DE2157094A1 - Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

" Wäriaeeiapfindlicies Aufaeiclmiangsinaterial "

Die Erfindung betrifft ein neiiess, wärraeempfindliches Aufaeiciinungsmaterial, und insbesondere ein wärmeempfindliches Aufzeicnmmgsraaterial, das einen Sräger aufweist, der'mit einer v/ärmeempfindlichen Schicht "beschichtet ist.

Es sind bereits verschiedene -wärmeempfind.Iiehe Aufzeichnungsmaterialien für ReProduktionssysteme bekannt, die jedoch alle verschiedene Nachteile aufv/eisen. Beispielsweise wurde festgestellt, dass an einer Farbbildungsreaktion teilnehmende farbbildende Komponenten, die zu einem einheitlichen Beschichtungsmittel verarbeitet werden sollen, zum Teil .in den für diesen Zweck üblicherweise verwendeten Lösungsmitteln nur schlecht löslich sind. Ein weiteres Problem tritt ausserdem zuweilen dann auf, wenn mit den Beschichtungsmitteln feinkörnige .Metallteilchen gemischt werden. Da die Farbbildungsreaktion eine Fes't-Flüssig-Heaktion oder eine Flüssig-Flüssig-Reaktion ist, kann

i.

in den Beschichtungsmitteln selbst leicht eine Farbbildungsreaktion auf Grund der Metallpulververunreinigung und der geringen . JLösungsmittellösiiehkeit bestimmter gebräuchlicher Farbbildungskomponenten stattfinden, wodurch der Kontrast zwischen den BiI-

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dern und dem Untergrund von unter Verwendung solcher Beschichtungsmittel hergestellten, he rkömmlicli en Auf ze ichnungspapierenerhaltenen Bildern so gering ist, dass diese herkömmlichen Aufzeichnungspapiere keine praktische \^rerwendung finden können. Weiterhin findet nachteilhafterjnreise in dem Beschichtungsmittel während der Lagerung häufig eine Farbbildungsreaktion statt, was insbesondere deswegen störend ist, weil eine Qualitätskontrolle der daraus hergestellten Produkte fast unmöglicn ist. Schliesslich kann sich auch das Produkt selbst auf Grund von während der Lagerung damit in Berührung kommender Feuchtigkeit zerstören bzw. zersetzen, wodurch es ausserordentlich instabil wird. Es wurde versucht, diese Nachteile dadurch zu überwinden, dass man die Komponenten eines Zweikomponentensystems getrennt herstellt und zwei Überzugsschichten aufbringt, jedoch kann auch diese Methode auf Grund folgender Nachteile nicht befriedigen:

Die Wärmeempfindlichkeit auf diese Weise hergestellter wärmeempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien ist gewöhnlich 30 gering, dass ein solches wärmeempfindliches Material bzw. Element bei den in Hochgeschwindigkeitsreproduktionsvorrichtungen angewandten extrem kurzen Erhitzungszeiten von etwa 0,01 bis 0,1 Sekunden nicht rasch genug anspricht. Weiterhin ist das Aufbringen von zwei Schichten fertigungstechnisch gesehen unwirtschaftlich und zudem ist die Qualitätskontrolle nur schwer möglich, da das Produkt unbeständig ist. Weiterhin sind unter Verwendung solcher wärmeempfindlieher Materialien hergestellte Drucke nicht klar und eine ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbbildung an der Grenzfläche zwischen den beiden Lagen der wärmeempfindlichen Schicht

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kann selbst dann nicht verhindert v/erden, wenn eine wärmeempfimiliche Zweilagenstruktur bzw. -schicht angewendet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein stabiles, wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das nicht mit den vorstehend aufgeführten Nachteilen behaftet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsniaterials zur Verfügung zu stellen, bei dem unter Verwendung eines einzigen Beschichtungsmittels nur eine einzige bzw. aus einer einzigen Lage bestehende wärmeempfindliche Schicht auf einen Träger aufgebracht werden kann.

Bs wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sich diese Aufgabe durch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial lösen lässt, das eine wärmeempfindliche Schicht besitzt, die als Farbbild ungsreaktionsstoffe Teilchen zweier verschiedener Komponenten A und B sowie Teilchen einer dritten Komponente C in "einheitlicher bzv/. gleichmässiger Dispersion enthält, die als Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. gegen ungewollte Parbentwicklung dient, wenn als Komponente C Äthylendiamintetraessigsäure und/oder mindestens ein Alkalimetallsalz der Äthylendiamintetraessigsäure verwendet wird und, als Komponente A, mindestens ein Eisensalz einer aliphatischen Säure, sowie als Komponente B 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens ein 8-Hydroxychinolinhalogenderivat in die wärmeernpfindliche Schicht eingearbeitet wird.

Gegenstand der Srfindung ist somit ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einer wärmeempfindlichen Schicht, die

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in einheitlicher bzw. gleichmässiger Dispersion Teilchen "von

A) mindestens einem Eisensalz einer aliphatischen Säure (Komponente A),

B.) 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens einem Halogenderivat "von 8-Hydroxychinolin (Komponente B), sowie

C) Äthylendiamintetraessigsäure und/oder mindestens einem Alkalimetallsalz der Äthylendiamintetraessigsäure (Komponente C) enthält.

• Die neuen, wärmeempfindliehen Aufzeichnungsmaterialien der Erfindung können zum Reproduzieren von Originalen, wie Büchern, Drucksachen und Zeichnungen, in thermischen Reproduktionssystemen, zum Aufzeichnen von Diagrammen mittels eines Wärmeschreiber- bzw. Federsystems in schreibenden Messgeräten und zur Herstellung von Aufzeichnungen mittels eines thermischen Druckknopf es in den Druckerteilen von Computern, Rechenmaschinen, Buch^ungsautomateh und dergl. verwendet werden.

V/ie bereits erwähnt, werden für die Zwecke der Erfindung als Komponente A Eisensalze von aliphatischen Säuren verwendet, die mit 8-Hydroxychinolin und/oder 8-Hydroxychinolinha.logenderivaten, d.h., der Komponente B₁ in Gegenwart eines Inhibitors gegen ungewöhnlicne bzw. ungewollte oder zufällige Farbentwicklung unter Bildung eines schwarzen Farbstoffes reagieren bzw. umgesetzt werden können.

Repräsentative Beispiele von als Komponente A geeigneten Verbindüngen sind Eisen-II- und Eisen-III-salze aliphatischer Säuren. Bevorzugte Salze aliphatiseher Säuren sind die Eisensalze ali-

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— ρ —

phatischer Carbonsäuren rait etwa 8- bis etwa 24 C-Atomen. Beispiele solcher Säuren sind u.a. Capryl-, Pelargon-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Margaryl-, Arachin-, Behen-, Lignowachs-, Öl-Eruca- und Cetolinsäure und dergl. Im Hinblick auf die Praxis ist es vorzuziehen, aliphatiscne Säuren zu verwenden, deren Eisensalze Schmelzpunkte in einem Bereich von 50 bis 170 C aufweisen.

Repräsentative Beispiele von als Komponente B geeigneten Verbindungen sind:

8-Hydroxychinolin der Formel
OH

(Smp. 75 bis 76⁰C) und Halogenderivate von 8-Hydroxychinolin, wie 5,7-Dibrom-8-

hydroxychinolin der Formel
OH

(Smp. 196⁰C)

Br

und 5-Chlor-7-3°ci-8-hydroxychinolin der Formel OH

(Smp. 172 bis 178⁰C)

Andere brauchbare Halogenderivate des 8-Hydroxychinolins sind beispielsweise 5-Brom-8-hydroxychinolin, 5-Jod-8-hydroxychinolin, 5,7-Diehlor-8-hydroxychinolin, 5,7-DiD od-8-hydroxychinolin, 5-Chlor-7-brom-8-hydroxychinolin und dergl..

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Als Komponente G von erfindungsgemäßseni, wärmeempfindliciiem Material, d. h., als Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte oder zufällige Farbentwicklung v/erden, wie "bereits erwähnt, 'Ithylendiamintetraessigsäure und die Alkalimetallsalze dieser Säure verwendet. Äthylendiamintetraessigsäure ist unter der Kurzbezeichnung ¹¹EDTA" bekannt und besitzt folgende Strukturformel:

CH₂N(CH₂COOH)₂

CH₂N(CH₂COOH)₂

Für die Zwecke der Erfindung stellen Dinatrium- oder Dikaliumäthylendianrintetraacetat die bevorzugten Alkalimetall salze von EDTA dar.

Auch in dem aus der US-Patentschrift 3 442 682 bekannten wärmeempfindlichen Kopiermaterial werden Inhibitoren gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbbildung verwendet, jedoch ist aus dieser Patentschrift die das wärmeempfindliche Material der Erfindung kennzeichnende spezielle Kombination aus den Komponenten A, B und C nicht bekannt. Als Inhibitoren gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbentwicklung werden gewöhnlich Chelatbildner, wie Oxal-, Citronen- oder V/einsäure und die Alkalimetallsalze dieser Säuren verwendet, jedoch wurde festgestellt, dass man unter Verwendung dieser Chelatbildner anstelle der erfindungsgemäss zu verwendenden Komponente C kein wärmeempfindlichea Aufzeichnungsmaterial erhält, das gleichzeitig allen drei A»foyderungen genügt, die wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien erfüllen sollen, d.h., Stabilität des Beschichtungsmittela, Lagerungsbeständigkeit bzw. Haltbarkeit des wärmeemfkindlichen Aufzeichnung smat er ials und Eignung zur Herstellung von Bildern bzw. Auf-

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zeiehnungsmustom mit den diesbezüglich erwünschten Eigenschaften, wie Schärfe, gutem Kontrast und Farbbildungsempfindlicnkeit. Erfindungsgemässes wärmeerapfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen wärmeempfindliche Schicht .A'thjlendiamintetraessigsäure und/oder mindestens ein Alkalisalz dieser Säure als .Inhibitor enthält, erfüllt gleichzeitig die bezüglich der drei vorstehend erwähnten Eigensclveftskoarplexe zu stellenden Anforderungen in befriedigender Weise»

Die Mengenverhältnisse, in denen die Komponenten A, B und G ' verwendet werden, sind nicht kritisch, jedoch verwendet man vorzugsweise auf 100 Gewichtsteile der Komponente A 10 bis 500 Gewichtsteile der Komponente B und 1 bis 50 Gewichtsteile der Komponente C.

Der Farbton des bei der Verwendung von erfindungsgemässem wärmeempfindlich eniAufZeichnungsmaterial erhaltenen Druckbildes ist dunkelschwarz und das Farbbild ist scharf und klar. Daher lassen sich unter Verwendung von erfindungsgemässem wärmeempfindlichem Aufzeichnungsmaterial hergestellte Druckbilder als Orginale für die Reproduktion oder den Druck mittels Diazographie, Elektrostatographie und Elektrophotographie verwenden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann man dem Beschichtungsmittel weisse Pigmente, wie Zinkweiss, Bleiweiss, Titanoxid, Lithopone, Aluminiumweiss, Calciumcarbonat, Kreide (White carbon), Antimonweiss, basisches Bleisulfat, Bleisilikat, Zirkonoxid, Zinnoxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat oder dergl.,, zusetzen, um die von dem bzw. den Eisensalz(en) der aliphatischen Säure(η) herrührende .Hellbraunfärbung zu einer weissli-

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BAD

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chen Färbung aufzuhellen, ohne

dass dadurch die Gesamtqualität des Druckbildes verringert wird.

Zur Herstellung von erfindungsgemässem, wärmeempfindlichem Aufzeichnungsmaterial wird außer

den Farbbildungskomponenten A und B sowie dem Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte Färbbildung, d.h. der Komponente C, vorzugsweise eine Bindemittellösung verwendet. Als Bindemittel können beliebige bekannte Binder, z.B. Gelatine, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Polyacrylsäureester, Polyacrylamid, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Methylcellulose, Äthylcellulose, Polyamidharze, Petroleumharze, Terpenharze und Siliconharze verwendet werden.

Als Lösungsmittel kann ein beliebiges bekanntes Lösungsmittel verwendet werden, wie Wasser, Alkohol, z.B. Methyl-, Äthyl- und Isopropylalkohol, Ketone, z.B. Aceton und Methyläth3^rlketon, Ester, z.B. Essigsäureäthylester, aliphatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Hexan, Heptan und Petroläther bzw. Lösungsmittelbenzin, Halogenverbindungen, z.B. Methylenchlorid und Benzyl-Chlorid, sowie aromatische Kohlenwasserstoffe, z.B. Benzol, Toluol und Xylol.

Vorzugsweise wird den Ansätzen bzw. Rezepturen eine feste Fettsäure und/oder Wachs zugesetzt, um die Farbbildungsempfindlichkeit und die Schärfe zu regeln. Beispiele für diese Zwecke geeigneter fester Fettsäuren sind Stearin- und Palmitinsäure* Bei-^

spiele geeigneter Wachse sind Carnaubawachs, Spermaeet, Paraffinwachs, Ceresinwachs, mikrokristallines Wachs, Fettsäureamidwaohs, gehärtetes Ricinusöl und spezielle synthetische Wachse.

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Das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial der Erfindung kann hergestellt werden, indem man eine Bindemittellösung, die Komponente A und die Komponente C miteinander mischt und das Gemisch in einer Kugelmühle zu einer flüssigen Suspension nass vermählt, und durch Vermählen eines Gemisches aus einer Bindemittellösung, der Komponente B und der Komponente G in einer Kugelmühle eine zweite Suspension herstellt, worauf die beiden Suspensionen unter Rühren miteinander zu einer Beschichtun.^sflüssigkeit vermischt werden, aus der dann auf ein Trägerblatt, z.B. Papier, eine Schicht aufgetragen wird, die man anschliessend trocknet. Die Beispiele erläutern die Erfindung, sind jedoch nicht als Beschränkung zu verstehen. In den Beispielen beziehen sich Angaben in Teilen stets auf das Gewicht.

Beispiel 1

Rezeptur für die Suspension A:

Eisen-III-stearat Stearinsäure Vinylbutyral Methylalkohol· Äthylacetat

Rezeptur für die Suspension B:

8-Hydroxychinolin Äthylendiamintetraessigsaure Vinylbutyral Methylalkohol Äthylacetat

2 Teile 10 Teile IO Teile 20 Teile 50 Teile

2 Teile 2 Teile

10 Teile 20 Teile 50 Teile

Die beiden vorstehend aufgeführten Suspensionen A und B werden ! jeweils getrennt durch Kassmahlen der Bestandteile in einer Kugelmühle hergestellt, worauf man die beiden Suspensionen mit

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- ίο -

einem Rührwerl* zu einem homogenen flüssigen Beschichtungsmittel vermischt. Dieses Beschichtungsmittel wird auf ein weisses Papier so aufgetragen, dass man eine 5 um starke wärmeempfindliche Schient erhält, die bei einer unter 40⁰C liegenden Temperatur getrocknet wird. Das dabei erhaltene Aufzeichnungsmaterial liefert, wenn man es 0,05 Sekunden auf eine Temperatur von mehr als 80 C erhitzt, klare schwarze Bilder.

Das Beschichtungsmittel ist stabil und kann mehr als 1 Woche gelagert werden· Das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial selbst

- ist ebenfalls stabil und lange Zeit haltbar bzw. lagerungsbeständig,

Beispiel 2

Rezeptur für die Suspension A:

Eisen-II -palmitat 3 Teile

Behensäure ' 8 Teile

"" ' Äthylcelluldse . 8 Teile

Methyläthylketon ' 60 Teile

* Rezeptur für die Suspension B;

5-Chlor-7-jod-8-hydroxychinolin 5 Teile

DinatriuBäthylendiaiaintetraacetat 4 ϊβίΐ·

lthy!cellulose ■ 10 Seile

Methyläthylketon 60 'feil·

Beispiel 1 wird unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Ausgangsmaterialien wiederholt, wobei man ein wärmeerapfin41i~ ches Aufzeichnungsmaterial erhält, das, wenn man es 0,05 Sekunden auf eine Temperatur von mehr als 100⁰C erhitzt, klare schwär-.

- ze Bilder liefert. Die Stabilität des Beschichtungsmittels und des wärmeempfindlichen Auf zeichnung sinaterials selbst eind eben-

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- li -

sogut wie .beim Beschichtungsmittel bzw. wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial von Beispiel 1.

Die einzige Figur der "beiliegenden Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen wärme— empfindlichen Aufzeichnungsmaterials im Schnitt mit einer Trägerschicht 1 und einer wärmeempfindlichen Schicht 2, die in einheitlicher "bzw. gleichmässiger Dispersion !Teilchen von

A) mindestens einem Eisensalz einer aliphatischen Saure (Komponente A),

B) 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens einem Halogenderivat von 8-Hydroxychinolin (Komponente B), sowie

C) Äthylendiamintetraessigsäure und/oder,mindestens einem Alkaliifietallsalz der ^Ethylendiamintetraessigsäure (Komponente C) enthält.

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Claims (1)

1. 215703*

   - 12 4212-50 17- Hbvember 1971

   P at e at ans prüch e

   Wärraeempfindliehes Aufzeichnungsmaterial rait einer wärme— empfindliehen Schicht, die in einheitlicher "bzw* gleiehmässiger Dispersion l'eilehen -von

   A) mindestens einem Elsensalz einer aliphatischen Säure (Komponente A),

   B) 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens einem Halogenderivat von .8—Hydroxychinolin (Komponente B),

   sowie .

   G) Äthyl endi aoiint e tr ae s sigsäure und/oder mindestens einem Alka— linietallsalz der Äthylendiamintetraessigsäure (Komponente C) enthait *

   2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente A mindestens ein Eisensalz einer aliphatischen Garbonsäure mit etwa 8 bis 24 C-Atomen enthält,

   5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch-2, dadurch gekennzeicii- ψ äet, dass es als Komponente A mindestens Eisen—III—stearat enthält.

   4* Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente A mindestens Eisen—II— palmi tat ent hait.

   5. Aufzeichnungsmaterial nach mindestens einem der .Aiispruche " 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente B mindestens 8-Hydroxyehinolin enthält.

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   6. Aufzeichnungsmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass es als Komponente C' Äthylendiamintetraessigsäure und/oder Dinatriurnäthylendiamintetraacetat enthält.

   7· Aufzeichnungsmaterial nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeempfindliche Schicht mindestens ein weisses Pigment enthält.

   8. Aufzeichnungsmaterial nach mindestens einem der Ansprüche' 1 bis 7s dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeempfindliche Schicht auf einem Träger aufgebracht ist.

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