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Die
Erfindung betrifft ein Farbbilderzeugungsmedium, das so ausgebildet
ist, dass auf ihm ein Farbbild mit mindestens zwei Farben erzeugt
wird. Im engeren Sinne betrifft die Erfindung ein druck- und wärmeempfindliches
Farbentwicklermedium, das vorteilhaft in solch einem Farbbilderzeugungsmedium
verwendbar ist.
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Als
Farbbilderzeugungsmedium herkömmlichen
Typs ist ein wärmeempfindliches,
mehrere Farben entwickelndes Blattmaterial bekannt, das so ausgebildet
ist, dass mehr als zwei Farben entwickelt werden können. Üblicherweise
weist ein solches Blattmaterial ein Papierblatt auf, auf das eine
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht aufgebracht ist, die mindestens zwei Arten
von Leukopigment-Komponenten
sowie eine Farbentwicklerkomponente enthält. Bekanntlich weist ein Leukopigment
als solches keine Farbe auf. So ist das Leukopigment üblicherweise
milchigweiß oder
transparent und reagiert mit dem Farbentwickler, um so eine vorgegebene
Einzelfarbe, z.B. Magenta, Cyan oder Gelb zu erzeugen. Die in der
Farbentwicklerschicht enthaltenen Leukopigment-Komponenten haben
verschiedene Farbentwicklungstemperaturen, über die verschiedene Farben
erzeugt werden können.
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Setzen
sich beispielsweise die in der Farbentwicklerschicht enthaltenen
Leukopigment-Komponenten aus einem magenta-entwickelnden Leukopigment
mit niedriger Farbentwicklungstemperatur und einem cyan-entwickelnden
Leukopigment mit hoher Farbentwicklungstemperatur zusammen, so kann
entsprechend der niedrigen Farbentwicklungstemperatur Magenta und
entsprechend der hohen Farbentwicklungstemperatur Blau erhalten
werden. Wird die Farbentwicklerschicht lokal mit einer ersten Temperatur
beaufschlagt, die zwischen der niedrigen, auf Magenta bezogenen
Farbentwicklungstemperatur und der hohen, auf Cyan bezogenen Farbentwicklungstemperatur
liegt, so reagiert lediglich die magentaentwickelnde Leukopigment-Komponente
mit der Farbentwicklerkomponente, so dass in dem lokalen Bereich,
der mit der ersten Temperatur beaufschlagt ist, Magenta entwickelt
wird. Wird die Farbentwicklerschicht dagegen lokal mit einer zweiten
Temperatur beaufschlagt, die über
der auf Cyan bezogenen Farbentwicklungstemperatur liegt, so reagieren
sowohl die magenta-entwickelnde als auch die cyan-entwickelnde Leukopigment-Komponente
mit der Farbentwicklerkomponente, wodurch in dem lokalen Bereich,
der mit der zweiten Temperatur beaufschlagt ist, Blau als Mischung
von Magenta und Cyan entwickelt wird.
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Wie
aus dem vorstehend erläuterten
Beispiel hervorgeht, ist es möglich,
unabhängig
die Farbe Cyan durch die cyan-entwickelnde Leukopigment-Komponente
zu entwickeln. Was die Effizienz der Farbentwicklung betrifft, lässt das
herkömmliche
Mehrfarben-Bilderzeugungsmedium jedoch zu wünschen übrig, da lediglich die Leukopigment-Komponente
mit der niedrigsten Farbentwicklungstemperatur unabhängig entwickelt
werden kann.
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Außerdem muss
in dem vorstehend erläuterten
Beispiel der Temperaturunterschied zwischen der niedrigen, auf Magenta
bezogenen Farbentwicklungstemperatur und der hohen, auf Cyan bezogenen
Farbentwicklungstemperatur ausreichend hoch sein, um reines Magenta
auf der Farbentwicklerschicht zu entwickeln. Ist nämlich dieser
Temperaturunterschied zu gering, so reagiert möglicherweise ein Teil der cyan-entwickelnden
Leukopigment-Komponente in unerwünschter
Weise bei der für
die Magentaentwicklung bestimmten ersten Temperatur mit der Farbentwicklerkomponente,
was zu einer Magentaentwicklung mit Cyantönung führt.
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In
dem vorstehend erläuterten
Beispiel muss außerdem
die auf Magenta bezogene, niedrige Farbentwicklungstemperatur größer als
100°C sein,
um eine irrtümliche
und zufällige
Entwicklung von Magenta zu verhindern, da die Farbentwicklerschicht
schon unter normalen Umständen
oftmals einer Temperatur in einem Bereich von beispielsweise 80
bis 100°C
ausgesetzt ist. Liegt die auf Magenta bezogene, tiefe Farbentwicklungstemperatur
unter 100°C,
so tritt deshalb häufig
eine irrtümliche
und zufällige
Magentaentwicklung auf.
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In
dem herkömmlichen
Mehrfarben-Bilderzeugungsmedium ist die Kombination der verschiedenen Leukopigmente,
die zur Ausbildung der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht eingesetzt werden kann, beträchtlichen
Einschränkungen
unterworfen, da den verschiedenen Leukopigmenten die Farbentwicklungstemperaturen
zueigen sind. Wird in dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel
unter verschiedenen magenta-entwickelnden Leukopigmenten eines ausgewählt, so
ist nicht sichergestellt, dass es ein cyan-entwickelndes Leukopigment
gibt, das mit dem ausgewählten
Leukopigment kombiniert werden kann.
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Häufig wünscht der
Benutzer, dass nur eine einzige Farbe mit einem gewünschten
Farbton in dem Mehrfarben-Bilderzeugungsmedium entwickelt wird.
Die Entwicklung nur einer einzigen Farbe mit dem gewünschten
Farbton ist jedoch praktisch unmöglich,
da die Kombination der verschiedenen Leukopigmente den oben genannten
Einschränkungen
unterliegt.
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Außerdem lässt bei
dem herkömmlichen
Farbbilderzeugungsmedium die auf die Farbentwicklung bezogene Effizienz
der thermischen Energie zu wünschen übrig, da
die geringste Farbentwicklungstemperatur größer als 100°C sein muss, um eine irrtümliche und
zufällige
Farbentwicklung zu vermeiden. Außerdem muss der Temperaturunterschied
zwischen der tiefen Farbentwicklungstemperatur und der hohen Farbentwicklungstemperatur
ausreichend groß sein.
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In
dem herkömmlichen
Mehrfarben-Bilderzeugungsmedium ist es ferner nicht möglich, einen
anderen Pigmenttyp als ein Leukopigment einzusetzen.
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Zum
Stand der Technik wird auf die nachveröffentlichte Patentanmeldung
DE 101 21 175 A1 verwiesen.
Dort ist ein Mehrfarben-Bilderzeugungsmedium beschrieben, das ein
Substrat und eine darauf aufgebrachte Farbentwicklerschicht aufweist.
Die Farbentwicklerschicht ist wärmeempfindlich
und enthält
druckempfindliche Mikrokapseln. Die Mikrokapseln sind mit einem
Farbstoff gefüllt,
der eine erste Farbe aufweist. Die Mikrokapseln haben eine Druckcharakteristik
derart, dass sie ab einem vorbestimmten Druck brechen. Die wärmempfindliche
Farbentwicklerschicht hat eine thermische Charakteristik derart,
dass sie ab einer ersten Temperatur schmilzt, so dass die Mikrokapseln
direkt dem vorbestimmten Druck ausgesetzt werden können. Die
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht hat ferner eine Farbentwicklungschararkteristik
derart, dass sie auf einer über
der ersten Temperatur liegenden zweiten Temperatur eine zweite Farbe
entwickelt. Dadurch ist das gezielte Drucken von Bildpunkten in
mehr als einer Primärfarbe
möglich.
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Ferner
wird auf die nachveröffentlichte
Patentanmeldung
DE
100 61 224 A1 verwiesen, in der ein Farbbilderzeugungsmedium
beschrieben ist, das ebenfalls das gezielte Drucken von Bildpunkten
in mehr als einer Primärfarbe
erlaubt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Farbbilderzeugungsmedium anzugeben, das
so ausgebildet ist, dass die Entwicklung von mehr als einer Primärfarbe zuverlässig möglich ist.
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Die
Erfindung löst
die vorstehend genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs
1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung,
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2 eine
Querschnittsdarstellung eines Zeilendruckers, der auf dem in 1 gezeigten
Medium ein Farbbild erzeugt,
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3 ein
bruchstückhaftes
Blockdiagramm eines in dem Drucker nach 2 enthaltenen
Thermodruckkopfs mit dessen Treiberschaltung,
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4 eine
Querschnittsdarstellung zur Illustration, wie ein elektrisches Widerstandselement
des Thermodruckkopfs in das Medium nach 1 eindringt,
und darauf einen Magentapunkt, einen Blaupunkt oder einen Cyanpunkt
entwickelt,
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5 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels
angibt,
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6 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des in 1 gezeigten
ersten Ausführungsbeispiels
für den
Fall angibt, dass die Dicke einer Farbentwicklerschicht des Mediums
variiert wird,
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7 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik für den Fall
angibt, dass die Farbentwicklerschicht des Mediums eine Füllkomponente
enthält,
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8 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des ersten Ausführungsbeispiels
für den Fall
angibt, dass der mittlere Durchmesser der in dem Medium enthaltenen
druckempfindlichen Mikrokapseln variiert wird,
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9 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des ersten Ausführungsbeispiels
für den Fall
angibt, dass sich das Substratmaterial des Mediums ändert,
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10 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des ersten Ausführungsbeispiels
für den
Fall angibt, dass sich die Festigkeit der Hüllenwände der in dem Medium enthaltenen
druckempfindlichen Mikrokapseln ändert,
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11 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des ersten Ausführungsbeispiels
für den
Fall angibt, dass sich die Oberflächenrauhigkeit des Substrats
des Mediums ändert,
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12 ein
zweites Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung,
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13 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik des in 12 gezeigten
zweiten Ausführungsbeispiels
angibt,
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14 eine
Abwandlung des in 12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels
in einer Querschnittsdarstellung,
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15 ein
drittes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung,
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16 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik einer druck- und wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht
des in 15 gezeigten dritten Ausführungsbeispiels
angibt,
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17 eine
Querschnittsdarstellung eines Zeilendruckers, der auf dem in 15 gezeigten
Medium ein Farbbild erzeugt,
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18 ein
viertes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung,
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19 ein
fünftes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung,
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20 ein
sechstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums
in einer Querschnittsdarstellung, und
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21 einen
Graphen, der die Farbentwicklungscharakteristik einer zweiten druck-
und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht des in 20 gezeigten
sechsten Ausführungsbeispiels
zeigt.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmedium 10. Das
Medium 10 hat ein geeignetes blattförmiges Substrat 12 in
Form eines aus Polyethylenterephthalat (PET) bestehenden Blattmaterials
sowie eine darauf aufgebrachte Farbentwicklerschicht 14.
Das PET-Blatt 12 hat eine Dicke von 0,188 mm. Die Farbentwicklerschicht 14 hat
einen Doppelschichtaufbau mit einer auf dem PET-Blatt 12 aufgebrachten
druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16P und einer darauf aufgebrachten
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16T.
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Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 16P ist eine Schicht, die hauptsächlich aus einer
für ein
Leukopigment bestimmten Farbentwicklerkomponente besteht und in
der mehrere druckempfindliche Mikrokapseln 18 gleichmäßig verteilt
sind. In 1 ist die Farbentwicklerkomponente
mit den Symbolen X bezeichnet. Als Farbentwicklerkomponente X kann
K-5 verwendet werden. K-5 hat einen Schmelzpunkt von etwa 145°C. K-5 (Produktbezeichnung)
bezeichnet eine Dehydrationskondensation einer Polykondensation von
2,2-bis(Hydroxymethyl)-1,3-propandiol
und 4-Hydroxylbenzolsäure.
Obgleich in 1 nicht dargestellt, enthält die Farbentwicklerkomponente 16P eine
geeignete Menge an Acetessiganilid, das als Sensibilisierungsmittel
zum Einstellen des Schmelzpunktes der Farbentwicklerkomponente X
dient.
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Die
druckempfindlichen Mikrokapseln 18 sind beispielsweise
mit Magentatinte oder -farbstoff gefüllt, der den von dem Benutzer
gewünschten
Farbton aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel
besteht der Magentafarbstoff aus einem transparenten, flüssigen Vehikel
und einem darin dispers verteilten oder gelösten magenta-entwickelnden
Leukopigment. Als flüssiges
Vehikel wird ein transparentes Öl,
beispielsweise 2,7-Diisopropylnaphthalen eingesetzt, das einen Siedepunkt
von etwa 300°C
hat. 2,7-Diisopropylnaphthalen kann als KMC-113 (Produktbezeichnung) bezogen
werden. Als magenta-entwickelndes Leukopigment wird Red-3 verwendet.
Red-3 (Produktbezeichnung) hat einen Schmelzpunkt von etwa 210°C, der im
wesentlichen mit der Farbentwicklungstemperatur dieser Substanz
gleichzusetzen ist. Red-3 bezeichnet 3-Diethylamino-7, 8-benzofluoran.
In 1 ist der in den druckempfindlichen Mikrokapseln 18 eingekapselte
Magentafarbstoff mit M bezeichnet.
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Die
Hüllenwände der
druckempfindlichen Mikrokapseln 18 bestehen aus einem transparenten
Melaminharz. Die druckempfindlichen Mikrokapseln 18 haben
einen mittleren Durchmesser von etwa 5 bis 6 μm. Die Dicke der Hüllenwände der
Mikrokapseln 18 ist so bemessen, dass die Mikrokapseln 18 gequetscht
und gebrochen werden, wenn sie über
eine Schubkraft einem Druck von mehr als 0,35 MPa ausgesetzt werden. Das
Melaminharz hat beispielsweise eine Wärmefestigkeitstemperatur von
etwa 300°C.
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Die
Mikrokapseln dieses Typs können
in einem geeigneten Polymerisationsverfahren wie z.B. einem in-situ-Polymerisationsverfahren
hergestellt werden. Zur Herstellung der Mikrokapseln 18 werden
insbesondere folgende Lösungen
(A), (B) und (C) zubereitet:
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(A)
Magentafarbstofflösung:
KMC-113
(2,7-Diisopropylnaphthalen) | ...
100 g |
Red-3 | ...
3 g |
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(B)
wässrige
Kolloidschutzlösung:
teilweise
natriumsulfoniertes Polyvinyl Benzolsulfonsäure | ...
5 g |
gereinigtes
Wasser | ...
95 g |
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(C)
wässrige
Melamin-Formalin-Vorpolyme-Lösung:
Melamin | ...
14 g |
Formalin | ...
36 g |
gereinigtes
Wasser | ...
50 g |
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Das
in der Zubereitung der wässrigen
Melamin-Formalin-Vorpolymer-Lösung
(C) verwendete Formalin ist eine wässrige 37 Gew.-%-ige Formaldehydlösung, die
mit einer wässrigen
2 Gew.-%-igen Natriumhydroxidlösung
auf pH 9 eingestellt ist. Es wird eine Mischung aus 14 g Melamin
und 36 g der 37 Gew.-%-igen Formaldehydlösung zubereitet und diese Mischung
auf 70°C
erwärmt.
Nach das Melamin vollständig
gelöst
ist, werden 50 g gereinigtes Wasser zugegeben und die so erhaltene
Mischung gerührt,
wodurch die Lösung
(C) entsteht.
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Die
Lösungen
(A) und (B) werden gemischt. Diese Mischung wird dann mit einem
Homogenisator zu einer O/W-Emulsion (D) gerührt. Die Drehgeschwindigkeit
und die Rührzeit
des Homogenisators werden so eingestellt, dass die Magentafarbstofflösung (A)
in Wasser in Form von Tropfen mit einem mittleren Durchmesser von
etwa 4,5 μm
suspendiert werden.
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Die
Lösung
(C) wird der Emulsion (D) zugesetzt und mit dieser gemischt. Diese
Mischung wird dann bei einer Temperatur von 30°C langsam gerührt. Während des
Rührens
wird der Mischung eine geeignete Menge an wässriger 20 Gew.-%-iger Essigsäurelösung zugegeben,
um den pH-Wert auf einen Bereich von pH 3 bis pH 6 einzustellen.
Die Mischung wird dann, während
sie eine Stunde lang gerührt
wird, auf 60°C
erwärmt, um
so eine Kondensations-Polymerisationsreaktion herbeizuführen, was
zur Entstehung der Mikrokapseln 18 mit einem mittleren
Durchmesser von etwa 5 bis 6 μm
führt.
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Die
Dicke der Hüllenwände der
so hergestellten Mikrokapseln 18 ist so bemessen, dass
die Mikrokapseln 18 gequetscht und gebrochen werden, wenn
sie über
eine Schubkraft einem Druck von mehr als 0,35 MPa ausgesetzt sind.
Die Dicke der Hüllenwand
hängt dabei
hauptsächlich
von der in der wässrigen
Melamin-Formalin-Vorpolymer-Lösung (C)
enthaltenen Melaminmenge ab: je größer die Melaminmenge ist, desto
dicker ist die Hüllenwand.
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Die
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 16T besteht aus einer mit den Symbolen ☐ angedeuteten
cyan-entwickelnden Leukopigment-Komponente und einer mit den Symbolen
X angedeuteten Farbentwicklerkomponente. In dem ersten Ausführungsbeispiel
wird als cyan-entwickelnde Leukopigment-Komponente ☐ Blau-220 verwendet.
Blau-220 hat einen Schmelzpunkt von etwa 147°C, was im Wesentlichen mit einer
Farbentwicklungstemperatur dieser Substanz gleichzusetzen ist. Blau-220
(Produktbezeichnung) bezeichnet 3-(4- Diethylamino-2-methyphenyl)-3-(1-ethyl-2-Mythylindol-3-yl)4-azaphtalid.
Als Farbentwicklerkomponente X wird K-5 verwendet. Obgleich in 1 nicht
dargestellt, enthält
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 16T ferner eine geeignete Menge an
Acetessiganilid, das als Sensibilisierungsmittel dient, um die Farbentwicklungstemperatur
der cyanentwickelnden Leukopigment-Komponente ☐ und den
Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente X einzustellen.
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Zur
Herstellung der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16P wird eine flüssige Verbindung A zubereitet,
deren Zusammensetzung in nachfolgender Tabelle angegeben ist:
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ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 25 Gew.-% Mikrokapseln |
...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 20 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Acetessiganilid |
...
0,5 |
(4)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% PVA |
...
0,5 |
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Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 25 Gew.-% der Mikrokapseln 18 mit
gereinigtem Wasser gemischt werden.
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Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% des Farbentwicklers
K-5 mit gereinigtem Wasser gemischt werden, wobei K-5 ein Pulver
mit einem mittleren Durchmesser von weniger als 1 μm ist.
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Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Acetessiganilid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden,
wobei dieses Sensibilisierungsmittel ebenfalls ein Pulver mit einem
mittleren Durchmesser von weniger als 1 μm ist.
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Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Polyvinylalkohol,
kurz PVA, in gereinigtem Wasser gelöst werden, wobei PVA einen
Polymerisationsgrad von 500 hat.
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Auf
das PET-Blatt 12 wird mit einem Mayer-Stab Nr. 3 mit etwa
1 bis 3 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung
A aufgebracht. Die so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem
Wege getrocknet, wodurch die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht 16P entsteht.
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Der
sogenannte "Mayer-Stab" ist in Fachkreisen
als Stab bekannt, der dazu dient, eine Fläche mit einem verflüssigten
Material zu überziehen.
Dabei ist jedem Mayer-Stab eine Zahl zugeordnet. Je größer die Zahl,
desto dicker ist der Überzug.
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Da
die Farbentwicklerschicht 16P Acetessiganilid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C herabgesetzt.
Der Gehalt an Acetessiganilid kann geeignet variiert werden, um
den Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente X einzustellen. Der Polyvinylalkohol
(PVA) dient als Binder und sorgt dafür, dass die Farbentwicklerkomponente
X und die Mikrokapseln 18 aneinander haften und die Farbentwicklerschicht 16P an
dem PET-Blatt 12 haftet.
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Zur
Herstellung der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16T wird eine wässrige Verbindung B zubereitet,
deren Zusammensetzung in folgender Tabelle angegeben ist:
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ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% Blue-220 |
...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 20 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid |
...
0,5 |
(4)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% PVA |
...
0,5 |
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Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% Blue-220
als cyanentwickelndes Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt
werden, wobei Blue-220 ein Pulver mit einem mittleren Durchmesser
von weniger als 1 μm
ist.
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Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% K-5
als Farbentwickler mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
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Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Stearinsäureamid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden,
wobei auch dieses Sensibilisierungsmittel ein Pulver mit einem mittleren
Durchmesser von weniger als 1 μm
ist.
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Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Polyvinylalkohol
(PVA) mit gereinigtem Wasser gemischt werden, wobei PVA einen Polymerisationsgrad
von 500 hat.
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Auf
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 16T wird unter Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 3 mit etwa 1 bis 3 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung B aufgebracht.
Die so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 16T und damit das Medium 10 entstehen.
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Da
die Farbentwicklerschicht 16T Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und
die Farbentwicklungstemperatur der cyan-entwickelnden Leukopigment-Komponenten
Blue-220 auf etwa 205°C
herabgesetzt.
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2 zeigt
einen Thermodrucker. Dieser Thermodrucker ist als Zeilendrucker
ausgebildet und erzeugt auf dem Medium 10 ein Farbbild.
Mit diesem Thermodrucker kann ein Farbbild mit drei Farben, nämlich Magenta,
Blau und Cyan erzeugt werden, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.
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Der
Drucker hat ein rechtwinkliges Parallelepipedgehäuse 20, das an einer
Deckwand mit einer Eintrittsöffnung 22 und
an einer Seitenwand mit einer Austrittsöffnung 24 versehen
ist. Das Medium 10 wird durch die Eintrittsöffnung 22 in
das Gehäuse 20 eingeführt und
dann aus der Austrittsöffnung 24 ausgestoßen, nach dem
auf ihm ein Farbbild erzeugt worden ist. In 2 ist der
Transportweg 26 des Mediums 10 durch die gestrichelte
Linie dargestellt.
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In
dem Gehäuse 20 legt
eine Führungsplatte 28 einen
Teil des Transportweges 26 des Mediums 10 fest.
An einer Oberfläche
der Führungsplatte 28 ist
ein Thermodruckkopf 30 befestigt. Der Thermodruckkopf 30 ist
als Zeilendruckkopf ausgebildet und erstreckt sich senkrecht zur
Transportrichtung des Mediums 10.
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Wie
in 3 gezeigt, hat der Thermodruckkopf 30 mehrere
Heizelemente oder elektrische Widerstandselemente R1 bis
Rn, von denen nur die Elemente R1, R2 und R3 gezeigt sind. Die Widerstandselemente R1 bis Rn sind fluchtend
in Längsrichtung
des ersten Thermodruckkopfs 30 angeordnet und an eine Treiberschaltung 31 angeschlossen. Über die
Treiberschaltung 31 werden sie entsprechend Farbpixelsignalen,
die auf eine Einzelzeile bezogen sind, wahlweise elektrisch gespeist.
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Wird
eines der Widerstandselemente R1 bis Rn entsprechend einem Magenta-Pixelsignal elektrisch gespeist,
so wird dieses Widerstandselement auf eine Temperatur von 90°C erwärmt. Wird
dagegen eines der Widerstandselemente R1 bis
Rn entsprechend einem Blau-Pixelsignal elektrisch
gespeist, so wird dieses Widerstandselement auf eine Temperatur
von 120°C
erwärmt.
Wird schließlich
eines der Widerstandselemente R1 bis Rn entsprechend einem Cyan-Pixelsignal elektrisch
gespeist, so wird dieses Widerstandselement auf eine Temperatur
von etwa 180°C
erwärmt.
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Wie
in 2 gezeigt, ist dem Thermodruckkopf 30 eine
Druckwalze 32 zugeordnet, die aus einem geeigneten Hartgummimaterial
besteht. Die Druckwalze 32 ist mit einer Federvorspanneinheit 34 versehen, über die
sie mit einem Druck von 1,4 MPa elastisch gegen den Thermodruckkopf 30 gedrückt wird.
Der Druck von 1,4 MPa liegt über
dem kritischen Brechdruck von 0,35 MPa der druckempfindlichen Mikrokapseln 18.
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In 2 ist
eine Schaltkarte 36 gezeigt, die der Steuerung der Druckoperation
des Thermodruckers dient. Eine elektrische Hauptstromquelle 38 dient
der elektrischen Speisung der Schaltkarte 36, welche die Treiberschaltung 31 enthält.
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Während der
Druckoperation rotiert die Druckwalze 32 unter der Steuerung
der Schaltkarte 36 mit einer vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit
im Gegenuhrzeigersinn (vgl. 2), so dass
das in die Eintrittsöffnung 22 eingeführte Medium 10 längs des
Transportweges 26 auf die Austrittsöffnung 24 zu bewegt
wird. Das Medium 10 wird dabei so eingeführt, dass
sich die Farbentwicklerschicht 14 in direktem Kontakt mit
dem Thermodruckkopf 30 befindet.
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Läuft das
Medium 10 zwischen dem Thermodruckkopf 30 und
der Druckwalze 32 hindurch, so ist die Farbentwicklerschicht 14 des
Mediums 10 dem Druck von 1,4 MPa ausgesetzt, den die Widerstandselemente R1 bis Rn des Thermodruckkopfs 30 mit
ihrer Schubkraft erzeugen. So lange noch keines der Widerstandselemente
elektrisch gespeist und damit auf eine Temperatur von mindestens
90°C erwärmt ist,
kann jedoch keines der Widerstandselemente mit seiner Schubkraft
den Druck von 1,4 MPa direkt auf die Mikrokapseln ausüben, da
die Farbentwicklerschicht 14 in fester Phase vorliegt.
Dadurch wird verhindert, dass die Mikrokapseln 18 gebrochen
und gequetscht werden.
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Wird
jedoch eines der Widerstandselemente R1 bis
Rn entsprechend einem Farbpixelsignal elektrisch gespeist,
so wird dieses auf eine Temperatur von mindestens 90°C erwärmt, wodurch
die Farbentwicklerkomponente X durch das Vorhandensein des Sensibilisierungsmittels
(Stearinsäureamid)
thermisch erweicht oder schmilzt. Das erwärmte Widerstandselement dringt
deshalb in die Farbentwicklerschicht 14 ein, wie 4 beispielhaft
zeigt. Die in dem Eindringbereich der Farbentwicklerschicht 14 enthaltenen
druckempfindlichen Mikrokapseln 18 sind so direkt dem Druck
von 1,4 MPa ausgesetzt, den das erwärmte Widerstandseleent über seine
Schubkraft ausübt.
Diese Mikrokapseln 18 werden deshalb gequetscht und gebrochen
und setzen Magentafarbstoff frei.
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Beruht
die Speisung des Widerstandselementes auf dem Magenta-Pixelsignal,
so beträgt
die Heiztemperatur des Widerstandselementes 90°C. Es wird so ein Magentapunkt
auf der Farbentwicklerschicht 14 erzeugt, da die Heiztemperatur
des Heizelementes mit 90°C
geringer als die Farbentwicklungstemperatur von 105°C der cyan-entwickelnden
Leukopigment-Komponente ☐ ist und so nur Magenta entwickelt
wird.
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Sickert
der Magentafarbstoff aus einer gebrochenen Mikrokapsel 18,
so reagiert die in dem Magentafarbstoff enthaltene magenta-entwickelnde
Leukopigment-Komponente
unabhängig
von der Farbentwicklungstemperatur unmittelbar mit dem Farbentwickler,
da das magenta-entwickelnde Leukopigment in dem transparenten Öl (KMC-113)
gelöst
ist.
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Beruht
die Speisung des betreffenden Widerstandselementes auf dem Blau-Pixelsignal, so beträgt die Heiztemperatur
des Widerstandselementes 120°C.
Es wird so ein Blaupunkt auf der Farbentwicklerschicht 14 erzeugt,
da die Heiztemperatur des Widerstandselementes mit 120°C größer als
die Farbentwicklungstemperatur von 105°C der cyan-entwickelnden Leukopigment-Komponente ☐ ist
und so sowohl Magenta als auch Cyan entwickelt werden.
-
Beruht
die Speisung des betreffenden Widerstandselementes auf dem Cyan-Pixelsignal, so wird
das Widerstandselement auf 180°C
erwärmt.
Deshalb sollten eigentlich sowohl Magenta als auch Cyan entwickelt werden,
und dabei aus dem gleichen Grund wie bei der auf dem Blau-Pixelsignal
beruhenden Speisung des Widerstandselementes einen Blaupunkt auf
der Farbentwicklerschicht 14 erzeugen. Überraschenderweise wurde jedoch
herausgefunden, dass die Mikrokapseln 18 nicht gequetscht
und gebrochen wurden, wenn das betreffende Widerstandselement instantan
auf die über
einer kritischen Temperatur liegenden Temperaturen (180°C) erwärmt wurde,
wie nachfolgend erläutert
wird. Da folglich nur Cyan entwickelt wird, wird auf der Farbentwicklerschicht 14 ein
Cyanpunkt erzeugt.
-
Mit
dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker kann auf dem Medium 10 ein Farbbild mit Magentapunkten,
Blaupunkten und Cyanpunkten aufgezeichnet werden. Die Punktgröße, d.h.
der Durchmesser dieser Punkte entspricht der Größe der Widerstandselemente
R1 bis Rn und beträgt etwa
50 bis 100 μm.
-
Das
vorstehend genannte überraschende
Phänomen
wurde unerwarteter Weise in Experimenten gefunden, die der Erfinder
durchgeführt
hat, um Farbentwicklungscharakteristiken verschiedener Farbbilderzeugungsmedien
zu untersuchen.
-
In 5 sind
die Ergebnisse eines solchen von dem Erfinder durchgeführten Experimentes
an Hand eines Graphen gezeigt. In diesem Experiment wurden Bilderzeugungsmedien
versuchsweise unter den gleichen Bedingungen wie das erste Ausführungsbeispiel
des Mediums 10 hergestellt und unter Verwendung des in
den 2 und 3 gezeigten Thermodruckers Farbentwicklungscharakteristiken
für die
Versuchsmedien (10) untersucht. In diesem Experiment wurde
der von den Widerstandselementen R1 bis
Rn auf die Versuchsmedien ausgeübte Druck
diskret in einem Bereich von 0,35 MPa bis 2,8 MPa und die Heiztemperatur
der Widerstandselemente R1 bis Rn diskret in einem Bereich von 55°C bis 200°C variiert.
-
In
dem Graphen nach 5 gibt ein schraffierter Bereich
MA einen Magenta-Entwicklungsbereich,
ein schraffierter Bereich CY einen Cyan-Entwicklungsbereich und ein mit MA/CY
bezeichneter, kreuzschraffierter Überlappungsbereich der beiden
vorstehend genannten Bereiche MA und CY einen Blau-Entwicklungsbereich an.
Beträgt
der Druck 0,35 MPa, so ist der Magenta-Entwicklungsbereich MA als Temperaturbereich
zwischen kritischen Temperaturen T1 und
T2, der Cyan-Entwicklungsbereich CY als
Temperaturbereich oberhalb einer kritischen Temperatur t1 und der Blau-Entwicklungsbereich MA/CY
als Temperaturbereich zwischen den kritischen Temperaturen t1 und T2 definiert.
Die Temperatur T1 beträgt 90°C, die Temperatur T2 165°C und die
Temperatur t1 105°C. Eine kritische Temperatur
T2 entsprechend 200°C ist der Einfachheit halber
als obere Grenze des Cyan-Entwicklungsbereichs festgelegt.
-
Ist
der Druck gleich 0,35 MPa und übersteigt
die Heiztemperatur des Widerstandselementes R1 bis
Rn die kritische Temperatur T2 von
165°C, so
werden die Mikrokapseln 18 nicht gequetscht und gebrochen,
wie aus dem Graphen nach 5 hervorgeht. Selbst wenn der
Druck ausgehend von 0,35 MPa ansteigt, nimmt die kritische Temperatur
ausgehend von 165°C
nur insignifikant zu. Ist die Heiztemperatur des betreffenden Widerstandselementes
größer als
die kritische Temperatur von 165°C,
so ist es also unmöglich,
die Mikrokapseln 18 zu quetschen und zu brechen.
-
Der
Grund dafür,
dass die Mikrokapseln 18 wie vorstehend erläutert, nicht
gequetscht und gebrochen werden, könnte wie folgt erklärt werden:
Wird
das betreffende Widerstandselement auf die kritische Temperatur
von 165°C
erwärmt,
so wird ein Teil der Farbentwicklerschicht 14, auf die
das Heizelement einwirkt, infolge eines Anstiegs der Wärmestrahlung
des erwärmten
Widerstandselementes instantan geschmolzen, wodurch die Verflüssigung
des geschmolzenen Materials erleichtert wird, was wiederum dazu
führt,
dass die Mikrokapseln 18 aus dem Zwischenraum, d.h. der
Berührungsstelle
zwischen dem PET-Blatt 12 und dem betreffenden Widerstandselement
gleiten, ohne gequetscht und gebrochen zu werden. Ansonsten tauchen
die Mikrokapseln 18 in das geschmolzene Material ein, so
dass der Brechdruck nicht in ausreichender Weise auf die eingetauchten
Mikrokapseln 18 ausgeübt werden
kann, so dass diese nicht gequetscht und gebrochen werden.
-
Die
vorstehend genannten verschiedenen Druckparameter des in den 2 und 3 gezeigten Thermodruckers
werden auf Grundlage der in dem Graphen nach 5 gezeigten
Farbentwicklungscharakteristiken festgelegt. So ist der Druck von
1,4 MPa, den die Widerstandselemente R1 bis
Rn auf das Medium 10 ausüben, auf
Grundlage des Graphen nach 5 in geeigneter
Weise gewählt.
Gleiches gilt für
die Temperaturen von 90°C,
120°C und
180°C als
Magenta-, Blau- bzw. Cyan-Entwicklungstemperatur.
-
Um
das vorstehend erläuterte
Phänomen
weitergehend zu studieren, wurden unterschiedliche Arten von Bilderzeugungsmedien
versuchsweise unter Bedin gungen hergestellt, die sich von denen
des Mediums 10 gemäß erstem
Ausführungsbeispiel
unterschieden.
-
In
einem Medium erster Art ist eine Farbentwicklerschicht (14)
dicker ausgebildet als im ersten Ausführungsbeispiel. So wurde eine
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16P) ausgebildet, indem unter Verwendung
eines Mayer-Stabes
Nr. 6 auf ein PET-Blatt (12) die vorstehend genannte wässrige Verbindung
A mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter aufgebracht wurde. Dann wurde
eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem unter Anwendung
eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die vorstehend
genannte wässrige
Verbindung B aufgebracht wurde.
-
Für das Medium
erster Art wurden mit dem in den 2 bis 3 gezeigten
Thermodrucker die Farbentwicklungscharakteristiken untersucht, indem
ein Experiment in gleicher Weise wie oben erläutert durchgeführt wurde.
Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 6 dargestellt.
Entsprechend dem in 5 gezeigten Graphen ist in dem
Graphen nach 6 der Magenta-Entwicklungsbereich
mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich
mit CY bezeichnet.
-
Wie
sich aus einem Vergleich des Graphen nach 6 mit dem
Graphen nach 5 ergibt, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA schmaler, wenn die Farbentwicklerschicht (14) dicker
ausgebildet wird. Die Schmalheit des Magenta-Entwicklungsbereichs MA wird mit der
Tatsache begründet,
dass das Gleiten der Mikrokapseln (18) aus dem Zwischenraum
zwischen dem PET-Blatt (12) und dem betreffenden Widerstandselement
durch den Anstieg der Dicke der Farbentwicklerschicht (14)
weiter vereinfacht wird. Die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA kann also eingestellt werden, indem die Dicke des Farbentwicklerbereichs (14)
variiert wird.
-
In
einem Medium zweiter Art wurde der druck- und wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht
(16P) ein Füllmittel
zugegeben. Als Füllmittel
wurde Aerojiru-200 eingesetzt. AEROJIRU-200 (Produktbezeichnung) bezeichnet
wasserfreies Siliziumdioxid.
-
Eine
Zugabezusammensetzung wurde zubereitet, indem 5 Gew.-% Aerojiru-200
mit gereinigtem Wasser gemischt und 2,0 Gewichtsteile dieser Zugabezusammensetzung
der wässrigen
Verbindung A zugegeben wurden. Auf diese Weise wurde eine wässrige Verbindung
A' zubereitet, die
im Wesentlichen identisch mit der wässrigen Verbindung A ist, abgesehen
davon, dass sie 2,0 Gewichtsteile Zugabezusammensetzung enthält. Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16P) wurde ausgebildet, indem unter
Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 6 auf ein PET-Blatt (12) mit 4 bis 6 g je Quadratmeter
die wässrige
Verbindung A' aufgebracht
wurde. Dann wurde eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem unter Verwendung
des Mayer-Stabes Nr. 6 auf die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung
B aufgebracht wurde. Das Medium zweiter Art ist damit identisch
mit dem Medium erster Art (vgl. 6), abgesehen
davon, dass die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16P) das Füllmittel (Aerojiru-200) enthält.
-
An
dem Medium zweiter Art wurde mit dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker ein Experiment in oben erläuterter Weise durchgeführt, um
die Farberzeugungscharakteristik zu untersuchen. Die Ergebnisse
dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 7 dargestellt,
in dem der Magenta-Entwicklungsbereich mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich
mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich
mit CY bezeichnet ist.
-
Wie
aus dem Vergleich des Graphen nach 7 mit dem
Graphen nach 6 hervorgeht, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA aufgeweitet, wenn der druck- und wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht
(16P) das Füllmittel
(Aerojiru-200) zugegeben wird. Die vergrößerte Breite des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA wird dadurch erklärt,
dass durch die Zugabe des Füll mittels
(Aerojiru-200) in die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) die Mikrokapseln (18) daran gehindert sind,
aus dem Zwischenraum zwi schen dem PET-Blatt (12) und dem
betreffenden Widerstandselement zu gleiten. Die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA kann also dadurch eingestellt werden, dass der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht (16P) das Füllmittel zugegeben wird.
-
In
einem Medium dritter Art wurden die vorstehend genannten Mikrokapseln 18,
die einen mittleren Durchmesser von 5 bis 6 μm haben, durch druckempfindliche
Mikrokapseln mit einem mittleren Durchmesser von etwa 3 μm ersetzt.
Diese Mikrokapseln mit einem mittleren Durchmesser von etwa 3 μm wurden
so ausgebildet, dass sie gequetscht und gebrochen werden, wenn sie über eine
Schubkraft dem Druck von mehr als etwa 0,35 MPa ausgesetzt werden.
-
Es
wurde eine wässrige
Verbindung A" zubereitet,
die abgesehen davon, dass die Mikrokapseln einen mittleren Durchmesser
von etwa 3 μm
haben, identisch mit der wässrigen
Verbindung A ist. Eine druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) wurde ausgebildet, indem unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf
ein PET-Blatt (12) die wässrige Verbindung A" aufgebracht wurde.
Dann wurde eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem unter Verwendung
eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) mit etwa 4 bis 6 je Quadratmeter die wässrige Verbindung
B aufgebracht wurde. Das Medium dritter Art ist also identisch mit
dem Medium erster Art (vgl. 6), abgesehen
davon, dass die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht Mikrokapseln enthält, deren mittlerer Durchmesser
etwa 3 μm
beträgt.
-
An
dem Medium dritter Art wurden die Farbentwicklungscharakteristiken
unter Verwendung des in den 2 und 3 gezeigten
Thermodruckers untersucht, indem ein Experiment in oben erläuterter
Weise durchgeführt
wurde. Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 8 dargestellt,
in dem der Magenta-Entwicklungsbereich mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich
mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich mit CY bezeichnet ist.
-
Wie
aus dem Vergleich des Graphen nach 8 mit dem
Graphen nach 6 hervorgeht, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA schmaler, wenn der mittlere Durchmesser der Mikrokapseln verkleinert wird.
Dieses Schmalerwerden des Magenta-Entwicklungsbereichs MA wird mit
der Tatsache erklärt,
dass mit Abnahme des mittleren Durchmessers der Mikrokapseln das
Gleiten der Mikrokapseln aus dem Zwischenraum zwischen dem PET-Blatt
(12) und dem betreffenden Widerstandselement weiter erleichtert
wird. Die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA kann also eingestellt werden, indem der mittlere Durchmesser der
druckempfindlichen Mikrokapseln (18) variiert wird.
-
In
einem Medium vierter Art wurde das PET-Blatt (12) durch
ein gestrichenes Papier (Streichpapier, beschichtetes Papier) ersetzt.
Dieses gestrichene Papier hat eine Dicke von 0,072 mm und einen
Bekk-Glättegrad
von mehr als 1000. Eine druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) wurde ausgebildet, indem unter Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 6 auf das gestrichene Papier mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter
die wässrige
Verbindung A aufgebracht wurde. Dann wurde eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem unter Verwendung
eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung B aufgebracht wurde.
Das Medium vierter Art ist damit identisch mit dem Medium erster
Art (vgl. 6), abgesehen davon, dass das
PET-Blatt (12) durch das gestrichene Papier ersetzt ist.
-
An
dem Medium vierter Art wurden mit dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker die Farbentwicklungscharakteristiken untersucht, indem
im Wesentlichen in gleicher Weise wie oben erläutert ein Experiment durchgeführt wurde,
wobei jedoch der von den Widerstandselementen R1 bis
Rn auf das Medium vierter Art ausgeübte Druck
diskret in einem Bereich von 0,7 MPa bis 4,2 MPa variiert wurde.
Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 9 dargestellt,
in dem der Magenta-Entwicklungsbereich mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich
mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich mit CY dargestellt ist.
-
Wie
aus dem Vergleich des Graphen nach 9 mit dem
Graphen nach 6 hervorgeht, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA schmaler, wenn das PET-Blatt
(12) durch das gestrichene Papier ersetzt wird. Dies wird
damit begründet,
dass das gestrichene Papier weicher als das PET-Blatt (12)
ist. Wegen der Weichheit des gestrichenen Papiers kann der Brechdruck
nicht in ausreichenden Maße
auf die Mikrokapseln (18) einwirken. Durch geeignete Wahl
des Materials des blattförmigen
Substrats (12) kann also die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA eingestellt werden.
-
In
einem Medium fünfter
Art wurden druckempfindliche Mikrokapseln verwendet, deren Hüllenwände dünner als
die der vorstehend genannten Mikrokapseln 18 sind. Diese
Mikrokapseln wurden im wesentlichen in der Weise hergestellt, wie
es oben erläutert
wurde. Jedoch wurde der Melamingehalt in der wässrigen Melamin-Formalin-Vorpolymer-Lösung (C)
von 14 g auf 11,2 g verringert. Die Mikrokapseln sind so verglichen
mit den Mikrokapseln 18 leichter brechbar.
-
Es
wurde eine wässrige
Verbindung A''' zubereitet, die identisch mit der wässrigen
Verbindung A ist, abgesehen davon, dass die Mikrokapseln verglichen
mit den oben genannten Mikrokapseln 18 leichter brechbar
sind. Eine druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16P) wurde ausgebildet, indem unter
Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf ein gestrichenes Papier
mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung A''' aufgebracht
wurde. Dann wurde eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem unter Verwendung
eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf der druck- und wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht
(16P) mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung
B aufgebracht wurde. Das gestrichene Papier hat eine Dicke von 0,072
mm und einen Bekk-Glättegrad
von mehr als 1000. Das Medium fünfter
Art ist identisch mit dem Medium vierter Art (vgl. 9),
abgesehen davon, dass die druck- und wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
(16P) Mikrokapseln enthält,
die verglichen mit den oben genannten Mikrokapseln 18 leichter
brechbar sind.
-
An
dem Medium fünfter
Art wurden die Farbentwicklungscharakteristiken unter Verwendung
der in den 2 und 3 gezeigten
Thermodruckers untersucht, indem ein Experiment im Wesentlichen
in gleicher Weise wie oben erläutert
durchgeführt
wurde, abgesehen davon, dass der von den Widerstandselementen R1 bis Rn auf das
Medium fünfter
Art ausgeübte
Druck diskret in einem Bereich von 0,7 MPa bis 4,2 MPa variiert wurde.
Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 10 dargestellt,
in dem der Magenta-Entwicklungsbereich mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich
mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich mit CY bezeichnet ist.
-
Wie
ein Vergleich des Graphen nach 10 mit
dem Graphen nach 9 zeigt, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA erweitert, wenn die betreffenden Mikrokapseln leichter brechbar
als die oben genannten Mikrokapseln 18 sind. Die Tatsache,
dass der Magenta-Entwicklungsbereich MA in seiner Breite zugenommen
hat, wird dadurch erklärt,
dass die betreffenden Mikrokapseln leichter brechbar als die oben
genannten Mikrokapseln 18 sind. Durch Variieren der Hüllenwanddicke
der druckempfindlichen Mikrokapseln ist es also möglich, die
Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs MA einzustellen.
-
In
einem Medium sechster Art wurde an Stelle eines PET-Blattes (12)
ein gestrichenes Papier verwendet. Das gestrichene Papier hat eine
Dicke von 0,072 mm und einen Bekk-Glättegrad von 300 bis 400. Eine druck-
und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16P) wurde ausgebildet, indem unter
Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6 auf das gestrichene Papier mit
etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung A aufgebracht
wurde. Es wurde dann eine wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht (16T) ausgebildet, indem auf die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6
mit etwa 4 bis 6 g die wässrige
Verbindung B aufgebracht wurde. Das Medium sechster Art ist identisch
mit dem Medium vierter Art (vgl. 9), abgesehen
davon, dass das gestrichene Papier mit dem Bekk-Glättegrad
von mehr als 1000 durch das gestrichene Papier mit einem Bekk-Glättegrad
von 300 bis 400 ersetzt ist, d.h. das verwendete Papier eine größere Oberflächenrauhigkeit
als das in dem Medium vierter Art verwendete Papier hat.
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An
dem Medium sechster Art wurden mit dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker die Farbentwicklungscharakteristiken untersucht, indem
im Wesentlichen in gleicher Weise wie oben erläutert ein Experiment durchgeführt wurde,
abgesehen davon, dass der von den Widerstandselementen R1 bis Rn auf das Medium
vierter Art ausgeübte
Druck diskret in einem Bereich von 0,7 MPa bis 4,2 MPa variiert
wurde. Die Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 11 dargestellt,
in dem der Magenta-Entwicklungsbereich mit MA, der Blau-Entwicklungsbereich
mit MA/CY und der Cyan-Entwicklungsbereich mit CY bezeichnet ist.
-
Wie
ein Vergleich des Graphen nach 11 mit
dem Graphen nach 9 zeigt, wird der Magenta-Entwicklungsbereich
MA erweitert, wenn an Stelle eines gestrichenen Papiers mit glatter
Oberfläche
ein gestrichenes Papier mit rauer Oberfläche verwendet wird. Es ist
davon auszugehen, dass die vergrößerte Breite des
Magenta-Entwicklungsbereichs MA aus der Tatsache resultiert, dass
die Mikrokapseln durch die raue Oberfläche des Papiers daran gehindert
sind, aus dem Zwischenraum zwischen dem PET-Blatt und dem betreffenden
Widerstandselement zu gleiten. Die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA kann also eingestellt werden, indem die Oberflächenrauhigkeit
des blattförmigen
Substrats variiert wird.
-
Zusammenfassend
kann also festgestellt werden, dass die Ausdehnung des Magenta-Entwicklungsbereichs
MA durch Auswahl und Variation mindestens eines der folgenden Parameter
reguliert werden kann: Dicke der Farbentwicklerschicht 14;
in der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16P enthaltene Menge an Füllmittel;
mittlerer Durchmesser der druckempfindlichen Mikrokapseln 18;
Material des blattförmigen
Substrats 12; Hüllenwandfestigkeit
der druckempfindlichen Mikrokapseln 18; Oberflächenrauhigkeit des
blattförmigen
Substrats 12.
-
In
dem ersten Ausführungsbeispiel
unterliegt das cyan-entwickelnde Leukopigment, das zur Ausbildung
der Farbentwicklerschicht 14 verwendet wird, beträchtlichen
Einschränkungen,
da die cyan-entwickelnde Leukopigment-Komponente eine Farbentwicklungstemperatur
von 105°C
aufweisen muss, damit die Farbentwicklerschicht 14 die
in dem Graphen nach 5 gezeigte Farbentwicklungscharakteristik
hat. Dagegen kann das magenta-entwickelnde Leukopigment, das in
den Mikrokapseln 18 verwendet wird, im Wesentlichen ohne jede
Einschränkung
ausgewählt
werden. In dem erläuterten
Ausführungsbeispiel
basiert der in den Mikrokapseln 18 eingekapselte Magentafarbstoff
auf Red-3. Es kann jedoch auch ein magenta-entwickelndes Leukopigment
anderer Art eingesetzt werden, das den gewünschten Farbton aufweist.
-
Als
in den Mikrokapseln 18 eingekapselter Farbstoff kann an
Stelle eines Leukopigments auch ein anderes Pigment verwendet werden,
vorausgesetzt, die Hüllenwände der
Mikrokapseln 18 sind weiß gefärbt. In diesem Fall kann der
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwickler 16P als Binderschicht ausgebildet sein,
in der die Mikrokapseln gleichmäßig verteilt
sind und die aus einem geeigneten Wachsmaterial mit einem niedrigen
Schmelzpunkt von etwa 90°C
besteht.
-
12 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums 40.
Das Medium 40 besteht aus einem Blatt gestrichenen Papiers 42 und
einer darauf aufgebrachten Farbentwicklerschicht 44. Das
Papierblatt 42 hat eine Dicke von 0,072 mm und einen Bekk-Glättegrad
von 400. Die Farbentwicklerschicht 44 hat einen Doppelschichtaufbau
mit einer auf dem Papierblatt 42 aufgebrachten druck- und
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 46P und einer darauf aufgebrachten
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 46T.
-
Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46P ist als wärmeempfindliche Schicht ausgebildet,
in der mehrere druckempfindliche Mikrokapseln 48 gleichmäßig verteilt
sind. Die wärmeempfindliche Schicht
besteht dabei aus einer mit den Symbolen Δ angedeuteten schwarz-entwickelnden
Leukopigment-Komponente
und einer mit den Symbolen X angedeuteten Farbentwicklerkomponente.
Als schwarz-entwickelnde Leukopigment-Komponente Δ wird ETAC
eingesetzt. ETAC hat einen Schmelzpunkt von etwa 208°C, der im
Wesentlichen mit der Farbentwicklungs temperatur dieser Substanz
gleichgesetzt werden kann. ETAC (Produktbezeichnung) bezeichnet
C36 H30 N2 O3. Als Farbentwicklerkomponente
X wird K-5 verwendet. Obgleich in 12 nicht
dargestellt, enthält
die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46P eine geeignete Menge an Stearinsäureamid,
das als Sensibilisierungsmittel dient, um die Farbentwicklungstemperaturen
der schwarz-entwickelnden Leukopigment-Komponente Δ und der
Farbentwicklerkomponente X einzustellen.
-
Die
druckempfindlichen Mikrokapseln 48 sind im Wesentlichen
identisch mit den in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten
Mikrokapseln 18. Die Mikrokapseln 48 sind mit
Magentatinte oder -farbstoff gefüllt,
der aus KMC-113 und Red-3 besteht. Sie sind so ausgebildet, dass
sie gequetscht und gebrochen werden, wenn sie über eine entsprechende Schubkraft
dem Druck von mehr als etwa 0,35 MPa ausgesetzt werden.
-
Die
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46T besteht aus einer mit den Symbolen
O angedeuteten smaragdgrün-entwickelnden
Leukopigment-Komponente
und einer mit den Symbolen X angedeuteten Farbentwicklerkomponente.
Als smaragdgrün-entwickelnde
Leukopigment-Komponente O wird GREEN-118 vervendet. GREEN-118 hat
einen Schmelzpunkt von etwa 243°C,
der im Wesentlichen mit der Farbentwicklungstemperatur dieser Substanz
gleichzusetzen ist. GREEN-118 (Produktbezeichnung) bezeichnet 3,6,6'-Tris(dimethyloamino)spiro[fluoren-9,
3'phtalid]. Als
Farbentwicklerkomponente X wird K-5 verwendet. Obgleich in 12 nicht
dargestellt, enthält
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46T eine geeignete Menge an Stearinsäureamid,
das als Sensibilisierungsmittel zum Einstellen der Farbentwicklungstemperatur der
smaragdgrün-entwickelnden
Leukopigment-Komponente O und des Schmelzpunktes der Farbentwicklerkomponente
X dient.
-
Zur
Herstellung der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht
46P wird eine wässrige Verbindung C zubereitet,
deren Zusammensetzung in folgender Tabelle angegeben ist:
ZUSAMMENSETZUNGEN | GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 25 Gew.-% Mikrokapseln | ...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% ETAC | ...
1,0 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 20 Gew.-% K-5 | ...
1,0 |
(4)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid | ...
0,5 |
(5)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% PVA | ...
0,5 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 25 Gew.-% der Mikrokapseln 48 mit
gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% ETAC als schwarzentwickelndes
Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt werden, wobei ETAC
ein Pulver mit einem mittleren Durchmesse von weniger als 1 μm ist.
-
Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% von K-5 als
Farbentwickler mit gereinigtem Wasser zubereitet werden.
-
Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Stearinsäureamid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden,
wobei dieses Sensibilisierungsmittel ein Pulver mit einem mittleren
Durchmesser von weniger als 1 μm
ist.
-
Die
Zusammensetzung (5) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Polyvinylalkohol
(PVA) in gereinigtem Wasser gelöst
werden, wobei PVA einen Polymerisationsgrad von 500 hat.
-
Auf
das gestrichene Papier 42 wird unter Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 6 mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung A aufgebracht.
Die so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
sich die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46P bildet.
-
Da
die Farbentwicklerschicht 46P Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und
die Farbentwicklungstemperatur des schwarz-entwickelnden Leukopigments
ETAC auf etwa 180°C
herabgesetzt.
-
Zur
Herstellung der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht
46T wird eine wässrige Verbindung D zubereitet,
deren Zusammensetzung in folgender Tabelle angegeben ist:
ZUSAMMENSETZUNGEN | GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% GREEN-118 | ...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 20 Gew.-% K-5 | ...
1,0 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid | ...
0,5 |
(4)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% PVA | ...
0,5 |
-
Die
wässrige
Verbindung D ist im wesentlichen identisch mit der wässrigen
Verbindung B, abgesehen davon, dass die Zusammensetzung (1) durch
Mischen von 17 Gew.-% GREEN-118 als smaragdgrün-entwickelndes Leukopigment
mit gereinigtem Wasser zubereitet wird, wobei GREEN-118 ein Pulver
mit einer mittleren Durchmesser von weniger als 1 μm ist.
-
Auf
die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46P wird unter Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 6 mit etwa 4 bis 6 g je Quadratmeter die wässrige Verbindung D aufgebracht.
Die so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
sich die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46T und schließlich das Bilderzeugungsmedium 40 ausbildet.
-
Da
die Farbentwicklerschicht 46T Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und
die Farbentwicklungstemperatur der smaragdgrün-entwickelnden Leukopigment-Komponente
GREEN-118 auf etwa 105°C
herabgesetzt.
-
An
dem Medium 40 wurde mit dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker ein Experiment durchgeführt, um die Farbentwicklungscharakteristiken
zu untersuchen. In diesem Experiment wurde der von den Widerstandselementen
R1 bis Rn auf das
Medium 40 ausgeübte
Druck diskret in einem Bereich von 0,35 MPa bis 2,8 MPa und die
Heiztemperatur der Widerstandselemente diskret in einem Bereich
von 80°C
bis 200°C
variiert.
-
Die
Ergebnisse dieses Experimentes sind in dem Graphen nach 13 dargestellt.
In diesem Graphen gibt ein schraffierter Bereich MA einen Magenta-Entwicklungsbereich,
ein schraffierter Bereich EG einen Smaragdgrün-Entwicklungsbereich, ein durch die Überlappung
der beiden Bereiche MA und EG gebildeter kreuzschraffierter Bereich
MA/EG einen Dunkelblau-Entwicklungsbereich
und ein kreuzschraffierter Bereich BK einen Schwarz-Entwicklungsbereich
an. Bei einem Druck von 0,5 MPa ist der Magenta-Entwicklungsbereich MA als Temperaturbereich
zwischen kritischen Temperaturen TT1 und
TT2, der Smaragdgrün-Entwicklungsbereich EG als
Temperaturbereich oberhalb einer kritischen Temperatur tt1, der Dunkelblau-Entwicklungsbereich MA/EG als Temperaturbereich
zwischen den kritischen Temperaturen tt1 und
TT2 und der Schwarz-Entwicklungsbereich
BK als kritischer Temperaturbereich oberhalb der kritischen Temperatur
tt2 festgelegt.
-
Die
Temperatur TT1 ist gleichzusetzen mit dem
Schmelzpunkt von 95°C
der Farbentwicklerkomponente X. Die Temperatur TT2 ist
gleichzusetzen mit einer kritischen Temperatur von 110°C, bei der
die Mikrokapseln 48 bei einem Druck von 0,35 MPa nicht
gequetscht und gebrochen werden. Die Temperatur tt1 ist
gleichzusetzen mit der Farbentwicklungstemperatur von 105°C der smaragdgrünentwickelnden
Leukopigment-Komponente O. Die Temperatur tt2 ist
gleichzusetzen mit der Farbentwicklungstemperatur von 180°C der schwarz-entwickelnden
Leukopigment-Komponente Δ.
-
Mit
dem in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker kann so auf der Farbentwicklerschicht 44 des
Mediums 40 ein Farbbild mit den vier Farben Magenta, Dunkelblau,
Smaragdgrün
und Schwarz aufgezeichnet werden. Beträgt der von den Widerstandselementen
R1 bis Rn auf das
Medium 40 ausgeübte
Druck 1,4 MPa, so können
die Temperaturen TT1 und TT2 als
Magenta-Entwicklungstemperatur
bzw. Dunkelblau-Entwicklungstemperatur und geeigneten Temperaturen
von 165°C
und 200°C
als Smaragdgrün-Entwicklungstemperatur
bzw. Schwarz-Entwicklungstemperatur gewählt werden.
-
Es
ist also erforderlich, den in den 2 und 3 gezeigten
Thermodrucker etwas zu modifizieren, um ein Farbbild auf der Farbentwicklerschicht 44 des
Mediums 40 auszubilden und aufzuzeichnen. Wird eines der
Widerstandselemente R1 bis Rn entsprechend
einem Magenta-Pixelsignal gespeist, so wird dieses Widerstandselement
auf eine Temperatur von 95°C
erwärmt.
Wird dagegen eines der Widerstandselemente R1 bis Rn entsprechend einem Dunkelblau-Pixelsignal
gespeist, so wird dieses Widerstandselement auf eine Temperatur
von 110°C
erwärmt.
Wird eines der Widerstandselemente R1 bis
Rn entsprechend einem Smaragdgrün-Pixelsignal
gespeist, so wird es auf eine Temperatur von etwa 165°C erwärmt. Wird
schließlich
eines der Widerstandselemente R1 bis Rn entsprechend einem Schwarz-Pixelsignal
gespeist, so wird es auf eine Temperatur von etwa 200°C erwärmt.
-
Läuft das
Medium 40 zwischen dem Thermodruckkopf 30 und
der Druckwalze 34 hindurch, so wird die Farbentwicklerschicht 44 entsprechend
dem ersten Ausführungsbeispiel
dem Druck von 1,4 MPa ausgesetzt, den die Widerstandselemente R1 bis Rn des Thermodruckkopfs 30 mit
ihrer Schubkraft ausüben.
So lange jedoch keines der Widerstandselemente elektrisch gespeist
und damit auf eine Temperatur von mindestens 95°C erwärmt wird, so können die
Widerstandselemente mit ihrer Schubkraft den Druck von 1,4 MPa nicht
auf die Mikrokapseln 48 ausüben, da die Farbentwicklerschicht 44 in
fester Phase vorliegt. So wird verhindert, dass die Mikrokapseln 48 gequetscht
und gebrochen werden.
-
Wird
jedoch eines der Widerstandselemente R1 bis
Rn entsprechend einem Farbpixelsignal gespeist, so
wird dieses Widerstandselement auf eine Temperatur von mindestens
95°C erwärmt, wodurch
die Farbentwicklerkomponente X infolge des vorhandenen Sensibilisierungsmittels
thermisch aufweicht oder schmilzt. Das erwärmte Widerstandselement dringt
so in die Farbentwicklerschicht 44 ein. Da nun die in dem
Eindringbereich der Farbentwicklerschicht 44 enthaltenen
Mikrokapseln 48 direkt dem Druck von 1,4 MPa ausgesetzt sind,
den das erwärmte
Widerstandselement mit seine Schubkraft ausübt, werden sie gequetscht und
gebrochen, wodurch sie den Magentafarbstoff freisetzen.
-
Beruht
die Speisung des Widerstandselementes auf dem Magenta-Pixelsignal,
so beträgt
die Heiztemperatur des Widerstandselementes 95°C. Es wird so ein Magentapunkt
auf der Farbentwicklerschicht 44 erzeugt, da die Heiztemperatur
des Widerstandselementes mit 95°C
unter den beiden Farbentwicklungstemperaturen von 105°C und 180°C der Leukopigment-Komponenten
X bzw. Δ liegt
und so nur Magenta entwickelt wird.
-
Beruht
die Speisung des Widerstandselementes auf dem Dunkelblau-Pixelsignal,
so beträgt
die Heiztemperatur des Widerstandselementes 105°C. Es wird so ein Dunkelblaupunkt
auf der Farbentwicklerschicht 44 erzeugt, da die Heiztemperatur
des Widerstandselementes mit 105°C über der
Farbentwicklungstemperatur von 105°C der Leukopigment-Komponente
O liegt und so sowohl Magenta als auch Smaragdgrün entwickelt werden.
-
Beruht
die Speisung des Widerstandselementes auf dem Smaragdgrün-Pixelsignal, so beträgt die Heiztemperatur
des Widerstandselementes 165°C.
Es wird so ein Smaragdgrünpunkt
auf der Farbentwicklerschicht 45 erzeugt, da die Mikrokapseln 48 aus
oben genannten Gründen
nicht gequetscht und gebrochen werden und so nur Smaragdgrün entwickelt
wird.
-
Beruht
die Speisung des Widerstandselementes auf dem Schwarz-Pixelsignal,
so beträgt
die Heiztemperatur des Widerstandselementes 200°C. Es wird so ein Schwarzpunkt
auf der Farbentwicklerschicht 44 erzeugt, da die Heiztemperatur
des Widerstandselementes mit 200°C über der
Farbentwicklungstemperatur von 180° der smaragdgrün-entwickelnden
Leukopigment-Komponente O liegt und so Schwarz entwickelt wird.
Bei einer Heiztemperatur des Widerstandselementes von 200°C wird zwar
auch Smaragdgrün
entwickelt, dieses jedoch von Schwarz absorbiert.
-
14 zeigt
eine Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels.
In 14 sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen
und Symbolen und ähnliche
Merkmale mit gestrichenen Bezugszeichen versehen.
-
In
dem abgewandelten Ausführungsbeispiel
besteht ein Farbbilderzeugungsmedium 40' aus einem Blatt gestrichenen Papiers 42 und
einer darauf aufgebrachten Farbentwicklerschicht 44'. Die Farbentwicklerschicht 44' hat entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel
einen Doppelschichtaufbau, bei dem eine wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht 46T' direkt auf
dem Papierblatt 42 und eine druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 46P' direkt
darauf ausgebildet ist. In dem zweiten Ausführungsbeispiel enthalten die
Farbentwicklerschichten 46P und 46T die schwarz-entwickelnde
Leukopigment-Komponente Δ bzw.
die smaragdgrün-entwickelnde
Leukopigment-Komponente O. In den Farbentwicklerschichten 46P' und 46T' ist die Leukopigment-Komponente
O durch die Leukopigment-Komponente Δ bzw. die Leukopigment-Komponente Δ durch die
Leukopigment-Komponente O ersetzt.
-
Das
modifizierte Medium 40' hat
im Wesentlichen die gleichen Farbentwicklungscharakteristiken, wie sie
in dem Graphen nach 13 dargestellt sind. Mit dem
in den 2 und 3 gezeigten Thermodrucker kann
somit im Wesentlichen in gleicher Weise wie dies oben erläutert wurde
ein Farbbild aufgezeichnet werden.
-
Die
verschiedenen Änderungen
und Modifikationen des ersten Ausführungsbeispiels können, sofern sinnvoll,
auch auf das zweite Ausführungsbeispiel
und dessen Abwandlung angewendet werden.
-
In
den oben erläuterten
Ausführungsbeispielen
hat die Farbentwicklerschicht 14, 44, 44' einen Doppelschichtaufbau.
Sie kann jedoch auch einen Einschichtaufbau haben. Zum Ausbilden
der Farbentwicklerschicht 44 in einem Einschichtaufbau werden
die wässrigen
Verbindungen C und D in einem Verhältnis von 1:1 gemischt und
das Papierblatt 42 mit etwa 5 bis 7 g je Quadratmeter mit
der wässrigen
Mischung überzogen. Die
so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
sich die einschichtig aufgebaute Farbentwicklerschicht ausbildet.
-
Wird
dagegen im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels Schwarz entwickelt,
so kann die Farbentwicklerschicht 44 einen Dreischichtaufbau
haben. So kann beispielsweise in dem zweiten Ausführungsbeispiel
die Farbentwicklerschicht 44 aus einem ersten Schichtteil
entsprechend der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 46T' (vgl. 14),
einem zweiten Schichtteil entsprechend der wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht 46T (vgl. 12)
und einem dritten Schichtteil entsprechend der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 16P (vgl. 1) bestehen.
In diesem Fall werden der erste, der zweite und der dritte Schichtteil
vorzugsweise nacheinander auf dem Papierblatt 42 ausgebildet,
wobei die jeweiligen Schichtteile erzeugt werden, indem die entsprechende
wässrige
Verbindung mit etwa 2 bis 4 g je Quadratmeter aufgebracht wird.
-
15 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums, das
so ausgebildet ist, dass auf ihm ein Vollfarbbild erzeugt werden
kann. Das Bilderzeugungsmedium 50 besteht aus einem geeigneten
transparenten, blattförmigen
Substrat 52, einer auf einer Fläche des Substrats 52 aufgebrachten
druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54P, einer auf der anderen Fläche des Substrats 52 aufgebrachten
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54T und einer Reflexionsschicht 56, die
auf der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54T aufgebracht ist.
-
Das
Substrat 52 ist ein Blatt aus Polyethylenterephthalat (PET)
mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 μm. Das transparente PET-Blatt 52 dient
nicht nur als Substrat zum Ausbilden der Farbentwicklerschichten 54P und 54T,
sondern auch als wärmeisolierende
Schicht, die die beiden Farbentwicklerschichten 54P und 54T thermisch
voneinander isoliert.
-
Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54P ist eine wärmeempfindliche Schicht, in der
mehrere druckempfindliche Mikrokapseln 58 gleichmäßig verteilt
sind und die aus einer durch die Symbole ☐ angedeuteten
cyanentwickelnden Leukopigment-Komponente und einer durch die Symbole
X angedeuteten Farbentwicklerkomponente besteht. Als cyan-entwickelnde
Leukopig☐ wird NC-Blue-3 verwendet. NC-Blue-3 hat einen
Schmelzpunkt von etwa 190°C,
der im Wesentlichen mit der Farbentwicklungstemperatur dieser Substanz
gleichzusetzen ist. NC-Blue-3 (Produktbezeichnung) bezeichnet C29 H30 N2 O2. Als Farbentwicklerkomponente X wird K-5
verwendet. Obgleich in 15 nicht dargestellt, enthält die druck-
und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54 eine geeignete Menge an Stearinsäureamid,
das als Sensibilisierungsmittel zum Einstellen der Farbentwicklungstemperatur
der cyan-entwickelnden Leukopigment-Komponente ☐ und des
Schmelzpunktes der Farbentwicklerkomponente X dient.
-
Die
druckempfindlichen Mikrokapseln 58 sind im Wesentlichen
identisch mit den oben genannten Mikrokapseln 18, davon
abgesehen, dass sie einen mittleren Durchmesser von etwa 3 bis 4 μm haben und
so ausgebildet sind, dass sie bei einem über eine Schubkraft ausgeübten Druck
von mehr als 0,5 MPa gequetscht und gebrochen werden. Die Mikrokapseln 58 sind
mit Magentatinte oder -farbstoff gefüllt, der aus KMC-113 und Red-3
besteht, und können
nach dem oben ge- nannten in-situ-Polymerisationsverfahren gefertigt
werden.
-
Die
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54T besteht aus einer durch die Symbole ☐ dargestellten
gelb-entwickelnden Leukopigment-Komponente und einer durch die Symbole
X dargestellten Farbentwicklerkomponente. Als gelbentwickelnde Leukopigment-Komponente ☐ wird
I-3R verwendet. I-3R hat einen Schmelzpunkt von 170°C, der im
Wesentlichen mit der Farbentwicklungstemperatur dieser Substanz
gleichzusetzen ist. I-3R (Produktbezeichnung) bezeichnet ein Chinazolin-Verbindung.
Als Farbentwicklerkomponente X wird K-5 verwendet. Obgleich in 15 nicht
gezeigt, enthält
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54T auch eine geeignete Menge an
Stearinsäureamid,
das als Sensibilisierungsmittel zum Einstellen der Farbentwicklungstemperatur
der gelb entwickelnden Leukopigment-Komponente O und des Schmelzpunktes
der Farbentwicklerkomponente X dient.
-
Zur
Herstellung der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54P wird eine wässrige Verbindung E zubereitet,
deren Zusammensetzung in folgender Tabelle angegeben ist:
-
ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 25 Gew.-% Mikrokapseln |
...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% NC-Blue-3 |
...
0,5 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% K-5 |
...
1,5 |
(4)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid |
...
0,5 |
(5)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% Polyester |
...
0,5 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 25 Gew.-% der Mikrokapseln 58 mit
gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% NC-Blue-3 als
cyanentwickelndes Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt werden,
wobei NC-Blue-3 ein Pulver mit einem mittleren Durchmesser von weniger
als 1 μm
ist.
-
Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% K-5 als Farbentwickler
mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Stearinsäureamid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (5) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Gabusen ES-901A
(Produktbezeichnung wasserlösliches
Polyester) in gereinigtem Wasser gelöst werden. Gabusen ES- 901A
kann von TEIKOKU CHEMICAL K.K. bezogen werden.
-
Auf
eine Fläche
des transparenten PET-Blattes 52 wird unter Verwendung
eines Mayer-Stabes Nr. 8 die wässrige
Verbindung E mit etwa 4 bis 5 g je Quadratmeter aufgebracht. Die
so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54P entsteht. Gabusen ES-901A dient
dabei als Binder, der dafür
sorgt, dass die Farbentwicklerkomponente X, die cyan-entwickelnde
Leukopigment-Komponente ☐ und die Mikrokapseln 58 aneinander
haften und die Farbentwicklerschicht 54P an dem PET-Blatt 52 haftet.
Die so hergestellte Farbentwicklerschicht 54P ist infolge
des Einsatzes von Gabusen ES-901A transluzent oder transparent.
-
Da
die Farbentwicklerschicht 54P Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und
die Farbentwicklungstemperatur durch die cyan-entwickelnde Leukopigment-Komponente
NC-Blue-3 auf etwa 140°C
herabgesetzt.
-
Zur
Herstellung der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54T wird eine wässrige Verbindung F zubereitet,
deren Zusammensetzung in folgender Tabelle angegeben ist:
-
ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% I-3R |
...
0,5 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid |
...
0,5 |
(4)
wässrige
Lösung
mit 10 Gew.-% PVA |
...
0,5 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% I-3R als gelbentwickelndes
Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt werden, wobei I-3R ein Pulver mit
einem mittleren Durchmesser von weniger als 1 μm ist.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% K-5 als Farbentwickler
mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Stearinsäureamid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 10 Gew.-% Polyvinylalkohol
(PVA) in gereinigtem Wasser gelöst
werden, wobei PVA einen Polymerisationsgrad von 500 hat.
-
Auf
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54T wird unter Verwendung eines Mayer-Stabes
Nr. 6 die wässrige
Verbindung F mit etwa 3 bis 5 g je Quadratmeter aufgebracht. Die
so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 54T entsteht. Die so hergestellte
Farbentwicklerschicht 54T ist infolge des Einsatzes des
Polyvinylalkohols (PVA) weiß.
-
Da
die Farbentwicklerschicht 54T Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und
die Farbentwicklungstemperatur der gelb-entwickelnden Leukopigment-Komponenten
I-3R auf etwa 140°C
herabgesetzt.
-
Nachdem
die Farbentwicklerschicht 54T vollständig getrocknet ist, wird auf
ihr die Reflexionsschicht 56 ausgebildet. Die Reflexionsschicht 56 wird
beispielsweise als Polyethylenterephthalat-Film (PET) mit einer Dicke
von 6 μm
ausgebildet. Der PET-Film ist dabei vorzugsweise weiß gefärbt. Der
PET-Film kann auf thermischem Wege in Haftung an die Farbentwicklerschicht 54T gebracht
werden, indem die Farbentwicklerkomponente X bei einer Temperatur
von etwa 80 bis 100°C,
die unter der Farbentwicklungstemperatur von 140°C des gelbentwickelnden Leukopigments
O liegt, geschmolzen wird. Wahlweise kann der PET-Film auch mit
einer geeigneten wasserlöslichen
Haftlösung,
wie z.B. einer wässrigen
PVA-Lösung,
in Haftung an die Farbentwicklerschicht 54T gebracht werden.
Die Reflexionsschicht 56 wird beispielsweise ausgebildet,
indem auf die Farbentwicklerschicht ein geeignetes anorganisches
weißes
Pulver wie Siliziumdioxid (Silikamasse), Titandioxid, Kalziumkarbonat
oder dergleichen aufgebracht wird.
-
In 16 sind
die Farbentwicklungscharakteristiken der druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54P an Hand eines Graphen dargestellt.
In die sem Graphen bezeichnet MA einen Magenta-Entwicklungsbereich,
CY einen Cyan-Entwicklungsbereich und MA/CY einen Blau-Entwicklungsbereich.
Bei einem Druck von 1,4 MPa ist der Magenta-Entwicklungsbereich
MA als Temperaturbereich zwischen kritischen Temperaturen von 90°C und 160°C und der
Cyan-Entwicklungsbereich CY als Temperaturbereich oberhalb einer kritischen
Temperatur von 140°C
festgelegt.
-
Die
Farbentwicklungscharakteristik der wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht 54T ist ähnlich der eines
herkömmlichen
wärmeempfindlichen
Bilderzeugungsmediums. Ist nämlich
die Farbentwicklerschicht 54T einer Temperatur ausgesetzt,
die höher
als die Farbentwicklungstemperatur von 140°C des gelb-entwickelnden Leukopigments
ist, so wird auf der Farbentwicklerschicht 54T lediglich
Gelb entwickelt.
-
Um
auf der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 54T ein vollständiges Farbbild aufzuzeichnen, muss
der in 2 gezeigte Thermodrucker so modifiziert werden,
wie dies in 17 dargestellt ist. In 17 sind
die Komponenten, die denen der 2 entsprechen,
mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Wie
in 17 gezeigt, hat der modifizierte Drucker einen
ersten Satz aus bewegbarem Thermodruckkopf 301 und
Druckwalze 321 und einen zweiten
Satz aus bewegbarem Thermodruckkopf 302 und
Druckwalze 322 . Die Führungsplatte 28 hat
einen ersten länglichen
Schlitz 331 , in dem der erste Satz
aus Druckkopf 301 und Druckwalze 321 untergebracht ist, und einen zweiten
länglichen
Schlitz 332 , in dem der zweite
Satz aus Thermodruckkopf 302 und
Druckwalze 322 untergebracht ist.
-
Der
erste Thermodruckkopf 301 ist in
den ersten länglichen
Schlitz 331 aufgenommen und drückt gegen
die erste Druckwalze 321 , die tangential
an eine durch die Führungsplatte 28 festgelegte
Führungsebene angeordnet
ist. Dagegen ist die zweite Druckwalze 322 so
in den zweiten länglichen
Schlitz 332 aufgenommen, dass sie
tangential an die durch die Führungsplatte 28 festgelegte
Führungsfläche angeordnet
ist. Der zweite Thermodruckkopf 302 drückt gegen
die zweite Druck walze 322 . Dem
ersten Thermodruckkopf 301 ist
eine erste Federvorspanneinheit 341 zugeordnet,
die ihn mit einem Druck von 1,4 MPa, der über dem kritischen Brechdruck
von 0,5 MPa der Mikrokapseln 58 liegt, elastisch gegen
die Druckwalze 321 drückt. Dem
zweiten Thermodruckkopf 302 ist
eine zweite Federvorspanneinheit 342 zugeordnet,
die ihn mit einem geeigneten Druck von beispielsweise 0,2 MPa, der
unter dem kritischen Brechdruck von 0,5 MPa der Mikrokapseln 58 liegt,
elastisch gegen die Druckwalze 322 drückt.
-
Während der
Druckoperation wird, unter Bezug auf 17, die
erste Druckwalze 321 im Gegenuhrzeigersinn
und die zweite Druckwalze 322 im
Uhrzeigersinn gedreht. Die beiden Druckwalzen 321 und 322 rotieren dabei unter der Steuerung
der Schaltkarte 37 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit,
so dass das in die Eintrittsöffnung 22 eingeführte Medium 50 längs des
Transportweges 26 auf die Austrittsöffnung 24 zu bewegt
wird. Das Medium 50 wird dabei so eingeführt, dass
die Farbentwicklerschichten 54P und 54T in direktem
Kontakt mit den Thermodruckköpfen 301 bzw. 302 stehen.
-
Die
beiden Thermodruckköpfe 301 und 302 enthalten
jeweils n elektrische Widerstandselemente. Dabei sind die Widerstandselemente
in dem jeweiligen Thermodruckkopf 301 oder 302 in Längsrichtung des Thermodruckkopfs
in einer Linie zueinander angeordnet. Außerdem sind die Widerstandselemente
des ersten Thermodruckkopfs 301 jeweils
an einem entsprechenden Widerstandselement des zweiten Thermodruckkopfs 302 ausgerichtet. Die Widerstandselemente
der beiden Thermodruckköpfe 301 und 302 sind
also in einer 2xn-Matrix angeordnet.
-
Mit
dem so modifizierten Drucker kann ein vollständiges Farbbild auf dem Bilderzeugungsmedium 50 aufgezeichnet
werden. So können
durch geeignetes Steuern der Heiztemperaturen der Widerstandselemente des
ersten Thermodruckkopfs 301 ein
Magentabild, ein Blaubild und ein Cyanbild auf der Farbentwicklerschicht 54P erzeugt
werden. Dagegen kann auf der Farbentwicklerschicht 54T ein
Gelbbild erzeugt werden, indem die Heiztemperaturen der Widerstandselemente
des zweiten Thermodruckkopfs 302 geeignet
gesteuert werden. Ein Bildbereich, der sich aus der Überlappung
des Magentabildes und des Gelbbildes ergibt, wird als Rotbild aufgefasst,
wenn das Medium 50 von der Seite der Farbentwicklerschicht 54P aus
betrachtet wird. Ein Bildbereich, der sich aus Überlappung des Blaubildes und
des Gelbbildes ergibt, wird als Schwarzbild aufgefasst, wenn das
Medium 50 von der Seite der Farbentwicklerschicht 54P aus
betrachtet wird. Schließlich
wird ein Bildbereich, der sich aus der Überlappung des Cyanbildes und
des Gelbbildes ergibt, als Grünbild
aufgefasst, wenn das Medium 50 von der Seite der Farbentwicklerschicht 54P aus
betrachtet wird. Das Magenta-, Cyan-, Gelb-, Blau-, Rot-, Grün- und Schwarzbild
werden also als Vollfarbbild aufgefasst, wenn das Medium 50 von der
Seite der Farbentwicklerschicht 54P aus betrachtet wird.
Für ein
korrektes Vollfarbbild muss das Gelbbild auf der Farbentwicklerschicht 54T natürlich spiegelbildlich
bezüglich
der anderen dort ausgebildeten Bilder (Magenta, Blau, Cyan) erzeugt
werden.
-
In
dem dritten Ausführungsbeispiel
dient das PET-Blatt 52 als wärmeisolierende Sperrschicht,
welche die Farbentwicklerschichten 54P und 54T thermisch
voneinander isoliert. Wird der erste Thermodruckkopf 30, elektrisch
gespeist, so wird deshalb die Entwicklung von Gelb verhindert. Entsprechend
wird die Entwicklung von Cyan verhindert, wenn der zweite Thermodruckkopf 302 elektrisch gespeist wird.
-
18 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums 60,
das ebenfalls so ausgebildet ist, dass auf ihm ein Vollfarbbild
erzeugt werden kann. Das Medium 60 besteht aus einem transparenten
Blatt 62 aus Polyethylenterephthalat (PET) mit einer Dicke
von etwa 100 μm,
einer auf einer Fläche
des PET-Blattes 62 aufgebrachten Bildaufnahmeschicht 64,
einer auf der Bildaufnahmeschicht 64 aufgebrachten druck-
und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66P sowie einer auf der anderen Fläche des
PET-Blattes 62 aufgebrachten
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66T.
-
Die
Bildaufnahmefläche 64 ist
als Farbentwicklerschicht ausgebildet. Zur Herstellung der Farbentwicklerschicht 64 wird
eine wässrige
Verbindung G zubereitet, deren Zusammensetzung in folgender Tabelle
angegeben ist:
-
ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 40 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(2)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% PVA |
...
0,5 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 40 Gew.-% K-5 als Farbentwickler
mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Polyvinylalkohol
(PVA) in gereinigtem Wasser gelöst
werden.
-
Auf
eine Fläche
des PET-Blattes wird unter Verwendung des Mayer-Stabes Nr. 10 die
wässrige
Verbindung G mit etwa 3 bis 5 g je Quadratmeter aufgebracht. Die
so aufgebrachte Schicht wird dann auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
die Bildaufnahmeschicht oder Farbentwicklerschicht 64 entsteht.
In 18 ist die Farbentwicklerkomponente durch die
Symbole X dargestellt.
-
Die
hergestellte Bildaufnahmeschicht 64 ist infolge der Verwendung
des Polyvinylalkohols (PVA) weiß. Da
in dem vierten Ausführungsbeispiel
das vollständige
Farbbild von der Seite der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66T aus betrachtet werden soll, ist
es nicht erforderlich, die Bildaufnahmeschicht 64 transluzent
oder transparent auszubilden. Soll das Farbbild von der Seite der
druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66P aus betrachtet werden, so sollte
an Stelle von PVA Gabusen ES-901A verwendet werden.
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Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 66P ist im Wesentlichen identisch
mit der Farbentwicklerschicht 54P des dritten Ausführungsbeispiels.
Die in der Farbentwicklerschicht 66P enthaltenen druckempfindlichen
Mikrokapseln 68 sind identisch mit den Mikrokapseln 18 des
ersten Ausführungsbeispiels. Die
Farbentwicklerschicht 66P wird im Wesentlichen in der Weise
hergestellt, wie dies für
das dritte Ausführungsbeispiel
erläutert
wurde. Wie vorstehend erläutert,
kann PVA durch Gabusen ES-901A ersetzt werden, wenn das Farbbild
von der Seite der Farbentwicklerschicht 66T aus betrachtet
werden soll.
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Die
wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 66T ist auch identisch mit der Farbentwicklerschicht 54T,
abgesehen davon, dass PVA durch Gabusen ES-901A ersetzt ist. Der
Grund hierfür
ist, dass das Farbbild von der Seite der Farbentwicklerschicht 66T aus
betrachtet wird.
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Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 66P hat im wesentlichen die gleiche
Farbentwicklungscharakteristik wie die Farbentwicklerschicht 54P des
dritten Ausführungsbeispiels
(vgl. 16). Entsprechend hat die wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 66T im Wesentlichen die gleiche Farbentwicklungscharakteristik
wie die Farbentwicklerschicht 54P des dritten Ausführungsbeispiels.
Unter Einsatz des in 17 gezeigten Druckers kann so
auf dem Medium 60 ein Vollfarbbild erzeugt werden.
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Werden
in dem vierten Ausführungsbeispiel
auf der druckempfindlichen Farbentwicklerschicht 66P ein Magenta-,
ein Blau- und ein Cyanbild erzeugt, so dringen diese Farbbilder
in die Bildaufnahmeschicht oder Farbentwicklerschicht 64 ein
und können
von der Seite der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66T aus betrachtet werden, wobei
die Betrachtung des vollständigen
Farbbildes durch Ausbilden eines Gelbbildes auf der Farbentwicklerschicht 66T möglich wird.
Für ein
korrektes Vollfarbbild müssen
natürlich
das Magenta-, das Blau- und das Cyanbild auf der Farbentwicklerschicht 66P spiegelbildlich
bezüglich
des Gelbbildes erzeugt werden.
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19 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums 70,
das ebenfalls so ausgebildet ist, dass auf ihm ein Vollfarbbild
ausgebildet werden kann. Das Bilderzeugungsmedium 70 besteht
aus einem transparenten Blatt 72 aus Polyethylenterephthalat
(PET) mit einer Dicke von etwa 100 μm, einer auf einer Fläche des
PET-Blattes 72 aufgebrachten Bildaufnahmefläche 74,
einer auf der Bildaufnahmeschicht 74 aufgebrachten druck-
und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 76P, einer auf der anderen Fläche des
PET-Blattes 72 aufgebrachten wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht 76T sowie
einem an der Farbentwicklerschicht 76T angebrachten Schutzfilm 77.
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Das
PET-Blatt 72 und die Bildaufnahmeschicht 74 entsprechen
im Wesentlichen dem PET-Blatt 62 bzw. der Bildaufnahmeschicht 64 des
vierten Ausführungsbeispiels
(vgl. 18). Auch die druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 76P ist im Wesentlichen identisch
mit der Farbentwicklerschicht 54P des dritten Ausführungsbeispiels.
In der Farbentwicklerschicht 76P enthaltene druckempfindliche
Mikrokapseln 78 sind damit identisch mit den Mikrokapseln 18 des
ersten Ausführungsbeispiels.
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Wie
in 19 gezeigt, hat die wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht 76T einen
Doppelschichtaufbau mit einem ersten wärmeempfindlichen Schichtteil 76T1 und einem zweiten wärmeempfindlichen
Schichtteil 76T2 . Der erste Schichtteil 76T1 ist als wärmeempfindliche schwarz-entwickelnde
Schicht ausgebildet, die aus einer mit den Symbolen Δ dargestellten
schwarz-entwickelnden Leukopigment-Komponente und einer mit den Symbolen
X dargestellten Farbentwicklerkomponente besteht. Als Komponente Δ wird ETAC
und als Komponente X K-5 verwendet. Der zweite Schichtteil 76T2 ist als wärmeempfindliche gelbentwickelnde
Schicht ausgebildet, die im wesentlichen identisch mit der transparenten,
wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 66T des vierten Ausführungsbeispiels
ist.
-
Die
Bildaufnahmeschicht oder Farbentwicklerschicht 74 und die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 76P werden im Wesentlichen in der
Weise erzeugt, wie dies für
das vierte Ausführungsbeispiel
erläutert
wurde.
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Zur
Herstellung der wärmeempfindlichen
schwarz-entwickelnden Schicht 76T1 wird
eine wässrige
Verbindung N zubereitet, deren Zusammensetzung in folgender Tabelle
angegeben ist:
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ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% ETAC |
...
0,5 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(3)
wässrige
Lösung
mit 10 Gew.-% Polyester |
...
1,0 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% ETAC als schwarzentwickelndes
Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% K-5 als Farbentwickler
mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 10 Gew.-% Garbusen ES-901A
als wasserlösliches Polyester
in gereinigtem Wasser gelöst
werden.
-
Auf
die andere Fläche
des PET-Blattes 72 wird unter Verwendung eines Mayer-Stabes Nr. 6 die
wässrige
Verbindung H mit 3 bis 5 g je Quadratmeter aufgebracht. Die so aufgebrachte
Schicht wird dann auf natürlichem
Wege getrocknet, wodurch die wärmeempfindliche
schwarz-entwickelnde Schicht 76T1 entsteht.
Obgleich ETAC als schwarz-entwickelndes Leukopigment eine Farbentwicklungstemperatur
von 208°C
hat, wird diese Farbentwicklungstemperatur durch die Farbentwicklerkomponente
K-5, die einen Schmelzpunkt von 145°C hat, auf 170°C herabgesetzt.
-
Nachfolgend
wird die wärmeempfindliche,
gelb-entwickelnde Schicht 76T2 auf
der wärmeempfindlichen,
schwarz-entwickelnden Schicht 76T1 im
Wesentlichen in der Weise ausgebildet, wie das für das vierte Ausführungsbeispiel
erläutert
wurde. Indem der Schutzfilm 77 dann in Haftung an die wärmeempfindliche
gelbentwickelnde Schicht 76T gebracht wird, ist die Herstellung
des Mediums 70 abgeschlossen. Der Schutzfilm 77 ist
beispielsweise ein transparenter Film aus Polyethylenterephthalat
(PET) mit einer Dicke von 6 μm.
Er kann thermisch in Haftung an die Farbentwicklerschicht 76T2 gebracht werden, indem die Farbentwicklerkomponente
X bei einer Temperatur von etwa 80 bis 100°C, die unter der Farbentwicklungstemperatur
von 140°C des
gelb-entwickelnden Leukopigments O liegt, geschmolzen wird.
-
Die
druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 76P hat im Wesentlichen die gleiche
Farbentwicklungscharakteristik wie die Farbentwicklerschicht 54P des
dritten Ausführungsbeispiels
(vgl. 16). Unter Einsatz des in 17 ge zeigten
Thermodruckkopfs 301 können so
auf der Farbentwicklerschicht 76P ein Magenta-, ein Blau-
und Cyanbild erzeugt werden.
-
Dagegen
ist die Farbentwicklungscharakteristik der wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht 76T ähnlich der
eines herkömmlichen
wärmeempfindlichen
Mehrfarben-Bilderzeugungsmediums. Wird die Farbentwicklerschicht 76T mit
einer Temperatur beaufschlagt, die über der Farbentwicklungstemperatur
von 140°C des
gelb-entwickelnden Leukopigments O liegt, so wird auf ihr Gelb entwickelt.
Wird dagegen die Farbentwicklerschicht 76T mit einer Temperatur
beaufschlagt, die über
der Farbentwicklungstemperatur von 170°C des schwarz-entwickelnden
Leukopigments Δ liegt,
so wird auf ihr Schwarz entwickelt. Bei der Farbentwicklungstemperatur
von 170°C
des schwarz-entwickelnden Leukopigments Δ wird zwar auch Gelb entwickelt,
dieses jedoch von Schwarz absorbiert.
-
Mit
dem in 17 gezeigten Drucker kann so
auf dem Medium 70 ein Vollfarbbild aufgezeichnet werden.
Werden auf der druckempfindlichen Farbentwicklerschicht 76P ein
Magenta-, ein Blau- und ein Cyanbild erzeugt, so dringen diese Farbbilder
entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel
in die Bildaufnahmeschicht oder Farbentwicklerschicht 74 ein
und können
von der Seite der wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 76T aus betrachtet werden, wobei
eine Vollfarbbild dann betrachtet werden kann, wenn auf der Farbentwicklerschicht 76T ein
Gelb- und ein Schwarzbild erzeugt werden. Natürlich müssen das Magenta-, das Blau-
und das Cyanbild bezüglich
des Gelb- und des Schwarzbildes, die auf der Farbentwicklerschicht 76T erzeugt
sind, spiegelbildlich auf der Farbentwicklerschicht 76P ausgebildet
werden, um ein korrektes Vollfarbbild zu erhalten.
-
20 zeigt
ein sechstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Farbbilderzeugungsmediums 80,
das ebenfalls so ausgebildet ist, dass auf ihm ein Vollfarbbild
erzeugt werden kann. Das Medium 80 besteht aus einem porösen, transparenten
Blatt 82 aus Polyethylenterephthalat (PET) mit einer Dicke
von etwa 100 μm,
einer auf einer Fläche
des PET-Blattes 82 aufgebrachten ersten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 84 und einer auf der ande ren Fläche des
PET-Blattes 82 aufgebrachten zweiten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 86.
-
Die
erste druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 84 ist im wesentlichen identisch
mit der Farbentwicklerschicht 54P des dritten Ausführungsbeispiels.
In der Farbentwicklerschicht 84 enthaltene druckempfindliche
Mikrokapseln 88 sind deshalb identisch mit den Mikrokapseln 18 des
ersten Ausführungsbeispiels.
Die erste druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 84 hat so im Wesentlichen die gleiche Farbentwicklungscharakteristik
wie die Farbentwicklerschicht 54P des dritten Ausführungsbeispiels
(vgl. 16).
-
Die
zweite druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 86 ist als wärmeempfindliche Farbentwicklerschicht
ausgebildet, in der mehrere druckempfindliche Mikrokapseln 88' gleichmäßig verteilt
sind und die aus einer mit den Symbolen Δ dargestellten schwarz-entwickelnden
Leukopigment-Komponente sowie einer mit den Symbolen X dargestellten
Farbentwicklerkomponente besteht. Als schwarz-entwickelnden Leukopigment-Komponente Δ wird ETAC
und als Farbentwicklerkomponente X K-5 verwendet. Obgleich in 20 nicht
dargestellt, enthält
die zweite druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 86 eine geeignete Menge an Stearinsäureamid,
das als Sensibilisierungsmittel zum Einstellen der Farbentwicklungstemperatur der
schwarz-entwickelnden Leukopigment-Komponente Δ und des Schmelzpunktes der
Farbentwicklerkomponente X dient.
-
Die
druckempfindlichen Mikrokapseln 88' sind mit gelber Tinte oder Farbstoff
gefüllt,
der einen vorgegebenen Farbton aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel
besteht der gelbe Farbstoff aus einem transparenten, flüssigen Vehikel
und einem darin gelösten
gelb-entwickelnden Leukopigment. Als flüssiges Vehikel wird KMC-113 und als gelb-entwickelndes
Leukopigment I-3R verwendet. Der Gelbfarbstoff wird zubereitet,
indem 4 g I-3R in 100 g KMC-113 gelöst werden. Die Mikrokapseln 88' werden im Wesentlichen
in gleicher Weise hergestellt wie die Mikrokapseln 18.
In 20 ist der in den druckempfindlichen Mikrokapseln 88' enthaltene Gelbfarbstoff
mit Y bezeichnet.
-
Die
Hüllenwände der
druckempfindlichen Mikrokapseln 88' bestehen aus einem transparenten
Melaminharz. Die Mikrokapseln 88' haben einen mittleren Durchmesser
von 3 bis 4 μm.
Die Dicke der Hüllenwände der
Mikrokapseln 88' ist
so bemessen, dass die Mikrokapseln 88' bei einem über eine Schubkraft ausgeübten Druck
von mehr als 0,5 MPa gequetscht und gebrochen werden.
-
Zur
Herstellung der zweiten druck- und wärmeempfindlichen Farbentwicklerschicht 86 wird
eine wässrige
Verbindung I zubereitet, deren Zusammensetzung in nachfolgender
Tabelle angegeben ist:
-
ZUSAMMENSETZUNGEN |
GEWICHTSTEILE |
(1)
wässrige
Dispersion mit 25 Gew.-% Mikrokapseln |
...
1,0 |
(2)
wässrige
Dispersion mit 17 Gew.-% ETAC |
...
0,5 |
(3)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% K-5 |
...
1,0 |
(4)
wässrige
Dispersion mit 16 Gew.-% Stearinsäureamid |
...
0,5 |
(5)
wässrige
Lösung
mit 20 Gew.-% Polyester |
...
0,5 |
-
Die
Zusammensetzung (1) wird zubereitet, indem 25 Gew.-% der Mikrokapseln 88' mit gereinigtem Wasser
gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (2) wird zubereitet, indem 17 Gew.-% ETAC als schwarzentwickelndes
Leukopigment mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (3) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% K-5 als Farbentwickler
mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (4) wird zubereitet, indem 16 Gew.-% Stearinsäureamid
als Sensibilisierungsmittel mit gereinigtem Wasser gemischt werden.
-
Die
Zusammensetzung (5) wird zubereitet, indem 20 Gew.-% Gabusen ES-901A
als wasserlösliches Polyester
in gereinigtem Wasser gelöst
werden.
-
Auf
die andere Fläche
des PET-Blattes 82 wird unter Verwendung des Mayer-Stabes Nr. 8 die
wässrige
Verbindung I mit etwa 4 bis 5 g je Quadratmeter aufgebracht. Die
so aufgebrachte Schicht wird auf natürlichem Wege getrocknet, wodurch
die zweite druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 86 entsteht.
-
Da
die zweite druck- und wärmeempfindliche
Farbentwicklerschicht 86 Stearinsäureamid als Sensibilisierungsmittel
enthält,
ist der Schmelzpunkt der Farbentwicklerkomponente K-5 von 145°C auf etwa
90°C und die
Farbentwicklungstemperatur des schwarz-entwickelnden Leukopigments
ETAC auf etwa 150°C
herabgesetzt.
-
In 21 sind
die Farbentwicklungscharakteristiken der zweiten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 86 an Hand eines Graphen dargestellt.
In diesem Graphen bezeichnet YE einen Gelb-Entwicklungsbereich und
BK einen Schwarz-Entwicklungsbereich. In einem durch die Überlappung
der beiden Entwicklungsbereiche YE und BK gegebenen kreuzschraffierten
Bereich MA/CY werden zwar sowohl Gelb als auch Schwarz entwickelt,
das entwickelte Gelb wird jedoch von Schwarz absorbiert. Bei einem
Druck von 1,4 MPa ist der Gelb-Entwicklungsbereich
YE als Temperaturbereich zwischen kritischen Temperaturen von 90°C und 160°C und der
Schwarz-Entwicklungsbereich BK als Temperaturbereich oberhalb einer
kritischen Temperatur von 150°C
festgelegt.
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Mit
dem in 17 gezeigten Drucker kann zwar
auf dem Medium 80 ein Vollfarbbild ausgebildet und aufgezeichnet
werden. Die zweite Federvorspanneinheit 342 muss
jedoch so eingestellt werden, dass der zweite Thermodruckkopf 302 mit einem Druck von 1,4 MPa gegen
die zweite Druckwalze 322 gedrückt wird.
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Mit
dem ersten Thermodruckkopf 301 können also
auf der ersten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 84 ein Magenta-, ein Blau- und ein
Cyanbild erzeugt werden. Mit dem zweiten Thermodruckkopf 302 können
auf der zweiten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht 86 ein Gelb- und ein Schwarzbild
erzeugt werden. Die erzeugten Farbbilder dringen infolge der Porosität des PT-Blattes 82 in letzteres
ein. Von der Seite der transparent ausge bildeten zweiten Farbentwicklerschicht 86 aus
kann so ein Vollfarbbild betrachtet werden.
-
Die
Erfindung ist auf ein Farbentwicklungsmedium gerichtet, das aus
einem geeigneten blattförmigen Substrat
(12, 42) und einer auf dem Substrat (12, 42, 52, 62, 72)
ausgebildeten druck- und wärmeempfindlichen
Farbentwicklerschicht (16P, 46P, 46P', 54P, 66P, 76P, 84, 86)
besteht, so dass druckempfindliche Mikrokapseln bei einer eine kritische
Heiztemperatur übersteigenden
Temperatur nicht gequetscht und gebrochen werden. Ein solches Farbentwicklermedium
kann vorteilhaft dazu eingesetzt werden, verschiedene Arten von
Farbbilderzeugungsmedien auszubilden, wie dies vorstehend erläutert wurde.