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Dokumentenidentifikation DE60110459T2 26.01.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001341675
Titel TRÄGERSCHICHT EINES DONORELEMENTS ZUR EINSTELLUNG DES BRENNPUNKTES EINES BILDERZEUGUNGSLASERS
Anmelder E.I. du Pont de Nemours and Co., Wilmington, Del., US
Erfinder COVELESKIE, Albert, Richard, Sayre, US;
ZWICKER, Richard, Harry, Glen Mills, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60110459
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.12.2001
EP-Aktenzeichen 019912518
WO-Anmeldetag 14.12.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/48930
WO-Veröffentlichungsnummer 0002047919
WO-Veröffentlichungsdatum 20.06.2002
EP-Offenlegungsdatum 10.09.2003
EP date of grant 27.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.01.2006
IPC-Hauptklasse B41M 5/40(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B41J 2/475(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      B41M 5/38(2000.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Verfahren und Produkte zur Durchführung der Bildaufzeichnung durch laserinduzierten Thermodruck. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein modifiziertes thermisch bebilderungsfähiges Element und seine Verwendung bei der Einstellung des Brennpunkts des bilderzeugenden Lasers zur Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen.

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Laserinduzierte Thermodruckverfahren sind bei Anwendungen wie z. B. der Farbproofherstellung, elektronischen Schaltkreisen und der Lithographie bekannt. Zu diesen laserinduzierten Verfahren gehören zum Beispiel Farbstoffsublimation, Farbstofftransfer, Schmelztransfer und ablativer Materialtransfer.

Laserinduzierte Verfahren verwenden einen laserbebilderungsfähigen Aufbau, der aufweist: (a) ein thermisch bebilderungsfähiges Element, das eine thermisch bebilderungsfähige Schicht enthält, deren belichtete Flächen übertragen bzw. umgedruckt werden, und (b) ein Empfängerelement mit einer Bildaufnahmeschicht, die sich im Kontakt mit der thermisch bebilderungsfähigen Schicht befindet. Der laserbebilderungsfähige Aufbau wird durch einen Laser bildartig belichtet, gewöhnlich durch einen Infrarotlaser, wodurch die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht von dem thermisch bebilderungsfähigen Element auf das Empfängerelement übertragen werden. Die (bildartige) Belichtung erfolgt nur in einem kleinen, ausgewählten Bereich des laserbebilderungsfähigen Aufbaus auf einmal, so daß die Materialübertragung von dem thermisch bebilderungsfähigen Element zum Empfängerelement jeweils ein Bildelement bzw. Pixel auf einmal aufbauen kann. Durch Computersteuerung entsteht eine Übertragung mit hoher Auflösung und hoher Geschwindigkeit.

EP-A-138 483 offenbart ein Farbblatt für Thermodruck mit einem Substrat, das auf einer Seite eine Farbstoffschicht und auf der anderen Seite eine Harzschicht aufweist, wobei die Harzschicht aus einer Zusammensetzung besteht, die feinkörnige Teilchen und ein Schmiermaterial aufweist, die in einem Bindemittelharz dispergiert sind.

US-A-5 812 173 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für Farbdiffusionsthermodruck, wobei ein Laser als Quelle für thermische Reize verwendet wird, wobei jede aufeinanderfolgende Farbschicht eines Farbbands, in dem die Farbschichten in Form von Streifen enthalten sind, die in Richtung der Längsachse des Bands verlaufen, durch eine relative Querbewegung zwischen dem Band und einem Empfängerblatt mit dem Empfängerblatt in Register gebracht wird.

US-A-5 389 959 offenbart ein Thermodruckersystem mit einem Mehrkanallaserdruckkopf, der eng beieinanderliegende Laserlichtpunkte auf ein Farbdonatorelement fokussiert, das sich mit konstanter Geschwindigkeit am Druckkopf vorbei bewegt. Eine Lichtquelle bestrahlt das Farbdonatorelement mit einem oder mehreren präzise positionierten Lichtpunkten, welche die Temperatur des Farbdonatorelements innerhalb einer Zone, die mit dem Laserlichtpunkt zusammenfällt und ihn eng umgibt, im wesentlichen gleichmäßig erhöhen.

US-A-6 094 210 offenbart eine Fokussiervorrichtung, um einen ersten Strahl an einer Bildaufzeichnungsebene scharf eingestellt zu halten und eine automatische Fokussiereinrichtung für Laserdrucker bereitzustellen.

Die zur Bebilderung von thermisch bebilderungsfähigen Elementen verwendete Einrichtung besteht aus einem bilderzeugenden Laser und einem nichtbilderzeugenden Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht. Da die bilderzeugenden und nichtbilderzeugenden Laser Emissionen bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen, treten Probleme mit dem Brennpunkt des bilderzeugenden Lasers auf.

Es besteht ein Bedarf für ein Verfahren zur Brennpunkteinstellung des bilderzeugenden Lasers 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 bilderzeugenden Lasers bei der Bebilderung thermisch bebilderungsfähiger Elemente ermöglichen. Die Erfindung bewirkt eine starke Modifikation der Bildaufzeichnungsbreite des thermisch bebilderungsfähigen Elements, indem sie die Scharfeinstellung des Lasers und die Bildaufzeichnung von einer Farbe zur anderen erleichtert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung des Brennpunkts eines bilderzeugenden Lasers zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements mit den folgenden Schritten:

  • (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit mit einem nichtbilderzeugenden Laser und einem bilderzeugenden Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht;
  • (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element eine thermisch bebilderungsfähige Schicht an einer Vorderseite eines Basiselements und eine lichtgedämpfte Schicht mit einem Lichtdämpfungsmittel an einer Rückseite des Basiselements aufweist;
  • (c) Auslösen des nichtbilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement einer Lichtenergiemenge auszusetzen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und dem Empfängerelement reflektierte Lichtmenge erfaßt; und
  • (d) Auslösen des bilderzeugenden Lasers, um den bilderzeugenden Laser zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element einer für die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreichenden Lichtenergiemenge auszusetzen, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte Lichtmenge bestimmt und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden Laser übermittelt wird.

Das Lichtdämpfungsmittel kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und deren Gemischen besteht.

Das Verfahren kann ferner die folgenden Schritte aufweisen:

  • (a) Bebildern des thermisch bebilderungsfähigen Elements zur Ausbildung von bebilderten und nicht bebilderten Flächen; und
  • (b) Trennen des bebilderten thermisch bebilderungsfähigen Elements von dem Empfängerelement zur Erzeugung eines Bildes auf dem Empfängerelement.

Die Erfindung betrifft außerdem ein laserbebilderungsfähiges Element gemäß Anspruch 10.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein bei der Erfindung verwendbares, thermisch bebilderungsfähiges Element (10), das aufweist: einen Träger (11); ein Basiselement mit beschichtungsfähiger Oberfläche, das eine wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12), eine Erhitzungsschicht (13) (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist); eine thermisch bebilderungsfähige, farbstoffhaltige Schicht (14) und eine rückseitige Beschichtung (15) an der Rückseite des Trägers (11), die ein Lichtdämpfungsmittel aufweist.

2 zeigt ein bei der Erfindung verwendbares Empfängerelement (20), wahlweise mit einer aufgerauhten Oberfläche, das eine Empfängerträger (21) und eine Bildaufnahmeschicht (22) aufweist.

Die 3 und 4 zeigen die Positionierung des thermisch bebilderungsfähigen Elements mit einer lichtgedämpften Schicht (10), des Empfängerelements (20) und des wahlfreien Trägerelements (71) auf der Trommel (70) vor dem Evakuieren und der Laserbildaufzeichnung.

5 zeigt einen nichtbilderzeugenden selbstfokussierenden Sondenlichtstrahl bei seiner Reflexion an dem thermisch bebilderungsfähigen Element, dem Empfängerelement und dem Trägerelement (71), wobei das thermisch bebilderungsfähige Element keine lichtgedämpfte Schicht enthält.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es werden Verfahren und Produkte für Bildaufzeichnung durch laserinduzierten Thermodruck offenbart, wobei thermisch bebilderungsfähige Elemente mit modifizierten Bilderzeugungseigenschaften bereitgestellt werden.

Vor der ausführlicheren Beschreibung der erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere unterschiedliche typische laserbebilderungsfähige Aufbauten beschrieben, die aus einer Kombination eines Empfängerelements mit einem thermisch bebilderungsfähigen Element bestehen. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind schnell und werden typischerweise unter Verwendung eines dieser typischen laserbebilderungsfähigen Aufbauten durchgeführt.

Bebilderungsfähiges Element

Wie in 1 dargestellt, weist ein typisches thermisch bebilderungsfähiges Element, das für die thermische Bildaufzeichnung gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar ist, eine thermisch bebilderungsfähige Schicht, die bei einer Anwendung zur Farbproofherstellung typischerweise eine farbstoffhaltige Schicht (14) ist, und ein Basiselement mit einer beschichtungsfähigen Oberfläche auf, das eine wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht (12) und eine Erhitzungsschicht (13) aufweist (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist). Jede dieser Schichten hat separate und unterschiedliche Funktionen. Wahlweise kann auch ein Träger für das thermisch bebilderungsfähige Element (11) vorhanden sein. Das thermisch bebilderungsfähige Element weist eine Lichtdämpfungsschicht (15) mit einem Lichtdämpfungsmittel auf. In einer Ausführungsform kann die wahlfreie Erhitzungsschicht (13) direkt auf dem Träger (11) vorhanden sein. Alternativ kann auch eine Überzugsschicht auf die thermisch bebilderungsfähige, farbstoffhaltige Schicht (14) aufgebracht werden.

Das thermisch bebilderungsfähige Element kann einfach ein laserbebilderungsfähiges Element für ein Laserbildaufzeichnungsverfahren sein, mit dem ein bebilderungsfähiges Element, wie hierin beschrieben, durch nichtthermische Verfahren bebildert werden kann.

Das Lichtdämpfungsmittel kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einem Absorber, einem Diffusor und Gemischen daraus besteht. In Abhängigkeit von dem Bereich, in dem der nichtbilderzeugende Laser arbeitet, wie z. B. etwa 300 nm bis etwa 1500 nm, sind die Absorber und Diffusoren so auszuwählen, daß sie im gleichen Bereich arbeiten. Je nach dem Wellenlängenbereich, in dem der bilderzeugende Laser arbeitet und der zwischen etwa 300 nm und etwa 1500 nm liegen kann, können die Absorber und Diffusoren im gleichen Bereich funktionsunfähig sein. Wenn zum Beispiel der nichtbilderzeugende Laser etwa im Bereich um 670 nm und der bilderzeugende Laser bei 830 nm arbeitet, absorbieren oder streuen die Absorber oder Diffusoren Licht vorzugsweise im Bereich um 670 nm, und die Fähigkeit dieser Materialien zur Absorption oder Streuung von Licht kann bei 830 nm schlecht sein. Einige Beispiele von Lichtabsorbern sind unter anderem einige blaue Phthalocyaninpigmente mit wesentlicher Absorption etwa im 670 nm-Bereich und minimaler Absorption bei 830 nm; wie z. B. C.I. Pigment Blue 15 oder 15-3, und universell absorbierende schwarze Pigmente, wie z. B. irgendein Ruß. Einige Beispiele von Lichtdiffusoren sind Materialien, die Licht streuen oder Licht streuen und absorbieren. Zu ihnen können weiße Pigmente, wie z. B. Titandioxid, oder Kombinationen (Erweiterungen) von weißen Pigmenten gehören, wie zum Beispiel: Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Oxide, Sulfate, Carbonate von Silicium (d. h. Siliciumdioxid) und Magnesium usw. Im Handel erhältliche Beispiele von weißen Pigmenten wären unter anderem TiPure®-Qualitäten von Titandioxid von DuPont. Beispiele für Ruß sind unter anderem irgendwelche Ruße der Marken Monarch®, Regal®, Elftex® oder Sterling® von Cabot Corporation, Boston, MA. Beispiele für blaues Pigment wären die blaue Sunfast® 15-3-Phthalocyaninpigment-Serie von Sun Chemical Corporation, Cincinnati, OH.

Die Verwendung von Farbstoffen oder Farbstoffkombinationen wäre auch denkbar, um die Bilderzeugungseigenschaften des hierin beschriebenen thermischen Bildaufzeichnungssystems zu beeinflussen. Wie dem Fachmann bekannt ist, könnten Pigmente durch Kombinationen von blauen, roten und grünen Farbstoffen substituiert werden. Ein Nachteil bei der Verwendung von Farbstoffen ist jedoch die fehlende Lichtechtheit und die Neigung, aus der Schicht herauszuwandern.

Die lichtgedämpfte Schicht kann nach bekannten Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Die Beschichtungszusammensetzung kann eine Dispersion des Lichtdämpfungsmittels in einem Bindemittel aufweisen. Ein geeignetes Bindemittel kann ein Polymer und mit den Polymeren identisch sein, die in der thermisch bebilderungsfähigen Schicht eingesetzt werden. Außerdem kann ein geringer Tensidanteil verwendet werden. Typischerweise ist das Bindemittel ein Copolymer von Methylmethacrylat und n-Butylmethacrylat, und das Tensid ist ein Fluorpolymer. Gewöhnlich werden die Komponenten der lichtgedämpften Schicht zu einer wäßrigen Dispersion vermischt, die durch herkömmliche Verfahren als Beschichtung auf die Rückseite des Basiselements aufgetragen und getrocknet wird.

Der Anteil des Lichtdämpfungsmittels wird mit dem Bindemittel und anderen Komponenten der rückseitigen Beschichtung in einem wirksamen Anteil zur Absorption oder Diffusion des Lichts von dem nichtbilderzeugenden Laser vereinigt. Die lichtgedämpfte Schicht kann ein polymeres Bindemittel aufweisen, das mit dem Bindemittel in der thermisch bebilderungsfähigen Schicht identisch sein kann. Das Lichtdämpfungsmittel wird in der lichtgedämpften Schicht in einem Anteil eingesetzt, der ausreicht, um ein Absorptionsvermögen im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 2,0, typischerweise von etwa 0,3 bis etwa 0,9, stärker bevorzugt von etwa 0,6 zu erreichen. Das Absorptionsvermögen ist eine dimensionslose Zahl, die in der Spektroskopie bekannt ist. Bei einem Absorptionsvermögen von mehr als etwa 2,0 absorbiert die Unterlage wahrscheinlich uzu stark für das Bildaufzeichnungsverfahren, und bei weniger als etwa 0,1 könnte keine ausreichende Dämpfungswirkung auftreten.

Basiselement

Typischerweise ist das Basiselement (12) eine 100 &mgr;m (400 gauge) dicke coextrudierte Polyethylenterephthalatschicht. Alternativ kann das Basiselement eine Polyesterschicht sein, speziell Polyethylenterephthalat, das zur Aufnahme der Erhitzungsschicht plasmabehandelt wurde, wie z. B. die Melinex®-Linie der Polyesterschichten, die von DuPontTeijinFilmsTM hergestellt werden, einem Gemeinschaftsunternehmen von DuPont und Teijin Limited. Wenn das Basiselement plasmabehandelt wird, dann wird gewöhnlich keine Zwischenschicht oder Ausstoßschicht auf dem Träger vorgesehen. Auf dem Träger können wahlweise rückseitige Schichten vorgesehen werden. Diese rückseitigen Schichten können Füllstoffe enthalten, um eine aufgerauhte Oberfläche an der Rückseite des Basiselements bereitzustellen, d. h. an der dem Basiselement (12) gegenüberliegenden Seite. Alternativ kann das Basiselement selbst Füllstoffe enthalten, wie z. B. Siliciumdioxid, um eine aufgerauhte Oberfläche an der Rückseite des Basiselements bereitzustellen. Alternativ kann das Basiselement physikalisch aufgerauht werden, um an einer oder beiden Oberflächen des Basiselements für das Aufrauhen zu sorgen, das ausreicht, um das von dem nichtbilderzeugenden Laser emittierte Licht zu streuen. Einige Beispiele physikalischer Aufrauhmethoden sind unter anderem Sandstrahlen, Schlagen mit einer Metallbürste usw. Bei Verwendung eines Trägers kann dieser mit dem Basiselement identisch oder davon verschieden sein. Typischerweise ist der Träger eine dicke Polyethylenterephthalatschicht.

Ausstoß- oder Zwischenschicht

Die wahlfreie Ausstoßschicht, die gewöhnlich flexibel ist, oder die wahlfreie Zwischenschicht, die auf einer Seite des Basiselements (12) vorhanden sein kann, wie in 1 dargestellt, ist die Schicht, welche die Kraft zur Übertragung der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht in den belichteten Flächen auf das Empfängerelement liefert. Wenn diese Schicht erhitzt wird, zersetzt sie sich in Gasmoleküle, die den notwendigen Druck bereitstellen, um die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht auf das Empfängerelement zu schleudern oder auszustoßen. Dies wird durch Verwendung eines Polymers erreicht, das eine relativ niedrige Zersetzungstemperatur aufweist (weniger als etwa 350°C, typischerweise weniger als etwa 325°C, und stärker bevorzugt weniger als etwa 280°C). Im Fall von Polymeren mit mehr als einer Zersetzungstemperatur sollte die erste Zersetzungstemperatur niedriger als 350°C sein. Damit die Ausstoßschicht ferner eine geeignet hohe Flexibilität und Schmiegsamkeit aufweist, sollte sie einen Zugelastizitätsmodul von höchstens etwa 2,5 Gigapascal (GPa), vorzugsweise von weniger als etwa 1,5 GPa, und stärker bevorzugt von weniger als etwa 1 GPa aufweisen. Das gewählte Polymer sollte außerdem formbeständig sein. Wenn der laserbebilderungsfähige Aufbau durch die Ausstoßschicht hindurch bebildert wird, sollte die Ausstoßschicht durchlässig für Laserstrahlung sein und durch diese Strahlung nicht beeinträchtigt werden.

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(&agr;-methylstyrol); (c) Polyacrylat- und Polymethacrylat-Ester, wie z. B. Polymethylmethacrylat und Polybutylmethacrylat; (d) Cellulosematerialien mit niedrigen Zersetzungstemperaturen (Td), wie z. B. Celluloseacetatbutyrat und Nitrocellulose; und (e) andere Polymere, wie z. B. Polyvinylchlorid; (Poly(chlorvinylchlorid)-Polyacetale; Polyvinylidenchlorid; Polyurethane mit niedriger Td, Polyester, Polyorthoester; Acrylnitril- und substituierte Acrylnitril-Polymere; Maleinsäureharze; und Copolymere der obigen Verbindungen. Es können auch Polymergemische verwendet werden. Weitere Beispiele von Polymeren mit niedrigen Zersetzungstemperaturen sind in US-A-5 156 938 zu finden. Dazu gehören Polymere, die sich säurekatalysiert zersetzen. Für diese Polymere ist es häufig wünschenswert, zusammen mit dem Polymer einen oder mehrere Wasserstoffdonatoren beizufügen.

Konkrete Beispiele von Polymeren für die Ausstoßschicht sind Polyacrylat- und Polymethacrylat-Ester, Polycarbonate mit niedriger Td, Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid) (PVC) und chloriertes Poly(vinylchlorid) (CPVC). Besonders bevorzugt werden Poly(vinylchlorid) und chloriertes Poly(vinylchlorid).

Weitere Materialien können als Zusatzstoffe in der Ausstoßschicht vorhanden sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht stören. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Beschichtungshilfsmittel, Fließmittel, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Weichmacher, Antistatikmittel, Tenside und andere, deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen bekannt ist.

Alternativ kann anstelle der Ausstoßschicht wahlweise eine Zwischenschicht auf das Basiselement (12) aufgebracht werden, wodurch ein thermisch bebilderungsfähiges Element entsteht, das in der nachstehenden Reihenfolge mindestens eine Zwischenschicht auf einer Seite des Basiselements (12), mindestens eine Erhitzungsschicht (13) und mindestens eine thermisch bebilderungsfähige farbstoffhaltige Schicht (14) aufweist. Einige geeignete Zwischenschichten sind unter anderem Polyurethane, Polyvinylchlorid, Cellulosematerialien, Acrylat- oder Methacrylat-Homopolymere und -Copolymere und deren Gemische. In der Zwischenschicht können auch andere speziell entwickelte zersetzbare Polymere verwendbar sein. Besonders gut als Zwischenschichten für Polyester, speziell Polyethylenterephthalat, verwendbar sind Acryl-Zwischenschichten. Die Zwischenschicht kann eine Dicke von etwa 100 bis etwa 1000 × 10–10 m (etwa 100 bis etwa 1000 Å) aufweisen.

Erhitzungsschicht

Die Erhitzungsschicht (13) (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist), wie in 1 dargestellt, wird auf die wahlfreie flexible Ausstoß- oder Zwischenschicht aufgebracht. Die Erhitzungsschicht hat die Funktion, die Laserstrahlung zu absorbieren und die Strahlung in Wärme umzuwandeln. Für die Schicht geeignete Materialien können anorganisch oder organisch sein und können schon an sich die Laserstrahlung absorbieren oder zusätzliche laserstrahlungsabsorbierende Verbindungen enthalten.

Beispiele geeigneter anorganischer Materialien sind Übergangsmetallelemente und Metallelemente der Gruppen IIIA, IVA, VA, VIA, VIIIA, IIB, IIIB und VB des Periodensystems der Elemente (Sargent-Welch Scientific Company (1979)), deren Legierungen miteinander und mit den Elementen der Gruppen IA und IIA. Wolfram (W) ist ein Beispiel eines Metalls der Gruppe VIA, das geeignet ist und verwendet werden kann. Kohlenstoff (ein nichtmetallisches Element der Gruppe IVB) kann gleichfalls eingesetzt werden. Typische Metalle sind unter anderem Al, Cr, Sb, Ti, Bi, Zr, Ni, In, Zn und deren Legierungen und Oxide. TiO2 kann als Material der Erhitzungsschicht eingesetzt werden.

Die Dicke der Erhitzungsschicht beträgt im allgemeinen etwa 10 × 10–10 m bis etwa 0,1 &mgr;m, stärker bevorzugt etwa 20 bis etwa 60 × 10–10 m (etwa 20 bis etwa 60 Å).

Obwohl die Verwendung einer einzigen Erhitzungsschicht typisch ist, sind auch mehr als eine Erhitzungsschicht möglich, und die verschiedenen Schichten können die gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzung haben, solange sie alle funktionieren, wie oben beschrieben. Die Gesamtdicke aller Erhitzungsschichten sollte in dem oben angegebenen Bereich liegen.

Die optische Dichte bzw. Extinktion der Erhitzungsschicht bei der Wellenlänge des nichtbilderzeugenden Lasers liegt typischerweise in der Größenordnung von mehr als etwa 0,1 und weniger als etwa 1,0 Durchlaßdichte.

Die eine oder die mehreren Erhitzungsschichten können unter Anwendung eines der bekannten Verfahren zur Herstellung dünner Metallschichten aufgebracht werden, wie z. B. durch Sputtern, chemisches Aufdampfen und Auftrag mittels Elektronenstrahl.

Thermisch bebilderungsfähige Schicht

Die thermisch bebilderungsfähige Schicht, die bei einer Anwendung zur Farbproofherstellung typischerweise eine thermisch bebilderungsfähige farbstoffhaltige Schicht (14) ist, wird ausgebildet, indem eine thermisch bebilderungsfähige Zusammensetzung, die typischerweise einen Farbstoff enthält, auf ein Basiselement aufgebracht wird. Für andere Anwendungen, wie z. B. Anwendungen auf elektronische Schaltkreise, braucht die thermisch bebilderungsfähige Schicht keinen Farbstoff zu enthalten. Für diese Anwendungen kann das thermisch bebilderungsfähige Element Elektronenleiter, Isolatoren, Halbleiter oder Vorläufer für diese Funktionen enthalten.

Wenn die thermisch bebilderungsfähige Schicht eine farbstoffhaltige Schicht ist, weist sie auf: (i) ein polymeres Bindemittel, das sich von dem Polymer in der Ausstoßschicht unterscheidet, und (ii) einen farbgebenden Stoff, der eine Farbstoff oder Pigmentdispersion aufweist.

Das Bindemittel für die farbstoffhaltige Schicht ist ein polymeres Material mit einer Zersetzungstemperatur, die höher als etwa 250°C und vorzugsweise höher als etwa 350°C ist. Das Bindemittel sollte filmbildend und aus einer Lösung oder aus einer Dispersion auftragbar sein. Typisch sind Bindemittel, die Schmelzpunkte von weniger als etwa 250°C aufweisen oder so stark weichgemacht sind, daß ihre Glasübergangstemperatur weniger als etwa 70°C beträgt. Wärmeschmelzbare Bindemittel, wie z. B. Wachse, sind jedoch als alleinige Bindemittel zu vermeiden, da solche Bindemittel unter Umständen nicht so haltbar sind; allerdings sind sie bei der Absenkung des Schmelzpunkts der Schicht als Zusatzbindemittel verwendbar.

Typisch ist, daß das Polymer des Bindemittels bei der Temperatur, die während der Laserbestrahlung erreicht wird, keiner Selbstoxidation, Zersetzung oder Zerlegung unterliegt, so daß die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die Farbstoff und Bindemittel aufweist, intakt übertragen werden, um eine verbesserte Haltbarkeit zu erreichen. Beispiele geeigneter Bindemittel sind unter anderem Copolymere von Styrol und (Meth)Acrylatestern, wie z. B. Styrol/Methylmethacrylat; Copolymere von Styrol und Olefin-Monomeren, wie z. B. Styro/Ethylen/Butylen; Copolymere von Styrol und Acrylnitril; Fluorpolymere; Copolymere von (Meth)Acrylatestern mit Ethylen und Kohlenmonoxid; Polycarbonate mit höheren Zersetzungstemperaturen; (Meth)Acrylat-Homopolymere und -Copolymere; Polysulfone; Polyurethane; Polyester. Die Monomere für die obigen Polymere können substituiert oder nichtsubstituiert sein. Es können auch Polymergemische eingesetzt werden.

Typische Polymere für das Bindemittel der farbstoffhaltigen Schicht schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Acrylat-Homopolymere und -Copolymere, Methacrylat-Homopolymere und -Copolymere, (Meth)Acrylat-Blockcopolymere und (Meth)Acrylat-Copolymere, die andere Comonomer-Arten enthalten, wie z. B. Styrol.

Das Bindemittelpolymer kann im allgemeinen in einer Konzentration von etwa 15 bis etwa 50 Gew.-% eingesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht der farbstoffhaltigen Schicht, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa 40 Gew.-%.

Der farbgebende Stoff der termisch bebilderungsfähigen Schicht kann ein bilderzeugendes Pigment sein, das anorganisch oder organisch ist. Beispiele geeigneter anorganischer Pigmente sind unter anderem Ruß und Graphit. Beispiele geeigneter organischer Pigmente sind unter anderem Farbpigmente, wie z. B. Rubine F6B (CI-Nr. Pigment 184) Cromophthal® Yellow 3G (CI-Nr. Pigment Yellow 93); Hostaperm® Yellow 3G (CI-Nr. Pigment Yellow 154); Monastral® Violet R (CI-Nr. Pigment Violet 19); 2,9-Dimethylchinacridon (CI-Nr. Pigment Red 122); Indofast® Brilliant Scarlet R6300 (CI-Nr. Pigment Red 123), Quindo Magenta RV 6803; Monastral® Blue G (CI-Nr. Pigment Blue 15); Monastral® Blue BT 383D (CI-Nr. Pigment Blue 15); Monastral® Blue G BT 284D (CI-Nr. Pigment Blue 15) und Monastral® Green GT 751D (CI-Nr. Pigment Green 7). Es können auch Kombinationen von Pigmenten und/oder Farbstoffen eingesetzt werden. Typisch für Anwendungen mit Farbfilteranordnungen sind Pigmente mit hoher Lichtdurchlässigkeit (d. h. das Pigment läßt mindestens 80% des Lichts durch) und kleiner Teilchengröße (d. h. etwa 100 nm).

Nach dem Fachmann bekannten Prinzipien wird die Konzentration des Pigments so gewählt, daß in dem fertigen Bild die gewünschte optische Dichte erreicht wird. Der Pigmentanteil ist von der Dicke der aktiven Beschichtung und der Absorption des farbgebenden Stoffs abhängig. Typischerweise sind optische Dichten von mehr als 0,8 bei der Wellenlänge der maximalen Absorption erforderlich. Noch höhere Dichten sind typisch. Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung sind optische Dichten im Bereich von 2–3 oder mehr erreichbar.

Die optische Dichte der pigmentierten Schicht bei der Wellenlänge des nichtbilderzeugenden Lasers kann im Bereich von mehr als etwa 0,01 bis weniger als etwa 5,0 Durchlaßdichte, stärker bevorzugt in der Größenordnung von etwa 0,2 bis etwa 3,0 Durchlaßdichte liegen. Diese Dichte kann nicht bei der Auswahl der farbgebenden Stoffe kontrolliert werden, aber der nichtbilderzeugende Laser muß sich zumindest an diesen Bereich optischer Eigenschaften anpassen können.

Ein Dispersionsmittel wird gewöhnlich in Kombination mit dem Pigment eingesetzt, um maximale Farbstärke, Transparenz und Glanz zu erzielen. Das Dispersionsmittel ist im allgemeinen eine organische Polymerverbindung und wird verwendet, um die feinkörnigen Pigmentteilchen zu trennen und Flockenbildung und Agglomeration der Teilchen zu vermeiden. Im Handel ist eine große Auswahl an Dispersionsmitteln erhältlich. Ein Dispersionsmittel wird nach den Eigenschaften der Pigmentoberfläche und nach anderen Komponenten in der Zusammensetzung ausgewählt, wie dem Fachmann bekannt ist. Eine Klasse von Dispersionsmitteln, die sich für die praktische Ausführung der Erfindung eignet, ist jedoch die der AB-Dispersionsmittel. Das A-Segment des Dispersionsmittels wird an der Oberfläche des Pigments adsorbiert. Das B-Segment erstreckt sich in das Lösungsmittel hinein in welches das Pigment dispergiert wird. Das B-Segment bildet eine Barriere zwischen Pigmentteilchen, um den Anziehungskräften der Teilchen entgegenzuwirken und auf diese Weise eine Agglomeration zu verhindern. Das B-Segment sollte eine gute Verträglichkeit mit dem verwendeten Lösungsmittel aufweisen. Die brauchbaren AB-Dispersionsmittel werden allgemein in US-A-5 085 698 beschrieben. Es können herkömmliche Pigmentdispergierverfahren angewandt werden, wie z. B. Mahlen in der Kugelmühle, Mahlen in der Sandmühle usw.

Das Pigment ist in einem Anteil von etwa 15 bis etwa 95 Gew.-% vorhanden, typischerweise von etwa 35 bis etwa 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung der farbstoffhaltigen Schicht.

Die obige Diskussion bezog sich zwar auf die Farbproofherstellung, aber das Element und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sind ebenso auf die Übertragung anderer Materialarten in unterschiedlichen Anwendungen anwendbar. Im allgemeinen soll der Umfang der Erfindung jede Anwendung einschließen, in der Feststoff in einer Struktur auf einen Empfänger aufzubringen ist.

Die farbstoffhaltige Schicht kann aus einer Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel auf das Basiselement aufgetragen werden, typisch ist jedoch das Auftragen der Schichten) aus einer Dispersion. Als Beschichtungslösungsmittel kann jedes geeignete Lösungsmittel verwendet werden, solange es nicht die Eigenschaften der Baugruppe beeinträchtigt, wobei herkömmliche Beschichtungsverfahren oder Druckverfahren angewandt werden, z. B. Tiefdruck. Ein typisches Lösungsmittel ist Wasser. Die farbstoffhaltige Schicht kann durch ein Beschichtungsverfahren aufgetragen werden, das mit Hilfe der von DuPont, Wilmington, DE, vertriebenen WaterProof® Color Versatility Coater (Beschichtungsanlage) durchgeführt wird. Auf diese Weise kann das Auftragen der farbstoffhaltigen Schicht kurz vor dem Belichtungsschritt ausgeführt werden. Dies ermöglicht auch das Vermischen verschiedener Grundfarben miteinander, um eine Vielzahl von Farben herzustellen, die mit dem Pantone®-Farbfächer übereinstimmen, der gegenwärtig als einer der Standards in der Proofherstellung verwendet wird.

Zusatzstoff zur thermischen Verstärkung

Typischerweise ist in der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht ein Zusatzstoff zur thermischen Verstärkung vorhanden, der aber auch in der (den) Ausstoßschichten) oder der Zwischenschicht vorhanden sein kann.

Die Funktion des Zusatzstoffs zur thermischen Verstärkung besteht darin, die Wirkung der in der Erhitzungsschicht entwickelten Wärme zu verstärken und auf diese Weise die Empfindlichkeit gegen den Laser weiter zu erhöhen. Dieser Zusatzstoff sollte bei Raumtemperatur beständig sein. Der Zusatzstoff kann sein: (1) ein zerfallende Verbindung, die sich bei Erhitzen zersetzt und ein oder mehrere gasförmige Nebenprodukte bildet, (2) ein absorbierender Farbstoff, der die einfallende Laserstrahlung absorbiert, oder (3) eine Verbindung, die eine thermisch ausgelöste monomolekulare Umlagerung durchmacht, die exotherm ist. Es können auch Kombinationen dieser Zusatzstoffarten eingesetzt werden.

Zerfallende Verbindungen der Gruppe (1) sind unter anderem diejenigen, die unter Stickstoffbildung zerfallen, wie z. B. Diazoalkyle, Diazoniumsalze und Azido(-N3)-Verbindungen; Ammoniumsalze, Oxide, die unter Sauerstoffbildung zerfallen, Carbonate oder Peroxide. Konkrete Beispiele derartiger Verbindungen sind Diazo-Verbindungen, wie z. B. 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat (DAFB). Es können auch Gemische von jeder der vorstehenden Verbindungen verwendet werden.

Ein absorbierender Farbstoff der Gruppe (2) ist typischerweise ein Farbstoff, der im Infrarotbereich absorbiert. Beispiele geeigneter, im nahen Infrarot absorbierender NIR-Farbstoffe, die allein oder in Kombination eingesetzt werden können, sind unter anderem polysubstituierte) Phthalocyanin-Verbindungen und metallhaltige Phthalocyanin-Verbindungen; Cyanin-Farbstoffe; Squarylium-Farbstoffe; Chalkogenpyrylacryliden-Farbstoffe; Krokon-Farbstoffe; Metallthiolat-Farbstoffe; Bis(chalkogenpyryl)polymethin-Farbstoffe; Oxyindolizin-Farbstoffe; Bis(aminoaryl)polymethin-Farbstoffe; Merocyanin-Farbstoffe und chinoide Farbstoffe. Wenn der absorbierende Farbstoff der Ausstoß- oder Zwischenschicht beigemengt wird, hat er die Funktion, die einfallende Strahlung zu absorbieren und diese in Wärme umzuwandeln, was zu einer effizienteren Erwärmung führt. Typisch ist, daß der Farbstoff im Infrarotbereich absorbiert. Für Bildaufzeichnungsanwendungen ist außerdem typisch, daß der Farbstoff im sichtbaren Bereich eine sehr niedrige Absorption aufweist.

Absorbierende Farbstoffe, die gleichfalls zur Gruppe (2) gehören, sind unter anderem die im Infrarotbereich absorbierenden Materialien, die in den US-Patentschriften US-A-4 778 128; 4 942 141; 4 948 778; 4 950 639; 5 019 549; 4 948 776; 4 948 777 und 4 952 552 offenbart werden.

Wenn der Zusatzstoff zur thermischen Verstärkung in der farbstoffhaltigen Schicht vorhanden ist, beträgt sein Gewichtsanteil im allgemeinen etwa 0,95 bis etwa 11,5 Gew.-%. Der Anteil kann bis etwa 25% des Gesamtgewichts in der farbstoffhaltigen Schicht betragen. Diese Anteile sind nicht einschränkend, und der Durchschnittsfachmann kann sie in Abhängigkeit von der jeweiligen Zusammensetzung der Schicht verändern.

Die farbstoffhaltige Schicht hat im allgemeinen eine Dicke im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5 &mgr;m, typischerweise im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 &mgr;m. Größere Dicken als etwa 5 &mgr;m sind im allgemeinen nicht brauchbar, da sie zuviel Energie erfordern, um effektiv auf den Empfänger übertragen zu werden.

Obwohl typischerweise eine einzige farbstoffhaltige Schicht verwendet wird, ist es auch möglich, mehr als eine farbstoffhaltige Schicht zu verwenden, und die verschiedenen Schichten können gleiche oder unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, solange sie alle funktionieren, wie oben beschrieben. Die Gesamtdicke der kombinierten farbstoffhaltigen Schichten liegt gewöhnlich in dem oben angegebenen Bereich.

Weitere Zusatzstoffe

Weitere Materialien können als Zusatzstoffe in der farbstoffhaltigen Schicht enthalten sein, solange sie die wesentliche Funktion der Schicht nicht stören. Beispiele derartiger Zusatzstoffe sind unter anderem Stabilisatoren, Beschichtungshilfsmittel, Weichmacher, Fließmittel, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, Antistatika, Tenside und weitere, deren Verwendung bei der Formulierung von Beschichtungen bekannt ist. Typischerweise wird jedoch der Anteil der Zusatzstoffe in dieser Schicht minimiert, da sie das Endprodukt nach dem Umdruck beeinträchtigen. Bei Farbproofanwendungen können Zusatzstoffe unerwünschte Farbe hinzufügen, oder sie können die Haltbarkeit und Lebensdauer des Drucks bei Lithografiedruckanwendungen vermindern.

Zusätzliche 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 dem Fachmann bekannt. Weitere Verankerungs- oder Zwischenschichten können auf jeder der beiden Seiten der flexiblen Ausstoßschicht vorhanden sein und sind gleichfalls dem Fachmann bekannt.

In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist in einer einzelnen Schicht, die als Deckschicht bezeichnet wird, ein Material vorhanden, das als Wärmeabsorber funktioniert. Folglich hat die Deckschicht eine Doppelfunktion als Erhitzungsschicht und als farbstoffhaltige Schicht. Die Eigenschaften der Deckschicht sind die gleichen, wie sie für die farbstoffhaltige Schicht angegeben wurden. Ein typisches Material, das als Wärmeabsorber und als Farbstoff funktioniert, ist Ruß.

Über der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht kann auch eine Überzugsschicht vorhanden sein. Das Bleichmittel zum Bleichen des Lichtdämpfungsmittels, das unter Umständen in der thermisch bebilderungsfähigen farbstoffhaltigen Schicht enthalten ist, kann in der Überzugsschicht vorhanden sein. Wenn das Lichtdämpfungsmittel in der Überzugsschicht vorhanden ist, dann muß das Lichtdämpfungsmittel vor der Ausbildung des fertigen Elements aus einer anderen Quelle mit der Überzugsschicht in Kontakt gebracht werden.

Noch weitere thermisch bebilderungsfähige Elemente können eine oder mehrere abwechselnde farbstoffhaltige Schichten auf einem Träger aufweisen. In Abhängigkeit von dem konkreten Verfahren, das zur bildartigen Belichtung und zur Übertragung der entstandenen Bilder angewandt wird, können weitere Schichten vorhanden sein. Einige geeignete thermisch bebilderungsfähige Elemente werden in den US-Patentschriften US-A 5 773 188, US-A 5 622 795, US-A 5 593 808, US-A 5 156 938, US-A 5 256 506, US-A 5 171 650 und US-A 5 681 681 offenbart.

Empfängerelement

Das in 2 dargestellte Empfängerelement (20) ist der Teil des laserbebilderungsfähigen Aufbaus, auf den die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht übertragen werden, die typischerweise ein Polymerbindemittel und ein Pigment aufweisen. In den meisten Fällen werden die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht in Abwesenheit eines Empfängerelements nicht von dem thermisch bebilderungsfähigen Element entfernt. Das heißt, die Belichtung des thermisch bebilderungsfähigen Elements allein mit Laserstrahlung führt nicht dazu, daß Material entfernt oder übertragen bzw. umgedruckt wird. Die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht werden erst dann von dem thermisch bebilderungsfähigen Element entfernt, wenn es mit Laserstrahlung belichtet wird und das thermisch bebilderungsfähige Element mit dem Empfängerelement in Kontakt ist oder daran angrenzt. In einer Ausführungsform berührt das thermisch bebilderungsfähige Element tatsächlich die Oberfläche der Bildaufnahmeschicht des Empfängerelements.

Das Empfängerelement (20) kann lichtunempfindlich oder lichtempfindlich sein.

Das lichtunempfindliche Element weist gewöhnlich einen Empfängerträger (21) und eine Bildaufnahmeschicht (22) auf. Der Empfängerträger (21) weist ein formbeständiges Folienmaterial auf. Der Aufbau kann durch den Empfängerträger hindurch bebildert werden, wenn dieser Träger lichtdurchlässig ist. Beispiele von lichtdurchlässigen Folien bzw. Filmen für Empfängerträger sind unter anderem beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon, ein Polyimid, ein Poly(vinylalkoholcoacetal), Polyethylen oder ein Celluloseester, wie z. B. Celluloseacetat. Beispiele von lichtundurchlässigen Trägermaterialien sind beispielsweise Polyethylenterephthalat, das mit einem weißen Pigment gefüllt ist, wie z. B. Titandioxid; Elfenbeinpapier oder synthetisches Papier, wie z. B. Tyvek®-Spinnvliespolyolefin, hergestellt von E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE. Papierträger sind typisch für Proofherstellungs-Anwendungen, während ein Polyesterträger, wie z. B. Poly(ethylenterephthalat), für eine medizinische Hardcopy und Anwendungen mit Farbfilteranordnungen typisch ist. In dem Empfängerelement können auch aufgerauhte Träger verwendet werden.

Die Bildaufnahmeschicht (22) kann eine oder mehrere Schichten aufweisen, wobei wahlweise die äußerste Schicht aus einem Material besteht, das mit einer Mikroaufrauhung versehen werden kann. Einige Beispiele von brauchbaren Materialien sind unter anderem ein Polycarbonat; ein Polyurethan; ein Polyester; Polyvinylchlorid; Styro/Acrylnitril-Copolymer; Poly(caprolacton); Poly(vinylacetat); Vinylacetat-Copolymere mit Ethylen und/oder Vinylchlorid; (Meth)Acrylat-Homopolymere (wie z.B. Butylmethacrylat) und -Copolymere; und Gemische daraus. Typischerweise ist die äußerste Bildaufnahmeschicht eine kristalline Polymer- oder Poly(vinylacetat)-Schicht. Die Polymere der kristallinen Bildaufnahmeschicht, beispielsweise Polycaprolacton-Polymere, weisen typischerweise Schmelzpunkte im Bereich von etwa 50 bis etwa 64°C auf, stärker bevorzugt etwa 56 bis etwa 64°C und am stärksten bevorzugt etwa 58 bis 62°C. Gemische, die aus 5–40% Capa® 650 (Schmelzbereich 58–60°C) und Tone® P-300 (Schmelzbereich 58–62°C), beides Polycaprolactone, hergestellt werden, sind bei der vorliegenden Erfindung besonders gut als äußerste Schicht verwendbar. Typischerweise werden 100% Capa 650 oder Tone P-300 verwendet. Thermoplastische Polymere, wie z. B. Polyvinylacetat, haben jedoch höhere Schmelzpunkte (Erweichungspunkt-Bereiche von etwa 100 bis etwa 180°C). Brauchbare Empfängerelemente werden auch in US-A 5 534 387 offenbart, wobei eine äußerste Schicht, die wahlweise mikroaufrauhfähig ist, z. B. eine Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht, auf der darin offenbarten Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht vorhanden ist. Die Dicke der Ethylen/Vinylacetat-Copolymerschicht kann im Bereich von etwa 0,013 bis 0,13 mm (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) liegen, und die Dicke der Polycaprolacton-Schicht kann im Bereich von etwa 2 bis etwa 100 mg/dm2 liegen. Typischerweise weist das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer mehr Ethylen als Vinylacetat auf.

Ein bevorzugtes Beispiel ist die WaterProof®-Umdruckfolie, die von DuPont unter der Bestellnummer #G06086 vertrieben wird und mit einer Polycaprolacton- oder Poly(vinylacetat)-Schicht überzogen ist. Diese Bildaufnahmeschicht kann in einem Anteil vorhanden sein, der für den vorgesehenen Zweck wirksam ist. Im allgemeinen sind gute Ergebnisse mit Auftragsgewichten im Bereich von etwa 5 bis etwa 150 mg/dm2 erzielt worden, typischerweise mit etwa 20 bis etwa 60 mg/dm2.

Die eine oder die mehreren oben beschriebenen Bildaufnahmeschichten können wahlweise eine oder mehrere weitere Schichten zwischen dem Empfängertäger und der Bildaufnahmeschicht einschließen. Eine brauchbare zusätzliche Schicht zwischen der Bildaufnahmeschicht und dem Träger ist eine Trennschicht. Der Empfängerträger allein oder die Kombination aus Empfängerträger und Trennschicht wird als erster Zwischenträger bezeichnet. Die Trennschicht kann das gewünschte Adhäsionsgleichgewicht für den Empfängerträger schaffen, so daß die Bildaufnahmeschicht während der Belichtung und der Trennung von dem thermisch bebilderungsfähigen Element an dem Empfängerträger haftet, fördert aber die Trennung der Bildaufnahmeschicht von dem Empfängerträger in den nachfolgenden Schritten. Beispiele für Materialien, die sich zur Verwendung als Trennschicht eignen, sind unter anderem Polyamide, Silicone, Vinylchlorid-Polymere und -Copolymere, Vinylacetat-Polymere und -Copolymere und weichgemachte Polyvinylalkohole. Die Trennschicht kann eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 50 &mgr;m aufweisen.

Eine Polsterschicht, das heißt eine deformierbare Schicht, kann gleichfalls in dem Empfängerelement vorhanden sein, typischerweise zwischen der Trennschicht und dem Empfängerträger. Die Polsterschicht kann vorhanden sein, um den Kontakt zwischen dem Empfängerelement und dem thermisch bebilderungsfähigen Element beim Zusammenbau zu verstärken. Zusätzlich unterstützt die Polsterschicht den wahlfreien Mikroaufrauhvorgang, indem sie unter Druck und wahlweise Hitze eine deformierbare Unterlage bietet. Ferner bietet die Polsterschicht beim Umdruck des fertigen Bildes auf ein Papier oder ein anderes Substrat hervorragende Laminierungseigenschaften. Beispiele geeigneter Materialien zur Verwendung als Polsterschicht sind unter anderem Copolymere von Styrol und Olefin-Monomeren; wie z. B. Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol, Styrol/Butylen/Styrol-Blockcopolymere, Ethylen-Vinylacetat und andere Elastomere, die als Bindemittel in Flexodruckplatten-Anwendungen verwendbar sind. Die Polsterschicht kann einen Dickenbereich von etwa 0,013 bis etwa 0,13 mm (etwa 0,5 bis etwa 5 Mil) (oder mehr) aufweisen.

Zu den Verfahren für das wahlfreie Aufrauhen der Oberfläche der Bildaufnahmeschicht gehört das Mikroaufrauhen. Das Mikroaufrauhen kann nach jedem geeigneten Verfahren ausgeführt werden. In einem konkreten Beispiel wird die Fläche in Kontakt mit einer aufgerauhten Folie gebracht, typischerweise unter Druck und Hitze. Die angewandten Drücke können im Bereich von etwa 5516 ± etwa 2758 kPa (etwa 800 ± etwa 400 psi) liegen. Wahlweise kann Wärme im Temperaturbereich von etwa 80 bis etwa 88°C (175 bis 190°F) angewandt werden, stärker bevorzugt bei etwa 54,4°C (130°F) für Polycaprolacton-Polymere und etwa 94°C (200°F) für Poly(vinylacetat)-Polymere, um eine gleichmäßige mikroaufgerauhte Oberfläche quer über die Bildaufnahmeschicht zu erhalten. Alternativ können erhitzte oder gekühlte aufgerauhte Walzen benutzt werden, um das Mikroaufrauhen zu erreichen.

Typisch ist, daß die zum Mikroaufrauhen der Bildaufnahmeschicht benutzte Einrichtung an ihrer Oberfläche eine gleichmäßige Rauhigkeit aufweist. Typischerweise hat die zum Mikroaufrauhen verwendete Einrichtung eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von etwa 1 &mgr;m und Oberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Vielzahl von Spitzen, wobei mindestens etwa zwanzig von den Spitzen eine Höhe von mindestens etwa 200 nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel über einen Oberflächenbereich von etwa 458 &mgr;m × etwa 602 &mgr;m aufweisen.

Die Aufrauheinrichtung sollte der Oberfläche der Bildaufnahmeschicht eine mittlere Rauhigkeit (Ra) von weniger als etwa 1 &mgr;m verleihen, typischerweise von weniger als etwa 0,95 &mgr;m, und stärker bevorzugt von weniger als etwa 0,5 &mgr;m, sowie Oberflächenunregelmäßigkeiten mit einer Vielzahl von Spitzen, wobei mindestens etwa 40 von den Spitzen, typischerweise mindestens etwa 50 Spitzen, und stärker bevorzugt mindestens etwa 60 Spitzen eine Höhe von mindestens etwa 200 nm und einen Durchmesser von etwa 100 Pixel über einen Oberflächenbereich von etwa 458 &mgr;m × etwa 602 &mgr;m aufweisen. Diese Messungen werden mit einem Wyco Profilmesser (Modell Wyko NT 3300) ausgeführt, hergestellt von Veeko Metrology, Tucson, AZ.

Die äußerste Fläche des Empfängerelements kann ferner einen Glanzmeßwert von etwa 5 bis etwa 35 Glanzeinheiten, typischerweise von etwa 20 bis etwa 30 Glanzeinheiten, unter einem Winkel von 85° aufweisen. Zur Durchführung von Messungen kann ein A GARDCO NOVO-GLOSS-Meßgerät für 20/60/85 Grad benutzt werden, hergestellt von The Paul Gardner Company. Das Glanzmeßgerät ist für alle Ablesungen quer über die Orientierung in Querrichtung in die gleiche Orientierung zu bringen.

Die Oberflächentopographie der Bildaufnahmeschicht kann wichtig sein, um ein hochwertiges Endbild im wesentlichen ohne Mikrofehlstellen zu erhalten.

Das Empfängerelement ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren typischerweise ein Zwischenelement, da sich an den Laserbildaufzeichnungsschritt normalerweise ein oder mehrere Umdruckschritte anschließen, durch welche die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht auf das permanente Substrat übertragen werden.

Permanentes Substrat

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß das permanente Substrat für die Aufnahme des farbstoffhaltigen Bildes unter nahezu jedem gewünschten Folienmaterial ausgewählt werden kann. Für die meisten Proofherstellungs-Anwendungen wird ein Papiersubstrat verwendet, typischerweise das gleiche Papier, auf welches das Bild schließlich gedruckt wird. Ein Beispiel für ein Papiersubstrat ist LOE-Papier. Es kann jedoch fast jedes Papiermaterial verwendet werden. Andere Materialien, die als permanentes Substrat eingesetzt werden können, sind unter anderem Tuch, Holz, Glas, Porzellan, die meisten Polymerfolien, synthetische Papiere, dünne Metallbleche oder -folien usw. Als permanentes Substrat kann nahezu jedes Material verwendet werden, das an der thermoplastischen Polymerschicht haftet.

SCHRITTE DES AUTOMATISCHEN FOKUSSIERVERFAHRENS

Das Verfahren zur Einstellung der Energie eines bilderzeugenden Lasers zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements weist die folgenden Schritte auf

  • (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit mit einem nichtbilderzeugenden Laser und einem bilderzeugenden Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht;
  • (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element eine thermisch bebilderungsfähige Schicht an einer Vorderseite eines Basiselements und eine lichtgedämpfte Schicht mit einem Lichtdämpfungsmittel an einer Rückseite des Basiselements aufweist;
  • (c) Auslösen des nichtbilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement einer Lichtenergiemenge auszusetzen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und dem Empfängerelement reflektierte Lichtmenge erfaßt, wodurch Licht, das von Grenzflächen jenseits der Rückseite der lichtgedämpften Schicht reflektiert wird, wesentlich abgeschwächt wird und das von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements in den Lichtdetektor reflektierte Licht im wesentlichen vorherrscht; und
  • (d) Auslösen des bilderzeugenden Lasers, um den bilderzeugenden Laser richtig zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element einer für die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreichenden Lichtenergiemenge auszusetzen, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektiere Lichtmenge bestimmt und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden Laser übermittelt wird.

Die Bildaufzeichnungs- bzw. Bebilderungseinheit weist einen nichtbilderzeugenden Laser und einen bilderzeugenden Laser auf, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der in Verbindung mit dem bilderzeugenden Laser steht. Typischerweise emittiert der nichtbilderzeugende Laser im Bereich um etwa 300 nm bis zum Bereich um etwa 1500 nm. Der nichtbilderzeugende Laser wird nicht zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements benutzt und ist daher vor und während der Bebilderung ständig betriebsfähig, um den bilderzeugenden Laser zu fokussieren und dadurch die Energie einzustellen, die dem bilderzeugenden Laser für den Bildaufzeichnungsschritt zugeführt wird. In einer Ausführungsform kann der nichtbilderzeugende Laser im Bereich um 670 nm emittieren, und der bilderzeugende Laser kann etwa im 750 bis 850 nm-Bereich emittieren. Ein Beispiel eines nichtbilderzeugenden Lasers ist die 10 mW, 670 nm-Laserdiode für sichtbares Licht von Toshiba (Japan). Geeignete bilderzeugende Laser sind erhältlich von Spectra Diode Laboratories, San Jose, CA, oder von Sanyo Electric Co., Osaka, JP. Diese können als Teil eines Laser-Raumlichtmodulatorsystems eingesetzt werden, wie z. B. in US-A-56 517 359 offenbart, oder direkt elektrisch moduliert werden, wie in US-A-4 743 091 offenbart. Einige typischerweise verwendete Lichtdetektoren, die auch als positionsempfindliche Detektoren bekannt sind, sind unter anderem monolithische Siliciumdetektoren, die 2, 4 oder eine ähnliche Anzahl von Elementen aufweisen, die so angeordnet sind, daß der Anteil des reflektierten Strahls auf jedem Segment gemessen werden kann und die relative Position eines Merkmal bestimmt werden kann, wie z. B. des Strahlmittelpunkts. Geeignete Lichtdetektoren sind von United Detector Technology (USA) beziehbar. Alternativ könnte die Position des Strahls von einem Sensor mit mehr als vier Elementen ermittelt werden, wie z. B. einem CCD- oder CEMOS-Sensor mit 1024 bis 10.000.000 Elementen, wie sie in Fernsehbild-Prüfsystemen benutzt werden. Ein Beispiel ist der KAF-0400 von Eastman Kodak Co., Rochester, NY. Ein Beispiel einer Bebilderungseinheit ist die in US-A 6 137 580 offenbarte Einheit.

Wie in den 3 und 4 dargestellt, werden das wahlfreie Trägerelement (71) das Empfängerelement (20) mit der lichtgedämpften Schicht und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) über einer Trommel (70) angeordnet, die Teil einer Bebilderungseinheit ist. Ein Beispiel einer Bebilderungseinheit ist der CREO Spectrum Trendsetter, der eine Ladekassette nutzt. Das wahlfreie Trägerelement kann eine Reihe von Löchern entlang den Kanten des Elements aufweisen, wie dargestellt, um das Evakuieren vor dem Bildaufzeichnungsschritt zu unterstützen. Das thermisch bebilderungsfähige Element (10) und das Empfängerelement (20) können in dieser Reihenfolge in die Kassette geladen werden, wobei zwischen den spezifizierten Elementen jeweils eine Folienzwischenlage eingefügt ist. Außerdem kann mindestens ein weiteres thermisch bebilderungsfähiges Element (10) in die Kassette geladen werden.

Wie in 5 dargestellt, wird nach Herstellen des Kontakts zwischen dem thermisch bebilderungsfähigen Element und dem Empfängerelement der Sondenlichtstrahl (40) von dem nichtbilderzeugenden Laser in Richtung des Sandwichelements emittiert, das durch das wahlfreie Trägerelement (71), das Empfängerelement (20) und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) gebildet wird.

Wie in 5 dargestellt, in der das thermisch bebilderungsfähige Element keine lichtgedämpfte Schicht aufweist, ist das von der Rückseite des thermisch bebilderungsfähigen Elements reflektierte und vom Lichtdetektor (50) erfaßte Licht bei (41) abgebildet, das vom Empfängerelement reflektierte Licht ist bei (42) abgebildet, und das vom Trägerelement reflektierte Licht ist bei (43) abgebildet. Der Fachmann wird erkennen, daß jede dieser Reflexionen aus Einzelreflexionen zusammengesetzt sein kann, die an jeder Grenzfläche entstehen, wo sich die optischen Eigenschaften ändern, und daß jede Reflexion eine wellenlängenabhängige Amplitude und Phase aufweisen wird. (51) stellt die mehreren reflektierten Lichtpunkte von dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10), dem Empfängerelement (20) und dem wahlfreien Trägerelement (71) auf dem Lichtdetektor (50) dar.

In den Fällen, wo das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht aufweist, in der das Lichtdämpfungsmittel ein Absorber ist, wird das vom Empfängerelement und vom Trägerelement reflektierte Licht erheblich abgeschwächt. In den Fällen, wo das thermisch bebilderungsfähige Element eine lichtgedämpfte Schicht aufweist, in der das Lichtdämpfungsmittel ein Diffusor ist, wird das Licht gestreut, das die lichtdämpfende Schicht in dem thermisch bebilderungsfähigen Element erreicht.

Die mehreren reflektierten Lichtpunkte (51) könnten für das in 3 abgebildete optische Sandwichelement zehn oder mehr Einzelstrahlen aufweisen. Der Lichtdetektor, typischerweise ein positionsempfindlicher Detektor, und seine zugehörige Elektronik und der wahlfreie Verarbeitungscomputer ermitteln die Position der Ebene, auf die das bilderzeugende Laserlicht zu fokussieren ist, auf der Basis dieser unterschiedlichen Signale von dem reflektierten Licht, während sich das Sandwichelement unter dem Bildaufzeichnungssystem bewegt, das den bilderzeugenden Laser enthält. Diese Bestimmung der optimalen Brennpunktposition wird dann zum bilderzeugenden Laser übermittelt.

Die Brennpunktposition ist die Distanz in Mikrometer, die der bilderzeugende Laserstrahl in das thermisch bebilderungsfähige Element hinein zurücklegt (Farbdonatorstruktur). Die Entfernung wird von der äußersten Oberfläche des thermisch bebilderungsfähigen Elements bis zu dem Punkt gemessen, wo der Strahl entweder die Oberfläche der Metallschicht erreicht (die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist), oder die Oberfläche der thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die dem Laser am nächsten liegt. Die Distanz wird durch Bildaufzeichnungsgerät-Software empirisch gemessen. Diese Distanz entspricht unter Umständen nicht genau den Dicken der Schichten des thermisch bebilderungsfähigen Elements, wie sie durch herkömmliche Mittel gemessen werden, z. B. mit einem Mikrometer, da der Laserstrahl sich nicht senkrecht zu dem thermisch bebilderungsfähigen Element ausbreitet. Für eine gegebene Schichtengruppe kann eine gewisse Schwankung der Brennpunktpositionen auftreten, während die bilderzeugende Laserquelle altert, und wenn wegen der Ungleichmäßigkeit der Dicken der Schichten, aus denen das thermisch bebilderungsfähige Element besteht, Schichten der gleichen Farbe unterschiedliche Dicken aufweisen. Der bilderzeugende Laser wird dann zum Fokussieren des bilderzeugenden Lasers ausgelöst, um das thermisch bebilderungsfähige Element mit einer Lichtenergiemenge zu belichten, die zur Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements ausreicht, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die Lichtmenge bestimmt wird, die von der lichtgedämpften Schicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements und dem Empfängerelement reflektiert und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden Laser übermittelt wird. Falls einer oder mehrere von den reflektierten nichtbilderzeugenden Strahlen fehlerhaft sind oder auf andere Weise die Bestimmung der Position des Medien-Sandwichelements fehlerhaft oder unbestimmt machen, können Fokussierungsfehler des bilderzeugenden Strahls auftreten. Es ist festgestellt worden, daß durch Beseitigung oder Verminderung des reflektierten Lichts von den Grenzflächen jenseits der lichtgedämpften Schicht die Bestimmungsgenauigkeit der richtigen Fokussierungsposition für den bilderzeugenden Laser verbessert werden kann.

SCHRITTE DES BILDAUFZEICHNUNGSVERFAHRENS Belichtung:

Der erste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die bildartige Belichtung des laserbebilderungsfähigen Aufbaus mit Laserstrahlung. Der Belichtungsschritt wird typischerweise mit einem bilderzeugenden Laser bei einer Laserenergie je Flächeneinheit bzw. Laserfluenz von etwa 600 mJ/cm2 oder weniger, besonders bevorzugt bei etwa 250 bis etwa 440 mJ/cm2 ausgeführt. Der laserbebilderungsfähige Aufbau weist das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement auf.

Der Aufbau wird normalerweise nach dem Entfernen eines oder mehrerer Deckblätter, falls vorhanden, hergestellt, indem das thermisch bebilderungsfähige Element in Kontakt mit dem Empfängerelement gebracht wird, so daß die thermisch bebilderungsfähige Schicht tatsächlich die Bildaufnahmeschicht am Empfängerelement berührt. Um die beiden Elemente zusammenzuhalten, können Vakuum und/oder Druck angewandt werden. Als eine Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement zusammengehalten werden, indem die Schichten am Rand miteinander verschweißt werden. Als weitere Alternative können das thermisch bebilderungsfähige Element und das Empfängerelement durch Klebeband aneinander und an der Bildaufzeichnungsvorrichtung befestigt werden, oder es kann ein Stift-/Klemmsystem benutzt werden. Als weitere Alternative kann das thermisch bebilderungsfähige Element auf das Empfängerelement auflaminiert werden, um einen laserbebilderungsfähigen Aufbau zu liefern. Der laserbebilderungsfähige Aufbau kann zweckmäßig auf einer Trommel montiert werden, um die Laserbildaufzeichnung zu erleichtern. Der Fachmann wird erkennen, daß bei der vorliegenden Erfindung auch andere Maschinenkonfigurationen angewandt werden können, wie z. B. Flachbett, Innentrommel, Bandantrieb usw.

Zur Belichtung des laserbebilderungsfähigen Aufbaus können verschiedene Lasertypen eingesetzt werden. Der Laser emittiert typischerweise im Infrarot-, nahen Infrarot- oder sichtbaren Bereich. Besonders vorteilhaft sind Diodenlaser, die im Bereich von etwa 750 bis etwa 870 nm emittieren und hinsichtlich ihrer geringen Größe, niedrigen Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit, Robustheit und leichten Modulation einen erheblichen Vorteil bilden. Diodenlaser, die im Bereich von etwa 780 bis etwa 850 nm emittieren, sind besonders typisch. Derartige Laser sind z. B. von Spectra Diode Laboratories (San Jose, CA) beziehbar. Ein bevorzugtes Gerät, das zum Aufbringen eines Bildes auf die Bildaufnahmeschicht eingesetzt wird, ist der Creo Spectrum Trendsetter 3244F, der Laser nutzt, die in der Nähe von 830 nm emittieren. Dieses Gerät nutzt einen Raumlichtmodulator, um die Ausgangsleistung von 5–50 Watt von der 830 nm-Laserdiodenanordnung aufzuteilen und zu modulieren. Die dazugehörige Optik fokussiert dieses Licht auf die bebilderungsfähigen Elemente. Dadurch werden 0,1 bis 30 Watt Bildaufzeichnungslicht auf dem Donatorelement erzeugt und auf eine Anordnung von 50 bis 240 Einzelstrahlen fokussiert, jeweils mit 10–200 mW Licht in Lichtpunkten von annähernd 10 × 10 bis 2 × 10 &mgr;m. Eine entsprechende Belichtung kann mit individuellen Lasern pro Lichtpunkt erzielt werden, wie z. B. in US-A 4 473 091 offenbart. In diesem Fall emittiert jeder Laser 50–300 mW elektrisch moduliertes Licht bei 780–870 nm. Weitere Optionen sind unter anderem lichtleitergekoppelte Laser, die 500–3000 mW emittieren und jeweils individuell moduliert und auf das Medium fokussiert werden. Ein derartiger Laser ist von Opto Power in Tucson, AZ, beziehbar.

Optische Bildaufzeichnungssysteme können auf der Basis jeder von diesen Laseroptionen konstruiert werden. In jedem System kann der Brennpunkt des bilderzeugenden Lasers manuell oder automatisch bestimmt werden. Ein gebräuchliches automatisches Fokussierverfahren nutzt einen separaten nichtbilderzeugenden Laser, dessen Strahlung auf die gewünschte Bildaufzeichnungsebene auftritt und in einen Sensor reflektiert wird. Für die Konstruktion dieses automatischen Fokussierungssystems gibt es viele Verfahren, die aber in Bildaufzeichnungssysteme einbezogen werden kömmen, die auf irgendeiner Belichtungslaserquelle basieren.

Die Belichtung kann durch die wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht und die Erhitzungsschicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements (das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlfrei ist) hindurch erfolgen. Die wahlfreie Ausstoßschicht oder Zwischenschicht des Empfängerelements mit aufgerauhter Oberfläche muß für Laserstrahlung weitgehend durchlässig sein. Die Erhitzungsschicht absorbiert die Laserstrahlung und unterstützt die Übertragung des bilderzeugenden Materials. In bestimmten Fällen ist die Ausstoßschicht oder die Zwischenschicht des thermisch bebilderungsfähigen Elements ein Film, der für Infrarotstrahlung durchlässig ist, und die Belichtung wird zweckmäßig durch die Ausstoß- oder Zwischenschicht hindurch ausgeführt. In anderen Fällen können diese Schichten Laserlicht absorbierende Farbstoffe enthalten, welche die Materialübertragung auf das Bildaufnahmeelement unterstützen.

Der laserbebilderungsfähige Aufbau wird bildartig belichtet, so daß die belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht in einer Struktur auf das Empfängerelement übertragen werden. Die Struktur selbst kann z. B. die Form vom Punkten oder eines durch einen Computer erzeugten Liniennetzes, eine durch Abtasten einer zu kopierenden Vorlage erhaltene Form, die Form eines digitalisierten Bildes, das von der Originalvorlage aufgenommen wird, oder eine Kombination aus diesen Formen annehmen, die vor der Laserbelichtung in einem Computer elektronisch kombiniert werden können. Der Laserstrahl und der laserbebilderungsfähige Aufbau befinden sich in ständiger Bewegung gegeneinander, so daß jede winzige Fläche des Aufbaus, d. h. jedes "Pixel", durch den Laser individuell adressiert wird. Dies wird im allgemeinen durch Montage des laserbebilderungsfähigen Aufbaus auf einer drehbaren Trommel erreicht. Es kann auch ein Flachbettbelichter verwendet werden.

Trennung:

Der nächste Schritt in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Trennung des thermisch bebilderungsfähigen Elements vom Empfängerelement. Dies wird gewöhnlich ausgeführt, indem die beiden Elemente einfach voneinander abgelöst werden. Dies erfordert im allgemeinen eine sehr geringe Ablösekraft und wird ausgeführt, indem der thermisch bebilderungsfähige Träger einfach vom dem Empfängerelement abgetrennt wird. Dies kann unter Anwendung irgendeines herkömmlichen Trennverfahrens ausgeführt werden und kann manuell oder automatisch ohne Bedienereingriff erfolgen.

Die Trennung ergibt ein lasergeneriertes Bild, typischerweise ein Halbtonpunktbild, das die übertragenen belichteten Flächen der thermisch bebilderungsfähigen Schicht aufweist, die auf der Bildaufnahmeschicht des Empfängerelements freigelegt sind. Typischerweise ist das durch die Belichtungs- und Trennungsschritte erzeugte Bild ein lasergeneriertes farbiges Halbtonpunktbild, das auf einer kristallinen Polymerschicht ausgebildet ist, wobei sich die kristalline Polymerschicht auf einem ersten Zwischenträger befindet, auf dem vor dem Aufbringen der kristallinen Polymerschicht eine direkt aufgebrachte Schicht vorhanden sein kann oder nicht, wobei entweder der erste Zwischenträger oder die wahlfreie Schicht, die sich direkt auf dem Träger befinden kann, das Lichtdämpfungsmittel aufweist.

Weitere Schritte:

Das so freigelegte Bild auf der Bildaufnahmeschicht kann dann direkt auf ein permanentes Substrat übertragen werden, oder es kann auf ein Zwischenelement, wie z. B. ein Bildversteifungselement, und dann auf ein permanentes Substrat übertragen werden. Typischerweise weist das Bildversteifungselement einen Träger mit einer Trennfläche und einer thermoplastischen Polymerschicht auf.

Das so freigelegte Bild auf der Bildaufnahmeschicht wird dann mit der thermoplastischen Polymerschicht des Bildversteifungselements in Kontakt gebracht, typischerweise darauf laminiert, wodurch die thermoplastische Polymerschicht des Versteifungselements und die Bildaufnahmeschicht des Empfängerelements das Bild einschließen. Um die Laminierung auszuführen, wird vorzugsweise ein von DuPont hergestellter WaterProof® Laminator verwendet. Es können jedoch auch andere herkömmliche Mittel angewandt werden, um den Kontakt des bildtragenden Empfängerelements mit der thermoplastischen Polymerschicht des Versteifungselements herzustellen. Wichtig ist, daß das Haftvermögen des Versteifungselementträgers, der eine Trennfläche aufweist, an der thermoplastischen Polymerschicht geringer ist als das Haftvermögen zwischen irgendwelchen anderen Schichten in dem Sandwichelement. Die neuartige Baugruppe oder das Sandwichelement ist sehr gut verwendbar, z. B. als verbessertes Bildproofherstellungssystem. Der Träger mit einer Trennfläche kann dann entfernt werden, typischerweise durch Ablösen, um die thermoplastische Schicht freizulegen. Das Bild auf dem Empfängerelement kann dann auf das permanente Substrat übertragen werden, indem das permanente Substrat mit der freigelegten thermoplastischen Polymerschicht des Sandwichelements in Kontakt gebracht wird, typischerweise darauf laminiert wird. Zur Durchführung des Laminierens wird wieder ein von DuPont hergestellter WaterProof® Laminator benutzt. Es können jedoch auch andere herkömmliche Mittel angewandt werden, um diesen Kontakt herzustellen.

Eine andere Ausführungsform weist einen zusätzlichen Schritt auf, in dem der Empfängerträger entfernt wird, typischerweise durch Ablösen, was dazu führt, daß die Baugruppe oder das Sandwichelement das permanente Substrat, die thermoplastische Schicht, das Bild und die Bildaufnahmeschicht aufweist. In einer stärker bevorzugten Ausführungsform stellen diese Baugruppen einen Druckproof bzw. Probeabzug dar, der ein lasergeneriertes thermisches Halbtonpunkt-Farbbild, das auf einer kristallinen Polymerschicht ausgebildet ist, und eine thermoplastische Polymerschicht aufweist, die an einer Seite auf die kristalline Polymerschicht und an der anderen Seite auf das permanente Substrat auflaminiert ist, wodurch das Bild zwischen der kristallinen Polymerschicht und der thermoplastischen Polymerschicht eingeschlossen wird.

Entstehung von mehrfarbigen Bildern:

Bei Proofherstellungsanwendungen kann das Empfängerelement ein Zwischenelement sein, auf dem ein mehrfarbiges Bild aufgebaut wird. Ein thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die ein erstes Pigment aufweist, wird belichtet und getrennt, wie oben beschrieben. Auf dem Empfängerelement entsteht ein Bild mit dem ersten Pigment, das typischerweise ein lasergeneriertes thermisches Halbtonpunkt-Farbbild ist. Danach bildet ein zweites thermisch bebilderungsfähiges Element mit einer thermisch bebilderungsfähigen Schicht, die sich von der des ersten thermisch bebilderungsfähigen Elements unterscheidet, einen laserbebilderungsfähigen Aufbau mit dem Empfängerelement, auf dem sich das mit dem ersten Pigment erzeugte Bild befindet, und wird bildartig belichtet und getrennt, wie oben beschrieben. Die Schritte, (a) Ausbilden des laserbebilderungsfähigen Aufbaus mit einem thermisch bebilderungsfähigen Element, das ein anderes als das vorher verwendete Pigment aufweist, und dem früher bebilderten Empfängerelement, (b) Belichten und (c) Trennen werden nacheinander so oft wie nötig wiederholt, um das mehrere Farben enthaltende Bild eines Farbproofs auf dem Empfängerelement aufzubauen. Während des Bildaufbaus verändert sich daher das Bild auf dem Empfänger, und die Lichtdurchlässigkeit dieses Bildes bei der Wellenlänge des nichtbilderzeugenden Lasers verändert sich während der Wiederholung des Prozesses. Licht, das durch dieses Bild gelangt und in den Lichtdetektor reflektiert wird, typischerweise einen positionsempfindlichen Lichtdetektor, verursacht Abbildungsfehler, die durch die lichtgedämpfte Schicht in dem Empfänger stark reduziert werden.

Das Versteifungselement kann dann mit den mehrere Farbstoffe enthaltenden Bildern auf dem Bildempfängerelement in Kontakt gebracht, typischerweise darauf auflaminiert werden, wobei sich das letzte farbstoffhaltige Bild in Kontakt mit der thermoplastischen Polymerschicht befindet. Der Prozeß wird dann abgeschlossen, wie oben beschrieben.

BEISPIELE

Diese nichteinschränkenden Beispiele demonstrieren die hierin beschriebenen Verfahren und Produkte, wobei man Bilder in den verschiedensten Farben erhält. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozent, wenn nicht anders angegeben. Glossar SDA Von intramolekularem Salz freier saurer 2-[2-[2-Chlor-3[2-(1,3-dihydro-1,1-dimethyl-3-(4-dimethyl-3-(4-sulfonyl)-2H-benzindol-2-yliden)ethyliden]-1-cyclohexen-1-yl]-1,1-dimethyl-3-sulfobutyl)-1H-benzindolium-SDA 4927-Infratotfarbstoff [CAS-Nr. 162411-28-1] (H. W. Sands Corp., Jupiter, FL) FSA Zonyl®-FSA-Fluortensid, 25% Feststoffanteil in Wasser und Isopropanol [CAS-Nr. 57524-45-7]. Ein anionisches Lithiumcarboxylat-Fluortensid mit der folgenden Struktur: RfCH2CH2SCH2CH2CO2Li, mit Rf = F(CF2CF2)x und x = 1 bis 9 (DuPont, Wilmington, DE) FSD Zonyl®-FSD-Fluortensid; 43% aktiver Bestandteil in Wasser (DuPont, Wilmington, DE)
RCP-26735 Methylmethacrylat/n-Butylmethacrylat-(76/24)-Copolymer-Latexemulsion mit 37,4% Feststoffanteil (DuPont, Wilmington, DE). PEG 6800 Polyethylenglycol 6800 [CAS-Nr. 25322-68-3], 100%, Scientific Polymer Products, Inc., Ontario, NY) DF110D Surfynol® DF 110D (Air Products) Zinpol® 20 Zinpol® 20, Polyethylen-Wachsemulsion, 35% in Wasser (B. F. Goodrich Company) Melinex® 573 0,1 mm (4 Mil) klare PET-Base (DuPontTeijinFilmsTM, Gemeinschaftsunternehmen von E.I. DuPont de Nemours & Company) Melinex® 6442 0,1 mm (4 Mil) PET-Base mit 670 nm Farbstoffabsorber (DuPontTeijinFilmsTM, Gemeinschaftsunternehmen von E.I. DuPont de Nemours & Company) Farbstoff ist 1H-Naphth[2,3-f]isoindol-1,3,5,10(2H)-tetron-4,11-diamino-2-(3-methoxypropyl)-(9Cl) (CA-Indexname) mit der CAS-Nr. 12217-80-0 30S330 Green Shade Phthalo Blue-Dispersion (etwa: grüngetönte Phthalocyaninblau-Dispersion) auf Wasserbasis, 40% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA) 32Y144D Green Shade Yellow-Dispersion auf Wasserbasis, 41% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA) 32Y145D Red Shade Yellow-Dispersion auf Wasserbasis, 40% Feststoffanteil (Penn Color, Inc., Doylestown, PA) 32R164D Rote 32R164D-Pigmentdispersion, 40% in Wasser (Penn Color, PA) 32S168D Violette 32S168D-Pigmentdispersion; 41% in Wasser (Penn Color, PA) 32S187D Blaue 32S187D-Pigmentdispersion; 40% in Wasser (Penn Color, PA) WaterProof® Thermal Halftone Proofing System (Thermisches Halbton-Proofherstellungssystem) – Größe 4 Seiten, Umdruckfolie, Bestell-Nr. H74900 (aka-Empfänger), IRL-Folie, Bestell-Nr. H71103 Donatorschicht Schwarz, Bestell-Nr. H71073 Donatorschicht Magenta, Bestell-Nr. H71022

BEISPIEL 1 Herstellung von thermisch bebilderungsfähigen Zusammensetzungen

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung einer bei 670 nm absorbierenden auftragbaren Zusammensetzung und eines thermisch bebilderungsfähigen Elements. Die Rückseite eines magentaroten thermisch bebilderungsfähigen Elements wurde mit einer bei 670 nm absorbierenden Zusammensetzung beschichtet und in einer Farbproofanwendung verwendet. Das thermisch bebilderungsfähige Element wurde von CP Films (Martinsville, VA) aus einer 0,1 mm (4 Mil) dicken Polyesterunterlage (Melinex® 573) hergestellt, die durch Sputtern mit etwa 70 × 10–10 m (etwa 70 Å) Chrom beschichtet wurde, was ausreicht, um eine Lichtdurchlässigkeit von etwa 60% zu erzeugen. Die Dicke der Metallschicht wurde in situ mit einem Quarzkristall und nach dem Aufbringen durch Messen der Reflexion und Durchlässigkeit der Schichten überwacht. Diese metallisierte Unterlage wurde dann unter Verwendung einer Produktionsanlage mit der in Tabelle 1 beschriebenen Magenta-Donatorrezeptur beschichtet. Unter Verwendung der Rezeptur in Tabelle 2 wurde eine Zusammensetzung einer bei 670 nm absorbierenden Pigmentdispersion hergestellt, dann auf die Rückseite des Magenta-Elements (die Seite des Basiselements gegenüber der Vorderseite, die mit der Magenta-Rezeptur beschichtet wurde) aufgetragen, wobei die WaterProof® Color Versatility-Beschichtungsvorrichtung von DuPont und Drahtrakel #5, #6 und #7 benutzt wurden, und anschließend 5 Minuten bei 50°C getrocknet.

TABELLE 1 Rezepturen für farbstoffhaltige Zusammensetzungen:
TABELLE 2 Rezeptur für Beschichtung mit Absorption bei 670 nm

Jedes der so hergestellten, rückseitig beschichteten Magenta-Elemente, die gemäß der obigen Beschreibung hergestellt wurden, wurde in die Kassette eines Creo 3244 Spectrum Trendsetter, Creo, Vancouver, BC, eingelegt und auf einen Empfänger abgebildet, um ihre Brennpunktpositionen für den heißen Brennpunkt zu bestimmen: 120-200 U/min und 12-18 Watt. Der mit dem Trendsetter verbundene Computer enthielt Digitaldateien, welche die vier Prozeßfarben (gelb, magentarot, cyanblau und schwarz) darstellten.

Diese Bildaufzeichnungsanlage erzeugte lasergenerierte magentarote thermische Digitalhalbtonbilder (Proofs).

Das Bild wurde auf ein Bildversteifungselement (IRL) übertragen. Der Empfängerträger wurde abgelöst, und das Bild wurde mit einem LOE-Papiersubstrat in Kontakt gebracht und anschließend von dem Träger des Bildversteifungselements abgelöst, um ein Bild auf dem LOE-Papiersubstrat zu erzeugen, das zwischen der Polycaprolactonschicht und der IRL-Polymerschicht eingeschlossen war.

Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß die Differenz zwischen der Brennpunktposition für Einzelbilder und Überdruckbilder für das Magenta-Element mit einer bei 670 nm absorbierenden rückseitigen Beschichtung kleiner war als für das Kontrollelement ohne die rückseitige Beschichtung, die einen Absorber für 670 nm enthielt.

In diesen Beispielen verwendete Brennpunktpositionsdaten wurden von dem Computerdiagnosekanal des Creo 3244 Spectrum Trendsetter erfaßt.

TABELLE 3 Brennpunktposition des Magenta-Elements

Die Kontrollprobe ist ein Magenta-Element ohne die rückseitige Beschichtung mit einem 670 mn-Absorber.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Einstellung des Brennpunkts eines bilderzeugenden Lasers zur Bebilderung eines thermisch bebilderungsfähigen Elements (10), mit den folgenden Schritten:

    (a) Bereitstellen einer Bebilderungseinheit mit einem nichtbilderzeugenden Laser und einem bilderzeugenden Laser, wobei der nichtbilderzeugende Laser einen Lichtdetektor aufweist, der mit dem bilderzeugenden Laser in Verbindung steht;

    (b) Inkontaktbringen eines Empfängerelements (20) mit dem thermisch bebilderungsfähigen Element (10) in der Bebilderungseinheit, wobei das thermisch bebilderungsfähige Element (10) eine thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) an einer Vorderseite eines Basiselements (11) und eine lichtgedämpfte Schicht (15) mit einem Lichtdämpfungsmittel an einer Rückseite des Basiselements (11) aufweist;

    (c) Auslösen des nichtbilderzeugenden Lasers, um das thermisch bebilderungsfähige Element (10) und das Empfängerelement (20) einer Lichtenergiemenge auszusetzen, die ausreicht, damit der Lichtdetektor die von der lichtgedämpften Schicht (15) des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) und dem Empfängerelement (20) reflektierte Lichtmenge erfaßt; und

    (d) Auslösen des bilderzeugenden Lasers, um den bilderzeugenden Laser zu fokussieren und das thermisch bebilderungsfähige Element (10) einer für die Bebilderung des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) ausreichenden Lichtenergiemenge auszusetzen, wobei der Brennpunkt der Lichtenergie durch die von der lichtgedämpften Schicht (15) des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) reflektierten Lichtmenge bestimmt und durch den Lichtdetektor zum bilderzeugenden Laser übermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lichtdämpfungsmittel unter einem Absorber, einem Diffusor und deren Gemischen ausgewählt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Absorber ein blaues Phthalocyanin-Pigment ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Absorber Ruß ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Diffusor Titandioxid ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Lichtdämpfungsmittel ein Gemisch aus einem blauen Phthalocyanin-Pigment und Titandioxid ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) ein Pigment aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der nichtbilderzeugende Laser Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 300 nm bis 1500 nm emittiert.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die folgenden Schritte aufweist:

    (a) Bebildern des thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) zur Ausbildung von bebilderten und nicht bebilderten Flächen; und

    (b) Trennen des bebilderten thermisch bebilderungsfähigen Elements (10) von dem Empfängerelement (20) zur Erzeugung eines Bildes auf dem Empfängerelement (20).
  10. Laserbebilderungsfähiges Element (10), das ein Basiselement (12) mit einer Vorderseite und einer Rückseite, eine an der Vorderseite des Basiselements (12) angeordnete thermisch bebilderungsfähige Schicht (14) und eine an der Rückseite des Basiselements (12) angeordnete lichtgedämpfte Schicht (15) mit einem Lichtdämpfungsmittel aufweist, wobei zwischen dem Basiselement (12) und der thermisch bebilderungsfähigen Schicht (14) eine Erhitzungsschicht (13) angeordnet ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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