DE3140870A1

DE3140870A1 - "trockenkopiermaterial und damit arbeitendes trockenkopierverfahren"

Info

Publication number: DE3140870A1
Application number: DE19813140870
Authority: DE
Inventors: Mark Dr. 1017 Amsterdam Bonneron
Original assignee: Mecanorma SA
Current assignee: Mecanorma SA
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1982-11-04
Also published as: JPS57170795A; GB2096781B; BE890726A; GB2096781A; FR2503635A1; FR2503635B1; IT8124500A0; NL8104695A; US4387153A; IT1139550B

Description

75008 Paris / Frankreich

Unser Zeichen: M 1517

Trockenkopiermaterial und damit arbeitendes Trockenkopierverfahren

Die Erfindung betrifft ein Trockenkopiermaterial, das mit lichtempfindlichen chemischen Komplexen arbeitet und unter vorherbestimmten Bedingungen durch eine chemische Reaktion eine Übertragung bewirken kann.

Es sind bereits mehrere Verfahren zum Trockenkopieren bekannt.

An erster Stelle stehen die Übertragungsmethoden, die ein Papier oder einen Träger verwenden, die mit eine Druckflüssigkeit enthaltenden Mikrokapseln versehen sind. Bei Ausübung eines mechanischen Drucks auf den Träger werden die Mikrokapseln zersprengt/ so daß die Druckflüssigkeit frei wird und den Druck oder die Übertragung bewirkt.

Es sind auch rein mechanische übertragungsverfahren bekannt, die mit einem Träger arbeiten, auf welchem die zu übertragenden Zeichen oder Bildstellen haften. In diesem Fall ist die

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übertragung eine echt physikalische Übertragung des Zeichens von seinem ursprünglichen Träger auf den Aufnähmeträger. Die Übertragung erfolgt so, daß man die das Zeichen oder die Markierung tragende Seite des ursprünglichen Trägers an einen Aufnahmeträger anlegt und auf die andere Seite des ursprünglichen Trägers einen mechanischen Druck ausübt, indem man z.B. mit einem Stift oder einem trockenen spitzen Gegenstand über die betreffende Seite fährt.

Es sind auch Verfahren bekannt, welche die Fähigkeit zur Photopolymerisation bestimmter chemischer Verbindungen ausnutzen. Dabei verwendet man einen Donatorträger, welcher die zu übertragenden Markierungen und eine Schicht aus einer photopolymerisierbaren Zusammensetzung trägt, sowie einen Akzeptorträger, auf welchen die Übertragung erfolgen soll und der eine Schicht aus einer anderen lichtempfindlichen Verbindung trägt. Unter der Einwirkung des Lichts spielen sich unter gewissen Bedingungen und gegebenenfalls je nach vorherbestimmten Wellenlängen chemische Photopolymerisationsreaktionen ab. Diese Reaktionen bewirken ein unterschiedliches Adhäsionsphänomen. Die zu übertragenden Zeichen oder Teile haften dann nämlich mehr an dem Akzeptorträger als an dem Donatorträger und werden so übertragen. Die nicht zu übertragenden Teile haften stärker an dem Donatorträger als an dem Akzeptorträger und verbleiben daher auf dem Donatorträger und werden nicht übertragen.

Die vorstehend beschriebenen Verfahren ermöglichen eine Übertragung in Form eines physikalischen Übergangs einer Markierung oder eines konkreten Körpers von dem ursprünglichen Träger, auf welchem sie sich befinden, auf einen Akzeptorträger. Dieser übertragene Stoff besteht aus einer Tinte im Fall der mit Mikrokapseln arbeitenden Verfahren und er besteht in den anderen Fällen aus dem zu übertragenden Zeichen selbst.

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Man kennt auch Farbübertragungsverfahren durch Thermographie, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift Nr. 953 150 und in der US-Patentschrift Nr. 3 451 338 beschrieben sind. Bei diesen Verfahren verwendet man ein chromogenes oder farbbildendes Material aus einer Verbindung der Benzo-indolin-spyropyrangruppe, welche im Normalzustand durchsichtig und farblos ist. Wenn dieses Material mit einem Entwickler in Kontakt kommt, wird es 'undurchsichtig und gefärbt. Gemäß der britischen Patentschrift besteht der Entwickler aus einem Salz einer organischen Säure, während gemäß der US-Patentschrift der Entwickler aus einer Phenolverbindung besteht. Die Reaktion zwischen dem chromogenen Material und dem Entwickler wird durch Wärmezufuhr, z.B. durch eine Infrarotstrahlung, bewirkt.

Nach der Lehre dieser Patentschriften werden das chromogene Material und der Entwickler mit einem polymeren Bindemittel gemischt und in Form einer Schicht auf einen Träger, z.B. ein Blatt Papier, aufgebracht. Die übertragung einer Markierung oder eines Symbols wird durch Aufdrucken des Zeichens mittels einer thermographischen Tinte auf die Rückseite des Trägerblatts oder auf ein auf der aktiven Schicht angeordnetes Matrixblatt bewirkt. Bei Einwirkung von Infrarotstrahlung, akkumuliert die thermographisehe Tinte selektiv die Wärme und bewirkt so in den entsprechenden Teilen der aktiven Schicht die chemische Reaktion zwischen dem chromogenen Material und dem Entwickler.

Gemäß einer anderen in der US-Patentschrift Nr. 3 451 338 beschriebenen Ausführungsform bilden das chromogene Material und der Entwickler Schichten auf den einander gegenüberliegenden Seiten von zwei Trägerblättern, wovon das eine ebenfalls ein oder mehrere aufgedruckte Zeichen aus thermographischer Tinte enthält. Bei Einwirkung von Wärme mittels Infrarotstrahlung oder mittels einer Heizplatte (Figur 4 der genannten US-Patentschrift) schmilzt die Phenolverbindung in dem dem Aufdruck aus

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thermographischer Tinte entsprechenden Teil und die chemische Reaktion mit dem chromogenen Material findet statt, so daß das Zeichen oder die Markierung auf die eine oder die andere Schicht gedruckt wird. Die "Wanderung" des einen oder des anderen Reaktionsprodukts wird in der genannten amerikanischen Patentschrift erwähnt, jedoch in keiner Weise erklärt oder analysiert.

Tatsächlich hat das in der britischen Patentschrift Nr. 953 150 beschriebene Verfahren zahlreiche Anwendungen in Form eines Trägerblatts gefunden, das mit einer einzigen Schicht versehen ist, welche die beiden miteinander reagierenden Stoffe, nämlich das chromogene Material und den Entwickler, in inniger Mischung enthält, und auf das man sodann mit einem heißen Stift oder mit heißen Typen farbige Zeichen oder Buchstaben schreiben kann. Dieses Material wird heute in sehr großem Maßstab in den Druckern für Registrierkassen und Rechner verwendet.

Wenn sich hingegen die beiden Reaktionsteilnehmer auf zwei getrennten Blättern befinden und die Reaktion durch eine Infrarotstrahlung oder eine Heizplatte bewirkt wird, hat sich gezeigt, daß zur Erzielung eines brauchbaren Ergebnisses das zu übertragende Zeichen aus thermographischer Tinte bestehen muß. Außerdem erzeugt die Anwendung der Infrarotstrahlung in jedem Fall eine Wärmediffusion, die nicht korrigierbar ist und die ungewollte Bildstellen mit überträgt und die übertragenen unvermeidbar unscharf macht.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Schaffung eines Übertragungsmaterials , das einen chromogenen oder farbbildenden Stoff und einen Entwickler enthält, die jeweils auf einem inerten getrennten Träger abgeschieden sind und wobei die chemische Reaktion durch äußere Energiezufuhr bewirkt wird, die keinerlei Wärmediffusion mit sich bringt und den perfekten Übergang des chromogenen Stoffs auf den den Entwickler tragenden Träger und somit die Erzielung von einwandfreien Bildstellen ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Kopier- oder Übertragungsmaterial umfaßt somit einen Donatorkomplex, bestehend aus einem inerten Träger, welcher mit einer einen chromogenen Stoff enthaltenden farbbildenden Schicht versehen ist, und aus einem Rezeptorkomplex, der aus einem inerten Träger besteht, welcher mit einer einen Farbentwickler enthaltenden Schicht versehen ist, wobei der chromogene Stoff in die Gruppe der elektronenabgebenden Benzo-indolino-spyropyrane gehört und der Entwickler eine elektronenaufnehmende Phenolverbindung ist.

Gemäß der Erfindung wird diese farbbildende Schicht in Form von zu übertragenden Zeichen oder Symbolen aufgebracht und ist mit einer unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung vorherbestimmter Wellenlänge abbaubaren Sperrschicht bedeckt, während eine für die Ultraviolettstrahlung empfindliche Zwischenschicht sich zwischen dieser farbbildenden Schicht und dem Träger des Donatorkomplexes befindet und wobei mindestens einer der Träger für Ultraviolettstrahlung durchlässig ist.

Bei der Verwendung dieses Materials legt man den Donatörkomplex und den Rezeptorkomplex an ihren überzogenen Seiten aufeinander und setzt sie einer Ultraviolettstrahlung mit vorherbestimmter Wellenlänge aus. In diesem Moment werden die Zwischenschicht und die Sperrschicht durch die Ultraviolettstrahlung abgebaut oder eliminiert und erzeugen an der bestrahlten Oberfläche eine lokalisierte exotherme Reaktion, die sicherstellt, daß die farbbildende Schicht mit dem Farbentwickler in Kontakt kommt und auf dem Träger des Rezeptorelements eine Bildstelle erzeugt, die der zuvor auf der farbbildenden Schicht gebildeten entspricht. Auf diese Weise erhält man einen übergang ohne die Gefahr einer Wärmediffusion und somit völlig saubere Symbole oder Markierungen.

-JS-

Vorzugsweise besteht der chromogene Stoff aus mindestens einer für Ultraviolettstrahlung vollständig durchlässigen Verbindung aus der Gruppe der Benzo-indolino-spyropyrane.

Zur Beschleunigung der Übertragung der Bildstellen des erfindungsgemäßen Materials enthält die farbbildende Schicht noch ein polymeres Bindemittel, welches zur Aktivierung der Photopolymerisation dient, und der Farbentwickler enthält noch eine als Photoaktivator wirkende Zinkverbindung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials enthält die farbbildende Schicht außerdem noch einen Standardfarbstoff, der unter der Einwirkung der Ultraviolettstrahlung farblos wird.

Das ermöglicht die sofortige Feststellung der Stelle, wo Markierungen oder Buchstaben bereits übertragen wurden.

Außerdem enthalten gemäß der Erfindung die Zwischenschicht und die Sperrschicht Photoinitiatoren und Photoaktivatoren, welche eine Beschleunigung der übertragungsgeschwindigkeit ermöglichen.

Der Donatorkomplex und der Rezeptorkomplex können nach einem bekannten Verfahren durch Aufwalzen erhalten werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht der Träger des Rezeptorkomplexes aus einer beliebigen glatten Oberfläche, auf welcher, vorzugsweise durch Aerosolzerstäubung, die Farbentwicklerschicht abgeschieden wurde. Das bedeutet einen beachtlichen Vorteil, da man auf diese Weise die Markierungen oder Bildstellen auf einen beliebigen Träger, z.B. eine Wand oder eine Mauer, übertragen kann.

-Sf-

Die Erfindung umfaß auch ein Verfahren zur Verwendung des vorstehend beschriebenen Materials, welches darin besteht, daß man die überzogenen Seiten des Donatorkomplexes und des Rezeptorkomplexes miteinander in Kontakt bringt und das Ganze auf der Seite des für Ultraviolettstrahlung durchlässigen Trägers mit einer Ultraviolettstrahlung vorherbestimmter Wellenlänge bestrahlt.

Vorzugsweise verwendet man eine Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge in der Größenordnung von 254 bis 430 nm;

Die Erfindung betrifft schließlich auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung umfaßt einen ersten Trägerrahmen zur Aufnahme des Donatorkomplexes, welcher beweglich in einer horizontalen Ebene in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen montiert ist, einen zweiten oberhalb und dicht an dem ersten Trägerrahmen angeordneten Trägerrahmen, welcher zur Aufnahme des Rezeptorkomplexes bestimmt ist,, wobei dieser zweite Rahmen beweglich in einer horizontalen Ebene in mindestens einer der beiden Richtungen montiert ist, eine Quelle für Ultraviolettstrahlung oberhalb oder unterhalb der Rahmen, welche ein einen vorherbestimmten Teil des zweiten Trägerrahmens überdeckendes Lichtbündel liefert, Steuermittel, welche eine Positionierung des zweiten Rahmens in bezug auf die Ultraviolettstrahlungsquelle und des ersten Rahmens in bezug auf den zweiten Rahmen und eine intermittierende Betätigung der Strahlungsquelle ermöglichen.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, welche eine beispielsweise bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Materials sowie einer Vorrichtung für die Verwendung dieses Materials zeigt.

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- Sr-

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Donatorkomplexes,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Donatorkomplexes von Fig. 1 und eines erfindungsgemäßen Rezeptorkomplexes vor deren Belichtung mit Ultraviolettstrahlung,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des Donatorkomplexes und des Rezeptorkomplexes von Fig. 2 nach deren Belichtung mit Ultraviolettstrahlung und

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Verwendung des in den Figuren 1 bis dargestellten Kopiermaterials.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Donatorkomplex c besteht aus einer Trägerfolie 1, auf welcher eine Zwischenschicht 2, eine aus durch Bedrucken mit einem chromogenen oder farbbildenden Stoff aufgebrachten, zu übertragenden Zeichen oder Symbolen bestehende Schicht 3 und eine unter der Einwirkung einer Ultraviolettstrahlung abbaubare Sperrschicht 4 aufgebracht sind, wobei die Strahlung die Übertragung der Zeichen oder Symbole auf einen Rezeptorkomplex c1 (Figuren 2 und 3) auslöst.

Der Rezeptorkomplex c1 besteht aus einer Trägerfolie 6, auf welcher eine Schicht 5 aus einem farbentwickelnden Stoff aufgebracht ist.

Nachstehend werden die Zusammensetzung und die Wirkung jeder das Donatormaterial c und das Rezeptormaterial c1 gemäß der Erfindung bildenden Schichten 1 bis 6 beschrieben.

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I. Träger 1 des Donatorkomplexes c

Der Träger 1 besteht aus einer Folie oder einem Film aus einem steifen oder flexiblen, durchsichtigen oder durchscheinenden Material, welches eine kurzwellige Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von vorzugsweise zwischen 254 und 430 Nanometer durchläßt.

Die Dicke dieses Films beträgt vorzugsweise etwa 30 bis 100 Mikron und seine Reißfestigkeit ist größer oder gleich 1300 kg/cm². Vorzugsweise läßt der Film mindestens 80 % der in Form der Ultraviolettstrahlung ausgesendeten Energie hindurchgehen.

Für die Herstellung dieses Films kann man einen Polyester, ein Polyäthylen, ein Polyäthylenterephthalat, z.B. das unter dem Handelsnamen Melinex O oder S von der Firma I.C.I, verkaufte, ein Polystyrol, ein Polypropylen, regenerierte Zellulosen, ein Polyvinylidenchlorid, Nylon oder andere ähnliche Materialien verwenden.

Die Verwendung eines Polyäthylenfilms ist im Hinblick auf die Durchlässigkeit für Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge über oder gleich 254 nm besonders wirkungsvoll.

Vor Aufnahme der anderen Schichten 2, 3 und 4 kann der Film mechanisch oder chemisch so behandelt werden, daß die Zwischenschicht 2 besser verankert wird.

II. Zwischenschicht 2

Die Zwischenschicht 2 besteht aus lichtempfindlichen.Stoffen und einem Bindemittel. Die lichtempfindlichen Stoffe sind Photoinitiatoren und/oder Photoaktivatoren. Die Einwirkung der ultravioletten Strahlung auf·diese lichtempfindlichen Stoffe

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bedingt Änderungen der mechanischen und chemischen Eigenschaften dieser Stoffe und bewirkt insbesondere eine ionische Photopolymerisationsreaktion.

Gemäß der Erfindung besteht die Schicht 2 aus einer Mischung von Copolymerisaten von Polyvinyl-pyrrolidon/Maleinsäureanhydrid und einem Polyvinylalkohol, in welchem ein Photoinitiator oder eine Kombination von Photoinitiatoren dispergiert ist.

Als Photoinitiator kann man beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Stoffe verwenden:

- 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-on (DAROCUR 1173-Merck)

- 1-(4-Isopropylphenyl)2-hydroxy-2-methyl-propan-1-on (DAROCUR 1116-Merck)

- 2-Isopropylthioxanthon (QUANTACURE ITX)

- 13 Gew.% 2-Isopropylthioxanthon in 2-(Dimethylamine)äthylbenzoat (QUANTACURE 659)

- Benzyldimethylketon (IRGACURE 651).

Die Photoaktivatoren der Zwischenschicht 2 bestehen aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe:

- Benzophenon, 4,4'-bis-Dimethylamino-benzophenon, Äthyl-4-dimethylaminobenzoat, Benzyl, 2-Chlorothioxanthon, 2-Äthylanthrachinon.

Diese Photoinitiatoren ermöglichen unter der Einwirkung einer Ultraviolettstrahlung mit spezifischer Wellenlänge die Auslösung einer Photopolymerisation mit Oligomeren oder Acrylcopolymerisaten, welche einen Teil der Sperrschicht 4 bilden.

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Αζ

Die Anwesenheit von Vinylpolymerisaten und insbesondere von Vinylpyrrolidon erlaubt die Aktivierung der Photopolymerisation der Acrylatoligomeren.

Die Zwischenschicht 2 erfüllt prinzipiell drei Funktionen. Zunächst ermöglicht sie die Isolierung des Trägers 1 von den mittels der farbbildenden Zusammensetzung aufgebrachten Zeichen oder Aufdrucken 3 und erlaubt einen genauen Aufdruck dieser Zeichen. Dann schützt sie ebendiese Zusammensetzung 3 gegen unbeabsichtigt auf den gesamten Komplex ausgeübte Drücke oder Belastungen. Schließlich ermöglicht die Zwischenschicht 2 eine Verbesserung der Reaktion zwischen der farbbildenden Zusammensetzung und der farbentwickelnden Verbindung des Rezeptorträgers, Sie aktiviert in gewisser Weise die Verbindungen der Schicht 3, so daß sie schneller und vollständiger mit dem Farbentwickler nach Einwirkung der Ultraviolettstrahlung reagieren. Sie benimmt sich als "synergistischer Faktor", indem sie die Reaktivität des Vorgangs des Elektronenaustauschs zwischen der farbbildenden Verbindung 3 und ihrem Entwickler 5 erhöht.

III. Farbbildende Schicht 3

Die Schicht 3 des Donatorkomplexes c besteht aus Symbolen, Markierungen oder Buchstaben, die auf den Rezeptorkomplex c1 übertragen werden sollen und die auf der Schicht 2 nach einem bekannten Druckverfahren, vorzugsweise durch Siebdruck, aufgebracht werden.

Diese Zeichen bestehen aus einem ehromogenen oder farbbildenden Material, nämlich einem farblosen, bei verschiedenen pH-Werten stabilen und elektronenabgebenden organischen Stoff. Dieser entwickelt eine Farbe, wenn er mit einem elektronenaufnehmenden Entwickler in Kontakt kommt.

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Der chromogene Stoff kann aus Phthaliden, Fluoranen, Benzofluoranen, Chromenopyrazolen, Spyropyranen, Spyro-di-pyranen, Azomethinen und einem Carbazolylmethan, einem Chromenoindol, einem Phenoxazin, einem Phenothiazin oder einem Leucoantamin bestehen.

Vorzugsweise besteht er aus einem oder mehreren Farbstoffen der Gruppe der Benzo-indolino-spyropyrane.

Unter diesen letzteren Farbstoffen verwendet man bevorzugt einen oder mehreren der folgenden:

- 1/3,3-Trimethyl-6'-chloro-8'-methoxy-indolino-benzo-spyropyran

- 3,3-bis-Indolyl-phthalid

- 3-(Aminophenyl)-3-indolyl-phthalid

- 6-Dialkylamino-2-n-octylamino-fluoran

- 6-Dialkylamino-2-arylamino-fluoran

- 6-Dialkylamino-S-methyl-^-arylamino-fluoran

- 6-Dialkylamino-2 oder 3-alkyl-fluoran

- 6-Dialkylamino-2-dibenzylamino-fluoran

- 6-Pyrolidino-2-arylamino-fluoran

- Bis-(Aminophenyl)-fury1- oder phenyl- oder carbazolyl-methan

- Benzoyl-leucomethylenblau (BLMB)

- 3-Ph'enyl-7-dialkyl-amino-2·,2-di-spyrobenzopyran

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- Benzoyl-dialylamino-phenolthiazin oder phenoxazin oder bis-dialkylamino-benzhydrolarylsulfonat

- Kristallviolett-lacton (CVL).

Die chromogene Schicht enthält außerdem bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Standard-Farbstoff, der mit den chromogenen Farbstoffen verträglich ist und unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung farblos wird. Das ermöglicht die Sichtbarmachung der mit dem Stoff der Schicht 3 aufgedruckten Buchstaben oder Zeichen. Die Entfärbung des Standard-Farbstoffs unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung erleichtert die Verwendung des erfindungsgemäßen Materials, da sie die Feststellung des Orts, von welchem bereits Buchstaben übertragen wurden, ermöglicht. ·

Die Schicht 3 enthält noch ein polymeres Bindemittel, das ebenfalls zur Aktivierung des Photopolymerisationsprozesses dient.

Dieses Bindemittel kann aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe bestehen:

- Vinylacetat / 2-Äthylhexylacrylat-copolymerisat, Isobutylencopolymerisat, Polybutylacrylat, Äthylhexylacrylat, Isooctylacrylat, Ä'thyl-methacrylat, 2-Äthylhexylacrylat, Dimethylaminoäthylmethacrylat, Diaceton-acrylamid, 1,4-Butandiol-diacrylat _v 1,6-Hexandiol-diacrylat, Diäthylglycol-diacrylat, Triäthylglycol-diacrylat, Trimethylpropan-triacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, 2-Hydroxyäthylacrylat, Names, Pentaerythritoltetrakis-(mercaptopropionat) (Mercaptat Q 43 ester-Milacron).

Ein System von schwachpolaren Lösungsmitteln erlaubt die Erzielung eines Gemische mit zur Verwendung als Druckfarbe geeigneten Viskosität. Diese farbbildende Zusammensetzung (Druckfarbe oder Tinte) wird auf eine Teilchengröße von etwa 2,5 Mikron fein-

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gemahlen, um so die erforderliche rasche Auflösung und Entwicklung zu erzielen. Die Viskosität dieser Zusammensetzung beträgt etwa 3000 bis 4000 Centipoisen (20⁰C).

In der Praxis kann die Zusammensetzung der farbbildenden
Schicht 3 etwa die folgende sein:

a. Gemisch aus Benzo-indolino-spyropyranverbindungen 30,00 %

b. n-Vinyl-2-pyrrolidon (VP) (GAF) 25,00 %

c. Äthyl-hydroxyl-cellulose (EHEC-Hercules) 5,50 %

d. Triäthylbenzylcyanurat (Sensibilisator) 0,70 %

e. Methylenblau 0,30 %

f. Lösungsmittelgemisch 38,50 %

Gesamt 100,00 %

IV. Sperrschicht 4

Die Sperrschicht oder das Sperrelement 4 besteht aus einem gegenüber der Zusammensetzung der farbbildenden Schicht 3 inerten Material. Sie dient zum Schutz dieser letzteren und zur Vermeidung jeder ungewollten Reaktion derselben.

Sie besteht aus einem Gemisch von in einem System aus Oligomeren und Acrylcopolymerisaten dispergierten Photoaktivatoren.

Als Photoaktivatoren verwendet man z.B. einen oder mehrere der folgenden Stoffe:

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- Benzophenon "[> Gemisch

- 4 ,4 '-bis-Dimethylamino-benzophenonJ "j »>Gemisch

- Äthyl-4-dimethylaminobenzoat~f SGemisch

- 2-Chlorothioxanthon > Gemisch 2 J _- 2-Äthylanthrachinon J

Als Acrylharze kann man z.B. eines oder mehrere der folgenden Harze verwenden:

- Polybutylacrylat .

- Äthylhexylacrylat

- Isooctylacrylat

- Ä'thylmethacrylat

- 2-Äthylhexylacrylat

- Dimethylamino-äthylmethacrylat .

- Diacetonacrylamid

- 1,4-Butandiol-diacrylat

- 1,6-Hexandiol-diacrylat

- Diäthylglycol-diacrylat

- Triäthylglycol-diacrylat

- Trimethylpropan-triacrylat

- Pentaerythritol-triacrylat

- 2-Hydroxy-äthylacrylat

- Pentaerythritol-tetrakis (mercaptopropionat) (Q.43 Ester).

Unter der Einwirkung von Ultraviolettstrahlung führt die Erzeugung freier Radikale einmal der in der Zwischenschicht 2 dispergieren Photoinitiatoren sowie zum andern die photolytische Zersetzung bestimmter anderer dieser Stoffe in Anwesenheit eines Wasserstoffdonators zum Freiwerden von Chlorwasserstoffsäure. Das ermöglicht:

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a) das Einsetzen des exothermen Photoabbaus der Sperrschicht 4,

b) einen fortschreitenden innigen spezifischen Kontakt zwischen der farbbildenden Zusammensetzung 3 und der Farbentwicklerverbindung 5 ,

c) die Aktivierung des Elektronenaustauschs aufgrund des durch das Freiwerden von Salzsäure erzielten niedrigen pH-Werts,

d) die überführung der Farbentwicklerverbindung in eine flüssige Phase infolge der erzeugten exothermen Reaktion, was die Absorption und das Eindringen der farbbildenden Zusammensetzung 3 in das Innere der Farbentwicklerverbindung 5 ermöglicht.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform kann die Zusammensetzung der Sperrschicht 4 die folgende sein:

a. Lösungsmittel 16,00 %

b. Mittel zur Beseitigung der Klebrigkeit

(Lumattin S 90 B.A.S.F.) 1,00 %

c. Polyesteracrylat (EBECRYL 593 U.C.B.) 53,00 %

d. Amino-acrylat (EBECRYL 102 Ü.C.B.) 15,00 %

e. Diacrylat von 1,4-Butandion 5,00 %

f. Diacrylat von oxyäthyliertem Bisphenol A 5,00 %

g. 85%ige Phosphorsäure (H3PO4) 0,70 %

h. Gemisch von Photoaktivatoren (wie unter A genannt) 4,30 %

Gesamt 100,00 %

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-Vf-

Die drei Schichten 1, 3 und 4 des Donatorkomplexes c sind natürlich bei Umgebungstemperatur stabil und reagieren bei Tageslichteinwirkung nicht.

Nur eine Ultraviolettstrahlung mit vorherbestimmter Wellenlänge löst die vorstehend beschriebenen chemischen Reaktionen und somit die Übertragung der Zeichen oder Symbole der farbbildenden Schicht 3 aus.

V. Träger 6 des Rezeptorkomplexes c1

Die Zusammensetzung des Trägers 6 des Rezeptorkomplexes c1 entspricht im wesentlichen derjenigen des Trägers 1 des vorstehend unter I beschriebenen Donatorkomplexes c.

Der Träger 6 kann je nach der gewünschten Ausführungsform für Ultraviolettstrahlung undurchlässig oder durchlässig sein. Soll die Strahlung in Richtung der Pfeile G (Fig. 3) durch den Akzeptorkomplex c1 auftreffen, muß der Träger 6 durchlässig sein, während der Träger 1 für diese Strahlung durchlässig oder undurchlässig sein kann. Will man hingegen die Ultraviolettstrahlung in Richtung der Pfeile F (Fig. 3) durch den Donatorkomplex c schicken, so muß der Träger 1 durchlässig sein, während der Träger 6 für die Strahlung F beliebig undurchlässig oder durchlässig sein kann.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann der Träger 6 aus einer ebenen Oberfläche eines beliebigen Teils bestehen, auf welcher man - z.B. durch Aerosolaufsprühen - eine gleichmäßige Schicht des Farbentwicklers 5 aufgebracht hat.

VI. Farbentwickler 5

Der Farbentwickler 5 besteht aus einem aktiven Reagens, einem polymeren Bindemittel, einem wärmeabsorbierenden Mittel und einem geeigneten Lösungsmittelsystem.

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Das aktive Reagens kann ein aktiver Kalk sein, wie er z.B. ι unter den Handelsbezeichnungen SILTON, BENTONIT, COPISIL, | ATTAPULGIT oder ZEOLIT verkauft wird. Es kann aus einem I Paraphenylphenolharz, aus Aluminium-Magnesiumsilicid oder auch aus Zinksalicylat oder -stearat bestehen.

Es kann auch ein Gemisch aus mehreren dieser Stoffe sein.

Das Bindemittel des Entwicklers 5 besitzt einen niedrigen Schmelzpunkt und absorbiert kein Ultraviolettlicht mit Wellenlängen von etwa 254 bis 436 nm. Es kann z.B. ein Vinylacetat oder ein ähnlicher Stoff sein.

Als Lösungsmittel kann man Wasser, einen Alkohol, ein Keton] ein aromatisches oder aliphatisches Lösungsmittel oder Gemi|che solcher Lösungsmittel verwenden. Das Lösungsmittelsystem isi schwachpolar, was das Aufwalzen der Schicht 5 auf den Träge^ oder die Zerstäubung dieses Gemischs unter Verwendung eines^ geeigneten Treibmittels gestattet.

Das wärmeabsorbierende Mittel dient zur Beschränkung und zui Steuerung der Wärmeausbreitung während der Übertragung und fs kann z.B. aus einer Gelatine bestehen.

Der Entwickler 5 kann beispielsweise die folgende Zusammensetzung habeni

a. Paraphenylphenolharz (aktives Mittel) 30,00 %

b. Zinksalicylat / Zinkstearat (aktives Mittel) 2,00 %

c. nicht-kristallines Wachs mit niedrigem Schmelzpunkt 12,00 %

d. wärmeabsorbierendes Mittel 3,00 % |

e. polymeres Bindemittel 20,00 %

f. schwachpolare Lösungsmittel 33,00 %

Gesamt 100,00 %

Diese Zusammensetzung wird gemahlen, um die Teilchengröße auf einen Wert unter 2,5 Mikron zu verringern, um so die für den Entwicklungsvorgang erforderliche Auflösung und Schnelligkeit zu gewährleisten.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Figur 3 die Anwendung des aus dem Donatorkomplex c und dem Rezeptorkomplex c1 (Fig. 2) bestehenden erfindungsgemäßen Materials beschrieben.

Die beiden überzogenen Seiten des Donatorkomplexes c und des Rezeptorkomplexes c1 werden miteinander in Kontakt gebracht. Das Ganze wird dann mit einer Ultraviolettstrahlung mit vorherbestimmter Wellenlänge je nach der chemischen Natur der lichtempfindlichen Bestandteile bestrahlt. Wenn nur der Träger T für Ultraviolettlicht durchlässig ist, muß die Bestrahlung entlang der Pfeile F erfolgen. Wenn nur der Träger 6 für Ultraviolettstrahlung durchlässig ist, muß die Bestrahlung in Richtung der Pfeile G erfolgen. Wenn die beiden Träger 1 und 6 für Ultraviolettlicht durchlässig sind, ist die Richtung, in welcher die Bestrahlung erfolgt, d.h. in Richtung F oder G, egal.

Unter der Einwirkung der Strahlung wird die Sperrschicht 4 des Donatorkomplexes c aufgrund einer Photopolymerisationsreaktion eliminiert, was gleichzeitig den Elektronenaustausch begünstigt und die Entwicklung einer Farbe auf dem Träger 6 ermöglicht. Eine lokalisierte exotherme Reaktion an der bestrahlten Oberfläche ermöglicht, daß die farbbildende Zusammensetzung 3 mit der in flüssiger Phase zugeführten Farbentwicklerverbindung 5 in Kontakt kommt. Die beiden Schichten 3 und 5 reagieren dann unter Entstehung einer Bildstelle 7 auf dem Träger 6 miteinan-

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der. Die Bildstelle oder das Zeichen 7 ist mit dem auf die Schicht 2 des Donatorkomplexes c mittels der farberzeugenden Zusammensetzung ("Tinte") Aufgedruckten identisch.

Infolge der durch die Ultraviolettstrahlung ausgelösten Reaktion und bei Berücksichtigung der wirksam werdenden geringen Menge an Infrarotenergie, deren Einwirkung örtlich begrenzt ist, besitzt das Zeichen oder der Buchstabe 7 eine sehr scharfe Begrenzung, wobei die Qualität mit derjenigen eines Druckbuchstabens vergleichbar ist.

Ganz allgemein erlaubt das erfindungsgemäße Kopierverfahren die Erzielung von Bildstellen oder Aufdrucken mit der gleichen Qualität, wie sie bei den mit einer tatsächlichen physikalischen Übertragung eines Körpers arbeitenden Verfahren erzielt wird. Das Verfahren ist extrem schnell und bringt überhaupt keine Wärmediffusion mit sich.

Die vollständige Unterdrückung "mechamischer" Bewegungen während des Übertragungsvorgangs gestattet die Bereitstellung eines automatischen oder halbautomatischen Systems, indem man von den beiden Hauptvorteilen der Erfindung Gebrauch macht, d.h. der Schnelligkeit des Verfahrens und des totalen Fehlens einer unbeabsichtigten Übertragung in Abwesenheit von Ultraviolettstrahlung. Außerdem ermöglicht die Erfindung Übertragungen auf eine beliebige glatte Oberfläche. So kann man auf einen beliebigen Träger den Farbentwickler 5 aufstäuben und dann unter Verwendung eines Donatorkomplexes c die Übertragung durchführen.

Die Ultraviolettstrahlungsquelle kann bis auf die Besonderheiten der Wellenlänge eine beliebige sein. Insbesondere kann sie in Form eines Handgeräts in Art eines Stifts vorliegen.

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Figur 4 zeigt in stark schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Verwendung des erfindungsgemäßen Kopiermaterials.

Die Vorrichtung besteht aus einem ersten Element oder Trägerrahmen 1 0 und einem zweiten Trägerrahmen 11, die untereinander angeordnet sind. Das Element 10 besitzt an seiner Unterseite einen Schlitz oder einen Tunnel 12, der von einer Seite zur anderen verläuft und der zur Aufnahme eines aus zu übertragenden Buchstaben oder Zeichen 18 umfassenden Donatorkomplexes 13 bestimmt ist. Der Donatorkomplex 13 kann in dem Tunnel 12 in Richtung des Pfeils D3 verschoben werden.

Auf dem Rahmen des Trägers 11 ist in geeigneter Weise (nicht dargestellt) ein Rezeptorkomplex 14 befestigt.

Unterhalb dieses Komplexes 14 ist auf Höhe des Mittelteils des Trägers 10 eine ortsfeste Strahlungsquelle für Ultraviolettlicht 15 vorgesehen, mittels derer man durch eine Optik 16 einen Strahl 17 auf den Donator- und Rezeptorkomplex 13 bzw. 14 schicken kann.

Zu diesem Zweck besitzt das Trägerelement 10 in seinem Mittelteil eine öffnung, in welcher in elastischer Weise ein Klemmelement 21 montiert ist, welches das Anlegen des Donatorkomplexes 13 an den Rezeptorkomplex 14 auf Höhe des Auftreffens des Ultraviolettstrahls 17 ermöglicht.

Der Rahmen 11 ist unbeweglich in Richtung des Pfeils D2, jedoch beweglich in Richtung des Pfeils D1 montiert und zu diesem Zweck gleitend auf einer Schwalbenschwanzführung 22 montiert, die ihrerseits auf einer Querführung 24 gleitbar montiert ist, welche in an sich bekannter Weise durch ein Handrad 25 gesteuert wird.

- μ- 26

Beim Betrieb dieser Vorrichtung bringt man zuerst den Teil des Rezeptorkomplexes 14, welcher eine Markierung aufnehmen soll/ unter die zentrale öffnung des Elements 10 auf Höhe des von dem Strahl 17 belichteten Bereichs. Das erfolgt durch Betätigung des Handrads 25 und Verschiebung des Rahmens 11 entlang der Führung 22. Dann verschiebt man den Donatorkomplex

13 entlang des Tunnels 12, um so eine zu übertragende Markierung, z.B. die Markierung 18, in den Bereich des Strahls 17 zu bringen.

Nach dieser Positionierung drückt man das Klemmelement 21 nach unten, um so den Donatorkomplex .13 eng an den Rezeptorkomplex

14 anzulegen, und man läßt während einer vorherbestimmten Zeit die Ultraviolettstrahlung 15 einwirken. Unter der Einwirkung dieser Strahlung wird der Buchsta.be 18 auf die vorstehend beschriebene Weise auf den Rezeptorkomplex 14 übertragen.

Die Pührungs- und Positionierungsmittel der Träger 10 und 11 können natürlich halbautomatisch oder automatisch in bekannter Weise ausgebildet sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Kopiermaterial, enthaltend einen aus einem mit einer farbbildenden Schicht aus chromogenem Material versehen inerten Träger bestehenden Donatorkomplex und einen Rezeptorkomplex, bestehend aus einem mit einer Schicht eines Farbentwicklers versehenen inerten Träger, wobei das chromogene Material ein elektronenabgebender Stoff aus der Gruppe der Benzo-indolino-spyropyrane ist und der Entwickler eine elektronenaufnehmende Phenolverbindung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die farbbildende Schicht in Form von zu übertragenden Zeichen oder Symbolen aufgebracht und mit einer unter der Einwirkung einer Ultraviolettstrahlung vorherbestimmter Wellenlänge abbaubaren Sperrschicht bedeckt ist, und daß eine für die Ultraviolettstrahlung empfindliche Zwischenschicht zwischen der farbbildenden Schicht und dem Träger des Donatorkomplexes angeordnet ist und daß mindestens einer der Träger für die Ultraviolettstrahlung durchlässig ist.

2. Kopiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das chromogene Material aus mindestens einem Benzo-indolinospyropyran besteht.

Dr.Ha/Ma

3. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die farbbildende Schicht noch ein zur Aktivierung der Photopolymerisation dienendes polymeres Bindemittel enthält.

4. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die farbbildende Schicht noch einen Standard-Farbstoff enthält, der unter der Einwirkung der Ultraviolettstrahlung entfärbt wird.

5. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbentwickler noch eine als Photoaktivator wirkende Zinkverbindung enthält.

6. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbentwickler noch ein polymeres Bindemittel, ein wärmeabsorbierendes Mittel und ein geeignetes Lösungsmittelsystem enthält.

7. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Gemisch eines als Photoinitiator dienenden Polyvinyl-pyrrolidincopolymerisat, Maleinsäureanhydrid und einem Polyvinylalkohol besteht.

8. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht aus einem Oligomere, Acrylcopolymerisate und Aktivatoren enthaltenden Gemisch besteht.

9. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht auf den Träger des Donatorkomplexes in an sich bekannter Weise aufgewalzt wurde, während die farbbildende Schicht nach einem bekannten Druckverfahren aufgebracht wurde.

Ό 1 ι Π O "7 Π

ο i μ· L ο / U

10. Kopiermaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die farbbildende Schicht durch Siebdruck auf die Zwischenschicht aufgebracht wurde.

11. Kopiermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbentwickler auf dem Träger des Rezeptorkomplexes durch Aerosolzerstäubung aufgebracht wurde.

12. Kopierverfahren unter Verwendung des Kopiermaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die überzogenen Seiten des Donatorkomplexes und des Rezeptorkomplexes miteinander in Kontakt bringt und das Ganze auf der Seite des für Ultraviolettlicht durchlässigen Trägers mit einer Ultraviolettstrahlung vorherbestimmter Wellenlänge bestrahlt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von 254 bis 430 nm verwendet.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 12 und 13, gekennzeichnet durch einen ersten Trägerrahmen zur Aufnahme des Donatorkomplexes, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen in einer horizontalen Ebene beweglich montiert ist, einen über dem ersten angeordneten zweiten Trägerrahmen in unmittelbarer Nähe des ersteren zur Aufnahme des Rezeptorkomplexes, wobei der zweite Rahmen in einer horizontalen Ebene mindestens in einer der beiden Richtungen beweglich montiert ist, eine oberhalb oder unterhalb der Rahmen angeordnete Ultraviolettstrahlungsquelle, die einen einen bestimmten Teil des zweiten Trägerrahmens überdeckenden Strahl liefert. Steuermittel zur relativen Positionierung des zweiten Rahmens in bezug auf die Ultraviolettstrahlungsquelle und des ersten Rahmens in bezug auf den zweiten Rahmen, sowie eine intermittierende Betätigung der Strahlungsquelle.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel, um den Donatorkomplex eng an den Rezeptorkomplex nadh jeder Positionierungsphase vor und während des Auftreffens der Ultratiolettstrahlung auf Höhe der dieser Strahlung ausgesetzten Oberfläche anzudrücken.