DE3303843A1 - Waermeempfindliches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Waermeempfindliches aufzeichnungsmaterial

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Description

ΡΑΤΕΝΤΛ1Μ WAVTE --■ «-·-
DR, V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · mOnchcn dipl.-inc. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-inc. S. SCHUBERT · Frankfurt
ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
S1EOFRIEDSTRASSE 8 ΘΟΟΟ MÜNCHEN *O
TELEFONi (089) 335024 + 335025 TELECRAMMEi WIRPATENTE TELEXt 5215679
Case: RFP-61D
RICOH COMPANY, LTD.
3-6, Nakamagome 1-chome
Ohta-ku
Tokyo 143 / JAPAN
WÄRMEEMPFINDLICHES AUFZEICHNUNGSMATERIAL
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial
Die Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit hoher Farbbildungsgeschwindigkeit und verbesserter Eignung bzw. Anpassung an Thermoköpfe (im folgenden: Thermokopfeignung).
Bekanntlich reagieren leicht gefärbte Leukofarbstoffe mit organischen sauren Materialien unter Farbbildung, wenn beide unter Wärmeeinwirkung geschmolzen werden. Beispiele für wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien/ die diese Reaktion nutzen, sind in den JP-AS 43-4160 und 45-14039 beschrieben. Derartige wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, z.B. in Meßinstrumenten, Computerdruckern, Facsimile Geräten, Fahrkartenautomaten und thermographischen Kopiermaschinen.
Da die genannten Geräte und ihre Anwendung in verschiedenen neuen Gebieten eine stürmische Entwicklung erfahren haben, besteht großer Bedarf für wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, die in diesen verbesserten Geräten eingesetzt werden können. Insbesondere besteht Bedarf für wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, die befähigt sind, scharfe Bilder von hoher Dichte bei niedrigem Energieverbrauch zu ergeben, mit Hochgeschwindigkeits-Thermostiften oder -köpfen eingesetzt werden können, ohne Materialien zu bilden, die z.B. in Form von Teilchen an den Thermostiften oder -köpfen während des Aufzeichnungsverfahrens haften bleiben, wenn Wärme über die Thermostifte oder -köpfe auf das Aufzeichnungsmaterial übertragen wird. Bei herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien werden während
der Wärmeübertragung von einem Thermostift oder -kopf auf das Aufzeichnungsmaterial in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht enthaltene Materialien geschmolzen und haften teilchenförmig an dem Thermostift oder -kopf. Dann bleiben die Teilchen an dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial selbst haften und behindern dessen Transport oder werden auf das Aufzeichnungsmaterial zurück übertragen, so daß Wanderspuren auf dem Material zurückbleiben. Wenn sich die klebrigen Teilchen an dem Thermostift oder -kopf sammeln, nehmen die Bilddichte und Bildschärfe ab und die Bilder werden deformiert.
Diese herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien besitzen auch geringe thermische Ansprechempfindlichkeit und ermöglichen keine schnelle Aufzeichnung mit hoher Bilddichte und Bildschärfe.
In wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien mit einer wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht, die einen Leukofarbstoff und ein saures Material enthält, das den Leukofarbstoff bei Wärmeeinwirkung färbt, erfolgt die Farbbildung dadurch, daß entweder der Leukofarbstoff oder das saure Material oder beide durch die über einen Thermostift oder -kopf zugeführte Wärmeenergie geschmolzen werden, worauf der Leukofarbstoff und das saure Material unter Entwicklung einer bestimmten Farbe reagieren. Um die Farbbildungsempfindlichkeit des'wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zu erhöhen, ist bereits vorgeschlagen worden, der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ein wärmeschmelzbares Material zuzusetzen, das bei niedrigerer Temperatur schmilzt als entweder der Leukofarbstoff oder das saure Material und befähigt ist, im geschmolzenen Zustand sowohl den Leukofarbstoff als auch das saure Ma-
terial zu schmelzen. Beispiele für derartige wärmeschmelzbare Materialien sind z.B. stickstoffhaltige Verbindungen, wie Acetamid, Stearamid, m-Nitroanilin und Phthalsäuredinitril (JP-OS 49-34842) , Acetoacetanilid (JP-OS 52-106746) und alkylierte Biphenyle und Biphenylalkane (JP-OS 53-39139) .
Selbst die Erhöhung der thermischen Farbbildungsempfindlichkeit durch derartige Verbindungen ist jedoch nicht ausreichend, um mit den in jüngerer Zeit entwickelten Hochgeschwindiakeits-Thermoköpfen z.B. für Facsimilegeräte mit erhöhter Übertragungsgeschwindigkeit Schritt zu halten. Außerdem kann sich im Falle von Hochgeschwindigkeits-Thermostiften und -köpfen aufgrund des schnellen Wechsels zwischen energetisiertem und deenergetisiertem Zustand wärme um den Thermostift oder -kopf während der thermischen Aufzeichnung ansammeln, wodurch der Hintergrund des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials gefärbt werden kann.
um die Farbbildung im Hintergrundbereich durch die um den Thermostift oder -kopf angesammelte Wärme zu verhindern, ist es notwendig, die Wärmeempfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials derart zu erhöhen, daß es durch kleine Temperaturdifferenzen und mit hoher Geschwindigkeit in hohem Kontrast gefärbt wird. Diese Art von Wärmeempfindlichkeit wird als dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit bezeichnet.
Bei Verwendung der genannten herkömmlichen wärmeschmelzbaren Materialien kann die Farbbildungstemperatur des Leukofarbstoffs und des sauren Materials gesenkt werden, wenn ein erhitzter Thermostift oder -kopf in statischem Kontakt
mit dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial ist, das derartige wärmeschmelzbare Materialien enthält. Hierdurch wird ebenfalls die Wärmeempfindlichkeit des Aufzeichnungsmaterials erhöht, jedoch wird diese Wärmeempfindlichkeit im Gegensatz zur dynamischen thermischen Farbbildungsempfindlichkeit a"ls statische thermische Farbbildungsempfindlichkeit bezeichnet.
Die genannten herkömmlichen wärmeschmelzbaren Materialien können die statische thermische Farbbildungsempfindlichkeit erhöhen, jedoch nicht in jedem Fall die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit. Bei Erhöhung der dynamischen thermischen Farbbildungsempfindlichkeit durch Verwendung derartiger wärmeschmelzbarer Materialien muß der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht eine große Menge der wärmeschmelzbaren Materialien zugesetzt werden. In diesem Fall neigen jedoch die in der wärmeempfindlichen Farbbildunasschicht enthaltenen Materialien dazu, zu schmelzen und an dem Thermostift oder -kopf zu haften. Ferner wird die Farbbildungstemperatur der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht derart gesenkt, daß ihre Haltbarkeit vor der Anwendung wesentlich verringert wird und es leicht zu einer Schleierbildung in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht kommt.
Bei Erhöhung der dynamischen thermischen Farbbildungsempfindlichkeit eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials durch andere Mittel ist es aus den genannten Gesichtspunkten nicht immer empfehlenswert, die Farbbildungstemperatur der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht zu senken.
Um daher die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit zu erhöhen, sind ein Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenglätte der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht und ein Verfahren zur Verringerung des Gehalts an Komponenten, die nicht zur thermischen Farbbildungsreaktion beitragen, z.B. Füllstoffen und Bindemitteln, in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht unter relativer Erhöhung des Gehalts an farbbildendem Material vorgeschlagen worden.
Die Oberfläche der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht kann leicht geglättet werden, indem man das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial einer Superkalandrierbehandlung unterwirft. Hierdurch wird jedoch das oberflächliche Aussehen des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials beeinträchtigt, z.B. wird der Hintergrund des Aufzeichnungsmaterials gefärbt oder die Oberfläche wird unerwünscht glänzend.
Außerdem ist eine Verringerung des Gehalts an Füllstoffen und Bindemitteln nicht immer ratsam. Um z.B. den Hintergrund des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials weiß zu färben und zu verhindern, daß Materialien, die an dem Thermostift oder -kopf haften, während des Aufzeichnungsverfahrens aus der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht austreten, werden der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, Ton und Harnstoff-Formaldehydharze, in Form von kleinen Teilchen sowie wasserlösliche Bindemittel zum Binden der Farbbildungskomponenten und anderer Additive sowie zu deren Fixierung an den Schichtträger zugesetzt. Wenn der Gehalt derartiger Füllstoffe und Bindemittel verringert wird, lassen sich selbstverständlich die genannten Wirkungen nicht erreichen. Die Verringerung des Gehalts an Füllstoffen und Bindemitteln in
-M
der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ist deshalb in der Praxis nicht dazu geeignet, die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit zu erhöhen.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial mit hoher dynamischer thermischer Farbbildungsempfindlichkeit bereitzustellen, das scharfe Bilder mit hoher Bilddichte bei niedrigem Energieverbrauch ergibt und gute Thermokopfeignung besitzt, d.h. keine Materialien entwickelt, die während der Aufzeichnung aus der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht austreten und an dem Thermostift oder -kopf haften, wodurch der Thermostift oder -kopf an den Aufzeichnungsmaterial kleben bleibt.
Gegenstand der Erfindung ist ein wärmeempfindliches Auf-Zeichnungsmaterial mit einem Schichtträger, einer auf dem Schichtträger ausgebildeten Grundschicht, die einen Füllstoff und ein Bindemittel enthält, einer auf der Grundschicht ausgebildeten wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht, die einen farblosen oder leicht gefärbten Leukofarbstoff und ein saures Material enthält, das den Leukofarbstoff bei Wärmeeinwirkung färbt, und einer auf der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ausgebildeten Schutzschicht, die ein wasserlösliches polymeres Bindemittel und einen Füllstoff enthält.
Bei herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien wird eine wärmeempfindliche Farbbildungsschicht mit einer Auftragmenge von etwa 3 bis 10 g/m2 auf einem Bogen Qualitätspapier mit einem Gewicht von 30 bis 60 g/m2 ausgebildet. Die Oberfläche des Qualitätspapier weist Wellungen von etwa 1 bis 10 μΐη auf. Da die wasserlösliche Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungs-
schicht das Papier leicht durchdringt, ist es sehr schwierig, die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht derart auszubilden, daß der Thermokopf stets in gleichmäßigem Kontakt mit ihrer Oberfläche ist. Die Wärmeübertragung von dem Thermokopf auf die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht in deren Dickenrichtunq läßt sich deshalb nicht gleichmäßig und wirksam bewerkstelligen.
Erfindungsgemäß wird eine Grundschicht, die einen Füllstoff und ein Bindemittel als Hauptkomponenten enthält, auf einem herkömmlichen Qualitätspapier ausgebildet. Diese Grunds-chicht wird derart aufgetragen, daß die Wellungen des Papiers vollständig bedeckt sind, so daß eine glatte Grundlage für die darauf aufzubringende wärmeempfindliche Farbbildungsschicht entsteht. Die Grundschicht dient auch dazu, das Eindringen der Komponenten der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht in den Schichtträger zu verhindern.
Erfindungsgemäß kann aufgrund der Verwendung einer Grundschicht die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht in vorbestimmter gleichmäßiger Dicke und ohne Änderung der ursprünglichen Formulierung ihrer Komponenten während des Auftragens ausgebildet werden, da praktisch keine Komponenten der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht in das Trägerpapier eindringen. Die Wärmeempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht kann daher bei ihrem ursprünglichen hohen Wert gehalten werden.
Erfindungsgemäß beträgt die Füllstoffmenge in der auf das Qualitätspapier aufgebrachten Grundschicht vorzugsweise 2,0 bis 30 g/m2, wobei die mittlere Teilchengröße des Füllstoffs nicht mehr als 5 p.m und die Bindemittelmenge in
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der Grundschicht vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Grundschicht betragen. Beträgt die Füllstoffmenge in der Grundschicht weniger als 2,0 g/m2, lassen sich die Wellungen des Trägerpapiers nicht ausreichend nivellieren, während bei einer Füllstoffmenge in der Grundschicht von.mehr als 30 g/m2 die Grundschicht dazu neigt, sich von dem Schichtträger abzuschälen.
Die Bindemittelmenge in der Grundschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent. Bei einer Bindemittelmenge von weniger als 10 Gewichtsprozent bewirkt das Bindemittel keine ausreichende Bindung des Füllstoffs und die Komponenten der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht dringen während des Auftragens dieser Schicht in die Grundschicht ein. Beträgt die Bindemittelmenge andererseits mehr als 50 Gewichtsprozent, so nimmt der Einfluß der Grundschicht auf die Erhöhung der thermischen Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ab, vermutlich deshalb, weil bei einem Bindemittelgehalt von mehr als 50 Gewichtsprozent die Grundschicht zu stark und abstoßend für alle anderen Bindemittel wird, einschließlich jener, die in die Grundschicht aus der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht eintreten. Vom Aufbau her gesehen nimmt daher die thermische Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht zu, wenn die Grundschicht einen Teil des in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht enthaltenen Bindemittels in relativen Mengen zu den Farbbildungskomponenten (Leukofarbstoff und saures Material) aufnehmen kann. Stößt jedoch die Grundschicht das in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht enthaltene Bindemittel ab, so bleibt dieses in der Farbbildungsschicht und verdünnt die Farbbildungskomponenten.
Erfindungsgemäß können anorganische und organische Füllstoffe verwendet werden, wie sie herkömmlich zur Papierherstellung oder zur Beschichtung von Papieren eingesetzt werden, z.B. Calciumcarbonat, Ton, Talk, Siliciumdioxid, Polystyrolharze und Harnstoff-Pormaldehydharze in Form von kleinen Teilchen.
Als Bindemittel für die Grundschicht eignen sich z.B. wasserlösliche Polymere, wie Polyvinylalkohol, Celluloseether, Stärke, Ammoniumpolycarboxylate und Alkalisalze von Isobuten-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren, sowie wäßrige Emulsionen von Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylsäureestern und Vinylacetat. Unter diesen Bindemitteln sind jene bevorzugt, die nach dem Trocknen wasserbeständig werden, z.B. Ammoniumpolycarboxylate und alkalische Salze von Isobuten-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren.
Erfindungsgemäß ist die auf die Grundschicht aufgebrachte wärmeempfindliche Farbbildunasschicht hinsichtlich der dynamischen thermischen Farbbildungsempfindlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Aufzeichnungsmaterialien wesentlich verbessert. Die erfindungsgemäße wärmeempfindliche Farbbildungsschicht enthält einen Leukofarbstoff, ein saures Material und ein Bindemittel sowie gegebenenfalls ein wärmeschmelzbares Material und einen Füllstoff.
Vorzugsweise beträgt die Füllstoffmenge die nicht mehr als dreifache Gewichtsmenge des Leukofarbstoffs und die Bindemittelmenge 3 bis 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht. Der Füllstoff ist keine unbedingt notwendige Komponente der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht. Bei seiner Verwendung wird jedoch die Farbbildung in dieser Schicht nicht
Ά-
beeinträchtigt, wenn die Füllstoffmenge die nicht mehr als dreifache Gewichtsmenge des Leukofarbstoffs in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ausmacht.
Bei einer Bindemittelmenge von weniger als 3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ist der Bindeeffekt des Bindemittels für diese wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht ungenügend, während bei einer Bindemittelmenge von mehr als 10 Gewichtsprozent die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht abnimmt.
Im Gegensatz zur vorliegenden Erfindung enthalten herkömmliche wärmeerapfindliche Aufzeichnungsmaterialien mit einem Schichtträger und einer darauf aufgebrachten wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht 15 bis 30 Gewichtsprozent Bindemittel in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht.
Die Menge des sauren Materials, das bei Wärmeeinwirkung den Leukofarbstoff färbt, beträgt vorzugsweise die 2- bis 6-fache Gewichtsmenge des Leukofarbstoffs.
Als farblose oder leicht gefärbte Leukofarbstoffe in der Farbbildungsschicht werden vorzugsweise Triphenylmethan-, Fluoran-, Phenothiazin-, Auramin- und Spiropyran-Leukoverbindungen verwendet. Spezielle Beispiele für derartige Leukoverbindungen sind:
(1) Triphenylmethan-Leukoverbindungen der allgemeinen Formel
in der R , R und R Wasserstoff, Hydroxy, Halogen, Alkyl, Nitro, Amino, Dialkylamino, Monoalkylamino oder Aryl bedeuten.
Spezielle Beispiele für diese Verbindungen sind:
3,3-Bis-(p-diethylaminophenyl)-phthalid, 3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)—6-dimethylaminophthalid (Kristallviolettlacton), 3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)-6-diethylaminophthalid, 3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)-6-chlorphthalid und 3,3-Bis-(p-dibutylaminophenyl)-phthalid.
(23 Fluoran-Leukoverbindungen der allgemeinen Formel
Rz
in der R , R und R Wasserstoff, Hydroxy, Halogen, Alkyl, Nitro, Amino, Dialkylamino, Monoalkylamino oder Aryl bedeuten.
Spezielle Beispiele für diese Verbindungen sind:
S-Cyclohexylamino-ö-chlorfluoran, 3-(N,N-Diethylamino)-S-methyl-7-(N,N-dibenzylamino)-fluoran, 3-Dimethylainino-5 ,7-dimethylf luoran, 3-Diethylamino-7-methylfluoran und 3-Diethylamino-7,8-benzofluoran.
(3) Andere Fluoran-Leukoverbindungen, wie 3-Diethylamino-6-methyl-7-chlorfluoran, 3-Pyrrolidino-6-methyl-7-anilinofluoran, 2-(N-3-Trifluormethylphenyl)-amino-6-diethylaminofluoran
2-[3,6-Bis-(diethylamino)-9-(o-chloranilino)-xanthylbenzoesäurelactam].
(4) Lactone der allgemeinen Formel
(X") η
in der R1 und R2 Wasserstoff, Nieder-alkyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aralkyl, substituiertes oder unsubstitiuertes Phenyl, Cyanoethyl oder ß-Halogenethyl bedeuten oder R1 und R zusammen 4 CH2 Y^, i CH2 Y^ oder i CH Y O i CH f sind, R3 und R4 Wasserstoff, Nieder-
3 4 alkyl, Amino oder Phenyl bedeuten und entweder R oder R
12 3
Wasserstoff ist, X , X und X Wasserstoff, Nieder-alkyl, Nieder-alkoxy, Halogen, Halogenmethyl, Nitro oder substi-
tuiertes oder unsubstituiertes Amino darstellt, X Wasserstoff, Halogen, Nieder-alkyl oder Nieder-alkoxy ist und η eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist.
Spezielle Beispiele für diese Verbindungen sind.
3-(2'-Hydroxy-4'-dimethylaminophenyl)-3-(2'-methoxy-5'-chlorphenyl)-phthalid,
3-(21-Hydroxy-4'-dimethylaminophenyl)-3-(2'-methoxy-5'-nitrophenyl)-phthalid,
3-(2'-Hydroxy-4'-diethylaminophenyl)-3-(2'-methoxy-5'-methylphenyl)-phthalid und
3-(2'-Methoxy-4'-dimethylaminophenyl)-3 -(2'-hydroxy-4'-chlor-5'-methylphenyl)-phthalid.
In den vorstehenden Formeln enthalten die niederen Alkyl- und Alkoxyreste 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoff atome.
Als saure Materialien zum Färben der Leukofarbstoffe bei Wärmeeinwirkung eignen sich phenolische saure Materialien, organische Säuren und mehrwertige Metallsalze von organischen Carbonsäuren.
Spezielle Beispiele für diese sauren Materialien sind: a-Naphthol, ß-Naphthol, 4-tert.-Butylphenol, 4-Phenylphenol, 2,2'-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan, 2,2'-Bis-(phydroxyphenyl)-butan, 4,4'-Cyclohexylidendiphenol, 4,4'-Isopropyliden-bis-(2-tert.-butylphenol), Benzoesäure, Salicylsäure, 3,5-Di-tert.-butylzinksalicylat, 3,5-Di-tert. butylzinnsalicylat, p-Hydroxybenzoesäurepropylester und p-Hydroxybenzoesäurebenzylester.
-yi-
s Das wärmeschmelzbare Material wird der wMrmeempfindlichen Farbbildungsschicht gegebenenfalls zugesetzt, um die Schmelzpunkte der Farbbildungskompoenten: Leukofarbstoff und saures Material auf einen Bereich von 70 bis 12O0C zu senken.
Im Falle der Verwendung von 3-Diethylamino-o-chloranilinofluoran als Leukofarbstoff und p-Hydroxybenzoesäurebenzylester {F, 1090C) als saures Material ergibt die Schmelzpunktsmessung mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter (im folgenden: DSC) einen Schmelzpunkt des Gemisches von 84 bis 950C. Für dieses wärmeempfindliche Farbbildungssystem sind keine wärmeschmelzbaren Materialien notwendig. Wird dagegen p-Hydroxybenzoesäurebenzylester in diesem Farbbildungssystem durch Bisphenol A ersetzt, so beträgt der mit DSC gemessene Schmelzpunkt des Gemisches der Farbbildungskomponenten 130 bis 155°C. In diesem Fall ist es notwendig, den Schmelzpunkt der Farbbildungskomponenten auf etwa 70 bis 800C zu senken, z.B. durch Zusatz von Stearamid. Andernfalls kann die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht nicht ausreichend erhöht werden.
Als derartige wärmeschmelzbare Materialien können erfindungsgemäß höhere Fettsäureamide und deren Derivate, Metallsalze von höheren Fettsäuren, pflanzliche und tierische Wachse sowie Erdölwachse, wie Polyethylen, Paraffin und mikrokristalline Wachse, verwendet werden.
Wie oben erwähnt, ist die Grundschicht auf dem Schichtträger dazu vorgesehen, die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindiichen Farbbildungs-
schicht zu erhöhen. Dies allein verbessert jedoch noch nicht die Thermokopfeignung der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht. Um die Mangel herkömmlicher wärmeempfindlicher Farbbildungsschichten in dieser Hinsicht zu beheben, wird erfindungsgemäß auf der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht eine Schutzschicht vorgesehen, die als Hauptkomponente ein wasserlösliches polymeres Bindemittel enthält.
Als wasserlösliche polymere Bindemittel eignen sich z.B. Polyvinylalkohol, Celluloseether, Stärke, Ammoniumpolycarboxylate und Alkalisalze von Isobuten-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren.
Als Füllstoffe können anorganische und organische Füllstoffe verwendet werden, wie sie üblicherweise zur Herstellung oder zur Beschichtung von Papier verwendet werden, z.B. Calciumcarbonat, Ton, Talk, Siliciumdioxid, Polystyrolharze und Harnstoff-Formaldehydharze in Form von kleinen Teilchen.
Die Menge des wasserlöslichen polymeren Bindemittels beträgt vorzugsweise 30 bis 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Schutzschicht und die Auftragmenge der Schutzschicht beträgt vorzugsweise 1 bis 6 g/m2. Bei einer Bindemittelmenge von weniger als 30 Gewichtsprozent wird die Bindewirkung zwischen der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht und der Schutzschicht geschwächt und die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht beeinträchtigt. Andererseits kann bei Bindemittelmengen von mehr als 9 0 Gewichtsprozent der Thermostift oder -kopf an dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial kleben bleiben.
- Ii
Zur weiteren Erhöhung der dynamischen thermischen Farbbildungsempfindlichkeit der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht u:id zur weiteren Verbesserung der Thermokopfeignung können der Schutzschicht wärmeschmelzbare Materialien, z.B. höhere Fettsäureamide oder deren Derivate, Metallsalze von höheren Fettsäuren, tierische oder pflanzliche Wachse sowie Erdölwachse, wie Polyethylen, Paraffin oder mikrokristalline Wachse, in einer Menge von nicht mehr als 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Schutzschicht einverleibt werden. Ferner können gegebenenfalls wäßrige Emulsionen von Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylsäureestern und Vinylacetat zusammen mit den wasserlöslichen polymeren Bindemitteln eingesetzt werden.
Durch die erfindungsgemäße Kombination von Grundschicht, wärmeempfindlicher Farbbildungsschicht und Schutzschicht lassen sich die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit und die Thermokopfeignung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials gegenüber herkömmlichen wärmeempfindlichen Auf zeichnüngsma.terialien wesentlich verbessern.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial kann z.B. folgendermaßen hergestellt werden.
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschicht wird durch Vermischen oder Dispergieren eines Füllstoffs und einer Dispersion oder Emulsion eines Bindemittels hergestellt. Für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht werden zwei Flüssigkeiten getrennt voneinander hergestellt, eine für den Leukofarbstoff und die andere für das saure Material. Jede dieser Beschichtungsflüssigkeiten wird mit einer wäßrigen Lösung eines wasserlöslichen Polymers, wie
--2T-
Λ1 -
Polyvinylalkohol, Hydroxyethylcellulose, Alkalisalzen von Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren oder Stärke, versetzt. Jedes Gemisch wird in einer Mahlvorrichtung, z.B. einer Kugelmühle, Sandmühle oder einem Dispergator, gemahlen, bis die dispergierten Teilchen eine Größe von 1 bis 3 um haben. Gegebenenfalls versetzt man jede Beschichtungsflüssigkeit für die Farbbildungsschicht mit einem Füllstoff, einer Dispersion eines wärmeschmelzbaren Materials oder einem Antischaummittel. Die beiden Flüssigkeiten werden dann zu einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliehe Farbbildungsschicht vermischt.
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Schutzschicht wird hergestellt durch Vermischen oder Dispergieren eines Füllstoffs, eines wärmeschmelzbaren Materials und eines wasserlöslichen polymeren Bindemittels.
Alle Beschichtungsflüssigkeiten werden nacheinander auf ein Blatt eines herkömmlichen Qualitätspapieres aufgetragen, um ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial herzustellen.
Die spezifische dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials kann im Vergleich zu der eines herkömmlichen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, das aus einem Schichtträger und einer wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht besteht, folgendermaßen bestimmt werden:
Die thermographische Aufzeichnung erfolgt mit· dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung eines Thermokopfes für ein Facsimilegerät, der einen wärmeabgebenden Heizwiderstand von etwa 300 Ohm aufweist. Die Haupt-
Scanning-AufZeichnungsgeschwindigkeit beträgt 20 ras/Linie, die Scanning-Liniendichte 8 Punkte χ 3,85 Punkte/mm, der Plattendruck 1,4 kg, die Kopfspannung 13 Volt und die Spannungs-Anlegezeit 1,88 msec.
Die mit einem Macbeth-Densitometer RD-514 mit einem Wratten-106-Filter gemessene Bilddichte beträgt mehr als 1,20. Im Gegensatz dazu wird mit dem herkömmlichen Aufzeichnungsmaterial unter denselben Bedingungen eine Bilddichte von 1,1 oder weniger erzielt. Im Falle des herkömm- liehen Aufzeichnungsmaterials bleibt dieses während der Aufzeichnung an dem Thermokopf haften. Demgegenüber entstehen bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial während des Druckvorgangs keine Materialien, die an dem Thermokopf haften könnten und das Aufzeichnungsmaterial bleibt dementsprechend nicht an dem Thermokopf kleben«
Erfindungsgemäß kann darüber hinaus auf der Rückseite des Schichtträgers, d.h. gegenüber der Schutzschicht, eine Rückschicht vorgesehen werden, die als Hauptkomponente ein wasserlösliches polymeres Bindemittel oder ein wäßriges Emulsionsbindemittel enthält, um eine Wellung des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zu verhindern und seine Lösungsmittelbeständigkeit zu erhöhen.
Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist.
-2t-
5 Beispieli
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschicht wird durch Vermischen der folgenden Komponenten in einem Rührer hergestellt:
Teile 40 % Calciumcarbonatdispersion 52,5
20 % wäßrige Stärkelösung 17,5
Styrol-Butadien-Latex (48 %) 7,3
Wasser 22,7
Zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht werden Flüssigkeiten A und B durch Mahlen der folgenden Komponenten in einer Kugelmühle hergestellt, bis die Teilchen jeder Flüssigkeit eine Größe von etwa 1 ,5 [im haben:
Flüssigkeit A Teile
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-6-methyl-7-anilinofluoran
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung
Wasser
Flüssigkeit B
p-Hydroxybenzoesäurebenzylester Calciumcarbonat
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung Wasser
1 Teil der Flüssigkeit A und 4 Teile der Flüssigkeit B werden zu einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärme-
empfindliche Farbbildungsschicht vermischt.
20 ,0 ,0
16 ,0 ,0
64 ,0 ,0
Teile »0
10
10
16
54
-2S -
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Schutzschicht wird durch Dispergieren der folgenden Kompoenten in einer Sandmühle hergestellt:
Calciumcarbonat
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung
Zinkstearat
Wasser
Teile 2,5
65,0 1,0
31,5
Die Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschicht und die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht werden nacheinander mit einer Luftbürste auf ein Blatt Qualitätspapier (50 g/m2) aufgetragen, worauf man mit einem Vierwalzen-Umkehrbeschichter eine Schutzschicht aufbringt.
Die Menge der einzelnen Komponenten jeder Schicht nach dem Trocknen ist in Tabelle I genannt.
Tabelle I
bildungs-
schicht		 Komponenten g/m2
-Grund
schicht		 Calciumcarbonat
Stärke
Styrol-Butadien-Latex		 3,0
0,5
0,5
——— ,—
wärmeempfind
liehe Farb-		 3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-
6-methyl-7-anilinofluoran
p-Hydroxybenzoesäurebenzylester
Polyvinylalkohol
Calciumcarbonat		 0,5
0,2
0,2
1,0
Schutz-
schicht		 Calciumcarbonat
Polyvinylalkohol
Zinkstearat		 0,5
1,3
0,2
- ,25" -
-Of»
Das erhaltene wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial wird dann superkalandriert, so daß sein Glanz nach dem japanischen Industriestandard P8142 10 bis 13 % beträgt.
Anschließend werden die dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und die Thermokopfeignung des Aufzeichnungsmaterials unter Verwendung eines Thermokopfes, der 8 Punkte/mm liefert und einen Heizwiderstand von etwa 300 Ohm/Punkt aufweist, in einem G-III-Facsimile Gerät unter den folgenden beiden Testbedingungen bestimmt:
(1) Haupt-Scanning-Aufzeichnungsgeschwindigkeit: 20 ms/Linie Subscanning: 3,85 1/mm
Plattendruck; 1,4 kg
Thermokopfspannung; 13V
Thermokopf-Einschaltzeit: 1,88 msec
(2) Haupt-Scanning-AufZeichnungsgeschwindigkeit: 20 ms/Lini< Subscanning: 3,85 1/mm
Plattendruck: 1,4 kg
Thermokopf spannung; 13 V
Thermokopf-Einschaltzeit: 2,19 msec
Das Ausmaß des Klebens des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials an dem Thermokopf wird während der Aufzeichnung unter Verwendung eines festen Originals und Anwendung der Testbedingungen (2) mit einer Thermokopf-Einschaltzeit von 2,19 msec bestimmt. Die Entwicklung von Materialien, die an dem Thermokopf während der Aufzeichnung haften bleiben, wird unter den Testbedingungen (2) unter Verwendung eines karierten Originals (Verhältnis der weißen zur schwarzen Fläche 50 : 50) bestimmt. Es werden folgende Ergebnisse erzielt:
-21-
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichheit
1,35 in 1,88 ms
1,39 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an dem Thermokopf O
b. Erzeugung klebriger Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeich-
15 nung O
O: praktisch nicht
20 Beispiel2
Beschichtungsflüssigkeiten für die Grundschicht, die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht und die Schutzschicht werden entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Die Flüssigkei-25 ten werden dann gemäß Beispiel 1 auf ein Blatt Qualitätspapier (50 g/m2) aufgetragen, jedoch werden die in Tabelle II genannten Mengen der einzelnen Komponenten angewandt.
Tabelle II
Komponenten
ι -ρ
£■6
CO
Calciumcarbonat
Stärke
Styrol-Butadien-Latex
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-6-methyl-7-anilinofluoran
p-Hydroxybenzoesäurebenzylester
Polyvinylalkohol
Calciumcarbonat
Calciumcarbonat
Polyvinylalkohol
Zinkstearat
g/m2
3,0 0,5 0,5
0,5 2,0 0,2 1,0
1,0 2,6 0,4
In diesem Beispiel wird im Vergleich zu Beispiel 1 nur die Auftragmenge der Schutzschicht verdoppelt.
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und anschließend gemäß Beispiel 1 für die thermographische Aufzeichnung eingesetzt, um die dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und die Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erzielt.
- 26- -
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,27 in 1,88 ms
1,35 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokop'f
b. Erzeugung klebriger Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während
der Aufzeichnung (6)
(δ) : Nicht 0: fast nicht
Vergleichsbeispiel 1-1
In Beispiel 1 wird nur die Grundschicht durch eine Schicht ersetzt, in der die Menge jeder Komponente gegenüber Beispiel 1 (Tabelle I) nach dem Trocknen halbiert ist.
Calciumcarbonat 1,5 g/m2
Stärke 0,25 g/m2
Styrol-Butadien-Latex 0,25 g/m2
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert, worauf man es gemäß Beispiel 1 für die thermographische Aufzeichnung einsetzt, um die dynamische Farbhildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1 ,1o in 1,88 ms
1,30 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf O
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung O
O : fast nicht
Vergleichsbeispiel 1-2
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird die Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschich
genden Komponenten hergestellt:
flüssigkeit für die Grundschicht durch Vermischen der fol-
Teile
40 % wäßrige Calciumcarbonatdispersin 70,5
20 % wäßrige Stärkelösung 4,5
Styrol-Butadien-Latex (48 %) 1,9
Wasser 23,1
Die Beschichtungsflüssigkeiten für die Gründschicht, die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht und die Schutzschicht
werden nacheinander gemäß Beispiel 1 auf ein Blatt Qualitätspapier (50 g/ma) aufgetragen, jedoch werden folgende Mengen der Komponenten in der Grundschichtflüssigkeit angewandt: Calciumcarbonat 4,7 g/m2
Stärke 0,15 g/m2
Styrol-Butadien-Latex 0,15 g/m2
In diesem Vergleichsbeitapicl beträgt die Bindemittelmenge weniger als TO Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Grundschicht.
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erzielt:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,10 in 1,88 ms
1,30 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an Δ dem Thermokopf
b. Erzeugung von klebrigen Materialien
aus dem Aufzeichnungsmaterial während A der Aufzeichnung
Δ : zu beobachten, jedoch gering
Vergleichsbeispiel 1-3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird die Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschicht durch Vermischen der fol genden Komponenten hergestellt:
Teile
40 % wäßrige Calciumcarbonatdispersin 27,7 20 % wäßrige Stärkelösung 35,0
Styrol-Butadien-Latex (48 %) 14,6
Wasser 22,7
-oz -
Die Beschichtungsflüssigkeiten für die Grundschicht, die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht und die Schutzschicht werden nacheinander gemäß Beispiel 1 auf ein Blatt Qualitäts papier (50 g/m2) aufgetragen, jedoch werden folgende Mengen der Komponenten in der Grundschichtflüssigkeit angewandt: Calciumcarbonat 1,5 g/m2
Stärke 1,0 g/m2
Styrol-Butadien-Latex . 1,0 g/m2
In diesem Vergleichsbeispiel beträgt die Füllstoffmenge weniger als 2,0 g/m2 und die Bindemittelmenge mehr als 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Grundschicht.
Das erhaltene wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,12 in 1,88 ms
1,32 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung
0 : fast nicht
Vergleichsbeispiel 2-1
Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch verwendet man keine Grundschicht.
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,05 in 1,88 ms
1,28 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an dem Thermokopf 0
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung ®
® : nicht 0 : fast nicht Vergleichsbeispiel 2-2
Zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit für die warmeempfindliche Farbbildungsschicht verwendet man eine Flüssigkeit A, wie in den Beispielen 1 und 2 sowie eine Flüssigkeit C, die durch Mahlen der folgenden Komponenten in einer Kugelmühle bis auf eine Teilchengröße von etwa 1,5 μΐη hergestellt wird:
3k-
Flüssigkeit A Teile
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-
6-methyl-7-anilinofluoran		 20,0
10 % wäßrige Polyvinylalkohol-
lösung		 16,0
Wasser 64,0
Flüssigkeit C Teile
p-Hydroxybenzoesäurebenzylester 10,0
Calciumcarbonat 12,5
Zinkstearat 2,5
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung 12,5
Wasser 62,5
1 Teil der Flüssigkeit A, 8 Teile der Flüssigkeit C sowie 1,5 Teile einer 20 % wäßrigen Stärkelösung werden zu einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht vermischt. Diese wird direkt mit einem Beschichter auf ein Blatt Qualitätspapier (50 g/m2) derart aufgetragen, daß die in Tabelle III genannten Mengen jeder Komponente in der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht nach dem Trocknen erhalten werden.
In diesem Vergleichsbeispiel werden weder eine Grundschicht, noch eine Schutzschicht ausgebildet.
Tabelle III
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-6-methyl-7-anilinofluoran
p-Hydroxybenzoesäurebenzylester Polyvinylalkohol Calciumoarbonat üinkstearat Stärke
0,5 2,0 0,24 2,5 0,5 0,75
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,oo in 1,88 ms
1,25 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung
0 : fast nicht
Beispiel 3
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Grundschicht wird durch Vermischen der folgenden Komponenten in einem Rührer hergestellt:
Teile
25 % Aufschlämmung von Harnstoff-Formaldehydharz-Teilchen 40,0
Styrol-Butadien-Latex (48 %) 10,4
Wasser 49,6
Zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht verwendet man die Flüssigkeit A aus Beispiel 1 sowie eine Flüssigkeit D, die durch Mahlen der folgenden Komponenten in einer Kugel mühle auf eine Teilchengröße von etwa 1 ,5 μιη hergestellt wird:
Flüssigkeit A
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-6-methyl~7-anilinofluoran 10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung Wasser
Flüssigkeit D Bisphenol A Methylolstearamid Calciumcarbonat 10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung Wasser
Teile
20,0 16,0 64,0
Teile
16,0
8,0
4,0
19,2
56,8
1 Teil der Flüssigkeit A und 5 Teile der Flüssigkeit D werden zu einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht vermischt.
Eine Beschichtungsflüssigkeit für die Schutzschicht wird hergestellt durch Dispergieren der folgenden Komponenten in einer Sandmühle:
Teile
8 ,0
60 ,0
8 ,0
1 /0
23 /0
25 % Aufschlämmung von Harnstoff-Formaldehydharz -Teilchen
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung
12,5 % wäßrige Lösung von Polyamid-Epichlorhydrin Zinkstearat Wasser
Die Beschichtungsflüssigkeiten für die Grundschicht und die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht werden nacheinander mit einer Luftbürste auf ein Blatt Qualitätspaper (50 g/m3) aufgetragen, worauf man mit einem Vierwalzen-Umkehrbeschichter eine Schutzschicht auftrage. Die Mengen
- «3-6 -
der einzelnen Komponenten jeder Schicht nach dem Trocknen sind in Tabelle IV genannt.
Tabelle IV
Komponenten g/m2
Grund
schicht		 Harnstoff-Formaldehydharζ-
Füllstoff
Styrol-Butadien-Latex		 4,0
1,5
wärmeempfindli
che Farbbil
dungsschicht		 3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-
6-methyl-7-anilinofluoran
Bisphenol A
Methylolstearamid
Calciumcarbonat
Polyvinylalkohol		 0,5
2,0
1,0
0,5
0,28
Schutz
schicht		 Harnstoff-Formaldehydharζ-
Füllstoff
Polyvinylalkohol
Polyamid-Epichlorhydrid
Zinkstearat		 0,5
1,2
0,2
0,2
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,33 in 1,88 ms
1,40 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
10 a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf O
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung O
15 0 : fast nicht
Beispiel 4
Beschichtungsflüssigkeiten für die Grundschicht, wärme-2o empfindliche Farbbildungsschicht und Schutzschicht werden gemäß Beispiel 3 hergestellt.
Die Flüssigkeiten werden gemäß Beispiel 3 auf ein Blatt Qualitätspapier (50 g/m2) aufgetragen, jedoch wendet man 25 die in Tabelle V genannten Mengen der einzelnen Komponenten in jeder Schicht an.
Tabelle V
Komponenten g/m?
Grund
schicht		 Harnstoff-Formaldehydharz-
Füllstoff
Styrol-Butadien-Latex		 4,0
1,5
Wärmeempfindli
che Farbbil
dungsschicht		 3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-
amino-G-methyl-T-anilino-
fluoran
Bisphenol A
Methylolstearamid
Calciumcarbonat
Polyvinylalkohol		 0,5
2,0
1,0
0,5
0,28
Schutz
schicht		 Harnstoff-Formaldehyd-Harz-
Füllstoff
Polyvinylalkohol
Polyamid-Epichlorhydrin
Zinkstearat		 1,0
2,4
0,4
0,4
In diesem Beispiel wird im Vergleich zu Beispiel 3 nur die Auftragmenge der Schutzschicht verdoppelt.
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit, und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,25 in 1,88 ms
1,37 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf O
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung (§)
_
(U) : nicht 0 : fast nicht
Vergleichsbeispiel 3
Beispiel 3 wird wiederholt, jedoch verwendet man keine Schutz schicht.
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermo-
graphischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit
1 ,40 in 1,88 ms
1 ,42 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an
dem Thermokopf X
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung XX
X : viel XX : sehr viel
In diesem Vergleichsbeispiel ist die dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit recht hoch, jedoch ist die Thermokopfeignung für die praktische Anwendung zu schlecht.
Vergleichsbeispiel 4
Zur Herstellung einer Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht verwendet man eine Flüssigkeit A gemäß Beispiel 1 sowie eine Flüssigkeit E, die durch Mahlen der folgenden Komponenten in einer Kugel mühle auf eine Teilchengröße von etwa 1,5 μπι hergestellt wird:
Flüssigkeit A Teile
3-(N-Cyclohexyl-N-methyl)-amino-6-
methyl-7-anilinofluoran 20,0
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung 16,0
Wasser 64,0.
Flüssigkeit E Teile
Bisphenol A 8,0
Methylolstearamid 8,0
Zinkstearat 2,0
Calciumcarbonat 8,0
10 % wäßrige Polyvinylalkohollösung 18,0
Wasser 56,0
1 Teil der Flüssigkeit A, 10 Teile der Flüssigkeit E und 1,5 Teile einer 20 % wäßrigen Stärkelösung werden zu einer
Beschichtungsflüssigkeit für die wärmeempfindliche Farb-35
bildungsschicht vermischt. Diese wird direkt auf einem Blatt Qualitätspapier (50 g/m2) mit einem Beschichter aufgetragen, so daß die in Tabelle VI genannten Mengen jeder Komponente der wärmeempfindlichon Farbbiüdungsschicht nach dem Trocknen erhalten werden.
In diesem Vergleichsbeispiel werden weder eine Grundschicht noch eine Schutzschicht ausgebildet.
Tabelle VI
+J
Λ
<ΰ Ό
C .i-l		 3- (N-Cyclohexyl-N-methyüJamino-
6-methyl-7-anilinofluoran		 0,5
A-I "rl
ϋ Λ
•rl ϋ 		Bisphenol A 2,0
Ό ω
c tn		 Methylolstearamid 2,0
»■Η w·
•rl β
m ρ		 Zinkstearat 0,5
ßH Calciumcarbonat 2,0
Vi) "Π Polyvinylalkohol 0,49
:π3 tö
^ Fm		 Stärke 0,75
Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird gemäß Beispiel 1 superkalandriert und hierauf gemäß Beispiel 1 zur thermographischen Aufzeichnung eingesetzt, um seine dynamische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung zu bestimmen. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit 1,05 in 1,88 ms 1,30 in 2,19 ms
Thermokopfeignung
a. Kleben des Aufzeichnungsmaterials an dem Thermokopf
b. Erzeugung von klebrigen Materialien aus dem Aufzeichnungsmaterial während der Aufzeichnung
Λ J zu beobachten, jedoch gering
5 • *
Aus der folgenden Tabelle sind die		 It * - . *
dynamische thermische		 Dynamische thermische 2,19 ms xx : sehr viel Thermokopfeignung Erzeugung
Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung der Farbbildungsempfind klebriger
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien denen der lichkeit Materialien
Vergleichsmaterialxen gegenübergestellt: 1,88 ms 1,39 Kleben O
10 1,35 ®
1,40 O
1,35 1,37 O <§>
1,27 O
1,33 O
1,25 1,30 O O
15 Λ
Beispiel 1 1,30 U.
Beispiel 2 1,10 O
Beispiel 3 1,32 O
Beispiel 4 1,10 Δ
20 1,28
Vergleichs 1,12 O
beispiel 1-1 1,25 O
Vergleichs 1,05 O
beispiel 1-2 1,42 XX
Vergleichs- 1,00 O A
25 beispiei 1-3 1,30 Δ
Vergleichs 1,40 ο : fast nicht; X
beispiel 2-1 £± : zu beobachten, jedoch gering,
Vergleichs 1,05 χ : viel; Δ
beispiel 2-2
Vergleichs
30 beispiel 3
Vergleichs
beispiel 4
(S) : nicht;
35
Aus den vorstehenden Werten ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien gegenüber den Vergleichsmaterialien wesentlich verbesserte dynamische thermische Farbbildungsempfindlichkeit und Thermokopfeignung besitzen.

Claims (16)

  1. Patentansprüche
    / 1> Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet durch einen Schichtträger, eine auf dem Schichtträger ausgebildete Grundschicht, die einen Füllstoff und ein Bindemittel enthält, eine auf der Grundschicht ausgebildete wärmeempfindliche Farbbildungsschicht, die einen farblosen oder leicht gefärbten Leukofarbstoff und ein saures Material enthält, das den Leukofarbstoff bei Wärmeeinwirkung färbt, und eine auf der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht ausgebildete Schutzschicht, die ein wasserlösliches polymeres Bindemittel und einen Füllstoff enthält,
  2. 2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Füllstoffs in der Grundschicht 2,0 bis 30 g/m2 und die Menge des Bindemittels in der Grundschicht 10. bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Grundschicht betragen.
  3. 3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindliche Farbbildungsschicht außerdem einen Füllstoff und ein Bindemittel enthält, wobei die Menge des Füllstoffs nicht mehr als die dreifache Gewichtsmenge des Leukofarbstoffs und die Menge des Bindemittels 3 bis 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der wärmeempfindlichen Farbbildungsschicht betragen.
  4. 4, Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des sauren Ma-
    terials die 2- bis 6-fache Gewichtsmenge des Leukofarbstoffs in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
    ausmacht.
  5. 5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in der
    Grundschicht und der Schutzschicht ausgewählt ist unter Calciumcarbonat, Ton, Talk, Siliciumdioxid, Polystyrol und Harnstoff-Formaldehydharzen.
  6. 6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel in der
    Grundschicht ausgewählt ist unter Polyvinylalkohol,
    Celluloseether, Stärke, Ammoniumpolycarboxylaten,
    Alkalisalzen von Isobuten-Maleinsäureanhydrid-Copoly-
    meren, wäßrigen Emulsionen von Styrol-Butadien-Latices oder Styrol-Acrylsäureestern oder Vinylacetat.
  7. 7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der farblose oder leicht
    2s gefärbte Leukofarbstoff ausgewählt ist unter Triphenylmethan-,Fluoran-, Phenothiazin-, Auramin- und Spiropyran-Leukoverbindungen.
  8. 8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das saure Material ausgewählt ist unter organischen Säuren und mehrwertigen
    Metallsalzen von organischen Carbonsäuren.
  9. 9. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche polymere Bindemittel der Schutzschicht ausgewählt ist unter Polyvinylalkohol, Celluloseether, Stärke, Ammonium-
    polycarboxylaten und Alkalisalzen von Isobuten-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren.
  10. 10. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindiiche Farbbildungsschicht außerdem ein wärmeschmelzbares Material zur Senkung des Schmelzpunkts des Leukofarbstoffs und/oder des sauren Materials enthält.
  11. 11. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des wasserlöslichen Bindemittels in der Schutzschicht 30 bis 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Schutzschicht und die Auftragmenge der Schutzschicht 1 bis 6 g/m2 betragen .
  12. 12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeschmelzbare Material ausgewählt ist unter höheren Fettsäureamiden und deren Derivaten, Metallsalzen von höheren Fettsäuren, tierisehen, pflanzlichen und Erdölwachsen.
  13. 13. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht außerdem ein wärmeschmelzbares Material in einer Menge von nicht mehr als 20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Schutzschicht enthält.
  14. 14. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeschmelzbare Material ausgewählt ist unter höheren Fettsäureamiden und deren Derivaten, Metallsalzen von höheren Fettsäuren, tierischen, pflanzlichen und Erdölwachsen.
    -
    5
  15. 15. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht außerdem eine wäßrige Emulsion von Styrol-Butadien-Latex, Styrol-Acrylsäureester oder Vinylacetat in einer Menge von nicht mehr als 20 Gewichtsprozent des Ge-
    10 samtgewichts der Schutzschicht enthält.
  16. 16. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Teilchengröße des Füllstoffs nicht mehr als 5 μΐη beträgt.
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