DE2740505A1

DE2740505A1 - Verfahren und material zur erzeugung eines lichtstreuenden bildes mittels eines laserstrahls

Info

Publication number: DE2740505A1
Application number: DE19772740505
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Albert Ghekiere; Hugo Karel Peeters
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1976-09-24
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1978-03-30
Also published as: US4139853A; FR2365830A1; JPS6027595B2; GB1584779A; DE2740505C2; FR2365830B1; BE858636A; JPS5342028A

Description

AG FA-G EVAERT AG

PATENTABTEILUNG

LEVERKUSEN
Gs/AB

0 ⁶· >&■ 1977

Verfahren und Material zur Erzeugung eines lichtstreuenden Bildes mittels eines Laserstrahls

Die Erfindung betrifft die Aufzeichnung mit Laserstrahlen hoher Intensität sowie besonders für diesen Zweck geeignete Materialien.

In J.Micrographics, Band 8, Nr.6, Juli (1975), 265-273 wurde eine "heat mode"-Aufzeichnung benannte hoch-auflösende thermische Laseraufzeichnung beschrieben. Definitionsgemäss schließt der Ausdruck "heat mode-Aufzeichnung" jedes Verfahren ein, indem absorbierte Energie aus einem Laserstrahl die Temperatur des Aufzeichnungsmediums auf einen Punkt erhöht, an dem fassbare physikalische und/oder chemische Veränderungen entweder direkt oder indirekt durch die Wirkung zusätzlicher Kräfte stattfindet.

Einige Nicht-Silberhalogenidmaterialien wurden für die heat mode-Aufzeichnung als geeignet befunden. Beispielsweise werden nach der Beschreibung in der US-PS 3 314- 073 durch Vakuum·* abscheidung oder Aufsprühen erhaltene metallische Filme bildweise an den von der Laserbestrahlung getroffenen Flächen verdampft.

Eine für die Laseraufzeichnung mit hoher Intensität geeignete Klasse organischer Materialien stellen organische Beschichtun-

AG 1557

809813/0749

gen dar, die aus einem oder mehreren, in einem Kunststoffbindemittel enthaltenen Farbstoffen bestehen. Zwei Arten von Aufzeichnungsmaterialien können hier in Betracht gezogen werden, nämlich diejenigen, in denen ein Farbstoff unter dem Einfluß der darauf gerichteten Strahlung sich entfärbt oder verdampft, sowie die, in denen die thermoplastische Polymerbindemittelschicht durch die Wärmeenergie deformiert wird, die eine hohe Absorption bei der Laserwellenlänge aufweisen. Der erste Typ dieser Materialien, welcher eine sehr hohe Menge von Farbstoff enthält, ist beispielsweise in der US-PS 3 465 352 beschrieben. Ein typisches Beispiel ist eine 17 %ige feste Lösung eines Triphenylmethanfarbstoffs in einem Cellulosenitratbindemittel. Der zweite Materialtyp wird in der US-PS 3 475 760 beschrieben. Beispiele für diese Materialien sind thermoplastische Bindemittelschichten auf der Basis von Vinyltoluol-butadien, Polystyrol-terphenyl, Polyäthylen oder Cellulosenitrat im Gemisch mit beispielsweise 25 Gew.-% eines Nigrosinfarbstoffs.

Ein wichtiges Kennzeichen der Laser-heat mode-Aufzeichnung ist das Auftreten eines Schwellenwerteffektes. Mit anderen Worten, es findet unterhalb einer kritischen Intensität,

2
d.h. einer Energieschwelle (Watt/cm ) keine Aufzeichnung statt, unabhängig davon wie lange die Belichtungszeit ist, was bedeutet, daß eine Bildstabilisierung überflüssig ist.

Die nicht in den Bereich der "heat mode-Aufzeichnung" gehörenden, als KALVAR (Warenzeichen)-Filme bekannten vesikulären Filme, stellen ein trockenes, für die Laseraufzeichnung geeignetes Bilderzeugungsmaterial dar. In J. SMPTE M' 588-599 (Juli 1974) ist ein Laseraufzeichnungssystem unter Verwendung eines Helium-Cadmium-Lasers zum Schreiben auf KALVAR (Warenzeichen) -Film beschrieben. Der Helium-Cadmium Laser hat eine Ausgangsleistung von etwa 10 mW und er-

AG 1557 - 2 -

809813/0749

-S-

zeugt einen Laserstrahl von monochromatischem Licht der Wellenlänge 441,6 nm. Der KALVAR (Warenzeichen) -Film enthält lichtempfindliche Diazoverbindungen in einem thermoplastischen Bindemittel, z.B. Polyvinylchlorid. Während der Bestrahlung werden geringfügige Mengen von Stickstoff aus der Diazoverbindung abgespalten. Durch darauffolgende ingesamte Erhitzung dehnt sich der Stickstoff zu mikroskopischen Bläschen aus, die wegen ihres Brechungsindexes, der von dem des Bindemittelmediums abweicht, als lichtstreuende Zentren wirken (siehe beispielsweise Jaromir Kosar "Light sensitive Systems" - John Wiley & Sons, Inc. New York (1965), Seite 276-277).

Der lichtempfindliche KALVAR-FiIm, z.B. KALVAR MIKROLITH 1000 (Warenbezeichnung) -Film, der kein heat-mode-Aufzeichnungsfilm ist, kann bei normaler in einem Büro herrschenden Beleuchtung vor oder nach der bildweisen Belichtung nur einige wenige Minuten sicher gehandhabt werden. Nach der bildweisen Belichtung muß der Film wärmeentwickelt werden, darf jedoch vor der Belichtung über keinen wesentlichen Zeitraum Temperaturen über 32°C ausgesetzt werden.

Vesikularbilder können auch in einem Filmmaterial durch Photodepolymerisation von Polyketonen erzeugt werden, welche aus tiefsiedenden Monomeren gemäss der US-PS 3 091 532 gebildet werden.

Das latente Bild aus dem Monomeren wird durch Erhitzen des Materials auf eine Temperatur von etwa 120 bis über 160°C unter Bildung eines Vesikularbildes entwickelt.

AG 1557 - 3 -

809813/0749

Ein anderes für die Vesikularbilderzeugung vorgeschlagenes Bildmaterial wird in der US-PS 3 183 091 beschrieben und besteht im wesentlichen aus einer Verbindung, z.B. Polyvinylidenchlorid, die bei Belichtung mit aktinischer Strahlung Halogenwasserstoff abspaltet, welcher in eine Reaktion mit einer gasbildenden Verbindung, z.B. einem Alkali- oder Erdalkalicarbonat, -hydrogencarbonat, -oxalat oder -tartrat eintritt. Ein Aufzeichnungsmaterial dieses Typs wird für die Entwicklung eines sichtbaren Vesikularbildes nach der Entwicklung 30 see. bei 13O°C erhitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Laser-heat mode-Aufzeichnungsverfahren zu entwickeln, nach dem Sofortbilder (real-time images) ohne besondere Hitzebehandlung erzeugt werden können. Mit dem Ausdruck "Sofortbilder" sind Bilder gemeint, die sofort bei der Aufzeichnung sichtbar werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Material für die Laseraufzeichnung zu schaffen, das nicht in der Dunkelkammer gehandhabt werden muß und das gegen die höchsten auf der Erde auftretenden Intensitäten von nicht-fokussiertem Sonnenlicht unempfindlich ist.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, AufZeichnungsmaterialien zu schaffen, die für die Laser-heat mode-Aufzeichnung geeignet sind und eine möglichst unbegrenzte Lagerungsstabilität sowohl vor als auch nach dem Stadium der Bilderzeugung aufweisen.

Es ist schließlich Aufgabe der Erfindung, ein Material für die Laseraufzeichnung mit zeitlichen Aufbau-Möglichkeiten zu entwickeln. Mit dem Ausdruck "Aufbau-Möglichkeiten" ist gemeint, daß das Aufzeichnungsmaterial nach einem vorhergehenden Aufzeichnungsvorgang empfindlich bleibt für Bilderzeugungsenergie für die Aufzeichnung einer weiteren Informationsmenge zusätzlich zur bereits gespeicherten Information.

AG 1557 - 4 -

809813/0749

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur direkten Erzeugung eines lichtstreuenden Bildes geliefert, worin eine Aufzeichnungsschicht informationsweise im Bereich des sichtbaren Lichtes mit einer Lichtuuurgiuduuiu von mindmi-

-1 -2
tens 10 Ws cm durch einen fokussierten Laserstrahl mit

4 -2 einer Intensität von mindestens 10 Wem belichtet wird und worin die Aufzeichnungsschicht eine thermoplastische Polymerschicht ist, in welcher eine oder mehrere Stoffe gelöst sind, welche sichtbares Licht absorbieren, z.B. ein oder mehrere organische Farbstoffe, welche dieser Aufzeichnungsschicht eine optische Dichte im gerichteten Licht von mindestens 0,1, bezogen auf eine monochromatische Welle des bei der Belichtung eingesetzten Laserstrahls, verleiht und die in einer Menge von maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das oder die thermoplastischen Polymeren der Schicht vorliegt, wobei die Aufzeichnungsschicht in der Lage ist, in den vom Strahl getroffenen Flächen direkt winzige lichtstreuende Zentren zu entwickeln, welche eine Minimaldichte im gerichteten weissen Licht (400 bis 700 nm) von 0,2 verleihen, und zwar gemessen mit Bezug auf einen transparenten Hintergrund mit einem automatischen ANSCO (Warenzeichen) Aufzeichnungs-Mikrodensitometer Modell 4, dessen numerische Apertur der Belichtungslinse 0,4 ist, wobei während der Messung die entsprechende Mikroschraube der Belichtungsstrichblende in Stellung 1 war und vor dieser Strichblende ein Belichtungsspalt lag, dessen entsprechende Mikroschraube dieser Vorrichtung in Stellung 6 war.

Die Aufzeichnungsschicht zeigt keine lichtstreuenden Zentren, wenn sie vom gleichen Laserstrahl getroffen wird, dessen Intensität jedoch um den Faktor 10 vermindert ist.

Bezüglich der Definition der "optischen Dichte im gerichteten Licht" und ihrer Messung wird auf C.E. Kenneth Mees und T.H. James - "The Theory of the Photographic Process", The Macmillan Company, New York, 3. Auflage (1969) Seite 421, verwiesen.

AG 1557 - 5 -

809813/0749

Unter "gelöst" ist die molekulare Verteilung in einem kontinuierlichen Medium zu verstehen, im Unterschied zu "dlspergiert", was sich auf Konglomerate von Molekülen in einem umgebenden kontinuierlichen Medium bezieht.

Die vorliegende Erfindung schliesst ein Aufzeichnungsmaterial mit den oben bezeichneten Eigenschaften ein.

Beispiele für zur Verwendung in den Materialien geeigneten thermoplastischen Polymeren sind :

AG 1557 - 6 -

809813/0749

PARLON 300 Cp (PARLON ist eine Warenbezeichnung von The Hercules Powder Company, Inc., Wilmington, Del., USA, für einen chlorierten Kautschuk). Seine Glasübergangstemperatur (TG) ist 96°C.

2. LUVISKOL K-90 (LUVISKOL ist eine Warenbezeichnung der BASF AG, Ludwigshafen, BRD, für ein Poly-N-vinylpyrrolidon). Der TG des verwendeten Polymeren ist 143°C, das Molekulargewicht beträgt 700 000.

3- CopolyiN-vinylcarbazol/Methylacrylat/^-Hydroxyäthylacrylat) mit einem TG von 96°C und der folgenden Struktur :

-CH₂-CH-

-CH₀-CH- ^ 1

COOCH,

-CH₀-CH-

COOCH₂-CH₂-OH

mit χ = 60 Gew.-%
y = 30 Gew.-%
ζ = 10 Gew.-%.

Dieses Copolymere wurde hergestellt wie folgt :

In einem 2-1-Reaktionsgefäss mit Rührer, Kühler, zwei Tropftrichtern und Stickstoffzufuhr wurden die folgenden Stoffe eingebracht, gemischt und mit Stickstoff durchströmt :

800 ml entmineralisiertes Wasser,

10 g HOSTAPON T (Warenbezeichnung der Farbwerke Hoechst AG, Frankfurt (M)-Höchst, BRD, für ein Netzmittel mit der Formel

H₃C-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇-CO-N-(CH₂)₂-S0,Na

CH,
120 g N-Vinylcarbazbl.

Das Reaktionsgemisch wurde aif einem Wasserbad bei 75⁰O erhitzt. Dann wurde ein Gemisch von 60 g Methylacrylat und

AG 1557

809813/0749

20 g /3-Hydroxyäthylacrylat über 30 min über einen Tropftrichter zusammen mit 4-0 ml einer 2,5 Gew.-%igen wässrigen Lösung von 4,4'-Azo-bis(^-cyanovaleriansäure) aus dem anderen Tropftrichter zugetropft. Die Temperatur des Reaktionsgemisches stieg auf 80°C und Rückfluss trat auf. Das Reaktionsgemisch wurde 20 min auf 80⁰C gehalten, worauf man die Temperatur auf 90⁰C erhöhte und das Gemisch 3 h bei dieser Temperatur hielt. Es wurde dann über Nacht gerührt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Der gebildete Niederschlag wurde abgesaugt und mit einem Gemisch von 900 ml Tetrahydrofuran, 900 ml Methanol und 900 ml einer 5 Gew.-%igen Natriumchloridlösung behandelt. Der ursprünglich weiche Copolymerniederschlag wurde spröde und wurde durch Dekantieren abgetrennt und dreimal mit Wasser gewaschen.

Die TG des erhaltenen Copolymeren betrug 96°C

Die zur Verwendung in den erfindungsgemässen Aufzeichnungsmaterialien geeigneten thermoplastischen Polymeren weisen vorzugsweise eine breite Molekulargewichtsverteilung auf.

Die Molekulargewichtsverteilung eines Polymeren kann durch GeI-Permeationschromatografie bestimmt werden. Ein Polymeres besteht aus n., np .. η. * * ⁿN Molekülen _mit den entsprechenden Molekülmassen M , M„, ..M. .. M„. Das Gewicht aller Moleküle mit der Molekülmasse M. ist somit '«-λ= n.M.. Für die Definition der Molekulargewichtsverteilung wird die folgende Formel verwendet :

M
mit : _w ^l

100

AG 1557 - 8 -

809813/0749

BAD ORIGINAL

Diese Formel gibt die Molekülmasse wieder, die das Polymere besässe, wenn alle Moleküle dieselbe Grosse hätten. Die durchschnittliche Molekülmasse in Mn.·¹ -Gewicht beträgt :

N 1

100

L = 1 für ein monodisperses Produkt und L ist umso höher, je mehr polydispers das Polymere ist. Der chlorierte Kautschuk PARLON 3OO Cp (Warenbezeichnung) ist durch L=1O charakterisiert.

Organische Farbstoffe mit guter photochemischer Stabilität werden zur Verwendung in den erfindungsgemässen Aufseichnungsmaterialien bevorzugt. Beispiele solcher Farbstoffe können in der folgenden Tabelle gefunden werden, wobei hinter ihrer chemischen Struktur oder ihrem Namen die Farbindexziffer (CI. number) steht.

Tabelle

Farbstoff

ι ι

0--0-- xi

'Tf f. -CH=CH

¹CH^-COOCH,

H₃CO-

O-?

O N

C = CH - CH = C ^C=S

I I O=C- N-CH,

SO₂H 0

Neozaponorange RE

Pat. ref. oder CI. Nummer

U.K.Patent

Spec

489,335

Published German Patent Application P2426177·6

Solvent Orange ^A CI 11,000

AG 1557

809813/0749

BAD ORIGINAL

	Sudanrot G	GC	GTjS	CH	Cl"	2740505
4	Alcovar Orange		PG	⁺ß -C K^J	Solvent Red 1 CI 12,150
5	Rosolsäuro	:yi 3		Solvent Orange 38 CI 11,000
6	Rouge i'eu Ru ■/ li	Lgrnent		Solvent Dye CI 43,800
7	Orange Tertrop			CI Solvent Red 124
8	CH,	-CH —		CI Pigment Orange 13 CI 21,110
	ι > M
ο				Published German Patent Application P2363453.9

Von diesen Farbstoffen wird Farbstoff Nr. 1 zur Verwendung in Verbindung mit einem Argon-Ionen-Laser bevorzugt, da sein Absorptionsmaxiinum sehr nahe an der Laserwellenlänge 514,5 nm liegt, nämlich bei 519 nm.

Die Konzentrationen dieses (dieser) Farbstoffe(s) in der Aufzeichnungsschicht liegt in den oben definierten Grenzen und liegt normalerweise im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das oder die Polymeren.

Die Aufzeichnungsschicht wird vorzugsweise auf ein Trägermaterial aufgetragen, obwohl selbsttragende Aufzeichnungsmaterialien nicht ausgeschlossen werden. Geeignete Träger sind masshaltige Träger einschliesslich Glasplatten, Metallfolien, Harzfolien und Harzplatten, z.B. aus einem Polyester oder Polystyrol.

Die Dicke der Aufzeichnungsschicht liegt im Bereich von 0,5 bis 10 tun, vorzugsweise 1 bis 2 um.

Die Aufzeichnungsmaterialien, die eine Aufzeichnungsschicht, wie sie im vorliegenden Verfahren definiert wird, enthalten, AG 1557 - 10 -

809813/0749 BADOR,G,NAL

werden durch Aufschichten einer Lösung, welche mindestens ein geeignetes thermoplastisches Polymeres und den oder die genannten Farbstoffe enthält, auf einen Träger hergestellt, auf welchem die Beschichtung permanent oder nach dem Trocknen ablösbar haftet. Selbsttragende Aufzeichnungsschichten können hergestellt werden, indem man die Beschichtung von einem vorläufigen Träger abstreift.

Beim Schreiben mit dem Laserstrahl erhalten die Aufzeichnungsmaterialien sofort eine Spur aus winzigen lichtstreuenden Zentren, welche den vom Laserlicht getroffenen Flächen entsprechen.

Der Laserstrahl wird vorzugsweise auf die" Aufzeichnungsschicht

2 2

auf einen Fleck von 0,5 bis 10 pm , vorzugsweise 1 bis 4 pm , fokussiert.

Um eine befriedigend hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit, d.h. LaserSchreibgeschwindigkeit, zu erzielen, erfolgt die Aufzeichnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Laser einer Ausgangsenergie von vorzugsweise mindestens 1OO mW. Solche Laser gehören z.B. zur Klasse der Hochenergiegaslaser. Ein bevorzugter Laser zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist der Argon-Ion-Laser mit einer Lichtleistung von 1,4 W bei 514,5 nm.

Einen Überblick über Laser einschließlich Ionengaslaser mit Lichtleistungen einer Größenordnung von Watt im sichtbaren Spektrum, gibt Marce Eleccion in IEEE Spectrum, März 1972, Seite 26-40.

Die Intensität und Abweichung von Laserstrahlen kann mit Hilfe der dem Fachmann bekannten Mittel moduliert werden. Da die Er-

AG 1557 - 11 -

809813/0749

zeugung und Kontrolle von Laserstrahlen durch Vorrichtungen und Verfahren bewerkstelligt wird, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind und die dem Fachmann bekannt sind, wird dies hier nicht in Einzelheiten erläutert.

Da die Bildaufzeichnung auf Lichtstreuung beruht, kann das erzielte Muster zur Erzeugung von Transparenzen verwendet werden, deren nicht-transparente Gebiete den Gebieten entsprechen, die dem Laserstrahl ausgesetzt waren. Für Projektionszwecke wird direktes Licht ("specular light"), d.h. in einem Engwinkel projeziertes Licht, auf das mit einem Bild versehene Aufzeichnungsmaterial gerichtet. Die dem Laserstrahl ausgesetzten Flächen streuen diesen Lichtstrahl, während in den nicht-belichteten Flächen das Licht unverändert durchgelassen wird. In dieser Ausführungsform wird die Aufzeichnungsschicht auf einen transparenten Träger aufgeschichtet.

Ein Lichtbild mit im Vergleich zu dieser Transparenz umgekehrten Bildwerten kann erhalten werden, indem man die Aufzeichnungsschicht oder -beschichtung auf einen schwarzen Hintergrund, z.B. einen opaken Träger oder einen mit einer schwarzen Schicht beschichteten Träger, legt und Licht auf die dem Laserstrahl ausgesetzte Schicht richtet. In dem schwarzen Hintergrund wird alles durch die Aufzeichnungsschicht tretende reflektierte Licht absorbiert; in den dem Laserstrahl ausgesetzten Flächen wird jedoch ein Teil des Lichts nach vorn gestreut. Deshalb kommen in dieser Ausführungsform die dem Laserstrahl ausgesetzten Flächen hell vor einem dunklen Hintergrund zur Abbildung und man erhält folglich im Vergleich mit Transmissionsbelichtungen den inversen Effekt.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung. Alle Verhältnisse und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anderes angegeben, auf das Gewicht.

AG 1557 - 12 -

809813/0749

Beispiel 1 - 48 *

20 mg Farbstoff Nr. 4 der Tabelle wurden in 10 ml einer 10 %igen Lösung des oben definierten thermoplastischen Polymeren PARLON 3OO Cp (Warenbezeichnung) in 1,1,2-Trichlor-äthan gelöst.

2 ml der erhaltenen Lösung wurden auf eine Glasplatte gegossen, welche auf einer mit 1000 Upm rotierenden Drehscheibe fixiert war. Die Glasplatte hatte eine Dicke von 1,7 nun und mass 5 cm χ 5 cm. Die erhaltene Beschichtung wurde bei 25°C getrocknet.

Das getrocknete Aufzeichnungsmaterial hatte eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,37 bei 5^4,5 nm, gemessen mit einem UNICAM (Warenbezeichnung) Sp 1800 UV-Spektrofotometer.

Die Aufzeichnungsschicht wurde auf einer Drehscheibe einem von einem Argonionenlaser mit einer Ausgangsleistung von 1,4 Watt bei 51^,5 nm emittierten Laserstrahl dieser Wellenlänge ausgesetzt. Mit Hilfe von Optiken wurde der Laserstrahl auf eine

Fläche von 4 tun fokussiert. Die Aufzeichnung wurde durchge führt, indem man mit dem Laserstrahl auf der Aufzeichnungsschicht eine Spirallinie schrieb. Die Aufzeichnung begann an der Peripherie der Glasplatte unter Einwärtsbewegung des Strahls zum Zentrum, während die Drehscheibe mit einer Winkelgeschwindigkeit von 2000 Upm gedreht wurde.

Das Aufzeichnungsmaterial auf der Drehscheibe wies eine Neigung von 0,3° zur optischen Achse des Belichtungssystems auf, so dass beim Drehen der Scheibe stets eine bestimmte Fläche der zu schreibenden Linie im Fokus lag.

AG 1557 - 13 -

809813/0749

Die Belichtungstechnik ist in der beiliegenden Zeichnung erläutert, welche die schematische Ansicht der verwendeten Vorrichtung zeigt. Darin erzeugt der Laser 1 einen Laserstrahl 2, der mit einer Linse 3 fokussiert wird. Element 4 stellt einen halbdurchlässigen Spiegel (Strahlteiler) dar, mit dessen Hilfe die Fokussierung überprüft werden kann. Ein Spiegel 5 lenkt den Laserstrahl durch eine Blende 6 in das Mikroskopobjektiv 7· Durch dieses Objektiv 7 trifft der fokussierte Laserstrahl das Aufzeichnungsmaterial 8, welches auf einer Drehscheibe 9, angetrieben von einem Elektromotor 10, plaziert ist. Die Achse der Drehscheibe bildet einen kleinen Winkel (0,3°) mit der optischen Achse des Strahls, so dass in einem Teil der Spirallinie der Strahl stets im Fokus sein wird. Die Spirallinie erhält man durch Seitwärtsbewegung der optischen Vorrichtung 11, welche den Spiegel 5 enthält, mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 12.

Im Brennfleck betrug die Strahlungsintensität des einfallenden

,0?
-2

7 -2
Laserstrahls 1,25 x 10 W cm . Die aufgenommene Strahlungsdosis betrug 12 Ws cm

Man erhielt eine lichtstreuende Spur, in welcher die Linienbreite zwischen 1 und 2 um betrug und die optische Dichte im gerichteten weiss en Licht, 'gemessen mit dem automatischen ANSCO (Warenbezeichnung)-Aufzeichnungsmikrodensitometer Modell 4 unter den bereits beschriebenen Bedingungen, betrug 0,5 über inhärentem Schleier.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass der Farbstoff Nr. 4 durch 50 mg des Farbstoffs Nr. 9 der Tabelle ersetzt wurde.

Das Aufzeichnungsmaterial hatte eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,87 hei 514,5 nm.

AG 1557 - 14 -

809813/0749

Die Laserstrahlaufzeichnung ging entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 vor sich.

Man erhielt eine lichtstreuende .Spur mit einer Dichte im gerichteten weissen Licht von 0,5 über inhärentem Schleier.

Beispiel 3

50 mg des Farbstoffs Nr. 9 der Tabelle wurden in 10 ml einer 6 %igen Lösung des bereits erwähnten Copoly(N-vinylcarbazol/ Methylacrylat/Hydroxyäthylacrylats) (60/30/10) in 1,1,2-Trichloräthan gelöst.

Die Beschichtung wurde durchgeführt wie in Beispiel 1. Die Aufzeichnungsschicht wurde bei 25°C getrocknet. Das getrocknete Aufzeichungsmaterial wies eine optische Dichte von 0,69 bei 514,5 nm auf.

Die Aufzeichnung erfolgte wie in Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß die Laserstrahlaufzeichnung bei 1000 Upm durchgeführt wurde. Die empfangene Lichtdosis betrug 24 Ws

_2
cm , wobei die Intensität des Laserstrahls die gleiche wie

in Beispiel 1 war, nämlich 1,25 χ 10⁷ W cm"².

Man erhielt eine lichtstreuende Spur mit einer Dichte im gerichteten weißen Licht von 0,5 über Schleier.

Beispiel 4

50 mg Farbstoff Nr. 3 der Tabelle wurden in 10 ml einer 10 %igen Lösung des weiter oben beschriebenen PoIy-N-vinylpyrrolidons in nicht-wasserfreiem Äthanol gelöst.

AG 1557 - 15 -

8098 13/0749

Die Beschichtung erfolgte wie in Beispiel 1. Die Aufzeichnungs schicht wurde bei 25°C getrocknet. Sie hatte eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,4 bis 476 ran.

Die Aufzeichnungsschicht wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, belichtet, jedoch mit dem Unterschied, dass ein Laserstrahl von 476 nm mit einer Energie von 100 mW verwendet wurde und dass die Drehscheibe bei 1200 Upm rotierte. Die von der Aufzeich-

_2 nungsschicht empfangene Lichtdosis betrug 2 Vs cm , die

6 -2 Strahlungsintensität 1,25 χ 10 W cm

Man erhielt eine lichtstreuende Spur mit einer Dichte im gerichteten weissen Licht von 0,5 über inhärentem Schleier.

Beispiel 5

Die Belichtung eines gemäss der folgenden Beschreibung hergestellten, gefärbten Latex geschah wie in Beispiel 1. Die Aufzeichnungsschicht wurde bei 25°C getrocknet. Das getrocknete Aufzeichnungsmaterial wies eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,2 bei 514,5 nm auf.

Die Laseraufzeichnung ging wie in Beispiel 1 vor sich, jedoch mit dem Unterschied, daß die Drehscheibe bei nur 500 Upm rotierte, so daß die Belichtungsdosis 50 WS cm betrug.

Man erhielt eine lichtstreuende Spur wie in den vorhergehenden Beispielen.

Herstellung des gefärbten Latex

25 g Rouge Feu Savinyl 3 GLS (CI. Solvent Red 124) wurden einem Gemisch von 200 g ithylacrylat und 50 g Methylmethacrylat zugesetzt. Nicht-gelöster Farbstoff wurde durch Filtration entfernt

AG 1557 - 16 -

809813/0749

und zur erhaltenen Farbstofflösung wurden die weiteren Mengen von 200 g Äthylacrylat und 50 g Methylmethacrylat gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde Gemisch A genannt.

25O ml einer 2 Gew.-%igen Lösung von Kaliumpersulfat in Wasser wurden hergestellt und Gemisch B genannt.

Eine Lösung von 575 ml Wasser und 250 ml einer 10 Gew.-%igen Lösung von Natriumoleylmethyltaurid wurde auf 72°C erhitzt.

Zu dieser Lösung wurde 1/4 des Gemischs A auf einmal unter Eühren gegeben und man liess die Temperatur auf 70⁰C abfallen. Danach wurde 1/4 des Gemisches B zugesetzt. Die Temperatur stieg in 5 min auf 73°C. Dann wurden 3/4 von A und 2/4 von B allmählich über 25 min zugegeben. Die Temperatur erreichte 90⁰C. 95 min nach Zugabe dieser Portion wurde das verbleibende 1/4 von Gemisch B zugesetzt und man rührte 2 h weiter, während die Temperatur bei 9O°C gehalten wurde. Die Polymerisation wurde innerhalb weiterer 30 min bei 95°C abgeschlossen.

Beispiel 6

50 mg des Farbstoffs Nr. 6 der Tabelle wurden in 10 ml Lösung des oben beschriebenen Poly-N-vinylpyrrolidons in Äthanol von 4 % Wassergehalt gelöst. Diese Lösung hatte eine Polymerkonzentration die einer Viskosität von 50 mPa.s bei 2O°C entsprach.

Die Beschichtung erfolgte wie in Beispiel 1. Die Aufzeichnungsschicht wurde bei 25°C getrocknet.

Die getrocknete Aufzeichnungsschicht wies eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,1 bei 488 nm auf.

AG 1557 - 17 -

809813/0749

•to

Die Laserstrahlaufzeichnung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, jedoch mit dem Unterschied, daß Laserlicht von 488 nm verwendet wurde. Die aufgebrachte Lichtdosis be-

-2
trug 12 Ws cm

Die Strahlungsintensität betrug 1,25 χ 10 W cm . Die Aufzeichnung mit dem Laser erfolgte bei 2000 Upm der Drehscheibe.

Man erhielt eine lichtstreuende Spur mit einer optischen Dichte im gerichteten weißen Licht von 0,5 über inhärentem Schleier.

Beispiel 7

50 mg des Pigmentfarbstoffs Nr. 8 der Tabelle wurden in 10 ml 10 %igen Lösung des oben beschriebenen chlorierten Kautschuks in 1,1,2-Trichloräthan, welche eine Viskosität von 46 mPa.s bei 20°C besass, gelöst.

Beschichtung und Trocknung erfolgten wie in Beispiel 1.

Die getrocknete Aufzeichnungsschicht hatte eine optische Dichte im gerichteten Licht von 0,30 bei 514,5 nm.

Die Laseraufzeichnung geschah wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit dem Unterschied, daß die Drehscheibe bei 1000 Upm rotierte.

Die aufgebrachte Lichtdosis betrug 24 Ws cm . Die Strahlungsintensität war wie in Beispiel 1 beschrieben.

Man erhielt eine lichtstreuende Spur wie in Beispiel 1.

AG 1557 - 18 -

80981 3/0749

Im Zusammenhang mit den vorstehenden Beispielen muß bemerkt werden, daß bei Verringerung der Laserstrahlungsintensität um den Faktor 10 in jedem Beispiel keine lichtstreuende Spur mehr erzielt wurde.

Beispiel 8

25 mg Farbstoff Nr. 1 der Tabelle wurden in 10 ml 10 %igen Lösung des im vorhergehenden Beispiel verwendeten chlorierten Kautschuk in 1,1,2-Trichloräthan gelöst. Die erhaltene Lösung wurde mit einer Feuchtschichtdicke von 0,05 mm auf eine scharze Wismutschicht mit einer Polyäthylenterephalatfolie als Träger aufgebracht. Die erhaltene Beschreibung wurde bei 25°C getrocknet.

Die Wismutschicht wurde durch Dampfabscheidung unter vermindertem Druck auf die 0,1 mm dicke Polyathylenterephthalatfolie aufgebracht. Sie besass eine Dicke von 15,0 nm und eine optische Dichte über 4.

Nach der Laserstrahlbelichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde die erzielte Differenzierung der Lichtreflexion zwischen den dem Laserstrahl ausgesetzten Flächen (die Spirallinie) und den nicht-laserbelichteten Flächen mit gerichtetem Licht mit Hilfe des ANSCO (Warenbezeichnung)-Mikrodensitometers mit einer numerischen Apertur von 0,4 gemessen.

In den Hintergrundflächen betrug die optische Dichte bei der Reflexion 1,5 und in den Flächen der Spiralspur in einer Breite von 3,5 pm betrug sie nur 0,5.

AG 1557 - 19 -

809813/0749

Claims

Patentansprüche

1J Verfahren zur direkten Erzeugung eines lichtstreuenden Bildes in einer wenigstens ein thermoplastisches Polymeres enthaltenden Aufzeichnungsschicht mittels eines Laserstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufzeichnungsschicht informationsweise mit einem fokussierten Laserstrahl

4 — 2 einer Intensität von mindestens 10 W cm im Bereich des sichtbaren Lichts mit einer Lichtenergiedosis von mindestens

-1 -2
10 Ws cm belichtet und dass die Aufzeichnungsschicht eine thermoplastische Polymerschicht ist, die einen oder mehrere gelöste Stoffe enthält, welche sichtbares Licht absorbieren und der Aufzeichnungsschicht eine optische Dichte im gerichteten Licht von mindestens 0,1, bezogen auf eine monochromatische Welle des bei der Belichtung eingestrahlten Laserstrahles, verleihen, dass diese(r) Stoff(e) in einer Menge von maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das (die) thermoplastische Polymere(n) der Schicht, vorliegt, wobei die Aufzeichnungsschicht zur direkten Entwicklung winziger lichtstreuender Zentren in den vom Strahl getroffenen Flächen befähigt ist, die nach ihrer Bildung eine minimale Erhöhung der Dichte im gerichteten weissen Licht, gemessen mit Bezug auf einen transparenten Hintergrund/ von 0,2 bieten, sowie daß die Aufζeichungsschicht keine solchen Zentren zeigt, wenn sie mit dem gleichen Laserstrahl, jedoch mit um den Faktor 10 verminderter Intensität belichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein organischer Farbstoff als sichtbares Licht absorbierender Stoff verwendet wird.
3· Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastisches Polymeres ein chlorierter Kautschuk mit einer Glasübergangstemperatur von 96°C verwendet wird.

AG 1557 - 20 -

809813/0749

ORIGINAL INSPECTED
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekannzeichnet, dass als thermoplastisches Polymeres ein Poly-N-vinylpyrrolidon mit einer Glasübergangstemperatur von 143⁰C verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermoplastisches Polymeres der folgenden Strukturformel :

COOCH

-CH_n-CH-

COOCH₂-CH₂-OH

mit χ = 60 Gew.-%

y » 30 Gew.-%

ζ = 10 Gew.-%
und einer Glasübergangstemperatur von 96°C verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufzeichnungsschicht einen oder mehrere sichtbares Licht absorbierende Stoffe in einer Konzentration im Bereich von 1 bis 5 Gew.-#, bezogen auf das (die) Polymere(n), verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht von einem transparenten Träger getragen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht von einem opaken Träger getragen wird.

AG 1557

- 21 -809813/0749
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,5 bis 10 um verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Laserstrahl auf der Aufzeichnungs-

p schicht auf einen Fleck von 0,5 bis 10 pm fokussiert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl von einem Argon-Ion-Laser mit einem Lichtausstoss bei 514,5 nm erzeugt wird.
12. Zur direkten Erzeugung eines lichtstreuenden Bildes geeignetes Aufzeichnungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Aufzeichnungsschicht umfasst, welche eine thermoplastische Polymerschicht ist, die einen oder mehrere gelöste Stoffe enthält, welche sichtbares Licht absorbieren und der Schicht eine optische Dichte im gerichteten Licht von mindestens 0,1, bezogen auf eine monochromatische Welle eines von dem (den) Stoff(en) absorbierten Laserstrahls, verleihen und in einer Menge von maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das oder die thermoplastische(n) Polymere(n) dieser Schicht, vorliegen, und dass diese Schicht zur direkten Entwicklung lichtstreuender Zentren befähigt ist, die eine Mindestzunähme der Dichte im gerichteten weissen Licht bei Messung mit Bezug auf einen transparenten Hintergrund von 0,2 liefern, wenn die Schicht mit einem fokussierten Laserstrahl, welcher von dem oder den sichtbares Licht absorbierenden Stoffen absorbiert wird und eine Strahlungsintensität von mindestens

4 -2
10 W cm aufweist, einer Lichtenergiedosis von mindestens 10 Ws cm" ausgesetzt wird, sowie daß diese Schicht nicht empfindlich genug ist, um solche Zentren bei Belichtung mit dem gleichen Laserstrahl jedoch um den Paktor 10 verminderter Intensität zu entwickeln.

AG 1557 - 22 -

809813/07^9
13. Material nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der sichtbares Licht absorbierende Stoff ein organischer Farbstoff ist.
14. Material nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymere ein chlorierter Kautschuk mit einer GlasUbergangstemperatur von 96 C ist.
15. Material nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymere ein Poly-N-vinylpyrrolidon mit einer GlasUbergangstemperatur von 143 C ist.
16. Material nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Polymere die folgende Strukturformel:

Cv O

-CH₂-CH-

-CH^-CH-

2 ι

COOCH,

-CH₂-CH-

COOCH₀-CH₀-OH

mit χ = 60 Gew.-%

y = 30 Gew.-%

ζ = 10 Gew.-#
und eine Glasübergangstemperatur von 96°C aufweist.
17. Material nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht einen oder mehrere Farbstoffe in einer Konzentration im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das oder die Polymeren, enthalt.

AG 1557

- 23 -

809813/0749
18. Material nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht von einem transparenten oder opaken Träger getragen wird.
19. Material nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 10,um besitzt.

AG 1557 - 24 -

809813/0749