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Dokumentenidentifikation DE69702285T2 04.01.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0822096
Titel Bildbearbeitungsverfahren durch Entfernen eines Farbstoffes oder Pigments mittels Laser
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US
Erfinder Tutt, Lee William, Rochester, New York 14650-2201, US;
Burberry, Mitchell Stewart, Rochester, New York 14650-2201, US;
DePalma, Vito A., Rochester, New York 14650-2201, US;
Goebel, William Keith, Rochester, New York 14650-2201, US;
Tunney, Scott Eric, Rochester, New York 14650-2201, US
Vertreter Lewandowsky, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 73342 Bad Ditzenbach
DE-Aktenzeichen 69702285
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.07.1997
EP-Aktenzeichen 972022651
EP-Offenlegungsdatum 04.02.1998
EP date of grant 14.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.01.2001
IPC-Hauptklasse B41M 7/00
IPC-Nebenklasse B41M 5/24   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildbearbeitungsverfahren durch Entfernen eines Farbstoffes oder Pigments mittels Laser und insbesondere ein Verfahren zum Aufbringen einer farblosen, abriebfesten Überschicht auf einem durch einen derartigen Prozess hergestellten Element.

In den vergangenen Jahren wurden thermische Transfersysteme entwickelt, um Prints von Bildern herzustellen, die elektronisch mit Farbvideokameras erzeugt worden sind. Gemäß einem Verfahren zur Herstellung derartiger Prints wird das elektronische Bild zunächst mit Hilfe von Farbfiltern einem Farbauszugsverfahren unterworfen. Die jeweiligen Farbauszüge werden dann in elektronische Signale umgesetzt. Diese Signale werden einer Verarbeitung unterzogen, um cyanfarbene, magentafarbene und gelbfarbene elektronische Signale zu erzeugen. Diese Signale werden dann an einen Thermodrucker übertragen. Um das Print herzustellen, wird ein cyanfarbenes, magentafarbenes oder gelbfarbenes Farbstoffgeberelement auf ein farbstoffaufnehmendes Element gelegt. Beide Elemente werden dann zwischen einem Thermodruckkopf und einer Andruckwalze durchgeführt. Zur Wärmebeaufschlagung von der Rückseite des Farbstoffgeberelements wird ein thermischer Zeilendruckkopf verwendet. Der thermische Druckkopf umfasst eine Vielzahl von Heizelementen und wird in Ansprechen auf die cyanfarbenen, magentafarbenen und gelbfarbenen elektronischen Signale nacheinander erwärmt. Dieser Vorgang wird für die beiden anderen Farben wiederholt. Auf diese Weise wird eine farbige Hardcopy hergestellt, die dem am Bildschirm betrachteten Vorlagenbild entspricht. Weitere Einzelheiten dieses Verfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden in US-A-4,621,271 beschrieben.

Eine andere Möglichkeit, um ein Print unter Verwendung der zuvor beschriebenen elektronischen Signale zu erzeugen, ist der Einsatz eines Lasers anstelle eines Thermodruckkopfes. In einem derartigen System umfasst das Farbstoffgeberelement ein Material, das bei der Wellenlänge des Lasers stark absorbiert. Wenn das Farbstoffgeberelement angeregt wird, wandelt dieses absorbierende Material Lichtenergie in thermische Energie um und überträgt die Wärme auf den Farbstoff in der unmittelbaren Nähe, wodurch der Farbstoff auf seine Verdampfungstemperatur zur Übertragung auf das Empfangselement erwärmt wird. Das absorbierende Material kann in einer Schicht unterhalb des Farbstoffs vorhanden sein, und/oder es kann mit dem Farbstoff vermischt sein. Der Laserstrahl wird durch elektronische Signale moduliert, die die Form und Farbe des Originalbildes darstellen, so dass jeder Farbstoff derart erwärmt wird, dass eine Verdampfung nur in den Bereichen stattfindet, in denen dieser auf dem Empfangselement vorhanden sein muss, um die Farbe des Originalobjekts wieder herzustellen. Näheres hierzu findet sich in GB-A-2,083,726.

In einem Abschmelzmodus zur Bildbearbeitung mittels eines Laserstrahls wird ein Element mit einer Farbstoffschichtzusammensetzung, die einen Bildfarbstoff, ein infrarotabsorbierendes Material und ein auf einem Träger beschichtetes Bindemittel umfasst, von der Farbstoffseite aus bearbeitet. Die von dem Laser erzeugte Energie entfernt den Bildfarbstoff an dem Punkt, an dem der Laserstrahl auf das Element trifft und hinterlässt dahinter das Bindemittel. Bei der Abschmelzbearbeitung bewirkt die Laserstrahlung schnelle örtliche Veränderungen in der Bebilderungsschicht, wodurch das Material aus der Schicht ausgeworfen wird. Dies unterscheidet sich von anderen Materialtransfertechniken darin, dass eine gewisse chemische Veränderung (d. h. Haftungslösung) im Unterschied zu einer vollständigen physischen Veränderung (z. B. Schmelzen, Verdampfen oder Sublimieren) eine nahezu vollständige Übertragung des Bildfarbstoffs statt einer teilweisen Übertragung bewirkt. Der Nutzen eines derartigen abschmelzbaren Elements hängt stark von der Effizienz ab, mit der der Bildfarbstoff bei Laserbelichtung entfernbar ist. Der Mindest-Übertragungsdichtewert ist ein quantitatives Maß der Farbstoffentfernung: je kleiner dessen Wert an dem Aufzeichnungspunkt ist, um so vollständiger ist die erzielte Farbstoffentfernung.

Eine Möglichkeit, die Abriebbeständigkeit eines Elements zu verbessern, besteht darin, es zu laminieren. Das Laminieren umfasst das Anordnen einer stabilen und/oder adhäsiven und auf einem geeigneten Träger aufgebrachten Schutzschicht auf dem zu schützenden Bild. Der Träger der Schutzschicht kann dauerhaft daran verbleiben, oder er kann anschließend abgezogen werden, um nur die Schutzschicht auf dem Bild zu belassen. Das Laminieren weist einige Nachteile auf, weil es zusätzliche Kosten durch Beschichten eines zusätzlichen Trägers mit sich bringt. Zudem besteht die Gefahr, dass während der Laminierung Luft eingeschlossen wird, was zu Bildfehlern führt.

Ein weiteres gängiges Verfahren zum Schutz von Bildern vor Oberflächenbeschädigung ist das Aufbringen einer flüssigen Überschicht. Dieses Verfahren kann das Problem mit dem Lufteinschluss vermeiden, weist aber viele andere Probleme auf, beispielsweise das Hantieren mit Flüssigkeiten, was zu Verschmutzungen führen kann, oder welche möglicherweise schlecht trocknen und aushärten, sowie die Verwendung umweltschädlicher Lösungsmittel.

In US-A-5,429,909 wird eine polymerische Schutzschicht auf die Oberfläche eines laserabschmelzbaren Bebilderungselements vor dem Laserschreibprozess aufgebracht.

Ein Problem bei diesem Verfahren besteht darin, dass aus der Oberfläche des Trägers ein Reliefmuster des Bildfarbstoffs und der Überschicht hervortritt, und dass es gegenüber Kratzen und Abrieb empfindlich ist.

In der elektrofotografischen Technik ist ein Prozess bekannt, bei dem geladene Tonerpartikel auf einen Fotoleiter aufgebracht werden, welcher ein gegensätzlich geladenes Bildmuster aufweist, und bei dem das Tonerbild anschließend auf ein geeignetes Empfangselement übertragen wird, und wobei die Tonerpartikel unter Wärme verschmolzen werden, um ein endgültiges Bild zu erzeugen. Darüber hinaus wurden geladene, saubere Toner auf elektrostatisch erzeugte Bilder aufgebracht, wie in US-A-5,339,146 und US-A-5,045,888 und in JE 50/023826 beschrieben. Diese Referenzen beschreiben jedoch nicht die Verwendung derartiger Toner als Schutzschicht, die durch einen der Bebilderung nachfolgenden Schritt in einem Bebilderungssystem durch Farbstoffentfernung mittels Laser aufgebracht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einblatt-Abschmelzverfahren zur Herstellung eines Abschmelzbildes bereitzustellen, welches kein separates Empfangselement benötigt und welches eine verbesserte Beständigkeit gegen Krater und Abrieb aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Überschicht auf einem abschmelzbaren Aufzeichnungselement aufzubringen, welche nach der Bebilderung aufgebracht wird, so dass die Überschicht die gesamte Fläche des abschmelzbaren Elements bedeckt, wodurch das Problem des vorstehenden Reliefbildes verhindert wird.

Diese und andere Aufgaben werden gemäß der Erfindung gelöst, welche ein Verfahren zum Ausbilden eines einfarbigen Abschmelzbildes mit verbesserter Abriebbeständigkeit betrifft, das folgende Schritte umfasst:

a) bildweises Erwärmen eines abschmelzbaren Aufzeichnungselements mittels eines Lasers, welches einen Träger umfasst, der auf einer Seite eine Bildschicht aufweist, die ein in einem polymerischen Bindemittel dispergierten Bildfarbstoff oder ein Pigment umfasst, welcher bzw. welches ein bildweises Abschmelzen der Bildschicht bewirkt, wobei der Bildschicht ein im mittleren Infrarotgebiet absorbierendes Material zugeordnet ist, um bei einer gegebenen Wellenlänge die zum Belichten des Elements verwendete Laserstrahlung zu absorbieren, wobei der Bildfarbstoff oder das Pigment im Bereich von 300 bis 700 nm Strahlung absorbiert;

b) Entfernen des abgeschmolzenen Materials, um ein Bild in dem abschmelzbaren Aufzeichnungselement zu erhalten;

c) Beaufschlagen des bebilderten, abschmelzbaren Aufzeichnungselements mit einer gegebenen Polarität oder Anlegen einer Spannung über der Oberfläche des Elements, welches von einer hinter dem Element angeordneten leitfähigen Fläche angezogen wird;

d) Beaufschlagen des Elements mit farblosen, aufgeladenen Partikeln, wodurch diese von der Oberfläche der Bildschicht elektrostatisch angezogen werden; und

e) Warmverschmelzen der Partikel, um eine sich über die gesamte Oberfläche der Bildschicht erstreckende Schutzschicht zu erhalten.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgebrachte Schutzschicht verbessert die Kratzbeständigkeit und die Abriebbeständigkeit des Elements. Dies ist beispielsweise in den Reprografie- und Druckmaskenanwendungen wichtig, in denen ein Kratzer feine Liniendetails vernichten kann, wodurch ein Fehler in allen nachfolgend belichteten Arbeiten entsteht. Bei dem Farbstoff- oder Pigmententfernungsverfahren kann es sich um ein Halbtonverfahren (wie in der Fotografie) oder um ein Rasterverfahren handeln. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff "einfarbig" auf einen einzigen Farbstoff oder ein Pigment oder auf eine Mischung zur Herstellung einer Farbe mit einer Tönung. Das resultierende Einblatt- Medium ist zur Herstellung medizinischer Bilder, Reprografiemasken, Druckmasken usw. verwendbar, oder kann in jeder Anwendung genutzt werden, in der eine einfarbige Übertragung wünschenswert ist. Das hergestellte Bild kann positiv oder negativ sein.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das abschmelzbare Aufzeichnungselement eine Sperrschicht zwischen dem Träger und der Bildschicht, wie in US-A-5,459,017 und US-A-5,468,591 beschrieben und beansprucht.

Wie zuvor erwähnt, wird das Aufzeichnungselement nach der Bebilderung entweder auf eine gegebene Polarität geladen, oder es wird eine Spannung über der Oberfläche des Elements angelegt, welches von einer hinter dem Element angeordneten leitfähigen Fläche angezogen wird. Das Aufladen der Oberfläche des Elements kann beispielsweise mit einer Hochspannungs-Corona erfolgen, welche die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungselements lädt. Beispielsweise kann eine Hochspannungsquelle mit einem über der Oberfläche des Elements gespannten Draht verbunden werden, wobei die Oberfläche des Elements geerdet ist. Wenn die Hochspannung angelegt wird, werden Ionen auf der Oberfläche des Elements abgelagert, deren Polarität durch die Polarität der anliegenden Spannung bestimmt wird. Dies ist in der elektrofotografischen Technik gut bekannt, wie beispielsweise in US-A- 4,478,870, US-A-4,423,951 und US-A-4,041,312 beschrieben.

Ein weiteres Verfahren, um Tonerpartikel an der Oberfläche des Aufzeichnungselements anzuziehen, besteht in der Verwendung einer Technik, die als vorgespannte Entwicklung bezeichnet wird. Bei diesem Verfahren wird eine Spannung über der Oberfläche des Elements, welches von einer hinter dem Element angeordneten leitfähigen Fläche, beispielsweise eine Metallfläche, angezogen wird, angelegt. Dieses Verfahren erzeugt einen Mechanismus, durch den Partikel an der Oberfläche des Aufzeichnungselements angezogen werden.

Die Tonerpartikel können geladen werden, beispielsweise durch Rühren der Tonerpartikel mit einem magnetischen Träger, etwa Eisenpartikel, in einer Mischkammer.

Der Ladungspegel und die Polarität des Toners sind durch Zugabe eines Ladungskontrollmittels oder durch polymere Beschichtungen auf dem magnetischen Träger einstellbar. Dies kann innerhalb einer Zeit von wenigen Sekunden bis zu einer Minute stattfinden. Diese Vorgehensweise ist nach dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in US-A-4,546,060 gezeigt.

Nachdem die Tonerpartikel gemischt und geladen worden sind, werden sie zu einer Offset-Walze transportiert, und zwar normalerweise mit Hilfe drehbarer Magnete, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Die Partikel werden dann angezogen und durch elektrostatische Kräfte unter Einsatz einer der zuvor beschriebenen Techniken auf das Aufzeichnungselement übertragen.

Nachdem die farblosen, gegensätzlich geladenen Partikel auf die Oberfläche des Elements aufgebracht worden sind, werden die Partikel unter Beaufschlagung von Wärme und/oder Druck verschmolzen, um eine Schutzschicht über dem gesamten Bild zu erhalten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man das Aufzeichnungselement durch zwei Walzen führt, die beispielsweise auf eine Temperatur von 100ºC bis ca. 200ºC erwärmt sind, und die das Aufzeichnungselement mit einem Druck von ca. 6,9 · 10³ bis ca. 8,3 · 10&sup4; Pa bei einer Transportgeschwindigkeit von ca. 0,005 m/s bis ca. 0,50 m/s beaufschlagen. Dies ist in der Elektrofotografie bekannt, wie beispielsweise in US-A-3,861,863 beschrieben.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind in der Elektrofotografie bekannte farblose Tonerpartikel verwendbar. Beispielsweise sind derartige Materialien verwendbar, wie in US-A-5,339,146, US-A-5,045,888 und in JE 50/023826 beschrieben. Beispiele derartiger Materialien umfassen Harze, die normalerweise farblos oder nahezu farblos und durchsichtig sind, und deren Erweichungspunkt im Bereich von ca. 50 bis ca. 150ºC liegt.

Beispiele dieser Partikel umfassen Poly(vinylidenchlorid), Poly(vinylchlorid-covinylidenchlorid), chloriniertes Polypropylen, Poly(vinylchlorid-covinylacetat), Poly(vinylchlorid-Co-Vinylacetat-Co-Maleinsäureanhydrid), Ethylcellulose, Nitrocellulose, Poly(acrylsäure)ester, leinölmodifizierte Alkydharze, harzmodifizierte Alkydharze, phenolmodifizierte Alkydharze, Phenolharze, Polyester, Poly(vinylbutyral), Polyisocyanatharze, Polyurethane, Poly(vinylacetat), Polyamide, Chromanharze, Dammargummi, Ketonharze, Maleinsäureharze, Vinylpolymere, wie Polystrol und Polyvinyltoluol oder Copolymere von Vinylpolymeren mit Methacrylaten oder Acrylaten, Polyethylen mit niedrigem Molekulargewicht, phenolmodifizierte Pentaerythritolester, Poly(styrol-Co-Inden-Co-Acrylnitril), Poly(styrol-Co-Inden), Polystyrol-Co-Acrylonitril), Copolymere mit Siloxanen, Polyalkene und Poly(Styrol- Co-Butadien), welche entweder allein oder in Kombination verwendbar sind. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die farblosen Partikel entweder aus einem Polyester oder Poly(styrol-Co-Butylacrylat).

Um die Abriebfestigkeit der Überschicht zu erhöhen, sind vernetzte oder verzweigte Polymere verwendbar. Beispielsweise können Poly(styrol-Co-Inden-Co-Divinylbenzen), Poly(styrol-Co-Acrylnitril-Co-Divinylbenzen) oder Poly(styrol-Co-Butadien- Co-Devinylbenzen) verwendet werden.

Die Erfindung ist insbesondere zur Herstellung reprografischer Masken verwendbar, die im Druckereiwesen und in der Herstellung gedruckter Leiterplatten Anwendung finden. Die Masken werden über ein lichtempfindliches Material gelegt, etwa eine Druckplatte, und mit einer Lichtquelle belichtet. Das lichtempfindliche Material wird normalerweise nur durch bestimmte Wellenlängen aktiviert. Beispielsweise kann das lichtempfindliche Material ein Polymer sein, das durch Belichtung mit ultraviolettem oder blauem Licht vernetzt oder gehärtet ist, jedoch durch rotes oder grünes Licht nicht betroffen ist. Für diese lichtempfindlichen Materialien muss die Maske, die zum Sperren des Lichteintritts während der Belichtung verwendet wird, alle Wellenlängen absorbieren, die das lichtempfindliche Material in den Dmax-Bereichen aktivieren und in den Dmin-Bereichen wenig absorbieren. Für Druckplatten ist es daher wichtig, dass die Maske einen hohen UF Dmax-Wert aufweist. Falls das nicht der Fall ist, würde die Druckplatte nicht derart entwickelbar sein, dass Bereiche entstehen, die Farbe annehmen und Bereiche, die keine Farbe annehmen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Bildfarbstoff oder das Pigment in dem abschmelzbaren Aufzeichnungselement im wesentlichen im mittleren Infrarotgebiet des elektromagnetischen Spektrums (700 bis 1100 mm) durchsichtig und absorbiert in dem Bereich von 300 bis 700 nm Strahlung, ohne bei der vom Laser zum Belichten des Elements verwendeten Wellenlänge wesentlich zu absorbieren. Im Allgemeinen handelt es sich bei dem Bildfarbstoff oder dem Pigment um ein anderes Material als das infrarotabsorbierende Material, das in dem Element verwendet wird, um die Infrarotstrahlung zu absorbieren, und erzeugt einen sichtbaren und/oder UV-Kontrast bei anderen Wellenlängen als den Laser-Aufzeichnungswellenlängen. Ein Pigment, wie beispielsweise Kohlenstoff, könnte ebenfalls verwendet werden und würde sowohl als Bildpigment als auch zur Absorption im mittleren Infrarotgebiet verwendet. Dieses Material würde daher zwei Funktionen wahrnehmen.

Jedes polymere Material ist als Bindemittel in dem in der Erfindung verwendeten Aufzeichnungselement verwendbar. Beispielsweise können Cellulosederivate, wie z. B. Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Wasserstoffphthalat, Celluloseacetat, Celluloseacetatproprionat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosetriacetat, ein Hydroxypropylcelluloseether, ein Ethylcelluloseether usw. Polycarbonate, Polyurethane, Polyester, Poly(vinylacetat), Polystyrol, Poly(styrol-Co-Acrylnitril), ein Polysulfon, ein Poly(phenylenoxid), ein Poly(ethylenoxid), ein Poly(vinylalcohol-Co-Acetal) wie Poly(vinylacetal), Polycyanoacrylat, Poly(vinylalkohol-Co-Butyral) oder Poly(vinylbenzal) oder Mischungen oder Copolymere daraus. Das Bindemittel ist mit einem Auftrag zwischen 0,1 bis 5 g/m² verwendbar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das polymere Bindemittel, das in dem in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Aufzeichnungselement eingesetzt wird, Nitrocellulose.

Um unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ein laserinduziertes Abschmelzbild zu erzeugen, wird vorzugsweise ein Diodenlaser eingesetzt, da dieser wesentliche Vorteile in Bezug auf seine Baugröße, die Kosten, die Stabilität, die Zuverlässigkeit, die Robustheit und die einfache Modulation bietet. Bevor ein Laser in der Praxis benutzt werden kann, um ein abschmelzbares Aufzeichnungselement zu erwärmen, muss das Element ein im mittleren Infrarotgebiet absorbierendes Material enthalten, etwa Pigmente, wie Rußschwarz oder infrarotabsorbierende Cyaninfarbstoffe, wie in US-A-4,973,572 beschrieben, oder andere Materialien, wie in US-A- 4,948,777, US-A-4,950,640, US-A-4,950,639, US-A-4,948,776, US-A-4,948,778, US- A-4,942,141, US-A-4,952,552, US-A-5,036,040 und US-A-4,912,083 beschrieben. Die Laserstrahlung wird dann in der den Farbstoff oder das Pigment enthaltenden Bildschicht absorbiert und durch einen als interne Umwandlung genannten molekularen Prozess in Wärme umgewandelt. Die Erzeugung einer verwendbaren Bildschicht hängt somit nicht nur von dem Farbton, der Übertragbarkeit und der Intensität des Farbstoffs oder des Pigments ab, sondern auch von der Fähigkeit der Bildschicht, die Strahlung zu absorbieren und diese in Wärme umzuwandeln. Das im mittleren Infrarotgebiet absorbierende Material oder der Farbstoff können in der Bildschicht selbst enthalten sein oder in einer separaten, der Bildschicht zugeordneten Schicht, d. h. über oder unterhalb der Bildschicht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung findet die Laserbelichtung auf oder durch die Bildschichtseite des abschmelzbaren Aufzeichnungselements statt, wodurch dieses Verfahren ein Einblattverfahren sein kann, d. h. es sind keine separaten Empfangselemente erforderlich.

Laser, die in der Erfindung verwendbar sind, stehen kommerziell zur Verfügung. Beispielsweise ist das Lasermodell SLD-2420-H2 von Spectra Diode Labs oder das Lasermodell SLD 304 V/W von Sony Corp. verwendbar.

In dem erfindungsgemäßen abschmelzbaren Aufzeichnungselement ist jeder Bildfarbstoff verwendbar, vorausgesetzt, er ist durch Laserenergie abschmelzbar und weist die zuvor genannten Eigenschaften auf. Besonders gute Ergebnisse wurden mit folgenden Farbstoffen erzielt:

(magenta)

(magenta)

(gelb)

(gelb)

(cyan)

(cyan)

oder mit allen anderen in US-A-4,541,830, US-A-4,698,651, US-A-4,695,287, US-A- 4,701,439, US-A-4,757,046, US-A-4,743,582, US-A-4,769,360 und US-A-4,753,922 beschriebenen Farbstoffen. Die zuvor genannten Farbstoffe können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Die Farbstoffe sind mit einem Auftrag zwischen 0,05 bis ca. 1 g/m² verwendbar und vorzugsweise hydrophob.

Zu den in der Bildschicht verwendbaren Pigmenten zählen anorganische Pigmente, wie Rußschwarz oder Graphit. Beispiele organischer Pigmente, die in der Erfindung verwendbar sind, umfassen Metallphthalocyanine, wie Kupferphthalocyanin, Chinacridone, Epindolidione, Rubin F6B (C. I. Nr. Pigment 184), Chromophthal.RTM. Yellow 3G (C. I. Nr. Pigment Yellow 93), Hostaperm.RTM. Yellow 3G (C. I. Nr. Pigment Yellow 154), Monastral.RTM. Violet R (C. I. Nr. Pigment Violet 19), 2,9-Dimethylchinacridon (C. I. Nr. Pigment Red 122); Indofast.RTM. Brilliant Scarlet R6300 (C. I. Nr. Pigment Red 123), Quindo Magenta RV 6803, Monstral.RTM. Blue G (C. I. Nr. Pigment Blue 15), Monstral.RTM. Blue BT 383D (C. I. Nr. Pigment Blue 15), Monstral. RTM. Blue G BT 284D (C. I. Nr. Pigment Blue 15), Monstral.RTM. Green GT 751D (C. I. Nr. Pigment Green 7) oder jedes andere der in US-A-5,171,650 oder US-A-5,516,622 beschriebenen Materialien. Diese Pigmente sind mit einem Auftrag von ca. 0,05 bis ca. 5 g/m² verwendbar.

Die Bildschicht des in der Erfindung verwendeten abschmelzbaren Aufzeichnungselements ist auf dem Träger beschichtbar oder mit Hilfe einer Drucktechnik druckbar, beispielsweise mit einem Gravurverfahren.

Als Träger für das in der Erfindung verwendete abschmelzbare Aufzeichnungselement ist jedes Material verwendbar, vorausgesetzt, es ist maßstabil und beständig gegen die Wärme des Lasers. Derartige Materialien umfassen Polyester, wie Poly(ethylennaphthalat), Poly(ethylenterephthalat), Polyamide, Polycarbonate, Celluloseester, Fluorinpolymere, Polyether, Polyacetale, Polyolefine und Polyimide. Der Träger hat im Allgemeinen eine Dicke von ca. 5 bis ca. 500 um. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Träger transparent.

Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung.

Beispiel 1 - Farbstoffentfernung

Die Strukturformeln der nachfolgend bezogenen Farbstoffe sind:

infrarotabsorbierender Farbstoff
Gelbfarbstoff
Cyanfarbstoff
UV-absorbierender Farbstoff

Ein 103 um dicker Poly(ethylenterephtalat-Träger wurde mit einer Schicht aus 0,38 g/m² Polycyanoacrylat-Bindemittel, 0,05 g/m² IR-absorbierendem Farbstoff und 0,005 g/m² Fluorad FC-431® oberflächenaktivem Stoff (3 m Corpo.) beschichtet. Eine zweite Schicht wurde über dieser Schicht aufgebracht, welche aus 0,43 g/m² Nitrocellulose, 0,17 g/m² IR-aborbierendem Farbstoff, 0,34 g/m² UV-absorbierendem Farbstoff, 0,14 g/m² Yellow-Farbstoff und 0,24 g/m² Cyan-Farbstoff bestand.

Drucken

Das Element wurde durch Abschmelzen unter Verwendung eines Laser-Diodendruckkopfes geschrieben, wobei jeder Laserstrahl ein Wellenlängenbereich von 830- 840 nm aufwies und eine Nennleistung von 600 mW auf der Filmebene. Zur Erzeugung eines Bildes wurden die Laser einzeln ein- und ausgeschaltet.

Die Trommel mit 53 cm Umfang wurde mit wechselnden Drehzahlen gedreht, und die Bebilderungselektronik wurde zur Erzeugung einer entsprechenden Belichtung aktiviert. Die Umsetzungsstufe wurde mit einer durch einen Mikroschrittmotor angetriebenen Spindel schrittweise über das Abschmelzelement bewegt, um einen Abstand von Linienmitte zu Linienmitte von 10,58 um (94.500 Linien/m oder 2.400 Linien/Zoll) zu erhalten. Ein Luftstrom wurde über die Oberfläche des Abschmelzelements geblasen, um den abgeschmolzenen Farbstoff zu entfernen. Der abgeschmolzene Farbstoff und andere Rückstände wurden durch Absaugen gesammelt. Die gemessene Gesamtleistung in der Brennebene betrug maximal 600 mW pro Kanal.

Die elektrostatische Tonerung erfolgte durch Anordnung von 800 g polymeren und magnetischen Trägerpartikeln in einem Tonerbehälter. Der Träger bestand aus Partikeln aus einem Eisenstrontium-(6 : 1)-Keramikmaterial mit einer Nenngröße von 30-50 um. Der Träger transportierte den Toner mittels drehbarer Magnete in einem Gehäuse zu einer Offset-Walze. Das bebilderte Element wurde mit einer Geschwindigkeit von 8 cm/s durch die Walzen geführt, wobei die beschichtete Seite zur Offset- Walze wies. Eine Vorspannung von 1250 V wurde an eine Stützwalze angelegt, um ca. 5,38 g an Partikeln pro m² des Elements zu übertragen. Auf der Folie war kein Träger messbar.

Das Verschmelzen erfolgte, indem das getonerte Element durch auf 121ºC erwärmte Walzen geführt wurde. Zwei unterschiedliche, durchsichtige Tonermaterialien wurden auf ihre Abriebfestigkeit und ihre Eignung als Bildüberschicht verglichen. Das erste war ein Polyestertoner, Kao M® (KAO Inc., Racine WI), gemahlen auf eine mittlere Größe von 10 um. Das zweite Polymer war Picotoner 1221® (Goodyear Inc.), welches ein Poly(styrol-Co-Butylacrylat)-Copolymer ist, das auf eine mittlere Größe von 10 um gemahlen war.

Die mit dem Bebilderungssystem durch Farbstoffentfernung erzielten Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle 1 in einem Dmax-Bereich gezeigt, weil dies der Bereich ist, der gegenüber Kratzern und Abrieb am empfindlichsten ist. (Farbstoff ist in einem Dmin-Bereich nicht entfernbar, da sich in diesem Bereich kein Farbstoff befindet). Die Abriebempfindlichkeit wurde über einen Abriebtest nach Taber mit 50 Zyklen gemessen. Der Taber-Test beaufschlagt die Oberfläche auf kontrollierte Weise durch Druck mit zwei gewichteten Platten. Das Abriebmaß wurde anhand der Veränderung der UV-Dichte quantifiziert.

Dichtemessungen erfolgten mit einem Densitometer des Typs X-Rite Modell 361T. Die Ergebnisse sind als prozentualer Verlust der UV-Dichte in der abgeriebenen Region gegenüber der nicht abgeriebenen Region ausgewiesen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Tabelle 1

Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass die aufgebrachte Tonerüberschicht eine wesentlich bessere Abriebfestigkeit des resultierenden Bildes ergab als das Kontrollelement ohne Überschicht.

Optische Mikroaufnahmen zeigen auf den erfindungsgemäß hergestellten Elementen keine Bildverwischung nach Verschmelzen (Fixieren).

Beispiel 2 - Pigmententfernung

Ein 103 um dicker Poly(ethylenterephtalat-Träger wurde mit einer Schicht aus 0,38 g/m² Polycyanoacrylat-Bindemittel, 0,05 g/m² IR-absorbierendem Farbstoff und 0,005 g/m² Fluorad FC-431® oberflächenaktivem Stoff (3 m Corpo.) beschichtet. Eine zweite Schicht wurde über dieser Schicht aufgebracht, welche aus 0,32 g/m² Nitrocellulose, 0,065 g/m² IR-aborbierendem Farbstoff und 0,65 g/m² Rußschwarz (Cabot Black Pearl® 450) bestand.

Drucken

Das Element wurde wie in Beispiel 1 gedruckt, mit der Ausnahme, dass eine Vorspannung von 2250 V an eine Stützwalze angelegt wurde, um ca. 11,43 g an Polyesterpartikeln pro m² des Elements zu übertragen. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt:

Tabelle 2

Die vorausgehenden Ergebnisse zeigen, dass die aufgebrachte Tonerüberschicht eine wesentlich bessere Abriebfestigkeit des resultierenden Bildes ergab als das Kontrollelement ohne Überschicht.

Optische Mikroaufnahmen zeigen auf den erfindungsgemäß hergestellten Elementen keine Bildverwischung nach Verschmelzen (Fixieren).


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Ausbilden eines einfarbigen Abschmelzbildes mit verbesserter Abriebbeständigkeit, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) bildweises Erwärmen eines abschmelzbaren Aufzeichnungselements mittels eines Lasers, wobei das Aufzeichnungselement einen Träger umfasst, der auf einer Seite eine Bildschicht aufweist, die einen in einem polymerischen Bindemittel dispergierten Bildfarbstoff oder ein Pigment umfasst, welcher bzw. welches ein bildweises Abschmelzen der Bildschicht bewirkt, wobei der Bildschicht ein im mittleren Infrarotgebiet absorbierendes Material zugeordnet ist, um bei einer gegebenen Wellenlänge die zum Belichten des Elements verwendete Laserstrahlung zu absorbieren, wobei der Bildfarbstoff oder das Pigment im Bereich von 300 bis 700 nm Strahlung absorbiert;

b) Entfernen des abgeschmolzenen Materials, um ein Bild in dem abschmelzbaren Aufzeichnungselement zu erhalten;

c) Beaufschlagen des bebilderten, abschmelzbaren Aufzeichnungselements mit einer gegebenen Polarität oder Anlegen einer Spannung über der Oberfläche des Elements, welches von einer hinter dem Element angeordneten leitfähigen Fläche angezogen wird;

d) Beaufschlagen des Elements mit farblosen, aufgeladenen Partikeln, wodurch diese von der Oberfläche der Bildschicht elektrostatisch angezogen werden; und

e) Warmverschmelzen der Partikel, um eine sich über die gesamte Oberfläche der Bildschicht erstreckende Schutzschicht zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das infrarotabsorbierende Material ein Farbstoff ist, der in der Bildschicht enthalten ist.

3 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger durchsichtig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrschicht zwischen dem Träger und der Bildschicht angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polymerische Bindemittel Nitrocellulose enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die farblosen Partikel entweder ein Polyester oder Poly(styrol-Co-Butyl-Acrylat) enthalten.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) durch Beaufschlagen einer Spannung über der Oberfläche des Elements durchgeführt wird, welches von einer hinter dem Element angeordneten Metallfläche angezogen wird.







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