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Wärme empfindliche s Kopie rfolienmaterial
Die Erfindung bezieht sich auf ein wärmeempfindliches Kopierfolienmaterial, bei welchem der Wärmeeinfluss durch Umsetzung von Reaktionskomponenten die Entstehung eines sichtbar unterscheidbaren Bildes hervorruft, wobei die Reaktionskomponenten in einer einzigen Schicht oder in getrennten Schichten auf einem einzigen Träger oder in getrennten Schichten auf getrennten, zusammenwirkenden Trägern vorhanden sind.
Mit der Erfindung werden Kopierfolien geschaffen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass diese Reaktionskomponenten (1) aus einem normalerweise festen Nickel-, Kobalt- oder Kupfersalz einer organischen Säure und (2) aus einem N, N'-bis-substituierten Dithiooxamid bestehen, und dass die Reaktionskomponenten (2) gegen den Ablauf der bilderzeugenden Umsetzung mit der Reaktionskomponente (1) durch Bestrahlung im nahen Ultraviolettbereich, z. B. mit einer 600 W Quecksilberdampfröhrenlampe in einem Abstand von etwa 14 cm während 30 sec, desensibilisierbar ist.
Mit dem erfindungsgemässen Kopierfolienmaterial wird ein Verfahren zur Herstellung einer wärmebeständigen Kopie unter Verwendung der vorstehend beschriebenen, miteinander umsetzbaren Komponenten ermöglicht, welches Verfahren darin besteht, dass eine Kopierfolie an den Bildflächenteilen genügend stark erwärmt wird, um ein sichtbares Bild durch Umsetzung der Reaktionsmittel zu erzeugen, und dass die bildfreien Flächenteile (Hintergrundflächen) der das Reaktionsmittel (2) enthaltenden Schicht durch Bestrahlung dieser Hintergrundflächen mit einer intensiven Strahlung aus dem dem sichtbaren Licht nahen ultravioletten Wellenbereich entweder vor oder nach dem bilderzeugenden Erwärmungsschritt desensibilisiert werden.
Eine bekannte und technisch wichtige frühere Methode zum Kopieren maschingeschriebener Schriftstücke und anderer graphischer Originale mit unterschiedlich strahlenabsorbierenden Bild-und Hintergrundflächen ist als thermographische Reproduktion bekannt. Diese Technik umfasst die kurze Bestrahlung des Originals, während es sich in wärmeleitender Berührung mit einer wärmeempfindlichen Kopierfolie befindet, mit einer Strahlung von hoher Intensität. Die bevorzugte Absorption der Strahlung in den absorbierenden Bildflächenteilen führt dann zu einer örtlichen Erwärmung der Kopierfolie, wodurch eine sichtbare Direktkopie (Kontaktkopie) des Originals erzeugt wird. Die Hintergrundflächenteile der Kopierfolie bleiben jedoch wärmeempfindlich.
Ein anderes zum Stand der Technik gehörendes Kopierverfahren für Bürozwecke erfordert ein vorheriges Bestrahlen eines lichtempfindlichen Folienmaterials mit einer aktinischen Strahlung nach einem auf einem Original befindlichen Muster, das strahlendurchlässige Hintergrundflächenteile besitzt. Die bestrahlten Flächenteile werden dadurch reaktionsunfähig gemacht. Die nicht bestrahlten Flächenteile können in manchen Fällen durch Erwärmen sichtbar gemacht werden, jedoch muss bei Bildern von hoher Farbdichte die Folie mit einem weiteren Reaktionsmittel oder Aktivator in flüssiger oder Dampfform behandelt werden. Eine Vorrichtung zur Ausführung der erforderlichen aufeinanderfolgenden Vorgänge ist unter der Bezeichnung "Copy-Flex" Modell 100 als Kopiermaschine erhältlich.
In dieser Vorrichtung wird die Anordnung aus Kopierfolie und Diapositiv über einen eine Quecksilberdampflampe um-
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schliessenden rotierenden Glaszylinder geführt. Üblicherweise wird dabei eine 600 W Quecksilberröhren- lampe "UA-20B" seitlich von der Achse eines Glaszylinders von etwa 30 cm Umfang befestigt und die genannte, mit der Aussenfläche des rotierenden Zylinders in Berührung stehende Anordnung wird über einen bogenförmigen Weg von etwa 15 cm Länge mit einer Mindestgeschwindigkeit von 2 1/2 cm in 5 sec belichtet.
Es sind auch wärmeempfindliche Kopierfolien beschrieben worden, bei welchen die bei örtlichem kurzem Erwärmen erzeugte sichtbare Änderung durch Umsetzung eines Metallsalzes mit einem organischen chelatisierenden Mittel hervorgerufen wird. Die Reaktion ergibt ein stark gefärbtes bleibendes Bild. Wie bereits weiter oben erwähnt, wurde jedoch festgestellt, dass die Kopierfolien nach dem Belichten mit der aktinischen Strahlung bei einer Minimalgeschwindigkeit in der Copy-Flex - Kopiermaschine sichtbar wärmeempfindlich bleiben.
Die Erfindung schafft gemäss einer Ausführungsform derselben eine wärmeempfindliche Kopierfolie mit einer sichtbar wärmeempfindlichen Schicht, die in physikalisch getrennter, chemisch jedoch miteinander reaktionsfähiger Beziehung ein Metallsalz und ein organisches Chelatisierungsmittel enthält, die in dem thermographischen Kopierprozess oder bei raschem Erwärmen der Folie auf eine Umwandlungstemperatur in einem Bereich von etwa 90 bis etwa 1500 C unter Bildung eines sichtbar unterscheidbaren Reaktionsproduktes miteinander zu reagieren vermögen, wobei die Reaktionskomponenten gegen den Ablauf dieser Umsetzung bei Bestrahlung mit einer aktinischen Strahlung beständig gemacht werden, u. zw. durch Belichten der Folie mit der Strahlung einer 600 W Quecksilberdampfröhrenlampe in einem Abstand von etwa 12 1/2 cm während 30 sec.
Dithiooxamid ist dafür bekannt, dass es mit Metallsalzen, wie Nickelstearat, in wärmeempfindlichen Kopierfolien reaktionsfähig ist. Derartige Reaktionsmittel bleiben jedoch, wie gefunden wurde, bei einer Bestrahlung aus dem nahen Ultraviolettbereich, wie eben beschrieben wurde, wärmeempfindlich. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass substituierte Dithiooxamide, wie N, N'-Bisfurfuryl- dithiooxamid, gegenüber Nickelstearat in Kopierfolienzusammensetzungen bei den Umwandlungstemperaturen ebenso reaktionsfähig sind, wobei es gleichzeitig ermöglicht wird, die Kopierfolie gegen eine solche Umsetzung bei einem einzigen Durchgang durch die Copy-Flex-Maschine vollständig zu desensibilisieren.
Das substituierte Dithiooxamid und das Metallsalz können in einer Lösung aus einem harzartigen oder polymeren filmbildenden Bindemittel innig dispergiert und dann aufgetragen (aufgestrichen) werden, wobei das Bindemittel entweder in Form eines selbsttragenden Filmes oder als Überzug auf einem Papier, einem Film oder einer andern papierartigen Unterlage ausgebildet ist, wodurch in einem einzigen Überzugs- und Trocknungsvorgang eine einteilige, d. i. aus einem Stück bestehende wärmeempfindliche Kopierfolie erhalten wird. Die beiden Reaktionsmittel können zusammen mit geeigneten Bindemitteln je für sich dispergiert oder gelöst und auf einer papierartigen Unterlage in getrennten Überzügen mit dazwischen erfolgender Trocknung oder auch auf getrennten Unterlagen aufgetragen werden.
Im letztgenannten Falle ermöglichen die beiden Folien, wenn sie Schicht auf Schicht miteinander in Berührung gehalten werden, bei Umwandlungstemperatur eine Reaktion an den Grenzflächen. Die relativen Mengen der beiden Reaktionspartner sind nicht kritisch, besonders in Anordnungen, in welchen die bilderzeugende Reaktion an einer Grenzfläche erfolgt, wobei das einzige Erfordernis darin besteht, dass eine genügende Menge jedes Reaktionsmittels vorhanden sein muss, um durch die Reaktion beim Erwärmen der Folie ein leicht erkennbares Reaktionsprodukt hervorzurufen. Es ist erwünscht, eine Mindestmenge des substituierten Dithiooxamids zu verwenden, und die Substanz so anzuordnen, z. B. in der äussersten Schicht, dass sie der aktinischen Strahlung maximal ausgesetzt wird.
Es sind verschiedene Zusätze zur Schaffung von Kopierfolien mit verbessertem Aussehen, guten Behandlungsmerkmalen oder andern Eigenschaften zweckmässig. Es können Pigmente, Füllstoffe, Weichmacher, Farbstoffe, Wachse, Harze und andere Zusätze einverleibt werden.
Typische harzartige oder polymere filmbildende Bindemittel umfassen Polystyrol, Poly-tert.-butyl- methacrylat, Polyvinylacetat. Äthylcellulose, Polyisobutylen und Copolymere von Styrol und Isobutylen.
Die Reaktionsmittel werden, vorzugsweise zusammen mit kleinen Mengen des Bindemittels, als Überzug auf einer papierartigen Unterlage in der vorstehend angegebenen Art zugeführt, sie können aber wahlweise auch in einem faserartigen Foliengebilde im wesentlichen ohne ein Bindemittel festgehalten werden oder aber in einem dünnen selbsttragenden Bindemittelfilm in Abwesenheit des papierartigen Trägers vorhanden sein.
Nach einer typischen Vorgangsweise wird die Anordnung aus Kopierfolie und Original zuerst kurz mit einer intensiven Strahlung, die reich an Infrarot ist, bestrahlt, wie dies in der thermographischen
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Kopiertechnik bekannt ist. Die so mit einem Wärmebild versehene Kopierfolie wird sodann der Strahlung aus dem nahen ultravioletten Wellenlängenbereich ausgesetzt, wie sie beispielsweise von einer Quecksilberdampfbogenlampe erhalten wird. Die Wärmeempfindlichkeit der Hintergrundflächenteile wird zerstört, ohne dass dabei eine sichtbare Änderung im Aussehen des Hintergrundes oder der Bildflächenteile auftritt.
Kopien können wahlweise auch dadurch hergestellt werden, dass man zuerst die Kopierfolie durch ein Diapositiv, beispielsweise durch einen Farbband-oder Carbonpapierdurchschlag eines mit der Maschine geschriebenen Dokuments bzw. Schriftstückes auf einem dünnen halblichtdurchlässigen Papier hindurch einer Bestrahlung aus dem nahen Ultraviolettbereich aussetzt, worauf man die ganze Kopierfolie, beispielsweise auf einer erhitzten Walze oder Platte oder in einem Ofen, auf die Umwandlungstemperatur erwärmt.
Das folgende Beispiel trägt zum Verständnis der Erfindung bei. Die Mengen sind, sofern nicht anders angegeben, in Gew.-Teilen ausgedrückt.
Beispiel :
Mischung A
Nickelstearat 6, 6
Kieselsäurepulver 2, 3
Polyvinylacetatharz 4, 6
Aceton 86, 5
Mischung B
EMI3.1
0, 1Äthylcellulose 5, 0
Aceton 94, 9
Die Mischung A wird durch langes Mahlen in einer Kugelmühle hergestellt und sodann in einer dünnen gleichmässigen Schicht auf einem Landkartenpauspapier aufgetragen und getrocknet. Die Mischung B wird hergestellt, indem die Komponenten bis zur vollständigen Lösung miteinander vermischt werden. Die Lösung wird dann als dünner gleichmässiger Überzug auf den früheren Überzug aufgetragen und die Folie wird wieder getrocknet. Dadurch wird eine wärmeempfindliche Kopierfolie erhalten, die eine neutrale Farbe hat. Durch örtliches Erwärmen, wie durch kurzzeitiges Berühren der Folie mit einem Metallprüfstab von 150 C, wird ein intensives Dunkelwerden bewirkt.
Ein Teilstück der Kopierfolie wird unter ein graphisches Original gelegt, das durch Beschreiben eines dünnen Papiers mit der Maschine hergestellt worden war, und die Anordnung wird dann gemäss der thermographischen Kopiermethode bestrahlt. Man erhält eine scharfe und klare Wiedergabe der maschingeschriebenen Buchstaben. Die Kopie wird dann in 12, 5 cm Abstand von einer Quecksilberdampflampe ungefähr 30 sec lang einer intensiven Strahlung aus dem nahen Ultraviolettbereich ausgesetzt. Die dunklen Bildflächenteile bleiben unverändert. Die Hintergrundflächenteile können nicht mehr dunkel werden, wenn sie mit dem erhitzten Prüfstab in kurzzeitige Berührung gebracht werden.
Ein anderer Abschnitt der Kopierfolie wird unter ein Diapositiv gelegt, beispielsweise unter eine mit Farbband oder Kohlepapier hergestellte Kopie eines mit Schreibmaschine geschriebenen Dokuments auf dünnen, gegenüber Strahlungen im nahen Ultraviolettbereich durchlässigem Papier, worauf die Anordnung in der vorstehend beschriebenen Weise einer Strahlung aus dem nahen Ultraviolettbereich ausgesetzt wird. Sodann wird diese Anordnung, wobei die Kopierfolie und das Diapositiv miteinander in Deckung gehalten werden, kurz in der beim thermographischen Kopierprozess üblichen Art bestrahlt.
Die entstehende Kopie hat scharf umgrenzte dunkle Bildflächenteile auf einem neutralen Hintergrund und ist gegen weiteres Erwärmen auf 1500 C stabil.
Nachdem die Hintergrundflächenteile, wie oben erläutert, desensibilisiert worden sind, werden die Bildflächenteile ebenso leicht entwickelt, wenn man das Diapositiv, ehe man die Anordnung mit Infrarot bestrahlt, durch ein Blatt aus strahlungsabsorbierendem schwarzem Papier ersetzt oder auch, wenn man die Kopierfolie mit einer erhitzten Metallplatte oder mit erhitzten Walzen berührt oder in einen auf etwa 1500 C erhitzten Ofen bringt, denn in jedem Fall werden die Bildflächenteile ausreichend erhitzt, um reagieren zu können.
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EMI4.1
auch Salze von Kobalt und Kupfer brauchbar. Weitere Variationen können von einem Fachmann ohne weiteres selbst vorgenommen werden.
Gewünschtenfalls können noch weitere Überzüge aufgebracht werden, beispielsweise als Farbüberzuge ooer als undurchsichtig machende Überzüge, als Schutzflächenüberzüge und für andere Zwecke.
In einer speziellen Anordnung ist die verwendete Trägerbahn durchsichtig, die wärmeempfindliche Schicht wird als ein einziger, gemeinsamer Überzug ausgebildet, der alle erforderlichen Reaktionskomponenten in einem durchsichtigen Bindemittel enthält, und ein weiterer Überzug eines stark pigmentierten Bindemittels wird über dem wärmeempfindlichen Überzug aufgebracht, wobei dieser sowohl als Schutzschicht als auch zur Erzeugung eines wirksamen Kontrastes gegenüber den dunklen Bildflächenteilen dient, die in der wärmeempfindlichen Schicht bei der thermographischen Reproduktion entstehen. Bei einer solchen Anordnung muss der Träger natürlich durchsichtig sein.
Ebenso wird es bei Gebilden, in welchen die sichtbar wärmeempfindliche Schicht aus zwei Überzügen besteht, bei Verwendung einer durchsichtigen Unterlage möglich, das lichtempfindliche reduzierende Mittel als ersten Überzug anzuwenden, worauf das Silbersalz und die andern Komponenten und gewünschtenfalls schliesslich ein durchsichtige Decküberzug folgen ; die Desensibilisierung einer solchen Folie wird dann in der Weise ausgeführt, dass der durchsichtige Träger gegen die Quelle der ultravioletten Strahlung zu gerichtet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wärmeempfindliches Kopierfolienmaterial, bei welchem der Wärmeeinfluss durch Umsetzung von Reaktionskomponenten die Entstehung eines sichtbar unterscheidbaren Bildes hervorruft, wobei die Reaktionskomponenten in einer einzigen Schicht oder in getrennten Schichten auf einem einzigen Träger oder in getrennten Schichten auf getrennten, zusammenwirkenden Trägern vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass dieseReaktionskomponenten (l) aus einem normalerweise festen Nickel-, Kobalt- oder Kupfersalz einer organischen Säure und (2) aus einem N. N'-bis-substituierten Dithiooxamid bestehen, und dass die Reaktionskomponente (2) gegen den Ablauf der bilderzeugenden Umsetzung mit der Reaktionskomponente (1) durch Bestrahlung im nahen Ultraviolettbereich, z.
B. mit einer 600 W Quecksilberdampfröhrenlampe in einem Abstand von etwa 14 cm während 30 sec, desensibilisierbar ist.
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