Die Erfindung betrifft einen polyolefinbeschichteten Schichtträger für thermische Farbstoffübertragungsverfahren sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Das System der thermischen Farbstoffübertragung (Dye Diffusion Thermal Transfer "D2T2") ermöglicht die Wiedergabe eines elektronisch erzeugten Bildes in Form einer "Hard Copy". Das Prinzip der thermischen Farbstoffübertragung besteht darin, daß das digitale Bild hinsichtlich der Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz aufbereitet und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt wird. Diese Signale werden zu einem Thermodrucker weitergeleitet und in Wärme umgesetzt.
Durch die Wärmeeinwirkung sublimiert der Farbstoff aus der Donorschicht eines im Kontakt mit dem Empfangsmaterial stehenden Farbbandes (Farbblattes) und diffundiert in die Empfangsschicht hinein.
Ein Empfangsmaterial für thermische Farbstoffübertragung besteht in der Regel aus einem Träger mit auf dessen Vorderseite aufgebrachter Empfangsschicht.
Als Träger kann eine Kunststoffolie, z. B. Polyesterfilm, ein synthetisches oder ein harzbeschichtetes Papier dienen.
Die Hauptkomponente der Empfangsschicht ist in der Regel ein thermoplastisches Harz, das eine Affinität zum Farbstoff aus dem Farbband aufweist, wie z. B. Polyester oder Acrylharze.
Außer einer Empfangsschicht werden oft noch andere Schichten auf die Vorderseite des Trägers aufgebracht, wie z. B. Sperr, Trenn-, Haft- und Schutzschichten.
An ein Farbstoffempfangsmaterial werden hohe Anforderungen gestellt, deren Erfüllung bei dem übertragenen Bild eine hohe Farbdensität und Bildschärfe (Strichschärfe) sichern soll.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Wege zur Optimierung eines Farbstoffempfangsmaterials bekannt, z. B. über den Träger, oder durch das Aufbringen verschiedener Funktionsschichten und/oder durch eine spezifische Auswahl und Zusammensetzung der Empfangsschicht.
In der Patentschrift US 4,774,224 wird ein Empfangsmaterial beansprucht, dessen polyethylenbeschichtete Papierunterlage eine Oberflächenrauhigkeit (Ra) höchstens 7,5 µinch aufweisen muß.
In einer anderen Patentanmeldung Nr. J 02229 082 wird ein Empfangsmaterial beschrieben, bei dem der polyethylenbeschichtete Papierträger Rauhigkeitswerte in Höhe von 8 bis 160 µinch aufweist.
Nachteilig an beiden Empfangsmterialien ist, daß nicht jede polyethylenbeschichtete Papierunterlage mit den beanspruchten Rauhigkeitswerten der PE-Oberfläche sowohl unterhalb als auch oberhalb von 7,5 µinch gute Ergebnisse hinsichtlich der Farbdensität und Bildschärfe des übertragenen Bildes garantiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Schichtträger für thermische Farbstoffübertragungs-verfahren zu entwickeln, welcher nach dem Auftragen einer Empfangsschicht ein Empfangsmaterial sicherstellen soll, welches die Erzeugung von Bildern hoher Auflösung (Strichschärfe) und Farbdichte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Schichtträger für ein Empfangsmaterial für thermische Farbstoffübertragung ein Basispapier mit einer Oberflächenrauhigkeit (Ra)von 4 µm oder weniger und mit einer darauf angeordneten Polyethylen-beschichtung in einer Auftragsmenge von höchstens 30 g/m² verwendet wird.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß entgegen den im Stand der Technik gemachten Behauptungen die Rauhigkeit des Basispapiers eines Schichtträgers für thermische Farbstoffübertragungsverfahren bei der Qualität des später übertragenen Bildes eine Rolle spielt.
Es hat sich herausgestellt, daß die Einhaltung des Rauhigkeitswertes des Basispapiers von <4 µm und einer Auftragsmenge der Polyolefinbeschichtung von <30 g/m² eine hohe Farbdensität und Auflösung (Strichschärfe) des übertragenen Bildes ermöglicht.
Dies gilt nicht nur für glänzende Oberflächen des polyolefinbeschichteten Schichtträgers (Ra <0,2 µm), sondern auch für PE-Oberflächen mit größerer Rauhtiefe (> 0,2 µm).
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung beträgt die Rauhigkeit des Basispapiers 2,5 µm oder weniger.
In einer anderen bevorzugten Ausführung ist die Auftragsmenge der Polyolefinbeschichtung kleiner als 15 g/m².
Die Polyolefinbeschichtung kann aus Polyethylen hoher (HDPE) und/oder niedriger Dichte (LDPE) oder aus Polypropylen bestehen. Zusätzlich kann die Polyolefinbeschichtung Pigmente, wie z.B. TiO₂ und andere Zusatzstoffe enthalten.
Erfindungsgemäß enthält die Polyolefinbeschichtung wenigstens 30 % HDPE, bevorzugt 40 - 80 % HDPE.
Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.
In einer Versuchsreihe wurden Basispapiere mit einem Flächengewicht von 135 g/m² und verschiedenen Oberflächenrauhigkeiten beidseitig mit Polyethylen extrusionsbeschichtet.
Die Vorderseite der Basispapiere wurde mit pigmentiertem Polyethylengemisch (32 % LDPE mit d = 0,934, MFI = 3,0; 42 % HDPE mit d = 0,950 g/cm³, MFI = 7; 13,0 % TiO₂-Masterbatch mit 50 % Rutil 2073 und 50 % LLDPE, MFI = 8,5; 13,0 % Vorgranulat aus 100 T. LDPE, 17 T. eines 10 %igen Ultramarinblau-masterbatch, 11 T. eines 0,2 %igen Echtrosapigmentmasterbatch und 10 T. Stearat), in dem der prozentuale HDPE-Anteil 42 Gew.-% beträgt, in unterschiedlichen Auftragsmengen nach folgendem Schema beschichtet:
Bei der Extrusionsbeschichtung wurde ein Kühlzylinder mit glänzender Oberfläche gewählt, so daß die Oberfläche der PE-beschichteten Unterlagen eine Rauhtiefe (Ra) von 0,15 µm aufwies.
Im nächsten Schritt wurde auf die PE-beschichteten Basispapiere eine Empfangsschicht in einer Auftragsmenge von 10 g/m² aufgetragen.
Die Empfangsschicht wurde aus wäßriger Suspension folgender Zusammensetzung bei einer Maschinengeschwindigkeit von 130 m/min aufgetragen:
Das nach anschließender Trocknung (110°C, 10 sek) erhaltene Empfangsmaterial wurde unter Anwendung des thermischen Bildübertragungsverfahrens bedruckt und anschließend analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Basispapier mit einem Flächengewicht von 135 g/m² und unterschiedlicher Oberflächenrauhigkeit wurde nach folgendem Schema PE-beschichtet:
Die PE-Beschichtung der Vorderseite war ein pigmentiertes Polyethylengemisch (21,2 % LDPE mit d = 0,924 g/cm³, MFI 4,5, 50 % HDPE mit d = 0,960 g/cm³, MFI = 6,0; 15,0 % TiO₂-Masterbatch mit 50 % Rutil 2073 und 50 % LLDPE, MFI = 8,5 ; 13,8 % Vorgranulat aus 100 T. LDPE, 17 T. eines 10 %igen Ultramarinmasterbatch, 11 T. eines 0,2 %igen Echtrosapig-mentmasterbatch und 10 T. Stearat), in dem der prozentuale HDPE-Anteil 50 Gew.-% beträgt.
Im nächsten Schritt wurde auf die PE-beschichteten Träger eine Empfangsschicht wie im Beispiel 1 aufgetragen.
Die Ergebnisse der anschließenden Analyse der bedruckten Empfangsmaterialien sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Die mit einer Bildempfangsschicht versehenen erfindungsgemäßen Schichtträger wurden einem thermischen Bildübertragungs-verfahren unterzogen. Hierzu wurde ein Colour Video Printer VY - 25E der Fa. Hitachi eingesetzt unter Anwendung eines Hitachi-Farbbandes. Der Video-Printer hat folgende technische Daten:
Bei den erhaltenen Druckbildern (Hardcopy) wurden die Farbdensität und die Stichschärfe untersucht.
Die Densitätsmessungen wurden mit Hilfe eines Densitometers (Original Reflection Densitometer SOS-45) durchgeführt. Die Messungen erfolgten für die Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz.
Die Strichschärfe wurde an Hand von in den Grundfarben geprinteten Testbildern ermittelt. Das Testbild zeigt gerade Linien, die wowohl horizontal als auch vertikal geprintet sind. Die Messung erfolgt mit einem Fadenzähler an drei Meßstellen. Daraus wird das arithmetische Mittel berechnet. Je kleiner der gemessene Wert der Strichbreite ist, desto höher ist die Schärfe des Bildes.
Außer den o.g. Messungen wurden die Druckbilder visuell begutachtet und das Auftreten von Ungleichmäßigkeiten auf der Bildoberfläche, wie z.B. das Auftreten weißer Punkte sog. "Missing dots" (keine Farbstoffaufnahme) zur Beurteilung der Bildqualität herangezogen.
Die in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Ergebnisse zeigen, daß mit dem erfindungsgemäß hergestellten Schichtträger ein Bildempfangsmaterial erzeugt werden kann, welches eine höhere Farbdensität und Bildschärfe der gedruckten Bilder im Vergleich zum herkömmlichen Empfangsmaterial aufweist.