DE69500683T2

DE69500683T2 - Donor-element für thermische Übertragung durch Laser

Info

Publication number: DE69500683T2
Application number: DE69500683T
Authority: DE
Inventors: Graciela Blanchet-Fincher
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2015-06-13
Also published as: JP3047780B2; EP0689940B1; JPH0820166A; US5523192A; EP0689940A1; DE69500683D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Donorelement für laserinduzierte, thermische Übertragungsverfahren. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Donorelement, das Additive zur thermischen Verstärkung aufweist, um eine verbesserte Empfindlichkeit bereitzustellen.

Hintergrund der Erfindung

Laserinduzierte, thermische Übertragungsverfahren sind bei Anwendungen wie der Farbproofherstellung und der Lithographie wohlbekannt. Derartige laserinduzierte Verfahren umfassen z.B. die Farbstoff-Sublimation, die Farbstoff-Übertragung, die Schmelze-Übertragung und die ablative Material-Übertragung. Diese Verfahren werden z.B. von Baldock im UK Patent 2 083 726; DeBoer im US Patent 4 942 141; Kellogg im US Patent 5 019 549; Evans im US Patent 4 948 776; Foley et al. im US Patent 5 156 938; Ellis et al. im US Patent 5 171 650 und Koshizuka et al. im US Patent 4 643 917 beschrieben.
Laserinduzierte Verfahren verwenden eine durch Laser bearbeitbare Anordnung, umfassend ein Donorelement, das eine zum Abbilden befähigte Komponente enthält, d.h. das zu übertragende Material, und ein Empfängerelement. Das Donorelement wird durch einen Laser, üblicherweise einen Infrarotlaser, bildweise belichtet, wodurch sich eine Übertragung von Material auf das Empfängerelement ergibt. Die Belichtung findet nur einzeln in einem kleinen, ausgewählten Bereich des Donors statt, so daß durch die Übertragung jeweils 1 Pixel aufgebaut werden kann. Die Computer-Steuerung erzeugt eine Übertragung mit hoher Auflösung und einer hohen Geschwindigkeit.
Ein derartiges Donorelement ist z.B. aus dem US Patent 5 308 737 bekannt, wobei dieses Donorelement ein Substrat umfaßt, das darauf beschichtet eine, zwei oder drei Schichten aufweist, umfassend einen Strahlungsabsorber aus schwarzem Metall, ein gaserzeugendes Polymer, das einen Gehalt thermisch erhältlichen Stickstoffs von wenigstens 10 % hat, und ein Material zur thermischen Masseübertragung. Das gaserzeugende Polymer hat vorzugsweise einen Gehalt thermisch erhältlichen Stickstoffs von mehr als etwa 20 Gew.-%.
Für die Herstellung von Bildern für Andruck-Anwendungen ist die zum Abbilden befähigte Komponente ein Färbemittel. Für die Herstellung von Lithographie-Druckplatten ist die zum Abbilden befähigte Komponente ein oleophiles Material, das beim Drucken Druckfarbe aufnimmt und überträgt.
Diese Verfahren sind schnell und ergeben eine Übertragung des Materials mit hoher Auflösung. Jedoch besteht ein zunehmender Bedarf an einer erhöhten Empfindlichkeit dieser Systeme, so daß die Belichtungszeit zum Schreiben oder Erzeugen eines Bildes abnimmt.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die Erfindung stellt ein Donorelement zur Verwendung in einem laserinduzierten, thermischen Übertragungsverfahren bereit, worin das Element einen Träger umfaßt, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:
(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden befähigten Komponente auf ein Empfängerelement zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht ein erstes Polymer umfaßt, das eine Zersetzungstemperatur T&sub1; hat;
(b) wenigstens eine sich erwärmende Schicht zur Absorption der Laserstrahlung und Umwandlung der Strahlung in Wärme; und
(c) wenigstens eine Übertragungsschicht, umfassend:
(i) ein zweites Polymer, das eine Zersetzungstemperatur T&sub2; hat; und
(ii) eine zum Abbilden befähigte Komponente;
worin T2≥(T1 + 100),
und worin weiterhin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer der Schichten (a) und (c) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist.
In einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Donorelement zur Verwendung in einem laserinduzierten, thermischen Übertragungsverfahren, worin das Element aus einem Träger besteht, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:
(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden befähigten Komponente auf ein Empfängerelement zu bewirken, worin die Schicht einen Farbstoff enthält, der bei der Laserwellenlänge absorbiert;
(b) wenigstens eine Übertragungsschicht, die ein Bindemittel und eine zum Abbilden befähigten Komponente umfaßt;
worin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in der Schicht (b) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein laserinduziertes, thermisches Übertragungsverfahren, umfassend:
(1) bildweises Belichten einer durch Laserstrahlung bearbeitbaren Anordnung mit Laserstrahlung, umfassend:
(A) ein Donorelement, das einen Träger umfaßt, der auf der ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:
(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden befähigten Komponente zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht ein erstes Polymer umfaßt, das eine Zersetzungstemperatur T&sub1; hat;
(b) wenigstens eine sich erwärmende Schicht zur Absorption der Laserstrahlung und Umwandlung der Strahlung in Wärme; und
(c) wenigstens eine Übertragungsschicht, umfassend: (i) ein zweites Polymer, das eine Zersetzungstemperatur T&sub2; hat; und (ii) eine zum Abbilden befähigte Komponente; worin T2≥(T&sub1; + 100), und worin weiterhin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer der Schichten (a) und (c) vorliegt, das Additiv aus (1) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (2) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (3) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (4) Kombinationen derselben ausgewählt ist;
(B) ein Empfängerelement im innigen Kontakt mit der ersten Oberfläche des Donorelements,
(2) Abtrennen des Donorelements vom Empfängerelement.
In noch einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein laserinduziertes, thermisches Übertragungsverfahren, umfassend:
(1) bildweises Belichten einer durch Laserstrahlung bearbeitbaren Anordnung mit Laserstrahlung, umfassend:
(A) ein Donorelement, das im wesentlichen aus einem Träger besteht, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:
(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden befähigten Komponente zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht einen Farbstoff enthält, der bei der Laser-Wellenlänge absorbiert;
(b) wenigstens eine Übertragungsschicht, die ein Bindemittel und eine zum Abbilden befähigte Komponente umfaßt;
worin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer Schicht (b) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist; und
(B) ein Empfängerelement im innigen Kontakt mit der ersten Oberfläche des Donorelements,
(2) Abtrennen des Donorelements vom Empfängerelement.
Die Stufen (1) bis (2) in beiden oben beschriebenen Verfahren können wenigstens einmal wiederholt werden, indem man das gleiche Empfängerelement und ein anderes Donorelement verwendet, das eine zum Abbilden befähigte Komponente aufweist; die gleich der ersten zur Abibldung befähigten Komponente ist oder von derselben verschieden ist.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf Donorelemente für ein laserinduziertes, thermisches Übertragungsverfahren und Verfahren zur Verwendung derartiger Elemente. Das Donorelement umfaßt einen Träger, der zwei oder drei Typen funktioneller Schichten trägt. In wenigstens einer der funktionellen Schichten liegt ein Additiv zur thermischen Verstärkung vor. Das Donorelement wird mit einem Empfängerelement kombiniert, um eine durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung zu bilden, die durch einem Laser bildweise belichtet wird, um die Übertragung einer zum Abbilden befähigten Komponente vom Donorelement zum Empfängerelement zu bewirken.
Es wurde gefunden, daß die Zugabe eines Additivs zur thermischen Verstärkung zu wenigstens einer der funktionellen Schichten eine verbesserte Empfindlichkeit ergibt, so daß die Belichtungszeit, die zur Bildung oder Erzeugung eines Bildes benötigt wird, verringert wird.

Donorelement

Ein Donorelement der Erfindung umfaßt einen Träger, der auf einer ersten Oberfläche desselben trägt: (a) eine ausstoßende Schicht, die ein erstes Polymer umfaßt; (b) wenigstens eine sich erwärmende Schicht, und (c) wenigstens eine Übertragungsschicht, umfassend ein polymeres Bindemittel und eine zum Abbilden befähigte Komponente; worin wenigstens eine der Schichten (a) und (c) weiterhin ein thermisch labiles Additiv umfaßt. Die Zersetzungstemperatur des polymeren Bindemittels in der Übertragungsschicht ist wenigstens um 100 ºC höher als die Zersetzungstemperatur des Polymers in der ausstoßenden Schicht. Wenn ein bei der Wellenlänge des Lasers absorbierender Farbstoff in die ausstoßende Schicht eingeführt wird, kann die sich erwärmende Schicht eliminiert werden. So kann das Donorelement ein "Zweischichten-System" sein, das eine ausstoßende Schicht mit einem Farbstoff und eine Übertragungsschicht enthält, oder ein "Dreischichten-System" sein, das eine ausstoßende Schicht, eine sich erwärmende Schicht und Übertragungsschichten enthält. Unter "Zweischichten" oder "Dreischichten" wird die Anzahl der Typen funktioneller Schichten verstanden. Es soll verstanden werden, daß jeder Typ einer funktionellen Schicht tatsächlich aus mehreren Schichten aufgebaut sein kann.

1. Träger

Jedes maßhaltige Folienmaterial kann als Donorträger verwendet werden. Wenn die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung durch den Donorträger abgebildet wird, sollte der Träger auch fähig sein, die Laserstrahlung hindurchzulassen und durch diese Strahlung nicht beinträchtigt werden. Beispiele geeigneter Materialien umfassen z.B. Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthanat; Polyamide; Polycarbonate; Fluorpolymere; Polyacetale und Polyolefine. Ein bevorzugtes Trägermaterial ist Polyethylenterephthalat-Folie. Der Donorträger hat typischerweise eine Dicke von 2 bis 250 µm und kann, falls erwünscht, eine Substratschicht aufweisen. Eine bevorzugte Dicke beträgt 10 bis 50 µm.

2. Additiv zur thermischen Verstärkung

Das Additiv zur thermischen Verstärkung liegt entweder in der ausstoßenden Schicht oder der Übertragungsschicht vor. Es kann auch in beiden Schichten vorliegen.
Die Funktion des Additivs ist die, die Wirkung der Wärme, die in der sich erwärmenden Schicht erzeugt wird, zu verstärken und so die Empfindlichkeit zu erhöhen. Das Additiv sollte bei Raumtemperatur stabil sein. Das Additiv kann (1) eine Verbindung sein, die sich beim Erwärmen zersetzt, um gasförmige(s) Nebenprodukt(e) zu bilden; (2) ein Farbstoff sein, der die einfallende Laserstrahlung absorbiert, oder (3) eine Verbindung sein, die einer thermisch induzierten, unimolekularen Umwandlung unterliegt, die exothem ist. Kombinationen dieser Typen von Additiven können auch verwendet werden.
Additive zur thermischen Verstärkung, die sich beim Erwärmen zersetzen, umfassen solche, die sich unter Bildung von Stickstoff zersetzen, wie Diazoalkyl-Verbindungen, Diazoniumsalze und Azido(-N&sub3;)-Verbindungen; Ammoniumsalze; Oxide, die sich unter Bildug von Sauerstoff zersetzen; Carbonate; Peroxide. Mischungen von Additiven können auch verwendet werden. Bevorzugte Additive zur thermischen Verstärkung dieses Typs sind Diazo-Verbindungen, wie 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat.
Wenn der absorbierende Farbstoff in die ausstoßende Schicht eingefügt wird, dient er zur Absorption der einfallenden Strahlung und Umwandlung derselben in Wärme, was zu einem wirksameren Erwärmen führt. Es wird bevorzugt, daß der Farbstoff im infraroten Bereich absorbiert. Für Abbildungsanwendungen wird es auch bevorzugt, daß der Farbstoff eine geringe Absorption im sichtbaren Bereich hat. Beispiele geeigneter infrarotabsorbierender Farbstoffe, die allein oder in Kombination verwendet werden können, umfassen Poly(substituierte)phthalocyanin-Verbindungen und metallenthaltende Phthalocyanin-Verbindungen; Cyanin-Farbstoffe; Sqarylium-Farbstoffe; Chalcogenopyryloaryliden-Farbstoffe, Croconium-Farbstoffe, Metallthiolat-Farbstoffe, Bis (Chalcogenopyrylo)polymethin- Farbstoffe, Oxyindolizin-Farbstoffe, Bis(Aminoaryl)polymethin- Farbstoffe, Merocyanin-Farbstoffe und chinoide Farbstoffe. Infrarot-absorbierende Materialien für das laserinduzierte, thermische Abbilden werden z.B. von Barlow, U.S. Patent 4 778 128; DeBoer, U.S. Patente 4 942 141, 4 948 778 und 4 950 639; Kellogg, U.S. Patent 5 019 549; Evans, U.S. Patente 4 948 776 und 4 948 777; und Chapman, U.S. Patent 4 952 552 offenbart.

3. Ausstoßende Schicht

Die ausstoßende Schicht liegt Trägeroberfläche am nächsten. Diese Schicht stellt beim Erwärmen die Antriebskraft bereit, um die Übertragung der zum Abbilden befähigten Komponente auf das Empfängerelement zu bewirken. Dies erfolgt unter Verwendung eines Polymers, das eine relativ niedrige Zersetzungstemperatur aufweist.
Beispiele geeigneter Polymere umfassen Polycarbonate, wie Polypropylencarbonat, substituierte Styrol-Polymere, wie Poly- α-methylstyrol; Polycacrylat- und Polymethacrylat-Ester wie Polymethylmethacrylat und Polybutylmethacrylat; Cellulose- Materialien wie Celluloseacetatbutyrat und Nitrocellulose; Poly(vinylchlorid); Polyacetale, Polyvinylidenchlorid; Polyurethane; Polyester; Polyorthoester; Acrylnitril-Polymere und substituierte Acrylnitril-Polymere; Maleinsäureharze und Copolymere der obigen Verbindungen. Mischungen von Polymeren können auch verwendet werden. Zusätzliche Beispiele von Polymeren, die niedrige Zersetzungstemperaturen aufweisen, können im US Patent 5 156 938 von Foley et al. gefunden werden. Diese umfassen Polymere, die einer säurekatalysierten Zersetzung unterliegen. Bei diesen Polymeren ist es häufig erwünscht, einen Wasserstoff-Donor oder mehrere Wasserstoff-Donoren in dem Polymer einzuschließen.
Bevorzugte Polymere für die ausstoßende Schicht sind Polyacrylat- und Polymethacrylatester, Polycarbonate und Poly(vinylchlorid). Am meisten bevorzugt werden Poly(vinylchlorid) und Nitrocellulose.
Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß das Polymer für die ausstoßende Schicht eine Zersetzungstemperatur von weniger als 325 ºC, mehr bevorzugt weniger als 275 ºC hat.
Die ausstoßende Schicht kann auch ein Additiv zur thermischen Verstärkung enthalten, wie oben diskutiert wurde. Das Additiv liegt allgemein in einer Menge von 0,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der ausstoßenden Schicht, vor.
Andere Materialien können als Additive in der ausstoßenden Schicht vorliegen, solange sie nicht die wesentliche Funktion der Schicht beeinträchtigen. Beispiele derartiger Additive umfassen Beschichtungshilfsmittel, Weichmacher, Fließmittel- Additive, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, antistatische Mittel, Tenside und andere, die bekannterweise bei der Formulierung von Beschichtungen verwendet werden.
Die ausstoßende Schicht hat allgemein eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 20 µm, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 10 µm, und mehr bevorzugt von 1 bis 5 µm. Dicken, die größer als 25 µm sind, werden im allgemeinen nicht bevorzugt, da sie eine Delaminierung und ein Einreißen bei der Handhabung ergeben, falls sie nicht stark weichgemacht wurden.
Obwohl es bevorzugt wird, daß eine einzige ausstoßende Schicht vorliegt, ist es auch möglich, daß mehr als eine ausstoßende Schicht vorliegt, und die verschiedenen ausstoßenden Schichten können die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben, solange sie alle wie oben beschrieben funktionieren. Die Gesamtdicke aller ausstoßenden Schichten sollte im oben angegebenen Bereich liegen.
Die ausstoßende(n) Schicht(en) kann(können) als eine Dispersion in einem geeigneten Lösungsmittel auf den Donorträger beschichtet werden, jedoch wird es bevorzugt, die Schicht(en) aus einer Lösung aufzutragen. Jedes geeignete Lösungsmittel kann als Beschichtungslösungsmittel verwendet werden, solange es nicht auf schädliche Weise die Eigenschaften der Anordnung beeinflußt, indem man konventionelle Beschichtungstechniken oder Drucktechniken, z.B. den Tiefdruck, anwendet.

4. Sich erwärmende Schicht

Die sich erwärmende Schicht wird auf der ausstoßenden Schicht, vom Träger weiter entfernt, abgeschieden. Die Funktion der sich erwärmenden Schicht ist die Absorption der Laserstrahlung und die Umwandlung derselben in Wärme. Materialien, die für die ausstoßende Schicht geeignet sind, können anorganisch oder organisch sein und können die Laserstrahlung selbst absorbieren oder zusätzliche Verbindungen einschließen, die Laserstrahlung absorbieren.
Beispiele geeigneter anorganischer Materialien sind Übergangsmetall-Elemente und metallische Elemente der Gruppen IIIa, IVa, Va und VIa, ihre Legierungen miteinander und ihre Legierungen mit den Elementen der Gruppen Ia und IIa. Bevorzugte Metalle schließen Al, Cr, Sb, Ti, Bi, Ni, Zr, In, Zn, Pb und deren Legierungen ein. Besonders bevorzugt sind Al, Cr, Ni und TiO&sub2;.
Die Dicke der sich erwärmenden Schicht beträgt allgemein 2 bis 100 nm (20 Å bis 0,1 µm), vorzugsweise 3 bis 10 nm (30 bis 100 Å).
Obwohl es bevorzugt wird, daß eine einzige sich erwärmende Schicht vorliegt, ist es auch möglich, daß mehr als eine sich erwärmende Schicht vorliegt, und die unterschiedlichen Schichten können die gleiche oder verschiedene Zusammensetzungen haben, solange sie alle wie oben beschrieben funktionieren. Im Falle mehrerer sich erwärmender Schichten kann es notwendig sein, Komponenten zuzufügen, die die Laserstrahlung absorbieren, um ein wirksames Erwärmen der Schicht zu erreichen. Die Gesamtdicke aller sich erwärmender Schichten sollte in dem oben angegebenen Bereich liegen, d.h. 30 bis 100 nm (20 Å bis 0,1 µm)
Die sich erwärmende Schicht(en) kann(können) unter Verwendung aller wohlbekannten Techniken zum Bereitstellen dünner Metallschichten aufgetragen werden, wie Sputtern, chemische Dampfabscheidung und Abscheidung mit Elektronenstrahlen.

5. Übertragungsschicht

Die Übertragungsschicht umfaßt (i) ein polymeres Bindemittel, welches vom Bindemittel in der ausstoßenden Schicht verschieden ist, und (ii) eine zum Abbilden befähigte Komponente.
Das polymere Bindemittel für die Übertragungsschicht ist ein Material, das eine Zersetzungstemperatur aufweist, die um wenigstens 100 ºC höher ist, vorzugsweise mehr als 150 ºC höher ist, als die Zersetzungstemperatur des Polymers in der ausstoßenden Schicht. Das Bindemittel sollte filmbildend und aus der Lösung oder einer Dispersion beschichtbar sein. Es wird bevorzugt, daß das Bindemittel einen relativ niedrigen Schmelzpunkt hat, um die Übertragung zu erleichtern. Bindemittel, die Schmelzpunkte von weniger als 250 ºC haben, werden bevorzugt. Jedoch sollten in der Wärme schmelzbare Bindemittel, wie Wachse, als die einzigen Bindemittel vermieden werden, da solche Bindemittel möglicherweise nicht so haltbar sind.
Es wird bevorzugt, daß das Bindemittel bei der Temperatur, die während der Lasereinwirkung erreicht wird, nicht selbstoxidierend ist, sich nicht zersetzt oder nicht abgebaut wird, so daß das Bindemittel zusammen mit der zum Abbilden befähigten Komponente für eine verbesserte Empfindlichkeit intakt übertragen wird. Beispiele geeigneter Bindemittel umfassen Copolymere des Styrols und (Meth)acrylatester, wie Styrol/Methylmethacrylat; Copolymere von Styrol und Olefin-Monomeren, wie Styrol/Ethylen/Butylen; Copolymere von Styrol und Acrylnitril; Copolymere von Styrol und Butadien, wie ABA- Blockcopolymere; Fluorpolymere; Copolymere von (Meth)acrylatestern mit Ethylen und Kohlenmonoxid ; Polycarbonate, die höhere Zersetzungstemperaturen haben; (Meth)acrylat-Homopolymere und -Copolymere; Polysulfone; Polyurethane; Polyester. Die Monomere für die obigen Polymere können substituiert oder nichtsubstituiert sein. Mischungen der Polymere können auch verwendet werden.
Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß das Polymer für die Übertragungsschicht eine Zersetzungstemperatur von mehr als 400 ºC hat. Bevorzugte Polymere für die Übertragungsschicht sind Ethylen-Copolymere, da sie hohe Zersetzungstemperaturen bei niedrigen Schmelztemperaturen bereitstellen. Am meisten bevorzugt sind Copolymere von n-Butylacrylat, Ethylen und Kohlenmonoxid.
Das Bindemittel-Polymer hat im allgemeinen eine Konzentration von 15-50 Gew.-%, vorzugsweise 30-40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsschicht.
Die Natur der zum Abbilden befähigten Komponente hängt von der beabsichtigten Anwendung der Anordnung ab. Die zum Abbilden befähigte Komponente hat vorzugsweise eine Zersetzungstemperatur, die höher ist als diejenige des polymeren Materials in der ausstoßenden Schicht. Es wird am meisten bevorzugt, wenn die zum Abbilden befähigte Komponente eine Zersetzung hat, die wenigstens genau so hoch ist wie die Zersetzungstemperatur des Bindemittel-Polymers in der Übertragungsschicht.
Für Abbildungsanwendungen ist die zum Abbilden befähigte Komponente ein Färbemittel. Das Färbemittel kann ein Pigment oder ein nichtsublimierbarer Farbstoff sein. Vorzugsweise verwendet man ein Pigment als Färbemittel aufgrund der Stabilität und der Farbdichte und auch aufgrund der höheren Zersetzungstemperatur. Beispiele geeigneter anorganischer Pigmente schließen Ruß und Graphit ein. Beispiele geeigneter organischer Pigmente umfassen Rubine F6B (C.I. No. Pigment 184); Cromophthal Yellow 3G (C.I. No. Pigment Yellow 93); Hostaperm Yellow 3G (C.I. No. Pigment Yellow 154); Monastral Violet R (C.I. No. Pigment Violet 19); 2,9-Dimethylchinacridon (C.I. No. Pigment Red 122);Indofast Brilliant Scarlet R6300 (C.I. No. Pigment Red 123); Quindo Magenta RV 6803; Monastral Blue G (C.I. No. Pigment Blue 15); Monastral Blue BT 383D (C.I. No. Pigment Blue 15); Monastral Blue G BT 284D (C.I. No. Pigment Blue 15); und Monastral Green GT 751D (C.I. No. Pigment Green 7). Kombinationen von Pigmenten und/oder Farbstoffen können auch verwendet werden.
Gemäß dem Fachmann wohlbekannten Prinzipien wird die Konzentration des Färbemittels so ausgewählt, daß man die optische Dichte erreicht, die in dem fertigen Bild erwünscht ist. Die Menge des Färbemittels hängt von der Dicke der aktiven Beschichtung und der Absorption des Färbemittels ab. Optische Dichten, die bei der Wellenlänge der maximalen Absorption größer als 2 sind (mehr als 99 % des einfallenden Lichts werden absorbiert) sind typischerweise notwendig.
Ein Dispergiermittel liegt üblicherweise vor, wenn ein Pigment übertragen werden soll, um eine maximale Farbstärke, eine maximale Transparenz und einen maximalen Glanz zu erreichen. Das Dispergiermittel ist allgemein eine organische, polymere Verbindung und wird verwendet, um die feinen Pigment-Teilchen abzutrennen und um eine Ausflockung und Agglomerierung zu verhindern. Ein weiter Bereich von Dispergiermitteln ist im Handel erhältlich. Ein Dispergiermittel wird gemäß den Eigenschaften der Pigment-Oberfläche und anderer Komponenten in der Zusammensetzung ausgewählt, wie es durch den Fachmann praktiziert wird. Jedoch sind die zur Durchführung der Erfindung geeigneten Dispergiermittel die AB-Dispergiermittel. Das A-Segment des Dispergiermittels wird an der Oberfläche des Pigments adsorbiert. Das B-Segment erstreckt sich in das Lösungsmittel hinein, in dem das Pigment dispergiert wird. Das B-Segment stellt eine Barriere zwischen Pigment-Teilchen bereit, um den Anziehungskräften der Teilchen entgegenzuwirken, und um so die Agglomerierung zu verhindern. Das B-Segment sollte eine gute Verträglichkeit mit dem verwendeten Lösungsmittel haben. Die AB-Dispergiermittel der Wahl werden allgemein in "Use of AB Block Polymers as Dispersants for Nonaqueous Coating Systems" von H.C. Jakubauskas, Journal of Coating Technology, Band 58, Nr. 736, Seite 71-82 beschrieben. Geeignete AB-Dispergiermittel werden auch in dem UK Patent 1 339 930 und den US Patenten 3 684 771, 3 788 996, 4 070 388, 4 912 019 und 4 032 698 offenbart. Konventionelle Pigment- Dispergierungstechniken wie Mahlen mit der Kugelmühle und der Sandmühle können angewendet werden.
Für lithographische Anwendungen ist die zum Abbilden befähigte Komponente ein oleophiles, Druckfarbe aufnehmendes Material. Das oleophile Material ist üblicherweise ein filmbildendes Polymermaterial und kann das gleiche Material sein wie das Bindemittel. Beispiele geeigneter oleophiler Materialien umfassen Polymere und Copolymere von Acrylaten und Methacrylaten; Polyolefine; Polyurethane; Polyester; Polyaramide; Epoxyharze; Novolak-Harze und Kombinationen derselben. Bevorzugte oleophile Materialien sind Acrylpolymere.
Die zum Abbilden befähigte Komponente kann auch ein Harz sein, das nach der Übertragung auf das Empfängerelement einer Härtungs- oder Aushärtungsreaktion unterzogen werden kann. Der Ausdruck "Harz", wie er hierin verwendet wird, umfaßt (1) Monomere niedriger Molmasse oder Oligomere, die Polymerisationsreaktionen durchführen können, (2) Polymere oder Oligomere, die reaktive Seitengruppen haben, die zur Umsetzung miteinander in Vernetzungsreaktionen befähigt sind, (3) Polymere oder Oligomere, die reaktive Seitengruppen haben, die zur Umsetzung mit einem separaten Vernetzungsmittel befähigt sind, und (4) Kombinationen derselben. Für das Harz kann gegebenenfalls das Vorliegen eines Härtungsmittels erforderlich sein, damit die Härtungsreaktion erfolgen kann. Aushärtungsmittel umfassen Katalysatoren, Härtungsmittel, Photoinitiatoren und thermische Initiatoren. Die Aushärtungsreaktion kann durch die Einwirkung actinischer Strahlung, Erwärmen oder eine Kombination der beiden initiiert werden.
Bei lithographischen Anwendungen kann auch ein Färbemittel in der Übertragungsschicht vorliegen. Das Färbemittel erleichtert die Untersuchung der Platte nach deren Herstellung. Jedes der oben diskutierten Färbemittel kann verwendet werden. Das Färbemittel kann ein wärme-, licht- oder säureempfindlicher Farbbildner sein.
Im allgemeinen liegt die zum Abbilden befähigte Komponente sowohl für die Farbproofherstellung als auch für lithographischen Druckanwendungen in einer Menge von 35 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Übertragungsbeschichtung, vor. Für Farbproof-Anwendungen beträgt die Menge der zum Abbilden befähigten Komponente vorzugsweise etwa 30-65 Gew.-%, für lithographische Druckanwendungen vorzugsweise 65-85 Gew.-%.
Wenn auch die obige Diskussion auf Farbproof- und lithographische Druckanwendungen beschränkt war, lassen sich doch das Element und das Verfahren der Erfindung gleichermaßen auf die Übertragung anderer Typen zum Abbilden befähigter Komponenten in unterschiedlichen Anwendungen verwenden. Allgemein soll der Umfang der Erfindung jede Anwendung umfassen, bei der ein festes Material auf einen Empfänger in einem Muster aufgetragen werden soll. Beispiele anderer geeigneter, zum Abbilden befähigter Komponenten umfassen - sind jedoch nicht darauf beschränkt - magnetische Materialien, fluoreszierende Materialien und elektrisch leitfähige Materialien.
Die Übertragungsschicht kann ein Additiv zur thermischen Verstärkung enthalten, wie oben diskutiert wurde. Das Additiv liegt allgemein in einer Menge von 0,5 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Übertragungsschicht, vor.
Andere Materialien können als Additive in der Übertragungsschicht vorliegen, solange sie nicht die wesentliche Funktion der Schicht beeinträchtigen. Beispiele derartiger Additive umfassen Beschichtungshilfsmittel, Weichmacher, Fließmittel- Additive, Gleitmittel, Lichthofschutzmittel, antistatische Mittel, Tenside und andere, die bekanntermaßen in der Formulierung von Beschichtungen verwendet werden. Jedoch wird es bevorzugt, die Menge von zusätzlichen Materialien in dieser Schicht zu minimieren, da sie auf schädliche Weise das fertige Produkt nach der Übertragung beeinflussen können. Bei Farbproof-Anwendungen können Additive eine unerwünschte Färbung ergeben, oder sie können die Haltbarkeit und die Lebensdauer des Drucks bei lithographischen Anwendungen vermindern.
Die Übertragungsschicht hat im allgemeinen ein Dicke im Bereich von 0,1 bis 5 µm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 µm, Dicken, die größer als 5 µm sind, werden im allgemeinen nicht bevorzugt, da bei ihnen übermäßig viel Energie notwendig ist, damit sie auf wirksame Weise auf den Empfänger übertragen werden können.
Obwohl es bevorzugt wird, eine einzige Übertragungsschicht zu haben, ist es auch möglich, mehr als eine Übertragungsschicht zu haben, und die unterschiedlichen Schichten können die gleiche Zusammensetzung oder unterschiedliche Zusammensetzungen haben, solange sie alle funktionieren, wie oben beschrieben wurde. Die Gesamtdicke aller Übertragungsschichten sollte in dem oben angegebenen Bereich, d.h. 0,1 bis 5 µm, liegen.
Die Übertragungsschicht(en) kann(können) auf den Donorträger als Dispersion in einem geeigneten Lösungsmittel aufgetragen werden, jedoch wird es bevorzugt, die Schicht(en) aus einer Lösung aufzutragen. Jedes geeignete Lösungsmittel kann als Beschichtungs-Lösungsmittel verwendet werden, solange es nicht die Eigenschaften der Anordnung beeinträchtigt, indem man konventionelle Beschichtungstechniken oder Drucktechniken, wie sie z.B. bein Tiefdruck verwendet werden, anwendet.
Das Donorelement kann auch zusätzliche Schichten aufweisen. Z.B. kann eine Lichthofschutzschicht auf der Seite des Trägers verwendet werden, die der Übertragungsschicht gegenüberliegt. Materialien, die als Lichhofschutzmittel verwendet werden können, sind in der Technik wohlbekannt. Andere Verankerungsschichten oder Substratschichten können auf jeder Seite des Trägers vorliegen und sind ebenfalls in der Technik wohlbekannt.

Empfängerelement

Das Empfängerelement ist der zweite Teil der durch Laserstrahlung bearbeitbaren Anordnung, auf die die zum Abbilden befähigte Komponente übertragen wird. In den meisten Fällen wird die zum Abbilden befähigte Komponente beim Fehlen eines Empfängerelements nicht von dem Donorelement entfernt. D.h. die Belichtung des Donorelements allein mit Laserstrahlung verursacht nicht, daß Material entfernt oder in Luft übertragen wird.
Material, d.h. Bindemittel und zum Abbilden befähigte Komponente, wird von dem Donorelement nur entfernt, wenn es mit Laserstrahlung belichtet wird und in einem innigen Kontakt mit dem Empfängerelement steht, d.h. das Donorelement tatsächlich das Empfängerelement berührt. Dies bedeutet, daß in solchen Fällen komplexe Übertragungsmechanismen stattfinden.
Das Empfängerelement umfaßt typischerweise einen Empfänger- Träger und gegebenenfalls eine bildaufnehmende Schicht. Der Empfängerträger umfaßt ein maßhaltiges Folienmaterial. Die Anordnung kann durch den Empfängerträger abgebildet werden, wenn dieser Träger transparent ist. Beispiele transparenter Folien umfassen z.B. Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon, ein Polyimid, ein Poly(vinylalkohol-co-acetal) oder einen Celluloseester wie Celluloseacetat. Beispiele opaker Trägermaterialien umfassen z.B. Polyethylenterephthalat, gefüllt mit einem weißen Pigment, wie Titandioxid, Elfenbeinpapier oder synthetisches Papier, wie Tyvek -Polyolefin-Spinnvlies. Papierträger werden für Proof-Anwendungen bevorzugt. Für Lithographie-Druck-Anwendungen ist der Träger typischerweise eine dünne Aluminiumfolie, wie eloxiertes Aluminium, oder Polyester.
Wenn auch die zum Abbilden befähigte Komponente direkt auf den Empfängerträger übertragen werden kann, kann doch der Empfängerträger auf einer Oberfläche typischerweise eine zusätzliche Empfangsschicht aufweisen. Für Bilderzeugungs-Anwendungen kann die Empfangsschicht eine Beschichtung aus z.B. einem Polycarbonat, einem Polyurethan, einem Polyester, aus Polyvinylchlorid, Styrol/Acrylnitril-Copolymer, Poly(caprolacton) und Mischungen derselben sein. Diese bildempfangende Schicht kann in jeder Menge vorliegen, die für den beabsichtigten Zweck wirksam ist. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse bei Beschichtungsgewichten von 1 bis 5 g/m² erhalten. Für lithographische Anwendungen wird die Aluminiumfolie typischerweise behandelt, um auf der Oberfläche eine Schicht von eloxiertem Aluminium als Empfangsschicht zu bilden. Derartige Behandlungen sind in der Lithographie-Technik wohlbekannt.
Es ist auch möglich, daß das Empfängerelement nicht der endgültige, beabsichtigte Träger für die zum Abbilden befähigte Komponente ist. Das Empfängerelement kann ein intermediäres Element sein, und auf die Laserabbildungsstufe können eine oder mehrere Übertragungsstufen folgen, durch die die zum Abbilden befähigte Komponente auf den endgültigen Träger übertragen wird. Dies ist am wahrscheinlichsten anwendbar auf Mehrfarben-Andruck-Anwendungen, bei denen das mehrfarbige Bild auf dem Empfängerelement aufgebaut wird und dann auf den permanenten Papierträger übertragen wird.

Verfahrensstufen

1. Belichtung

Die erste Stufe im Verfahren der Erfindung ist die bildweise Belichtung der durch Laserstrahlung bearbeitbaren Anordnung mit Laserstrahlung. Die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung umfaßt, wie oben beschrieben, das Donorelement und das Empfängerelement.
Die Anordnung wird hergestellt, indem man das Donorelement und das Empfängerelement im innigen Kontakt zueinander anordnet, so daß die Übertragungbeschichtung des Donorelements tatsächlich das Empfängerelement oder die Empfangsschicht auf dem Empfängerelement berührt. So berühren die zwei Elemente einander tatsächlich.
Vakuum oder Druck kann verwendet werden, um die zwei Elemente zusammenzuhalten. Alternativ dazu können das Donorelement und das Empfängerelement zusammengebunden werden und an die Abbildungsapparatur mit einem Band gebunden werden, oder es kann ein Stift/Klammer-System verwendet werden. Die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung kann geeigneterweise auf einer Trommel montiert werden, um das Laser-Abbilden zu erleichtern.
Verschiedenartige Typen von Lasern können verwendet werden, um die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung zu belichten. Der Laser ist vorzugsweise einer, der im Infrarot-, nahen Infrarot- oder sichtbaren Bereich emittiert. Besonders vorteilhaft sind Diodenlaser, die im Bereich von 750 bis 870 nm emittieren und die wesentliche Vorteile bieten, wie ihre geringe Größe, geringe Kosten, Stabilität, Zuverlässigkeit, Robustheit und Leichtigkeit der Modulation. Diodenlaser, die im Bereich von 800 bis 850 nm emittieren, werden am meisten bevorzugt. Derartige Laser sind z.B. von Spectra Diode Laboratones (San Jose, CA) erhältlich.
Die Belichtung kann durch den Träger des Donorelements oder durch das Empfängerelement erfolgen, mit der Maßgabe, daß dieselben gegenüber der Laserstrahlung im wesentlichen durchlässig sind. In den meisten Fällen ist der Donor-Träger eine Folie, die gegenüber Infrarot-Strahlung durchlässig ist; und die Belichtung wird geeigneterweise durch den Träger durchgeführt. Wenn jedoch das Empfängerelement gegenüber Infrarot- Strahlung im wesentlichen durchlässig ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch durch bildweise Belichtung des Empfängerelements mit Infrarot-Laser-Strahlung durchgeführt werden.
Die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung wird bildweise belichtet, so daß das Material, d.h. Bindemittel und zum Abbilden befähigte Komponente, auf das Empfängerelement in einem Muster übertragen wird. Das Muster selbst kann z.B. in Form von Rasterpunkten oder Stricharbeiten, die durch einen Rechner erzeugt werden, in einer Form, die durch Abtasten einer zu kopierenden Vorlage erhalten wird, in Form eines digitalisierten Bildes, das aus der ursprünglichen Vorlage entnommen wurde, oder einer Kombination jeder dieser Formen vorliegen, die vor der Belichtung mit dem Laser auf einem Rechner elektronisch kombiniert werden können. Der Laserstrahl und die durch Laserstrahlung bearbeitbare Anordnung befinden sich in einer konstanten Bewegung zueinander, so daß jeder winzige Bereich der Anordnung, d.h. Pixel, durch den Laser individuell angesprochen wird. Dies wird allgemein durch das Montieren der durch Laserstrahlung bearbeitbaren Anordnung auf einer drehbaren Trommel erreicht. Ein Flachbett-Recorder kann auch verwendet werden.

2. Abtrennung

Die nächste Stufe in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Abtrennen des Donorelements von dem Empfängerelement. Üblicherweise erfolgt dies durch einfaches Abziehen der zwei Elemente voneinander. Dies erfordert im allgemeinen eine sehr geringe Schälkraft und wird erreicht, indem man einfach das Donorelement von dem Empfängerelement abtrennt. Dies kann unter Verwendung aller konventionellen Trenntechniken erfolgen und kann manuell oder automatisch sein, ohne daß eine Bedienungsperson interveniert.
In den obigen Diskussionen ist das angestrebte Produkt nach der Belichtung mit einem Laser das Empfängerelement gewesen, auf das die zum Abbilden befähigte Komponente in Form eines Musters übertragen worden ist. Jedoch ist es für das angestrebte Produkt auch möglich, daß es nach der Belichtung mit Laser das Donorelement ist. Wenn der Donorträger transparent ist, kann das Donorelement als ein Photowerkzeug für eine konventionelle analoge Belichtung lichtempfindlicher Materialien verwendet werden, z.B. Photoresists, Photopolymer-Druckplatten, lichtempfindliche Andruck-Materialien und dergleichen. Für Photowerkzeug-Anwendungen ist es wichtig, den Dichteunterschied zwischen "klaren", d.h. mit Laser belichteten, und "opaken", d.h. unbelichteten Bereichen des Donorelements, zu maximieren. So müssen die in dem Donorelement verwendeten Materialien maßgeschneidert werden, um für diese Anwendung geeignet zu sein.

Beispiele

Wörterverzeichnis mit Erklärungen

Additive zur thermischen Verstärkung

ABA p-Azidobenzoesäure
AmbiC Ammoniumbicarbonat
AmC Ammoniumcarbonat
AmdiCh Ammoniumdichromat
DiAFB 4-Diazo-N, N'-diethylanilinfluoroborat
NaC Natriumcarbonat
Sr0 Strontiumoxid
SrP0 Strontiumperoxid

Andere Materialien:

Ruß Rußpigment, Regal 660 (Cabot)
CyHex Cyclohexanon
Dispergiermittel AB-Dispergiermittel
DPP Diphenylphosphat
EP4043 10% CO, 30 % n-Butylacrylat und 60% Ethylen-Copolymer, Td=457 ºC (Dupont)
MC Methylenchlorid
MEK Methylethylketon
PVC Poly(vinylchlorid), (Aldrich), Td=282 ºC, Td2=465 ºC, TIC-5C

Arbeitsweise

Die durch Lasereinwirkung abbildende Apparatur war ein Creo Plotter (Creo Corp., Vancouver, BC) mit 32 Infrarotlasern, die bei 830 nm mit einer Impulsbreite von 3 Mikrosekunden emittieren. Die Laserfluenz wurde unter Bezugnahme auf die Laserstärke und die Trommelgeschwindigkeit berechnet.
Das Empfängerelement - Papier - wurde auf der Trommel der durch Lasereinwirkung abbildenden Apparatur angeordnet. Das Donorelement wurde dann oben auf dem Empfängerelement angeordnet, so daß die Übertragungsschicht des Donorelements der empfangenden Seite des Empfängerelements benachbart vorlag. Dann wurde ein Vakuum angelegt.
Zur Bestimmung der Empfindlichkeit des Films wurden ausbelichtete Streifen des Musters erhalten, und die Trommelgeschwindigkeiten varrierten von 1,67 bis 6,67 s&supmin;¹ in 0,4 s&supmin;¹-Inkrementen (100 bis 400 U/min in 25 U/min-Inkrementen). Die Dichte des auf Papier übertragenen Bildes wurde unter Verwendung eines Macbeth -Densitometers in einer Reflektionsmethode für jeden Streifen erhalten, der bei unterschiedlichen Trommel- Geschwindigkeiten geschrieben wurde. Die Empfindlichkeit war die minimale Laserstärke, die erforderlich ist, damit eine Materialübertragung mit einer Dichte von mehr als 1 stattfand.

Beispiele 1-6

Diese Beispiele erläutern die Wirkung von Additiven zur thermischen Verstärkung auf die Empfindlichkeit des Films, wenn sie auf die Übertragungsschicht eines Zweischichten-Donorelements übertragen werden.
Die Proben bestanden aus einem Mylar 200 D-Polyesterfolien- Träger (E.I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE) auf den eine 6 nm (60 Å) Chrom-Beschichtung gesputtert wurde, um die sich erwärmende Schicht zu bilden. Das Sputtern erfolgte durch Flex Products (Santa Rosa, CA) unter Verwendung einer Argon-Atmosphäre und von 6,65 Pa (50 mtorr). Die Metalldicke wurde unter Verwendung eines Quarz-Kristalls in situ überwacht. Nach dem Abscheiden wurde die Dicke durch die Messung der Reflektion und der Durchlässigkeit der Filme bestätigt.
Die Übertragungsschicht wurde per Hand über die sich erwärmende Schicht zu einer Trockendicke von etwa 1 µm stabbeschichtet. Die für die Übertragungsschichten verwendeten Beschichtungen hatten die unten angegebenen Zusammensetzungen, angegeben in g.

Kl-Dispersion

Ruß 70
Dispergiermittel 30
MEK/CyHex (60/40) 300
Pigment/Dispergiermittel/% Feststoffe 70/30/25

Übertragungsbeschichtung (TC0)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
Kl 9,5

Übertragungsbeschichtung 1 (TC1)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 39.58
DPP 0,46
DiAFB 0,05
Kl 9,5

Übertragungsbeschichtung 2 (TC2)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
DiAFB 0,125
Kl 9,5

Übertragungsbeschichtung 3 (TC3)

E24043, 6%ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
DiAFB 0,25
K1 9,5

Übertragungsbeschichtung 4 (TC4)

EP4043, 6 %ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
DiAFB 0,59
Kl 915

Übertragungsbeschichtung 5 (TC5)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
DiAFB 0,63
Kl 9,5

Übertragungsbeschichtung 6 (TC6)

EP4043, 60 %ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
DiAFB 0,678
Kl 9,5
Die Empfindlichkeiten der Filme wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Arbeitsweise gemessen. Die Ergebnisse sind nachstehend in der Tabelle 1 aufgeführt und zeigen deutlich die erhöhte Empfindlichkeit der Filme, die Additve zur thermischen Verstärkung in der Übertragungsschicht aufweisen. Tabelle 1
( ) = Gew.-% DiAFB
Vd Trommel-Geschwindigkeit in s&supmin;¹ (U/min)
TAvF durchschnittliche Gesamtfluenz in mJ/cm²
PF = Spitzenfluenz in mJ/cm².

Beispiele 7-12

Diese Beispiele erläutern die zunehmende Empfindlichkeit unter Verwendung eines anderen Additivs zur thermischen Verstärkung - p-Azidobenzoesäure - in der Übertragungsschicht.
Die Arbeitsweise der Beispiele 1-6 wurde unter Verwendung der nachstehend aufgeführten Übertragungsschicht-Zusammensetzungen, angegeben in g, durchgeführt.

Übertragungsbeschichtung 7 (TC7)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 36,98
DPP 0,5
ABA 0,0625
Kl 8,875
MEK 3,584

Übertragungsbeschichtung 8 (TC8)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 36,46
DPP 0,5
ABA 0,125
Kl 8,75
MEK 4,167

Übertragungsbeschichtung 9 (TC9)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 35,41
DPP 0,5
ABA 0,25
Kl 8,5
MEK 5,334

Übertragungsbeschichtung 10 (TC10)

E24043, 6%ige Lösung in MC 33,33
DPP 0,5
ABA 0,5
K1 8,0
MEK 7,67

Übertragungsbeschichtung 11 (TC11)

EP4043, 6 %ige Lösung in MC 31,25
DPP 0,5
ABA 0,75
Kl 7,5
MEK 10,

Übertragungsbeschichtung 12 (TC12)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 29,166
DPP 0,5
ABA 1,0
Kl 7,0
MEK 12,33
Die Empfindlichkeiten der Filme sind nachstehend in der Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2
( ) = Gew.-% ABA
Vd = Trommel-Geschwindigkeit in s&supmin;¹ (U/min)
TAvF = durchschnittliche Gesamtfluenz in mJ/cm²
PF = Spitzenfluenz in mJ/cm².

Beispiele 12-22

Diese Beispiele erläutern die Wirkung des Additivs zur thermischen Verstärkung, wenn es der Übertragungsschicht eines Dreischichten-Donorsystems zugegeben wird.
Der Träger war Mylar 200D. Die ausstoßende Schicht, die die nachstehende Zusammensetzung hat, wurde unter Verwendung eines automatischen Beschichters zu einer Trockendicke von 50 µm aufgetragen. Eine 25 µm (1 mil) Polyethylen-Deckschicht wurde auf die ausstoßende Schicht während der Beschichtung laminiert, um die Schicht vor Kratzern und Staub zu schützen.
Eine 6 nm (60 Å) dicke sich erwärmende Chrom-Schicht wurde auf jede der ausstoßenden Schichten gesputtert, wie in den Beispielen 1-6 beschrieben ist.
Eine Übertragungsschicht wurde über die sich erwärmende Schicht in allen Proben aufgetragen. Die Übertragungsschicht wurde per Hand zu einer Trockendicke von 1 µm stabbeschichtet. Die Beschichtungen, die für die Übertragungsschichten verwendet wurden, hatten die nachstehend aufgeführten Zusammensetzungen in g.

ausstoßenden Schicht

PVC 1500
DPP 150
MEK 9000
CYHEX 6000

K1-Dispersion:

K2-Dispersion:

Ruß 75
Dispergiermittel 25
MEK/CyHex (60/40) 300
Pigment/Dispergiermittel/% Feststoffe 75/25/25

K3-Dispersion:

Ruß 80
Dispergiermittel 20
MEK/CyHex (60/40) 300
Pigment/Dispergiermittel/% Feststoffe 80/20/25

K4-Dispersion:

Ruß 85
Dispergiermittel 15
MEK/CyHex (60/40) 300
Pigment/Dispergiermittel/% Feststoffe 85/15/25

Übertragungsbeschichtung 13 (TC13)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 25,0
DPP 0,5
diAFB 0,75
Kl 9,0
MEK 1,06
Cyhex 0,78

Übertragungsbeschichtung 14 (TC14)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 26,87
DPP 0,5
diAFB 0,75
K2 9,0
MEK 1,00
CyHex 0,78

Übertragungsbeschichtung 15 (TC15)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 28,33
DPP 0,5
diAFB 0,75
K3 9,
MEK 1,00
CyHex 0,78

Übertragungsbeschichtung 16 (TC16)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 30,66
DPP 0,5
diAFB 0,75
K4 9,0
MEK 1,06
CyHex 0,78

Übertragungsbeschichtung 17 (TC17)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 25,0
DPP 0,5
diAFB 0,75
Kl 9,0
MEK 1,00
Cyhex 0,78

Übertragungsbeschichtung 18 (TC18)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 16,66
DPP 0,5
diAFB 0,75
Kl 11,0
MEK 4,87
CyHex 3,25

Übertragungsbeschichtung 19 (TC19)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 8,33
DPP 0,5
diAFB 0,75
Kl 13,0
MEK 8,67
CyHex 5,78

Übertragungsbeschichtung 20 (TC20)

EP4043, 6%ige Lösung in MC ---
DPP 0,5
diAFB 0,75
Kl 15,0
MEK 12,46
CyHex 8,31

Übertragungsbeschichtung 21 (TC21)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 25,0
DPP 0,25
diAFB 0,75
Kl 10,0
MEK 0,618
CyHex 0,412

Übertragungsbeschichtung 22 (TC22)

EP4043, 6%ige Lösung in MC 25,0
DPP ---
diAFB 0,75
Kl 9,0
MEK 0,168
CyHex 0,112
Die Empfindlichkeiten der Filme sind nachstehend in der Tabelle 3 aufgeführt. Aus den Beispielen 17-20 und 21-22 läßt sich ersehen, daß die Haltbarkeit des übertragenes Bildes abnimmt, wenn die Menge des Bindemittels in der Übertragungsschicht abnimmt und wenn die Menge des Weichmachers in der Übertragungsschicht abnimmt. Tabelle 3
Vd = Trommelgeschwindigkeit in s&supmin;¹ (Umdrehungen pro Minute)
TAvF = durchschnittliche Gesamtfluenz in mJ/cm²
Abstand = 5,8 µm
Y bedeutet, daß der Film haltbar, glänzend und kratzbeständig ist.
N bedeutet, daß der Film leicht zu zerkratzen ist und ein pulverförmiges Aussehen aufweist. Der Grad der Zerkratzbarkeit nimmt mit abnehmender Konzentration des Bindemittels mit hoher Zersetzungstemperatur zu. Beispiele 23-30 Diese Beispiele erläutern die Zunahme der Empfindlichkeit in einem Dreischichten-System bei der Verwendung unterschiedlicher Additive zur thermischen Verstärkung in der Übertragungsschicht. Die Arbeitsweise der Beispiele 13-22 wurde wiederholt, indem man ein Donorelement verwendete, das eine sich erwärmende Aluminium-Schicht von 8,5 nm (85 Å) aufweist. Um eine gleichmäßige Dispersion zu erreichen, wurden die Additive zur thermischen Verstärkung (mit Ausnahme von diAFB und ABA) bei tiefer Temperatur zu einer Submikron-Teilchengröße gemahlen. Die Übertragungsbeschichtung hatte eine Dicke von 0,8 µm und die unten angegebene Zusammensetzung in g.

Übertragungsbeschichtung

EP4043, 6%ige Lösung in MC 39,58
DPP 0,46
Additiv zur thermischen Verstärkung 0, 63
Kl 9,5
Die Empfindlichkeiten der Filme mit unterschiedlichen Additiven zur thermischen Verstärkung sind nachstehend in der Tabelle 4 aufgeführt. Tabelle 4
Vd = Trommelgeschwindigkeit in s&supmin;¹ (Umdrehungen pro Minute)
TAvF = durchschnittliche Gesamtfluenz in mJ/cm²
Td = Zersetzungstemperatur des Additivs zur thermischen Verstärkung

Beispiele 31-46

Diese Beispiele erläutern die Verwendung von Additiven zur thermischen Verstärkung in sowohl der ausstoßenden Schicht als auch der Übertragungsschicht. Sowohl ein Infrarot-Farbstoff als auch eine zersetztbare Verbindung wurden als Additiv zur thermischen Verstärkung in der ausstoßenden Schicht verwendet.
Der Träger war Mylar 200D. Die ausstoßende Schicht, die die nachstehende Zusammensetzung hat, wurde aus MEK/CyHex (30/20) zu einer Trockendicke von entweder 0,5 µm oder 110 µm - wie unten angegeben ist - per Hand stabbeschichtet. Die ausstoßende Schicht enthielt 10 % DPP, 1-15 % Additiv zur thermischen Verstärkung und als Rest 75-89 % PVC, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe der Schicht. Eine 8 nm (80 Å) dicke sich erwärmende Aluminium- Schicht wurde auf jede der ausstoßenden Schichten gesputtert, indem man eine Denton 600- Einheit (Denton, NJ) verwendete. Die Metalldicke wurde unter Verwendung eines Quarz-Kristalls in situ überwacht. Nach der Abscheidung wurden die Dicken durch Messen der Reflektion und Durchlässigkeit der Filme bestätigt.
Eine Übertragungsschicht mit der TC6-Zusammensetzung wurde in allen Proben über der sich erwärmenden Schicht aufgetragen. Die Übertragungsschicht wurde zu einer Trockendicke von 1 µm per Hand stabbeschichtet.
Die Empfindlichkeiten der Donor-Filme wurden bei der höchsten Trommelgeschwindigkeit bestimmt, bei der in den belichteten Bereichen eine Gesamt- oder Teilübertragung erfolgte, und sind nachstehend in der Tabelle 5 aufgeführt. Tabelle 5 Ausstoßende Schicht
Trommelgeschwindigkeit in s&supmin;¹ (Umdrehungen pro Minute)

Beispiele 47-59

Diese Beispiele erläutern die Wirkung der Dicke der sich erwärmenden Schicht auf die Filmempfindlichkeit für Dreischichten-Donorfilme die Additiv zur thermischen Verstärkung sowohl der ausstoßenden Schicht als auch der Übertragungsschicht aufweisen.
Die ausstoßende Schicht hatte die Zusammensetzung des Beispiels 33 und wurde in einer Direkt-Tiefdruck-Konfiguration durch Tiefdruck aufgetragen. Die Viskosität der Lösung war 80 mPa s (cP), und es wurde eine Tiefdruckwalze 50 verwendet. Die Dicke der Schicht war entweder 1,0 oder 0,5 µm, wie nachstehend aufgeführt wird.
Die sich erwärmende Schicht war Aluminium, das mit der Denton 600-Einheit zu der unten angegebenen Dicke aufgestäubt wurde. Die Metalldicke wurde unter Verwendung eines Quarz-Kristalls in situ überwacht. Nach der Abscheidung wurden die Dicken durch Messen der Reflektion und Durchlässigkeit der Filme bestätigt.
Die Übertragungsschichten mit der TC6-Zusammensetzung wurden in allen Proben über die sich erwärmenden Schichten aufgetragen. Die Übertragungsschicht wurde zu einer Trockendicke von 1 µm per Hand stabbeschichtet.
Die Empfindlichkeiten der Donor-Filme wurden bei der höchsten Trommelgeschwindigkeit bestimmt, bei der in den belichteten Bereichen eine Gesamt- oder Teilübertragung erfolgte, und sind nachstehend in der Tabelle 6 aufgeführt. Tabelle 6
TAl = Durchlässigkeit der sich erwärmenden Al-Schicht
Vd = Trommelgeschwindigkeit in s&supmin;¹ (Umdrehungen pro Minute)
d (µm) = Dicke der ausstoßenden Schicht
TAvF = durchschnittliche Gesamtfluenz in mJ/cm²
p (µm) = Durchmesser des scharf eingestellten Laserstrahls in der Bildebene in µm.

Claims

1. Donor-Element zur Verwendung in einem laserinduzierten, thermischen Übertragungsverfahren, worin das Element einen Träger umfaßt, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:

(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden geeigneten Komponente auf ein Empfängerelement zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht ein erstes Polymer umfaßt, das eine Zersetzungstemperatur T&sub1; hat;

(b) wenigstens eine sich erwärmende Schicht zur Absorption der Laserstrahlung und Umwandlung der Strahlung in Wärme; und

(c) wenigstens eine Übertragungsschicht, umfassend:

(i) eine zweites Polymer, das eine Zersetzungstemperatur T&sub2; hat; und

(ii) eine zum Abbilden geeignete Komponente;

worin T2≥(T&sub1; + 100),

und worin weiterhin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer der Schichten (a) und (c) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist.

2. Donor-Element zur Verwendung in einem laserinduzierten, thermischen Übertragungsverfahren, worin das Element im wesentlichen aus einem Träger besteht, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:

(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden geeigneten Komponente auf ein Empfängerelement zu bewirken, worin die Schicht einen Farbstoff enthält, der bei der Laserwellenlänge absorbiert;

(b) wenigstens eine Übertragungsschicht die ein Bindemittel und eine zum Abbilden geeigneten Komponente umfaßt;

worin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in der Schicht (b) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist.

3. Element gemäß Anspruch 1, worin das erste Polymer eine Zersetzungstemperatur von weniger als 325 ºC aufweist und aus substituierten Polystyrolen, Polyacrylatestern, Polymethacrylatestern, Celluloseacetatbutyrat, Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid), Polycarbonaten, Copolymeren derselben und Mischungen derselben ausgewählt ist.

4. Element gemäß Anspruch 1, worin die sich erwärmende Schicht eine dünne Metallschicht, die aus Aluminium, Nickel, Chrom, Zirconium ausgewählt ist, und Titanoxid umfaßt.

5. Element gemäß Anspruch 1, worin das zweite Polymer eine Zersetzungstemperatur von mehr als 400 ºC aufweist und aus Copolymeren von Acrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid und Copolymeren von Methacrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid ausgewählt ist.

6. Element gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin das Additiv zur thermischen Verstärkung aus Diazoalkyl- und Diazonium-Verbindungen, Azido-Verbindungen, Ammoniumsalzen, Oxiden, die sich unter Bildung von Sauerstoff zersetzen, Carbonaten, Peroxiden und Mischungen derselben ausgewählt ist.

7. Element gemäß Anspruch 1, worin das erste Polymer aus Poly(vinylchlorid) und Nitrocellulose ausgewählt ist, die sich erwärmende Schicht eine dünne Schicht eines Metalls umfaßt, das aus Nickel und Chrom ausgewählt ist, das zweite Polymer aus Copolymeren von Polystyrol und Copolymeren von n-Butylacrylat, Ethylen und Kohlenmonoxid ausgewählt ist, und das Additiv zur thermischen Verstärkung 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat ist.

8. Element gemäß Anspruch 1, worin:

(a) die ausstoßende Schicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 20 µm hat;

(b) die sich erwärmende Schicht eine Dicke im Bereich von 2 nm (20 Å) bis 0,1 µm hat; und

(c) die Übertragungsschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 50 µm hat.

9. Element gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die zum Abbilden geeignete Komponente ein Pigment ist.

10 Laserinduziertes, thermisches Übertragungsverfahren, umfassend:

(1) bildweises Belichten einer zur Lasereinwirkung geeigneten Vorrichtung mit Laserstrahlung, umfassend:

(A) ein Donor-Element, das einen Träger umfaßt, der auf der ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:

(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden geeigneten Komponente zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht ein erstes Polymer umfaßt, das eine Zersetzungstemperatur T&sub1; hat;

(c) wenigstens eine Übertragungsschicht, umfassend: (i)ein zweites Polymer, das eine Zersetzungstemperatur T&sub2; hat; und (ii) eine zum Abbilden geeignete Komponente; worin T&sub2;≥ (T&sub1; + 100), und worin weiterhin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer der Schichten (a) und (c) vorliegt, das Additiv aus (1) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (2) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (3) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (4) Kombinationen derselben ausgewählt ist;

(B) ein Empfängerelement im innigen Kontakt mit der ersten Oberfläche des Donor-Elements,

(2) Abtrennen des Donor-Elements vom Empfängerelement.

11. Laserinduziertes, thermisches Übertragungsverfahren, umfassend:

(A) ein Donor-Element, das im wesentlichen aus einem Träger besteht, der auf einer ersten Oberfläche desselben in der aufgeführten Reihenfolge trägt:

(a) wenigstens eine ausstoßende Schicht, die beim Erwärmen die Antriebskraft bereitstellt, um die Übertragung einer zum Abbilden geeigneten Komponente zu bewirken, worin die ausstoßende Schicht einen Farbstoff enthält, der bei der Laser-Wellenlänge absorbiert;

(b) wenigstens eine Übertragungsschicht, die ein Bindemittel und eine zum Abbilden geeignete Komponente umfaßt;

worin ein Additiv zur thermischen Verstärkung in wenigstens einer Schicht (b) vorliegt, das Additiv aus (i) Verbindungen, die sich beim Erwärmen unter Bildung eines gasförmigen Nebenprodukts (gasförmiger Nebenprodukte) zersetzen, (ii) Farbstoffen, die einfallende Laserstrahlung absorbieren, (iii) Verbindungen, die einer thermisch induzierten unimolekularen, exothermen Umwandlung unterliegen, und (iv) Kombinationen derselben ausgewählt ist; und

(2) Abtrennen des Donor-Elements vom Empfängerelement.

12. Verfahren gemäß Anspruch 10, worin das erste Polymer eine Zersetzungstemperatur von weniger als 325 ºC aufweist und aus substituierten Polystyrolen, Polyacrylatestern, Polymethacrylatestern, Celluloseacetatbutyrat, Nitrocellulose, Poly(vinylchlorid), Polycarbonaten, Copolymeren derselben und Mischungen derselben ausgewählt ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die sich erwärmende Schicht eine dünne Metallschicht, die aus Aluminium, Nickel, Chrom, Zirconium ausgewählt ist, und Titandioxid umfaßt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 10, worin das zweite Polymer eine Zersetzungstemperatur von mehr als 400 ºC aufweist und aus Copolymeren von Acrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid und Copolymeren von Methacrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid ausgewählt ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 11, worin das Bindemittel eine Zersetzungstemperatur von mehr als 400 ºC aufweist und aus Copolymeren von Acrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid und Copolymeren von Methacrylatestern, Ethylen und Kohlenmonoxid ausgewählt ist.

16. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, worin das Additiv zur thermischen Verstärkung aus Diazoalkyl- und Diazonium-Verbindungen, Azido-Verbindungen, Ammoniumsalzen, Oxiden, die sich unter Bildung von Sauerstoff zersetzen, Carbonaten, Peroxiden, und Mischungen derselben ausgewählt ist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 10, worin das erste Polymer aus Poly(vinylchlorid) und Nitrocellulose ausgewählt ist, die sich erwärmende Schicht eine dünne Schicht eines Metalls umfaßt, das aus Al, Nickel und Chrom ausgewählt ist, das zweite Polymer aus Copolymeren von Polystyrol und Copolymeren von n-Butylacrylat, Ethylen und Kohlenmonoxid ausgewählt ist, und das Additiv zur thermischen Verstärkung 4-Diazo-N,N'-diethylanilinfluorborat und Azobis-isobutyronitril ist.

18. Verfahren gemäß Anspruch 10, worin:

(a) die ausstoßende Schicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 20 µm hat;

(c) die Übertragungsschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 50 µm hat.

19. Verfahren gemäß Anspruch 11, worin:

(a) die ausstoßende Schicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 5 µm hat; und

(b) die Übertragungsschicht eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 50 µm hat.

20. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11 worin die zum Abbilden geeignete Komponente ein Pigment ist.