纳米结构的图像转移元件的制作方法

专利名称：纳米结构的图像转移元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及辐照转移介质，更具体地说，涉及升华和/或扩散转移的成像介质，该介质是一种供多次成像用的可重复使用的供体介质。
在常规的染料转移成像中，要对供体片(即涂敷在载体上的含染料层)逐次成像地加热。染料从供体片中升华/或扩散到受体片上，以便在受体片上形成图像。不利地是，工艺上已知的供体元件一般只适合一次染料转移。习惯上，通过以下途径将热施加到供体片上(1)来自加热尖端的热传导，或(2)在染料附近存在的碳或石墨粒子或吸收近红外的分子吸收光并且内转换成热。当光热转换元件是分散在粘合剂中时，必须考虑体系的分散性质。
一些工艺上已知的转移介质使用吸收近红外线染料或石墨/碳/金属粒子作为吸光变热元件，它们分散在染料/粘合剂层中，或是完全与染料层分离。在吸光元件均匀分布在染料/粘合剂层中的情形，辐射被整个染料层吸收。
因为整个层受热，所以一些粘合剂也可能随染料一起转移，特别是如果含染料层很薄时。当使用碳黑作为吸收元件时，碳的污染会造成退饱和色。
简要地说，本发明的一个方面是提供一种供体介质，该介质含有一个标称0.001英寸至0.010英寸(25-250微米)厚的含成像物质的聚合物膜，在该膜的至少一个主表面上有一个标称5微米厚的纳米结构的表面区。这一纳米结构表面区具有双重功能。第一，它在供体介质中起光热转换元件(“辐射吸收体”)的作用。第二，它起“毛细泵”的作用，把成像物质从供体介质其余部分的储器中带到纳米结构的表面区，从而将表面区中再充满成像物质，这些物质在先前的成像脉冲期间被转移到受体片中。
将受体片(也称作“受体”)对着供体介质的纳米结构一面放置。如果受体是透明的，光由供体介质的任何一边射入，如果受体不透明，则由供体介质一边射入。业已观察到，供体介质的纳米结构的表面区吸收的辐射造成了成像物质向受体的转移。虽然不进行理论讨论，但是据信纳米结构化层的毛细作用可能是对本发明的供体介质的多次使用特点有贡献的一个因素。
在本申请中使用的“纳米结构的”意味着表面区中含有使其具有下述吸收辐射和毛细性质的成份不均匀性，其空间尺度至少在一维方向上处在几十纳米的量级。在两维方向上具有空间不均匀性的这种纳米结构表面区的一个实例是由恰好包埋在包封剂表面上的细长的吸辐射粒子(纳米结构的元件)构成的，每单位面积上有足够数目的粒子以达到所需要的有效吸光和高毛细作用等性质。二维的空间不均匀的纳米结构表面区可以是这样一种，在沿着三个正交方向的任何两个平移穿过这些区域时，至少会观察到两种不同物质，例如纳米结构元和聚合物粘合剂。
有利的是，只有本发明的纳米结构元件吸收辐射起着正好处在供体/受体界面处的微小加热元件的作用。这样，热量只需要扩散纳米结构元之间的一大小段距离，就可以将纳米结构元附近的成像物质加热。
纳米结构元的其它特点是纳米结构化表面区的物理结构和取向，它们使纳米结构化表面区具有毛细性质。虽然不作理论探讨，但是据信这些性质和高的表面积有助于在每次成像转移操作之后将成像物质重新充满到已耗尽的表面区，以便使供体介质多次使用。
对于供体介质中含有固定在暂时性基底上的均匀分布的元件的情形，采用纳米结构的元件具有特别的优点，它使得工艺上已知的任何成像物质/粘合剂体系都可以涂敷在这些元件上而无需考虑光热转换元件的分散问题。
本发明的另一方面是这种图像转移方法固有地能提供高的空间分辨率。据信这一特性是由于吸收辐射层很薄、它恰好处在表面处、元件的尺寸小和被辐射的区域之外不存在侧向的光散射。
本发明的再一方面是，形成这种成像物质/聚合物复合层中吸光和高毛细作用纳米结构表面区的方法与复合层无关，因此任何体系都可以结构成具有这种纳米结构的表面。


图1是一个供体片的透视图，该片具有一个与基底层离的纳米结构的复合表面。
图2是与受体片接触的图1供体片的横截面图。
图3是在成像物质已经热转移后与供体片分离的受体片的透视图。
图4表示品红染料光密度随每次成像中氙灯闪光次数的变化。
图5表示品红染料光密度随成像次数的变化。
图6表示品红染料光密度随氙灯闪光次数的变化，显示了金属涂层厚度和晶须长度对品红转移效率的影响。
图7表示青染料光密度在两种不同的供体介质厚度下随氙灯闪光次数的变化。
图8表示黄染料光密度在一次或多次氙灯闪光转移下随成像次数的变化。
图9表示在成像的受体片平放在白纸上时测得的黄染料的光密度随氙灯闪光次数的变化。
图10是本发明的供体介质的另一构型的示意图。
图11是在文件纸上的青染料光密度随激光脉冲长短的变化。
图12是经过热辊砑光包埋在聚合物粘合剂中后的纳米结构元的扫描电镜照片。
图13表示青染料网点密度随聚氯乙烯(PVC)中染料加入量的变化。
本发明包括一种复合的供体介质，在该介质的至少一个主表面上有处在聚合物复合层内的纳米结构的表面区。纳米结构表面区标称5微米厚，具有双重功能。在二维方向上具有空间不均匀性的这种纳米结构的表面区的一个实例是由恰好包埋在聚合物粘合剂表面处的吸收辐射的细长粒子(纳米结构元)构成的表面区，单位面积上的粒子数目足以达到所需要的有效吸光和高毛细作用等性质。
首先，这种纳米结构表面区起着在辐照定址的热转移供体介质中所必需的光热转换元件的作用。有利的是，纳米结构表面区能以高效率吸收所有波长的光能。例如，已测得在200至900纳米之间吸收98%以上。随后对供体介质的加热限制在纳米结构表面区的附近。在纳米结构表面层内存在的任何成像物质都升华和/或扩散到相邻的受体片中。因此，可以使用宽谱带大面积照明或在很宽的波长范围内的扫描激光辐射来成像。由于受热部位准确地局限在供体介质的表面，提高了加热效率和空间分辨率。
纳米结构表面区的第二个独特的功能是起“毛细泵”的作用，它把成像分子从粘合剂复合层体相(起储存器的作用)中带到纳米结构表面区。这种泵送作用使纳米结构表面区中重新充满成像物质，该表面区的成像物质在成像脉冲期间转移到受体的过程中已经耗尽。
虽然不打算作理论探讨，但是据信是几个机制结合起来使复合层本体中的成像物质重新充满位于纳米结构元间隙之中的成像物质/粘合剂的受热(由于光脉冲)空间。优选形式的纳米结构元的形状、大小。密堆积和高表面据信有高度的毛细作用，并且使纳米结构表面区也具有这种高度的毛细作用。业已观察到液态包封剂或类液态的包封剂迅速而完全地润湿纳米结构元件的整个表面区而不会在纳米结构元之间50纳米大小的间隙中央留空气。可以将纳米结构元之间的间隙想象为毛细管。因为优选类型的纳米结构元的小尺寸、高的长宽比和密堆积(由单轴取向造成)全都有利于每单位面积上有大量的纳米结构元，所以预期纳米结构表面区的总表面自由能会很大。
当纳米结构元被包封时，包围纳米结构元的包封剂(成像物质和粘合剂)将以符合工艺中已知的原理的方式成平衡，即，体系的总界面自由能要最小。例如，当用成像辐射方式加热时，造成成像物质熔化或蒸发并且由纳米结构表面区流到受体，平衡遭到破坏。随后，另外的成像物质(在受热到熔点以上时是可动的物质)将从粘合剂体相中流出以重新充满纳米结构表面区。
因为据信纳米结构表面区具有高的界面自由能，所以可以利用界面能而不用成像物质在粘合剂中的体相溶解度来控制成像物质在该区内的实际浓度。就此而言，最好是采用具有亚微观孔的真正的多孔粘合剂层，这些孔小得不会造成光散射，但又足以使成像物质发生相分离并形成围绕纳米结构元的纳米结构大小的纯成像物质微区。
除了由纳米结构表面区的高界面能造成的毛细作用之外，成像物质在受热粘合剂中的溶解度增加、浓度梯度和扩散系数的强烈的温度依赖性等可能也对驱使成像物质的化学势有贡献，在这种化学势作用下成像物质从供体介质的本体复合层进入纳米结构表面区中在刚刚遭受光脉冲后仍然受热的空间。
结果是，供体片可以重新使用供多次成像。泵送效应的另一后果和优点是每次光照辐射脉冲中转移的成像物质的数量保持恒定。例如，当成像物质是染料时，有可能通过脉冲数(或“色量子”)及脉冲强度来控制图像的光密度。
在1991年4月5日提交的美国专利申请07/681，332中介绍了用来说明本发明的供体介质纳米结构表面区的一种特别适用的制造方法，该专利申请的说明在本文引用作为参考。在美国专利5，039，561和4，812，352中叙述了包含纳米结构表面区的纳米结构元，这些叙述在本文中引用作为参考。
参看图1-3，纳米结构的表面区(14)由高长宽比的须晶(2)组成，须晶由生长成其长轴与暂时性基底(1)垂直的有机颜料，例如，镀敷铜的聚酰亚胺构成。须晶(2)是分离的，垂直于基底(1)定向，基本上互不接触，横截面尺寸在0.05微米的量级或更小，长1-2微米，而且数目密度约为40-50/平方微米。然后将须晶(2)镀敷上一薄层金属外壳(3)，例如用真空蒸发法，化学蒸汽沉积法或溅镀法，该金属壳足以使纳米结构元(15)成为高度吸光的。将纳米结构元(15)嵌埋在包封剂(16)之中。这是用液态或类液态的包封剂包敷纳米结构元(15)接着固化来实现的。或者是，用热辊砑光法，使用足够的热量和力将纳米结构元嵌埋到固态或类固态固态的包封剂中而不损伤纳米结构元。然后从暂时性基底上剥离下纳米结构表面区复合供体介质(10)(也称为“供体介质”)，它干净地携带着包埋在它的至少一个主表面(12)上的纳米结构元(15)。
例如，包封剂(16)可以是聚合物前体溶液和染料(21)。这形成了图1-3中表示的供体介质(10)，其中染料分子(21)存在于包封剂(16)中溶液里的各个地方、纳米元件(15)的间隙中以及包封剂(16)的本体中。最好是，纳米结构表面区(20)中的染料(21)的浓度高于包封剂(16)中的浓度。
这里提到的供体介质(10)可以用来进行全色成像和印刷，在各种涂料纸或非涂料纸或者在数字校样、接触校样、医用成像、书画刻印或个人打印机输出中使用的其它介质上制作硬拷具，采用穿过掩模的电子寻址激光曝光或全面积宽谱带的辐射曝光。在一项更为一般性的应用中，本发明可以用来向一个表面以成像方式施加非染料或颜料的其它很多物质，例如表面活性剂、增感剂、催化剂、引发剂、交联剂等。
图1-3只说明了一般的成像复合供体介质。包括在本发明范围内的还有本发明的各种不同型式。在所考虑的各种型式之中有以下的非限制性实例。
(1)图1-3中所示的供体介质可以与一个或像物质本体储器层相结合，例如一个含100%成像物质的薄层或是填充着成像物质的多孔透明层。这一附加层被层压到纳米表面区(14)对面表面的包封剂(16)上。
(2)纳米结构元可以包埋在由最多达100%重量的成像物质构成的一层之中。该层的其余部分由成膜粘合剂构成。通常，当成像物质的百分含量接近100%重量时，可以将另外一个透明基底层压到在纳米表面区(14)对面表面上的成像物质层上。这一基底通常对成像物质层起保护和支承作用。
(3)可以将纳米结构元包埋到多孔或可透的聚合物薄膜中。最初，此聚合物不含任何成像物质。然后依次为含最多达100%重量成像物质的一层和一个透明的基底。所述的成像物质层的其余部分由成膜粘合剂构成。这些附加层被层压在与纳米结构表面区(14)相对表面上的多孔或可透聚合物表面上。
(4)上面提到的任何结构还可以制作成使暂时性基底具有凸形花纹，形成粗糙的形貌，其中纳米结构元嵌入到粗糙形貌的上表面中。图10为其示意图。参看图10，具有粗糙形貌的暂时性基底(40)对于构成一个有大量大的形貌特征(45)的纳米结构供体介质(40)是有用的。这种纳米结构元(44)嵌埋在包封剂(43)中。虽然这种形貌特征画成三角形，但它们可以是任何几何形状。或者，也可以先构成一个具有表面上平表面的供体介质，然后使用压纹机得到粗糙的形貌。
可作为本发明暂时性基底(1)使用的物质包括在施加到暂时性基底上的后继物质的任何沉积与退火阶段中能在所受到的温度和压力下保持其完整性的那些物质。暂时性基底可以是柔性或刚性，平面的或非平面的，凸形，凹形，非球形或它们的任何组合。另外，暂时性基底可以压纹或采用其它方式带上花纹，在这种情形下，当除掉暂时性基底时，纳米结构表面区将保持暂时性基底的粗糙的形貌特征(图形相反，见图10)。
优选的暂时性基底材料包括有机或无机材料，例如聚合物、金属、陶瓷、玻璃、半导体等。优选的有机基底是镀金属的聚酰亚胺膜(可自杜邦公司购得，商品名称KAPTON)。适合本发明的其它基底材料的实例可以在美国专利4，812，352的说明中找到，该说明在本文中引用作为参考。
可用来制备须晶(2)的起始物包括有机和无机化合物。须晶(2)对于后继的金属薄镀层和包封剂基本上是非反应活性的或是惰态基质。有几种技术或方法可用来形成须晶态构型的粒子。在J.Vac.Sci.Tech.A1983，1(3)，1398-1402;美国专利4，969，545;4，252，864;4，396，643;4，148，294;4，155，781和4，209，008中介绍了制造无机的、金属的或半导体的微结构化层或微结构的方法，这些说明在本文中引用作为参考。
适用的有机化合物包括含有电子密度在其上大范围离域的链或环的平面分子。这些有机物通常结晶成鱼骨式构型。优选的有机物可以大致分类成多核芳烃和杂环芳香化合物。多核芳烃在Morrison和Boyd的有机化学(OrganicChemistrg)第三版(AllynandBacon公司，Boston，1974)第30章中有介绍。杂环芳香化合物则在同书的第31章中说明。
优选的多核芳烃包括例如萘、菲、苝、蒽、冠和苝。一种优选的多核芳烃是N，N′-二(3，5-二甲苯基)苝-3，4∶9，10双(二甲酰亚胺)(可自AmericanHoechst公司购得，商品名称“C.I.颜料红149”)〔以后称作“苝红”〕。
优选的杂环芳香化合物包括例如酞菁、卟啉、卟唑、嘌呤和蝶呤。更优选的杂环芳香化合物包括例如卟啉和酞菁，以及它们的金属络合物，例如本酞菁铜(可自EastamanKodak公司购得)。
用来制得须晶的有机物可以用工艺上熟知的将一层有机物施加到基底上的方法涂镀到暂时性基底上，这些方法包括但不限于真空蒸发、溅镀、化学蒸汽沉积、喷涂、LB膜或刮涂法。最好是用物理真空蒸汽沉积法(即在真空下使有机物升华)涂敷有机层。沉积期间暂时性基底的优选温度与所选择的有机物有关。对于苝红，基底温度接近室温(即约25℃)是令人满意的。
在一种特别适用的产生有机须晶的方法中，沉积的有机层的厚度决定了在退火期间形成的微结构的主要尺寸。须晶在暂时性基底上生长，其特征和方法在1988年11月14日提交的美国专利申请07/271，930中有说明，该说明在本文中引用作为参考。在下面的实施例1中也叙述了这种得到须晶的方法。
产生须晶的另一方法包括在暂时性基底上沉积产生须晶的物质，其中产生须晶的物质和暂时性基底均处于高温。该物质沉积到得到高长宽比的无规取向的须晶为止。得到这种须晶的优选方法包括在室温或接近室温下沉积产生须晶的物质，然后将基底温度升高，使产生须晶的物质退火。
在两种情形下北红都是优选的有机物。当有机物是苝红时，退火前的层厚为约0.05至0.25微米，更优选0.05至0.15微米。当把有机物退火时，产生了须晶。须晶最好是单晶或多晶而非无定形。由于结晶的本性和微结构的均一定向，须晶层的物理和化学性质都是各向异性的。
通常，须晶相对于暂时性基底表面的取向是均一的。须晶优选以正交于暂时性基底表面的方向取向。即，与暂时性基底表面相垂直。须晶的主轴彼此平行。最好是须晶基本上单轴取向。须晶的大小和形状通常是均一的，而且沿其主轴方向有均一的横截面尺寸。各须晶的优选长度在0.1至2.5微米的范围内，更优选0.5至1.5微米。各个须晶的横截面宽度最好小于0.1微米。
须晶最好具有高的长度比(即，须晶的长与直径之比在从约3∶1至100∶1的范围内)。各须晶的主要尺寸与最初沉积上的有机层的厚度成正比。同形涂敷的纳米结构元的面积数目浓度优选40-50/平方微米。
宽度在亚微米量级、长为几微米的纳米结构元是由有机核心须晶和同形涂敷的薄金属涂层构成的复合体。同形涂层材料应该是给定波长下的有效的辐射吸收剂，选自有机物(例如有机颜料、酞菁或杂环芳香化合物)或金属材料。另外，同形涂敷材料通常会强化含纳米结构表面区的纳米结构元。一般来说，要选择同形涂敷材料以优化辐射向热的转化和增加辐射吸收的光谱范围。最好是从导体金属、半金属和半导体中选择涂敷材料。这些材料包括Cr，Co，Ir，Ni，Pd，Pt，Au，Ag，Cu，Be，Mg，Sc，Y，La，Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Mo，W，Mn，Tc，Re，Fe，Ru，Os，Rh，Zn，Cd，Hg，B，Al，Ga，In，Tl，C，Si，Ge，Sn，Pb，As，Sb，Bi，Se，Te及其合金，例如CrCo、NiCr、PtIr。有机同形涂敷材料最好是选自杂环和多核芳香化合物。包围须晶的同形涂层的壁厚是从约0.5纳米到约50纳米。
同形涂层可以用常规方法沉积到须晶上，例如在上述美国专利申请07/271，930中提到的那些方法。最好是，用避免机械力或类似机械力对纳米结构表面区的扰动的方法沉积同形涂层。更优选的是用真空沉积法沉积同形涂层，例如真空升华、溅射、蒸汽迁移、和化学蒸汽沉积。
虽然优选两组分的纳米结构元(例如上面提到的那些)，但本发明也考虑使用单组分的纳米结构元。单组分纳米结构元的尺寸与两组分的相近，但是，单组分元件只由同形涂敷材料构成。
另外，不管纳米结构元是单轴取向还是无规取向，各个纳米结构元最好是至少有一个点必须与所有纳米结构元共有的二维表面接触。
包封剂可以以液态或类液态施加到纳米结构表面区的外露表面上，它可以固化或聚合。包封剂中含有聚合物或聚合物前体及成像物质。包封剂可以是能施加到纳米结构表面区外露表面上的蒸汽或类蒸汽状态。或者，包封剂是固体或类固态物质，优选粉末或类粉末态，它们能施加到纳米结构表面区的外露表面上，转化(例如通过加热)成液态或类液态(对纳米结构表面复合体无不利影响)，然后重新固化。
优选的有机包封剂是由范德华力保持在一起的分子固体，例如有机颜料，包括苝红、酞菁和卟啉，和热塑性聚合物和共聚物，包括由烯烃和其它乙烯基单体衍生的聚合物、缩聚物，例如聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚、聚氨酯、聚脲，以及天然的聚合物及其衍生物，例如纤维素、硝酸纤维素、明胶、蛋白质和天然及合成橡胶。合适的无机包封剂包括例如凝胶、溶胶或孔性半导体，或是用例如真空方法施用的金属氧化物。包封剂的厚度优选从约1微米到约1毫米，更优选从约6微米到约500微米。
包封剂可以用适合特定包封剂的方法施加到纳米结构的表面区。例如，液态或类液态的包封剂可以用浸涂、蒸汽凝结、喷涂、辊涂、刀涂或刮涂法，或是工艺上已知的其它任何方法施加到纳米结构表面区的外露表面上。包封剂可以用常规的蒸汽沉积方法以蒸汽或类蒸汽状态施用，这些方法包括例如真空蒸汽沉积、化学蒸汽沉积或等离子体蒸汽沉积。
固态或类固态的包封剂可以通过加以足够的能量液化，施加在纳米结构表面区的外露表面上，例如，通过热传导或热辐射将固态或类固态物质转化成液态或类液态物质，然后将液体或类液体物质固化。
所施加的包封剂可以用适合于所用具体物质的方法固化。这些固化方法包括工艺上已知的熟化或聚合技术，例如辐射，自由基、阴离子、阳离子、分段生长法、溶剂蒸发法或这些方法的组合。其它的固化方法包括冷冻和胶凝。
在聚合物固化之后，形成的复合制品(即本发明的供体介质)含有被含染料的粘合剂层紧密包封的纳米结构表面区，用机械方法使其与暂时性基底在基底/纳米结构表面区的界面处层离，例如从暂时性基底上剥下膜，从膜上剥下暂时性基底，或二者同时并举。在某些情形下，膜可以在包封剂固化期间自动层离。
制造供体介质的另一种优选的方法是无溶剂法。虽然在原则上它可用于任何纳米结构表面组分，也就是说，含有各种材料成分、形状、取向、堆积密度和比吸光性的纳米结构元的表面组分，但是对此法的说明指的是含染料的供体介质。
可以将染料(最高达成像物质的100%重量)与合适的粘合剂或聚合物混炼，热压或辊压成含染料的供体介质片或卷材的前体。先将粉状染料、聚合物小球或粉及热稳定剂掺混成均匀的混合物。然后在市售的混炼机中加热混炼此混合物。混炼成的染料与聚合物大块物随后通过砑光过程的热和压力转变成在层压片之间的卷材形式。
接着通过第二个砑光过程，控制热和压力，将纳米结构元件热压到供体介质片前体的表面之中。例如，使纳米结构元与加有染料的供体介质卷材前体在一对加热辊的辊隙处接触。然后剥掉暂时性基底(从纳米结构元上)，留下纳米结构元以完全保持其取向和面积数目密度的方式穿透到加有染料的供体介质卷材前体中(如图12所示)。
或者是，可以将纳米结构元热辊砑光压入聚合物卷材中。一旦结构元已嵌埋在聚合物卷材中，就可以将供体介质片前体层压到含最多达100%染料的一层中。层压界面在100%染料层和带有纳米结构表面区中外露纳米结构元的表面之间。
成像物质可以是任何物质，只要它们能穿过包封剂的粘合剂部分扩散，并且可以多次使用，也就是说，成像部分在一次成像后不被破坏。这些物质包括染料，例如用于热转印的分散型染料、油浴染料、酸性染料、媒染料、瓮染料和碱性染料。作为具体的实例，有偶氮染料，蒽醌基、硝基、苯乙烯基、萘醌基、醌酞酮基、偶氮甲碱基、香豆素基和缩合的多环染料。成象物质的其它非限制性实例是隐性染料、可热迁移的表面活性剂、增感剂、催化剂及引发剂等。
例如，如果成像物质太大，分子将大得无法扩散穿过密封剂的粘合剂部分，除非温度升高到供体介质受到不可逆的损伤的温度之上。不合适的其它物质是含聚合物的成象物质，即，成象部分化学键合到骨架上。对于这种物质，要在受体上形成图像，成像部分必须与聚合物分开，因此该物质只能用来成像一次。不合适的其它物质还包括其中的成像物质或部分与包封剂的粘合剂部分的相作用能很高，以致于需要过高的温度才能使成像物质扩散。
有利地是，本发明由于以下原因提供了较高的空间分辨力(a)辐射吸收局限在薄的纳米结构表面区中，(b)由于纳米结构元的高效光吸收，不存在与表面平行的侧向光散射，和(c)由于纳米结构元彼此分离，减小了辐射区域之外的侧向热扩散。在常规的涂染料层中，分辨率会受到为吸收足够能量所需的染料/粘合剂层的厚度的影响。
以下实施例进一步说明了本发明的目的和优点，但是在这些实施例中陈述的具体物质及其数量以及其它条件和细节不应构成对本发明的不适当的限制。除非另有说明，所有的材料都是市售商品或工艺上已知的。
实施例在以下实施例中，供体介质已被证实在染料/粘合剂包封剂中含有不同的纳米结构元长度、各种厚度的不同金属同形涂层、染料和聚合物。用不同的辐射源(3M公司＃4550A型透明胶片制作机，3MPromat氙闪光灯(100型LetterCompositor)和一个聚焦的脉冲式激光二极管)将染料转印到各种受体上(白色文件纸，3MRainbow接收机纸，带涂层的PET(聚对苯二甲酯乙二醇酯)和3M公司Scotch牌Magic带)。
实施例1-3前三个实施例显示了黄、青和品红染料向白色文件纸上的升华转移。
(1)纳米结构元的制备将一个0.050毫米厚的聚酰亚胺片(ICI Films公司，Wilming-ton，DE)拉紧装在两个不锈钢环之间，形成直径8.3厘米的图片。将铜射频溅涂在聚酰亚胺(暂时性基底)图片上，至质量等效厚度约为200纳米，溅射速度为40纳米/分(400埃/分)。这就形成了一个镀铜的暂时性基底，在基底上于～4×10-5帕(3×10-7乇)下以～8纳米/分的速度真空蒸汽沉积上约100纳米厚的一层N，N′-二(3，5-二甲苯基)北-3，4∶9，10双(二甲酰亚胺)〔也称作“苝红”〕。
然后将涂有苝红的镀铜聚酰亚胺膜真空退火，作法是使聚酰亚胺的背面与加热铜盘在280℃下保持40分钟。这就把原来均匀的北红涂层转化成垂直取向的分离须晶的纳米结构表面区。须晶长1-2微米，宽0.05微米(横截面)，面积数目密度40-50/平方微米。
然后在整个被须晶覆盖的镀铜聚酰亚胺膜上用射频溅镀法镀上质量等效厚度为150纳米的Ag，用Ag包覆住须晶。这就使包围各个须晶的Ag金属实际壁厚约为10纳米。所得的纳米结构膜外观深灰色。
(2)用染料/粘合剂包封配制黄染料/粘合剂如下将0.025克LT亮黄(BASF公司)加到～1毫升甲苯中形成黄染料溶液。然后将它与11毫升聚(三甲基甲硅烷基丙炔)(PTMSP)(可自HulsPetrarch公司购得，Bristol，PA)的5%(重量)甲苯溶液合并。接着将这一染料/粘合剂溶液倒在上述的镀银纳米结构表面区上。此溶液包围住镀了银的须晶而不破坏它们。所包封的纳米结构元被部分包覆，令其在室温下干燥过夜。所形成的复合膜(干燥的4.5%重量染料/PTMSP)从镀铜聚酰亚胺上自动层离，干净地从铜镀层上剥离下须晶，得到如图1所示的约0.07毫米厚的供体介质结构。
(3)成像将1厘米见方的一片上面形成的供体介质以须晶面朝下的方式放在白色文件纸上，将纸穿过一个投影仪透明胶片制作机(3M公司，＃4550AGA型)，时间标度设定在3.5。在白色文件纸上形成了该片的部分黄色图象。将同一供体介质样片移至白色文件纸上的一系列相邻地点处，穿过透明胶片制作机，设定的时间标度按地点顺序依次减小到(因此增加了热曝光)3.0、2.5、2.0和1.5。黄色图像密度依次增大。
然后将供体介质样片翻转，须晶面远离纸受体，再次穿过透明胶片制作机。无黄色染料转移到纸上，说明必须要有吸热须晶与受体相邻。
将1.5厘米×2厘米的第二片供体介质以须晶朝下的方式放在白色文件纸上，穿过透明胶片制作机，时间标度设定为1.5，总计10次，每次都在纸受体上的不同位置。这10个黄色图象的亮度逐次减小。用GretagSPM100/LT型光密度计测定头两个图象的黄色光密度(O.D.)，采用D50照明和ANSIStatusT滤光片。头一个图像的三次黄色读数的平均值为0.7±0.05，第二个图像为0.53±0.05。
第三片供体介质的宽度从～6毫米变至12毫米，长4厘米，将它的须晶面朝下放在白色文件纸上，用氙灯闪光曝光(3MPromatModel100LetterCompositor)。头一个黄色图象的黄色光密度约为0.24，形状与样品相似，此图象是对样品进行6次迅速接连的闪光(相隔～2秒)在纸上形成的。第二个图象是用12次闪光形成的，O.D为0.31，第三个图象用24次闪光形成，O.D为0.30。还用12次或24次闪光形成另外六个图象，其平均O.D.对12次闪光为0.25，24次闪光为0.30。
实施例2象实施例一样地制备带须晶(苝红)的镀铜聚酰亚胺基底。在须晶上射频溅涂质量等效厚度为200纳米的铜。将0.034克Foron亮蓝(可自Sandoz化学公司购得)在1毫升甲苯中的溶液与9毫升实施例1所述的5%PTMSR/甲苯溶液混合，配制成青染料/粘合剂溶液。将所得的染料/粘合剂象实施例中所述一样倒在带须晶的镀铜聚酰亚胺基底上并令其干燥。所形成的约0.18毫米厚的供体膜在PTMSP中含7.6重量的青染料，它从镀铜的聚酰亚胺上自动层离，留下暂时性基底，介质明亮而干净。
用实施例1中所述的同样的透明胶片制作机，以供体介质样片的须晶面对着纸受体的方式完成青染料向白色文件纸的转移。由同一供体介质样片，如实施例1(3)中所述地减小时间标度设定值(从3.5至1.5)以增加染料转移的方式进行多次成像。在纳米结构元不存在时，例如在样品的边角处，供体介质无转移发生。用单独一片进行多次成像。在透明胶片制作机设定为1.0时，按实施例中所述测得第七和第九个图像分别具有0.42和0.51的最大青光密度，但是图像不均匀。
实施例3按实施例1中所述制备带须晶(苝红)的镀铜聚酰亚胺。在须晶上射频溅涂质量等效厚度为100纳米的Ag。将在1毫升甲苯中的0.0355克品红HSR-31(可自三菱公司购得)与9毫升实施例1中所述的5%重量PTMSP/甲苯溶液混合配成品红染料/粘合剂溶液。象实施例1中所述一样，将所形成的染料/粘合剂倒在带须晶的镀铜聚酰亚胺基底上并令其干燥。所形成的0.1毫米厚的供体介质在PTMSP中含有9.1%重量的品红染料，它从镀铜的聚酰亚胺上自动层离。
从单一片样品进行八次品红染料向白色文件纸上的图象转印，采用实施例1中所述透明胶片制作机，时间标度设定在2.5至1.5，转印时以供体的纳米结构化面对着纸受体。还用实施例1中所述的氙闪光灯，用2.5厘米见方的样片进行品红染料向白色文件纸上的转移。采用每次成象闪光6至24次的方式从同一样片得到八个图象。图象看来颜色非常均匀。前三个图象测得的品红光密度分别为0.130(6次闪光)，0.175(24次闪光)和0.125±0.005(6次闪光)。
实施例4和5实施例4和5显示了用氙灯闪光和激光二极管照明方式进行的品红染料/粘合剂制剂向热染料转移接收机纸和带涂层的PET受体上的染料转移。这些实施例表明，可以从供体介质中产生几十次图象而不损失光密度，在830纳米的波长下，激光二极管对带有13微米网点的透明受体的灵敏度是～0.4焦耳/平方厘米，经过一个掩模照明所形成的正文分辨率主观(定性地)估计约为每英寸1000个网点。
实施例4象实施例1中所述一样地制备涂敷了苝红须昌的镀铜聚酰亚胺基底，不同之处在于，沉积上标称200纳米的苝红并进行退火，以得到约1.5至2微米高的定向须晶。在须晶上射频溅涂质量等效厚度150纳米的pt。将样品圆片的一半用3.5毫升的品红染料/粘合剂溶液包封，作法是象实施例一样将包封溶液倒在须晶化的圆片上并令其在室温下干燥一个周末。
包封溶液是10%重量的固体在四氢呋喃(15%)、环己酮(45%)和甲乙酮(40%)中的溶液。固体由33.68%的品红HSR-31(见实施例3)、8.42%丁基品红(N，N-二丁基-4-(三氰基乙烯基)苯胺，在Mckusick等人JACS.80(1988)2806-15中有说明)、39.4%聚氯乙烯(可自BFGoodrich化学公司的购得，商品名称GEON178)、2.8%VitelPE200聚酯(可自Goodyear轮胎和橡胶公司化学部购得)和15.7%表面活性剂(商品名称TroysolCD-1，Troy化学公司)构成。
在样品干燥后，由不锈钢环上取下，浸泡到液氮中使供体介质“骤然”干净地脱离镀铜的聚酰亚胺暂时性基底。形成的40%重量的染料/聚合物供体介质的厚度从0.0025英寸到0.007英寸(68-178微米)变化。
将一个长约2.5厘米、宽3毫米、厚120毫米的边缘片以纳米结构元朝下的方式放在Rainbow热染料转移接收机纸(可自3M公司印刷和出版分公司购得)上，在接收机纸的不同部位处用实施例1的Promat氙闪光装置进行一系列单次闪光。以快速接连的方式形成27个图象，它们看来非常接近一样，品红光密度0.25。
第二个3.2厘米×1.3厘米的矩形片(厚～100微米)靠着Rainbow接收机纸放置。单次氙灯闪光形成的品红光密度为0.53的图象。两次闪光得到光密度为0.43的第二个图象，四次闪光形成光密度0.60的第三个图象，八次闪光得到光密度为0.76的第四个图象。
第三片约2厘米见方，厚度从68至178微米变化，将其纳米结构元的一面朝下放在Rainbow接收机纸上。由一次氙灯闪光开始，然后二次闪光，四次闪光等等，直到32次闪光，共产生8个接连的图象。图4表示用Gretag仪器测得的品红光密度随每次成象闪光次数的变化。
第四片是用来在Rainbow接收纸上反复形成正文图象，使用35毫米的精细印模(23个字母/厘米)的照相负片作为氙灯闪光的掩模。不变动掩模与供体膜片的相对位置，得到24个图象。最后一个和头一个图象同样清楚。经独立检查断定，字母边缘清晰度相当于分辨率为每英寸1000网点。
实施例5使用一个基于定点激光二极管的感光计对实施例4的供体膜片曝光，将品红染料逐点地转移到一个透明的涂料聚酯接收机膜片上。
感光计由一个工作波长822纳米的Sanyo 100毫瓦激光二极管、准直光路和圆化光路以及一个焦距4厘米的聚焦透镜组成。此透镜将74毫瓦的光束聚焦成一个在焦点平面上接近圆形的13微米光斑(l/e2宽)。在焦点平面上放置一个具有藉助真空压紧介质的特点的加热铝块。激光脉冲曝光时间和峰值脉冲功率都可以利用标准的二极管调制器和脉冲发生器电路加以改变。
接收机膜片是约4密耳(100微米)厚的带涂层的聚酯(美国专利申请07/753，862，1991年9月3日提交)。
供体样片放在保持40℃的铝块上，纳米结构元面朝上。在样片上放置一个更大的接收机膜片，涂层面朝向供体的纳米结构元表面。施加真空使PET接收片压紧在样片上。使激光器二极管光以6.5微秒的持续时间脉冲，同时使样品台平移，以便产生一组五个的染料转移包点。第一点是由一次脉冲形成的，第二点由两次脉冲形成，然后四次、八次、最后16次6.5微秒的脉冲。重复这一步骤，脉冲持续时间改为10微秒和15微秒。6.5微秒的色点直径为7-9微米，其密度随脉冲次数而变。10微秒的脉冲产生直径8-12微米的较大的色点，15微秒的脉冲形成直径约15微米的点。所有的点的光密度都高得在普通显微镜光照下看来象是黑的，在强光照射下则是品红色。
第二组的这类多次脉冲式染料转移用刚刚提到的同一脉冲持续时间进行，但是铝块冷到室温(23-24℃)。其结果与前面的很相似，只是单次6.5微秒的脉冲不形成斑点。
再进行不同的脉冲式曝光如下每次脉冲持续时间2到10微秒，随着样品在光束下平动，形成了一系列单脉冲圆点图象。对于40℃的铝块，一串5微秒的圆点在显微镜下几乎看不见。6-10微秒的圆点可以清楚地见到。7微秒的圆点象是相当均匀的，直径约8微米。然后在铝块温度为24℃时重复这一过程。5-10微秒的圆点全都清楚可见，4微秒的圆点有一些可见。
实施例6使用实施例5提到的品红染料/粘合剂包封短的(约1微米长)的苝红须晶以制备纳米结构的供体样品，须晶上溅涂了质量等效厚度100纳米的Ag。将供体介质在常规的真空炉中于80-82℃下加热30分钟以进一步赶走环己酮。将供体介质从镀铜的聚酰亚胺暂时性基底下剥下，使其层离。
用实施例5中所述的氙闪光灯和激光二极管显示向Rainbow接收机纸的转移。但是将供体介质的纳米结构元面朝下地放在接收机纸的顶上，而且激光象图2所示地入射在供体介质的背面。
用一片厚度为0.090至0.12毫米的供体介质在接收机纸的五个不同部位进行一系列多次氙灯闪光。尽管厚度改变，图象看来相当均匀。用Gratag仪器测得的平均光密度，在1次闪光(第一个像)时是0.28±0.01，2次闪光时是0.425±0.005，4次闪光时是0.379±0.005，6次闪光时是0.54±0.04，最后的16次闪光成像为0.84±0.04。
对于激光曝光，象实施例5中所述一样地对每个点进行同一系列的1、2、4、8和16多次脉冲，但是脉冲持续时间改为37.5微秒。在75微秒和150微秒的脉冲持续时间下进行单次脉冲曝光。在所有情形下色点全有很清晰的边缘。75微秒的色点直径约20微米。37.5秒的脉冲则小些。
实施例7
此实施例显示了由实施例6中所述的同一供体介质向实施例5中所述的透明的涂料PET接收机膜片的激光染料转印。使用1、2、4、8和16次脉冲在15、20、25和30微秒的脉冲持续时间下各在接收机片上形成五个色点。所有脉冲时间下的所有色点均清楚可见，而且显示出色点的大小和/或密度随脉冲次数增加而变大。
实施例8用实施例5中所述的品红染料/粘合剂包封“长”的(～1-2微米)苝红须晶来制备纳米结构的供体介质，须晶上镀有蒸发上的质量等效厚度约为100纳米的Ag。与实施例一样，将样品在80℃下真空干燥30分钟，然后从镀铜的聚酰亚胺上剥下层离。利用氙灯闪光和激光二极管曝光将染料转印到Rainbow接收机纸上。
用一片约6毫米宽、3厘米长的供体介质形成一系列共11个图象，采用氙闪光灯，改变每次成象的闪光次数。在这些成像之后染料转移效率仍保持很高。七个单次闪光图象的平均品红光密度是0.36。一个两次闪光图象的光密度为0.36。两个4次闪光图象的平均光密度是0.69。
对Rainbow接收机纸的激光曝光是用37.5微秒的脉冲进行的，激光象实施例6中所述从供体片的背面射入。铝块不加热。从2倍增到16的多次脉冲都产生在显微镜下很小但是可见的色点。其密度随脉冲次数增加而变大。
实施例9-12
实施例9-12显示了纳米结构表面的复合供体膜片，该膜片含有在各种玻璃化转变温度的甲基丙烯酸酯聚合物中的青染料和品红染料。
实施例9用掺混在很高分子量聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA，Tg＝65℃)中的青染料包封长的(～1.5-2微米)苝红须晶，制备纳米结构供体介质，须晶上溅涂着质量等效厚度100纳米的Ag，须晶事先生长在直径8厘米的镀铜聚酰亚胺暂时性基底上，该基底象所有先前实施例一样拉紧装在不锈钢环上。
将25毫升PEMA在甲苯中的10%(重量)溶液与3.2毫升青染料在甲苯中的3.46%溶液混合。将约5.5毫升的混合溶液倒在直径8厘米的须晶化结构的一半上，在室温下干燥过夜。从聚酰亚胺暂时性基底上剥下所形成的7.1%重量的染料/聚合物供体介质。
利用氙灯闪光将一个厚度0.096毫米的1厘米×3厘米矩形片成像在Rainbow接收机纸上。单次闪光产生的青光密度为0.17，4次闪光的光密度为0.24，8次闪光的光密度为0.24。
实施例10使用在高分子量聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA，Tg＝20℃)中的实施例3的品红包封短的(～1微米)苝红须晶，制备纳米结构的供体介质，须晶上涂有质量等效厚度为83纳米的蒸发的Ag。须晶事先生长在直径8厘米的镀铜聚酰亚胺暂时性基底上，该基底象所有以前的实施例一样拉紧装在不锈钢环上。
将25毫升10%重量的PBMA甲苯溶液与3.0毫升3.86%(重量)的品红染料甲苯溶液混合。在直径8厘米的须晶结构的一半上面倒上约5.5毫升上述溶液。从聚酰亚胺暂时性基底上剥下所形成的7，4%重量的染料/聚合物供体介质。
将厚0.077毫米、1.8厘米见方的刚刚提到的供体介质，以纳米结构元的一面朝下放在Rainbow接收机纸上，用Promat氙闪光灯装置成像。两次闪光产生的初始图象的平均品红光密度为0.46±0.03。第二个两次闪光图象的光密度为0.28，四次闪光形成的第三个图象的光密度为0.30。最后的一个单次闪光图象的光密度为0.15±0.015。
实施例11用在聚甲基丙烯酸乙酯中的实施例3的品红染料作为短(～1微米)苝红须晶的包封剂，制备纳米结构的供体介质，须晶上涂敷着质量等效厚度为83纳米的蒸发上的Ag。须晶不先生长在直径8厘米的镀铜聚酰亚胺暂时性基底上，该基底象所有先前实施例一样拉紧装在不锈钢环上。
将25毫升10%重量的PEMA甲苯溶液与3.0毫升3.86%重量的品红甲苯溶液混合。在直径8厘米的须晶化结构的一半上倒上约5.5毫升上述溶液，在室温下干燥过夜。从聚酰亚胺衬底上剥下所形成的7.4%重量的染料/聚合物供体介质。
采用氙灯闪光法，用尺寸为0.9厘米×2.2厘米的一片刚刚提到的供体介质在Rainbow接收机纸上成像。一次闪光形成的品红光密度为0.17±0.05。两次闪光得到的第二个图象的光密度为0.195±0.005。四次闪光产生的第三个图象的光密度为0.235±0.005。
实施例12使用在中等分子量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，Tg＝105℃)中的青染料作为长(～1.5-2微米)苝红须晶的包封剂，制备纳米结构的供体介质，须晶上溅涂着质量等效厚度100纳米的Ag。须晶曾生长在直径8厘米的镀铜聚酰亚胺暂时性基底上，该基底象所有上述实施例一样拉紧装在不锈钢环上。
将25毫升10%重量的PMMA甲苯溶液与3.2毫升3.46%重量的青染料甲苯溶液混合。在直径8厘米的纳米结构元的一半上倒上约5.5毫升上述溶液并在室温下干燥过夜。从聚酰亚胺暂时性基底上撕下所形成的7.1%重量的染料/聚合物供体介质。
一个厚度在0.07和0.11毫米之间变化的1厘米×2厘米的矩形片象前的实施例一样用氙闪光灯在Rainbow接收机纸上成像。单次闪光形成光密度为0.103±0.002的图像。两次闪光的光密度为0.113±0.003，四次闪光的光密度为0.158±0.005。
实施例13使用实施例11的品红/PEMA供体介质以氙闪光灯显示染料向普通白色文件纸的转移。第一个单次闪光的图象的最大品红光密度为0.155。第二个图象(四次闪光)的光密度为0.18。第三个图象(二次闪光)的光密度为0.15。
实施例14使用实施例10的品红/PBMA供体介质和氙闪光灯显示染料向普通白色文件纸的转移。第一个图象(单次闪光)的最大品红光密度为0.17。第二个图象(四次闪光)的光密度为0.17。第三个图象(二次闪光)的光密度为0.16。
实施例15-18实施例15-18显示了染料向作为接收薄层的Scotch牌Magic带的有效转移。
实施例15用实施例12的青染料/PMMA供体膜片显示染料向Scotch牌Magic带(No.＃811)的转移。将一片1厘米×2厘米的供体介质的纳米结构元的一面粘结到一片胶带上。单次闪光形成一个均匀和深色的图象，把胶带转移到白色文件纸上时测得青光密度为0.655±0.005。作为对照，胶带在白色背景上的青光密度是0.115。可以由同一片供体介质形成多次图象。
实施例16用实施例9的青染料/PEMA供体介质显示染料向Scotch牌Magic带(No.＃811)的转移。将一片1厘米×3厘米的供体介质的纳米结构元的一面粘在一片胶带上。四次闪光得到均匀和深色的第一个图象，把胶带转移到白色文件纸上时测得青光密度为0.62±0.03。第二个图象(单次闪光)的光密度为0.42±0.01。第三个图象(二次闪光)的光密度为0.414±0.005。第四个图象(四次闪光)的光密度为0.380±0.005。作为对照，胶带在白色背景上的青光密度为0.115。
实施例17实施例13中使用的同一供体介质片也用来象实施例15中所述的一样用氙闪光灯向Scotch牌Magic带(No＃811)转移。把成象胶带贴在文件纸上测得一次闪光产生的最大品红光密度为0.45。
实施例18在实施例14中使用的同一供体介质片也用来象实施例15中所述进行向Scotch牌Magic带(No.＃811)的氙灯闪光转移。将成像的胶带片贴在文件纸上，测得一次闪光的最大品红光密度为0.45。在12×3厘米的片上图象密度很均匀。
实施例19此实施例说明了隐性染料成象剂向涂料纸受体上的热转移。
将3.0克Pergascript黑IR染料(可自CibaGeigy公司得到)、7.06克GEON178聚氯乙烯、0.34克Vitel200聚酯、0.22克TroysolCD-1(与前述相同)和90毫升四氢呋埚混合，制备成含12.7%重量固体的四氢呋喃溶液。
象实施例中的制备一样，将6.5毫升上述溶液倒在镀银的须晶样品上，但是须晶上溅射的银的质量等效厚度为30纳米。在室温下干燥后，被包封的须晶层(供体介质)容易从镀铜的聚酰亚胺暂时性基底上剥离。
将带有隐色染料成象剂的供体介质以纳米结构元的一面朝下对着一张Scotchmarx接收机纸(可自3M公司购得)放置。用Promat氙闪光灯(与前相同)和单独一片供体介质在Scotchmark纸上形成六个黑色图像。因为图像看来是黑色的，而且黑色成色剂是由多种颜色构成的，所以看来所有的颜色均以同一程度转移。
实施例20此实施例显示了可以形成大量的图像以及样品的热偏压(温热)对感光度的影响。
象实施例4中所述的一样制备一个苝红长须晶样品。然后用锰蒸汽镀敷苝红须晶，至质量等效厚度为100纳米。接着用实施例4中叙述的染料/粘合剂和方法将镀金属的须晶包封。使用单独一片这种纳米结构的供体介质，用氙闪光灯完成向Rainbow接收机纸上的多次染料转移，用Gretag光密度计测定图像的光密度，这在前面都叙述过。在四次预备性曝光之后，先快速接连地得到16个单次闪光图象，各次曝光之间相隔约3秒在此期间接收纸相对于供体和灯平动。然后由同一供体介质样品分别用2、4、8和16次闪光得到四个图象。最后，得到47个8次闪光的图象，在第8个与第9个图象之间有一停顿，在此期间将供体介质冷却。测得的光密度在图5中表示成从1到67的图象编号的函数。可以看出，所有单次闪光的光密度都保持恒定在0.2。8次闪光的图像的光密度随图象编号增加而变大，这是由于供体介质因反复闪光而被温热。对于8次闪光的图象，即使在47次成像后光密度仍保持很高。在相当于425次单次闪光后供体仍可使用。
实施例21-24实施例21-24显示了金属镀层厚度和须晶长度对品红染料转移效率的影响。
象实施例4中所述一样地制备一组三个同样制备的长的苝红的须晶样品。这些样品依次用Ag溅涂成质量等效厚度分别为30纳米(实施例21)、50纳米(实施例22)和100纳米(实施例23)。按实施例所述制备一个短的苝红须晶，蒸汽涂敷上质量等效数厚度为50纳米的Mn(实施例24)，完成这一系列。
所有四个样品都如实施例4中所述用品红染料/粘合剂包封。
由各类供体样品的代表性样片向Rainbow接收机纸进行多次氙闪光灯图像转移，按先前实施例中所述测定品红光密度。
图6比较了这些光密度随闪光(曝光)次数的变化以及实施例20中图像16-23的结果。曲线A表示实施例21的结果，曲线B为实施例22，曲线C为实施例23，曲线D是实施例20，曲线E是实施例24。光密度大致随曝光次数正比增加，直到光密度计的测定极限2，而且对于长须晶看来较少的金属镀层增高其感光度。此结果还表明，对于每单位须晶长度有相同的金属镀层厚度的情形，长须晶优于短须晶。
实施例25实施例25显示用多次闪光使青染料转移以及粘合剂体相内染料的光吸收的影响。
按实施例4中所述制备一个长的苝红须晶样品，溅涂上质量等效厚度30毫米的Ag。在直径8厘米的样品圆片上倒上14毫升成份如下(重量)的5%四氢呋喃溶液将圆片用青染料/粘合剂包封17.8%的庚基青染料(见专利申请J61255897和J60172591)、17.8%的辛基青染料(见专利申请J61255897和J60172591)、17.8%Foron亮蓝(见实施例2)、35GEON178聚氯乙烯、3.1%VitelPE200D、5%RD1203(可自3M公司购得的一种碳氟化合物防粘剂)和3.5%TroysolCD-1。将该溶液在室温下固化，从包封的须晶样品上剥下聚酰亚胺暂时性基底使之层离。对于厚度分别为1密耳(25微米)和2密耳(50微米)的两个供体介质样片，测定经多次氙灯闪光图象转移到Rainbow接收机纸上的青光密度。
结果示于图7的曲线F(25微米)和曲线G(50微米)，它表明青染料转移和曝光成正比。当光由供体介质一面射入时，供体介质体相内的染料的光吸收限制了光到达镀金属的须晶，因而降低了感光度。
实施例26
如实施例25中所述制备一个直径8厘米的镀Ag苝红须晶，施加14毫升5%的以下黄染料/粘合剂的四氢呋喃溶液将其包封(按重量计)11.9%TPS＃2(见美国专利4，988，664的说明)，11.9%79941-30(见美国专利4，977，134)，23.1%MQ452(可自NipponKayaku公司购得)，39.5%GEON178，1.98%PE200D和11.1%TroysolCD-1。在室温下干燥后，从供体介质上剥离下聚酰亚胺暂时性基底。用单独一片这种供体介质样品完成一系列单次和多次氙灯闪光下染料向Rainbow接收机纸上的转移。
图8表示用Gretag仪器测得的黄光密度随成像次数的变化。每个数据点旁边的数字是产生图象时使用的氙灯闪光次数。
实施例27实施例27描述了向透明接收体的转印，它显示了当供体膜片的体相不吸收光时感光度会增加。
使用实施例26的供体介质样片。以光经过接收膜片入射的方式，利用氙灯闪光转印到实施例5中叙述的透明接收膜片上。
图9表示了在成像的接收体平放在白纸上时测得的黄光密度。每个数据点上的数字表示图像的序号。与图8中的实施例26的结果相比，显然在光不从供体一边而从接收体一边直接入射到镀金属的须晶上时，光密度要大得多。
实施例28实施例28显示了用聚焦的激光二极管完成的染料向普通纸的转移，以及溶解在供体的PVC粘合剂中的染料重量百分数对色点密度的影响。
将一片约7厘米×7厘米的镀银聚酰亚胺片放在加热板上并保持约52℃，该膜片有如实施例1中所述的生长在Ag表面上的纳米结构须晶。须晶面朝上放置，须晶上用如实施例1中所述的类似方式同形溅涂着Ag。将一根内径3厘米×3厘米的方形玻璃管切割成0.5英寸长的四段，将它们放在须晶化的表面上并向下加压以形成四个染料溶液贮池。将10%重量的Foron亮蓝染料(见实施例2)的四氢呋喃溶啐与10%重量的聚氯乙烯(PVC，见实施例4)的四氢呋喃溶液合并，形成含10%重量的染料和PVC的溶液，染料/PVC的重量比为1/10、2/10、3/10和4/10。四种溶液各取约1毫升用注射器分别加到上述四个贮池中，令其干燥，开盖暴露约90分钟。固化后，约0.019厘米厚的染料/PVC固体膜干净而完全地从Ag/聚酰亚胺暂时性基底上层离，结果使镀Ag的须晶包封在染料/PVC薄膜的一个表面中。以类似的方式，制成在PVC中含60%染料的第五个供体样品。
将大约1英寸风见方的供体介质样品分别与普通的文件纸接收片接触放置，纳米结构的一面与纸相对，并且借助重弹簧夹的压力紧夹在两个显微镜玻璃载片之间。将此组合件放在二极管激光器(波长～812纳米.SpectraDiodeLabs公司，SanJose，CA)扫描设备中，使光束穿过供体膜片聚焦在须晶平面上。聚焦的光束直径为～48微米，向焦点平面放出55毫瓦。光束以每秒30次脉冲的速度脉动，每次脉冲持续300微秒，产生的能量密度约1焦耳/平方厘米，同时样品以1.87毫米/秒的速度以光栅化的样式平行于其表面前后平动。所形成的青色斑点的点阵由几行色点组成，沿每行的色点中心的间距略大于一个色点的直径(62微米)，各行间距0.038厘米，形成的图象中约10%是染料图象，90%是白纸。从分别测得的图案的光密度和白纸本底求出由五个供体样品各自得到的色点的青光密度。
图13中的圆圈表示了在用弹簧压力将供体和受体紧压在一起时，转移到普通纸上的色点光密度随PVC粘合剂中染料重量%的变化。
实施例29实施例29表示了在纳米结构的供体介质和受体仅仅轻压接触时产生的图象增强。
按照与实施例28所述的相同方式将自实施例28得到的60%重量Foron亮蓝染料/PVC供体样品在普通白色文件纸上重新成像，不同之处在于，去掉弹簧夹，在供体介质/纸的夹层结构上施加3.0克/平方厘米的轻压。所得到的色点光密度在图13中用黑点表示，它表明在轻压情形下染料转移增强。与实施例28中的高压实施例相比，还看出图像缺陷或色点不完整性较少。染料转移效率更高和缺陷较少据信是由于在物理接触的程度减小时受体对供体的冷却减弱。冷却减弱使供体介质在激光脉冲期间达到更高的温度，从而有利于染料挥发，增强了染料转移。
实施例30和31实施例30和31显示了在供体和受体之间有一空气物理空间时发生的有效物理转移。
实施例30用如实施例28一样制得的镀Ag须晶形成品红染料/PVC供体膜片。该品红染料是在日本专利申请JO2084-390-A中提到的那类中的一个，将它溶在四氢呋喃/聚氯乙烯溶液中使得染料与PVC的干重量比为33%。将1.5毫升溶液倒在涂敷了须晶的聚酰亚胺上，象在实施例28中一样装在加热板上的玻璃贮池中，并令其干燥约2小时。在从镀Ag的聚酰亚胺暂时性基底上剥离下纳米结构供体膜之后，使用与实施例28中的相同条件和激光扫描器在普通文件纸上成像。对于50毫瓦的100微秒脉冲，品红色点点阵图象显示出品红光密度约为1.2。随着供体介质与受体之间紧密接触程度的变化，色点点阵图象显示出许多缺陷和漏失。
将一片40.6微米厚、中心部分去掉一个0.63厘米×2.54厘米的矩形的聚乙烯片放在供体介质和纸受体之间，象头一次使用时一样使这一夹层结构重新成像。挥发出的染料穿过矩形开口，以同样的色点点阵图案沉积在纸上。发现色点的品红光密度仍是1.2，但是色点扩大了，这部分是由于中间的空气造成的染料分子的散射。但是更重要的是，在用隔片得到的图像中，漏失和缺陷或是不再存在，或是大大减少。
实施例31将实施例28中所述的40%重量Foron亮蓝/PVC供体样品放在一片普通文件纸上，用一个25.4微米厚的编织丝网作为供体和受体之间的隔片。编织丝网的透明因子为95%(自MetalTextile公司购得，Roselle，NewJersey)。采用如实施例28中所述的用弹簧夹施加在玻璃载片上的同样压力，象先前的实施例一样从55毫瓦和300微秒脉冲时间扫描，在纸上形成青色点点阵图案。编织丝网使供体保持与纸受体相隔25.4微米。在图像上可以看到25.4微米厚丝网的屏蔽作用，在图像的某些区域里形成的色点象是很好，说明尽管有25.4微米的间隙，在这些区域内分辨率仍旧保持。求出的色点光密度在无隔片时得到的色点密度的15%之内，但是，与实施例29和30的情形一样，当使用隔片时，消除了在供体介质与受体纸紧密接触时会看到的图象缺陷和人为现象。
实施例32实施例32显示了由供体上同一色斑通过激光二极管激光完成的多次色点转印。
如实施例30中所述地制备一个品红纳米结构供体膜片，但是染料/PVC的重量比为60%，采用相同的镀银须晶。供体膜片相对于激光束固定，一个宽2.54厘米的先前提到过的Rainbow接收机纸条以中等压力保持与供体相贴，同时以1.9毫米/秒的速度相对于供体沿平行于纸条长度方向平动。在平动期间，激光二极管(先前介绍过)每秒脉冲3次，以便在受体上形成一条转印的染料色点。转印的色点的数目，在其光密度显著减小之前观察，与脉冲持续时间直接有关。例如，对于72毫瓦的脉冲，1455微秒长的脉冲产生20个以上光密度大致相等的色点，1000微秒的脉冲产生约25个平均光密度略低的色点，500微秒的脉冲产生约40个光密度明显降低的色点，类似地，250和125微秒的脉冲各自相应地形成更多的色点，但是光密度更低，与纳米结构供体膜片作为多次使用连续色调供体介质的能力相一致。
实施例33实施例33说明了制备一个含染料的供体前体膜片、然后将纳米结构元经过热辊砑光包埋到此供体前体膜片中的方法。
使用带有直流驱动型SABINA的EPL3302型Brabender塑炼机(可自C.W.Brabender仪器公司得到，SouthHackensack，NJ)和带有高剪切叶片的Rheomix500型混合箱(可自Haake公司得到，SaddleBrook，NJ)，将75.0%重量的聚氯乙烯(PVC)均聚物＃355(可自ScicntificPolymerProducts公司得到，Ontario，Newyork)与25.0%重量的Keyplast蓝“A”染料(可自KeystoneAniline公司得到，Chicago，IL)一起混炼。每100份PVC用3份热稳定剂(T634，可自CibaGeigy公司得到，添加剂分公司，Hawthorne，NewYork)，当PVC粉以低速混合时用针筒经过箱顶逐滴慢慢加入热稳定剂。开动混合箱加热器，以4开尔文/分(K/分)的速度加热。在箱温453K时加入染料。在恒定的453K温度下继续混合10分钟，然后停止加热，取出掺混物。使热的塑料掺混物穿过一个室温二辊轧制机，形成粗制片材。
然后将混炼材料的粗制片材夹在两片Upilex“S”牌的51微米厚聚酰亚胺膜中间(ICI Films公司销售，Wilmington，Delaware，UBE工业公司制造，日本东京)，放在“C”型Carver实验室压力机(可自Fred S.Carver公司得到，Menomonee Falls，WI)的预热到414K的6英寸方形压板之间。将施加在热压板上的总力慢慢增高到7×104牛顿(8吨，由液压机表头读出)，此过程分成三个连续增加的步骤2.7×104、5.3×104和7×104牛顿，每步保持10分钟，以形成无缺陷的127毫米厚、6英寸×6英寸的PVC/梁料供体介质前体。
按实施例1所述制备在暂时性基底上的纳米结构元。将一个生长在镀铜51微米厚聚酰亚胺暂时性基底上的1厘米×3厘米镀金属的苝红须晶片，以须晶面朝下靠着从127毫米厚的PVC/染料掺混物供体介质前体膜片上割下的1厘米×3厘米的一片放置，然后夹在两片51微米厚的Upilex“S”聚酰亚胺膜之间。接着将它放在“C”型Carver压力机上的预热压板(422K)之间，施加1.78×108帕(2.6×104磅/平方英寸)的压力。取出样品令其冷却。从活性表面上剥下聚酰亚胺暂时性基底，留下热压到供体介质前体表面中的须晶。这一包埋过程将总厚度减小到0.076毫米。
图12的扫描电镜照片表明，压过的须晶位于复合膜的最上2微米并保持与表面垂直定向，而纳米结构元无任何损伤。
将供体介质样品以纳米结构元(活性表面)靠着一张白文件纸放置，将一对夹在两个显微镜载片之间，以便装在低功率的激光扫描器上(812纳米)，该扫描器提供一个在供体/受体界面上聚焦成直径约50微米的55毫瓦的光束。使用400微秒长的脉冲，每秒脉冲15次，样品组合件以光栅化形式和1.87毫米/秒的速度垂直于光束前后扫描，在白纸上形成相距0.38毫米的多条线的图案，每条线由相距约62微米的直径约50微米的青色色点构成。在显微镜下看到色点形成得很好。在新的接收纸上重复这一步骤，激光脉冲时间为100、150、200、250、300、350、400和500微秒。测定各图象中色点的平均光密度，在图11中表示成脉冲时间的函数。
实施例34-38在实施例34-38中，改变用来将纳米结构元包封(即嵌埋元件)到供体前体片的压板的压力及温度。所用的纳米结构元膜片是从同一个更大的样片中取下的。激光染料转移光密度表明存在着优选的温度和压力范围。
实施例34在一台1120型Waring掺合机(可自WaringProductsDiv.得到，NewHartford，Conn.)中将75.0%重量的＃355PVC均聚物与25.0%重量Keyplast兰“A”染料和热稳定剂OrganostabT634干混。采用每100份PVC加3份的比例，在PVC粉于低速下混合时用针筒经过顶盖逐滴加入热稳定剂。停止混合，加入染料。在高速下恢复混合20分钟以达到均匀。制得一批200克的PVC/染料混合物。
用带有直流驱动型SABINA和Rheomix620型混合箱的EPL3302型Brabender塑炼机(可自Haake公司得到，SaddleBrook，NJ)将25毫升上述混合物混炼。在把PVC/染料掺混物加到混合箱中之前，先在混合叶片搅动的情况下将混合箱热至403K。在2K/分的速度下缓慢升温至456K并混合20分钟。在混合完成后，取出热的塑料，穿过室温下的两个钢辊辊隙以形成粗制片材。
然后将混炼过的材料夹在两片51微米厚的Upilex“S”聚酰亚胺膜中间，用实施例33中提到的相同条件热压成无缺陷的127微米厚供体介质前体片。
将一片0.8厘米×5厘米的在镀铜51微米厚聚酰亚胺基底上的镀金属须晶，以纳米结构朝下放在从127微米厚PVC/染料掺混物供体前体片上切割下的略大的一片上，然后夹在两片Upilex“S”膜中间。接着将其放在“C”型Carver压力机上的预热压板(438K)之间，加压6.67×107帕(9677磅/平方英寸)10秒种。取出样品令其冷却。从表面上剥下须晶的聚酰亚胺基底，留下热压到供体前体表面中的须晶。包埋过程使总厚度减至0.076毫米。
按着与实施例33相同的方式，用低功率激光扫描器以500微秒的脉冲在文件纸上形成色点图案的图象。经测定，青色点光密度为1.19。
实施例35混炼和供体前体的加工以及所用的材料与实施例34中使用的相同。将一片1厘米×3厘米的镀Ag须晶以须晶面朝下的方式在供体前体上，准备象实施例34一样热压。将它放在预热的压板(450K)之间，施加2.96×107帕(4300磅/平方英寸)的压力10秒钟。取征样品令其冷却。使须晶的聚酰亚胺基底与表面剥离，留下热压到表面之中的须晶。
用低功率激光扫描器按照实施例33中所述的同一方式以500微秒的脉冲在文件纸上形成色点花纹图象。青色点光密度经测定为0.77。
实施例36将一片0.8厘米×5.2厘米的镀金属须晶以须晶面朝下放在供体前体上，准备按实施例34中所述热压。将它放在预热的(438K)压板之间，施加2.1×107帕(3100磅/平方英寸)的压力10秒钟。取下样品令其冷却。从表面上剥离下须晶的聚酰亚胺基底，留下热压到表面中的须晶。
用低功率激光扫描器按照实施例34中所述的同一方式以500微秒的脉冲在文件纸上形成色点花纹图象。青色点光密度经测定为1.02。
实施例37将一片0.8厘米×5.2厘米的镀金属须晶以须晶面朝下放在供体前体上，准备按实施例34中所述热压。将它放在预热的(438K)压板之间，施加10.7×107帕(15500磅/平方英寸)的压力10秒钟。取下样品令其冷却。从表面上剥离下须晶的聚酰亚胺基底，留下热压到表面中的须晶。
用低功率激光扫描器按照实施例34中所述的同一方式以500微秒的脉冲在文件纸上形成色点花纹图象。青色点光密度经测定为0.84。
实施例38将一片0.7厘米×5.0厘米的镀Ag须晶以须晶面朝下放在供体前体上，准备按实施例34中所述热压。将它放在预热的压板上(顶压板355K，底压板311K)施加3.8×107帕(5530磅/平方英寸)的压力5秒钟。取下样品令其冷却。从表面上剥离下须晶的聚酰亚胺基底，留下热压到表面中的须晶。
用低功率激光扫描器按照实施例34中所述的同一方式以500微秒的脉冲在文件纸上形成色点花纹图象。青色点光密度经测定为0.43。
实施例39-41
实施例39-41比较了在PVC中使用的增塑剂数量的影响，它表明供体介质的柔软性影响激光造成的损伤程度或对纳米结构表面的调理。
实施例39将一片8.9厘米×10.2厘米的镀银须晶以须晶面朝下放在供体前体上，准备按实施例34中所述热压。将它放在预热的压板上(416K)，施加4.9×106帕(715磅/平方英寸)的压力20秒钟。取下样品令其冷却。从表面上剥离下聚酰亚胺基底，留下热压到刚性供体片的表面内的须晶。
将供体片以纳米结构面朝下放在一片略小些的纸上，用高功率的激光二极管扫描器成像，该激光器以约1毫秒的脉冲时间发出的几焦耳/平方厘米的尺寸约150微米×50微米的光斑。在纸背略施真空以便使供体与受体固定在一起。此样品组合物在调制的激光扫描器下平动，以形成约4厘米×6厘米的由高分辨率的正文和几何图案构成的矩形青色图象。在普通文件纸和涂白土纸上都形成四个分开的图像。在图像1、2和4的同一参比位置上测得的最大青光密度分别为0.44、0.82和0.81。成像供体表面的扫描电镜鉴定表明，在高功率激光脉冲辐射过表面的150微米×50微米的斑点处，原来光滑的表面已转变成了致密分布的微型火山状，或是突出表面几微米的密堆积锥形物，每个直径在3-5微米量级。在各微锥体的中心有约1微米的孔。在这些锥形体的壁里可以看到纳米结构元。
实施例40将13.5克＃3300R80NTCLBLU213PVC小粒(可自TexnorApex公司得到，Pawtucket，RI)与16.75克实施例34的干混物在带有Rheomix＃620型混合箱的EPL3302型Brabender塑炼机中混炼，使得刚性PVC与塑化的PVC之比(近似)为50∶50，其中含有13.8%重量的染料，44.6%重量＃3300R80NTCLBLU213PVC小粒和41.6%重量的＃355PVC均聚物。在混合叶片缓慢转动(20转/分)的同时，将混合箱加热到403K，然后加入干混物和小粒，继续加热到453K。在此温度保持20分钟，将熔化的塑料与染料混合。然后从混合箱取出染料/PVC掺混物，穿过一个室温两辊轧制机，形成粗制片材。
接着将粗制片材夹在两片Upilex“S”牌51微米厚的聚酰亚胺膜中间，放在“C”型Carver实验室压力机上的预热的(411K)6英寸压板之间。以连续运动的方式将施加在热压板上的总力缓慢增至8×104牛顿，保持30分钟以形成无缺陷的127微米厚、6英寸×6英寸的PVC/染料供体片前体。
将一片按实施例33制备的11.5×8.9厘米的镀银须晶以须晶面朝下放在一片略大的供体前体片上，然后夹在两片Upilex“S”51微米厚的聚酰亚胺膜中间。接着将其放在“C”型Carver压力机的预热的(427K)压板之间，施加3.45×106帕(508磅/平方英寸)的压力15秒。取下样品令其冷却。从表面上剥下须晶的聚酰亚胺基底，留下热压到供体前体表面中的须晶。
用实施例39所述的激光扫描机在文件纸和涂白土纸上形成两个分离的图象。对供体表面成像区域的扫描电镜鉴定表明，由于对于此激光能量聚合物粘合剂太软，表面已严重损伤。
实施例41将4.5克＃3300R80NTCLBLU213PVC小粒和3.0克Keyplast蓝“A”染料与26.1克实施例34的干混物在带有Rheomix＃620型混合箱的EPL3302型Brabender塑炼机上混炼，使刚性PVC与塑化的PVC之比约为80∶20，其中含有28.3%重量染料，58.3%重量＃355PVC均聚物和13.4%重量＃3300R80NTBLU213PVC小粒。在混合叶片缓慢搅动下(20转/分)，将混合箱加热到403K。然后加入干混物和小粒，继续加热到433K，此时加入另外的3.0克染料。继续加热到453K，保持此温度20分钟，将熔融的塑料和染料混合。随后从混合箱中取出热的染料/PVC掺混物，穿过一个室温二辊轧制机以形成粗制片材。
将粗制片材夹在两片Upilex“S”牌聚酰亚胺膜之中，将其放在“C”型Carver实验室压力机的预热过的(422K)6英寸压板之间。以连续运动的方式将施加在热压板上的总力缓慢增至8×104牛顿，保持30分钟，以形成无缺陷的127微米厚6英寸×6英寸PVC/染料掺混物供体前体片。
将一片9.9厘米×8.3厘米的实施例33中所述的镀Ag须晶以须晶面朝下放在供体前体上，准备象实施例34一样热压。将它放在两个预热的压板(422K)之间，施加5.41×106帕(785磅/平方英寸)的压力5分钟。取下样品令其冷却。从表面上剥离下纳米结构元的聚酰亚胺基底，留下热压到表面中的纳米结构元。
按照与实施例39和40所述的同样方式使供体样品成像。对成像区域的扫描电镜鉴定表明，与实施例39或40相比，激光对供体的表面影响很小。表面象是由很多亚微观的小孔构成，这可能是由于在成像期间染料蒸汽逃逸而形成的。塑化的80∶20掺混物比实施例39的未塑化的PVC或实施例40的50∶50掺混物都更为可取。
实施例42如实施例41所述制备一个80∶20的PVC供体前体材料。将此供体前体在加热的两辊层合机上砑光作进一步的加工。用一条0.0173厘米厚的玻璃纤维带裹住底辊的外缘，在砑光期间起垫片的作用。将几片6英寸×6英寸的供体前体片头尾相连地放置，有1英寸的重叠，夹在51微米厚的Upilex“S”聚酰亚胺膜的顶网膜和底网膜之间。网膜和供体材料在进入钢辊间隙之前用一只手持热风器预热。将两个钢辊热至433K的温度。采用0.91米/秒的网膜前进速度，压轧力为1.28牛顿/米，保持网膜上的手张力恒定，使供体前体穿过辊隙形成光滑而连续的厚100-125微米的8英寸×16英寸单片供体前体材料。
将一片1厘米×2厘米的纳米结构元以须晶面朝下放在一片2厘米×5厘米的砑光过的供体前体材料上，夹在两片聚酰亚胺膜之间。将两辊砑光装置的顶辊改成硬度70的涂敷硅橡胶钢辊用于热辊包埋工艺。将压辊预热到433K(涂硅橡胶的压辊通常比钢质底辊冷17K)，施加0.73牛顿/米的压轧力。在供体前体和纳米结构元穿过辊隙之前，通过网膜与底辊的接触将其预热几秒钟。在穿过辊隙后令样品冷却。从表面上剥离下纳米结构元的聚酰亚胺基底，留下热压到表面内的纳米结构元。扫描电镜表明，纳米结构元完全包埋到供体介质前体之中，并且保留着垂直于表面的取向。
实施例43实施例43表明，由于激光引起的表面调理，供体与受体之间的物理空间增加了染料转移数量，而不会损失分辨率。
用实施例39的供体样品按实施例39中所述成像，但是供体片和受体纸之间用一个松散编织(95%透明度)的针织网隔开25微米，该网用直径25.4微米的丝编成。用这一隔片形成的两个青色图像比用紧密接触的供体与受体膜片得到的先前四个图像的光密度高。第5个和第6个图像象图像1-4一样在图像的同一位置测得的光密度分别为1.13和1.25。另外，放大后可以看到，尽管隔开了25微米，转印到纸受体上的染料仍保持150×50微米的色点的形状，而且编织网的丝在图象上形成清晰的阴影。这两个观测结果暗示染料以准直物流的形式迁移到受体上，可能是由于实施例39中讨论的锥状形貌而变成准直。
实施例44-45实施例44和45显示了纳米结构元包封在100%的染料层中以形成多次使用的供体元件。
实施例44将一块固体铜板放在加热板上，加热到足以使放在其表面上的一堆Foron亮蓝(FBB)熔化。在这一堆熔化时，将一片1.9厘米×2.5厘米实施例28中所述的镀Ag纳米结构元放在染料堆的顶上，须晶面朝下，令染料吸入到纳米结构层中。令铜板冷却，在染料固化之后，剥下纳米结构元的最初的聚酰亚胺基底，留下包封在铜板上100%染料层中的纳米结构元，形成供体介质。
将一片25微米厚的PVC膜(Scotchaal膜，可自3M公司得到，St.Paul，MN)放在供体介质上作为染料受体，用手摩擦使其紧密接触。使用实施例28中所述的激光二极管装置，功率为50毫瓦，聚焦成50微米，脉冲持续时间为25、50、100和200微秒，在所有条件下都在Scotchaal膜上产生清晰的青色圆点。
实施例45将实施例28中所述的一片2.5厘米×1.2厘米镀银纳米结构元以纳米结构元向上放在显微镜玻璃载片上。将大约10毫克FBB青染料放在纳米结构元上，在加热板上加热使染料熔化。在玻璃载片的末端放上25微米厚的小片聚酯作为隔片，第二个玻璃载片平放在熔化的染料上，由PET小片支承在第一个玻璃片的末端。在冷却时，剥下最初支承纳米结构元的聚酰亚胺暂时性基底，留下25微米厚的FBB染料层附着在顶上的玻璃载片上，其纳米结构元包封在空气/染料表面上。
使用白色文件纸作为染料受体，纸与供体介质的纳米结构表面保持接触，用上述的激光扫描器成像。激光由支承供体膜片的玻璃载片射入。以50毫瓦的激光功率在纸上形成直径50微米的清晰色点，脉冲时间短到28微秒。脉冲持续时间为50、75、100、150和200秒的脉冲形成光密度越来越增加的图像。
实施例46-48实施例46-48显示了一种供体介质结构，其中的纳米结构元先包封在染料浓度最初为0%的粘合剂中，然后与100%染料层接触放置。
实施例46将一片尺寸为1厘米×0.5厘米的实施例28中所述的镀Ag纳米结构元涂敷上一薄层PVC，其作法是将该片浸入3%重量的PVC四氢呋喃溶液，令过剩的溶液流走，然后空气干燥。重复浸涂和干燥二次。将带有包封PVC薄层的镀金属的须晶放在玻璃载片上的一堆熔化的FBB染料上，接着将载片冷却以使染料固化。在冷却后，使支承纳米结构元的最初的聚酰亚胺基底层离，在玻璃基底上留下了与染料层附着的被PVC包封的须晶。将此供体介质与白色文件纸接触放置，象实施例45一样成像，脉冲时间100微秒，在成像平面处的峰值功率60毫瓦。得到了良好的色点图象。
实施例47-48象实施例47一样制备供体介质和成像，但是分别使用5%和2%重量浓度的PVC/四氢呋喃溶液。
对于本领域的技术人员，本发明的各种修改和变动将变得显而易见，而不偏离本发明的范围和精神，应该清楚，本发明不受上面提到的示例性实施方案的不适当的限制。
权利要求
1.一种可重复使用的复合供体介质，其中含有一个纳米结构的表面区和一个包含成像物质的包封剂，纳米结构表面区位于介质的至少一个主表面上，它吸收辐射并将辐射转化成热，从而将成像物质热转移到紧靠或邻近介质的受体上，此纳米结构表面区还具有足够的毛细作用，以便在成像操作的间隙使纳米结构表面区重新充满成像物质。
2.根据权利要求1的可重复使用的复合供体介质，其中纳米结构表面区在二维方向上有空间不均匀性，它由正好包埋在包封剂表面上的细长的吸辐射粒子构成，每单位面积上有足够的数目以实现有效的光吸收和高的毛细作用。
3.根据权利要求1的可重复使用的复合供体介质，其中纳米结构表面区由纳米结构元构成，这些纳米结构元或是单轴取向或是无规取向，以便使它们各有至少一个点与所有纳米结构元共有的二维表面相接触。
4.根据权利要求1-3中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中纳米结构表面区由面积数目浓度为40-50/平方米的纳米结构表面区构成，它的第一组分是一种具有高的长宽比的、定向的半微观须晶，第二组分是一种吸辐射的同形涂敷材料。
5.根据权利要求1-3中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中纳米结构表面区由单组分的纳米结构元构成，其面积数目浓度为40-50/平方米，其中该组分是一种定向的半微观须晶，具有高的长宽比，并且是一种吸收辐射的同形涂敷材料。
6.根据以上权利要求中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中包封剂含最多达100%重量的一种成像物质，包封剂的其余部分是成膜粘合剂，使整个重量%等于100%。
7.根据以上权利要求中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中包封剂最多达100%重量的一种成膜粘合剂，供体介质还含有一层成像物质，层压在供体介质的与含纳米结构区的表面相对的表面上。
8.根据以上权利要求中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中成像物质层含有最多达100%重量的成像物质，该层其余部分为一种成膜粘合剂，使总量达到100%重量。
9.根据以上权利要求中任意一项的可重复使用的复合供体介质，其中成像物质层是100%重量的成像物质，供体介质还含有一个透明的基底，层压到成像物质层的表面上，该层位于和含纳米结构表面区的表面相对的表面上。
10.根据以上权利要求中任意一项的可重复使用的复合供体介质，其中成像物质是可热转移的染料、隐色染料、增感剂、交联剂或表面活性剂。
11.根据以上权利要求中任意一项的可重复使用的复合供体介质，其中成像物质是一种可热转移的成像物质。
12.根据以上权利要求中任何一项的可重复使用的复合供体介质，其中还含有一个透明的基底。
13.一种制备可重复使用的纳米结构复合膜的方法，其中包括以下步骤(a)在一个暂时性基底上制备纳米结构元;(b)制备一个卷材，其中含最多达100%重量的成像物质及一种聚合物粘合剂，使重量%为100%;和(c)将纳粘结构元和成像物质及聚合物粘合剂的卷材引入一个两辊轧制机，除掉暂时性基底，同时将纳粘结构元热辊砑光嵌入成像物质及聚合物粘合剂的卷材中。
14.根据权利要求13的方法，其中纳米结构元是面积数目密度为40-50/平方米的两组分元件，其中第一组分是一种具有高的长宽比的定向半微观须晶，第二组分是一种吸收辐射的同形涂敷材料。
15.根据权利要求13或14的方法，其中纳米结构元是面积数目密度为40-50/平方米的单组分元件，该组分是一种具有高长宽比的定向的半微观须晶，并且是一种吸收辐射的同形涂敷材料。
16.根据权利要求13的方法，其中的卷材是100%的成像物质。
全文摘要
提供了一种可重复使用的纳米结构供体介质，其中含有一种包含聚合物膜的成像物质，该膜在它的至少一个主表面上有一个纳米结构表面区，该纳米结构区具有双重功能。这种双功能一方面是有效的辐射/热转化元件，另一方面则起毛细泵的作用，以便在成像操作之后将纳米结构表面区重新充满成像物质。
文档编号G03G5/06GK1093817SQ9311298
公开日1994年10月19日 申请日期1993年12月22日 优先权日1992年12月23日
发明者M·K·德贝, K·K·凯姆, R·J·波里尔 申请人:明尼苏达州采矿制造公司