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Dokumentenidentifikation DE69702815T2 01.03.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0812700
Titel Farbstoffempfangselement mit einer Unterschicht für eine antistatische Schicht zur Farbstoffübertragung durch Wärme
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US;
Mobil Oil Corp., Fairfax, Va., US
Erfinder Campbell, Bruce Crinean, Rochester, New York 14650-2201, US;
Martin, Thomas William, Rochester, New York 14650-2201, US;
King, Ronald Stewart, Rochester, New York 14650-2201, US;
Williams, David Randall, Rochester, New York 14650-2201, US;
Hesser, Frederick W., Rochester, New York 14650-2201, US
Vertreter Lewandowsky, K., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 73342 Bad Ditzenbach
DE-Aktenzeichen 69702815
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.05.1997
EP-Aktenzeichen 972015838
EP-Offenlegungsdatum 17.12.1997
EP date of grant 16.08.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.03.2001
IPC-Hauptklasse B41M 5/38
IPC-Nebenklasse B41M 5/40   

Beschreibung[de]
Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstofftransfer mit einer Haftschicht für eine antistatische Schicht

Die vorliegende Erfindung betrifft Farbstoffempfangselemente, die in Verfahren des thermischen Farbstofftransfers eingesetzt werden, und insbesondere Farbstoffempfangselemente, die Folien aus Verbundwerkstoffen mit Mikrohohlräumen enthalten und eine Haftschicht für eine antistatische Schicht aufweisen.

In den letzten Jahren sind Thermotransfersysteme entwickelt worden, die die Herstellung von Ausdrucken von Bildern gestatten, die elektronisch mit einer Farb- Videokamera erzeugt wurden. Gemäß einem Verfahren zur Anfertigung solcher Ausdrucke wird ein elektronisches Bild zunächst mit Farbfiltern der Farbtrennung unterzogen. Die jeweiligen farbgetrennten Bilder werden dann in elektrische Signale umgeformt. Aus diesen Signalen werden anschließend elektrische Signale für Cyan, Magenta und Gelb gewonnen. Diese Signale werden sodann auf einen Thermodrucker geleitet. Zur Erzeugung des Ausdrucks werden ein Farbstoffgeber-Element für Cyan, Magenta oder Gelb und ein Farbstoffempfangselement aufeinandergelegt. Beide werden dann zwischen einem Thermodruckkopf und einer Andruckwalze angebracht. Mit einem Thermodruckkopf für zeilenweisen Druck wird Wärme von der Rückseite her auf die Farbstoffgeber-Folie aufgebracht. Der Thermodruckkopf hat zahlreiche Wärmeerzeugungselemente und wird sequentiell in Abhängigkeit eines der Signale für Cyan, Magenta oder Gelb aufgeheizt. Der Vorgang wird dann für die beiden anderen Farben wiederholt. Auf diese Weise wird ein Farbausdruck erhalten, der dem ursprünglichen Bild auf dem Bildschirm entspricht. Weitere Einzelheiten dieses Verfahrens und eine Vorrichtung zu seiner Ausführung sind in US-A-4,621,271 enthalten.

Farbstoffempfangselemente für den thermischen Farbstofftransfer umfassen im allgemeinen eine polymere Farbstoffbild-Empfangsschicht, die auf eine Grundlage oder Träger aufgebracht ist und eine antistatische Rückschicht auf der entgegengesetzten Seite. Der Transport im Thermodrucker hängt weitgehend von den Eigenschaften des Trägers ab. Für akzeptable Leistungen muss unter den ganz unterschiedlichen Umweltbedingungen, unter denen der Drucker arbeitet, die Krümmung des Farbstoffempfangselements klein sein. In ästhetischer Hinsicht ist es ebenfalls wünschenswert, dass das Farbstoffempfangselement unter den ganz unterschiedlichen Umweltbedingungen, unter denen der Ausdruck gezeigt oder aufbewahrt wird, eine niedrige Krümmung aufweist.

US A-5,244,861 beschreibt ein Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstofftransfer, das eine Grundlage umfasst, auf der eine Farbstoffbild-Empfangsschicht aufgetragen ist und in dem die Grundlage eine Verbundfolie umfasst, die auf einen Cellulosepapierträger laminiert ist und sich die Farbstoffbild-Empfangsschicht auf der Verbundfolienseite der Unterlage befindet und die Verbundfolie eine Mikrohohlräume enthaltende thermoplastische Kernschicht umfasst, die eine Schicht mit Hohlräumen enthält und mindestens eine praktisch hohlraumfreie thermoplastische Oberflächen- (Haut-)schicht. Dieses Farbstoffempfangselement weist niedrige Krümmung auf und ausgezeichnetes Verhalten im Drucker bei typischen Umgebungsbedingungen. Unter extremen Feuchtigkeitsverhältnissen in der Umgebung weist dieses Farbstoffempfangselement jedoch ein Problem in Gestalt beträchtlicher Krümmung auf.

Die ebenfalls anhängige US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 081664,334, eingereicht am 14. Juni 1996 von Campbell, mit dem Titel "Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstofftransfer" gibt einen Träger an, auf dessen Vorderseite eine biaxial orientierte Verbundfolie laminiert ist, und der eine Farbstoffbild-Empfangsschicht aufweist, wobei die Verbundfolie eine Mikrohohlräume enthaltende thermoplastische Kernschicht umfasst und mindestens eine praktisch hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht und auf die Rückseite des Trägers eine biaxial orientierte transparente Folie laminiert ist. Dank dieser ausgewogenen Struktur weist das Farbstoffempfangselement bei den unterschiedlichsten Feuchtigkeits-Umweltbedingungen niedrige Krümmung und ausgezeichnetes Verhalten im Drucker auf.

Eine antistatische Rückschicht für einen thermischen Farbstofftransferausdruck wird aufgebracht, um (1) für angemessene Reibung an der Mitnehmer-Kautschukwalze des Thermodruckers zu sorgen, damit der Reihe nach jeweils ein Empfangselement von dem Vorratsstapel des Thermodruckers abgenommen werden kann, (2) die Wechselwirkungen zwischen den Vorder- und Rückseiten der Empfangselemente möglichst klein zu machen, beispielsweise die Rückübertragung von Farbstoff von einem bildtragenden Empfangselement auf die antistatische Rückschicht des benachbarten Empfangselements in einem Stapel bildtragender Empfangselemente, (3) das Zusammenhaften von Farbstoffgeberelement und antistatischer Rückschicht des Empfangselements möglichst klein zu halten, wenn das Empfangselement irrtümlich "falsch herum" in einen Thermoprinter eingelegt wird, und (4) ausreichende Oberflächenleitfähigkeit zu erreichen, um statische Ladungen, die während des Transports der Elemente durch einen Thermodrucker aufgebaut werden können, abzuführen.

Eine antistatische Rückschicht mit diesen Eigenschaften wird in US-A-5,198,408 und der ebenfalls anhängigen US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 08/591,753 beschrieben. Ein infrarotabsorbierender Farbstoff kann ebenfalls in eine derartige antistatische Rückschicht eingebaut werden, wenn man das Farbstoffempfangselement in Druckern einsetzen will, die mit geeigneten Sensoren für die Erkennung von Medien ausgestattet sind. Jedoch bieten diese antistatischen Rückschichten das Problem, dass sie nicht ausreichende Adhäsion an eine Verpackungsfolie aus orientiertem Polypropylen auf der Rückseite eines Farbstoffempfangselements aufweisen, die für die Regelung der feuchtigkeitsabhängigen Krümmung erforderlich ist. Wenn sich die antistatische Rückschicht während des Druckvorgangs ablöst, entstünden im Drucker Verschmutzungs- und Transportprobleme.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mikrohohlräume enthaltendes Empfangselement für den thermischen Farbstofftransferdruck mit verbesserter Krümmungsresistenz unter extremen umgebungsbedingten Feuchtigkeitsverhältnissen zu schaffen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Mikrohohlräume enthaltenden Empfangselements für den thermischen Farbstofftransferdruck mit guter Adhäsion an eine antistatische Rückschicht.

Diese und andere Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst, die sich auf ein Farbstoffempfangselement für den thermischen Farbstofftransfer bezieht, das einen Träger umfasst, auf dessen Vorderseite in der angegebenen Reihenfolge eine laminierte biaxial orientierte Verbundfolie und eine Farbstoffbild-Empfangsschicht aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie eine Mikrohohlräume enthaltende thermoplastische Kernschicht umfasst und mindestens eine praktisch hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht, und die Rückseite des Trägers in der angegebenen Reihenfolge eine laminierte biaxial orientierte Folie, eine Haftschicht und eine antistatische Schicht aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftschicht ein Homopolymer und/oder Copolymer eines Acrylmonomers, eine Mischung von Polyethylenen und einem Copolymer oder Terpolymer von Polypropylen wie beispielsweise ein Ethylen-Propylen-Copolymer oder ein Ethylen-Propylen- Butylen-Terpolymer oder Polypropylen umfasst, das mindestens 0,1 g/m² Titandioxid enthält und das Verhältnis der Dicken der rückseitigen Folie zur Verbundfolie zwischen 0,45 und 1,0 liegt.

Der erfindungsgemäße Träger kann zum Beispiel ein polymeres, ein synthetisches Papier oder ein Cellulosefaserpapier-Träger sein, wie beispielsweise ungeleimtes Papier aus Holzzellstoff-Fasern oder Alpha-Cellulosefasern usw.

Bei der in der Erfindung auf die Trägerrückseite laminierten Folie kann es sich beispielsweise um biaxial orientierte Polyester, biaxial orientierte Polyolefinfolien wie Polyethylen, Polypropylen, Polymethylpenten und deren Gemische handeln. Polyofefincopolymere einschließlich der Copolymere von Ethylen und Propylen sind ebenfalls geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird Polypropylen bevorzugt. Die Dicke der Folie kann zwischen 12 und etwa 75 um variieren. Die Folie hat gewöhnlich eine Lichttransmission von mindestens 70%, d. h. mindestens 70% des sichtbaren Lichts werden von dieser Folie durchgelassen. In einer bevorzugten erfin dungsgemäßen Ausführungsform kann es sich bei der auf die Rückseite des Elements laminierten Folie um eine Verbundfolie von der Art der auf die Vorderseite laminierten Folie handeln.

Wenn gewünscht, kann die Folie auf den Träger unter Verwendung einer Verbindungsschicht aus einem Polyolefin wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen usw. laminiert werden.

Wie oben erwähnt, kann die Haftschicht, die auf der auf die Rückseite des Trägers laminierten Folie aufgetragen wird, ein Homopolymer und/oder ein Copolymer eines Acrylmonomers wie zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure und eines ihrer Ester sein. Copolymere dieser Acrylmonomere können auch kleine Mengen eines Vinylmonomers wie Styrol enthalten. Beispiele für andere geeignete Stoffe finden sich in US-A-3,753,769; 4,058,645 und 4,439,493. Verschiedene Additive können ebenfalls der Haftschicht zugefügt werden wie zum Beispiel Titandioxid, Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Tone usw. in Mengen von etwa 0,1 g/m² bis etwa 2,0 g/m². Die Haftschicht kann mit einer Belegungsdichte von etwa 0,1 g/m² bis etwa 2,0 g/m² aufgetragen werden.

Die in der Erfindung verwendete antistatische Schicht kann Stoffe umfassen, die gemeinhin in einer derartigen Schicht eingesetzt werden, wie sie in US-A-5,198,408 und der ebenfalls anhängigen oben zitierten US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 08/591,753 mitgeteilt werden. Im allgemeinen umfasst eine antistatische Schicht ein polymeres Bindemittel, kolloidale anorganische Partikel im Submikron-Bereich und ein ionisches Antistatikum.

Beispiele für polymere Bindemittel, die in der erfindungsgemäßen antistatischen Rückschicht verwendet werden können, schließen Polyethylenoxid, Polyethylenglykol, Polyvinylalkohol (PVA) usw. ein. Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an polymerem Bindemittel etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% der antistatischen Rückschicht, wobei mindestens etwa die Hälfte, vorzugsweise mindestens etwa zwei Drittel, des Gewichts an polymerem Binder aus PVA bestehen.

Die kolloidalen anorganischen Partikel im Submikron-Bereich, die in der in der Erfindung verwendeten antistatischen Rückschicht eingesetzt werden, umfassen vorzugsweise zwischen etwa 15 und etwa 80 Gew.-% der in der Rückschicht anwesenden Mischung. Zwar können beliebige kolloidale anorganische Partikel im Submikron-Bereich eingesetzt werden, doch sind die Partikel bevorzugt in Wasser dispergierbar und kleiner als 0,1 um, noch besser zwischen etwa 0,01 und 0,05 um groß. Es können in der Schicht zum Beispiel Kieselsäure, Aluminiumoxid, Titandioxid, Bariumsulfat usw. eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Kieselsäurepartikel eingesetzt.

Sich für die in der Erfindung verwendete Rückschicht eignende ionische Antistatika umfassen Stoffe wie zum Beispiel Alkalimetallsalze, Vanadiumpentoxid oder andere in der Fachwelt bekannte. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Alkalimetallsalze wie beispielsweise Kaliumacetat, Natriumacetat, Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Lithiumnitrat, Kaliumformiat, Natriumformiat usw. eingesetzt. Diese Salze können in Belegungsdichten von etwa 0,02 bis etwa 0,05 g/m², vorzugsweise von etwa 0,03 bis etwa 0,04 g/m² verwendet werden.

Wegen ihrer verhältnismäßig niedrigen Kosten und ihres guten Aussehens werden im allgemeinen Verbundfolien benutzt, die im Handel als "Verpackungsfolien" bezeichnet werden. Die niedrigen spezifischen Dichten von Verpackungsfolien mit Mikrohohlräumen (vorzugsweise zwischen 0,3 - 0,7 g/cm³) ergeben Farbstoffempfangselemente, die sehr schmiegsam sind und resultieren in niedrigen Werten des Farbschwankungsindex bei thermischen Ausdrucken. Diese Verpackungsfolien mit Mikrohohlräumen isolieren außerdem sehr gut und ergeben Farbausdrucke hoher Farbstoffdichte bei niedrigen Energiewerten. Die hohlraumfreie Haut ergibt Hochglanz-Empfangselemente und fördert die Ausbildung von gutem Kontakt zwischen der Farbstoffempfangsschicht und der Farbstoffgeberfolie. Auch dadurch werden die Gleichmäßigkeit der Ausdrucke und die Effizienz des Farbstofftransfers gefördert.

Verpackungsfolien in Form von Verbundfolien mit Mikrohohlräumen können bequem durch Koextrusion der Kern- und Oberflächenschichten, anschließende biaxiale Orientierung und damit verbunden Bildung von Hohlräumen um in der Kernschicht enthaltene hohlraumbildende Substanzen herum, hergestellt werden. Derartige Verbundfilme werden zum Beispiel in US-A-4,377,616 offengelegt.

Der Kern der Verbundfolie sollte 15 bis 95% der Gesamtdicke der Folie, vorzugsweise 30 bis 85% der Gesamtdicke, ausmachen. Die hohlraumfreie(n) Haut (Häute) hat(haben) somit eine Dicke von 5 bis 85%, vorzugsweise von 15 bis 70% der Dicke der Folie. Die Dichte (das spezifische Gewicht) der Verbundfolie sollte zwischen 0,2 und 1,0 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,7 g/cm³, liegen. Wenn die Dicke des Kerns unter 30% sinkt oder das spezifische Gewicht größer als 0,7 g/cm³ wird, verliert der Verbundfilm zum Teil seine wertvolle Kompressibilität und seine Wärmeisoliereigenschaften. Wenn die Dicke des Kerns auf über 85% erhöht wird oder wenn das spezifische Gewicht unter 0,3 g/cm³ sinkt, gestaltet sich die Herstellung der Verbundfolie wegen des Abfalls der Zugfestigkeit und zunehmender Verletzbarkeit schwieriger. Die Gesamtdicke der Verbundfolie kann zwischen 20 und 150 um variieren und liegt vorzugsweise zwischen etwa 30 und 70 um. Unterhalb von 30 um ist die Mikrohohlräume enthaltende Folie möglicherweise nicht dick genug, um eine eventuelle inhärente Nichtplanarität des Trägers zu minimieren, und würde schwieriger herzustellen sein. Dicken oberhalb von 70 um verbessern nur wenig die Gleichmäßigkeit des Drucks oder den thermischen Wirkungsgrad, und daher gibt es wenig Grund für eine weitere Kostenerhöhung in Form von zusätzlichem Material.

Sich eignende Klassen thermoplastischer Polymere für das Kernmatrix-Polymer der Verbundfolie umfassen Polyolefine, Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Celluloseester, Polystyrol, Polyvinylharze, Polysulfonamide, Polyether, Polyimide, Polyvinylidenfluorid, Polyurethane, Polyphenylensulfide, Polytetrafluorethylen, Polyacetale, Polysulfonate, Polyester-Ionomere und Polyolefin-Ionomere. Copolymere und/oder Gemische dieser Polymere können verwendet werden. Geeignete Polyolefine für das Kernmatrix-Polymer der Verbundfolie umfassen Polypropylen, Polyethylen, Polymethylpenten und deren Gemische. Polyolefin-Copolymere, einschließlich der Copolymere von Ethylen und Propylen, eignen sich auch.

Geeignete Polyester für das Kernmatrix-Polymer der Verbundfolie umfassen die aus aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren mit 4-20 Kohlenstoffatomen und aliphatischen oder alicyclischen Glykolen mit 2-24 Kohlenstoffatomen hergestellten. Beispiele für geeignete Dicarbonsäuren umfassen Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Naphthalindicarbonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, das Natriumsulfonat der Sulfoisophthalsäure und deren Mischungen. Beispiele für geeignete Glykole schließen Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Pentandiol, Hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Diethylenglykol, andere Polyethylenglykole und deren Gemische ein. Solche Polyester sind in der Fachwelt wohlbekannt und können nach bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. den in US-A-2,465,319 und 2,901,466 beschriebenen. Bevorzugte Polyester für die kontinuierliche Matrix sind solche mit Struktureinheiten aus Terephthalsäure oder Naphthalindicarbonsäure und mindestens einem Glykol aus der Gruppe Ethylenglykol; 1,4-Butandiol und 1,4-Cyclohexandimethanol. Polyethylenterephthalat, das mit kleinen Mengen anderer Monomeren modifiziert sein kann, wird besonders bevorzugt. Andere geeignete Polyester schließen Flüssigkristall-Copolyester ein, die durch Einbeziehung passender Mengen einer Co-Säurekomponente wie Stilbendicarbonsäure gebildet werden. Beispiele für solche Flüssigkristall-Copolyester werden in US-A-4,420,607; 4,459,402 und 4,468,510 beschrieben.

Geeignete Polyamide für das Kernmatrix-Polymer der Verbundfolie umfassen Nylon- 6, Nylon-6,6 und deren Gemische. Copolymere von Polyamiden eignen sich ebenfalls als Polymere für die kontinuierliche Matrix. Ein Beispiel für ein geeignetes Polycarbonat ist Bisphenol-A-polycarbonat. Geeignete Celluloseester für das Polymer für die kontinuierliche Matrix der Verbundfolien umfassen Cellulosenitrat, Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetat-propionat, Celluloseacetat-butyrat und deren Gemische oder Copolymere. Geeignete Polyvinylharze umfassen Polyvinylchlorid, Polyvinylacetal und deren Gemische. Copolymere von Vinylharzen können ebenfalls eingesetzt werden.

Die hohlraumfreien Hautschichten der Verbundfolie können aus den gleichen polymeren Materialien wie denen hergestellt werden, die oben für die Kernmatrix aufgelistet wurden. Die Verbundfolie kann mit Häuten aus dem gleichen polymeren Material hergestellt werden wie die Kernmatrix, oder die Haut (Häute) kann (können) andere Polymerenzusammensetzungen haben als die Kernmatrix. Aus Gründen der Verträglichkeit kann eine Hilfsschicht aufgebracht werden, die die Adhäsion der Hautschicht an den Kern fördert.

Zusatzstoffe können zur Verbesserung des Weißgrads dieser Folien der Kernmatrix und/oder den Häuten zugefügt werden. Das bedeutet den Einschluss jedes in der Fachwelt bekannten Verfahrens einschließlich des Zusatzes eines Weißpigments wie Titandioxid, Bariumsulfat, Ton oder Calciumcarbonat. Das bedeutet ebenfalls den Zusatz von Fluoreszenzstoffen, die im UV-Bereich Energie absorbieren und im wesentlichen im blauen Bereich Licht emittieren, oder anderer Additive, die die physikalischen Eigenschaften der Folie oder die Herstellbarkeit der Folie verbessern.

Die Coextrusion, das Abschrecken, das Recken und die Thermofixierung kann mit Hilfe jedes in der Fachwelt bekannten Verfahrens zur Herstellung von gereckter Folie erfolgen, zum Beispiel dem Flachfolienverfahren oder dem Schlauchblasen- oder Schlauchfolienverfahren. Das Flachfolienverfahren beinhaltet die Extrusion der Mischung durch eine Schlitzdüse und das schnelle Abschrecken der extrudierten Bahn auf einer gekühlten Gießtrommel, so dass Polymerkomponente der Kernmatrix der Verbundfolie und die Komponente(n) der Haut unter ihre Glasübergangstemperaturen (Tg) abgekühlt werden. Die abgeschreckte Folie wird sodann durch Recken in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperaturen der Matrix- und Hautpolymeren biaxial orientiert. Die Folie kann zunächst in der einen Richtung und dann in der zweiten Richtung oder gleichzeitig in beiden Richtungen gereckt werden. Nachdem die Folie gereckt wurde, wird sie durch Erhitzen auf Temperaturen thermofixiert, die ausreichen, die Polymere kristallisieren zu lassen, aber die Folie bis zu einem gewissen Grade an der Schrumpfung in den beiden Reckrichtungen hindern.

Diese Verbundfolien können nach der Coextrusion und den Orientierungsschritten beschichtet oder behandelt werden, oder zwischen dem Gießen und der vollendeten Orientierung, wobei jede Zahl von Schichten aufgebracht werden kann, die für die Verbesserung der Eigenschaften der Folien nötig ist, dazu gehören die Bedruckbarkeit, die Schaffung einer Dampfsperre, die Verschweissbarkeit oder die Verbesserung der Adhäsion an den Träger oder an die Empfangsschichten. Beispiele hierfür sind Acrylbeschichtungen für die Bedruckbarkeit, Polyvinylidenchloridbeschichtungen für die Verschweissbarkeit oder die Anwendung von Koronaentladungen zur Verbesserung der Bedruckbarkeit oder der Adhäsion.

Durch das Vorliegen mindestens einer hohlraumfreien Haut auf dem Kern mit Mikrohohlräumen wird die Zugfestigkeit der Folie erhöht und ihre Herstellbarkeit verbessert. Dadurch wird es möglich, die Folien mit größeren Breiten und höheren Ziehverhältnissen herzustellen, als wenn Folien hergestellt werden, bei denen alle Schichten Hohlräume enthalten. Fernerhin vereinfacht die Coextrusion der Schichten den Herstellungsvorgang.

Es wird bevorzugt, die Mikrohohlräume enthaltenden Verbundfolien unter Verwendung eines Polyolefinharzes auf den Papierträger zu laminieren. Es ist wünschenswert, während des Laminiervorgangs die Mikrohohlräume enthaltende Verpackungsfolie unter einer Mindestzugspannung zu halten, um die Krümmungstendenz in dem resultierenden laminierten Empfängerträger zu minimieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Herstellung von Empfangselementen mit erwünschtem fotografischen Aussehen und Griff vorzugsweise verhältnismäßig dicke Papierträger (z. B. mindestens 120 um dick, vorzugsweise zwischen 120 und 250 um dick) und verhältnismäßig dünne, Mikrohohlräume enthaltende Verbund-Verpackungsfolien (z. B. weniger als 50 um dick, bevorzugt zwischen 20 und 50 um dick, besonders bevorzugt zwischen 30 und 50 um dick) verwendet.

Die Farbstoffbild-Empfangsschicht der erfindungsgemäßen Empfangselemente kann beispielsweise ein Polycarbonat, ein Polyurethan, einen Polyester, Polyvinylchlorid, Poly(Styrol-co-Acrylnitril), Polycaprolacton oder deren Gemische enthalten. Die Farbstoffbild-Empfangsschicht kann in jeder Menge vorliegen, die für den beabsichtigten Zweck benötigt wird. Im allgemeinen wurden gute Ergebnisse bei Konzentrationen von etwa 1 bis etwa 10 g/m² erhalten. Zusätzlich kann, wie in US-A-4,775,657 beschrieben, eine Deckschicht auf die Farbstoff-Empfangsschicht aufgebracht werden.

Farbstoffgeberelemente, die gemeinsam mit dem erfindungsgemäßen Farbstoffempfangselement verwendet werden, umfassen gewöhnlich einen Träger mit einer Farbstoff enthaltenden Schicht. Jeder Farbstoff kann in dem in der Erfindung eingesetzten Farbstoffgeber verwendet werden, wenn er durch die Einwirkung von Hitze auf die Farbstoffempfangsschicht übertragbar ist. Besonders gute Ergebnisse wurden mit sublimierbaren Farbstoffen erzielt. In der vorliegenden Erfindung verwendbare Farbstoffgeber werden zum Beispiel in US-A-4,916,112; 4,927,803 und 5,023,228 beschrieben.

Wie oben erwähnt, werden Farbstoffgeberelemente zur Bildung eines Farbstofftransferbildes eingesetzt. Ein solches Verfahren umfasst das bildweise Erhitzen eines Farbstoffgeberelements und den Transfer eines Farbstoffbildes auf ein Farbstoffempfangselement, wie oben beschrieben, unter Bildung des Farbstofftransferbildes.

In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Farbstoffgeberelement verwendet, das einen Polyethylenterephthalat-Träger umfasst, der mit sich sequentiell wiederholenden Bereichen an Cyan-, Magenta- und Gelbfarbstoff beschichtet ist, und die Farbstofftransferschritte werden unter Erhalt eines Dreifarben- Farbstofftransferbildes für jede Farbe sequentiell ausgeführt. Wenn das Verfahren mit nur einer einzigen Farbe ausgeführt wird, erhält man natürlich ein monochromes Farbstofftransferbild.

Thermodruckköpfe für den Farbstofftransfer von Farbstoffgeberelementen auf die erfindungsgemäßen Empfangselemente sind im Handel erhältlich. Alternativ können andere bekannte Energiequellen für den thermischen Farbstofftransfer verwendet werden, zum Beispiel Laser, die beispielsweise in GB-A-2,083,726A beschrieben werden.

Eine Anordnung für den erfindungsgemäßen thermischen Farbstofftransfer umfasst a) ein Farbstoffgeberelement und b) ein Farbstoffempfangselement wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbstoffempfangselement über dem Farbstoffgeberelement in der Weise angebracht ist, dass die Farbstoffschicht des Geberelements sich in Kontakt mit der Farbstoffbild-Empfangsschicht des Empfangselements befindet.

Wenn ein Dreifarbenbild erhalten werden soll, wird die oben beschriebene Anordnung dreimal mit verschiedenen Farbstoffgeberelementen ausgebildet. Nachdem der erste Farbstoff übertragen worden ist, werden die Elemente voneinander getrennt. Ein zweites Farbstoffgeberelement (oder ein anderer Bereich des Geberelements mit einem anderen Farbstoffbereich) wird dann in passgenaue Position zu dem Farbstoffempfangselement gebracht und der Vorgang wiederholt. Die dritte Farbe wird auf die gleiche Weise erhalten.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung weiter veranschaulichen:

Beispiel A. Papierfaserstoff für den Papierträger

Eine 1 : 1 Mischung von Pontiac Maple 51 (ein gebleichter Ahorn-Hartholz-Kraftzellstoff mit einer gewichteten mittleren Faserlänge von 0,5 um), erhältlich bei Consolidated Pontiac, Inc., und Alpha Hardwood Sulfite (ein gebleichter Roterle-Hartholz- Sulfitzellstoff einer mittleren Faserlänge von 0,69 um), erhältlich bei Weyerhauser Paper Co, 137 um dick, wurde in allen Beispielen verwendet, ausgenommen in den Beispielen 1 und 2 der Erfindung. Der in den Beispielen 1 und 2 der Erfindung verwendete Papierfaserstoff war 157 um dick und bestand aus einer 100% Hartholz- Kraftzellstoffmischung.

Die in Tabelle 1 aufgeführten Folien wurden auf die entgegengesetzte Seite oder Rückseite des Papierfaserstoffs laminiert. Alle Folien wiesen auf der Folienoberfläche, wie in Tabelle 1 angegeben, eine Haftschicht auf Die für die Haftschicht der Vergleichsproben 1 und 3 verwendeten Stoffe werden ausführlicher in US-A- 4,214,039; 4,447,494 und 4,794,136 beschrieben.

Alle Beispiele wurden mit einer antistatischen Schicht mit einer Gesamt-Trockenbelegungsdichte von 0,6 bis 2,0 g/m² beschichtet. Alle Beispiele, ausgenommen "Erfindung 2" und "Vergleich 6", wurden mit der folgenden, in Beispiel 6 der US- Anmeldung mit dem Aktenzeichen 08/591,753 beschriebenen folgenden antistatischen Schicht beschichtet:

Polyvinylalkohol 0,23

Kieselsäure 0,45

Glucopon 225®-Tensid 0,01

Kaliumacetat 0,03

Polyacrylsäure 0,03

Tyzor TE® (Titantetraethoxid) 0,02

Die Beispiele "Erfindung 2" und "Vergleich 6" wurden mit einer wie in Beispiel 6 in US-A-5,198,408 beschriebenen antistatischen Rückschicht wie folgt beschichtet:

Polyvinylalkohol 0,14

Kieselsäure 0,47

Daxad® 30-Tensid 0,04

Polyox WSRN-10 Polyethylenoxid 0,14

Polystyrolperlen 0,22

Triton X200E®-Tensid 0,02

TABELLE 1

*alle Folien auf der Rückseite bestanden aus Polypropylen (Mobil Chemical Co.) und werden in einer Broschüre mit dem Titel "Mobil Flexible Packing Films Product Characteristics" (September 1995) beschrieben.

B. Herstellung des Mikrohohlräume enthaltenden Trägers

Beispiele für Empfängerträger wurden folgendermaßen hergestellt. Eine im Handel erhältliche Verpackungsfolie (OPPalyte® 350K18 der Mobil Chemical Co.) wurde auf die Vorderseite der oben beschriebenen Papierfaserstoffe laminiert. OPPalyte® 350K18 ist eine Verbundfolie (37 um dick) (d = 0,62), die aus einem Mikrohohlräume enthaltenden orientierten Polypropylenkern (angenähert 73% der Gesamtdicke der Folie) mit hohlraumfreien orientierten Polypropylenschichten auf beiden Seiten besteht, die mit Titandioxid pigmentiert sind; der die Entstehung von Hohlräumen initüerende Stoff ist Polybutylenterephthalat. Es wird auf US-A-5,244,861 verwiesen, in dem Einzelheiten zur Herstellung dieses Laminats beschrieben werden.

Verbundfolien können mit unterschiedlichen Methoden (durch Extrusion, Druck oder auf andere Weise) auf einen Papierträger laminiert werden. Im vorliegenden Beispiel wurden die Polymerfolien wie weiter unten beschrieben mit pigmentiertem Polyolefin auf die Vorderseite des Papierfaserstoffträgers extrusionslaminiert: Bei dem pigmentierten Polyolefin handelte es sich um Polyethylen (12 g/m²), das Titandioxid in der Anatas-Modifikation (12,5 Gew.-%) und ein Benzoxazol als optischen Aufheller (0,05 Gew.-%) enthielt. Die rückseitigen Folien wurden mit klarem Niederdruckpolyethylen (12 g/m²) auf die entgegengesetzte Seite des Papierfaserstoffträgers ebenfalls extrusionslaminiert.

Die Vergleichsproben 5 und 6 wurden in gleicher Weise wie oben beschrieben hergestellt, mit der Abweichung, dass auf die Rückseite des Papierfaserstoffträgers keine Folie aufgebracht wurde. In diesen Beispielen wurde die Rückseite mit Niederdruckpolyethylen (30 g/m²) extrusionsbeschichtet.

C. Herstellung von Empfangselementen für den thermischen Farbstofftransfer

Empfangselemente für den thermischen Farbstofftransfer wurden aus den obenstehenden Beispielen "Erfindung 3" bis "Erfindung 5" und "Vergleich" 2, 3, 6 und 7 in der Weise hergestellt, dass auf der Oberfläche der Verpackungsfolie mit den Mikrohohl räumen die folgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge aufgebracht wurden:

a) eine Haftschicht aus Prosil® 221 und Prosil® 2210 (PCR, Inc) (Gewichtsverhältnis 1 : 1), bei beiden handelt es sich um aminofunktionelle Organooxysilane, in einem Lösungsmittelgemisch aus Ethanol, Methanol und Wasser. Die resultierende Lösung (0,10 g/m²) enthielt etwa 1% Silankomponenten, 1% Wasser und 98% 3A Alkohol;

b) eine Farbstoffempfangsschicht, die Makrolon® KL3-1013 (ein polyethermodifiziertes Bisphenol A-Polycarbonat-Blockcopolymer) (Bayer AG) (1,82 g/m²), GE Lexan 141-112 (ein Bisphenol A-Polycarbonat) (General Electric Co.) (1,49 g/m²), Fluorad® FC-431C (perfluoriertes Alkylsulfonamidoalkylester-Tensid) (3M Corporation) (0,011 g/m²), Di-n- butylphthalat (0,33 g/m²) und Diphenylphthalat (0,33 g/m²) enthielt und in einem Lösungsmittelgemisch von Methylenchlorid und Trichlorethylen (Gewichtsverhältnis 4 : 1) gelöst (Feststoffgehalt 4,1%) aufgetragen wurde, und

c) eine Deckschicht auf der Farbstoffempfangsschicht, aus einem Lösungsmittelgemisch aus Methylenchlorid und Trichlorethylen; ein statistisches Polycarbonat-Terpolymer aus Bisphenol A (50 Mol-%), Diethylenglykol (93,5 Gew.-%)- und Polydimethylsiloxan (6,5 Gew.-%, Molekulargewicht 2500)- Blöcken (50 Mol-%) (0,65 g/m²) und Tenside DC-510 Silicone Fluid (Dow- Corning Corp.) (0,008 g/m²) und Fluorad FC-431C® (3M Corporation) (0,016 g/m²) in Dichlormethan.

Die Beispiele "Erfindung 1" und "Erfindung 2" wurden mit den beschriebenen Schichten beschichtet, mit der Ausnahme, dass Schicht (b) folgendermaßen zusammengesetzt war: eine Farbstoffempfangsschicht, die Makrolon® KL3-1013 (ein polyethermodifiziertes Bisphenol A-Polycarbonat-Blockcopolymer) (Bayer AG) (1,71 g/m²), GE Lexan® 141-112 (ein Bisphenol A-Polycarbonat) (General Electric Co.) (1,40 g/m²), Drapex® 429 (ein 1,3-Butylenglykoladipat) (Witco Corp.) (0,26 g/m²) und Fluorad® FC-431C (perfluoriertes Alkylsulfonamidoalkylester-Tensid) (3M Corporation) (0,011 g/m²) und Diphenylphthalat (0,52 g/m²) enthielt und in einem Lösungsmittelgemisch von Methylenchlorid und Trichlorethylen (Gewichtsverhältnis 4 : 1) gelöst (Feststoffgehalt 4,1%) aufgetragen wurde.

Die Vergleichsbeispiele 1, 4 und 5 hatten keine Beschichtungen auf der Vorderseite.

D. Krümmungsmessungen an Testproben

Testproben wurden eine Woche lang bei 5% relativer Feuchtigkeit und 23ºC und 85 % relativer Feuchtigkeit und 23ºC konditioniert, anschließend wurden die Krümmungsmessungen vorgenommen. Die Abmessungen der Testproben betrugen 21,6 cm · 27,9 cm (27,9 cm in Laufrichtung).

Nach der Konditionierung wurden die Proben in der Weise auf einer ebenen Oberfläche angeordnet, dass die gekrümmten Ecken von ser ebenen Oberfläche wegwiesen. Mit einem Lineal wurde die Höhe jeder Ecke über der ebenen Oberfläche (auf 0,16 cm genau) gemessen. Der aus den vier Höhen gebildete Mittelwert ergab den auf dem Aufwärtsanstieg der Ecken beruhenden Krümmungswert. Ein positiver Krümmungswert zeigt eine Krümmung zur Front- oder Farbstoifempfangsschichtseite hin an. Ein negativer Krümmungswert zeigt eine Krümmung zur Rückseite hin an. Zu Vergleichszwecken wird die Krümmungsdifferenz zwischen 5% relativer Feuchtigkeit/23ºC und 85% relativer Feuchtigkeit/23ºC als Wert genommen, der das Gesamtkrümmungsverhalten darstellt (kleinere Differenzen bedeuten weniger Krümmung über diesen Bereich). Diese Krümmungsmethode beruht auf der TAPPI Test Method T 520 cm-85. Krümmungsdifferenzwerte von 15 mm oder weniger sind gute Werte im Hinblick auf feuchtigkeitsbedingte Krümmung. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

E. Test auf Adhäsion der antistatischen Rückschicht

Testproben mit den Maßen 21,6 cm · 27,9 cm wurden mit der antistatischen Rückschicht nach oben auf eine ebene Unterlage gelegt. Ein 2 kg schwerer Messingblock, der in schwarzes Siliciumcarbidpapier eingewickelt war, wurde dann auf eine Ecke der Testprobe gestellt (das schwarze Siliciumcarbidpapier war in Kontakt mit der antistatischen Rückschicht). Der Block wurde diagonal zur gegenüberliegenden Ecke geschoben und dann zur Ausgangsecke zurück. Diese Prozedur wurde längs des gleichen Weges 10mal wiederholt. Während des Scheuervorgangs wurde auf das Messinggewicht keine zusätzliche Kraft ausgeübt.

Die Testproben wurden dann durch einen Kodak Ektamatic Prozessor geleitet, in dem sich eine grüne Farbstofflösung befand (0,1% Malachitgrün und 99% Wasser) und anschließend trocknen gelassen. Der grüne Farbstoff wird von der antistatischen Schicht angezogen. Darum färbt die grüne Farbstofflösung in Bereichen, in denen die oben liegende Schicht der antistatischen Substanz entfernt worden war, die Schicht nicht an. In den Bereichen, in denen die antistatische Schicht vorliegt, färbt die grüne Farbstofflösung die Schicht an. Die gescheuerten Partien der Proben wurden wie folgt benotet:

Adhäsionstest-Bewertungen:

1 = keine antistatische Schicht entfernt, die Probe ist vollständig eingefärbt

2 = ein Teil der antistatische Schicht entfernt, einige nicht eingefärbte Bereiche

3 = mäßige bis starke Entfernung der antistatischen Schicht, 1/2 bis 3/4 nicht eingefärbt

4 = vollständige Entfernung der antistatischen Schicht, keine Einfärbung

Eine Note von 1 oder 2 entspricht einer akzeptablen Adhäsion. Noten von 3 oder 4 sind inakzeptabel. Die Ergebnisse des Adhäsionstests sind ebenfalls in Tabelle 2 enthalten.

TABELLE 2

*Foliendicken der Rückseite aus Tabelle 1 dividiert durch 37

Hinsichtlich der feuchtigkeitsbedingten Krümmung zeigen die obenstehenden Werte den Vorteil von erfindungsgemäßen Empfangselementen für den thermischen Farbstofftransfer ("Erfindung 1" bis "Erfindung 5") mit Polypropylenfolien auf beiden Seiten eines Papierträgerkerns im Vergleich zu Empfangselementen, die nur auf einer Seite eines Papierträgerkerns eine Polypropylenfolie aufweisen ("Vergleich 5" und "Vergleich 6"). Die Werte zeigen auch die vorteilhafte Beeinflussung der feuchtigkeitsbedingten Krümmung von erfindungsgemäßen Empfangselementen für den thermischen Farbstofftransfer ("Erfindung 1" bis "Erfindung 5") mit Polypropylenfolien auf beiden Seiten eines Papierträgerkerns im Vergleich zu einem Empfangselement, das ein Rückseite/Vorderseite-Foliendickenverhältnis von weniger als 0,45 aufweist ("Vergleich 7").

Obwohl die Vergleichsproben 1-4, die nicht die erfindungsgemäße Haftschicht besaßen, gutes Krümmungsverhalten zeigen, ist ihre Adhäsion schlecht. Nur die Beispiele der Erfindung zeigten sowohl gute Adhäsion als auch gutes Krümmungsverhalten.


Anspruch[de]

1. Farbstoffaufnehmendes Element für den thermischen Farbstofftransfer, gekennzeichnet durch einen Träger, auf dessen Frontseite eine biaxial orientierte Verbundfolie laminiert und darauf eine farbbildaufnehmende Schicht aufgebracht ist, wobei die Verbundfolie eine Mikrohohlräume aufweisende thermoplastische Kernschicht und mindestens eine im wesentlichen hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht umfasst, wobei auf dem Träger auf der Rückseite eine biaxial orientierte Folie laminiert ist, gefolgt von einer Stützschicht und einer antistatischen Schicht, und wobei die Stützschicht ein Homopolymer und/oder Copolymer eines Acrylmonomers, ein Gemisch von Polyethylenen und ein Copolymer oder Terpolymer von Polypropylen, oder mindestens 0,1 g/m² Titandioxid aufweisendes Polypropylen umfasst und das Verhältnis der Dicken der rückseitigen Folie zur Verbundfolie zwischen 0,45 und 1,0 variiert.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Verbundfolie zwischen 30 und 70 um variiert.

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlräume aufweisende thermoplastische Kernschicht aus orientiertem Polypropylen besteht und auf jeder Seite davon eine im wesentlichen hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht aus orientiertem Polypropylen umfaßt.

4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Folie eine Verbundfolie aus einer Mikrohohlräume enthaltenden thermoplastischen Kernschicht und mindestens einer im wesentlichen hohlraumfreien thermoplastischen Oberflächenschicht ist.

5. Verfahren zur Bildung eines Farbstofftransferbildes, dadurch gekennzeichnet, dass

a) für jedes Bild ein farbstoffgebendes Element erhitzt wird, das aus einem Träger und einer Farbstoffschicht besteht, in der Farbstoff in einem Bindemittel dispergiert ist, und

b) ein Farbbild auf ein farbstoffaufnehmendes Element nach Anspruch 1 unter Bildung des Farbstofftransferbildes übertragen wird, wobei das farbstoffaufnehmende Element über dem farbstoffgebenden Element in der Weise angeordnet ist, dass die Farbstoffschicht mit der farbbildaufnehmenden Schicht in Kontakt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlräume aufweisende thermoplastische Kernschicht aus orientiertem Polypropylen besteht und auf jeder Seite davon eine im wesentlichen hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht aus orientiertem Polypropylen umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Folie eine Verbundfolie aus einer Mikrohohlräume enthaltenden thermoplastischen Kernschicht und mindestens einer im wesentlichen hohlraumfreien thermoplastischen Oberflächenschicht ist.

8. Anordnung für den thermischen Farbstofftransfer, gekennzeichnet durch

a) ein farbstoffgebendes Element, das aus einem Träger und einer Farbstoffschicht besteht, in der Farbstoff in einem Bindemittel dispergiert ist, und

b) ein farbstoffaufnehmendes Element nach Anspruch 1, wobei das farbstoffaufnehmende Element über dem farbstoffgebenden Element in der Weise angeordnet ist, dass die Farbstoffschicht mit der farbbildaufnehmenden Schicht in Kontakt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlräume enthaltende thermoplastische Kernschicht auf jeder Seite davon eine im wesentlichen hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlräume enthaltende thermoplastische Kernschicht aus orientiertem Polypropylen besteht und auf jeder Seite davon eine im wesentlichen hohlraumfreie thermoplastische Oberflächenschicht aus orientiertem Polypropylen aufweist.







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