DE2157094B2 - Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues, wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, und insbesondere ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das einen Träger aufweist, der mit einer wärmeempfindlichen Schicht beschichtet ist

Es sind bereits verschiedene wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien für Reproduktionssysteme bekannt, die jedoch alle verschiedene Nachteile aufweisen. Beispielsweise wurde festgestellt, daß an einer Farbbildungsreaktion teilnehmende farbbildende Komponenten, die zu einem einheitlichen Beschichtungsmittel verarbeitet werden sollen, zum Teil in den fttr 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 Fest-Flüssig-Reaktion oder eine Flüssig-Flüssig-Reaktion ist, kann in den Beschichtungsmitteln selbst leicht eine Farbbildungsreaktion auf Grund der Metallpulververunreinigung und der geringen Lösungsmittellöslichkeit bestimmter gebrauchlicher Farbbildungskomponenten stattfinden, wodurch der Kontrast zwischen den Bildern und dem Untergrund von unter Verwendung solcher Beschichtungsmittel hergestellten, herkömmlichen Aufzeichnungspapieren erhaltenen Bildern so gering ist, daß diese herkömmlichen Aufzeichnungspapiere keine praktische Verwendung finden können. Weiterhin findet nachteilhafterweise in dem Beschichtungsmittel wahrend der Lagerung häufig eine Farbbildungsreaktion statt, was insbesondere deswegen störend ist, weil eine Qualitätskontrolle der daraus hergestellten Produkte fast unmöglich 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

s Komponenten eines Zweikomponentensystems getrennt herstellt und zwei Oberzugsschichten aufbringt, jedoch kann auch diese Methode auf Grund folgender Nachteile nicht befriedigen:
Die Wärmeempfindlichkeit auf diese Weise hergestellter wärmeempfindlicher Aufzeichnungsmaterialien ist gewöhnlich so 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 wärmeempfindlicher Materialien hergestellte Drucke nicht klar und eine ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbbildung an der Grenzfläche zwischen den beiden Lagen der wärmeempfindlichen Schicht kann selbst dann nicht verhindert werden, wenn eine wärmeempfindliche 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 Aufzeichnungsmaterials 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.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich diese Aufgabe durch ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial lösen läßt, das eine wärmeempfmdliche Schicht besitzt, die als Farbbildungsreaktionsstoffe Teilchen zweier verschiedener Komponenten A und B sowie Teilchen einer dritten Komponente C in einheitlicher bzw. gleichmäßiger Dispersion enthält, die als Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. gegen ungewollte Farbentwicklung 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 wärmeempfindliche Schicht eingearbeitet wird.

Gegenstand de: Erfindung ist somit ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einer wärmeempfindlichen Schicht, die in gleichmäßiger Dispersion Teilchen von

mindestens einem Eisensalz einer aliphatischen Säure,

Äthylendiamintetraessigsäure und/oder minde-

stens einem Alkalimetallsalz der Äthylendiamintetraessigsäure

sowie von einer weiteren Komponente
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die weitereKomponente 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens ein

Halogenderivat von 8-Hydroxychinolin ist

Die neuen, wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien der Erfindung können zum Reproduzieren von Originalen, wie Büchern, Drucksachen und Zeichnun-

gen, in thermischen Reproduktionssystemen, zum Aufzeichnen von Diagrammen mittels eines Wärmeschreiber- bzw. Federsystems in schreibenden Meßgeräten und zur Herstellung von Aufzeichnungen mittels eines thermischen Druckkopfes in den Druckerteilen von Computern, Rechenmaschinen, Buchungsautomaten und dgl. verwendet werden.

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

Repräsentative Beispiele von als Komponente A geeigneten Verbindungen sind Eisen-II- und Eisen-III-salze aliphatischen Säuren. Bevorzugte Salze aliphatischer Säuren sind die Eisensalze aliphatischer Carbonsäuren mit 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 dgl. Im Hinblick auf die Praxis ist es vorzuziehen, aliphatische Säuren zu verwenden, deren Eisensalze Schmelzpunkte in einem Bereich von 50 bis 17O⁰C aufweisen.

Repräsentative Beispiele von als Komponente B geeigneten Verbindungen sind:

8-Hydroxychinolin der Formel

OH

(Smp. 75 bis 76° C)

und Halogenderivate von 8-Hydroxychinolin, wie 5,7-Dibrom-8-hydroxychinolin der Formel

Br

(Smp. 196°C)

und 5-Chlor-7-jod-8-hydroxychinolin der Formel
OH

(Smp. 172 bis 178"C)

Andere brauchbare Halogenderivate des 8-Hydroxy· chinolins sind beispielsweise

5-Brom-8-hydroxychinolin,

5-Jod-8-hydroxychinolin,

V'Dichlor-e-hydroxychinolin, SJ-Dijod-e-hydroxychinolin,

S-Chlor-Z-brom-S-hydroxychinoIin
und dgl.

Als Komponente C von erfindungsgemäßem, wärmeempfindlichem Material, d. h_n als Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte oder zufällige Farbentwicklung werden, wie bereits erwähnt, Äthylendiamintetraessigsäure und die Alkalimetallsalze dieser Säure verwendet Äthylendiamintetraessigsäure ist unter der Kurzbezeichnung »EDTA« bekannt und besitzt folgende Strukturformel:

CH₂N(CH₂COOH)₂
CH₂N(CH₂COOH)₂

Für die Zwecke der Erfindung stellen Dinatrium- oder Dikaliumäthylendiamintetraacetat die bevorzugten AI-kalimetallsalze von EDTA dar.

Auch in dem aus der US-Patentschrift 3442 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 dem Komponenten A, B und C nicht bekannt Als Inhibitoren gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbentwicklung werden gewöhnlich Chelatbildner, wie Oxal-, Citronen- oder Weinsäure und die Alkafimetallsalze dieser Säuren verwendet, jedoch wurde festgestellt, daß man unter Verwendung dieser Chelatbildner anstelle der erfindungsgemäß zu verwendenden Komponente C kein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial erhält, das gleichzeitig allen drei Anforderungen genügt, die wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien erfüllen sollen, d. h„ Stabilität des Beschichtungsmittel, Lagerungsbeständigkeit bzw. Haltbarkeit des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und Eignung zur Herstellung von Bildern bzw. Aufzeichnungsmustern mit den diesbezüglich erwünschten Eigenschaften, wie Schärfe, gutem Kontrast und Farbbildungsempfindlichkeit Erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen wärmeempfindliche

Schicht Äthylendiamintetraessigsäure und/oder mindestens ein Alkalisalz dieser Säure als Inhibitor enthält, erfüllt gleichzeitig die bezüglich der drei vorstehend erwähnten Eigenschaftskomplexe zu stellenden Anforderungen in befriedigender Weise.

Die Mengenverhältnisse, in denen die Komponenten A, B und C 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 Gewkihtsteile der Komponente C.

Der Farbton des bei der Verwendung von erfindungsgemäßen wärmeempfindlichem Aufzeichnungsmaterial erhaltenen Druckbildes ist dunkelschwarz und das Farbbild ist scharf und klar. Daher lassen sich unter Verwendung von erfindungsgemäBem wärmeempfindliehern Aufzeichnungsmaterial hergestellte Druckbilder als Originale 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, Antimonweiß, basisches Bleisulfat, Bleisilikat, Zirkonoxid, Zinnoxid, Bariumsulfat, Bariumcarbonat od. dgl, zusetzen, um die von dem bzw. den Eisensalz(en) der aliphatischen Säuren) herrührende Hellbraunfärbung zu einer weißlichen 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 dam Inhibitor gegen ungewöhnliche bzw. ungewollte Farbbildung, 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 Methyläthylketon, Ester, z.B. Essigsäureäthylester, aliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Hexan, Heptan und Petroläther bzw. Lösungsmittelbenzin, Halogenverbindungen, z. B. Methylenchlorid und Benzylchlorid, sowie aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol, Toluol und XyIoL

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. Beispiele geeigneter Wachse sind Carnaubawachs, Spermacet, Paraffinwachs, Ceresinwachs, mikrokristallines Wachs, Fettsäureamidwachs, gehärtetes Rizinusöl und spezielle synthetische Wachse.

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 vermahlt, und durch Vermählen eines Gemisches aus einer Bindemittellösung, der Komponente B und der Komponente C in einer Kugelmühle eine zweite Suspension herstellt, worauf die beiden Suspensionen unter Rühren miteinander zu einer Beschichtungsflüssigkeit 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

Vinylbutyral 10 Teile Methylalkohol 20 Teile Äthylacetat 50 Teile Rezeptur für die Suspension B:

8-Hydroxychinolin 2 Teüe

Äthylendiamintetraessigsäure 2 Teile Vinylbutyral 10 Teile Methylalkohol 20 Teile Äthylacetat 50 Teile

Die beiden vorstehend aufgeführten Suspensionen A und B werden jeweils getrennt durch Naßmahlen der Bestandteile in einer Kugelmühle hergestellt, worauf man die beiden Suspensionen mit einem Rührwerk zu einem homogenen flüssigen Beschichtungsmittel vermischt Dieses Beschichtungsmittel wird auf ein weißes Papier so aufgetragen, daß man eine 5 μπι starke wärmeeinpfindliche Schicht 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 80⁰C 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 hatlbar bzw. lagerungsbeständig.

Beispiel 2 Rezeptur für die Suspension A: Eisen-II-palmitat 3 Teile Behensäure 8 Teile Äthylcellulose 8 Teile Methyläthylketon 60 Teile Rezeptur für die Suspension B:

5-ChIor-7-jod-8-hydroxychinolin 3 Teile Dinatriumäthylendiamintetraacetat 4 Teile

Äihylcellulose 10 Teile Methyläthylketon 60 Teile

Beispiel 1	2 Teile
Rezeptur für die Suspension A:	10 Teile
Eisen-III-stearat
Stearinsäur?

Beispiel 1 wird unter Verwendung der vorstehend aufgeführten Ausgangsmaterialien wiederholt wobei man ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial erhält das, wenn man es 0,05 Sekunden auf eine Temperatur von mehr als 100°C erhitzt klare schwarze Bilder liefert Di? Stabilität des Beschichtungsmittels und des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterais selbst sind ebensogut wie beim Beschichtungsmittel bzv.. wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial von

Beispiel 1.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit einer wärmeempfindlichen Schicht, die in gleichmäßiger Dispersion Teilchen von

mindestens einem Eisensalz einer aliphatischen Säure,

Äthylendiamintetraessigsäure und/oder mindestens einem Alkalimetallsalz der Äthylendiamintetraessigsäure

sowie von einer weiteren Komponente enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Komponente 8-Hydroxychinolin und/oder mindestens ein Halogenderivat von 8-Hydroxychinolin ist

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Eisensalz einer aliphatischen Säure mindestens ein Eisensalz einer aliphatischen Carbonsäure mit 8 bis 24 C-Atomen enthält

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Eisensalz einer aliphatischen Corbonsäure mindestens Eisen(III)-stearat oder mindestens Eisen(II)-palmitat enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindliche Schicht mindestens ein weißes Pigment enthält

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindliche Schicht auf einen Träger aufgebracht ist