurch die Energie des Bilderzeugungslasers für den Bebilderungsschritt einzustellen. In einer Ausführungsform kann der nicht bilderzeugende Laser im 670 nm-Bereich emittieren, und der Bilderzeugungslaser kann im Bereich von etwa 750 bis 850 nm emittieren. Ein Beispiel eines nicht bilderzeugenden Lasers ist die Laserdiode für sichtbares Licht mit 10 mW, 670 nm von Toshiba (Japan). Geeignete Bilderzeugungslaser sind von Spectra Diode Laboratories, San Jose, CA, oder Sanyo Electric Co., Osaka, JP, beziehbar. Diese können als Teil eines räumlichen Laser-Lichtmodulatorsystems verwendet werden, wie z. B. in US-A-5517359 offenbart, oder können direkt elektrisch moduliert werden, wie in US-A-4743091 offenbart. Einige typischerweise verwendete Lichtdetekoren, auch bekannt als positionsempfindliche Detektoren, sind unter anderem monolithische Siliciumdetektoren mit 2, 4 oder ähnlichen Anzahl von Elementen, die matrixförmig so angeordnet sind, daß der an jedem Segment reflektierte Strahlabschnitt gemessen werden kann und die relative Position eines Merkmals, wie z. B. des Strahlmittelpunkts, ermittelt werden kann. Geeignete Lichtdetektoren sind von United Detector Technology (USA) erhältlich. Alternativ könnte die Strahlposition von einem Sensor ermittelt werden, der mehr als 4 Elemente aufweist, wie z. B. durch einen CCD- oder CMOS-Sensor mit 1024 bis 10000000 Elementen, wie er in Fernsehbildprüfsystemen eingesetzt wird. Ein Beispiel ist der KAF-0400 von Eastman Kodak Co., Rochester, NY. Ein Beispiel einer Bebilderungseinheit ist die in US-A-6137580 offenbarte Einheit.
  • Wie in den 3 und 4 dargestellt, sind 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 verwendet. Das wahlfreie Trägerelement kann eine Reihe von Löchern entlang den Kanten des Elements aufweisen, wie dargestellt, um die Evakuierung vor dem Bebilderungsschritt zu unterstützen. Das thermisch bebilderungsfähige Element (10) und das Empfängerelement (20) können in dieser Reihenfolge in die Kassette geladen werden, wobei zwischen jedem der spezifizierten Elemente eine Folie als Zwischenlage vorhanden ist. Außerdem kann mindestens ein zusätzliches thermisch bebilderungsfähiges Element (10) in die Kassette geladen werden.
  • Wie in den 5, 6 und 7 dargestellt, wird nach Herstellung des Kontakts zwischen dem thermisch bebilderungsfähigen Element und dem Empfängerelement der Sondenlichtstrahl (40) vom nicht bilderzeugenden Laser in Richtung der Schichtstruktur emittiert, die durch das wahlfreie Trägerelement (71), das Empfängerelement (20) und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) gebildet wird.
  • Wie in 5 dargestellt, in der das thermisch bebilderungsfähige Element keine lichtgedämpfte Schicht aufweist, ist das an der Rückseite des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte und durch den Lichtdetektor (50) erfaßte Licht als (41) abgebildet, das am Empfängerelement reflektierte Licht ist als (42) abgebildet, und das am Trägerelement reflektierte Licht ist als (43) abgebildet. Der Fachmann wird erkennen, daß jede dieser Reflexionen aus Einzelreflexionen bestehen kann, die an jeder Grenzfläche erzeugt werden, wo sich die optischen Eigenschaften ändern, und daß jede Reflexion eine wellenlängenabhängige Amplitude und Phase aufweist. (51) stellt mehrere reflektierte Lichtpunkte dar, die an dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10), dem Empfängerelement (20) und dem wahlfreien Trägerelement (71) auf den Lichtdetektor (50) reflektiert werden.
  • Wie in 6 dargestellt, in der das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht aufweist, worin das Lichtdämpfungsmittel ein Absorber ist, wird das am Empfängerelement reflektierte Licht (42) und das am Trägerelement reflektierte Licht, das als (43) abgebildet ist, erheblich vermindert. Wie in 7 dargestellt, in der das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht aufweist, worin das Lichtdämpfungsmittel ein Diffusor ist, wird das Licht, das die lichtgedämpfte Schicht in dem thermisch bebilderungsfähigen Element erreicht, gestreut, wie bei (44a) bis (44e) abgebildet.
  • Die mehreren reflektierten Lichtpunkte (51) könnten für die in 3 dargestellte optische Schichtstruktur zehn oder mehr Einzelstrahlen aufweisen. Der Lichtdetektor, typischerweise ein positionsempfindlicher Detektor, und seine dazugehörige Elektronik und der wahlfreie Verarbeitungscomputer bestimmen auf der Basis dieser veränderlichen Signale von dem reflektierten Licht die Position der Ebene, auf die das Licht des Bilderzeugungslasers zu fokussieren ist, während sich die Schichtstruktur unter dem Bilderzeugungssystem bewegt, das den Bilderzeugungslaser enthält. Diese Bestimmung der optimalen Brennpunktposition wird dann dem Bilderzeugungslaser mitgeteilt.
  • Die Brennpunktposition ist der Abstand in Mikrometer, den der Bilderzeugungslaserstrahl in das thermisch bebilderungsfähige Element (Farbdonatorstruktur) zurücklegt. Die Distanz wird von der äußersten Fläche des thermisch bebilderungsfähigen Elements aus bis zu dem Punkt gemessen, wo der Strahl entweder die Oberfläche der Metallschicht (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) oder die dem Laser am nächsten gelegene Oberfläche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht erreicht. Die Entfernung wird empirisch durch Software der Bebilderungsvorrichtung gemessen. Diese Distanz entspricht unter Umständen nicht genau den Dicken der Schichten des thermisch bebilderungsfähigen Elements, wie sie durch herkömmliche Mittel gemessen werden, wie z. B. durch ein Mikrometer, da der Laserstrahl sich nicht senkrecht zu dem thermisch bebilderungsfähigen Element ausbreitet. Für eine gegebene Gruppe von Schichten kann wegen der Alterung der Bilderzeugungslaserquelle eine gewissen Schwankung der Brennpunktpositionen auftreten, und wenn Schichten der gleichen Farbe unterschiedliche Dicken aufweisen, kann eine Schwankung wegen der Ungleichmäßigkeit der Dicken der Schichten auftreten, die das thermisch bebilderungsfähige Element bilden. Der Bilderzeugungslaser wird dann zur Fokussierung des Bilderzeugungslasers ausgelöst, um das thermisch bebilderungsfähige Element mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die für die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die Lichtmenge bestimmt wird, die an der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und am Empfängerelement reflektiert wird und durch den Lichtdetektor zum Bilderzeugungslaser übermittelt wird. Falls ein oder mehrere der reflektierten, nicht bilderzeugenden Strahlen fehlerhaft sind oder auf andere Weise die Bestimmung der Position der Medienschichtstruktur verfälschen oder unbestimmt machen, können Fokussierungsfehler des Bilderzeugungsstrahls auftreten. Es hat sich gezeigt, daß die Eliminierung oder Reduktion von Licht, das an den Grenzflächen jenseits der lichtgedämpften Schicht reflektiert wird, die Bestimmungsgenauigkeit der richtigen Brennpunktposition für den Bilderzeugungslaser verbessert.
  • SCHRITTE DES BEBILDERUNGSVERFAHRENS
  • BELICHTUNG:
  • Der erste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die bildartige Belichtung der laserbebilderungsfähigen Struktur mit Laserstrahlung. Der Belichtungsschritt wird typischerweise mit einem Bilderzeugungslaser bei einer Laserenergieflußdichte von etwa 600 mJ/cm2 oder weniger, besonders typisch von etwa 250 bis etwa 440 mJ/cm2 ausgeführt. Die laserbebilderungsfähige Struktur weist das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement auf.
  • Die Baugruppe wird normalerweise hergestellt, indem nach Entfernen eines oder mehrerer Deckblätter, falls vorhanden, das thermisch bebilderungsfähige Element mit dem Empfängerelement so in Kontakt gebracht wird, daß die thermisch bebilderungsfähige Schicht tatsächlich die Bildempfangsschicht auf dem Empfängerelement berührt. Um die beiden Elemente zusammenzuhalten, können Unterdruck und/oder Druck angewandt werden. Als eine Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement zusammengehalten werden, indem die Schichten am Rand verschmolzen werden. Als weitere Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement mit Klebeband zusammengehalten und auf der Bebilderungsvorrichtung fixiert werden, oder es kann ein Stift/Klemmsystem verwendet werden. Als weitere Alternative kann das thermisch bebilderungsfähige Element auf das Empfängerelement auflaminiert werden, um eine laserbebilderungsfähige Baugruppe zu ergeben. Die laserbebilderungsfähige Baugruppe kann zweckmäßig auf einer Trommel montiert werden, um die Laserbebilderung zu erleichtern. Der Fachmann wird erkennen, daß bei der vorliegenden Erfindung auch andere Antriebskonstruktionen verwendet werden können, wie z. B. Flachbett, Innentrommel, Capstan-Antrieb usw.
  • Zur Belichtung der laserbebilderungsfähigen Baugruppe können verschiedene Lasertypen verwendet werden. Der Laser ist typischerweise ein Laser, der im Infrarot-, Nahinfrarot- oder sichtbaren Bereich emittiert. Besonders vorteilhaft sind Diodenlaser, die im Bereich von etwa 750 bis etwa 870 nm emittieren und hinsichtlich ihrer kleinen Größe, niedrigen Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit, Robustheit und leichten Modulierbarkeit einen wesentlichen Vorteil bieten. Besonders typisch sind Diodenlaser, die im Bereich von etwa 780 bis etwa 850 nm emittieren. Derartige Laser sind z. B. von Spectra Diode Laboratories (San Jose, CA) beziehbar. Ein bevorzugtes Gerät, das zum Aufbringen eines Bildes auf die Bildempfangsschicht verwendet wird, ist der Creo Spectrum Trendsetter 3244F, der Laser verwendet, die in der Nähe von 830 nm emittieren. Dieses Gerät nutzt einen räumlichen Lichtmodulator, um den Ausgangsstrahl von 5-50 Watt von der bei 830 nm emittierenden Laserdiodenmatrix Zu teilen und zu modulieren. Die dazugehörige Optik fokussiert dieses Licht auf die bebilderungsfähigen Elemente. Dadurch werden auf dem Donatorelement 0,1 bis 30 Watt Bebilderungslicht erzeugt, das zu einer Matrix von 50 bis 250 einzelnen Lichtstrahlen mit jeweils 10-200 mW in Lichtpunkten von etwa 10 × 10 bis 2 × 10 μm fokussiert wird. Eine ähnliche Belichtung kann man mit einzelnen Lasern pro Lichtpunkt erzielen, wie z. B. in US-A-4743091 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.
  • Optische Bilderzeugungssysteme können auf der Basis jeder dieser Laseroptionen konstruiert werden. In jedem System kann der Brennpunkt des Bilderzeugungslasers manuell oder automatisch festgelegt werden. Ein gebräuchliches automatisches Fokussierungsverfahren nutzt einen separaten nicht bilderzeugenden Laser, der auf die gewünschte Bilderzeugungsebene auftrifft und in einen Sensor reflektiert wird. Für die Konstruktion dieses automatischen Fokussierungssystems gibt es viele Methoden, die aber in Bebilderungssyteme einbezogen werden können, die auf einer beliebigen Belichtungslaserquelle basieren.
  • Die Belichtung kann durch die wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht und die Heizschicht (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) des thermisch bebilderungsfähigen Elements hindurch erfolgen. Die wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht oder das Empfängerelement mit aufgerauhter Oberfläche müssen im wesentlichen für Laserstrahlung durchlässig sein. Die Heizschicht absorbiert die Laserstrahlung und unterstützt die Übertragung des thermisch bebilderungsfähigen Materials, z. B. des Färbemittels allein oder zusammen mit dem Bindemittel. In einigen Fällen ist die Ausstoßschicht oder Zwischenschicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements eine Schicht, die für Infrarotstrahlung durchlässig ist, und die Belichtung wird zweckmäßig durch die Ausstoß- oder Zwischenschicht hindurch ausgeführt. In anderen Fällen können diese Schichten laserlichtabsorbierende Farbstoffe enthalten, welche die Materialübertragung auf das Bildempfangselement unterstützen.
  • Die laserbebilderungsfähige Baugruppe wird bildartig so belichtet, daß die belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht in einer Struktur auf das Empfängerelement übertragen werden. Die Struktur selbst kann z. B. die Form von Punkten oder einer Linienstruktur aufweisen, die durch einen Computer in einer Form, die man durch Scannen von zu kopierendem Bildmaterial erhält, in Form eines digitalisierten Bildes, das von dem Originalbildmaterial aufgenommen wird, oder als beliebige Kombination dieser Formen erzeugt wird, die vor der Laserbelichtung in einem Computer elektronisch kombiniert werden. Der Laserstrahl und die laserbebilderungsfähige Baugruppe sind in ständiger Bewegung gegeneinander, so daß jeder winzige Bereich der Baugruppe, d. h. jedes Bildelement oder "Pixel", individuell durch den Laser angesprochen wird. Dies wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß die laserbebilderungsfähige Baugruppe auf einer drehbaren Trommel montiert wird. Es kann auch ein Flachbettrecorder verwendet werden.
  • TRENNUNG:
  • Der nächste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Trennung des thermisch bebilderungsfähigen Elements von dem Empfängerelement. Gewöhnlich wird dies 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 von dem Empfängerelement getrennt wird. Dies kann unter Anwendung irgendeines herkömmlichen Trennverfahrens von Hand oder automatisch ohne Eingriff durch die Bedienungsperson erfolgen.
  • Die Trennung führt zu einem lasererzeugten Bild, wie z. B. einem Farbbild, typischerweise einem Rasterpunktbild, das die umgedruckten belichteten Bereiche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht aufweist, die auf der Bildempfangsschicht des Empfängerelements freigelegt sind. Typischerweise ist das Bild, das durch die Belichtungs- und Trennungsschritte erzeugt wird, ein lasererzeugtes Rasterpunkt-Farbbild, das auf einer kristallinen Polymerschicht erzeugt wird, wobei sich die kristalline Polymerschicht auf einem ersten Zwischenträger befindet, der vor dem Aufbringen der kristallinen Polymerschicht eine direkt auf dem Träger vorhandene Schicht aufweisen kann oder nicht, wobei entweder der erste Zwischenträger oder die wahlfreie Schicht, die direkt auf dem Zwischenträger vorhanden sein kann, das Lichtdämpfungsmittel aufweist.
  • WEITERE SCHRITTE:
  • Das so freigelegte Bild auf der Bildempfangsschicht 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 Trennschicht und einer thermoplastischen Polymerschicht auf.
  • Das so freigelegte Bild auf der Bildempfangsschicht wird dann in Kontakt mit der thermoplastischen Polymerschicht des Bildversteifungselements gebracht, typischerweise darauf auflaminiert, was dazu führt, daß die thermoplastische Polymerschicht des Versteifungselements und die Bildempfangsschicht des Empfängerelements das Bild einschließen. Vorzugsweise wird ein WaterProof Laminator, hergestellt von DuPont, zur Durchführung der Laminierung verwendet. Es kann jedoch ein anderes herkömmliches Mittel verwendet werden, um den Kontakt des bildtragenden Empfängerelements mit der thermoplastischen Polymerschicht des Versteifungselements herzustellen. Wichtig ist, daß das Haftvermögen des Versteifungselementträgers mit einer Trennfläche an der thermoplastischen Polymerschicht kleiner ist als das Haftvermögen zwischen irgendwelchen anderen Schichten in der Schichtstruktur. Die neuartige Baugruppe oder Schichtstruktur ist z. B. sehr nützlich als ein verbessertes Bildproofsystem. 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 umgedruckt werden, indem das permanente Substrat mit der freigelegten thermoplastischen Polymerschicht der Schichtstruktur in Kontakt gebracht, typischerweise darauf auflaminiert wird. Wieder wird zur Durchführung der Laminierung typischerweise ein WaterProof Laminator, hergestellt von DuPont, verwendet. Es können jedoch auch andere herkömmliche Mittel angewandt werden, um diesen Kontakt herzustellen.
  • Eine andere Ausführungsform enthält den zusätzlichen Schritt zum Entfernen des Empfängerträgers, typischerweise durch Ablösen, was dazu führt, daß die Baugruppe oder die Schichtstruktur das permanente Substrat, die thermoplastische Schicht, das Bild und die Bildempfangsschicht aufweist. In einer typischeren Ausführungsform stellen diese Baugruppen einen Druckproof bzw. Probeabzug dar, der ein lasererzeugtes thermisches Rasterpunkt-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 Farbbild zwischen der kristallinen Polymerschicht und der thermoplastischen Polymerschicht eingeschlossen wird.
  • ERZEUGUNG VON MEHRFARBENBILDERN:
  • Bei Proofanwendungen 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 abgetrennt, wie oben beschrieben. Das Empfängerelement weist ein mit dem ersten Pigment erzeugtes Bild auf, das typischerweise ein lasererzeugtes thermisches Rasterpunkt-Farbbild ist. Danach bildet ein zweites thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen, farbstoffhaltigen Schicht, die sich von der des ersten thermisch bebilderungsfähigen Elements unterscheidet, eine laserbebilderungsfähige Baugruppe mit dem Empfängerelement, welches das farbstoffhaltige Bild des ersten Pigments aufweist, und wird bildartig belichtet und getrennt, wie oben beschrieben. Die Schritte (a) Ausbilden der laserbebilderungsfähigen Baugruppe mit einem thermisch bebilderungsfähigen Element, das ein anderes Pigment aufweist als das vorher verwendete und das vorher bebilderte Empfängerelement, (b) Belichten und (c) Trennen werden der Reihe nach so oft wie notwendig wiederholt, um das mehrere Farben enthaltende Bild eines Farbproofs auf dem Empfängerelement aufzubauen. Das Bild auf dem Empfänger ändert sich daher während des Bildaufbaus, und die Durchlässigkeit dieses Bildes bei der Wellenlänge des nicht bilderzeugenden Lasers ändert sich während der Wiederholung des Prozesses. Licht, das durch dieses Bild hindurchfällt und in den Lichtdetektor reflektiert wird, typischerweise in einen positionsempfindlichen Lichtdetektor, verursacht Abbildungsfehler, die durch die lichtgedämpfte Schicht in dem Empfänger stark reduziert werden.
  • Dann kann das Versteifungselement mit den mehrere Farben enthaltenden Bildern auf dem Bildempfangselement in Kontakt gebracht werden, typischerweise darauf auflaminiert werden, wobei sich das letzte farbstoffhaltige Bild in Kontakt mit der thermoplastischen Polymerschicht befindet. Das Verfahren wird dann abgeschlossen, wie oben beschrieben.
  • BEISPIELE
  • Diese nicht einschränkenden Beispiele demonstrieren die hierin beschriebenen Verfahren und Produkte, wobei man Bilder in vielen verschiedenen Farben erhält. Alle Prozentangaben sind Gew.-%, wenn nicht anders angegeben.
    GLOSSAR
    SDA 2-[2-[2-Chlor-3 [2-(1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(4-dimethyl-3-(4-sulfobutyl)-2H-benz[e]iasdol-2-yliden)ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]ethenyl]-1,1-dimethyl-3-(sulfobutyl)-1H-benz[e]indolium, inneres Salz, freie Säure. SDA 4927 Infrarotfarbstoff [CAS-Nr. 162411-28-1] (H. W. Sands Corp., Jupiter, FL)
    FSA Zonyl® FSA-Fluortensid; 25% Feststoffe in Wasser und Isopropanol [CAS Nr. 57534-45-7]. Ein anionisches Lithiumcarboxylat-Fluortensid mit der folgenden Struktur: RfCH2CH2SCH2CH2CO2Li, mit Rf = F(CF2CF2)x, wobei x = 1 bis 9 ist (DuPont, Wilmington, DE)
    FSD Zonyl® FSD-Fluortensid; 43% Wirkstoff 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® DF110D (Air Products)
    Zinpol® 20 Zinpol® 20, Polyethylenwachsemulsion, 35% in Wasser (B. F. Goodrich Company)
    Melinex® 573 0,1 mm (4 Mil) durchsichtiger PET-Träger (DuPont TeijinFilmsTM, ein Joint Venture von E.I. du Pont de Nemours & Company)
    Melinex® 6442 0,1 mm (4 Mil) PET-Träger mit 670 mn-Farbstoffabsorber (DuPont TeijinFilmsTM, ein Joint Venture von E.I. du Pont de Nemours & Company). Farbstoff ist 1H-Naphth[2,3-f]isoindol-1,3,5,10-(2H)-tetron-4,11-diamino-2-(3-methoxypropyl)-(9C1) (CA-Index-Bezeichnung) mit der CAS-Nr. 12217-80-0
    30S330 Green Shade Phthalo Blue-Wasserdispersion, 40% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA)
    32Y144D Green Shade Yellow-Wasserdispersion, 41% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA)
    32Y145D Red Shade Yellow-Wasserdispersion, 40% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA)
    32R164D Red 32R164D-Pigmentdispersion; 40% in Wasser (Penn Color, PA)
    32S168D Violet 32S168D-Pigmentdispersion; 41% in Wasser (Penn Color, PA)
    32S187D Blue 32S187-Pigmentdispersion; 40% in Wasser (Penn Color, PA)
    • WaterProof®Thermal Halftone Proofing System – Größe 4 Seiten
    • Umdruckfolie, Bestellnummer H74900 (aka-Empfänger)
    • IRL-Film, Bestellnummer H71103
    • Spenderfilm Schwarz, Bestellnummer H71073
    • Spenderfilm Magenta, Bestellnummer H71022
  • BEISPIEL 1
  • HERSTELLUNG VON THERMISCH BEBILDERUNGSFÄHIGEN ZUSAMMENSETZUNGEN:
  • Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer bei 670 nm absorbierenden beschichtungsfähigen Zusammensetzung und eines thermisch bebilderungsfähigen Elements. Das thermisch bebilderungsfähige Element weist eine 0,1 min (4 Mil) Polyesterstützschicht (Melinex® 573) mit einer aufgesputterten Chromschicht von etwa 70 × 10–10 m (etwa 70 Å) auf, die ausreicht, um eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 60% zu erzeugen, hergestellt von CP Films (Martinsville, VA). Die Metalldicke wurde in situ unter Verwendung eines Quarzkristalls und nach der Abscheidung durch Messen der Reflexion und Durchlässigkeit der Filme überwacht. Dieser metallisierte Träger wurde dann unter Verwendung der Produktionsanlage mit der in Tabelle 1 dargestellten Magenta-Formel beschichtet. TABELLE 1 REZEPTUREN FÜR FARBSTOFFHALTIGE ZUSAMMENSETZUNGEN
    Figure 00220001
  • TABELLE 2 REZEPTUR FÜR BEI 670 nm ABSORBIERENDE BESCHICHTUNG
    Figure 00220002
  • BEISPIEL 2
  • Dieses Beispiel zeigt, daß die Verwendung eines Melinex® 6442-Polyesterträgers von 0,1 min (4 Mil) Dicke mit einem 670 nm-Absorber (305330) als Teil der Grundzusammensetzung eine gegenseitige Anpassung der einfachen und Überdruck-Brennpunktpositionen ermöglicht. Eine Magenta-Formulierung, die der in Tabelle 1 beschriebenen äquivalent war, wurde sowohl auf einen nicht absorbierenden Melinex 573-Träger als auch auf einen bei 670 nm absorbierenden metallisierten Melinex® 6442-Träger mit den in Tabelle 4 angegebenen Beschichtungsgewichten aufgebracht. Die Lösung wurde durch eine Pumpe dosiert und auf eine metallisierte Melinex®-Trägerbahn aufgebracht, die an einem Schlitzdüsenapplikator vorbeibewegt und dann in einen Heißluftgebläsetrockner transportiert wurde. Die beschichtete Bahn wurde auf einen Kern aufgewickelt und dann in Bögen von einer mit dem Creo 3244 Spectrum Trendsetter vergleichbaren Größe zerschnitten. Die Magenta-Beschichtungen wurden dann mit dem Creo 3244 Spectrum Trendsetter auf einen Empfänger abgebildet, wodurch lasererzeugte magentafarbige thermische Digitalrasterproofs produziert wurden.
  • Die Ergebnisse in Tabelle 4 zeigen, daß die Bilder, die mit dem magentabeschichteten Trägerelement hergestellt wurden, das den 670 nm-Absorber enthielt, ähnliche Brennpunktpositionen für einfarbige und Überdrucke aufwiesen, während die Bilder, die aus einem nicht absorbierenden magentabeschichteten Trägerelement erzeugt wurden, unterschiedliche Brennpunktpositionen aufwiesen.
  • Die in den Daten der Tabellen 4 und 5 angegebenen Änderungen der Brennpunktpositionen wurden als Ergebnis von Änderungen der Farbschichtdicke und der Alterung angesehen, da zwischen den Testdurchführungen mehrere Monate vergingen.
  • In diesen Beispielen verwendete Brennpunktpositionsdaten wurden vom Computerdiagnoseanschluß des Creo 3244 Spectrum Trendsetters erfaßt. TABELLE 4 BRENNPUNKTPOSITION EINES BEI 670 nm ABSORBIERENDEN MELINEX®-TRÄGERS
    Figure 00230001
    • (1) Metallisierter durchsichtiger Träger Melinex® 573 hat ein Absorptionsvermögen von 0,29 bei 670 mn.
    • (2) Metallisierter, bei 670 nm absorbierender Träger hat ein Absorptionsvermögen von 0,94 bei 670 nm.
  • BEISPIEL 3
  • In diesem Beispiel wurde festgestellt, daß die getrennte Verwendung des bei 670 nm absorbierenden Basiselements für die gelben, magentaroten und cyanblauen Schichten dazu führte, daß ihre Brennpunktpositionen annähernd gleich waren, was ohne den Absorber nicht der Fall war.
  • Dieses Beispiel zeigt, daß die Verwendung eines Melinex® 6442-Polyesterträgers von 0,1 mm (4 Mil) Dicke, der einen 670 nm-Absorber (30S330) enthält, dazu führt, daß die Brennpunktpositionen für Gelb, Cyan und Magenta nahe beieinander liegen oder gleich sind. Die in Tabelle 1 beschriebenen Gelb-, Cyan- und Magenta-Donatorschichten wurden mit den in Tabelle 5 aufgeführten Beschichtungsgewichten sowohl auf nicht absorbierendes metallisiertes Melinex® 573 als auch auf bei 670 nm absorbierendes metallisiertes Melinex 6442 aufgebracht. Die farbstoffhaltigen Schichten wurden dann mit dem Creo 3244 Spectrum Trendsetter auf einen Empfänger abgebildet, wodurch lasererzeugte magentafarbige thermische Digitalrasterpunkt-Proofs für die einzelnen Farben erzeugt wurden.
  • Die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigen, daß die Bilder, die mit jeder separaten einzelnen Farbe auf dem bei 670 nm absorbierenden Melinex®-Polyester erzeugt wurden, entweder die gleiche oder eine ähnliche Brennpunktposition aufweisen, während diejenigen auf dem nicht absorbierenden Träger erheblich variieren. TABELLE 5 BEI 670 nm ABSORBIERENDER POLYESTER MIT GETRENNTEN FARBEN
    Figure 00240001
    • (1) Metallisiertes durchsichtiges Melinex® 573-Basiselement hat Absorptionsvermögen von 0,28 bei 670 nm.
    • (2) Metallisiertes, bei 670 nm absorbierendes Basiselement hat Absorptionsvermögen von 0,80-0,88 bei 670 nm.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Einstellung des Brennpunkts eines Bilderzeugungslasers zum Bebildern eines thermisch bebilderungsfähigen Elements (10), mit den folgenden Schritten: (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit, die einen nicht bilderzeugenden Laser und einen Bilderzeugungslaser aufweist, wobei der nicht bilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem Bilderzeugungslaser steht; (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements (20) mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10) in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element (10) eine lichtgedämpfte Schicht (11, 12) aufweist; (c) Auslösen des nicht bilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element (10) und das Empfängerelement (20) mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht (11, 12) des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) und vom Empfängerelement (20) reflektierte Lichtmenge erfaßt; und (d) Auslösen des Bilderzeugungslasers, um den Bilderzeugungslaser zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) mit einer Lichtenergiemenge zu bestrahlen, die zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht (11, 12) des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) reflektierte und durch den Lichtdetektor zum Bilderzeugungslaser übermittelte Lichtmenge bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element (10) ein Basiselement (11) und eine thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) aufweist, wobei das Basiselement (11) die lichtgedämpfte Schicht (11) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die lichtgedämpfte Schicht (11) ein Basiselement (11) mit einer rauhen Oberfläche aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die lichtgedämpfte Schicht (11) ein Lichtdämpfungsmittel aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Lichtdämpfungsmittel unter einem Absorber, einem Diffusor und Gemischen daraus ausgewählt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Absorber ein blaues Phthalocyaninpigment ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Absorber Ruß ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Diffusor Titandioxid ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Lichtdämpfungsmittel ein Gemisch aus einem blauen Phthalocyaninpigment und Titandioxid ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) ein Pigment aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der nicht bilderzeugende Laser Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm bis 1500 nm emittiert.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (a) Bebildern des thermisch bebilderugsfähigen Elements (10) zur Ausbildung von bebilderten und bildfreien Bereichen; und (b) Trennen des bebilderten thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) von dem Empfängerelement (20) zur Ausbildung eines Bildes auf dem Empfängerelement (20).
  13. Laserbebilderungsfähiges Element (10), das eine lichtgedämpfte Schicht (11, 12) und eine thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) aufweist, wobei zwischen der lichtgedämpften Schicht (11, 12) und der thermisch bebilderungsfähigen Schicht (14) eine Heizschicht (13) angeordnet ist, und wobei die lichtgedämpfte Schicht (11 oder 12) ein Lichtdämpfungsmittel mit einer Farbe aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus blau, rot und grün besteht.
  14. Laserbebilderungsfähiges Element (10) nach Anspruch 13, wobei das Lichtdämpfungsmittel einen blauen, roten oder grünen Farbstoff aufweist.
  15. Laserbebilderungsfähiges Element (10) nach Anspruch 13, wobei das Lichtdämpfungsmittel ein blaues, rotes oder grünes Pigment aufweist.
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