DE69205381T2

DE69205381T2 - Wärmeempfindliche Farbstoffübertragungsschicht.

Info

Publication number: DE69205381T2
Application number: DE69205381T
Authority: DE
Inventors: Andrew B C O Minnesota Becker; Jeffrey C Chang; Edward R Harrell; Karl F Roenigk
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1991-09-03
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2012-07-21
Also published as: JPH05212982A; KR930005804A; CA2073843A1; DE69205381D1; EP0530963B1; EP0530963A1; US5232892A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Drucken mit Thermotransferfarbstoff und insbesondere eine Rezeptorfolie für Farbstoff-Thermotransfer für ein solches Drucken unter Verwendung eines modifizierten Polyvinylchlorid-Harzes.

Ausgangssituation

Beim Drucken mit Farbstoff-Thermotransfer wird eine Abbildung auf einer Rezeptorfolie durch selektives Übertragen eines Farbstoff es auf eine Rezeptorfolie van einer Farbstoff-Donatorfolie gebildet, die in einem kurzzeitigen Kontakt mit der Rezeptorfolie angeordnet wird. Das von der Farbstoff-Donatorfolie zu übertragende Material wird über einen Thermodruckkopf bestimmt, der aus kleinen elektrisch erhitzten Elementen (Druckköpfen) besteht. Durch diese Elemente wird das bilderzeugende Material bildpunktweise von der Farbstoff-Donatorfolie auf die Gebiete der Farbstoff-Rezeptorfolie übertragen. Die Farbstoff-Thermotransfersysteme haben gegenüber anderen Thermotransfersystemen Vorteile, wie beispielsweise chemische Reaktionssysteme, Masse-Thermotransfersysteme und Farbstoff-Sublimationstransfersysteme. In der Regel bieten Farbstoff-Thermotransfersysteme eine bessere Kontrolle der Graustuf enskale als diese anderen Systeme, haben jedoch auch ihre Probleme. Eines der Probleme ist die Ablösung der Farbstoff-Donator- und Farbstoff-Rezeptorfolien ((-blätter)) während des Druckens. Dieses hat oftmals zur Hinzufügung von farbstoffdurchlässigen Release-Schichten geführt, die auf die Oberfläche der Farbstoffaufnahmeschicht aufgetragen werden. Zur Verwendung in der Aufnahmeschicht sind darüber hinaus weitere Materialien erforderlich, die eine geeignete Farbstoffdurchlässigkeit, fixierende Eigenschaften, Haftung an dem Substrat und andauernde Lichtechtheit und Wärmestabilität haben.
Polyvinylchlorid-Derivate und -Copolymere wurden in Rezeptorfolien für den Farbstoff-Thermotransfer hauptsächlich wegen ihrer Eigenschaften auf diesen Gebieten verwendet. Beispielsweise offenbart die US-P-4 853 365, daß als ein Farbstoffrezeptor verwendetes chloriertes Polyvinylchlorid eine gute Farbstofflöslichkeit und hohe Farbstoffaufnahmefähigkeit hat. Ähnlich wurden auch Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere in Rezeptorfolien für Farbstoff-Thermotransfer entsprechend der Beschreibung in den JP-A-29 391 (1990) und 39 995 (1990) verwendet. Die JP-A-160 681 (1989) offenbart farbstoffannehmende Schichten, umfassend Polyvinylchlorid/Polyvinylalkohol - Copolymere, und die JP-A-43 092 (1990), 95 891 (1990) und 108 591 (1990) Farbbildaufnahmeschichten, umfassend ein Hydroxy-modifiziertes Polyvinylchlorid-Harz und eine Isocyanatverbindung. Die US-P- 4 897 377 offenbart eine Drucker-Rezeptorfolie für Thermotransfer, umfassend ein Substrat als Träger, das auf mindestens seiner einen Seite mit einem amorphen Polyesterharz beschichtet ist. Die EP-A-133 012 (1985) offenbart eine mit Wärme übertragungsfähige Folie, die ein Substrat aufweist und darauf eine bildaufnehmende Schicht, umfassend ein Harz mit einer Ester-, Urethan-, Amid-, Harnstoff- oder stark polaren Verknüpfung und ein Farbstoff- Releasemittel, wie beispielsweise Siliconöl, das entweder in der bildaufnehmenden Schicht vorhanden ist oder als eine Release-Schicht auf mindestens einem Teil der bildaufnehmenden Schicht. Die EP-A-133 011 (1985) offenbart eine Wärmetransferfolie auf der Grundlage von bildgebenden Schichtmaterialien, umfassend erste bzw. zweite Bereiche (a) mit einem synthetischen Harz mit einer Glasübergangsternperatur von -100 ºC ... 20 ºC und einer polaren Gruppe sowie (b) mit einem synthetischen Harz mit einer Glasübergangstemperatur von 40 ºC oder darüber.
Im allgemeinen sind Polymere auf der Grundlage von Polyvinylchlorid photolytisch unstabil, zersetzen sich unter Bildung von Chlorwasserstoff, das wiederum die bilderzeugenden Farbstoffe abbaut. Dadurch wurde der umfangreiche Einsatz von UV-Stabilisatoren und Verbindungen erforderlich, die den Chlorwasserstoff neutralisieren. Die Farbstofftransfer-Rezeptorfolien dieser Erfindung verwenden ein modifiziertes Polyvinylchlorid-Harz, das eine wesentlich höhere Lichtstabilität hat als Materialien, die früher eingesetzt wurden, während gleichzeitig die angestrebten Eigenschaften im Zusammenhang mit den Harzen auf der Grundlage von Polyvinylchlorid erhalten bleiben.
Was im Stand der Technik nicht offenbart wird, mit der vorliegenden Erfindung jedoch gelehrt wird, ist, daß Epoxy/Hydroxy/Sulfonat-funktionalisierte Polyvinylchlorid- Harze besonders verwendbare Komponenten in dem Aufbau von Rezeptorfolien für den Farbstoff-Thermotransfer sind, die über verbesserte Farbbildstabilität verfügen.

Zusammenfassung

In ihrem einen Aspekt gewährt die vorliegende Erfindung ein Rezeptorelement zum Farbstoff-Thermotransfer im engen Kontakt mit einer Farbstoff-Donatorfolie, wobei der Rezeptor ein stützendes Substrat umfaßt, das auf mindestens seiner einen Seite eine farbstoffaufnehmende Schicht ((Farbstoffaufnahmeschicht)) aufweist, umfassend ein Vinylchloridenthaltendes Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur zwischen etwa 59 ºC und 65 ºC, einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse von etwa 30.000 und etwa 50.000 g/Mol, einer Hydroxyl-Äquivalentmasse zwischen etwa 500 oder 1.000 und etwa 7.000 g/Mol, einer Sulfonat-Äquivalentmasse zwischen etwa 11.000 und etwa 19.200 g/Mol und einer Epoxy-Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und 7.000 g/Mol. Die Donatorfolie umfaßt ein Substrat mit darauf aufgetragener farbstoffabgebenden Schicht, wobei die Farbstoffaufnahmeschicht im engen Kontakt mit der Farbstoffaufnahmeschicht ist.
In einem weiteren Aspekt gewährt die vorliegende Erfindung Rezeptorfolien für den Farbstoff-Thermotransfer wie vorstehend beschrieben, bei denen eine Polysiloxan-Releaseschicht auf die Farbstoffaufnahmeschicht aufgetragen ist.
Die erfindungsgemäßen Rezeptorfolien für den Farbstoff- Thermotransfer haben eine gute Farbstoffaufnahmefähigkeit und hervorragende Eigenschaften der Farbbild-Wärmestabilität.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Rezeptorfolien für den Farbstoff- Thermotransfer umfassen ein stützendes Substrat mit einer Farbstoffaufnahmeschicht auf mindestens einer seiner Oberflächen. Wahlweise wird auf die Farbstoffaufnahmeschicht eine Polysiloxan-Releaseschicht aufgetragen.
Probleme mit den gegenwärtig verwendeten Farbstoffaufnahmeschicht-Systemen umfassen geringe Gebrauchsfähigkeitsdauer des Farbstoffes in der Donatorfolie, Ausblühen des Farbstoffes (d.h. ein Transport aus dem Harzsystem heraus) und Verlaufen des Farbstoff es (d.h. Transfer des Farbstoffes von der Farbstoffaufnahmeschicht auf ein mit ihr im Kontakt befindliches anderes Material). Außerdem sind Harze auf der Grundlage von Polyvinylchlorid für Haltbarkeitsprobleme anfällig, da sie sich unter Bildung von Chlorwasserstoff bei Exponierung an Licht zersetzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß ein Vinylchlorid-enthaltendes Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur zwischen etwa 59 ºC und 65 ºC, einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse von etwa 30.000 und etwa 50.00 (g/Mol), einer Hydroxyl-Äquivalentmasse zwischen etwa 1.890 und etwa 3.400 g/Mol, einer Sulfonat- Äquivalentmasse zwischen etwa 11.000 und 19.200 g/Mol und einer Epoxy-Äquivalentmasse zwischen etwa 500 und etwa 7.000 g/Mol gute Farbaufnahmefähigkeit bei gleichzeitige wesentlicher Erhöhung der Beständigkeit der Farbabbildung gewähren. In der vorliegenden Erfindung verwendbare Copolymere sind kommerziell verfügbar bei Nippon Zeon Co. (Tokyo, Japan), unter dem Warenzeichen MR-110, MR-113 und MR-120. Wahlweise können sie entsprechend den in den US-P-4 707 411, 4 851 465 oder 4 900 631 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, auf die hiermit Bezug genommen wird.
In den vorgenannten Patentschriften sind geeignete Comonomere zur Polymerisation mit Polyvinylchlorid einbezogen. Sie umfassen Epoxy-enthaltende copolymerisierbare Monomere, wie beispielsweise (Meth)acrylsäure und Vinylether-Monomere, wie beispielsweise Glycidylmethacrylat, Glycidylacrylat, Glycidylvinylether, usw., ohne auf diese beschränkt zu sein. Sulfonierte copolymerisierbare Monomere umfassen (Meth)acryl-Monomere, wie beispielsweise Ethyl(meth)acrylat-2-sulfonat, Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, 3-Allyloxy-2-hydroxypropansulfonsäure, Styrolsulfonsäure und Metall- und Ammoniumsalze dieser Verbindungen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Hydroxylgruppe-enthaltende copolymerisierbare Monomere umfassen hydroxylierte (Meth)acrylate, wie beispielsweise 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxybutyl(meth)acrylat; Alkanolester von ungesättigter Dicarbonsäure, wie beispielsweise Mono-2-hydroxypropylmaleat und Di-2-hydroxypropylmaleat und Mono-2-hydroxybutylitaconat, usw.; olefinische Alkohole, wie beispielsweise 3-Buten-1-ol, 5-Hexen-1-ol, 4-Penten-1-ol, usw., ohne auf diese beschränkt zu sein. Weitere Comonomere, die in geringen Mengen copolymerisiert werden können und 5 Geeichtsprozent der Gesamtmasse nicht überschreiten, umfassen Allyl(meth)acrylatester, wie beispielsweise Methyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat u.dgl.; Vinylester, wie beispielsweise Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat u. dgl.
Die das Farbbild-aufnehmende Schicht muß als eine Beschichtung mit einer Reihe von Harzen kompatibel sein, da die meisten kommerziell verfügbaren Farbdonatorfolien auf Kunstharzen beruhen. Da die verschiedenen Hersteller in der Regel unterschiedliche Harzzubereitungen in ihren Donatorfolien verwenden, sollte die Farbstoffaufnahmeschicht eine Affinität zu mehreren verschiedenen Harzen haben. Da es sich bei dem Farbstofftransfer von der Farbstoff-Donatorfolie zu der Farbstoff-Rezeptorfolie im wesentlichen um einen Kontaktprozeß handelt, ist ein inniger Kontakt (z.B. keine Lufthohlräume oder Falten) zwischen der Farbstoff- Donatorfolie und der Farbstoff-Rezeptorfolie beim Einsetzen des Erwärmens zum Erzeugen der Abbildung wichtig.
Bei der Herstellung der Rezeptorfolie für den Farbstoff-Thermotransfer ist die geeignete Auswahl der Erweichungstemperatur (z.B. Glasübergangstemperatur, Tg) der Farbstoffaufnahmeschicht wichtig. Vorzugsweise sollte die Farbstoffaufnahmeschicht bei oder geringfügig unterhalb der Temperaturen weich werden, die zum Farbstoff-Transfer von der Farbstoff-Donatorfolie eingesetzt werden. Der Erweichungspukkt darf jedoch nicht zulassen, daß das Harz verformt, zerkratzt, gekräuselt usw. wird. Deber hinaus ist die Farbstoff-Rezeptorfolie vorzugsweise klebfrei, läßt sich zuverlässig in einen Thermodrucker einführen und bat eine ausreichende Haltbarkeit, so daß sie nach der Handhabung, Zuführung und der Entnahme aus Verarbeitung verwendbar bleibt.
Die Farbstoff-Rezeptorfolie kann hergestellt werden, indem die verschiedenen Komponenten zur Herstellung der Farbaufnahmeschicht in geeigneten Lösemitteln gegeben werden (z.B. Tetrahydrofuran (THF), Methylethylketon (MEK) und deren Mischungen, MEK/Toluol-Mischungen und Mischen der resultierenden Lösungen bei Raumtemperatur, beispielsweise), das resultierende Gemisch sodann auf das Substrat aufgetragen und die resultierende Beschichtung vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen getrocknet wird. Geeignete Beschichtungsverfahren umfassen Rakelbeschichten, Walzenbeschichten, Vorhangbeschichten, Spinnbeschichten, Extrusionsbeschichten, Rasterwalzen-Beschichten, usw. Die Farbstoffaufnahmeschicht ist vorzugsweise frei von jeglichem sichtbaren Färbemittel (z.B. mit einer optischen Dichte ((Extinktion)) von weniger als 0,2, vorzugsweise weniger als 0,1 Absorptionseinheiten). Die Dicke der Farbstoffaufnahmeschicht beträgt etwa 0,001 mm bis etwa 0,1 mm und vorzugsweise 0,005 mm bis 0,010 mm.
Materialien, die sich zur Erzeugung der Farbstoffaufnahmeschicht als verwendbar erwiesen haben, umfassen die vorstehend beschriebenen sulfonierten Hydroxy-, Epoxyfunktionellen Vinylchlorid-Copolymere und in Blends einer anderen Ausführungsform sulfonierte Hydroxy-, Epoxyfunktionelle Vinylchlorid-copolymere mit anderen Polymeren. Die Grenzfaktoren der für das Blend gewählten Harze hängen lediglich vom Umfang des Compoundierens ab, das zum Erzielen der angestrebten Eigenschaft erforderlich ist. Bevorzugte compoundierbare Additive umfassen Polyvinylchlorid, Acrylnitril, Styrol/Acrylnitril-Copolymere, Polyester (insbesondere Bisphenol A-Fumarsäure-Polyester), Acrylatund Methacrylat-Polymere (insbesondere Polymethylmethacrylat), Epoxyharze und Polyvinylpyrrolidon, ohne auf diese beschränkt zu sein. Bei Verwendung von zusätzlichem Polymer, Copolymer oder Harz werden diese in der Regel in einer Menge von 75 Gewichtsprozent oder weniger zu der harzförmigen Zusammensetzung der Farbstoffaufnahmeschicht zugesetzt, vorzugsweise in einer Menge von 30 % ... 75 Gewichtsprozent für Nonrelease-Polymere oder 0,01 % ... 15 Gewichtsprozent für Release-Polymere
Release-Polymere zeichnen sich durch geringe oberflächenenergie aus und umfassen Silicon und fluorierte Polymere. Nichteinschränkende Beispiele für Release-Polymere sind Polydimethylsiloxane, perfluorierte Polyether, usw.
Geeignete Substratmaterialien kann jedes flexible Material sein, auf dem eine bildaufnahmefähige Schicht adhäriert werden kann. Geeignete Substrate können glatt oder rauh sein, transparent, lichtundurchlässig sowie zusammenhängend oder in Bogenform. Sie können porös oder weitgehend nichtporös sein. Bevorzugte Träger sind weiß-gefülltes oder transparent es Polyethylenterephthalat- oder lichtundurchlässiges Papier. Nichteinschränkende Beispiel für Materialien, die zur Verwendung als Substrat geeignet sind, schließen ein: Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polysulfone, Polystyrole, Polycarbonate, Polyimide, Polyamide, Celluloseester, wie beispielsweise Celluloseacetat und Cellulosebutyrat, Polyvinylchloride und -Derivate, Polyethylene, Polypropylene, usw. Das Substrat kann außerdem reflektierend sein, wie beispielsweise Barytpapier, ein Elfenbeinpapier, ein Kondensatorpapier oder synthetisches Papier. Das Substrat hat normalerweise eine Dicke von 0,05 ... 5 mm, vorzugsweise 0,05 ... 1 mm.
Unter "nichtporös" wird in der Beschreibung der Erfindung verstanden, daß Druckfarbe, Farben und andere flüssige Färbemittel nicht ohne weiteres durch das Substrat hindurchfließen (z.B. weniger als 0,05 ml/s bei einem angelegten Unterdruck von 7 mmHg, vorzugsweise weniger als 0,02 ml/s bei 7 mmHg). Das Fehlen einer merklichen Porosität verhindert die Absorption der erhitzten Aufnahmeschicht in dem Substrat.
Die Thermotransfer-Farbaufnahmeschichten der vorliegenden Erfindung werden in Kombination mit einer Farbstoff-Donatorfolie verwendet, bei der ein Farbbild von der Farbstoff-Donatorfolie auf die Rezeptorfolie durch Anwendung von Wärme übertragen wird. Die Farbstoff- Donatorschicht wird in Kontakt mit der Farbstoffaufnahmeschicht der Rezeptorfolie gebracht und selektiv entsprechend dem Muster von Informationssignalen erhitzt, wodurch die Farbstoffe von der Donatorfolie auf die Rezeptorfolie übertragen werden. Darauf wird ein Muster in Form und Dichte entsprechend der auf die Donatorfolie aufgebrachten Wärmeintensität erzeugt. Die Wärmequelle kann ein elektrisches Widerstandselement, ein Laser (vorzugsweise eine Infrarot-Laserdiode), ein Infrarot-Blitzlicht, eine erhitzte Feder o.dgl. sein. Die Qualität des resultierenden Farbbildes kann durch leichtes Justieren der Größe der Wärmequelle verbessert werden, die für die Wärmeenergiequelle verwendet wird, durch den Kontaktort der Farbstoff-Donatorfolie und der Farbstoff-Rezeptorfolie sowie durch die Wärmeenergie. Die aufgebrachte Wärmeenergie wird so geregelt, daß eine helle und dunkel Gradation des Bildes ergibt und eine wirksame Diffusion des Farbstoffes von der Donatorfolie, um eine stufenlose Gradation des Bildes wie in einer Photographie zu gewährleisten. Damit läßt sich durch Verwendung in Kombination mit einer Farbstoff-Donatorfolie die erfindungsgemäße Farbstoff-Rezeptorfolie bei der Druckvorbereitung einer Photographie zum Drucken, Faksimile oder magnetische Aufzeichnungssysteme einsetzen, bei denen verschiedene Drucker von Thermodrucksystemen verwendet werden, oder zur Druckvorbereitung eines Fernsehbildes oder eines Bildes einer Kathodenstrahlröhre über die Funktion eines Computers, oder eines graphisches Muster oder fixiertes Bild für geeignete Mittel, wie beispielsweise eine Videokamera, und bei der Erzeugung von fortschreitenden Zeichenmustern von einem Original mit Hilfe eines elektronischen Scanners, der in photomechanischen Prozessen zum Drucken eingesetzt wird.
Geeignete Donatorfolien für den Farbstoff- Tnermotransfer zur Verwendung in der Erfindung sind in der Technik des Thermobildgebens gut bekannt. Einige Beispiele sind in der US-P-4 853 365 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Weitere Additive und Mittel zum Modifizieren, die der Farbstoffaufnahmeschicht zugesetzt werden können, umfassen UV-Stabilisatoren, Wärmestabilisatoren, geeignete Weichmacher, Tenside, Releasemittel, usw., die in der Farbstoff- Rezeptorfolie der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Farbstoffaufnahmeschicht mit einer Release- Schicht überzogen. Die Release-Schicht muß für die unter normalen Transferbedingungen verwendeten Farbstoffe durchlässig sein, damit die Farbstoffe zur aufnehmenden Schicht übertragen werden können. Für diese Schicht geeignete Releasematerialien können fluorierte Polymere sein, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen und Vinylidenfluorid/Vinylidenchlorid-Copolymere u.dgl. sowie Polymere auf der Grundlage von Dialkylsiloxanen, wie beispielsweise Polydimethylsilaxan, Polvviiylbutyral/Siloxan- Copolymere, wie beispielsweise Dai-Allomer SP-711 (hergestellt von der Daicolor Pope, Inc., Rock Hill, SC) und Harnstoff-Polysiloxan- Polymere.
Wahlweise können verbesserte Releaseeigenschaften durch Zusatz eines Silicons oder eines Mineralöls zu der Farbaufnahmeschicht während der Zubereitung erzielt werden.

Beispiele

Die folgenden Begriffe bedeuten:
PVC ... Polyvinylchlorid
PET ... Polyethylenterephthalat
Mayer-Rakel ... ein Drahtschaber, wie er beispielsweise von der R & D Specialties, Webster, NY., vertrieben wird
In den nachfolgenden Beispielen werden die folgenden Farbstoffe verwendet: AQ-1 Mitsubishi Dye HSR-31 Butyl Magenta Octyl Gyan Foron Brilliant Blue Heptyl Cyan
Butyl Magenta kann entsprechend der Beschreibung der US-P-4 977 134 (Smith et al.) hergestellt werden; HSR-31 wurde bei der Mitsubishi Kasel Corp., Tokyo, Japan erhalten; AQ-1 wurde bei der Alfred Bader Chemical (Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI) erhalten; Foron Brilliant Blue wurde bei Sandoz Chemicals, Charlotte, NC, erhalten; Heptyl Cyan und Octyl Cyan wurden entsprechend den Prozeduren hergestellt, wie sie in der JP-A-60-172 591 beschrieben wurden.

Beisdiel 1

Mit diesem Beispiel wird die Herstellung und Verwendung einer Farbstoffaufnahmeschicht beschrieben, die ein multifunktionalisiertes Polyvinylchlorid enthält.
Es wurde eine Lösung mit 10 Gewichtsprozent MR-120 (ein Vinylchlorid-Copolymer, Hydroxy-Äquivalentmasse 1.890 g/Mol, Sulfonat-Äquivalentmasse 19.200 g/Mol, Epoxy-Äquivalentmasse 5.400 g/Mol, Tg = 65 ºC, Mw etwa 30.000, erhalten bei der Nippon Zeon Co., Tokyo, Japan) und 1,5 Gewichtsprozent Fluorad FC-431 (ein fluoriertes Tensid, erhältlich bei 3M Company, St. Paul, MN) in MEK auf eine 0,1 mm (4 mil) PET- Folie in einer Naßdicke von 0,1 mm (4 mil) aufgerakelt. Der aufgetragene Film wurde sodann getrocknet. Eine mit Magenta durch Rasterwalzenauftrag gefärbte Farbstoff-Donatorschicht war folgendermaßen zusammengesetzt:
A AQ-1(1-Amino-2-methoxy-4-(4-methylbenzolsulfanamido)anthrachinon) 3,61 Gew.%
HSR-31 32,49 Gew.%
Geon 178 (Polyvinylchlorid, B.F. Goodrich Co., Cleveland, OH) 37,7 Gew.% Goodyear Vitel PE-200 (Goodyear Chemicals Co., Akron, OH) 2,7 Gew.%
RD-1203 (ein 60/40 Blend von Polyoctadecylacrylat und Polyacrylsäure, 3M Company, St. Paul, MN) 15,0 Gew.%
Troysol CD 1 (CAS-Registriernummer: 64742-88-7, erhalten bei der Troy Chemical, Newark, NJ) 8,5 Gew.%
Diese wurde auf eine 5,7 Mikrometer dicke Teijin F22G- Polyesterfolie (Teijin Ltd., Tokyo, Japan) mit einer Trockenmasse von 0,7 g/m² aufgetragen.
Diese Donatorfolie wurde zur Übertragung des Farbstoffes auf den Rezeptor unter Benutzung eines Thermodruckers verwendet. Der verwendete Drucker war ein Kyocera- Dünnschichtthermodruckkopf (Kyocera Corp., Kyoto, Japan) mit 8 dots per mm und 0,3 Watt/dot. Bei normaler Bildgebung variiert die elektrische Energie von 0 bis 16 J/cm² mit den entsprechenden Kopfspannungen von 0 bis 14 Volt mit einer Brenndauer von 23 ms.
Die Farbstoff-Donator- und -Rezeptorfolien wurden zusammengelegt und mit dem Thermodruckkopf bei einer Brenndauer von 23 ms bei 16,6 Volt und einem Heizprofil (70 ... 255 ms EIN/0 ... 150 ms AUS) mit Gradationsstufen exponiert. Die resultierende übertragene Bilddichte (d.h. optische Dichte bei Reflexion) in der 7. Stufe betrug 1,53, gemessen mit einem Macbeth TR527-Densitometer (Status A-Filter).
Sodann wurden die übertragenen Bilder auf Ultraviolett (UV)-Stabilität in einem beschleunigten UV-Test in einer Vorrichtung UVcon (Atlas Electric Devices Co., Chicago, IL) bei 50 ºC und für 121 Stunden getestet, die mit acht 40 VA Leuchtstofflampen vom Typ UVA-351 bei 351 nm ausgestattet war. Der Verlust der Bilddichte betrug 48 %.

Vergleichsbeispiel A

Wie in Beispiel 1 wurde anstelle von MR-120 eine Rezeptorfolie hergestellt, umfassend NCAR VYNS-3 (ein Vinylchlorid/Vinylacetat - Copolymer im Gewichtsverhältnis 9:1, Mn = 44.000, Union Carbide, Danbury, CT), hergestellt, die auf einer PET-Folie aufgetragen war. Nach der Übertragung der Farbstoffe der Donatorfolie entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 betrug die Bilddichte in der 7. Stufe 1,50. Nach der UV-Belichtung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 betrug der resultierende Verlust der Bilddichte 82 %.

VergleichsbeisDiel B

Anstelle von MR-120 wurde wie in Beispiel 1 eine Rezeptorfolie hergestellt, umfassend UCAR VAGH (ein Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol - Copolymer mit einem Gewichtsverhältnis von 90:4:6, Mn = 27.000), die auf einer PET- Folie aufgetragen war.
Nach der Übertragung der Farbstoffe der Donatorfolie entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 betrug die Bilddichte in der 7. Stufe 1,57. Nach der UV-Belichtung entsprechend der Beschreibung in Beispiel 1 betrug der resultierende Verlust der Bilddichte 72 %.
Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele A und B demonstrieren, daß die beanspruchte auf nahmefähige Schicht über ein gutes Aufnahmevermögen und eine verbesserte UV- Stabilität verfügt.

Beispiel 2

Mit diesem Beispiel werden Herstellung und Vergleich der Farbstoff-Rezeptorfolien unter Einsatz verschiedener PET-Substrate beschrieben.
Das erste PET-Substrat (Substrat A) war eine 0,1 mm (4 mil) dicke klare PET-Folie (wie beschrieben), während das zweite PET-Substrat (Substrat B) eine 0,1 mm (4 mil) dicke PET-Folie war, die auf der einen Seite mit Poly(vi- nylidenchlorid) grundiert war.
Eine Rezeptorschichtlösung wurde auf das Substrat A und die nichtgrundierte Seite von Substrat B unter Verwendung eines #12-Mayer-Stabs aufgetragen, um eine Naßschichtdicke von 0,152 mm zu erhalten.
Die Rezeptorschichtlösung war folgendermaßen zusammengesetzt:
2,89 Gew.% Atlac 382E5 (ein mit Warenzeichen versehenes Bisphenol A-fumaratpolyester, erhältlich bei ICI, America, Wilmington, DE)
2,33 Gew.% Temprite 678 x 512 (ein mit Warenzeichen versehenes 62,5 % chloriertes PVC, erhältlich bei B.F. Goodrich, Cleveland, OH)
0,47 Gew.% Epon 1002 (ein mit Warenzeichen versehenes Epoxid-Harz, erhältlich bei Shell Chemical, Houston, Tx)
0,47 Gew.% Vitel PE200 (ein mit Warenzeichen versehener Polyester, erhältlich bei Goodyear, Akron, OH)
0,58 Gew.% Fluorad FC 430 (ein mit Warenzeichen versehenes Fluorkohlenstoff-Tensid, erhältlich bei 3M Company, St. Paul, MN)
0,17 Gew.% Tinuvin 328 (ein UV-Stabilisator, erhältlich bei Ciba-Geigy, Ardsley, NY)
0,29 Gew.% Uvinul N539 (ein UV-Stabilisator, erhältlich bei BASF, New York, NY)
0,58 Gew.% Therm-Check 1237 (ein Cadmium-enthaltener Wärmestabilisator, erhältlich bei Ferro Chemical Division, Bedford, OH)
0, 93 Gew.% 4-Dodecyloxy-2-hydroxybenzophenon (erhältlich bei Eastman Chemical)
25,17 Gew.% Methylethylketon
66,12 Gew.% Tetrahydrofuran
Das Farbstoffaufnahmevermögen wurde getestet, indem von Cyan- und Magenta-Donatorfolien über einen Thermodrucker mit einem Kyocera mit einem Dünnschichtthermodruckkopf mit aufgesetzter Glasur mit 8 dots per mm bei 0,3 VA pro dot übertragen wurde.
Die Magenta-Donatorfolie wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung der folgenden Zubereitung für die Magenta- Donatorfolie hergestellt:
Butyl Magenta 8,42 Gew.%
HSR 31 33,68 Gew.%
Geon 178 39,4 Gew.%
Vitel PE 200 2,8 Gew.%
RD-1203 15,7 Gew.%
Der Auftrag erfolgte in einer Trockendicke von 0,7 g/m² auf 5,7 Mikrometer dicke Teijin F22G-Polyesterfolie.
Die Cyan-Donatorfolie wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung der folgenden Zubereitung für die Cyan- Donatorschicht hergestellt:
Heptyl Cyan 17,8 Gew.%
Octyl Cyan 17,8 Gew.%
Foron Brilliant Blue 17,8 Gew.%
Geon 178 35,59 Gew.%
Vitel PE 200 3,56 Gew.%
RD-1203 7,45 Gew.%
Der Auftrag erfolgte mit einer Trockendicke von 0,7 g/m² auf eine 5,7 Mikrometer dicke Teijin F22G- Polyesterfolie.
Die Farbstoff-Donator- und -Rezeptorfolien wurden zusammengelegt und mit Hilfe des Thermodruckkopfes mit einer Brenndauer von 23 ms bei 16,5 Volt und einem Brennprofil von 70 ... 255 ms/EIN und 0 ... 150 ms/AUS mit einem Bild versehen. Es wurde achtstufige Gradation verwendet. Die resultierende übertragende Bilddichte (ROD) wurde mit Hilfe eines Macbeth TR527-Densitometers gemessen und in einem UVcon (Atlas Electric Devices Co., Chicago, I1), ausgestattet mit UVA-351-Leuchtstofflampen mit 40 VA bei 351 nm und 50 ºC für 46,5 Stunden, auf UV-Stabilität getestet. Die Ergebnisse für die Stufen 6 und 8 sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1 Anfangsbildichte % Verlust in ROD Verwend. Donator Stufe Substr. Magenta Cyan
Tabelle 1 demonstriert, daß die Farbstoffaufnahmevermögen der beanspruchten Rezepturen hinsichtlich der Bilddichte vergleichbar sind. Auf dem wärmebehandelten Polyestersubstrat (Substrat A) wurde eine bessere UV- Stabilität beobachtet.

Beispiel 3

Mit diesem Beispiel wird die Herstellung und die Funktion der Farbstoff-Rezeptoren beschrieben, die MR-120 und UV-Absorptionsmittel enthalten. Mit multifunktionellem PVC (d.h. MR-120) wurden mehrere kommerziell verfügbare UV- Absorptionsmittel in eine Fabstoffaufnahmeschicht eingearbeitet. Eine Kontroll-Beschichtungslösung, die 9,8 Gewichtsprozent MR-120-Harz und 1,2 Gewichtsprozent Fluorat FC-430 in MEK enthielt, wurde auf Substrat A mit eine #12 Mayer-Rakel in einer Naßschichtdicke von 5 mil ((1 mil = 25,4 Mikrometer)) aufgetragen. Nach dem Trocknen wurde der Rezeptor auf Farbstoffaufnahmevermögen und UV-Stabilität des Bildes entsprechend der Beschreibung in Beispiel 2 getestet. Die Magenta-Donatorfolie enthielt HSR-31/Butyl Magenta mit einem Verhältnis von 4:1. Ähnliche Rezeptorlösungen wurden durch Zusatz von UV-Absorptionsmitteln in der Menge von 3,34 g UV-Absorptionsmittel pro 59,9 g MR-120 hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2 Stabilisator Anfangs-Bilddichte bei 14 Volt ROD % Verlust in ROD nach 90 Std. UV-Exponierung kein Tinuvin 144 (ein Lichtschutzzusatz aus gehindertem Amin) Uvinul 490 (eine Mischung von 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon und anderen Tetra-substituierten Benzophenonen) Uvinul N-539 (2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat) Ferro- UV-Chek AM300 (2-Hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon) Tabelle 2 (Forstetzung) Stabilisator Anfangs-Bilddichte bei 14 Volt ROD % Verlust in ROD nach 90 Std. UV-Exponierung Uvinul 400 (2,4-Dihydroxybenzophenon) Tinuvin 622LD (ein Lichtschutzmittel aus gehindertem Amin) Uvinul M-40 (2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon) Uvinul N-35 (Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat) Tinuvin 328 2-(3,4-Di-tert-amyl-2-hydroxyphenyl)-2H-1,2,3-benzotriazol)

Beispiel 4

Mit diesem Beispiel wird die Herstellung von zwei verschiedenen Farbstoff-Rezeptoren unter Einsatz anderer multifunktianalisierte Polyvinylchlorid- Copolymere beschrieben.
Der erste Rezeptor wurde durch Auftragen einer Lösung von 10gewichtsprozentigem MR-110 (ein Vinylchloridenthaltendes Copolymer; Hydroxy-Äquivalentmasse 3.400 g/Mol, Sulfonat-Äquivalentmasse 13.000 g/Mol, Epoxy-Äquivalentmasse 1.600 g/Mol, Tg = 59 ºC, Mw = 43.400, erhalten bei der Nippon Zeon Co., Tokyo, Japan) und 1,5 Gewichtsprozent Fluorad FC-431 (ein fluorchemisches Tensid, erhalten bei der 3M Company, St. Paul, MN) in Methylethylketon auf eine 0,1 mm (4 mil) wärmestabilisierte Polyethylenterephthalat (PET) - Folie mit einem Drahtschaber einer Spaltöffnung von 0,075 mm (3 mil) hergestellt. Der aufgetragene Film wurde sodann getrocknet.
Der zweite Rezeptor wurde in der gleichen Weise mit der Ausnahme hergestellt, daß anstelle von MR-110 MR-113 verwendet wurde (ein Vinylchlorid-Copolvmer, Hydroxy-Äquivalentmasse 2.400 g/Mol, Sulfonat-Äquivalentmasse 11.000 g/Mol, Epoxy-Äquivalentmasse 2.100 g/Mol, Tg = 62 ºC, Mw 50.200, erhalten bei der Nippon Zeon Co., Tokyo, Japan).
Es wurde eine durch Rasterwalzenauftrag aufgetragene Magenta-gefärbte Farbstoff-Donatorfolie aus HSR-31/Butyl Magenta-Farbstoffen in einem Verhältnis von 4:1 verwendet, um die Farbstoffe auf die Rezeptoren über einen Thermodrucker zu übertragen. Bei dem verwendeten Drucker handelte es sich um einen Kyocera-Dünnschichtthermodruckkopf mit aufgesetzter Glasur mit 8 dots pro mm und 0,3 VA pro dot. Bei der normalen Bildgebung variierte die elektrische Energie von 0 bis 16 J/cm², was Kopfspannungen von 0 bis 14 Volt mit einer Brenndauer von 23 ms entsprach.
Die Farbstoff-Donator- und -Rezeptorfolien wurden zusammengelegt und mit dem Thermodruckkopf mit einer Brenndauer von 23 ms bei 11, 12 bzw. 13 Volt und einem Heizprofil mit Heizimpulsen mit vielfacher und variierender Dauer und Verzögerungen zwischen den Impulsen (70 ... 255 ms/EIN und 0 ... 150 ms/AUS) mit einem Bild versehen. Die resultierende Bilddichte wurde auf einem Macbeth TR527-Densitometer mit Status-A-Filter (MacBeth Instrument Co., Newburgh, NY) gemessen. Die optischen Dichten bei Reflexion der übertragenen Bilder betrugen 0,77, 1,28 bzw. 1,62 auf dem ersten Rezeptor und 0,78, 1,25 bzw. 1,62 auf dem zweiten Rezeptor bei 11, 12 bzw. 13 Volt.
Die übertragenen Bilder wurden sodann auf UV- Lichtstabilität in einer Vorrichtung "UVcon" (Atlas Electric Devices Co., Chicago, I1) ausgestattet mit acht UVA-351- Leuchtstofflampen mit 40 VA bei 351 nm und 50 ºC, in einem beschleunigten UV-Test für 69 Stunden getestet. Der mittlere Verlust der Bilddichte betrug 38,5 % für den ersten Rezeptor und 35,3 % für den zweiten Rezeptor.

Vergleichsbeispiel C

Es wurde eine Rezeptorfolie wie in Beispiel 4 hergestellt, getestet und ausgewertet mit der Ausnahme, daß anstelle des MR-110 VYNS (siehe Vergleichsbeispiel A) verwendet wurde. Die Bilddichten betrugen 0,71, 1,17 bzw. 1,61 bei 11, 12 bzw. 13 Volt. Nach der in Beispiel 4 beschriebenen beschleunigten UV-Exponierung betrug der resultierende Verlust der Bilddichte im Mittel 64,7 %.

Vergleichsbeispiel D

Es wurde eine Rezeptorfolie hergestellt, getestet und ausgewertet wie in Beispiel 4 mit der Ausnahme, daß anstelle des MR-110 VAGH (ein Vinylharz-Copolymer, hergestellt von der Union Carbide) verwendet wurde. Die Bilddichten betrugen 0,66, 1,19 bzw. 1,58 bei 11, 12 bzw. 13 Volt. Nach der in Beispiel 4 beschriebenen beschleunigten UV-Exponierung betrug der resultierende Verlust der Bilddichte im Mittel 52,3 %.

Beispiel 5

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung einer Releaseschicht als Deckschicht in dem Aufbau der Rezeptorfolie für den Farbstoff-Thermotransfer.
Es wurde ein Zubereitung für die Farbaufnahmeschicht der folgenden Zusammensetzung hergestellt: MR-120 (34,72 Gewichtsprozent), Atlac 382 ES (34,72 Gewichtsprozent), Epon 1002 (6,17 Gewichtsprozent), Ferro UV-Chek AM-300 (13,34 Gewichtsprozent), 70 % Troysol CD 1 (11,05 Gewichtsprozent). Mit Hilfe eines Schlitzgießers wurde eine Lösung mit 17 % Feststoff en der vorgenannten Mischung in MEK auf 0,1 mm (4 mil) wärmestabilisiertem Polyester in einer Naßdicke von 0,044 mm aufgetragen. Der Auftrag wurde auf eine Auftragsmasse von 6 g/m² getrocknet, indem die beschichtete Polyesterbahn mit 15,2 m/s durch einen 30 ft- Ofen mit einem Temperaturbereich von 65 ºC ... 93 ºC gefahren wurde.
Die vorstehend beschichtete Rezeptorfolie wurde sodann mit einer 1gewichtsprozentigen Lösung Dai-Allomer SP-711 (ein Polyvinylbutyral/Siloxan-Copolymer) in MEK-Lösemittel beschichtet und sodann auf eine Auftragsmasse von 0,1 g/m² getrocknet.
Die beschichteten Rezeptorfolien wurden mit Cyan- und Magenta-Farbstoff-Donatorfolien mit einem Bild versehen und entsprechend der Beschreibung in Beispiel 2 auf die UV- Stabilität des Farbbildes getestet. Tabelle 3 Magenta-Bild Cyan-Bild Rezeptorfolie opt. Dichte % bei Reflexion Verlust keine Deckschicht SP-711-Dechschicht

Claims

1. Farbstoff-Thermotransfersystem, umfassend ein Rezeptorelement zum Farbstoff-Thermotransfer in engem Kontakt mit einer Thermofarbstoff-Donatorfolie, welches Rezeptorelement ein Substrat aufweist, das auf mindestens seiner einen Oberfläche im Kontakt mit der Farbstofftransfer-Donatorfolie eine Farbstoffaufnahmeschicht aufweist, umfassend ein Vinylchlorid-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 50 ºC und 85 ºC, einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse zwischen 10.000 und 100.000 g/Mol, einer Hydroxyl-Äquivalentmasse zwischen 1.000 und 7.000 g/Mol, einer Sulfonat-Äquivalentmasse zwischen 5.000 und 40.000 g/Mol und einer Epoxy-Äquivalentmasse zwischen 500 und 7.000 g/Mol.

2. Farbstoff-Thermötransfersystem nach Anspruch 1, bei welchem auf der Farbstoffaufnahmeschicht eine Polysiloxan- Releaseschicht aufgetragen wird.

3. Farbstoff-Thermotransfersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Farbstoffaufnahmeschicht ferner ein Absorptionsmittel für ultraviolette Strahlung aufweist.

4. Farbstoff-Thermotransfersystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Farbstoffaufnahmeschicht eine Mischung des Vinylchlorid-Copolymers und eines anderen Polymers umfaßt, wobei das Copolymer mindestens 25 Gewichtsprozent des polymeren Materials in der Farbstoffaufnahmeschicht ausmacht.

5. Farbstoff-Thermotransfersystem nach Anspruch 3, bei welchem die Farbstoffaufnahmeschicht eine Mischung des Vinylchlorid-Copolymers und eines anderen Polymers umfaßt, wobei das Copolymer mindestens 25 Gewichtsprozent des polymeren Materials in der Farbstoffaufnahmeschicht ausmacht.

6. Farbstoff-Thermotransfersystem nach Anspruch 1, bei welchem die Thermofarbstoff-Donatorfolie ein Substrat aufweist, das auf mindestens seiner einen Oberfläche eine Schicht mit einem thermisch übertragungsfähigen Farbstoff hat.

7. Verfahren zum Transfer eines Bildes unter Verwendung des Farbstoff-Thermotransfersystems nach Anspruch 1, bei welchem Verfahren auf einer zu der Farbstoffaufnahmeschicht am weitesten abgelegenen Seite der Thermofarbstoff- Donatorfolie in einer bildpunktweisen Verteilung Wärme aufgebracht wird, wobei diese Wärme in einer zum thermischen Transfer von Farbstoff ausreichenden Menge aufgebracht wird.

8. Farbstoff-Thermotransfersystem, umfassend ein Rezeptorelement zum Farbstoff-Thermotransfer in engem Kontakt mit einer Thermofarbstoff-Donatorfolie, welches Rezeptorelement ein Substrat aufweist, das auf mindestens seiner einen Oberfläche im Kontakt mit der Farbstofftransfer-Donatorfolie eine Farbstoffaufnahmeschicht aufweist, umfassend ein Vinylchlorid-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 55 ºC und 70 ºC, einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse zwischen 20.000 und 60.000 g/Mol, einer Hydroxyl-Äquivalentmasse zwischen 1.500 und 4.000 g/Mol, einer Sulfonat-Äquivalentmasse zwischen 9.000 und 23.000 g/Mol und einer Epoxy-Äquivalentmasse zwischen 500 und 7.000 g/Mol.

9. Folie mit einer Abbildung, umfassend ein Substrat, das auf mindestens seiner einen Oberfläche eine Farbstoffaufnahmeschicht aufweist, umfassend ein Vinylchlorid-Copolymer mit einer Glasübergangstemperatur zwischen 59 ºC und 65 ºC, einer zahlengemittelten relativen Molekülmasse zwischen 25.000 und 55.000 g/Mol, einer Hydroxyl-Äquivalentmasse zwischen 1.890 und 3.400 g/Mol, einer Sulfonat-Äquivalentmasse zwischen 11.000 und 19.200 g/Mol und einer Epoxy-Äquivalentmasse zwischen 500 und 7.000 g/Mol, sowie auf dieser Farbstoffaufnahmeschicht mindestens einen bildpunktweise verteilten Farbstoff.

10. Farbstoff-Thermotransfersystem nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem auf der Farbstoffaufnahmeschicht eine Polysiloxanschicht aufgetragen ist.