DE2132900C3

DE2132900C3 - Thermosensitive recording material

Info

Publication number: DE2132900C3
Application number: DE19712132900
Authority: DE
Inventors: James Herbert Xenia; Talvalkar Shashikant Gangadhar Dayton; Ohio Blose (V.St.A.)
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1970-07-15
Filing date: 1971-07-02
Publication date: 1978-02-02

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem Trägerblatt und einer Beschichtung, die aus einem Bindemittel aus Polyvinylalkohol und darin verteilten Teilchen vonThe invention relates to a heat-sensitive recording material consisting of a carrier sheet and a coating composed of a binder of polyvinyl alcohol and particles of

3,3-bis-(p-Dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalid und Bisphenol besteht, wobei die Teilchen bei Erwärmung flüssig werden oder verdampfen, um eine farbige Markierung zu erzeugen, und wobei die Beschichtung außerdem einen Füllstoff, ein Metallstearat und ein nicht klebendes Wachs enthält.3,3-bis- (p-dimethylaminophenyl) -6-dimethylaminophthalide and bisphenol, the particles being at Heating become liquid or evaporate to produce a colored mark, and with the The coating also contains a filler, a metal stearate and a non-stick wax.

Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, bei denen die beiden Farbreagenzien in Form fein verteilter fester Stoffe in einem Bindemittel dispergiert sind, sind bekannt. Durch Erwärmen beispielsweise mittels einer erwärmten Type fließen diese Stoffe zusammen, so daß sie miteinander unter Farbbildung reagieren können. Aus der DT-PS 12 51 348 ist es beispielsweise bekannt, als chromogenen Farbbildner ein l,3,3-Trimethyl-6'-Chlor-8'-methoxy-benzoindolino-spiropyran zu verwenden. In der GB-PS 11 35 540 wird dagegen als chromogener Stoff Kristallviolettlacton verwendet. In beiden Fällen dient als zweite Farbbildungskomponente ein Bisphenol wie 4,4'-Isopropyliden-diphenol. Als Bindemittel wird in diesen bekannten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien Polyvinylalkohol verwendet. Heat-sensitive recording materials in which the two color reagents are in the form of finely divided solid substances are dispersed in a binder are known. By heating for example by means of a When heated, these substances flow together so that they can react with one another to form color. From DT-PS 12 51 348 it is known, for example, to use a 1,3,3-trimethyl-6'-chloro-8'-methoxy-benzoindolino-spiropyran as a chromogenic color former to use. In the GB-PS 11 35 540, however, is as chromogenic substance crystal violet lactone used. In both cases it serves as the second color-forming component a bisphenol such as 4,4'-isopropylidene diphenol. As a binder is known in these heat-sensitive Recording materials used polyvinyl alcohol.

1st die verwendete Drucktype beim Abheben von dem Aufzeichnungsträger noch warm und nimmt sie kein geschmolzenes Material mit, dann treten bei diesen bekannten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien keine Probleme durch Beschädigungen des erzeugten Druckes oder Verschmutzen der Drucktype auf. Es wurden jedoch Flachdruckplatten entwickelt, die erwärmbare Matrizen aufweisen, die in einer Ebene mit der Druckfläche liegen. Einzelne Elemente der Matrix können zum Druck eines ausgewählten Symbols selektiv erwärmt werden. Diese Symbole können beispielsweise durch ausgewählte Elemente der Matrix zusammengesetzt werden, wozu diese ausgewählten Flemente kurzzeitig stark erwärmt (etwa 250⁰C) und durch Wärmeleitung in eine Wärmesenke schnell wieder abgekühlt werden können, um sie für den Druck eines anderen ausgewählten Symbols vorzubereiten. Zwischen den einzelnen Druckoperationen wird der Aufzeichnungsträger relativ zur Druckplatte weiterbewegt oder ein einzelner Thermodruckkopf bewegt sich längs des Aufzeichnungsträgers, um eine zusammenhängende Nachricht zu drucken. Durch das Erwärmen und plötzliche Abkühlen der Typenfläche kann die geschmolzene Beschichtung an der Druckplatte hängenbleiben, wodurch die Beschichtung oder der Papierträger beschädigt und außerdem der Druckkopf verschmutzt wird.If the printing type used is still warm when it is lifted from the recording medium and it does not take any molten material with it, then with these known heat-sensitive recording materials there are no problems with damage to the pressure produced or soiling of the printing type. However, planographic printing plates have been developed which have heatable matrices that lie in a plane with the printing surface. Individual elements of the matrix can be selectively heated to print a selected symbol. These symbols of the matrix can be composed, for example, by selected entities, including those selected Flemente briefly heated strongly (about 250 ⁰ C) and can be cooled by heat conduction in a heat sink quickly in order to prepare for the printing of another selected symbol. Between the individual printing operations, the recording medium is moved further relative to the printing plate or a single thermal printhead moves along the recording medium in order to print a coherent message. Heating and sudden cooling of the type surface can cause the molten coating to stick to the printing plate, damaging the coating or the paper backing and also contaminating the print head.

Zur Beseitigung dieses Nachteils wird in der FR-PS 14 97 347 vorgeschlagen, die eigentliche wärmeempfindliche Schicht zwischen zwei weitere Schichten einzulagern. Auf das Trägerblatt wird zunächst eine Grundschicht, bestehend aus einem Wachs und einem Bindemittel, aufgetragen. Auf dieser Schicht wird dann eine aus einem Metallstearat, den Farbbildnern und einem Bindemittel bestehende Schicht und darüber wiederum eine Überzugsschicht aus einem Wachs und einem Bindemittel abgelagert Nach einem Ausführungsbeispiel kann zwar die Grundschicht auch weggelassen werden, jedoch ist zur Erzielung optimaler Ergebnisse das Aufbringen von drei Schichten erforderlich. Das aufeinanderfolgende Aufbringen von drei verschiedenen Schichten ist jedoch äußerst zeitraubend und teuer.To eliminate this disadvantage, it is proposed in FR-PS 14 97 347 to store the actual heat-sensitive layer between two further layers. First, a base layer consisting of a wax and a binding agent is applied to the carrier sheet. A layer consisting of a metal stearate, the color formers and a binding agent is then deposited on top of this layer, and a coating layer consisting of a wax and a binding agent is deposited on top of it Layers required. The successive application of three different layers, however, is extremely time consuming and expensive.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das oben aufgeführte Problem auf wesentlich einfachere Weise zu lösen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem bei dem eingangs definierten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial dadurch gelöst, daß die farbbildenden Reagenzien, der Füllstoff, das Metallstearat und das Wachs in einer einzigen Bindemittelschicht vorliegen.The invention is therefore based on the object of reducing the above-mentioned problem to a much simpler one Way to solve. According to the present invention, this problem is addressed in the case of that initially defined heat-sensitive recording material solved in that the color-forming reagents, the filler, the metal stearate and the wax are in a single binder layer.

Die erhaltene wärmeempfindliche Beschichtung ist innerhalb weiter Bereiche der Umgebungsbedingungen stabil, und zwar innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa -20 bis +6O⁰C und eines Bereichs relativer Luftfeuchtigkeit von 0 bis 100%.The heat-sensitive coating is stable within a wide range of ambient conditions, namely within a temperature range of about -20 to + 6O ⁰ C and a relative humidity range of 0 to 100%.

Die für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial verwendbaren Phenole besitzen einen niedrigen Dampfdruck und werden normalerweise flüssig oder verdampfen in einer ausreichenden Menge bei den in der Thermographie üblichen Temperaturen von 150 bis 200⁰C. Beispiele für solche Phenole sind in der obengenannten britischen Patentschrift aufgeführt. Der Polyvinylalkohol soll vorzugsweise eine mittlere Viskosität und einen Hydrolysierungsgrad von 99% besitzen. Selbstverständlich können auch andere nichtreagierende wasserlösliche Bindemittel verwendet werden.The phenols which can be used for the recording material according to the invention have a low vapor pressure and normally become liquid or evaporate in a sufficient amount at the temperatures of 150 to 200 ^° C. customary in thermography. Examples of such phenols are listed in the above-mentioned British patent. The polyvinyl alcohol should preferably have an average viscosity and a degree of hydrolysis of 99%. Of course, other non-reactive water-soluble binders can also be used.

Die für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsblatt verwendbaren Füllstoffe sind zumindest teilweise mit dem farblosen chromogenen Stoff reaktionsfähig. Spezielle Beispiele sind Klondyke-Clay und andere Füllstoffe wie beispielsweise Titandioxyd, Zinkoxyd, Tonerden, Silikate und Carbonate, die in Wasser unlöslich sind.The fillers which can be used for the recording sheet according to the invention are at least partially included reactive to the colorless chromogenic substance. Specific examples are Klondyke Clay and others Fillers such as titanium dioxide, zinc oxide, clays, silicates and carbonates that are found in water are insoluble.

Die für die Erfindung verwendeten Gleitmittel erhöhen im allgemeinen sowohl die Lichtechtheit als auch die Gleitfähigkeit. Spezielle Beispiele sind Zinkstearat sowie auch andere wasserunlösliche Stearate von Kalzium, Eisen, Kobalt, Nickel, Aluminium, Mangan und Blei.The lubricants used for the invention generally increase both the lightfastness and also the lubricity. Specific examples are zinc stearate as well as other water-insoluble stearates of calcium, iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese and lead.

Das Freigabemittel besitzt einen so hohen Schmelzpunkt, daß es nicht schmilzt und nicht mit derThe release agent has a melting point so high that it does not melt and does not melt with the

Beschichtung unter normalen Lagerungsbedingungen reagiert Es kann eine Vielzahl verschiedenartiger Wachse verwendet werden.Coating reacts under normal storage conditions It can be of a variety of different types Waxes can be used.

Ein besonders gut geeignetes Wachs ist ein Reaktionsprodukt von hydriertem Rizinusöl und Ätnanolamin. Dieses ist unlöslich in kochendem Wasser und besitzt einen Schmelzpunkt von 140 bis 143° C, einen Flammpunkt von 285° C im offenen Gefäß und ein spezifisches Gewicht von 037 bei 25° C. Es ist im Handel als feines Pulver erhältlich. Selbstverständlich können auch andere ähnliche Antiblockier-Wachse oder nichtklebende Wachse in Pulverform verwendet werden.A particularly suitable wax is a reaction product of hydrogenated castor oil and ethanolamine. This is insoluble in boiling water and has a melting point of 140 to 143 ° C, a Flash point of 285 ° C in an open vessel and a specific gravity of 037 at 25 ° C. It is commercially available available as a fine powder. Of course, other similar anti-blocking waxes or non-stick waxes in powder form can also be used.

Dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial können auch geringe Mengen herkömmlicher Stoffe, wie beispielsweise Benetzungsmittel und Antischaummittel, zugesetzt werden.The recording material according to the invention can also contain small amounts of conventional substances, such as wetting agents and anti-foaming agents can be added.

Für die Herstellung des erfindungsgemäöen Aufzeichnungsmaterials werden separate Dispersionen für den farblosen chromogenen Stoff und das Bisphenol hergestellt, um eine übermäßige Verfärbung der nassen Farbe zu vermeiden. Die Farbstoffdispersion enthält im allgemeinen Kristallviolettlacton und Polyvinylalkohol mit geringen Mengen eines Benetzungsmittels und eines Antischaummittel^. Die Bisphenol-Dispersion enthält Bisphenol Polyvinylalkohol, Tonerde, nichtklebende Wachse und ein Gleitmittel mit geringen Mengen eines Benetzungsmittels und eines Antischaummittels.For the production of the recording material according to the invention, separate dispersions are used for The colorless chromogenic substance and the bisphenol produced excessive discoloration of the wet Avoid color. The dye dispersion generally contains crystal violet lactone and polyvinyl alcohol with small amounts of a wetting agent and an anti-foam agent ^. The bisphenol dispersion contains Bisphenol polyvinyl alcohol, clay, non-stick waxes and a lubricant with small amounts of one Wetting agent and an anti-foaming agent.

Beide Dispersionen können 15 bis 40%, vorzugsweise 20 bis 30%, Feststoffe in Wasser enthalten. So können beispielsweise für je 100 g der Dispersion 20 g trockene Feststoffe und 80 g Wasser verwendet werden. Im allgemeinen läßt man einen Zeitraum von 8 bis 24 Stunden verstreichen, bevor man die beiden Dispersionen miteinander in Berührung bringt, um eine übermäßige Verfärbung der nassen Farbe zu vermeiden.Both dispersions can be 15 to 40%, preferably Contains 20 to 30% solids in water. For example, for every 100 g of the dispersion, 20 g of dry Solids and 80 g of water are used. Generally, a period of from 8 to 24 hours is allowed Hours pass before the two dispersions are brought into contact with one another to achieve a to avoid excessive discoloration of the wet paint.

Im allgemeinen werden die folgenden Mengen der Stoffe, bezogen auf die fertige Formulierung, verwendet: 33-bis(p-DimethylaminophenyI)-6-dimethylaminophthalid von 3 bis 9 Gewichtsprozent, Bisphenol von 39 bis 41 Gewichtsprozent und Polyvinylalkohol von 20 bis 30 Gewichtsprozent Die fertige Formulierung enthält außerdem etwa 20 Gewichtsprozent Füllstoff, etwa 2 Gewichtsprozent Gleitmittel und etwa 2 Gewichtsprozent Freigabemittel. Außerdem sind geringe Mengen eines Benetzungsmittels und eines Anti- schaummittels enthalten, zwar im allgemeinen weniger als 1 GewichtsprozentIn general, the following amounts of the substances, based on the finished formulation, are used: 33-bis (p-dimethylaminophenyl) -6-dimethylaminophthalide from 3 to 9 percent by weight, bisphenol from 39 to 41 percent by weight and polyvinyl alcohol from 20 to 30 percent by weight The finished formulation also contains about 20 percent by weight filler, about 2 percent by weight lubricant and about 2 percent by weight Weight percent release agent. In addition, small amounts of a wetting agent and an anti- contain foaming agent, although generally less than 1 percent by weight

Die Teilchengröße der fertigen Formulierung beträgt etwa 3 bis 6 (im.The particle size of the finished formulation is about 3 to 6 (im.

Als Trägerblätter können diejenigen verwendet werden, die auch in der obengenannten britischen Patentschrift genannt sind.The carrier sheets which can be used are those which are also described in the above-mentioned British Patent specification are mentioned.

Durch das folgende Beispiel soll die Erfindung noch näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail by the following example.

Beispielexample

In diesem Ausführungsbeispiel wird als Substrat Feinpapier mit einem Gewicht von 49 g/m² und mittelstark kalendrierter Oberfläche verwendetIn this exemplary embodiment, fine paper with a weight of 49 g / m ² and a medium calendered surface is used as the substrate

Die Farbstoffdispersion des chromogenen Stoffes setzt sich wie folgt zusammen:The dye dispersion of the chromogenic substance is composed as follows:

FeststoffeSolids

in%in%

(trocken)(dry)

3,3-bis(p-Dimethylaminophenyl)-6-dimethyl-3,3-bis (p-dimethylaminophenyl) -6-dimethyl-

aminophthalid 69,8aminophthalide 69.8

Polyvinylalkohol 30,0Polyvinyl alcohol 30.0 Oberflächenaktives Mittel") 0,1Surfactant ") 0.1 Antischaummittel 0,1Antifoam 0.1

Die Bisphenoldispersion setzt sich wie folgt zusammen:The bisphenol dispersion is composed as follows:

FeststoffeSolids

in%in%

(trocken)(dry)

4,4'-Isopropylidene-diphenol (Bisphenol A) . 43,554,4'-Isopropylidenediphenol (bisphenol A). 43.55

Polyvinylalkohol 30,00Polyvinyl alcohol 30.00 Klondyke Clay») 21,89Klondyke Clay ») 21.89

Wachs 2,18Wax 2.18

Zinkstearat 2,18Zinc stearate 2.18

Oberflächenaktives Mittel») 0,10Surface active agent ») 0.10 Antischaummittel 0,10Antifoam 0.10

•!Oberflächenaktives Mittel bestehend aus di-tertiärem•! Surface-active agent consisting of di-tertiary

Acetylenglykol.
^b)Klondyke Clay ist eine herkömmliche Beschichtungston-Acetylene glycol.
^b ) Klondyke Clay is a conventional coating clay

erde, die insbesondere Silicate enthält.earth, which in particular contains silicates.

Die Dispersionen werden unter Verwendung herkömmlicher Mahlvorrichtungen hergestellt, wobei der Anteil der Feststoffe etwa 20% beträgt und die einzelnen Anteile den oben angegebenen Werten entsprechen. Nach 16 Stunden werden die beiden Dispersionen miteinander gemischt wobei ein Teil Farbstoffdispersion pro 10,67 Teile der Reaktionsdispersion verwendet wird, wodurch sich folgende Formulierung ergibt:The dispersions are prepared using conventional milling equipment, the The proportion of solids is about 20% and the individual proportions have the values given above correspond. After 16 hours, the two dispersions are mixed with one another, one part Dye dispersion is used per 10.67 parts of the reaction dispersion, resulting in the following Formulation gives:

Gewichtsprozent (trocken)Weight percent (dry)

aminophthalid 6,0aminophthalide 6.0

Bisphenol A 39,8Bisphenol A 39.8 Klondyke Clay 20,0Klondyke Clay 20.0 Polyvinylalkohol 30,0Polyvinyl alcohol 30.0 Zinkstearat 2,0Zinc stearate 2.0

Wachs 2,0Wax 2.0

Oberflächenaktives Mittel 0,1Surfactant 0.1 Antischaummittel 0,1Antifoam 0.1

Claims

Patent claims:

1. Heat-sensitive recording material, consisting of a questionnaire and a coating, which consists of a binder made of polyvinyl alcohol and particles of 3,3-bis- (p-

Dimethylaminophenyl) -6-dimethylaminophthalide and bisphenol, the particles being at Heating become liquid or evaporate to produce a colored mark, and with the The coating also contains a filler, a metal stearate and a non-stick wax, characterized in that the color-forming reagents, the filler, the metal stearate and the wax is in a single make coat.

2. Recording material according to claim 1, characterized in that the metal stearate is a Stearate of zinc, calcium, iron, cobalt, nickel, aluminum, manganese or lead.

3. Recording material according to claim 1 or 2, characterized in that the filler is Klondyke clay is.

2525th