EP1075963B1 - Thermotransferfolie zur laserinduzierten Bebilderung eines lithographischen Druckformzylinders - Google Patents

Thermotransferfolie zur laserinduzierten Bebilderung eines lithographischen Druckformzylinders Download PDF

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EP1075963B1
EP1075963B1 EP00116753A EP00116753A EP1075963B1 EP 1075963 B1 EP1075963 B1 EP 1075963B1 EP 00116753 A EP00116753 A EP 00116753A EP 00116753 A EP00116753 A EP 00116753A EP 1075963 B1 EP1075963 B1 EP 1075963B1
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EP
European Patent Office
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thermal
transfer film
film according
polymer
pigments
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EP00116753A
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English (en)
French (fr)
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EP1075963A2 (de
EP1075963A3 (de
Inventor
Josef Dr. Schneider
Thomas Dr. Hartmann
Andrea Dr. Fuchs
Hans-Christoph Beltle
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Manroland AG
Original Assignee
MAN Roland Druckmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP1075963A3 publication Critical patent/EP1075963A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382—Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207—Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/10—Forme preparation for lithographic printing; Master sheets for transferring a lithographic image to the forme
    • B41C1/1091—Forme preparation for lithographic printing; Master sheets for transferring a lithographic image to the forme by physical transfer from a donor sheet having an uniform coating of lithographic material using thermal means as provided by a thermal head or a laser; by mechanical pressure, e.g. from a typewriter by electrical recording ribbon therefor

Definitions

  • the invention relates to a generic thermal transfer film, the as a donor element for imaging a lithographic printing form cylinder, is particularly suitable for offset printing, by laser-induced transmission.
  • the invention also relates to a method for producing the film and Intermediates for it.
  • a printing method is known in which a printing form cylinder is punctiform and figuratively provided with plastic. This printing form cylinder is then coated with printing inks for an offset process and the Printing ink of the ink-guiding areas is picked up by a rubber roller and transferred to the substrate to be printed. For a quick one Changing the print motifs, especially for short runs, it is desirable the process within a device is computer-controlled if possible and on the other hand to perform without changing moving parts. The one in EP-B-0 698 488 presented printing device meets this need.
  • the printing form cylinder used in the above device is made with a polymer made by a thermal transfer ribbon comes, punctiform and pictorial.
  • suitable lithographic printing form that means on the printing form cylinder clear separation of the hydrophilic areas (those not with polymer occupied parts on the printing form cylinder) and hydrophobic areas (the polymer-coated parts on the printing form cylinder, which are used later in the printing process represent the color-carrying areas) - certain physical and chemical parameters of the thermal transfer film, in particular for a Thermal transfer ribbon, set and optimized. It has been shown that usual thermal transfer foils and tapes do not meet the requirements or only partly do justice.
  • EP-A1-0 727 321 relates to an image-forming material a support and an imaging layer thereon, the one Contains colorant, the imaging layer being hardened was used to determine the adhesive force between the imaging layer and diminish the support, thereby causing an image to pass through imagewise exposing the imaging layer with a Light of high energy density is formed.
  • the thermal transfer film according to the invention consists of a substrate layer 1, e.g. a carrier film or a carrier tape, from one if possible heat-resistant plastic and a donor layer 2, i.e. the heat-sensitive transferable layer as defined in the main claim.
  • a substrate layer e.g. a carrier film or a carrier tape
  • a donor layer i.e. the heat-sensitive transferable layer as defined in the main claim.
  • the transfer process is irreversible and directed Plastic cools due to the high heat capacity of e.g. made of metal Cylinder immediately and adheres to the printing form cylinder.
  • the transferred layer is essentially in two steps aftertreated, namely in a first step a fixing step is carried out, where, due to the effects of heat, the plastic layer better adheres to the material of the printing form and in a second step in which hydrophilizes will, i.e.
  • hydrophilicity means water friendliness as a measure for wetting with water under dynamic conditions.
  • the substrate layer must withstand mechanical stresses during the course of the transport device, e.g. the band station and under local Be resistant to heat.
  • the substrate layer must also be related on the chemicals used in the manufacture of the thermal transfer ribbon be chemically inert.
  • the substrate is preferably used for imaging used wavelength optically transparent.
  • the substrate should also be against electrostatic charge be neutral, but be an electrical insulator.
  • the thickness of the substrate layer is 50 ⁇ m to 4 ⁇ m or up to 5 ⁇ m, especially 12 to 6 ⁇ m. An optimum is 7.5 ⁇ m.
  • the parameters are essentially the optical transmission (permeability), the mechanical strength even at higher temperatures, the thermal conductivity and the thermal stability and dimensional stability at higher temperatures, a compromise must be sought between these parameters.
  • the optical transmission increases with decreasing thickness of the substrate layer.
  • the mechanical strength in turn improves with increasing thickness of the Substrate layer.
  • the passage of heat increases on the one hand with decreasing thickness to.
  • the mechanical stability increases with increasing thickness the substrate layer.
  • the thickness of the substrate layer should be sufficient that with the action of a laser with a power of 300 mJ for transmission necessary material is generated by material of the donor layer and thus a effective transfer of material of the donor layer takes place.
  • the tensile strength at break also plays a role.
  • the tensile strength at break in the machine direction should be greater than 200 N / mm 2 , preferably greater than 250 N / mm 2 , particularly preferably greater than 270 N / mm 2 .
  • the transverse direction is greater than 180 N / mm 2 , preferably greater than 220 N / mm 2 , in particular greater than 270 N / mm 2 .
  • the tensile strength is essentially determined by the mechanical stresses caused by the belt station and - depending on the width of the belt - by the local heat.
  • the shrinkage should be less than 8%, in particular less than 6.5%, particularly preferred less than 5%.
  • the substrate is made of a plastic that the mechanical properties mentioned above also at a temperature of 150 ° C or greater. Therefore come in particular optically clear, heat-resistant and high-strength plastics.
  • polypropylene and PVCP can be used.
  • the ones that can be used Plastics but polyester, polyaryl ether ether ketone (PEEK), polyphenylene ether (PPE) and / or polycarbonates.
  • Polyesters are preferred, among them polyesters are preferred, those of dicarboxylic acids and diols and / or of hydroxycarboxylic acids or the corresponding lactones are derived, such as Polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly-1,4-dimethylolcyclohexane terephthalate and polyhydroxybenzoates and block copolyether esters, derived from polyethers with hydroxyl end groups and also polyester, modified with polycarbonates. Polyethylene naphthalenedicarboxylates are also suitable. Commercial PET products are e.g. Hostaphan® and Mylar®.
  • the plastic for the substrate layer should have little preferably contain no plasticizer.
  • Plasticizers are essentially of low molecular nature and can therefore be used in the conversion of the Vaporize the energy of the laser light in heat and lead to a plasma effect. Occurring plasma reflects the penetrating laser beam, so that in the donor layer is used to soften and eject the one to be transferred Material heat required is no longer achieved. Plasticizers that are used Exposure to a laser with a power of 300 mJ with the above Films or tapes that do not produce a plasma effect can be tolerated become. The same applies to concentrations of common plasticizers.
  • the optical transmission is usually determined by the thickness of the tape and the choice of material certainly.
  • the optical transmission depends on the wavelength.
  • the wavelength range for IR semiconductor lasers is between 700 and 1600 nm.
  • the ranges are preferably 800 to 900 nm, in particular 850 to 820 nm on the one hand and 1000 to 1200 nm or 1070 to 1030 nm on the other hand.
  • the wavelength is approximately 1064 nm.
  • the transmission for the substrate layer of> 70% IR light is in the wavelength range from 700 to 1600 nm, more preferably> 85%. Transmission of IR light in the wavelength range is particularly preferred from 800 to 1100 nm from> 85%.
  • a point laser can be used as the laser be used. However, IR semiconductor laser diode arrays are preferred.
  • the substrate must be chemically inert, i.e. the chemicals used in the manufacturing process of the thermal transfer ribbon are used, must not adversely affect the substrate.
  • these are organic solvents, preferably ketones, aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons as well as acids and bases.
  • the width of the Tape on 3 mm to 50 mm, preferably 8 mm to 30 mm, preferably 10 mm up to 15 mm.
  • the polymer to be transferred contains an auxiliary, who supports this process.
  • These substances can organic dyes or organic coloring agents, provided that that they do not decompose when light energy is converted into heat energy.
  • organic dyes or pigments examples include Benzothiazoles, quinolines, cyanine dyes or pigments, perylene dyes or pigments, polymethine dyes and pigments, such as oxonol dyes and - pigments and merocyanine dyes and pigments.
  • KF 805 PINA from Riedl de Haen a benzothiazole compound
  • KF 810 PINA from Riedl de Haen a quinoline compound
  • ADS840MI, ADS840MT, ADS840AT, ADS890MC, ADS956BI, ADS800WS, ADS96HO from American Dye Source Inc. 3,3'-diethylthiatricarbocyanine p-toluenesulfonate (Cyanine dye compounds), perylene-3,4,8,10-tetracarboxylic anhydride (a perylene compound) as well as Epolite V-63 and Epolite III-178 from Epolin Inc., Newmark.
  • the organic dyes or pigments are in an amount of 5 to 40 wt .-%, preferably 10 to 30 wt .-%, the dry mass of the donor layer used. These dyes can be used individually or applied in a mixture to the absorption maximum in to shift the wavelength range of the laser used.
  • inorganic substances are of interest, in particular those which do not decompose when light energy is converted into heat energy.
  • Such substances are, for example, titanium dioxide, aluminum oxide and other metal oxides and inorganic color pigments.
  • Magnetite can be mentioned here: Fe 3 O 4 ; Spinel black: Cu (Cr, Fe) 2 O 4 , Co (Cr, Fe) 2 O 4 ; Manganese ferrite: MnFe 2 O 4 . These substances are used in an amount of up to 20% by weight.
  • the aforementioned substances, namely organic dyes or Colorant, inorganic substance involved in the conversion of light energy not decomposed in thermal energy, and soot can be used individually or in a mixture become.
  • the amount of heat sensitive and / or laser sensitive Substance depends on the ability to convert light energy into sufficient thermal energy to transfer that located on the substrate layer to be transferred.
  • the polymer of the donor layer performs the following functions in particular out. Firstly, it will soften quickly under the influence of the laser beam, develop the required pressure at the interface of the substrate layer and transferred to the printing form cylinder as a semi-solid graft. Is liable there the plastic thus transferred due to hydrophilic groups on the hydrophilic Surface of the printing form cylinder. Finally, the polymer should be first a fixing step by heating and then a hydrophilization step of the survive the finished printing form cylinder. In this step, the free ones Metal surfaces of the printing form cylinder hydrophilized and the plastic areas profiled on the printing form cylinder. In addition, it should now be on the printing form cylinder plastic, printing ink and a have the longest possible service life.
  • the polymer is aqueous at a pH greater than 10 Solution soluble but insoluble in the fountain solution that is normally used in Offset paper printing is used. This is achieved in that the polymer is water-soluble for a pH greater than 10 deviating from the fountain solution designed.
  • An alkaline range with a pH is preferred greater than 10.5, in particular greater than 11.
  • its number average molecular weight should preferably not be 20,000 exceed.
  • its number average molecular weight should be preferred Do not fall below 1000, otherwise there is insufficient water resistance is achieved.
  • the range is preferably between 1000 and 15,000, especially between 1,000 and 10,000.
  • the polymers have to accept printing ink.
  • a surface tension preferably between 50 and 10 mN / m, in particular between 40 and 23 mN / m, particularly preferably in the range of 28 and 32 mN / m, significant.
  • the surface tension is measured via contact angle measurement with 3 + n test liquids and is according to Wendt, Own and Rabel evaluated.
  • the transferred polymer In order for the transferred polymer to adhere sufficiently to the hydrophilic printing form cylinder, it has acidic groups. These groups can be selected from the groups -COOH, -SO 3 H, -OSO 3 H and -OPO 3 H 2 as well as the optionally alkyl- or aryl-substituted amides thereof.
  • the alkyl group can have 1 to 6, preferably 1 to 4, carbon atoms, the aryl group can have 6 to 10, preferably 6, carbon atoms.
  • the polymer also contains an aromatic group. Phenyl groups are preferred.
  • the polymer preferably originates from the polymerization of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic, sulfonic, sulfuric and phosphoric acids or esters or their amides and styrene as defined above, and also their derivatives and optionally ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic esters.
  • the acidic monomers and the aromatic vinyl monomers should be selected such that the polymer has a glass transition temperature T g between 30 and 100 ° C., in particular 30 and 90 ° C., preferably between 55 and 65 ° C.
  • the polymer preferably has a ceiling temperature in the range of the melting point, the melting range being between 80 and 150, in particular 90 and 140, preferably 105 to 115 ° C., particularly preferably around 110 ° C. Copolymers which contained substantial amounts of ⁇ -methylstyrene proved to be less advantageous.
  • Suitable polymers can be found in US-A-4 013 607, US-A-4 414 370 and in U.S.-A-4,529,787. Resins disclosed therein can e.g. essentially be completely solved if a sufficient part, for example 80-90 % of these groups with an aqueous solution of basic substances such as borax, Amines, ammonium hydroxide, NaOH and / or KOH is neutralized.
  • basic substances such as borax, Amines, ammonium hydroxide, NaOH and / or KOH is neutralized.
  • styrene-acrylic acid resin with an acid number of about 190 not less than contain about 0.0034 equivalents of -COOH groups per gram of resin and would essentially be solved completely if a minimum of about 80-90% of the -COOH groups neutralized by an aqueous alkaline solution become.
  • the acid number can range between 120 and 550, 150 and 300, e.g. 150 to 250 lie.
  • the combinations of Monomers are preferably styrene-acrylic acid, styrene-maleic anhydride, Methyl methacrylate-butyl acrylate-methacrylic acid, ⁇ -methylstyrene / styrene-ethyl acrylate-acrylic acid, Styrene-butyl acrylate-acrylic acid, styrene-methyl acrylate-butyl acrylate-methyl acrylic acid.
  • An alkali-soluble resin with 68% styrene / 32% acrylic acid with a molecular weight of 500-10000 can be mentioned.
  • Other Resins have an acid number of about 200 and a molecular weight of about 1400.
  • styrene ( ⁇ -methylstyrene) acrylic acid (acrylic acid ester) resins a number average molecular weight of 2500-4500 and a weight average molecular weight of 6500-9500. The acid number is included 170-200.
  • Exemplary polymers have 60-80% by weight of aromatic monoalkenyl monomers and 40-20% by weight of (meth) acrylic acid monomers and optionally 0-20% by weight of acrylic monomer containing no carboxyl groups. Mixtures from 10: 1 to 1: 2 or 1: 1, preferably 8: 1 to 1: 2, for example 2: 1 up to 1: 2 styrene / ⁇ -methylstyrene can be used. Not very advantageous However, copolymers have been found to contain substantial amounts of ⁇ -methylstyrene contained.
  • the thermal transfer ribbon used for the method has a coating weight in the range from 0.8 to 5 g / m 2 +/- 0.2 and is preferably in the range from 1.6 to 2.0 g / m 2 .
  • the wetting aid has various functions.
  • the wetting aid lies after the transfer also at the border area between the metal surface and transferred polymer, so that there increases the adhesion becomes. Finally, it smoothes when fixing, i.e. with a subsequent heating of the transferred polymer, the surface of the transferred polymer, so that the structure of the pixel is improved.
  • the wetting aid will selected from solvents such as alcohols, ketones, esters of phosphoric acid, Glycol ethers and anionic surfactants, especially alcohols and ketones, are preferred Ketones, particularly preferably methyl ethyl ketone.
  • solvents used as a wetting aid originate from the manufacturing step of the thermal transfer ribbon.
  • wetting aids can be used in small amounts (e.g. 0.05-8% by weight, preferably 0.5-5% by weight of the dry mass of the donor layer) by the Manufacturing process are introduced. Another advantage of being present A wetting aid is an intrinsic temperature control during the transfer process and thermal post-treatment. About the properties Boiling point, range, enthalpy of vaporization and heat capacity are at a maximum upper limit temperature for both processes for the necessary time window Are defined. For example, microscopic desorption processes in the In the case of a formulation based on carbon black, an upper limit temperature pretend. Overheating of the transferred mass can be caused by both external control of the heat sources as well as by the composition of the Mass itself can be influenced and thus creates a high level of security in the Process management.
  • the thermal transfer ribbon is produced in the usual way.
  • the Mass is then applied with a Meyer bar or by the engraving process.
  • the thickness of the transfer layer is 0.5 to 5 ⁇ m, preferably 0.8 to 4 ⁇ m, in particular 1 to 3 ⁇ m, preferably 1.5 to 2.5 ⁇ m, dry layer thickness.
  • the tape is on a Coil wound and inserted in a tape station.
  • the pixel transmission unit receives data for the from a data memory Illustration of the printing form cylinder.
  • the thermal transfer ribbon moves with it Help a tape station relative to yourself during the transition process itself but independently moving pressure cylinder. This relative speed and the chronological sequence of the data controls the mapping on the printing cylinder.
  • the radiated light energy is converted into thermal energy, which at the interface between the substrate layer and the donor layer of the Thermal transfer ribbon causes a particularly sharp rise in temperature. This increase in temperature causes the above-mentioned boundary layer Generates gases that counter the now softened material of the donor layer spin the metal of the printing form cylinder.
  • the substance parts of the transferred Mark material on the surface of the printing form cylinder due to the oleophilic property of the ink-guiding areas during later printing.
  • a polyethylene terephthalate film (PET) Hostaphan® from Hoechst with a thickness of 7.5 ⁇ m is coated with a Meyer bar with a mass of the following composition to a dry layer weight of 1.8 g / m 2 .

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Description

Die Erfindung betrifft eine gattungsgemäße Thermotransferfolie, die als Donorelement zur Bebilderung eines lithographischen Druckformzylinders, insbesondere zum Offsetdruck, durch laserinduzierte Übertragung geeignet ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung der Folie sowie Zwischenprodukte dafür.
Bekannt ist ein Druckverfahren, bei dem ein Druckformzylinder punktförmig und bildmäßig mit Kunststoff versehen wird. Dieser Druckformzylinder wird dann für ein Offset-Verfahren mit Druckfarben beschichtet und die Druckfarbe der farbführenden Bereiche wird von einer Gummiwalze aufgenommen und auf das zu bedruckende Substrat übertragen. Für einen raschen Wechsel der Druckmotive, insbesondere für Kleinauflagen, ist es erwünscht, den Vorgang innerhalb einer Vorrichtung zum einen möglichst rechnergesteuert und zum anderen ohne Wechsel beweglicher Teile aufzuführen. Die in EP-B-0 698 488 vorgestellte Druckvorrichtung erfüllt diesen Bedarf.
Der in der vorstehend genannten Vorrichtung verwendete Druckformzylinder wird mit einem Polymer, das von einem Thermotransferband stammt, punktförmig und bildmäßig belegt. Zur Gewinnung einer für den Offsetdruck geeigneten lithographischen Druckform ― das bedeutet auf dem Druckformzylinder deutliche Trennung der hydrophilen Bereiche (die nicht mit Polymer belegten Teile auf dem Druckformzylinder) und hydrophoben Bereiche (die mit Polymer belegten Teile auf dem Druckformzylinder, die später beim Druckvorgang die farbführenden Bereiche darstellen) - müssen bestimmte physikalische und chemische Parameter der Thermotransferfolie, insbesondere für ein Thermotransferband, eingestellt und optimiert werden. Es hat sich gezeigt, daß übliche Thermotransferfolien und -bänder den Erfordernissen nicht oder nur zum Teil gerecht werden.
EP-A1-0 727 321 betrifft ein bilderzeugendes Material mit einem Träger und darauf einer bilderzeugenden Schicht, die ein Färbemittel enthält, wobei die bilderzeugende Schicht gehärtet wurde, um die Haftkraft zwischen der bilderzeugenden Schicht und dem Träger zu vermindern, wodurch ein Bild durch bildmäßiges Belichten der bilderzeugenden Schicht mit einem Licht hoher Energiedichte gebildet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Thermotransferfolie zur Bebilderung eines Druckformzylinders durch eine laserinduzierte Übertragung eines Polymers aus einer Donorschicht der Thermotransferfolie bereitzustellen, wobei die nachstehenden Erfordernisse zu beachten sind:
  • 1. der Träger muß den mechanischen Anforderungen des Transports, den optischen Anforderungen des Durchtritts eines Laserstrahls und den thermischen Anforderungen bei der Erwärmung der aufgetragenen Beschichtung genügen;
  • 2. die auf der Folie befindliche, punktweise und bildmäßig zu übertragende Beschichtung soll fest an der Metalltrommel haften und eine für eine möglichst hohe Auflage ausreichende Standzeit bei gleichbleibender Druckqualität bieten; und
  • 3. die aufgetragene Polymerschicht auf dem Druckformzylinder sollte nach dem Druckvorgang in einfacher Weise umweltschonend und schnell entfernt werden können, damit alsbald ein neuer Druckvorgang beginnen kann.
    • Die vorstehende Aufgabe und weitere der nachstehenden Beschreibung zu entnehmende Aufgaben wurden durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Weitere besondere Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen definiert.
    Die erfindungsgemäße Thermotransferfolie besteht aus einer Substratschicht 1, z.B. eine Trägerfolie oder ein Trägerband, aus einem möglichst wärmebeständigen Kunststoff und darauf aufgetragen eine Donorschicht 2, d.h. die wärmeempfindliche übertragbare Schicht, wie im Hauptanspruch definiert. Durch Einwirkung des Laserstrahls 3 von der Rückseite des Thermotransferbands, d.h. von der im Sinne einer Donorschicht unbeschichteten Seite der Substratschicht 1 wird in der Donorschicht Wärme induziert, die zum Erweichen und schließlich zum Ablösen von Kunststoffteilchen führt. Aufgrund von gasförmigen Stoffen, die insbesondere an der Grenzschicht 5 zwischen der Substratschicht 1 und der darauf aufgetragenen Donorschicht 2 entstehen, wird die wärmeempfindliche Donorschicht im weichen bis halbfesten Zustand bildmäßig aus dem Verbund der Substrat/Donorschicht herausgelöst und auf den Formzylinder übertragen. Die dabei entstehenden Gase verstärken die Vorzugsrichtung hin zum Formzylinder. Zusätzlich wird durch die Art der Antragung des Bandes (siehe EP-B-0 698 488) der Transfervorgang unumkehrbar und gerichtet Der Kunststoff kühlt aufgrund der hohen Wärmekapazität des z.B. aus Metall bestehenden Zylinders sofort ab und haftet am Druckformzylinder. Nachdem der gesamte Druckformzylinder durch einen spiralförmigen Auftragungsvorgang in hoher Geschwindigkeit punktförmig und bildmäßig mit einer Kunststoffschicht versehen wurde, wird die übertragene Schicht im wesentlichen in zwei Schritten nachbehandelt, nämlich in einem ersten Schritt wird ein Fixierschritt vorgenommen, bei dem durch die Wärmeeinwirkung u.a. die Kunststoffschicht besser an dem Material der Druckform haftet und in einem zweiten Schritt, in dem hydrophiliert wird, d.h. es werden die auf dem Druckformzylinder freiliegenden Bereiche durchgehend hydrophiler gestaltet (hydrophiliert) und gleichzeitig wird das Profil, d.h. die Randschärfe, des übertragenen Polymers schärfer gestaltet. Hydrophilie bedeutet in dieser Anmeldung die Wasserfreundlichkeit als ein Maß für die Benetzung mit Wasser unter dynamischen Bedingungen.
    Der Druckformzylinder weist in unbebildertem Zustand eine Oberfläche mit durchgehend hydrophilen Eigenschaften auf. Hierfür eignen sich beispielsweise plasma- oder flammgespritzte Keramiken bzw. Metalloberflächen, wie Chrom, Messing (Cu52-65% Zn48-35%, z.B. Boltomet L® Cu63Zn37) und Edelstähle im Sinne von hochlegierten Stählen (nach DIN17440: 1.43xx (xx=01, 10, ...), 1.4568, 1.44xx (xx=04, 35, 01 ...)) etc.
  • Figur 1 erläutert den Druckvorgang. Ein Laserstrahl 3 trifft auf die Rückseite 1 eines Thermotransferbandes oder einer Thermotransferfolie 1,2. Der Druckformzylinder dreht sich in der angegebenen Richtung. Der Druckformzylinder 4 wird spiralförmig mit Material der Donorschicht 2 bebildert.
  • Figur 2 erläutert den Übertragungsvorgang genauer. Aus dem Verbund der Donorschicht 2 werden nach Auftreffen des Laserstrahls 3 auf die Rückseite 1 des Thermotransferbandes (oder der Thermotransferfolie) Polymerteilchen 7 herausgelöst und haften auf dem Druckformzylinder 4. Die Vorgänge an der Grenzschicht 5 bzw. 6 werden in der Beschreibung genauer erläutert.
    • Die Substratschicht
    Die Substratschicht muß gegen mechanische Spannungen während des Laufes der Transportvorrichtung, z.B. der Bandstation und unter örtlichem Wärmeeinfluß beständig sein. Die Substratschicht muß darüber hinaus in bezug auf die bei der Herstellung des Thermotransferbands verwendeten Chemikalien chemisch inert sein. Vorzugsweise ist das Substrat für die zur Bilderzeugung verwendete Wellenlänge optisch durchlässig. Das Substrat sollte auch gegen elektrostatische Aufladung neutral sein, aber ein elektrischer Isolator sein.
    Die Dicke der Substratschicht beträgt 50 µm bis 4µm oder bis 5 µm, insbesondere 12 bis 6 µm. Ein Optimum liegt bei 7,5 µm. Die die Dicke bestimmenden Parameter sind im wesentlichen die optische Transmission (Durchlässigkeit), die mechanische Festigkeit auch bei höherer Temperatur, die Wärmeleitfähigkeit und die thermische Stabilität und Maßhaltigkeit bei höherer Temperatur, wobei zwischen diesen Parametern ein Kompromiß zu suchen ist. Die optische Transmission steigt mit abnehmender Dicke der Substratschicht. Die mechanische Festigkeit wiederum verbessert sich mit steigender Dicke der Substratschicht. Der Wärmedurchtritt nimmt einerseits mit abnehmender Dicke zu. Andererseits erhöht sich die mechanische Stabilität mit zunehmender Dicke der Substratschicht.
    Zum anderen sollte die Dicke der Substratschicht ausreichen, damit die bei Einwirkung eines Lasers mit einer Leistung von 300 mJ zur Übertragung von Material der Donorschicht notwendige Wärme erzeugt wird und somit eine wirksame Übertragung von Material der Donorschicht stattfindet.
    Neben der Dicke spielt die Zugfestigkeit beim Bruch ebenfalls eine Rolle. Insbesondere sollte die Zugfestigkeit beim Bruch in Maschinenrichtung größer 200 N/mm2, vorzugsweise größer 250 N/mm2, besonders bevorzugt größer 270 N/mm2, sein. Für die Querrichtung gilt größer 180 N/mm2, bevorzugt größer 220 N/mm2, insbesondere größer 270 N/mm2. Die Zugfestigkeit wird im wesentlichen durch die mechanischen Beanspruchungen durch die Bandstation und - in Abhängigkeit von der Breite des Bandes - durch die örtliche Wärmeeinwirkung bestimmt.
    Für die Genauigkeit der Erzeugung des Bildes auf dem Druckformzylinder ist unter anderem auch die Formstabilität der Substratschicht unter thermischer Belastung von Bedeutung. Bei einer thermischen Belastung von 150°C sollte die Schrumpfung kleiner 8 %, insbesondere kleiner 6,5 %, besonders bevorzugt kleiner 5 %, sein.
    Thermische Formstabilität der Substratschicht wird vor allem bei den nachstehenden Vorgängen gefordert:
  • a) bei der Herstellung, Lagerung und beim Transport,
  • b) bei der Haftung der Donorschicht auf der Substratschicht im Falle unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten und Schichtdicken,
  • c) bei der Mehrfachnutzung des Bandes und der dabei geforderten räumlichen Präzision; darunter ist die Anordnung von mehreren dicht benachbarten Schreibspuren zu verstehen, wobei eine Schreibspur für den bildmäßigen Transfer benötigt wird. Die thermische Stabilität des Substrats garantiert im Falle der Mehrfachnutzung die Maßhaltigkeit des Bandes auch nach bereits erfolgten Transfervorgängen.
    • Das Substrat besteht aus einem Kunststoff, der die vorstehend genannten mechanischen Eigenschaften auch bei einer Temperatur von 150°C oder größer noch aufweist. Daher kommen insbesondere optisch durchsichtige, wärmebeständige und hochfeste Kunststoffe in Betracht. Polypropylen sowie PVCP sind verwendbar. Insbesondere sind die verwendbaren Kunststoffe aber Polyester, Polyaryletheretherketone (PEEK), Polyphenylenether (PPE) und/oder Polycarbonate. Bevorzugt sind Polyester, unter ihnen sind Polyester bevorzugt, die von Dicarbonsäuren und Diolen und/oder von Hydroxycarbonsäuren oder den entsprechenden Lactonen abgeleitet sind, wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Poly-1,4-dimethylolcyclohexanterephthalat und Polyhydroxybenzoate sowie Block-Copolyether-Ester, abgeleitet von Polyethern mit Hydroxylendgruppen und auch Polyester, modifiziert mit Polycarbonaten. Geeignet sind auch Polyethylennaphthalindicarboxylate. Handelsübliche PET-Produkte sind z.B. Hostaphan® und Mylar®.
    Vorzugsweise sollte der Kunststoff für die Substratschicht wenig, vorzugsweise keinen Weichmacher enthalten. Weichmacher sind im wesentlichen von niedermolekularer Natur und können daher bei der Umwandlung der Energie des Laserlichts in Wärme verdampfen und zu einem Plasmaeffekt führen. Auftretendes Plasma reflektiert den eindringenden Laserstrahl, so daß in der Donorschicht die zum Erweichen und Ausstoßen des zu übertragenden Materials erforderliche Wärme nicht mehr erreicht wird. Weichmacher, die bei Einwirkung eines Lasers mit einer Leistung von 300 mJ mit den vorstehend genannten Folien oder Bändern keinen Plasmaeffekt erzeugen, können toleriert werden. Das Gleiche gilt für Konzentrationen üblicher Weichmacher.
    Für den als Substratschicht zu verwendenden Kunststoff ist eine möglichst hohe optische Transmission erwünscht. Die optische Transmission wird in der Regel durch die Dicke des Bandes und die Auswahl des Materials bestimmt. Außerdem ist die optische Transmission von der Wellenlänge abhängig. Im allgemeinen liegt der Wellenlängenbereich für IR-Halbleiterlaser zwischen 700 und 1600 nm. Vorzugsweise liegen die Bereiche bei 800 bis 900 nm, insbesondere 850 bis 820 nm einerseits und 1000 bis 1200 nm bzw. 1070 bis 1030 nm andererseits. Für einen Nd:YAG-Laser beträgt die Wellenlänge etwa 1064 nm. Die Transmission für die Substratschicht von >70% von IR-Licht ist im Wellenlängenbereich von 700 bis 1600 nm, bevorzugter >85%. Besonders bevorzugt ist eine Transmission von IR-Licht im Wellenlängenbereich von 800 bis 1100 nm von > 85%. Als Laser kann ein punktförmiger Laser verwendet werden. Bevorzugt sind allerdings IR-Halbleiterlaser-Diodenarrays.
    Wie vorstehend erwähnt, muß das Substrat chemisch inert sein, d.h. die Chemikalien, die beim Herstellungsverfahren des Thermotransferbandes eingesetzt werden, dürfen das Substrat nicht nachteilig beeinflussen. Insbesondere sind dies organische Lösemittel, vorzugsweise Ketone, aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe sowie Säuren und Basen.
    Wird eine Folie in Bandform verwendet, so beläuft sich die Breite des Bandes auf 3 mm bis 50 mm, vorzugsweise 8 mm bis 30 mm, bevorzugt 10 mm bis 15 mm.
    Der wärmeempfindliche und/oder laserempfindliche Stoff
    Nachdem der Laserstrahl die Substratschicht durchdrungen hat, trifft er auf die Donorschicht, d.h. die Schicht mit der zu übertragenden Masse. An der Grenzschicht zwischen der Substratschicht und der Donorschicht soll in möglichst kurzer Zeit Lichtenergie in Wärmeenergie umgewandelt werden. Dazu ist es erforderlich, daß das zu übertragende Polymer einen Hilfsstoff enthält, der diesen Vorgang unterstützt. Insbesondere sind dies Stoffe, die die Energie der Lichtstrahlung insbesondere der vorgenannten Wellenlängenbereiche besonders gut absorbieren und in Wärmeenergie umwandeln. Diese Stoffe können organische Farbstoffe oder organische Färbemittel sein, unter der Maßgabe, daß sie sich bei Umwandlung von Lichtenergie in Wärmeenergie nicht zersetzen. Beispiele besonders stabiler organischer Farbstoffe oder Pigmente sind Benzothiazole, Chinoline, Cyaninfarbstoffe oder -pigmente, Perylenfarbstoffe oder -pigmente, Polymethinfarbstoffe und -pigmente, wie Oxonolfarbstoffe und - pigmente und Merocyaninfarbstoffe und -pigmente. Handelsübliche organische Farbstoffe oder Pigmente sind: KF 805 PINA von Riedl de Haen (eine Benzothiazolverbindung), KF 810 PINA von Riedl de Haen (eine Chinolinverbindung), ADS840MI, ADS840MT, ADS840AT, ADS890MC, ADS956BI, ADS800WS, ADS96HO von American Dye Source Inc., 3,3'-Diethylthiatricarbocyanin-p-toluolsulfonat (Cyaninfarbstoffverbindungen), Perylen-3,4,8,10-tetracarbonsäureanhydrid (eine Perylenverbindung) sowie Epolite V-63 und Epolite III-178 von Epolin Inc., Newmark. Die organischen Farbstoffe oder Pigmente werden in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, der Trockenmasse der Donorschicht eingesetzt Diese Farbstoffe können einzeln oder im Gemisch angewendet werden, um das Absorptionsmaximum in den Wellenlängenbereich des eingesetzten Lasers zu verschieben.
    Neben organischen Farbstoffen oder organischen Färbemitteln sind anorganische Stoffe von Interesse, insbesondere jene, die sich bei der Umwandlung von Lichtenergie in Wärmeenergie nicht zersetzen. Derartige Stoffe sind beispielsweise Titandioxid, Aluminiumoxid und weitere Metalloxide und anorganische Farbpigmente. Zu nennen sind hier Magnetit: Fe3O4; Spinellschwarz: Cu(Cr,Fe)2O4, Co(Cr,Fe)2O4; Manganferrit: MnFe2O4. Diese Stoffe werden in einer Menge bis zu 20 Gew.-% eingesetzt.
    Eine Sonderstellung für Stoffe, die effektiv Lichtenergie in Wärmeenergie umwandeln können, spielt Ruß. Durch das Herstellungsverfahren läßt sich Ruß besonders günstig beeinflussen. Insbesondere fein verteilter Ruß mit einer mittleren Teilchengröße zwischen 10 und 50 nm, insbesondere zwischen 13 und 30 nm und/oder mit einer Schwarzzahl nach DIN 55979 zwischen 200 und 290, insbesondere von 250, kann vorteilhaft eingesetzt werden. Ruße werden in einer Menge bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, eingesetzt. Die vorstehend genannten Stoffe, nämlich organische Farbstoffe oder Färbemittel, anorganischer Stoff, der sich bei der Umwandlung von Lichtenergie in Wärmeenergie nicht zersetzt, und Ruß können einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Die Menge des wärmeempfindlichen und/oder laserlichtempfindlichen Stoffes hängt von der Fähigkeit der Umwandlung von Lichtenergie in ausreichend Wärmeenergie zur Übertragung des auf der Substratschicht befindlichen zu übertragenden Stoffes ab.
    Das Polymer der Donorschicht
    Das Polymer der Donorschicht übt insbesondere folgende Funktionen aus. Zum einen wird es unter Einwirkung des Laserstrahls rasch erweichen, an der Grenzfläche der Substratschicht den erforderlichen Druck entwikkeln und als halbfester Pfropf auf den Druckformzylinder übertragen. Dort haftet der so übertragene Kunststoff aufgrund hydrophiler Gruppen an der hydrophilen Oberfläche des Druckformzylinders. Schließlich sollte das Polymer zunächst einen Fixierschritt durch Erwärmen und dann einen Hydrophilierungsschritt des fertigen Druckformzylinders überstehen. Bei diesem Schritt werden die freien Metallflächen des Druckformzylinders hydrophiliert und die Kunststoffbereiche auf dem Druckformzylinder profiliert. Außerdem sollte der nun auf dem Druckformzylinder befindliche Kunststoff, Druckfarbe annehmen können und eine möglichst hohe Standzeit aufweisen. Schließlich soll nach erfolgtem Druckvorgang in einfacher Weise umweltschonend, d.h. möglichst mit einer wässerigen nichttoxischen Lösung, die übertragene Masse von dem Druckformzylinder abgespült werden, so daß diese für den nächsten Vorgang in sehr kurzer Zeit wieder zur Verfügung steht. Das Polymer ist bei einem pH-Wert größer 10 in wäßriger Lösung löslich, aber unlöslich in dem Feuchtwasser, das normalerweise beim Offset-Papierdruck verwendet wird. Dies wird dadurch erreicht, daß man das Polymer für einen vom Feuchtwasser abweichenden pH-Wert größer 10 wasserlöslich gestaltet. Bevorzugt ist ein alkalischer Bereich mit einem pH-Wert größer 10,5, insbesondere größer 11.
    Damit das Polymer von dem Substrat oder Träger 1 abgelöst werden kann, sollte sein Zahlenmittel des Molekulargewichts vorzugsweise 20000 nicht übersteigen. Andererseits sollte sein Zahlenmittel des Molekulargewichts vorzugsweise 1000 nicht unterschreiten, da sonst keine ausreichende Wasserbeständigkeit erreicht wird. Vorzugsweise liegt der Bereich zwischen 1000 und 15000, insbesondere zwischen 1000 und 10000.
    Die Polymere müssen Druckfarbe annehmen. Hierfür ist eine Oberflächenspannung vorzugsweise zwischen 50 und 10 mN/m, insbesondere zwischen 40 und 23 mN/m, besonders bevorzugt im Bereich von 28 und 32 mN/m, von Bedeutung. Die Messung der Oberflächenspannung erfolgt über Randwinkelmessung mit 3 + n Testflüssigkeiten und wird nach Wendt, Own und Rabel ausgewertet.
    Damit das übertragene Polymer an dem hydrophilen Druckformzylinder ausreichend haftet, weist es saure Gruppen auf. Diese Gruppen können ausgewählt sein aus den Gruppen -COOH, -SO3H, -OSO3H und -OPO3H2 sowie den gegebenenfalls Alkyl- oder Aryl-substituierten Amiden davon. Die Alkylgruppe kann 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4, Kohlenstoffatome aufweisen, die Arylgruppe kann 6 bis 10, vorzugsweise 6, Kohlenstoffatome aufweisen. Vorzugsweise enthält das Polymer außerdem eine aromatische Gruppe. Bevorzugt sind Phenylgruppen. Das Polymer stammt vorzugsweise aus der Polymerisation von α,β-ungesättigten Carbon-, Sulfon-, Schwefel- und Phosphorsäuren oder -estern oder deren vorstehend definierten Amiden und Styrol sowie dessen Derivaten und gegebenenfalls α,β-ungesättigten Carbonsäureestern. Die Auswahl der sauren Monomere sowie der aromatisch vinylischen Monomere sollte so erfolgen, daß das Polymer eine Glasübergangstemperatur Tg zwischen 30 und 100°C, insbesondere 30 und 90°C, vorzugsweise zwischen 55 und 65°C, aufweist. Das Polymer weist vorzugsweise eine Ceiling-Temperatur im Bereich des Schmelzpunkts auf, wobei der Schmelzbereich zwischen 80 und 150, insbesondere 90 und 140, vorzugsweise 105 bis 115°C, besonders bevorzugt um 110°C, liegt. Als wenig vorteilhaft erwiesen sich Copolymerisate, die wesentliche Anteile an α-Methylstyrol enthielten.
    Geignete Polymere findet man in US-A-4 013 607, US-A-4 414 370 sowie in US-A-4 529 787. Dort offenbarte Harze können z.B. im wesentlichen vollständig gelöst werden, wenn ein ausreichender Teil, beispielsweise 80-90 %, dieser Gruppen mit einer wäßrigen Lösung basischer Stoffe, wie Borax, Amine, Ammoniumhydroxid, NaOH und/oder KOH neutralisiert wird. Z.B. würde ein Styrol-Acrylsäure-Harz mit einer Säurezahl von etwa 190 nicht weniger als etwa 0,0034 Äquivalente -COOH - Gruppen pro Gramm Harz enthalten und würde im wesentlichen vollständig gelöst werden, wenn ein Minimum von etwa 80-90 % der -COOH - Gruppen durch eine wäßrige alkalische Lösung neutralisiert werden. Die Säurezahl kann im Bereich zwischen 120 und 550, 150 und 300, z.B. 150 bis 250 liegen. Die nachstehend angeführten Kombinationen von Monomeren sind bevorzugt Styrol-Acrylsäure, Styrol-Maleinsäureanhydrid, Methylmethacrylat-Butylacrylat-Methacrylsäure, α-Methylstyrol/Styrol-Ethylacrylat-Acrylsäure, Styrol-Butylacrylat-Acrylsäure, Styrol-Methylacrylat-Butylacrylat-Methylacrylsäure. Ein alkalilösliches Harz mit 68 % Styrol/ 32 % Acrylsäure mit einem Molekulargewicht von 500-10000 kann erwähnt werden. Andere Harze weisen eine Säurezahl von etwa 200 und ein Molekulargewicht von etwa 1400 auf. Im allgemeinen weisen Styrol(α-Methylstyrol)-Acrylsäure-(Acrylsäureester)-Harze ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 2500-4500 und ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 6500-9500 auf. Die Säurezahl liegt bei 170-200. Beispielhafte Polymere weisen 60-80 Gew.-% aromatische Monoalkenylmonomere und 40-20 Gew.-% (Meth)acrylsäuremonomere und gegebenenfalls 0-20 Gew.-% keine Carboxylgruppen enthaltendes Acrylmonomer auf. Gemische von 10:1 bis 1:2 oder 1:1, vorzugsweise 8:1 bis 1:2, zum Beispiel 2:1 bis 1:2 Styrol/α-Methylstyrol können eingesetzt werden. Als wenig vorteilhaft erwiesen sich allerdings Copolymerisate, die wesentliche Anteile an α-Methylstyrol enthielten.
    Das für das Verfahren verwendete Thermotransferband weist ein Beschichtungsgewicht im Bereich von 0,8 bis 5 g/m2 +/- 0,2 auf und bevorzugt liegt dieses im Bereich von 1,6 bis 2,0 g/m2.
    Die Benetzungshilfe
    Der Benetzungshilfe kommen verschiedene Funktionen zu. Die Benetzungshilfe liegt nach dem Übertragen auch am Grenzbereich zwischen Metalloberfläche und übertragenem Polymer vor, so daß dort die Haftung erhöht wird. Schließlich glättet sie beim Fixieren, d.h. bei einem nachträglichen Erwärmen des übertragenen Polymers, die Oberfläche des übertragenen Polymers, so daß die Struktur des Bildpunktes verbessert wird. Die Benetzungshilfe wird ausgewählt aus Lösemitteln, wie Alkohole, Ketone, Ester der Phosphorsäure, Glykolether und anionische Tenside, insbesondere Alkohole und Ketone, bevorzugt Ketone, besonders bevorzugt Methylethylketon. Handelsprodukte der vorgenannten Lösemittel sind DEGDEE, DEGBBE von BASF als Vertreter der Glykolether und Arylalkylsulfonsäuren als Vertreter der anionischen Tenside oder aliphatische Ester von Orthophosphorsäure, wie Etingal. Vorzugsweise stammen die als Benetzungshilfe dienenden Lösemittel aus dem Herstellungsschritt des Thermotransferbandes.
    Benetzungshilfen können in geringen Mengen (z.B. 0,05-8 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-5 Gew.-% der Trockenmasse der Donorschicht) durch den Herstellungsvorgang eingebracht werden. Ein weiterer Vorteil des Vorliegens einer Benetzungshilfe ist eine intrinsische Temperaturregelung beim Transfervorgang und bei der thermischen Nachbehandlung. Über die Eigenschaften Siedepunkt, -bereich, Verdampfungsenthalpie und Wärmekapazität wird bei beiden Vorgängen für das nötige Zeitfenster eine maximale obere Grenztemperatur definiert. Beispielsweise können mikroskopische Desorptionsvorgänge im Falle einer auf Ruß basierenden Formulierung eine obere Grenztemperatur vorgeben. Eine Überhitzung der übertragenen Masse kann sowohl durch die externe Regelung der Wärmequellen als auch durch die Zusammensetzung der Masse selbst beeinflußt werden und schafft damit eine hohe Sicherheit bei der Verfahrensführung.
    Das Verfahren
    Die Herstellung des Thermotransferbandes erfolgt in üblicher Weise. Insbesondere werden der wärmeempfindliche oder laserlichtempfindliche Stoff, das Polymer und gegebenenfalls eine Benetzungshilfe sowie ein Lösemittel, wobei letztere identisch sein können, sorgfältig und homogen vermischt. Die Masse wird dann mit einem Meyer-Bar oder nach dem Gravurverfahren aufgetragen. Die Dicke der Übertragungsschicht beträgt 0,5 bis 5 µm, vorzugsweise 0,8 bis 4 µm, insbesondere 1 bis 3 µm, bevorzugt 1,5 bis 2,5 µm, Trockenschichtdicke. Nach dem Verdampfen des Lösemittels wird das Band auf eine Spule gewickelt und in eine Bandstation eingesetzt.
    Die Funktion der erfindungsgemäßen Thermotransferfolie
    Die Bildpunktübertragungseinheit (ein punktförmiger Laser oder ein Halbleiterlaserdiodenarray) empfängt von einem Datenspeicher Daten für die Bebilderung des Druckformzylinders. Das Thermotransferband bewegt sich mit Hilfe einer Bandstation relativ zu einem während des Übergangsvorgangs sich selbst aber unabhängig bewegenden Druckzylinder. Diese Relativgeschwindigkeit und die zeitliche Abfolge der Daten steuert die Abbildung auf dem Druckzylinder. Die eingestrahlte Lichtenergie wird in Wärmeenergie umgewandelt, welche an der Grenzschicht zwischen Substratschicht und Donorschicht des Thermotransferbandes einen besonders starken Temperaturanstieg verursacht. Durch diesen Temperaturanstieg werden an der vorstehend genannten Grenzschicht Gase erzeugt, die das nun erweichte Material der Donorschicht gegen das Metall des Druckformzylinders schleudern. Die Substanzteile des übertragenen Materials markieren auf der Oberfläche des Druckformzylinders aufgrund ihrer oleophilen Eigenschaft beim späteren Druck die farbführenden Bereiche.
    Meßverfahren
  • a) Das Verhalten eines Polymers der Donorschicht in wässriger alkalischer Lösung wird durch nachstehendes Untersuchungsverfahren charakterisiert:
  • 1g Polymer wird in einer wässrigen alkalischen Lösung gelöst. Zum Lösen werden die in der Tabelle aufgeführten Mengen an Lauge benötigt:
    Lauge in g bis zum vollständigen Auflösen pH-Wert
    Polymer in 0,5 mol/l KOH 10 13
    Polymer in 0,1 mol/l NaOH 50 11
    Polymer in 0,3 mol/l NaOH 20 13
  • In der vorliegenden Tabelle wurde das Polymer J682 der Fa. Johnson S.A. Polymer eingesetzt.
  • b) Die Randwinkelmessung erfolgt mit 3+n Testflüssigkeiten. Die Auswertung wird dann nach Wendt, Own und Rabel vorgenommen. Erhalten wird die statische Oberflächenspannung.
  • c) Die Messung der Glasübergangstemperatur, des Schmelzbereichs und die Bestimmung der Ceiling-Temperatur wurde mit einem DSC-Gerät der Fa. Mettler Toledo, DSC30/TSC10A/TC15 mit einem 150 µl-Aluminiumbecher, der 20-30 mg Polymer enthält, ausgeführt. Eine Temperaturrate von 10-20°C/min wurde verwendet. Folgendes Temperaturprogramm wurde genutzt: Beginn bei mindestens 70 Grad unter der zu erwartenden Tg und Ende bei etwa 50 Grad oberhalb der zu erwartenden Tg oder bei 180°C, um Zersetzung zu verhindern.
    • Die vorliegende Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel genauer erläutert. Prozent-, Verhältnis- und Teilangaben sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders ausgewiesen.
    Beispiel
    Eine Polyethylenterephthalatfolie (PET) Hostaphan® der Fa. Hoechst mit einer Dicke von 7,5 µm wird mit einem Meyer-Bar mit einer Masse nachstehender Zusammensetzung zu einem Trockenschichtgewicht von 1,8 g/m2 beschichtet.
    20 % Ruß mit einer Schwarzzahl nach DIN 55797 von 250 und 80 % Polymer J682 von Johnson S.A. Polymer und eine zur Herstellung einer streichfähigen Masse ausreichende Menge Methylethylketon werden angemischt. Die Masse wird mit einem Meyer-Bar zu dem vorstehend genannten Trockenschichtgewicht auf die Polyesterfolie aufgetragen. Nach dem Auftragen wird die Folie getrocknet Im Falle eines Bandes mit einer Breite von beispielsweise 12 mm wird dieses auf eine Spule gewickelt und in eine Bandstation, z.B. eine Vorrichtung wie in EP-B-0 698 488 beschrieben, eingesetzt. Mit einem IR-Halbleiterlaserarray wird die Rückseite des so hergestellten Thermotransferbandes bestrahlt. Dabei werden gleichzeitig mehrere Kunststoffteilchen von dem Thermotransferband auf den Druckformzylinder bildmäßig übertragen. Mit dem so bebilderten Druckzylinder konnten 20 000 Exemplare bedruckt werden.

    Claims (23)

    1. Thermotransferfolie, umfassend eine Substratschicht und darauf aufgetragen eine Donorschicht, dadurch gekennzeichnet, daß
      a) die Substratschicht aus mindestens einer Polymermasse besteht, die mindestens die nachstehenden Eigenschaften aufweist: mechanische Stabilität bei einer Temperatur >150°C; Transmission > 70 % für Licht der Wellenlänge von 700 bis 1600 nm;
      b) die Donorschicht mindestens folgende Komponenten umfaßt:
      i) einen Stoff, der die Strahlungsenergie von auftreffendem Laserlicht in Wärmeenergie umwandeln kann,
      ii) ein Polymer, das saure Gruppen und/oder deren gegebenenfalls substituierte Amidgruppen umfasst, und sich bei einem pH-Wert größer 10 in Wasser aber nicht im Feuchtwasser löst und
      iii) gegebenenfalls eine Benetzungshilfe.
    2. Thermotransferfolie nach Anspruch 1, wobei die Substratschicht eine Dicke von 50 µm bis 4 µm, eine Zugfestigkeit beim Bruch größer 270 N/mm2 in Maschinenrichtung und größer 180 N/mm2 in Querrichtung und eine thermische Schrumpfung bei 150°C kleiner 5 % aufweist.
    3. Thermotransferfolie nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Polymermasse ein Polyester, Polyaryletheretherketon, Polyphenylenether und/oder ein Polycarbonat ist.
    4. Thermotransferfolie nach Anspruch 3, wobei der Polyester aus Polyestern, die von Dicarbonsäuren und Diolen und/oder von Hydroxycarbonsäuren oder den entsprechenden Lactonen abgeleitet sind; wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Poly-1,4-dimethylolcyclo-hexanterephthalat, Polyhydroxybenzoate und Polyethylennaphthalindicarboxylate; sowie Block-Copolyether-Estern, abgeleitet von Polyethern mit Hydroxylendgruppen und Polyestern, modifiziert mit Polycarbonaten, ausgewählt ist.
    5. Thermotransferfolie nach Anspruch 4, wobei der Polyester ein Polyethylenterephthalat ist.
    6. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Komponente i)
      a) ein organischer Farbstoff oder ein organisches Färbemittel mit mindestens den nachstehenden Eigenschaften ist:
      aa) Absorptionsmaximum im Wellenlängenbereich von 700 bis 1600 nm,
      ab) eine Wärmebeständigkeit größer 150°C und/oder
      b) ein anorganischer Stoff ist, der Strahlungsenergie in Wärmeenergie umwandeln kann, ohne sich zu zersetzen,
      und/oder
      c) eine Kohlenstoffart ist.
    7. Thermotransferfolie nach Anspruch 6, wobei der organische Farbstoff oder das organische Färbemittel wärmestabile organische Farbstoffe oder Pigmente umfaßt, ausgewählt aus Benzothiazolen, Chinolinen, Cyaninfarbstoffen oder -pigmenten, Perylenfarbstoffen oder -pigmenten und Polymethinfarbstoffen oder -pigmenten, wie Oxonolfarbstoffe und -pigmente oder Merocyaninfarbstoffe und -pigmente.
    8. Thermotransferfolie nach Anspruch 6, wobei der anorganische Farbstoff oder das anorganische Pigment ausgewählt ist aus TiO2, Al2O3, Magnetit Fe3O4; Spinellschwarz: Cu(Cr,Fe)2O4, Co(Cr,Fe)2O4 und Manganferrit MnFe2O4.
    9. Thermotransferfolie nach Anspruch 6, wobei der Kohlenstoff ausgewählt ist aus einem Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 100 nm.
    10. Thermotransferfolie nach Anspruch 9, wobei der Ruß eine Schwarzzahl nach DIN 55979 zwischen 200 und 290 aufweist.
    11. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Polymer ii) saure Gruppen, ausgewählt aus -COOH, -SO3H, -OSO3H und -OPO3H2 und/oder gegebenenfalls den mit C1-C6-Alkyl- oder C6-C10-Arylresten substituierten Amidgruppen davon, aufweist.
    12. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Polymer ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 20000 aufweist.
    13. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das aufgetragene Polymer eine Oberflächenspannung von 50 bis 20 mN/m, ermittelt durch Randwinkelmessung, aufweist.
    14. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Polymer eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 30 bis 100°C aufweist.
    15. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Polymer eine Ceiling-Temperatur im Schmelzpunktbereich für alle Komponenten zwischen 80 und 150°C aufweist.
    16. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die gegebenenfalls vorliegende Benetzungshilfe iii) ausgewählt ist aus organischen Lösemitteln, die in der Lage sind, die Komponente ii) zu lösen.
    17. Thermotransferfolie nach Anspruch 16, wobei das Lösemittel ein Keton, insbesondere Methylethylketon, ist.
    18. Thermotransferfolie nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Lösemittel in einer Menge enthalten ist, die ausreicht, damit nach Übertragung des Polymers der Donorschicht auf die Druckform bei einem Fixierschritt unter Wärmeeinwirkung über den Zeitraum der Wärmeeinwirkung die Verdampfung des Lösemittels zu einer intrinsischen Temperaturregelung führt.
    19. Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in Form eines Bandes mit einer Breite im Bereich von 3 mm bis 50 mm.
    20. Verfahren zur Herstellung einer Thermotransferfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei ein Stoff i) der die Strahlungsenergie von auftreffendem Laserlicht in Wärmeenergie umwandeln kann, ein Polymer ii), das saure Gruppen und/oder deren gegebenenfalls substituierte Amidgruppen umfaßt und sich bei einem pH-Wert größer 10 in Wasser aber nicht im Feuchtwasser löst und gegebenenfalls eine Benetzungshilfe iii) sowie ein Lösemittel, wobei letztere identisch sein können, sorgfältig und homogen vermischt werden, die Masse dann mit einem Meyer-Bar oder nach dem Gravurverfahren auf eine Substratschicht aufgetragen wird, wobei die Dicke der Übertragungsschicht 0,5 bis 5 µm Trockendicke beträgt, und danach das Lösemittel bis zur wesentlichen Verfestigung der aufgetragenen Masse verdampft wird.
    21. Masse der Donorschicht gemäß Anspruch 1, umfassend
      i) einen Stoff, der die Strahlungsenergie von auftreffendem Laserlicht in Wärmeenergie umwandeln kann,
      ii) ein Polymer, das saure Gruppen und/oder deren gegebenenfalls substituierte Amidgruppen umfasst, und sich bei einem pH-Wert größer 10 in Wasser aber nicht im Feuchtwasser löst und
      iii) gegebenenfalls eine Benetzungshilfe.
    22. Druckform, die durch laserinduzierte Übertragung mit einer Masse nach Anspruch 21 bebildert ist.
    23. Druckform nach Anspruch 22, die aus plasma- oder flammgespritzten Keramiken und/oder Metalloberflächen, wie Chrom, Messing (Cu52-65% Zn48-35%, z.B. Boltomet L® Cu63Zn37) und/oder Edelstählen im Sinne von hochlegierten Stählen (nach DIN17440: 1.43xx (xx=01, 10, ...), 1.4568, 1.44xx (xx=04, 35, 01 ...)) gefertigt ist.
    EP00116753A 1999-08-07 2000-08-03 Thermotransferfolie zur laserinduzierten Bebilderung eines lithographischen Druckformzylinders Expired - Lifetime EP1075963B1 (de)

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