DE102018101109A1

DE102018101109A1 - Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit monomodaler Partikelgrößenverteilung

Info

Publication number: DE102018101109A1
Application number: DE102018101109.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Neukirch
Original assignee: Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH
Current assignee: Mitsubishi HiTec Paper Europe GmbH
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-18
Also published as: WO2019141751A1

Abstract

Beschrieben wird eine Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, jeweils umfassend eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm, eine Streichfarbe zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht sowie ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend ein Trägersubstrat und eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht. Weiter wird beschrieben ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und ein Verfahren zur Herstellung einer Aufzeichnung mit Hilfe des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Ebenfalls beschrieben wird eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm. Weiterhin wird beschrieben die Verwendung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, einer Streichfarbe, einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, u.a. bei der Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Außerdem wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm beschrieben. Ferner wird beschrieben die Verwendung einer Schmelze eines oder mehrerer lipophiler organischer Materialien als Betriebs-Flüssigkeit in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, jeweils umfassend eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm, eine Streichfarbe zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht sowie ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend ein Trägersubstrat und eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und ein Verfahren zur Herstellung einer Aufzeichnung mit Hilfe des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm. Ebenfalls betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, einer Streichfarbe, einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, u.a. bei der Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Schmelze eines oder mehrerer lipophiler organischer Materialien als Betriebs-Flüssigkeit in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem.
Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien wie beispielsweise Thermopapiere sind seit vielen Jahren bekannt und erfreuen sich hoher Beliebtheit. Diese Beliebtheit ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass ihre Verwendung mit dem Vorteil verbunden ist, dass die farbbildenden Komponenten in dem Aufzeichnungsmaterial selbst enthalten sind und daher einen wartungsarmen Betrieb ermöglichen, da beispielsweise toner- und farbkartuschenfreie Drucker verwendet werden können. So hat sich diese Technologie insbesondere im öffentlichen Personenverkehr, bei öffentlichen Veranstaltungen, im Transport- und Versandgewerbe, im Glücksspielgewerbe, in der Medizintechnik sowie im Einzelhandel weitgehend flächendeckend durchgesetzt.
Mit dem Ziel, wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien beispielsweise zur Verwendung als Fahr-, Park- oder Lottoscheine hinsichtlich ihrer Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen wie Wärme, Feuchtigkeit oder Chemikalien zu verbessern, wurde die zugrunde liegende Chemie und die Herstellungstechnik zur Erzeugung solcher Aufzeichnungsmaterialien immer weiterentwickelt.
Dennoch enthalten wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien des oben beschriebenen Typs immer noch eine Reihe von Chemikalien wie beispielsweise Farbstoffvorläufer-Verbindungen, Farbentwickler oder Farbakzeptoren, welche aktuell notwendig sind um einen für das menschliche Auge sichtbaren Druck zu erzeugen bzw. zu fixieren. Wichtige Aspekte stellen dabei die Kosten und die Umweltverträglichkeit der eingesetzten Materialien, insbesondere der eingesetzten Chemikalien dar, welche entsprechend heutigen Anforderungen vorzugsweise biologisch abbaubar sein sollten.
So beschreibt das Dokument EP 2 574 645 A1 beispielsweise einen mit einem Farbstoffvorläufer farbbildend reagierenden Farbakzeptor auf der Basis von Milchsäuremonomeren und ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einem solchen Farbakzeptor.
Das Dokument EP 2 784 133 A1 beschreibt eine Zusammensetzung zur Ausbildung einer visuell erkennbaren Farbe auf der Basis ökologisch weitgehend unbedenklicher Farbentwickler und entsprechendes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial.
Es ist daher unter Umwelt-, Energie- wie auch unter Effizienz- und Kostengesichtspunkten wünschenswert, die derzeitigen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien zugrunde liegende Technologie weiter zu verbessern und den Einsatz dafür notwendiger Materialien, insbesondere Chemikalien, zu reduzieren oder soweit möglich auf umweltverträgliche Materialien wie mindestens weitgehend biologisch abbaubare Chemikalien zu beschränken.
Bereits seit einiger Zeit ist bekannt, dass farbige Strukturen im Bereich des sichtbaren Lichts mit Hilfe sogenannter „photonischer Kristalle“ erzeugt werden können, siehe z.B. E. Yablonovitch in „Spektrum der Wissenschaft“ 4/2002, S. 66 ff.
Photonische Kristalle sind in Festkörpern vorkommende oder geschaffene periodische Strukturen, die u.a. durch Beugung und Interferenz die Bewegung von Photonen (in der Regel sichtbares Licht oder Infrarot) beeinflussen. Photonische Kristalle sind nicht zwingend kristallin - ihr Name leitet sich ab von analogen Beugungs- und Reflexionseffekten von Röntgenstrahlung in Kristallen aufgrund deren Gitterkonstanten.
Photonische Kristalle lassen sich von Interferenzschichten und Beugungsgittern z.B. dadurch abgrenzen, dass sie drei- oder auch eindimensional sein können. Photonische Kristalle kommen auch in der Natur vor. So entstehen zum Beispiel die schillernden Farben auf manchen Schmetterlingsflügeln, etwa beim Faulbaum-Bläuling (Celastrina argiolus), durch periodische Strukturen, wie sie auch bei photonischen Kristallen auftreten. Natürlich vorkommend finden sich photonische Kristalle etwa auch in Opalen und bei Vogelfedern.
Photonische Kristalle bestehen meist aus strukturierten Halbleitern, Gläsern oder Polymeren und werden in der Regel mithilfe von aus der Mikroelektronik bekannten Verfahren hergestellt. Durch ihre spezifische Struktur veranlassen sie das Licht dazu, sich in der für die Bauteilfunktion notwendigen Art und Weise im Medium auszubreiten. Dadurch wird es nicht nur möglich, Licht auf Abmessungen, welche in der Größenordnung der Wellenlänge liegen, zu führen, sondern auch zu filtern und wellenlängenselektiv zu reflektieren.
Es handelt sich bei photonischen Kristallen um periodische dielektrische Strukturen, deren Periodenlänge so eingestellt ist, dass sie die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in ähnlicher Weise beeinflussen, wie das periodische Potential in Halbleiterkristallen die Ausbreitung von Elektronen. Sie zeigen daher einzigartige optische Eigenschaften, wie beispielsweise Bragg-Reflexion von sichtbarem Licht. Insbesondere entsteht analog zur Ausbildung der elektronischen Bandstruktur eine photonische Bandstruktur, die Bereiche verbotener Energie aufweisen kann, in denen sich elektromagnetische Wellen nicht innerhalb des Kristalls ausbreiten können (photonische Bandlücken, PBG = englisch: photonic band gap). Photonische Kristalle können also in gewisser Weise als das optische Analogon zu elektronischen Halbleitern, also als „optische Halbleiter“ angesehen werden.
Photonische Kristalle finden beispielsweise bereits Anwendung in der optischen Telekommunikation oder in Form von Fasern („photonic crystal fibers“) in der Lasertechnik.
In dem Dokument WO 2014/041360 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Materials für einen photonischen Kristall beschrieben.
Z. Gu et al., Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 42/8 (2002) 894-897 beschreiben die Herstellung sogenannter „inverser Opale“ mit Hilfe von Polystyrol-Kügelchen und Kieselsäure.
Das Dokument WO 2016/120381 A1 beschreibt einen Mehrdüsen-Druckkopf.
Das Dokument WO 2011/116763 gibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Mikro- oder Nanopartikeln an.
In dem Dokument WO 02/43673 A2 wird die Verwendung von nanopartikulären Wachsen in der Hautkosmetik beschrieben.
Es besteht jedoch auch angesichts des Standes der Technik noch ein Bedürfnis nach einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, welches möglichst universell eingesetzt und einfach, umweltfreundlich und kostengünstig produziert werden kann, einem Verfahren zur Herstellung eines solchen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials sowie nach einem entsprechenden Verfahren zur Herstellung einer Aufzeichnung, insbesondere eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes. Weiter besteht auch noch ein Bedürfnis nach einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bzw. einer Streichfarbe zur Herstellung eines vorgenannten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials. Ebenfalls besteht noch ein Bedürfnis nach schmelzbaren Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich sichtbaren Lichts (von 290 nm bis 750 nm) zur Verwendung bei der Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und für ein Verfahren zur Herstellung solcher schmelzbaren Submikrometerpartikel.
Es war daher eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beschichtungszusammensetzung oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht bereitzustellen sowie eine Streichfarbe zu deren Herstellung, welche sich für die einfache, umweltfreundliche und kostengünstige Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials eignen. Es war eine weitere, spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes umweltfreundliches und kostengünstiges wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und ein Verfahren zur Herstellung einer Aufzeichnung, insbesondere eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes, mit Hilfe des besagten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.
Ebenfalls war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrzahl von schmelzbaren Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich sichtbaren Lichts (im Bereich von 290 nm bis 750 nm, vorzugsweise im Bereich von 350 nm bis 750 nm) zur Verfügung zu stellen und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Eine spezielle Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es auch, das Prinzip der Erzeugung von Farbeffekten durch „photonische Kristalle“ universeller nutzbar zu machen und insbesondere für die Herstellung wärmeempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien, vor allem Thermopapier, einzusetzen.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die primäre Aufgabe sowie weitere Aufgaben und/oder Teilaufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden durch eine Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, umfassend:

- eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, mit einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, vorzugsweise von 0,1 oder weniger, besonders bevorzugt von 0,05 oder weniger, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzt, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C,
- ein oder mehrere wasserlösliche Bindemittel

- ein oder mehrere Matrix-Pigmente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallcarbonaten und Siliciumdioxid, welche bei 25 °C jeweils eine Löslichkeit in Wasser von < 150 mg/L, vorzugsweise von < 125 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L und ganz besonders bevorzugt von ≤ 75 mg/L, aufweisen.

Die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung oder die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht sind geeignet und vorgesehen für die Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach dem Prinzip eines „photonischen Kristalls“.
Die Erfindung sowie erfindungsgemäß bevorzugte Kombinationen bevorzugter Parameter, Eigenschaften und/oder Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert. Bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden auch in der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Beispielen angegeben bzw. definiert.
Die Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht wird entsprechend der vorliegenden Erfindung auf an sich bekannte Weise durch Laserbeugung bestimmt. Hierbei ermittelte D10-, D50- bzw. D90-Werte der Summenhäufigkeitsverteilung der volumengemittelten Größenverteilungsfunktion (Dv10-, Dv50 bzw. Dv90-Werte) geben an, dass ein Volumenanteil von jeweils 10 %, 50 % bzw. 90 % der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eine Partikelgröße aufweisen, die gleich oder kleiner als der jeweils angegebene Wert ist. Die Partikelgrößenverteilungskurve der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln wird vorzugsweise gemäß ISO (International Organization for Standardization) 13320:2009(E)(erste Ausgabe, korrigierte Version 2009-12-01) bestimmt und besonders bevorzugt mit einem Laserbeugungsgerät, vorzugsweise vom Typ „Microtrec S 3500“ der Fa. Microtrec, Deutschland. Die Auswertung der Streulichtsignale erfolgt dabei nach der Mie-Theorie, welche auch Brechungs- und Absorptionsverhalten der Submikrometerpartikel berücksichtigt.
Die Variationsbreite V_b (auch bezeichnet als „Span“) wird dabei für die Zwecke der vorliegenden Erfindung (und wie auf dem Fachgebiet üblich) berechnet nach der folgenden Formel: $V b = \frac{D v 90 - D v 10}{D v 50}$
Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht kann beispielsweise vorgenommen werden, bevor die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln zu der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder zu der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht hinzugegeben werden, wobei Bedingungen (insbesondere Temperaturen) zu wählen sind, unter denen die Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln nicht verändert wird (die Submikrometerpartikel also beispielsweise nicht formverändemd erweichen oder schmelzen).
Die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln liegt in einer monomodalen Partikelgrößenverteilung im Bereich von 290 nm bis 750 nm vor, mit der oben definierten Variationsbreite V_b. Es weist demnach der überwiegende Anteil der erfindungsgemäß einzusetzenden Mehrzahl von Submikrometerpartikel eine einheitliche Partikelgröße im angegebenen Bereich auf (also beispielsweise eine monomodale Partikelgrößenverteilung von 350 nm oder von 400 nm oder von 500 nm oder von 750 nm), so dass beispielsweise innerhalb der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln keine nennenswerten Anteile von Submikrometerpartikeln verschiedener Partikelgrößen nebeneinander vorliegen.
Die Schmelztemperatur (bzw. der Schmelzpunkt) oder das Schmelzintervall der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln liegt vorzugsweise vollständig innerhalb des Temperaturbereiches von 60 °C bis 170 °C bzw. innerhalb eines vorstehend angegebenen bevorzugten Temperaturbereiches. Sofern die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln ein Schmelzintervall aufweist, umfasst dieses vorzugsweise einen Temperaturbereich von 10 °C oder weniger (also beispielsweise den Temperaturbereich von 80 °C bis 90 °C), besonders bevorzugt einen Temperaturbereich von 5 °C oder weniger (also beispielsweise den Temperaturbereich von 80 °C bis 85 °C). Die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln bzw. das diese bildende Material (vorzugsweise das diese bildende lipophile organische Material, dazu siehe unten) wird demzufolge erfindungsgemäß so ausgewählt, dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln bei Aufnahme einer einheitlichen Energiemenge, vorzugsweise bei derselben Temperatur bzw. im selben Temperaturintervall) möglichst homogen, gleichzeitig und rasch („scharf‟) schmilzt.
„Wasserlösliche Bindemittel“ im Sinne der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Bindemittel, welche (im unvernetzten Zustand) bei 25 °C eine in Wasser stabile Lösung mit einer Konzentration von > 10 g/L, vorzugsweise von > 50 g/L, besonders bevorzugt von > 100 g/L, bilden bzw. bilden können. Beispielsweise bilden erfindungsgemäß als wasserlösliche Bindemittel einzusetzende Polyvinylalkohole bei 25 °C stabile Lösungen mit Konzentrationen von > 10 g/L. Zu deren Herstellung ist es jedoch meist vorteilhaft oder erforderlich, den oder die Polyvinylalkohole bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur > 85 °C, in Wasser zu lösen.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel vernetzbar.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln

- ein oder mehrere lipophile organische Materialien umfasst, und vorzugsweise zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien besteht,
- - wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien vorzugsweise eine Löslichkeit in Wasser von < 300 mg/L, vorzugsweise von < 200 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L, ganz besonders bevorzugt von < 50 mg/L und insbesondere ganz besonders bevorzugt von ≤ 25 mg/L, bei 25 °C aufweist bzw. aufweisen,
und/oder
- wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus:
- - Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin wie Mikrowachs,
- - Carnaubawachs,
- - Montanwachs,
- - Polyethylen-Wachse,
- - Fettsäuren, vorzugsweise gesättigte Fettsäuren, mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palmitinsäure, Stearinsäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Laccersäure und Geddinsäure;
- - Fettsäureamide, vorzugsweise Amide von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22,
- - Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen, ganz besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Erdalkalimetallkationen,
und
- - Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien;
und/oder
- eine durch Laserbeugung bestimmte volumenbezogene monomodale Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 350 nm bis 750 nm aufweist, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, vorzugsweise von 0,1 oder weniger, besonders bevorzugt von 0,05 oder weniger.

Erfindungsgemäß besitzen die vorstehend definierten ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien oder deren Mischungen vorzugsweise jeweils eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C.
Erfindungsgemäß weisen vorzugsweise sämtliche der vorstehend definierten ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien oder deren Mischungen eine Löslichkeit in Wasser von < 300 mg/L bzw. eine vorstehend angegebene bevorzugte Löslichkeit in Wasser auf.
Als erfindungsgemäß einzusetzende lipophile organische Materialien sind grundsätzlich alle Materialien geeignet, welche einen Schmelzpunkt oder ein Schmelzintervall im oben definierten Bereich und eine Löslichkeit in Wasser wie oben definiert aufweisen. Bevorzugt als erfindungsgemäß einzusetzende lipophile organische Materialien sind dabei solche Materialien, welche zusätzlich amorph, vorzugsweise in annähernd runder Form, erstarren oder welche kristallin in annähernd runder Form erstarren.
Erfindungsgemäß sind vorzugsweise sämtliche der vorstehend definierten ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:

- Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin,
- Carnaubawachs,
- Montanwachs,
- Polyethylen-Wachse,
- Fettsäuren, vorzugsweise gesättigte Fettsäuren, mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40,
- Fettsäureamide, vorzugsweise Amide von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22,
- Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen,

- Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien.

Erfindungsgemäß als lipophile organische Materialien einzusetzende Fettsäureamide umfassen Hexansäureamid, Stearinsäureamid, Ölsäureamid, Erucasäureamid, Behensäureamid und deren Mischungen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Fettsäuren, vorzugsweise gesättigten Fettsäuren, mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, und deren Mischungen; besonders bevorzugt ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Palmitinsäure, Stearinsäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Laccersäure, Geddinsäure und deren Mischungen.
Erfindungsgemäß umfasst die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vorzugsweise ein oder mehrere lipophile organische Materialien oder besteht zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus ein oder mehreren lipophilen Materialien. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln zu einem Massenanteil von 100 % (also vollständig), bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus den ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien.
In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthält die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln neben den ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien noch weitere Bestandteile, vorzugsweise die unten definierten erfindungsgemäß einzusetzenden oberflächenaktiven Substanzen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, welche nur ein lipophiles organisches Material umfasst oder zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus diesem besteht. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, welche zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus nur einem lipophilen organischen Material besteht. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln zu einem Massenanteil von 100 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus nur einem lipophilen organischen Material. Beispielsweise ist eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt, welche nur aus Stearinsäure oder nur aus Stearinsäureamid besteht bzw. bestehen.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung, worin eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, welche zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus nur einem lipophilen organischen Material besteht, ist, dass diese Ausgestaltung in der Regel eine schärfere Schmelztemperatur bzw. einen engeren Schmelzbereich ermöglicht, als eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, welche zwei oder mehr lipophile organische Materialien umfasst oder zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus diesen besteht.
Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine (entsprechende) wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht wobei:

- das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Stärke, Hydroxyethylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Acrylamid-AcrylatCopolymere, und deren Mischungen; und besonders bevorzugt ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon sowie deren Mischungen,

- die eingesetzten wasserlöslichen Bindemittel jeweils eine mittlere molare Masse M_n von weniger als 30000 g/mol, vorzugsweise von weniger als 25000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von weniger als 20000 g/mol aufweisen.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel können in der Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht vernetzt (quervernetzt) oder unvernetzt vorliegen. Vorzugsweise liegen die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bzw. in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vernetzt (quervernetzt) vor (dazu siehe auch unten).
Vorzugsweise umfasst demnach die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und/oder die erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, bzw. das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial neben einem oder mehreren wasserlöslichen Bindemitteln zusätzlich auch ein oder mehrere Vernetzungsmittel zum Vernetzen des oder der wasserlöslichen Bindemittel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Formaldehyd, Zirconcarbonat, Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydroxy-bis(ammonium lactato)titan (IV) (CAS RN 65104-06-5; kommerziell erhältlich z.B. unter der Bezeichnung Tyzor® LA) und Glyoxalderivaten. Die vorstehend angeführten bevorzugten Vernetzungsmittel eignen sich vorzugsweise zur Vernetzung von erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemitteln ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol und Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und/oder das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial (vorzugsweise in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials) ein oder mehrere durch Umsetzung mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln vernetzte wasserlösliche Bindemittel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol und Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, wobei das oder die Vernetzungsmittel vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Formaldehyd, Zirconcarbonat, Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydroxy-bis(ammonium lactato)titan (IV) und Glyoxalderivaten. Unter „vernetztes wasserlösliches Bindemittel“ wird dabei das durch Umsetzung eines oder mehrerer wasserlöslicher Bindemittel mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln gebildete Reaktionsprodukt verstanden.
Vorzugsweise ist das oder sind die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel deutlich weniger lipophil als die erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren, vorzugsweise lipophilen organischen, Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, damit die Affinität bzw. die Bindungskräfte zwischen dem oder den (getrockneten und gegebenenfalls vernetzten) Bindemitteln und dem oder den, vorzugsweise lipophilen, organischen Materialien niedrig genug ist, so dass durch (selektives) Schmelzen des oder der, vorzugsweise lipophilen organischen, Materialien in einem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial deren vollständige oder möglichst vollständige Trennung von dem oder den (getrockneten und gegebenenfalls vernetzten) Bindemitteln möglich ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzende modifizierte Polyvinylalkohole sind quervernetzbare Carboxylgruppen-modifizierte Polyvinylalkohole, beispielsweise Acetoacetylmodifizierte Polyvinylalkohole wie unter der Bezeichnung „Gohsen_X ^TM Z-100“ kommerziell erhältlich, oder nicht-modifizierte quervernetzbare Polyvinylalkohole, beispielsweise vom Typ der kommerziell erhältlichen Polyvinylalkohole Poval® 2-98 oder Poval® KP 3-86 SD.
Vorzugsweise besitzt das oder die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bzw. in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, nach Trocknung und gegebenenfalls Vernetzung, eine höhere Schmelztemperatur oder ein höheres Schmelzintervall als das oder die jeweils erfindungsgemäß einzusetzenden, vorzugsweise lipophilen organischen, Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, d.h. das oder die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel (nach Trocknung und gegebenenfalls Vernetzung) schmelzen vorzugsweise bei höheren Temperaturen als das oder die erfindungsgemäß einzusetzenden, vorzugsweise lipophilen organischen, Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln. Auf diese Weise können leicht Bedingungen gewählt werden, unter denen die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln schmilzt, unter denen aber das oder die eingesetzten (getrockneten und gegebenenfalls vernetzten) wasserlöslichen Bindemittel nicht schmelzen. Besonders bevorzugt liegt die Schmelztemperatur oder die Untergrenze des Schmelzintervalls des oder der erfindungsgemäß einzusetzenden (getrockneten und gegebenenfalls vernetzten) wasserlöslichen Bindemittel mindestens 10 °C, vorzugsweise mindestens 20 °C, über der Schmelztemperatur oder der Obergrenze des Schmelzintervalls des oder der erfindungsgemäß gleichzeitig einzusetzenden oder eingesetzten, vorzugsweise lipophilen organischen, Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln.
Das oder die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel bilden in der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, vorzugsweise in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, eine vernetzte (quervernetzte) oder unvernetzte (vorzugsweise eine vernetzte) Matrix, in welche die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eingebettet sind. Die erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemittel mit den vorstehend angegebenen bevorzugten mittleren molaren Massen M_n haben dabei den Vorteil, dass sie die Ausbildung einer wärmeempfindlichen Schicht begünstigen, welche nach Wärmeeinwirkung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Aufzeichnung (dazu siehe unten) den gewünschten optischen Effekt einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, insbesondere eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes hervorrufen.
Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren Matrix-Pigmente

- ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus SiO₂ (Kieselsäure), Al(OH)₃, Al₂O₃, MgO, TiO₂, SnO₂, Fe₂O₃, ZrO₂, CeO₂, Y₂O₃, CaCO₃ sowie deren Mischungen und vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus SiO₂ (Kieselsäure), Al(OH)₃, Al₂O₃, MgO, SnO₂, CaCO₃ sowie deren Mischungen,

- eine Löslichkeit in Wasser von < 150 mg/L, vorzugsweise von < 125 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L und ganz besonders bevorzugt von ≤ 75 mg/L, bei 25 °C aufweist bzw. aufweisen,

- als Partikel einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung Dv90 von < 40 nm, vorzugsweise von < 20 nm, besonders bevorzugt von < 10 nm, vorliegen.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren Matrix-Pigmente können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die vorstehend definierte Partikelgrößenverteilung der erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren Matrix-Pigmente kann monomodal oder multimodal (bzw. polymodal) sein. In einigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ist eine multimodale Partikelgrößenverteilung der erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren Matrix-Pigmente bevorzugt.
Besonders bevorzugt liegen erfindungsgemäß sämtliche Matrix-Pigmente als Partikel einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung Dv90 von < 40 nm, vorzugsweise von < 20 nm, besonders bevorzugt von < 10 nm, vor.
Besonders bevorzugt weisen erfindungsgemäß sämtliche Matrix-Pigmente eine Löslichkeit in Wasser von < 150 mg/L, vorzugsweise von < 125 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L und ganz besonders bevorzugt von ≤ 75 mg/L, bei 25 °C auf.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäß sämtliche der vorstehend definierten Matrix-Pigmente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂ (Kieselsäure), Al(OH)₃, Al₂O₃, MgO, SnO₂, CaCO₃ sowie deren Mischungen. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie ausgesprochen gut geeignet sind für die Verwendung mit Thermodruckköpfen, da ihr Einsatz kaum oder gar nicht zu Abrasionen an Thermodruckköpfen führt. Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugt einzusetzendes Matrix-Pigment ist SiO₂ (Kieselsäure). SiO₂ hat u.a. den Vorteil, dass es in verschiedenen, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeigneten Patikelgrößenverteilungen leicht zugänglich ist.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Matrix-Pigmente dienen, neben dem oder den erfindungsgemäß einzusetzenden wasserlöslichen Bindemitteln, dem Aufbau einer Matrix in der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, vorzugsweise in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, in welche die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eingebettet sind. Die vorstehend angegebene bevorzugte geringe Löslichkeit des oder der Matrix-Pigmente ist dabei von Vorteil für die Ausbildung der nötigen Stabilität und der bevorzugten Anordnung dieser Matrix. Ebenso ist die vorstehend angegebene bevorzugte Partikelgrößenverteilung des oder der Matrix-Pigmente von Vorteil für die Ausbildung der nötigen Stabilität und der bevorzugten Anordnung der Matrix.
Ebenfalls bevorzugt ist eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht wobei deren flächenbezogene Masse im Bereich von 1,0 bis 8,0 g/m² liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 6,0 g/m², besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 6,0 g/m², ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 6,0 g/m².
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Streichfarbe zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, umfassend

- eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wie vorstehend (als Bestandteil der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht) definiert (oder eine wie vorstehend definierte bevorzugte Mehrzahl von Submikrometerpartikeln),
- ein oder mehrere wasserlösliche Bindemittel, wie vorstehend (als Bestandteil der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht) definiert (oder ein oder mehrere wie vorstehend definierte bevorzugte wasserlösliche Bindemittel), wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren wasserlöslichen Bindemittel vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, sowie deren Mischungen,
- ein oder mehrere Matrix-Pigmente wie vorstehend (als Bestandteil der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht) definiert (oder ein oder mehrere wie vorstehend definierte bevorzugte Matrix-Pigmente),

- eine Trägerflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln so ausgewählt ist bzw. sind, dass sie bei 25 °C in der Trägerflüssigkeit eine Löslichkeit von < 300 mg/L, vorzugsweise von < 200 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L, ganz besonders bevorzugt von < 50 mg/L und insbesondere ganz besonders bevorzugt von ≤ 25 mg/L, aufweist bzw. aufweisen.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für eine erfindungsgemäße Streichfarbe gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
Der Begriff „Streichfarbe“ bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung und übereinstimmend mit dem allgemeinen Verständnis auf dem Gebiet der Papiertechnologie Anstrichmittel, enthaltend oder bestehend aus Pigmenten bzw. Matrix-Pigmenten, Bindemitteln und Additiven, die auf die Papieroberfläche mit speziellen Streichvorrichtungen zur Oberflächenveredelung oder -modifizierung des Papiers aufgetragen („gestrichen“) werden. Auf diese Weise hergestellte Papiere werden als „gestrichene Papiere“ bezeichnet und zeichnen sich z.B. durch eine bessere Haptik aus. Der Begriff „Streichfarbe“ ist somit der Oberbegriff für alle streichfähigen Beschichtungsmassen, Zubereitungen und/oder Lösungen in der Papierindustrie zur Behandlung, Modifizierung oder Veredelung einer Papieroberfläche.
Daher ist ein „Vorstrich“ bzw. „Zwischenstrich“ eine spezifische Ausgestaltung einer (nicht erfindungsgemäßen) Streichfarbe und zwar diejenige, welche zuerst bzw. vor einer nachfolgenden weiteren Beschichtung mit einer (weiteren, meist anderen) Streichfarbe auf das Papiersubstrat aufgebracht wird.
Als auf einen Vorstrich oder Zwischenstrich folgende nächste Schicht wird häufig eine Streichfarbe als Funktionsbeschichtung aufgebracht, beispielsweise um eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsfunktionalität („Thermofunktionalität“) auf der Oberfläche des Papiersubstrates zu schaffen. Eine besondere Ausgestaltung einer für eine Funktionsbeschichtung eines Papieres, insbesondere eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, vorgesehenen Streichfarbe ist die vorstehend definierte erfindungsgemäße Streichfarbe.
Als auf die vorstehend angegebene Funktionsbeschichtung folgende nächste Schicht kann gewünschtenfalls (optional) eine Streichfarbe als Deckschicht, beispielsweise zur Ausbildung einer Schutzfunktion aufgebracht werden, oft auch als Schutzschicht oder „Topcoat“ bezeichnet.
Alternativ kann beispielsweise auf eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht (oft auch bezeichnet als „Thermoschicht“) als Deckschicht eine silikonhaltige Streichfarbe zur Ausbildung einer „Releaseschicht“ aufgebracht werde. Eine silikonhaltige Streichfarbe kann alternativ auch auf eine vorgenannte Schutzschicht aufgebracht werden. Auf die der silikonhaltigen Schicht gegenüberliegende Seite des Papiersubstrats wird häufig eine Klebstoff-haltige Streichfarbe aufgebracht. Vor der Klebstoff-haltigen Streichfarbe kann ebenfalls eine Streichfarbe als Vorstrich auf das Papiersubstrat aufgebracht werden.
Auf die dem Vorstrich gegenüberliegende Oberfläche des Papiersubstrates wird häufig auch noch ein sogenannter Rückseitenstrich aufgebracht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann ein Papier auch beidseitig (d.h. auf der Oberfläche der „Vorderseite“ sowie auf der Oberfläche der „Rückseite“) wie vorstehend beschrieben strukturiert bzw. beschichtet werden, d.h. sowohl Vorder- als auch Rückseite eines Papieres können mit der vorstehend beschriebenen Schichtenabfolge (i) Vor- bzw. Zwischenschicht, (ii) Funktionsbeschichtung und gewünschtenfalls (iii) Deckschicht, versehen werden.
Zum Auftragen der Streichfarbe auf ein Trägersubstrat oder eine Zwischenschicht kennt der Fachmann verschiedene Techniken des Streichens, beispielsweise: Bladestreichen, Streichen mit Filmpresse, Vorhangstreichen („Curtain Coating“), Rakelstreichen, Luftbürstenstreichen oder Sprühstreichen. Alle diese bekannten vorgenannten Techniken des Streichens sind geeignet um die erfindungsgemäße Streichfarbe auf ein Substrat, vorzugsweise ein Papier welches ein oder mehrere Vorstriche bzw. Zwischenstriche umfasst oder welches auch keinen Vorstrich bzw. Zwischenstrich umfasst, aufzutragen.
Ebenfalls bevorzugt ist demgemäß eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Streichfarbe,

- wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in einer Gesamtmenge im Bereich von 1,75 % Massenanteil bis 28,0 % Massenanteil, vorzugsweise im Bereich von 7,0 % Massenanteil bis 21,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 14,0 % Massenanteil bis 17,0 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe, vorliegt,

- wobei die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,5 % Massenanteil bis 12 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 3,0 % Massenanteil bis 9,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 6,0 % Massenanteil bis 7,0 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe,

- wobei die ein oder mehreren Matrix-Pigmente in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,25 % Massenanteil bis 6,0 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 1,0 % Massenanteil bis 5,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 % Massenanteil bis 3,0 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe,

- weiter umfassend ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen,
- - vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der nicht-ionischen Emulgatoren, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettalkoholethoxylate, Fettalkoholpropoxylate, Alkylglucoside, Alkylpolyglucoside, Polyalkyenglycolether und Polyoxyethylenglycerinfettsäureester,
und/oder
- - welche vorzugsweise einen HLB-Wert nach Griffin im Bereich von 8 bis 18 aufweisen,
und/oder
- - vorzugsweise in einer Gesamtmenge von < 5,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt in einer Gesamtmenge von < 0,35 % Massenanteil, ganz besonders bevorzugt in einer Gesamtmenge von < 0,07 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe,

- weiter umfassend ein oder mehrere Vernetzer zum Vernetzen der ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel, vorzugsweise zum Vernetzen der wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, sowie deren Mischungen,
- - vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Formaldehyd, Zirconcarbonat, Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydroxy-bis(ammonium lactato)titan (IV) und Glyoxalderivaten
und/oder
- - vorzugsweise in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,05 % Massenanteil bis 1,5 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 0,2 % Massenanteil bis 0,9 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 % Massenanteil bis 0,7 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe.

Die bei Addieren der Massenanteile erfindungsgemäß einzusetzender Bestandteile der erfindungsgemäßen Streichfarbe fehlenden Massenanteile zu 100 % Massenanteilen werden vorzugsweise jeweils durch die Trägerflüssigkeit bereitgestellt.
Die vorgenannten ein oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen können einzeln oder kombiniert eingesetzt werden. Die vorgenannten ein oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen können auch teilweise als Bestandteil(e) der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vorliegen.
Der HLB-Wert („für „Hydrophilic-Lipophilic-Balance“) nach Griffin ist dem Fachmann bekannt und wird z.B. näher beschrieben in Griffin, W. C.: Classification of surface active agents by HLB, J. Soc. Cosmet. Chem. 1, 1949.
Die vorgenannten ein oder mehreren Vernetzer zum Vernetzen der ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel können einzeln oder kombiniert eingesetzt werden.
Es ist weiterhin bevorzugt eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Streichfarbe
wobei

- die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der Streichfarbe in einer Gesamtmenge (bzw. in einem Gesamtvolumen) im Bereich von 60 % Volumenanteil bis 80 % Volumenanteil, vorzugsweise im Bereich von 65 % Volumenanteil bis 75 % Volumenanteil, vorliegt, bezogen auf das Trockenvolumen der in der Streichfarbe (Suspension oder Dispersion) insgesamt vorliegenden Bestandteile (d.h. mit Ausnahme der Trägerflüssigkeit),

- der Anteil der in der Streichfarbe neben der Trägerflüssigkeit insgesamt vorliegenden Bestandteile im Bereich von 2,5 % Massenanteil bis 40,0 % Massenanteil, vorzugsweise im Bereich von 5,0 % Massenanteil bis 30,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 % Massenanteil bis 25,0 Massenanteil liegt, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe.

Der Volumenanteil der in der Streichfarbe vorliegenden Mehrzahl von Submikrometerpartikeln kann beispielsweise (insbesondere vor Vermischen der Bestandteile der Streichfarbe miteinander) durch einfache Einwaage mit Hilfe der bekannten (oder bestimmbaren) Dichten der einzusetzenden Bestandteile bestimmt werden.
Sofern der Volumenanteil der in der Streichfarbe vorliegenden Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in dem oben angegebenen Bereich liegt, wird die bevorzugte Ausbildung einer dichtesten Packung, besonders bevorzugt einer hexagonal dichtesten Packung, der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (insbesondere in einem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial) begünstigt.
Bevorzugt ist weiterhin eine erfindungsgemäße oder eine vorstehend oder nachfolgend beschriebene bevorzugte erfindungsgemäße Streichfarbe, welche eine dynamische Viskosität von < 800 mPa · s aufweist, vorzugsweise von < 600 mPa · s, bestimmt bei 20 °C nach DIN 53015:2001-02.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Streichfarbe, wobei die vorstehend angeführten Bestandteile, zumindest umfassend:

- die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln,
- die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel,
- die ein oder mehreren Matrix-Pigmente

- die Trägerflüssigkeit,

in den vorstehend angegebenen Mengen oder bevorzugten Mengen auf an sich bekannte Weise miteinander vermischt werden, so dass die erfindungsgemäße Streichfarbe resultiert, wobei vorzugsweise die Temperatur so gewählt wird, dass sie mindestens 10 °C, vorzugsweise mindestens 20 °C, unter der Schmelztemperatur oder der Untergrenze des Schmelzintervalls des oder der eingesetzten Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln liegt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend angegebenen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Streichfarbe werden zumindest die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel erst ganz oder teilweise in der Trägerflüssigkeit oder in einem Teil der Trägerflüssigkeit gelöst, bevor die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln der Trägerflüssigkeit (enthaltend ein oder mehrere darin gelöste wasserlösliche Bindemittel) oder dem Teil der Trägerflüssigkeit hinzugefügt wird. Sofern zum vollständigen oder teilweisen Lösen der ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel ein Erhitzen der Trägerflüssigkeit nötig ist, wird die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln erst nach Abkühlen der Trägerflüssigkeit auf eine Temperatur, die mindestens 10 °C, vorzugsweise mindestens 20 °C, unter der Schmelztemperatur oder der Untergrenze des Schmelzintervalls des oder der eingesetzten Materialien der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln liegt, zugegeben. Erfindungsgemäß geeignet sind solche Arten des Vermischens der Bestandteile der Streichfarbe miteinander, welche ein Schmelzen oder ein Erweichen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vermeiden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend angegebenen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Streichfarbe werden zusätzlich die weiteren Bestandteile in den vorstehend angegebenen Mengen oder bevorzugten Mengen mit den vorstehend angegebenen Bestandteilen auf an sich bekannte Weise vermischt, so dass eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Streichfarbe resultiert, welche zusätzlich umfasst:

- die ein oder mehreren oberflächenaktive Substanzen,
- die ein oder mehreren Vernetzer

- gewünschtenfalls weitere Bestandteile (d.h. weitere Bestandteile werden entweder mit den vorher genannten Bestandteilen der erfindungsgemäßen Streichfarbe vermischt oder nicht vermischt).

Die vorgenannten ein oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen können mindestens teilweise auch Bestandteil der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln sein.
Als vorgenannte weitere Bestandteile der erfindungsgemäßen Streichfarbe kommen beispielsweise an sich bekannte Dispergiermittel wie Salze von Acrylpolymeren in Betracht. Auch die oben bezeichneten ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel, insbesondere die modifizierten oder nicht modifizierten Polyvinylalkohole, können als Dispergiermittel wirken. Sofern in der erfindungsgemäßen Streichfarbe die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel zusätzlich auch in der Funktion als Dispergiermittel vorliegen, wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung deren Menge bzw. Anteil an der Streichfarbe für jede der verschiedenen Funktionen zusammen berücksichtigt bzw. zusammen gezählt (d.h, nicht für jede der verschiedenen Funktionen separat).
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, umfassend

- ein Trägersubstrat, vorzugsweise Papier,

- eine erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht wie vorstehend definiert (oder eine wie vorstehend definierte bevorzugte erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht).

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
In der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials liegt die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vorzugsweise in einer dichtesten Packung, idealerweise in einer dichtesten Kugelpackung vor, besonders bevorzugt in einer hexagonal dichtesten Packung bzw. Kugelpackung. Vorzugsweise sind die Submikrometerpartikel der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials so angeordnet, dass möglichst viele der Submikrometerpartikel sich berühren. Durch diese Anordnung wird beim Schmelzen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, z.B. zum Herstellen einer Aufzeichnung, die Ausbildung von Schmelzkanälen gefördert, so dass die Schmelze besonders gut zur (die Schmelze absorbierenden) Zwischenschicht abfließen kann.
Das Trägersubstrat für das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Folie, Film, Bahn (vorzugsweise Papierbahn), Bogen und Platte. Das Material des Trägersubstrates für das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Papier, Glas, Metall, Keramik, Pappe, Kunststoff, Holz und Verbundstoffen aus diesen vorgenannten Materialien.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei das Trägersubstrat ein Papier, synthetisches Papier oder eine Kunststofffolie ist. Papier oder synthetisches Papier liegen dabei vorzugsweise als Bogen oder Bahn vor. Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt als Trägersubstrat ist ein Papier, vorzugsweise ein nicht oberflächenbehandeltes Streichrohpapier, da dieses eine gute Recyclingfähigkeit und eine gute Umweltverträglichkeit aufweist. Unter einem nicht oberflächenbehandelten Streichrohpapier ist ein Streichrohpapier zu verstehen, das nicht in einer Leimpresse behandelt wurde. Das Streichrohpapier kann alternativ bereits mithilfe einer in die Papiermaschine integrierten Beschichtungsvorrichtung mit einer Zwischenschicht, beispielsweise ausgeführt als Vorstrich, versehen werden. In einer Variante der Erfindung ist das Trägersubstrat ein Papier mit einem Massenanteil an recycelten Fasern von mindestens 70 %, bezogen auf den Gesamtfaserstoffanteil in dem Papier. Derzeit eingesetzte recycelte Fasern enthalten, bedingt durch die zu ihrer Herstellung eingesetzten Verfahren, beispielsweise De-inking-Verfahren, oft Inhaltsstoffe (chemische Stoffe), welche die Haltbarkeit von mit heute üblichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien hergestellten Aufzeichnungen beeinträchtigen. Die Verwendung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials mit einem wie vorstehend angegebenen Papier mit hohem Anteil an recycelten Fasern als Trägersubstrat weist einen solchen Nachteil nicht auf und stellt deshalb eine besonders vorteilhafte Variante der vorliegenden Erfindung dar.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind auch Papiere, die mit einem oder mehreren Polyolefinen (insbesondere Polypropylen) beschichtet sind.
Als Kunststofffolien sind Folien aus Polypropylen oder anderen Polyolefinen bevorzugt.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei

- die Schichtdicke der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht im Bereich von 2 µm bis 12 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 µm bis 10 µm liegt,

- zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, welche vorzugsweise Pigmente umfasst, wobei vorzugsweise die Pigmente Absorptionsmittel für eine Schmelze der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln sind und besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
- - organische Pigmente, vorzugsweise organische Hohlkörperpigmente,
und
- - anorganische Pigmente, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, Siliciumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid und Böhmit;
und/oder

- die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise mit einer Deckschicht, vorzugsweise mit einer transparenten und/oder kratzfesten Deckschicht, besonders bevorzugt mit einer transparenten und kratzfesten Deckschicht, bedeckt ist.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, zusätzlich enthaltend eine zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gelegene Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht vorzugsweise Pigmente umfasst.
Sofern die Zwischenschicht Pigmente umfasst, kann es sich um organische Pigmente, anorganische Pigmente, eine Mischung mehrerer organischer Pigmente, eine Mischung mehrerer anorganischer Pigmente oder eine Mischung von einem oder mehreren organischen Pigmenten mit einem oder mehreren anorganischen Pigmenten handeln.
In einer spezifischen Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, wenn es sich bei den vorgenannten Pigmenten um organische Pigmente, vorzugsweise um organische Hohlkörperpigmente handelt.
Es hat sich gezeigt, dass die Einbindung von organischen Pigmenten in die Zwischenschicht vorteilhaft ist, da organische Pigmente ein hohes Wärmereflexionsvermögen aufweisen. Durch eine gesteigerte Wärmereflexion der mit organischen Pigmenten ausgestalteten Zwischenschicht wird das Ansprechverhalten der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gegenüber Wärme erhöht, da die eingestrahlte Wärme zumindest teilweise in die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht reflektiert wird, statt sie an das Trägersubstrat zu leiten. Dadurch wird die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials deutlich erhöht und ferner die Druckgeschwindigkeit eines Thermodruckkopfes gesteigert. Zudem kann der Energieverbrauch während des Druckvorgangs gesenkt werden, was insbesondere bei mobilen Geräten vorteilhaft ist. Hohlkörperpigmente weisen in ihrem Inneren Luft auf, wodurch sie üblicherweise eine noch höhere Wärmereflexion aufweisen und die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials können noch weiter erhöht werden.
In einer anderen spezifischen Ausgestaltung der Erfindung ist es bevorzugt, wenn es sich bei den vorgenannten Pigmenten um anorganische Pigmente handelt, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, Siliciumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid und Böhmit.
Werden in die zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Substrat gelegene Zwischenschicht anorganische Pigmente eingebunden, können diese Pigmente beispielsweise bei einem Druckvorgang die durch Hitzeeinwirkung eines Thermodruckkopfes verflüssigten Bestandteile (insbesondere die durch besagte Hitzeeinwirkung geschmolzene Mehrzahl von Submikrometerpartikeln) der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bei der Ausbildung von Mustern besonders gut aufnehmen (absorbieren) und begünstigen damit eine noch sicherere und schnellere Funktionsweise der wärmeinduzierten Aufzeichnung. Kalziniertes Kaolin hat sich aufgrund seines großen Absorptionsreservoirs in den Hohlräumen besonders als anorganisches Pigment bewährt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfassen die vorgenannten Pigmente ein oder mehrere organische Pigmente und ein oder mehrere anorganische Pigmente. Es hat sich hierbei gezeigt, dass eine besonders effektive Kombination der spezifischen Effekte von organischen Pigmenten und anorganischen Pigmenten erreicht wird, wenn das Massenverhältnis von organischem und anorganischem Pigment in der Gesamtmasse der Pigmentmischung (d.h. der Summe der Massen der ein oder mehreren organischen Pigmente und der ein oder mehreren anorganischen Pigmente) zu 5 % Massenanteil bis 30 % Massenanteil bzw. vorzugsweise zu 8 % Massenanteil bis 20 % Massenanteil aus ein oder mehreren organischen Pigmenten und zu 95 % Massenanteil bis 70 % Massenanteil bzw. vorzugsweise zu 92 % Massenanteil bis 80 % Massenanteil aus ein oder mehreren anorganischen Pigmenten besteht.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei die vorgenannte Zwischenschicht neben den anorganischen und/oder organischen Pigmenten mindestens ein Bindemittel enthält, vorzugsweise umfassend ein synthetisches Polymer, wobei Styrol-Butadien-Latex besonders gute Ergebnisse liefert. Die Verwendung eines synthetischen Polymers als Bindemittel unter Beimischung mindestens eines natürlichen Polymers, wie besonders bevorzugt Stärke, stellt eine besonders geeignete Ausgestaltung der Erfindung dar. Im Rahmen von Versuchen mit anorganischen Pigmenten wurde ferner festgestellt, dass ein „Bindemittel : Pigment-Verhältnis“ innerhalb der Zwischenschicht im Bereich von 3:7 bis 1:9, jeweils bezogen auf die Massenanteile von Bindemittel bzw. Pigment auf die in der Zwischenschicht vorliegende Summe der Massen von Bindemittel und Pigment (Massenanteile in %), eine besonders geeignete Ausgestaltung der Erfindung darstellt.
Es ist erfindungsgemäß auch bevorzugt, wenn die flächenbezogene Masse der vorstehend beschriebenen Zwischenschicht im Bereich von 5 bis 20 g/m², bevorzugt im Bereich von 7 bis 12 g/m² liegt.
Erfindungsgemäß ist die vorstehend beschriebene Zwischenschicht vorzugsweise satiniert. Durch eine Satinierung der Zwischenschicht erhält diese eine besonders glatte Oberfläche, wodurch sich die oben beschriebene bevorzugte Ausrichtung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln leichter einstellen kann.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials ist die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise mit einer Deckschicht bedeckt. Durch die Anordnung einer die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht abdeckenden Deckschicht kann die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht z.B. nach außen oder auch zum Trägersubstrat der nächsten Lage innerhalb einer Papierrolle abgeschirmt werden, sodass die Deckschicht einen Schutz vor äußeren Einflüssen, beispielsweise mechanische Beschädigung wie Zerkratzen, bieten kann. Eine solche schützende Deckschicht wird auch als Schutzschicht oder als „Topcoat“ bezeichnet. Vorzugsweise ist eine solche Schutzschicht transparent und/oder kratzfest, ganz besonders bevorzugt transparent und kratzfest.
Bevorzugt enthält die Schutzschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials ein oder mehrere vernetzte oder unvernetzte Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mit Carboxylgruppen modifizierten Polyvinylalkoholen, mit Silanolgruppen modifizierten Polyvinylalkoholen, Diacetonmodifizierten Polyvinylalkoholen, acetoacetyl-modifizierten Polyvinylalkohol, teil- und vollverseiften Polyvinylalkoholen und filmbildenden Acrylcopolymeren.
Bevorzugt, sofern vorhanden, enthält die Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials neben einem oder mehreren Bindemitteln ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel. Bevorzugt ist das Vernetzungsmittel dann ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen, Epoxyharzen, Dialdehyden, Formaldehydoligomeren, Epichlorhydrinharzen, Adipinsäuredihydrazid, Melaminformaldehyd, Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat, Natrium-/Calciumglyoxylat, Polyamidepichlorhydrinharzen und Tyzor® LA.
Ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen Schutzschicht aus einer solchen Beschichtungsmasse enthaltend ein oder mehrere Bindemittel und ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel gebildet ist, enthält in der Schutzschicht ein oder mehrere durch Umsetzung mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln vernetzte Bindemittel, wobei das oder die Vernetzungsmittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen, Epoxyharzen, Dialdehyden, Formaldehydoligomeren, Epichlorhydrinharzen, Adipinsäuredihydrazid Melaminformaldehyd, Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat und Polyamidepichlorhydrinharzen. Unter „vernetztes Bindemittel“ wird dabei das durch Umsetzung eines Bindemittels mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln gebildete Reaktionsprodukt verstanden.
In einer ersten Ausführungsvariante ist die die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht ganz oder teilweise abdeckende Schutzschicht erhältlich aus einer Beschichtungsmasse umfassend einen oder mehrere Polyvinylalkohole und ein oder mehrere Vernetzungsmittel. Es ist bevorzugt, dass der Polyvinylalkohol der Schutzschicht mit Carboxyl- oder insbesondere Silanolgruppen modifiziert ist. Auch Mischungen verschiedener Carboxylgruppen- oder Silanol-modifizierter Polyvinylalkohole sind bevorzugt einsetzbar.
Das oder die Vernetzungsmittel für die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen, Epoxyharzen, Dialdehyden, Formaldehydoligomeren, Polyaminepichlorhydrinharz, Adipinsäuredihydrazid, Melaminformaldehyd und Tyzor LA. Auch Mischungen verschiedener Vernetzungsmittel sind möglich.
Bevorzugt liegt in der Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante das Massenverhältnis des modifizierten Polyvinylalkohols zu dem Vernetzungsmittel in einem Bereich von 20 : 1 bis 5 : 1 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 12 : 1 bis 7 : 1. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis des modifizierten Polyvinylalkohols zum Vernetzungsmittel im Bereich von 100 Massenteilen zu 8 bis 11 Massenteilen.
Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante zusätzlich ein anorganisches Pigment enthält. Dabei ist das anorganische Pigment vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliciumdioxid, Bentonit, Aluminiumhydroxid, Calziumcarbonat, Kaolin und Mischungen aus den genannten anorganischen Pigmenten.
Es ist bevorzugt, die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante mit einer flächenbezogenen Masse in einem Bereich von 1,0 g/m² bis 6,0 g/m² und besonders bevorzugt von 1,2 g/m² bis 3,8 g/m² aufzutragen. Dabei wird die Schutzschicht bevorzugt einlagig ausgebildet.
In einer zweiten Ausführungsvariante umfasst die Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht ein wasserunlösliches, selbstvernetzendes Acrylpolymer als Bindemittel, ein Vernetzungsmittel und einen Pigmentbestandteil, wobei der Pigmentbestandteil der Schutzschicht aus einem oder mehreren anorganischen Pigmenten besteht und mindestens einen Massenanteil von 80 % aus einem hoch gereinigten alkalisch aufbereiteten Bentonitaufweist, das Bindemittel der Schutzschicht aus einem oder aus mehreren wasserunlöslichen, selbstvernetzenden Acrylpolymeren besteht und das massenbezogene Bindemittel: Pigmentverhältnis in einem Bereich von 7 : 1 bis 9 : 1 liegt.
Ein selbstvernetzendes Acrylpolymer innerhalb der Schutzschicht gemäß der hier beschriebenen zweiten Ausführungsvariante ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisaten, Acrylamidgruppen enthaltenden Copolymerisaten aus Styrol und Acrylsäureester sowie Copolymeren auf Basis von Acrylnitril, Methacrylamid und Acrylester. Letztere sind bevorzugt. Als Pigment kann alkalisch aufbereiteter Bentonit, natürliches oder gefälltes Calziumcarbonat, Kaolin, Kieselsäure oder Aluminiumhydroxid in die Schutzschicht eingebunden sein. Bevorzugte Vernetzungsmittel sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus zyklischem Harnstoff, Methylolhamstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat und Polyamidepichlorhydrinharzen.
Durch die Wahl eines wasserunlöslichen, selbstvernetzenden Acrylpolymers als Bindemittel und dessen Massenverhältnis (i) zum Pigment in einem Bereich von 7 : 1 bis 9: 1 sowie (ii) zum Vernetzungsmittel größer als 5 : 1 ist schon bei einer Schutzschicht mit relativ geringer flächenbezogener Masse eine hohe Umweltresistenz des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials gegeben. Solche Massenverhältnisse sind somit bevorzugt.
Die Schutzschicht selbst kann unter Einsatz üblicher Streichwerke aufgetragen werden, wofür unter anderem eine Streichfarbe nutzbar ist, bevorzugt mit einer flächenbezogene Masse in einem Bereich von 1,0 bis 4,5 g/m². In einer alternativen Variante ist die Schutzschicht aufgedruckt. Verarbeitungstechnisch und hinsichtlich ihrer technologischen Eigenschaften besonders geeignet, sind solche Schutzschichten, die durch Einwirkung aktinischer Strahlung härtbar sind. Unter dem Begriff „aktinische Strahlung“ sind UV- oder ionisierende Strahlungen, wie Elektronenstrahlen, zu verstehen. Unter Aktinität wird die photochemische Wirksamkeit von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge verstanden.
Das Erscheinungsbild der Schutzschicht wird maßgeblich durch die Art der Glättung und der die Friktion im Glättwerk und Kalander beeinflussenden Walzenoberflächen und deren Materialien bestimmt. Insbesondere wegen bestehender Marktanforderungen wird eine Rauheit (Parker Print Surf Rauheit) der Schutzschicht von kleiner als 1,5 µm (bestimmt entsprechend der DIN ISO 8791-4:2008-05 Papier, Pappe und Karton - Bestimmung der Rauheit/Glätte (Luftstromverfahren) - Teil 4: Print-Surf-Verfahren (ISO 8791-4:2007)) als bevorzugt angesehen. Besonders bewährt hat sich im Rahmen der dieser Erfindung vorausgegangenen Versuchsarbeiten die Verwendung von Glättwerken, bei denen NipcoFlex™- oder zonengeregelte Nipco-P™-Walzen zum Einsatz kommen; die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials als Lottoscheine, TITO-Tickets (Ticket-in, Ticket-out), Fahrscheine, Eintrittskarten, Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket, Glücksspielbeleg, Parkticket, Etikett, Kassenbon, Bankauszüge, Selbstklebeetikett, medizinisches und/oder technisches Diagrammpapier, Faxpapier, Sicherheitspapier oder Barcode-Etiketten.
Ein weiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Produkte, vorzugsweise Lottoscheine, TITO-Tickets (Ticket-in, Ticket-out), Fahrscheine, Eintrittskarten, Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket, Glücksspielbeleg, Parkticket, Etikett, Kassenbon, Bankauszüge, Selbstklebeetikett, medizinisches Diagrammpapier, Faxpapier, Sicherheitspapier oder Barcode-Etiketten, umfassend ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial.
Ticket-in, Ticket-out (TITO) ist eine Technologie, welche beispielsweise in moderneren Spielautomaten eingesetzt wird. Ein TITO-Automat druckt ein TITO-Ticket (Barcode-Ticket) aus, welches entweder gegen Bargeld eingetauscht oder in andere TITO-Automaten eingeführt werden kann. TITO-Automaten verfügen über eine Netzwerkschnittstelle zur Kommunikation mit einem zentralen System, welches die Guthaben der TITO-Tickets Barcode-Tickets nachverfolgt. Diese Technologie ist überall dort einsetzbar, wo veränderbare Guthaben erforderlich sind, jedoch kein Bargeld eingesetzt werden soll, beispielsweise in Kantinen, Mensen, Freizeitparks, Schwimmbädern und/oder Saunen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials (oder eines vorstehend oder nachfolgend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials) oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (oder einer vorstehend oder nachfolgend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht), umfassend die folgenden Schritte:

(i) Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrates, vorzugsweise Papier;
(ii) Bereitstellen oder Herstellen einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung (oder einer vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung) oder einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Streichfarbe (oder einer vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Streichfarbe);
(iii) Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung oder der Streichfarbe aus Schritt (ii) auf das Trägersubstrat oder auf eine darauf angeordnete Zwischenschicht;
(iv) vorzugsweise Trocknen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung oder der aufgebrachten Streichfarbe aus Schritt (iii), so dass eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht resultiert, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt und so dass auch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial resultiert; und
(v) vorzugsweise Aufbringen einer die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise bedeckenden Deckschicht und Trocknen der Deckschicht, so dass eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht resultiert, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt und teilweise oder vollständig mit einer Deckschicht bedeckt ist.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
Sofern in Schritt (iii) des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens die Streichfarbe auf das Trägersubstrat aufgebracht wird, wird diese in Schritt (iv) getrocknet, so dass eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht resultiert, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt und so dass auch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial resultiert.
Das Trocknen in Schritt (iv) des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei einer Temperatur unterhalb, vorzugsweise mindestens 10 °C unterhalb, der Schmelztemperatur bzw. des Schmelzintervalls, vorzugsweise der unteren Grenze des Schmelzintervalls, der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, so dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in Schritt (iv) möglichst vollständig in ihrer Form erhalten bleibt und nicht verformt wird bzw. schmilzt.
Vorzugsweise wird die Trockengeschwindigkeit in Schritt (iv) des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise die Trockengeschwindigkeit für das Trocknen der aufgebrachten Streichfarbe in Schritt (iv), dabei so eingestellt, dass das Trocknen ausreichend rasch erfolgt, so dass kein oder nur möglichst wenig wasserlösliches Bindemittel von dem Trägersubstrat absorbiert wird, dass jedoch andererseits das Trocknen auch ausreichend langsam erfolgt, so dass sich die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in einer dichtesten Packung, vorzugsweise in einer hexagonal dichtesten Packung, anordnen kann (vorzugsweise selbstorganisiert anordnen kann), welche in einer Matrix umfassend das oder die (vorzugsweise miteinander vernetzten) wasserlöslichen Bindemittel und das oder die Matrix-Pigmente eingebettet ist bzw. wird. Der Fachmann kann eine geeignete Trockengeschwindigkeit im Einzelfall, gegebenenfalls durch routinemäßige Vorversuche, ermitteln.
Vorzugsweise erfolgt das Trocknen in Schritt (iv) des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise das Trocknen der aufgebrachten Streichfarbe in Schritt (iv), auch bei einer Temperatur und für eine Zeitdauer, die geeignet ist, vernetzbare wasserlösliche Bindemittel (sofern vorhanden), vorzugsweise in Anwesenheit eines Vernetzungsmittels (besonders bevorzugt wie oben definiert), miteinander zu vernetzen, so dass eine vernetzte Bindemittel-Matrix resultiert, welche die ein oder mehreren Matrix-Pigmente umfasst. Auf diese Weise entsteht eine stabilisierte vernetzte Bindemittel-Matrix, welche nach dem Schmelzen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, vorzugsweise zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung (dazu siehe unten), zumindest im Wesentlichen formstabil bleibt und Strukturen eines photonischen Kristalls bzw. eines inversen Opals ausbildet bzw. fixiert, welche einen für das menschliche Auge sichtbaren Farbeindruck erzeugen. Der Fachmann kann geeignete Parameter für Temperatur und Zeitdauer des Trocknens in Schritt (iv) im Einzelfall, gegebenenfalls durch routinemäßige Vorversuche, ermitteln.
Vorzugsweise wird in dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren als Trägersubstrat Papier eingesetzt, welches eine auf dem Papier angeordnete Zwischenschicht umfasst oder nicht umfasst (d.h. umfassen kann, aber nicht muss). Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäß einzusetzende Papier als Trägersubstrat eine auf dem Papier angeordnete Zwischenschicht, vorzugsweise wie vorstehend definiert oder als bevorzugt definiert. In dieser bevorzugten Variante der Erfindung wird im Schritt (ii) des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise eine erfindungsgemäße Streichfarbe bereitgestellt oder hergestellt und im Schritt (iii) des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise die Streichfarbe auf das Trägersubstrat oder auf eine bzw. die darauf angeordnete Zwischenschicht aufgebracht. Das Auftragen der Streichfarbe auf das Papier als Trägersubstrat oder auf eine darauf angeordnete Zwischenschicht in Schritt (iii) kann mit an sich bekannten Streichverfahren erfolgen, vorzugsweise durch ein Verfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bladestreichen, Streichen mit Filmpresse, Vorhangstreichen („Curtain Coating“), Luftbürstenstreichen, Rakelstreichen und Sprühstreichen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes, umfassend die Schritte:

(D1) Aussetzen eines vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmateriales (oder eines vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmateriales) einer zum Schmelzen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln ausreichenden Energiemenge, vorzugsweise an einer oder mehreren definierten Stellen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht; vorzugsweise übertragen durch ein Medium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- - Laser und
- - Thermodruckkopf;
(D2) Schmelzen von wenigstens einem Teil der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, vorzugsweise an einer oder mehreren definierten Stellen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht; so dass eine für das menschliche Auge sichtbare Aufzeichnung, vorzugsweise ein Schriftzug, ein Muster oder ein Bild, resultiert; und
(D3) vorzugsweise Absorbieren der Schmelze wenigstens eines Teiles der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln aus Schritt (D2) in einer zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht angeordneten Zwischenschicht.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
In Schritt (D1) des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zum Schmelzen der der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln ausreichende Energiemenge so gewählt, dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial schmilzt, jedoch das oder die wasserlöslichen Bindemittel, vorzugsweise das oder die vernetzten wasserlöslichen Bindemittel (besonders bevorzugt die vorstehend beschriebene vernetzte Bindemittel-Matrix), ihre Struktur nicht oder nicht wesentlich verändert bzw. verändern, beispielsweise nicht schmilzt bzw. nicht schmelzen, so dass die Matrix, in welche die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vor ihrem Schmelzen eingebettet war (vorzugsweise die vernetzte Bindemittel-Matrix), möglichst unverändert und formstabil erhalten bleibt. Wie vorstehend angegeben, entsteht auf diese Weise eine stabilisierte Matrix, welche nach dem Schmelzen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, zumindest im Wesentlichen formstabil bleibt und am Ort der Energieaufnahme des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials Strukturen eines photonischen Kristalls bzw. eines inversen Opals ausbildet bzw. fixiert, welche einen für das menschliche Auge sichtbaren Farbeindruck erzeugen.
In Schritt (D1) des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens können verschiedene Energiequellen zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung eingesetzt werden. Sofern es auf eine besonders strukturierte Aufzeichnung nicht ankommt, kann beispielsweise das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial insgesamt einer geeigneten Energiemenge ausgesetzt werden, beispielsweise auf eine geeignete Temperatur und für eine geeignete Zeitdauer erwärmt werden, so dass die Gesamtheit der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln schmilzt, wodurch ein einheitlicher, für das menschliche Auge sichtbarer Farbwechsel des gesamten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials resultiert. Vorzugsweise werden aber erfindungsgemäß für die Übertragung der Energie in Schritt (D1) Energiequellen eingesetzt, welche eine zielgerichtete Übertragung der Energie auf möglichst genau definierbare bzw. definierte Stellen auf dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ermöglichen, damit eine möglichst definierte und präzise Aufzeichnung, vorzugsweise ein Schriftzug, ein Muster oder ein Bild, erhalten wird. Besonders geeignet hierfür sind Laser und an sich bekannte Thermodruckköpfe.
Thermodruckköpfe weisen dabei den Vorteil auf, dass sie leicht verfügbar und an vielen Orten bereits vorhanden oder leicht nachrüstbar sind, so dass die bereits eingeführte Technologie auf das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial sehr einfach und kostengünstig angewendet werden kann. Mit Thermodruckköpfen sind sehr detailgetreue und hochauflösende Aufzeichnungen auf dem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial möglich.
Laser kommen insbesondere dort für die Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung auf dem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in Frage, wo eine berührungslose Aufzeichnung vorteilhaft ist. Beispielsweise können berührungslose Aufzeichnungsmethoden dort angezeigt sein, wo ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial Bestandteile enthält, welche einen Kontakt mit einer Energiequelle wie einem Thermodruckkopf unvorteilhaft erscheinen lassen, etwa weil solche Bestandteile durch Kontakt mit der Energiequelle dort Schäden oder erhöhten Verschleiß hervorrufen.
In Schritt (D2) des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch Schmelzen von wenigstens einem Teil der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial eine für das menschliche Auge sichtbare Aufzeichnung erzeugt bzw. hergestellt. Bedingt durch die monomodale Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der vorstehend beschriebenen Matrix (vorzugsweise der vorstehend beschriebenen vernetzten Bindemittel-Matrix) in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials entstehen nach dem Schmelzen der Submikrometerpartikel bzw. nach dem Schmelzen von mindestens einem Teil der Mehrzahl von Submikrometerpartikein Hohlräume einer einheitlichen Größe in der Matrix. Die Größe dieser Hohlräume ist dabei abhängig von der jeweils eingesetzten monomodalen Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht. Die einheitliche Größe der besagten Hohlräume bedingt, dass die erzeugte oder hergestellte Aufzeichnung für das menschliche Auge einfarbig erscheint. Durch Veränderung der Größe der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (bzw. der monomodalen Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln) kann der Farbeindruck der Aufzeichnung für das menschliche Auge jedoch verändert werden, so dass nach dem beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren einfarbige Aufzeichnungen in beliebigen, verschiedenen Farben hergestellt werden können. Beispielsweise entsteht bei Verwendung in dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung von 400 nm eine für das menschliche Auge andersfarbig (einfarbig) erscheinende Aufzeichnung als bei Verwendung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer monomodalen Partikelgrößenverteilung von 600 nm.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in Schritt (D3) das Absorbieren der Schmelze wenigstens eines Teiles der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln aus Schritt (D2) in einer zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht angeordneten Zwischenschicht. Wie oben beschrieben, umfassen hierfür besonders geeignete Zwischenschichten Pigmente, welche Absorptionsmittel für eine Schmelze der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln umfassen, besonders bevorzugt die oben näher definierten anorganischen Pigmente.
An den Stellen des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, an welchen eine vorstehend beschriebene Aufzeichnung erfolgt ist, kann unter gewissen Voraussetzungen auch ein sogenannter „Lotus-Effekt“ beobachtet werden, d.h. eine verringerte Benetzbarkeit der Oberfläche des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials im Vergleich zu solchen Stellen der Oberfläche des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, an welchen keine Aufzeichnung im Sinne der vorliegenden Erfindung stattgefunden hat.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer durch Laserbeugung bestimmten (bzw. bestimmbaren) volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzt, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für die erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
Die erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln ist geeignet und vorgesehen für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder einer erfindungsgemäßen Streichfarbe.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung:

- der erfindungsgemäßen Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (oder einer vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Mehrzahl von Submikrometerpartikeln),
- der erfindungsgemäßen Streichfarbe (oder einer vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Streichfarbe)

- der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht (oder einer vorstehend beschriebenen bevorzugten erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht),
- für die oder bei der Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, vorzugsweise eines wärmeempfindlichen Papieres (Thermopapieres);

- für die oder bei der Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren, vorzugsweise einfarbigen, Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes, und/oder als Aufzeichnungsmedium hierfür,

- für die oder bei der wärmeinduzierten Herstellung oder Erzeugung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes;

- für die oder bei der Erzeugung von, vorzugsweise definierten, Strukturen im Bereich des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts, vorzugsweise von photonischen Kristallen und/oder inversen Opalen, vorzugsweise auf einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial;

- für die oder bei der Erzeugung oder Herstellung einer farbstofffreien Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes, vorzugsweise auf einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung einer Schmelze eines oder mehrerer lipophiler organischer Materialien als Betriebs-Flüssigkeit („Tinte“) in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem,
wobei

- die eingesetzten ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien oder deren Mischungen jeweils eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzt bzw. besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C;

- wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren eingesetzten lipophilen organischen Materialien eine Löslichkeit in Wasser von < 300 mg/L aufweist bzw. aufweisen,

- wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus:
- - Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin,
- - Carnaubawachs,
- - Montanwachs,
- - Polyethylen-Wachse,
- - Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40,
- - Fettsäureamiden, vorzugsweise Amiden von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22,
- - Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen, und
- - Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien;
und/oder
- wobei die Schmelze zu > 90 % Massenanteil, vorzugsweise zu ≥ 95 % Massenanteil, besonders bevorzugt zu ≥ 98 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Schmelze, aus den ein oder mehreren lipophilen Materialien besteht.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für die vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verwendungen gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung und/oder für die erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer durch Laserbeugung bestimmten (bzw. bestimmbaren) volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, umfassend die Schritte:

- Herstellen oder Bereitstellen einer Schmelze eines oder mehrerer Materialien, welche eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C;
- Vereinzeln der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem,

_b

- Verfestigen der Schar flüssiger Tropfen, so dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln resultiert.

Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und Kombinationen für das vorstehend bezeichnete Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln gelten die für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht und/oder für die erfindungsgemäße Streichfarbe und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und/oder für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung und/oder für die erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln und/oder für die erfindungsgemäßen Verwendungen vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.
In dem vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln kann die Schmelze ein Material oder mehrere Materialien (d.h. eine Mischung von mehreren Materialien) umfassen. Vorzugsweise liegt die Schmelztemperatur oder das Schmelzintervall der Schmelze im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C, unabhängig von der genauen Zusammensetzung der Schmelze.
Bevorzugt ist ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wobei die Schmelze des einen oder der mehreren Materialien ein oder mehrere lipophile organische Materialien (wie vorstehend definiert) umfasst und vorzugsweise zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Schmelze der ein oder mehreren Materialien, aus ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien besteht, und wobei vorzugsweise das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus:

- Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin,
- Carnaubawachs,
- Montanwachs,
- Polyethylen-Wachsen,
- Fettsäuren, vorzugsweise gesättigte Fettsäuren, mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palmitinsäure, Stearinsäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure, Melissinsäure, Laccersäure und Geddinsäure, ganz besonders bevorzugt Stearinsäure;
- Fettsäureamiden, vorzugsweise Amiden von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22;
- Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen,

- Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln oder eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln umfasst die Schmelze des einen oder der mehreren Materialien, welche eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, weiterhin ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen, wobei diese oberflächenaktiven Substanzen vorzugsweise

- ausgewählt sind aus der Gruppe der nicht-ionischen Emulgatoren, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettalkoholethoxylate, Fettalkoholpropoxylate, Alkylglucoside, Alkylpolyglucoside, Polyalkyenglycolether und Polyoxyethylenglycerinfettsäureester,

- einen HLB-Wert nach Griffin im Bereich von 8 bis 18 aufweisen.

Das Vereinzeln der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen in dem vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln wird erfindungsgemäß in einem an sich bekannten elektrohydrodynamischen Druckersystem bzw. mit Hilfe des Druckkopfes eines solchen Druckersystems durchgeführt. Ein solches elektrohydrodynamisches Druckersystem und ein Verfahren zur Herstellung einer Schar flüssiger Tropfen mit Hilfe dieses elektrohydrodynamischen Druckersystems, welches für den Schritt des Vereinzelns der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen des vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, wird insbesondere beschrieben in dem Dokument WO 2016/1203821 A1 .
Die Schmelze des oder der erfindungsgemäß einzusetzenden Materialien, welche eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, wird hierbei als in der Schrift WO 2016/1203821 A1 angegebene Betriebs-Flüssigkeit („liquid“ bzw. „liquid (42)“) bzw. als „Tinte“ zur Erzeugung von Tropfen („droplets“) eingesetzt. Zu diesem Zweck kann ein, insbesondere aus der Schrift WO 2016/1203821 A1 , an sich bekanntes elektrohydrodynamisches Druckersystem mit einer geeigneten Wärme- oder Heizvorrichtung versehen werden, beispielsweise mit einer externen Wärmequelle wie einem Wärmestrahler, um z.B. die Schmelze der ein oder mehreren Materialien herzustellen, bereitzustellen oder bereitzuhalten.
Gemäß der Funktionsweise des eletrohydrodynamischen Druckersystems wird zur Herstellung der Schar flüssiger Tropfen vorzugsweise eine Spannung angelegt an die Schmelze des einen oder der mehreren Materialien, welche eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt.
Die Größe bzw. Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln kann gemäß der Offenbarung der Schrift WO 2016/1203821 A1 (siehe dort: „droplet diameter“) beeinflusst bzw. gesteuert werden durch den Durchmesser der eingesetzten Düsen (siehe dort: „nozzle diameter“) und/oder die an der Düse jeweils angelegte Spannung (siehe dort: „voltage applied to the nozzle“). Die genaue Ausgestaltung des Vereinzelns der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen gemäß dem vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren mit einem an sich bekannten elektrohydrodynamischen Druckersystem kann der Fachmann anhand seiner Kenntnisse und mit Hilfe von Routineverfahren vornehmen.
Grundsätzlich ist jedes Verfahren und jede Vorrichtung für den Schritt des Vereinzelns der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen des vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, welche eine Schar (verfestigbarer) flüssiger Tropfen mit der vorstehend definierten monomodalen Partikelgrößenverteilung und Variationsbreite erzeugen bzw. für die weiteren Reaktionsschritte des vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung stellen kann. Demzufolge können beispielsweise auch die in den Dokumenten WO 2011/116763 oder WO 02/43673 beschriebenen Verfahren bzw. Vorrichtungen grundsätzlich für diesen Zweck geeignet sein, sofern damit die entsprechenden, in diesem Text definierten erfindungsgemäßen, Anforderungen erfüllt werden können.
Während in dem vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren die Schmelze in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem zu einer Schar flüssiger Tropfen vereinzelt wird oder nachdem die Schmelze in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem zu einer Schar flüssiger Tropfen vereinzelt wurde, wird die Schar flüssiger Tropfen vorzugsweise mit einer hinter dem Druckersystem (bzw. hinter der oder den Düsen des Druckersystems) angeordneten Gasphase (vorzugsweise Luft) kontaktiert, in welcher sich die Schar flüssiger Tropfen bereits teilweise oder vollständig (in Abhängigkeit von z.B. der Partikelgrößenverteilung der Schar flüssiger Tropfen, der Länge des durchmessenen Weges in der Gasphase, der Art des Gases oder der Temperatur der Gasphase bzw. der Schmelze) zu der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln verfestigen kann (d.h. verfestigt oder nicht verfestigt). Der von der Schar flüssiger Tropfen in der vorgenannten Gasphase durchmessene Weg hat üblicherweise eine Länge im Bereich von 1 mm bis 10 mm.
Nach dem Kontakt mit der vorstehend beschriebenen Gasphase wird die Schar flüssiger Tropfen, welche nicht, teilweise oder vollständig zu der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln verfestigt ist bzw. sind, vorzugsweise mit einer flüssigen Phase kontaktiert, vorzugsweise einer flüssigen, wässrigen Phase, in welcher die Schar flüssiger Tropfen und/oder die bereits teilweise oder vollständig zu Submikrometerpartikeln verfestigten Tropfen bei 25 °C eine Löslichkeit von < 300 mg/L, vorzugsweise von < 200 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L, ganz besonders bevorzugt von < 50 mg/L und insbesondere ganz besonders bevorzugt von ≤ 25 mg/L aufweist bzw. aufweisen. Spätestens nach dem Kontakt mit dieser flüssigen Phase ist die Schar flüssiger Tropfen vollständig verfestigt, so dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln gemäß dem vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren resultiert.
Gemäß der Funktionsweise des eletrohydrodynamischen Druckersystems wird zur Herstellung der Schar flüssiger Tropfen an die vorstehend definierte flüssige Phase eine Gegenspannung (zur an die vorstehend genannte Schmelze angelegten Spannung) angelegt.
Sofern eine Schar flüssiger Tropfen, welche nicht oder teilweise zu der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln verfestigt ist bzw. sind mit der oben genannten flüssigen Phase kontaktiert wird, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Viskosität der vorgenannten flüssigen Phase geringer ist als die Viskosität der ein oder mehreren Materialien der Schar flüssiger Tropfen (d.h. der ein oder mehreren Materialien, aus welcher die Schar flüssiger Tropfen gebildet ist oder aus welcher sie besteht), damit sich die bei Kontakt mit der flüssigen Phase noch unverfestigten flüssigen Tropfen in einer möglichst kugelförmigen Gestalt verfestigen.
Bevorzugt ist demnach auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wobei das Verfestigen der Schar flüssiger Tropfen das Kontaktieren der Schar flüssiger Tropfen oder von teilweise zu Submikrometerpartikeln verfestigten flüssigen Tropfen mit oder in einer flüssigen Phase, vorzugsweise Wasser, umfasst, in welcher die Schar flüssiger Tropfen und/oder die bereits teilweise oder vollständig zu Submikrometerpartikeln verfestigten Tropfen bei 25 °C eine Löslichkeit von < 300 mg/L, vorzugsweise von < 200 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L, ganz besonders bevorzugt von < 50 mg/L und insbesondere ganz besonders bevorzugt von ≤ 25 mg/L aufweist bzw. aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln umfasst die flüssige Phase ein oder mehrere Dispergiermittel. Vorzugsweise werden als Dispergiermittel in der flüssigen Phase die vorstehend definierten erfindungsgemäß einzusetzenden ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel eingesetzt, besonders bevorzugt sind diese ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, modifizierten Polyvinylalkoholen und Salzen von Acrylpolymeren.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln umfasst die flüssige Phase ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen,
wobei diese oberflächenaktiven Substanzen vorzugsweise

- einen HLB-Wert nach Griffin im Bereich von 8 bis 18 aufweisen.

Die vorstehend bezeichnete flüssige Phase kann dabei nur die ein oder mehreren Dispergiermittel umfassen oder nur die ein oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen umfassen oder es können in der flüssigen Phase die ein oder mehreren Dispergiermittel und die ein oder mehreren oberflächenaktiven Substanzen nebeneinander vorliegen.
Die Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, in welcher ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen (entweder in der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln oder in der flüssigen Phase) eingesetzt werden, hat den Vorteil, dass die Oberflächenspannung der flüssigen Phase herabgesetzt wird, wodurch eine Verformung von noch unverfestigten Tropfen bei Kontakt mit der Oberfläche der flüssigen Phase verhindert oder wenigstens vermindert wird.
Die Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, in welcher ein oder mehrere Dispergiermittel (in der flüssigen Phase) eingesetzt werden, hat den Vorteil, dass unter den Verfahrensbedingungen die Anwesenheit der Dispergiermittel zur (elektrostatischen) Stabilisierung der Schar flüssiger Tropfen bzw. der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln beiträgt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des vorstehend bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln kann die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Streichfarbe angegebene (bzw. definierte) Trägerflüssigkeit teilweise oder vollständig als flüssige Phase eingesetzt werden.
Beispiele:
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben und erklären, ohne ihren Schutzbereich einzuschränken.
Soweit nicht anders angegeben, werden alle nachfolgend angegebenen Versuche unter üblichen Laborbedingungen (25 °C, Normaldruck) durchgeführt.
Beispiel 1: Herstellung einer erfindungsgemäßen Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (1)
Eine Schmelze von Stearinsäure (10,15 Massenanteile) wird als Betriebs-Flüssigkeit („Tinte“) in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem (wie beschrieben in dem Dokument WO 2016/1203821 A1 ) mit externer Wärmequelle eingesetzt und mittels des Druckkopfes des Druckersystems zu einer Schar flüssiger Tropfen vereinzelt, mit einer volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 der Tropfen im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger (bestimmbar durch Laserbeugung).
Die Schar flüssiger Tropfen wird hinter dem Druckkopf in Wasser (63,92 Massenanteile) aufgefangen, welches darin gelöst einen Polyvinylalkohol (z.B. vom Typ Poval®2-98; 2,5 Massenanteile; vernetzbares, wasserlösliches Bindemittel) mit einer mittleren molaren Masse M_n von weniger als 30000 g/mol) sowie als oberflächenaktive Substanz ein handelsübliches Fettalkoholethoxylat (0,16 Massenanteile) enthält. Nach Verfestigen der Schar flüssiger Stearinsäure-Tropfen wird eine erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger (bestimmbar durch Laserbeugung) erhalten, welche in der wässrigen Phase vorliegt.
Beispiel 2: Herstellung einer erfindungsgemäßen Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (2)
Analog wie in Beispiel 1 wird eine Schmelze von Stearinsäure (9,85 Massenanteile), der (abweichend von Beispiel 1) als oberflächenaktive Substanz ein handelsübliches Fettalkoholethoxylat (0,31 Massenanteile) zugesetzt ist, als Betriebs-Flüssigkeit in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem mit externer Wärmequelle eingesetzt und mittels des Druckkopfes des Druckersystems zu einer Schar flüssiger Tropfen vereinzelt, mit einer volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 der Tropfen im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger (bestimmbar mittels Laserbeugung).
Die Schar flüssiger Tropfen wird hinter dem Druckkopf in Wasser (63,92 Massenanteile) aufgefangen. Nach Verfestigen der Schar flüssiger Stearinsäure-Tropfen wird eine erfindungsgemäße Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger (bestimmbar mittels Laserbeugung) erhalten, welche in der wässrigen Phase (neben der vorgenannten oberflächenaktiven Substanz) vorliegt.
Beispiel 3: Herstellung einer erfindungsgemäßen Streichfarbe (1)
Die vorstehend erhaltene wässrige Phase enthaltend eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (siehe Beispiel 1) wird mit Wasser (20,00 Massenanteile), in welchem einem Polyvinylalkohol (z.B. vom Typ Poval®2-98; 1,21 Massenanteile; vernetzbares, wasserlösliches Bindemittel) mit einer mittleren molaren Masse M_n von weniger als 30000 g/mol gelöst ist, Kieselsäure mit einer volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung Dv90 von < 40 nm (1,73 Massenanteile; Matrix-Pigment) und mit Glyoxal (Vernetzer zum Vernetzen des wasserlöslichen Bindemittels, 0,33 Massenanteile) auf an sich bekannte Weise vermischt, so dass eine erfindungsgemäße Streichfarbe resultiert.
Die in der Streichfarbe vorliegenden nicht-wässrigen Bestandteile Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, vernetzbares, wasserlösliches Bindemittel und Matrix-Pigment (sowie oberflächenaktive Substanz und vernetzbares wasserlösliches Bindemittel) stellen dabei eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials dar, welche beispielsweise durch Abdampfen bzw. Verdunsten des wässrigen Bestandteils auch isoliert erhalten werden kann. Auf diese Weise kann auch der Trockengehalt der Streichfarbe bestimmt werden.
Beispiel 4: Herstellung einer erfindungsgemäßen Streichfarbe (2)
Die vorstehend erhaltene wässrige Phase enthaltend eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln (siehe Beispiel 2) wird mit Wasser (20,00 Massenanteile), in welchem ein Polyvinylalkohol (z.B. vom Typ Poval® 2-98; 3,81 Massenanteile; vernetzbares, wasserlösliches Bindemittel) mit einer mittleren molaren Masse M_n von weniger als 30000 g/mol gelöst ist, Kieselsäure mit einer volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung Dv90 von < 40 nm (1,78 Massenanteile; Matrix-Pigment) und Glyoxal (Vernetzer zum Vernetzen des wasserlöslichen Bindemittels, 0,33 Massenanteile) auf an sich bekannte Weise vermischt, so dass eine erfindungsgemäße Streichfarbe resultiert.
Die in der Streichfarbe vorliegenden nicht-wässrigen Bestandteile Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, vernetzbares, wasserlösliches Bindemittel und Matrix-Pigment (sowie oberflächenaktive Substanz und vernetzbares wasserlösliches Bindemittel) stellen dabei eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials dar, welche beispielsweise durch Abdampfen bzw. Verdunsten des wässrigen Bestandteils auch isoliert erhalten werden kann.
Beispiel 5: Herstellung einer erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht und eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
Als Trägersubstrat wird eine Bahn eines üblichen Trägerpapieres mit einer flächenbezogenen Masse von 64 g/m² hergestellt oder bereitgestellt.

Auf der Vorderseite dieses Trägersubstrates wird auf an sich bekannte Weise mit Hilfe eines Streichmessers eine Pigment-haltige Zwischenschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 9 g/m² aufgebracht, getrocknet und satiniert. Die Zusammensetzung der zum Aufbringen der Zwischenschicht verwendeten Streichfarbe (nicht erfindungsgemäß) ist unten in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1: Zusammensetzung einer Streichfarbe für eine Zwischenschicht

Funktion	Handelsname	Bezeichnung	CAS RN Nr.	Massenanteile w (x) (atro)
Binder	C-Film 07311	Modifizierte Stärke	9004-53-9	3-5
Optischer Aufheller	Tafluonol® CPD T/P	1,4-Benzoldisulfonsäure, 2,2'-(1,2-ethenediylbis((3-sulfo-4,1-phenylen) imino(6-(4-morpholinyl)-1,3,5-triazin-4,2-diyl)imino))bis-, hexa-natrium-Salz	52301-70-9	0,25-0,45
Dispergiermittel	Calgon® 322	Dinatrium [hydroxy(oxido)-phosphoryl] hydrogenphosphat	68915-31-1	0,45-0,2
Pigment	Ansilex® 93	Kaolin, calciniert	92704-41-1	72-86
Rheologie - Modifizierer	Blanose® REF CMC 7LC	Carboxymethylcellulose Natriumsalz	9004-32-4	0,7-1,7
Binder	Litex® P5100	Wässrige Dispersion eines Copolymerisates (StyrolButadien-Kautschuk)	./.	8,5-16
Rheologie - Modifizierer	Sterocoll® BL	Polyacrylamid, anionisch modifiziert, emulgiert in aliphatischen Kohlenwasserstoffen und Wasser	64741-47-8	0,04-0,09

Auf die Pigment-haltige Zwischenschicht wird anschließend unter Nutzung einer Rollrakel-Streicheinrichtung eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 4,0 g/m² aufgebracht. Dazu wird die vorstehend hergestellte erfindungsgemäße Streichfarbe eingesetzt (siehe Beispiel 3).
Nach dem Aufbringen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht wird diese bei einer Temperatur, die 50 °C nicht übersteigt, getrocknet, wobei das wasserlösliche Bindemittel durch Reaktion mit dem Vernetzer vernetzt wird und zusammen mit dem Matrix-Pigment eine vernetzte Bindemittel-Matrix ausbildet und wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eine dichteste Packung in der vernetzten Bindemittel-Matrix einnimmt.
Es resultiert eine erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt.
Auf das vorstehend erhaltene erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial wird unter Verwendung einer Rollrakel-Streicheinrichtung auf an sich bekannte Weise eine Deckschicht (Topcoat) mit einer flächenbezogenen Masse im Bereich von 1,0 bis 3,0 g/m² aufgebracht und anschließend getrocknet bei einer Temperatur, die 50 °C nicht übersteigt. Die Zusammensetzung (Trockenanteil) der zum Aufbringen der Deckschicht verwendeten Streichfarbe (nicht erfindungsgemäß) ist unten in Tabelle 2 angegeben.
In der Papierherstellung werden drei Grade für den Trockengehalt (z.B. von von Papier und Zellstoff) unterschieden „atro“ (absolut trocken), „lutro“ (lufttrocken) und „otro“ (ofentrocken). Die Angabe in Tabelle 2 erfolgt jeweils in Massenanteilen W(x) atro, wobei „atro“ einen Wassergehalt von 0 % bezeichnet.

Allgemein wird für „lutro“ ein „normaler“ (für Papier grundsätzlich notwendiger) Feuchtigkeitsgehalt als Basis einer Berechnung eingesetzt. Bei Zellstoff und Holzschliff bezieht sich die Rechnungsmasse in der Regel auf 90:100, das heißt 90 Teile Stoff, 10 Teile Wasser. Der Zustand von Papier oder Zellstoff nach der Trocknung unter festgelegten, definierten Bedingungen wird als „otro“ bezeichnet. Tabelle 2: Zusammensetzung einer Streichfarbe für eine Deckschicht

Komponente	Bestandteil	Massenanteile w (x) (atro)
Pigment	Kaolin (Handelsname: ASP 179)	0,30 bis 0,40
Pigment	Kieselsäure (Handelsname: Sipernat® 22S)	0,020 bis 0,040
Polyvinylalkohol	Acetoacetyl-modifiziertes PVA (Handelsname: Gohsenx® Z-410)	0,05 bis 0,15
Polyvinylalkohol	Acetoacetyl-modifiziertes PVA (Handelsname: Gohsenx® Z-200)	0,20 bis 0,50
Additiv	Zinkstearat (Handelsname: Hidorin® Z-7-30)	0,05 bis 0,07
Vernetzer	Polyamidamin-Epichlorhydrin Harz (Handelsname: Giluton® 20XP)	0,015 bis 0,035
Alkylen/(Meth)-Acrylsäure-Copolymer	Ethylen-Acrylsäure Copolymer (Handelsname: Aquacer® 1061)	0,015 bis 0,040
Vernetzer	Natrium/Calciumglyoxylat (Handelsname:	0,005 bis
	SPM-01/SPM-02)	0,020

Es wird ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial erhalten, wobei die (erfindungsgemäße) wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig mit einer Deckschicht bedeckt ist.
Beispiel 6: Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung
Das vorstehend erhaltene, erfindungsgemäße, wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial, wobei die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig mit einer Deckschicht bedeckt ist (siehe Beispiel 5), wird in einem Thermodrucker mit einem üblichen Thermodruckkopf bedruckt, wobei die zur Erzeugung des Druckbildes gewählte Temperatur am Thermodruckkopf > 70 °C (d.h. über dem Schmelzpunkt von Stearinsäure, dem Material, aus welchem die in der wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vorliegende Mehrzahl von Submikrometerpartikeln besteht) beträgt.
Durch Schmelzen mindestens eines Teiles der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht an den vom Thermodruckkopf angesteuerten Stellen entsteht ein für das menschliche Auge sichtbares, einfarbiges Druckbild, dessen vom Auge wahrgenommene Farbe von der Partikelgrößenverteilung der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln abhängt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2574645 A1 [0005]
EP 2784133 A1 [0006]
WO 2014/041360 A1 [0014]
WO 2016/120381 A1 [0016]
WO 2011/116763 [0017, 0150]
WO 0243673 A2 [0018]
WO 2016/1203821 A1 [0146, 0147, 0149, 0164]
WO 0243673 [0150]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Z. Gu et al., Angew. Chem. Int. Ed. Vol. 42/8 (2002) 894-897 [0015]
Griffin, W. C.: Classification of surface active agents by HLB, J. Soc. Cosmet. Chem. 1, 1949 [0072]
DIN 53015:2001-02 [0077]
DIN ISO 8791-4:2008-05 [0115]
ISO 8791-4:2007 [0115]

Claims

Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials oder wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, umfassend: - eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, mit einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzt, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, - ein oder mehrere wasserlösliche Bindemittel und - ein oder mehrere Matrix-Pigmente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metalloxiden, Metallhydroxiden, Metallcarbonaten und Siliciumdioxid, welche bei 25 °C jeweils eine Löslichkeit in Wasser von < 150 mg/L aufweisen.
Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln - ein oder mehrere lipophile organische Materialien umfasst, und vorzugsweise zu einem Massenanteil von > 90 %, besonders bevorzugt zu einem Massenanteil von ≥ 95 %, bezogen auf die Gesamtmasse der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, aus ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien besteht, - wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien vorzugsweise eine Löslichkeit in Wasser von < 300 mg/L aufweist bzw. aufweisen, und/oder - wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus: - Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin, - Carnaubawachs, - Montanwachs, - Polyethylen-Wachse, - Fettsäuren, vorzugsweise gesättigte Fettsäuren, mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, - Fettsäureamide, vorzugsweise Amide von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22, - Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen, und - Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien; und/oder - eine durch Laserbeugung bestimmte volumenbezogene monomodale Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 350 nm bis 750 nm aufweist, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, vorzugsweise von 0,1 oder weniger.
Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei: - das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren wasserlöslichen Bindemittel ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Stärke, Hydroxyethylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Acrylamid-Acrylat-Copolymere, und deren Mischungen; und besonders bevorzugt ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon sowie deren Mischungen, und/oder - die eingesetzten wasserlöslichen Bindemittel jeweils eine mittlere molare Masse M_n von weniger als 30000 g/mol, vorzugsweise von weniger als 25000 g/mol aufweisen.
Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren Matrix-Pigmente - ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus SiO₂, Al(OH)₃, Al₂O₃, MgO, TiO₂, SnO₂, Fe₂O₃, ZrO₂, CeO₂, Y₂O₃, CaCO₃ sowie deren Mischungen und vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus SiO₂, Al(OH)₃, Al₂O₃, MgO, SnO₂, CaCO₃ sowie deren Mischungen, und/oder - eine Löslichkeit in Wasser von < 150 mg/L, vorzugsweise von < 125 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L und ganz besonders bevorzugt von ≤ 75 mg/L , bei 25 °C aufweist bzw. aufweisen, und/oder - als Partikel einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen Partikelgrößenverteilung Dv90 von < 40 nm, vorzugsweise von < 20 nm, besonders bevorzugt von < 10 nm, vorliegen.
Wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei deren flächenbezogene Masse im Bereich von 1,0 bis 8,0 g/m² liegt, vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 6,0 g/m², besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 6,0 g/m², ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 6,0 g/m².
Streichfarbe zur Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht, umfassend - eine Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wie definiert in einem der Ansprüche 1 bis 2, - ein oder mehrere wasserlösliche Bindemittel, wie definiert in einem der Ansprüche 1 oder 3, wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren wasserlöslichen Bindemittel vorzugsweise ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, Carboxylgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Silanolgruppen-modifizierter Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierter Polyvinylalkohol, sowie deren Mischungen, - ein oder mehrere Matrix-Pigmente, wie definiert in einem der Ansprüche 1 oder 4 und - eine Trägerflüssigkeit, wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln so ausgewählt ist bzw. sind, dass sie bei 25 °C in der Trägerflüssigkeit eine Löslichkeit von < 300 mg/L, vorzugsweise von < 200 mg/L, besonders bevorzugt von < 100 mg/L, ganz besonders bevorzugt von < 50 mg/L und insbesondere ganz besonders bevorzugt von ≤ 25 mg/L, aufweist bzw. aufweisen.
Streichfarbe nach Anspruch 6, - wobei die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in einer Gesamtmenge im Bereich von 1,75 % Massenanteil bis 28,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 7,0 % Massenanteil bis 21,0 % Massenanteil, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 14,0 % Massenanteil bis 17,0 % Massenanteil,, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe, vorliegt, und/oder - wobei die ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,5 % Massenanteil bis 12 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 3,0 % Massenanteil bis 9,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 6,0 % Massenanteil bis 7,0 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe, und/oder - wobei die ein oder mehreren Matrix-Pigmente in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,25 % Massenanteil bis 6,0 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 1,0 % Massenanteil bis 5,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 % Massenanteil bis 3,0 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe, und/oder - weiter umfassend ein oder mehrere oberflächenaktive Substanzen, - vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der nicht-ionischen Emulgatoren, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Fettalkoholethoxylate, Fettalkoholpropoxylate, Alkylglucoside, Alkylpolyglucoside, Polyalkyenglycolether und Polyoxyethylenglycerinfettsäureester, und/oder - welche vorzugsweise einen HLB-Wert nach Griffin im Bereich von 8 bis 18 aufweisen, und/oder - vorzugsweise in einer Gesamtmenge von < 5,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt in einer Gesamtmenge von < 0,35 % Massenanteil, ganz besonders bevorzugt in einer Gesamtmenge von < 0,07 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe, und/oder - weiter umfassend ein oder mehrere Vernetzer zum Vernetzen der ein oder mehreren wasserlöslichen Bindemittel, - vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Formaldehyd, Zirconcarbonat, Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydroxy-bis(ammonium lactato)titan (IV) und Glyoxalderivaten, und/oder - vorzugsweise in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,05 % Massenanteil bis 1,5 % Massenanteil vorliegen, vorzugsweise im Bereich von 0,2 % Massenanteil bis 0,9 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 % Massenanteil bis 0,7 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe.
Streichfarbe nach Anspruch 6 oder 7, wobei - die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in der Streichfarbe in einer Gesamtmenge im Bereich von 60 % Volumenanteil bis 80 % Volumenanteil, vorzugsweise im Bereich von 65 % Volumenanteil bis 75 % Volumenanteil, vorliegt, bezogen auf das Trockenvolumen der in der Streichfarbe insgesamt vorliegenden Bestandteile, und/oder - der Anteil der in der Streichfarbe neben der Trägerflüssigkeit insgesamt vorliegenden Bestandteile im Bereich von 2,5 % Massenanteil bis 40,0 % Massenanteil, vorzugsweise im Bereich von 5,0 % Massenanteil bis 30,0 % Massenanteil, besonders bevorzugt im Bereich von 7,5 % Massenanteil bis 25,0 Massenanteil liegt, bezogen auf die Gesamtmasse der Streichfarbe.
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, umfassend - ein Trägersubstrat, und - eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, wie definiert in einem der Ansprüche 1 bis 5.
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, wobei - die Schichtdicke der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht im Bereich von 2 µm bis 12 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 µm bis 10 µm liegt, und/oder - zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, welche vorzugsweise Pigmente umfasst, wobei vorzugsweise die Pigmente Absorptionsmittel für eine Schmelze der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln sind und besonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus - organische Pigmente, vorzugsweise organische Hohlkörperpigmente, und - anorganische Pigmente, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, Siliciumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid und Böhmit; und/oder - die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise mit einer Deckschicht bedeckt ist.
Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 9 oder 10 oder einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die folgenden Schritte: (i) Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrates, vorzugsweise Papier; (ii) Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einer Streichfarbe nach einem der Ansprüche 6 bis 8; (iii) Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung oder der Streichfarbe auf das Trägersubstrat oder auf eine darauf angeordnete Zwischenschicht; (iv) vorzugsweise Trocknen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung oder der aufgebrachten Streichfarbe, so dass eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht resultiert, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt und so dass auch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial resultiert; und (v) vorzugsweise Aufbringen einer die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise bedeckenden Deckschicht und Trocknen der Deckschicht, so dass eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht resultiert, die gemeinsam mit dem Trägersubstrat in einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial vorliegt und teilweise oder vollständig mit einer Deckschicht bedeckt ist.
Verfahren zur Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, umfassend die Schritte: (D1) Aussetzen eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmateriales nach einem der Ansprüche 9 bis 10 einer zum Schmelzen der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln ausreichenden Energiemenge, vorzugsweise an einer oder mehreren definierten Stellen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht; vorzugsweise übertragen durch ein Medium ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus - Laser und - Thermodruckkopf; (D2) Schmelzen von wenigstens einem Teil der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, vorzugsweise an einer oder mehreren definierten Stellen der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht; so dass eine für das menschliche Auge sichtbare Aufzeichnung resultiert und (D3) vorzugsweise Absorbieren der Schmelze wenigstens eines Teiles der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln aus Schritt (D2) in einer zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht angeordneten Zwischenschicht.
Mehrzahl von Submikrometerpartikeln, wie definiert in einem der Ansprüche 1 oder 2.
Verwendung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln nach Anspruch 13, einer Streichfarbe nach einem der Ansprüche 6 bis 8 und/oder einer Beschichtungszusammensetzung oder wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - für die oder bei der Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, vorzugsweise eines wärmeempfindlichen Papieres (Thermopapieres); und/oder - für die oder bei der Herstellung einer für das menschliche Auge sichtbaren, vorzugsweise einfarbigen, Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes, und/oder als Aufzeichnungsmedium hierfür, und/oder - für die oder bei der wärmeinduzierten Herstellung oder Erzeugung einer für das menschliche Auge sichtbaren Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes; und/oder - für die oder bei der Erzeugung von, vorzugsweise definierten, Strukturen im Bereich des für das menschliche Auge sichtbaren Lichts, vorzugsweise von photonischen Kristallen und/oder inversen Opalen, und/oder - für die oder bei der Erzeugung oder Herstellung einer farbstofffreien Aufzeichnung, vorzugsweise eines Schriftzuges, eines Musters oder eines Bildes.
Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger, umfassend die Schritte: - Herstellen oder Bereitstellen einer Schmelze eines oder mehrerer Materialien, welche eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt; - Vereinzeln der Schmelze zu einer Schar flüssiger Tropfen in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem, wobei vorzugsweise die Parameter des Druckersystems so eingestellt werden, dass eine Schar flüssiger Tropfen entsteht, welche sich zu der Mehrzahl von Submikrometerpartikeln mit einer durch Laserbeugung bestimmten volumenbezogenen monomodalen Partikelgrößenverteilung Dv50 im Bereich von 290 nm bis 750 nm, bei einer Variationsbreite V_b von 0,2 oder weniger verfestigen; - Verfestigen der Schar flüssiger Tropfen, so dass die Mehrzahl von Submikrometerpartikeln resultiert.
Verwendung einer Schmelze eines oder mehrerer lipophiler organischer Materialien als Betriebs-Flüssigkeit in einem elektrohydrodynamischen Druckersystem, wobei - die eingesetzten ein oder mehreren lipophilen organischen Materialien oder deren Mischungen jeweils eine Schmelztemperatur oder ein Schmelzintervall besitzt bzw. besitzen, die bzw. das im Temperaturbereich von 60 °C bis 170 °C liegt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 70 °C bis 140 °C, besonders bevorzugt im Temperaturbereich von 90 °C bis 120 °C; und/oder - wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren eingesetzen lipophilen organischen Materialien eine Löslichkeit in Wasser von < 300 mg/L aufweist bzw. aufweisen, und/oder - wobei das eine oder eines, mehrere oder sämtliche der mehreren lipophilen organischen Materialien ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus: - Paraffin, vorzugsweise Hartparaffin, - Carnaubawachs, - Montanwachs, - Polyethylen-Wachse, - Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, - Fettsäureamiden, vorzugsweise Amide von gesättigten oder einfach ungesättigten Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 5 bis 22, - Salze von Fettsäuren mit einer Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von 16 bis 40, vorzugsweise im Bereich von 16 bis 30, besonders bevorzugt deren Salze mit zweiwertigen Metallkationen, und - Mischungen der vorgenannten lipophilen organischen Materialien; und/oder - wobei die Schmelze zu > 90 % Massenanteil, vorzugsweise zu ≥ 95 % Massenanteil, besonders bevorzugt zu ≥ 98 % Massenanteil, bezogen auf die Gesamtmasse der Schmelze, aus den ein oder mehreren lipophilen Materialien besteht.