DE3319293C2 - Aufzeichnungsblatt für thermische Farbstoffübertragungsverfahren - Google Patents
Aufzeichnungsblatt für thermische FarbstoffübertragungsverfahrenInfo
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Abstract
Es wird ein Aufzeichnungsblatt für das thermische Farbstoffübertragungsverfahren beschrieben, mit einer einen sublimierbaren Farbstoff enthaltenden Färbungsmaterialschicht auf einem Substrat und mit einer das Farbbild aufnehmenden Beschichtungsschicht auf dem Aufzeichnungsblatt, die mit der Färbungsmaterialschicht in Berührung steht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Beschichtungsschicht des Aufzeichnungsblattes als Bindemittel ein Aminoalkydharz enthält. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsblatt hat eine hohe Aufzeichnungsbilddichte und das Übertragungssubstrat verklebt nicht mit dem Aufzeichnungsblatt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsblatt für thermische Farbstoffübertragungsverfahren, das eine das
Farbbild aufnehmende Beschichtung aufweist und mit einer einen sublimierbaren Farbstoff enthaltenden Färbungsmaterialschicht
in Berührung steht welche sich auf einem vom Aufzeichnungsblatt getrennten Substrat
befindet Der sublimierbare Farbstoff wird durch Erhitzen, z. B. mit einem Thermokopf, auf das Aufzeichnungsblatt übertragen.
Als thermisches Aufzeichnungsverfahren wurde im allgemeinen ein Verfahren angewendet bei dem ein
wärmeempfindliches Papier mit einer Aufzeichnungsschicht die unter physikalischer oder chemischer Veränderung
durch Erhitzen gefärbt werden kann, mit einem Thermokopf in Berührung gebracht wird, wodurch die
gewünschte Aufzeichnung entsteht Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, daß sich das verwendete wärmeempfindliche
Papier durch die beim Lagern und bei der Handhabung unvermeidlichen Druck- und Wärme-Einwirkungen
leicht färbt und daß die Erzeugung von mehrfarbigen Aufzeichnungen mit hoher Bildauflösung
schwierig ist Zur Überwindung der Nachteile des obigen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsverfahrens ist z. B.
in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 15446/1976 vorgeschlagen worden, ein Substrat, wie Papier, Harzfilm
usw, zu verwenden, das mit einem Färbungsmaterial, das bei Raumtemperatur fest oder halbfest ist, versehen
wird, wobei das Färbungsmittel auf dem Substrat mit dem Aufzeichnungsblatt in Berührung gebracht wird, dann
das Färbungsmaterial auf das Aufzeichnungsblatt durch Erhitzen des Thermokopfs selektiv übertragen wird,
wodurch man die Aufzeichnung erhält
Folgende Varianten dieses Verfahrens sind bekannt:
1) Naßprozeß: Dabei wird das Bindemittel in der Färbungsmaterialschicht geschmolzen und erweicht und mit
dem Färbungsmaterial auf das Aufzeichnungsblatt geklebt und übertragen.
2) Trockenprozeß: Dabei wird ein sublimierbarer Farbstoff verwendet; dieser Farbstoff in der Färbungsmaterialschicht
wird heraussublimiert und vom Aufzeichnungsblatt absorbiert
Die Färbungsmaterialschicht beim Trockenprozeß besteht im allgemeinen aus einem Material, das erhalten
wird, indem man sublimierbare Farbstoffe mit einem Sublimationstemperaturbereich von 60—3000C, d.h.
Sublimationsfarbstoffe, z. B. aus der Reihe der Nitro-, Azo- und/oder Anthrachinonfarbstoffe usw., mit dem
Bindemittel knetet. Unter Normalbedingungen erfolgt bei der Berührung mit dem Aufzeichcungsblatt keine
Übertragung. Erst durch die Sublimation des Farbstoffs beim Erhitzen auf beispielsweise 60—5000C erfolgt die
Übertragung. Bei jedem dieser Prozesse kann man im wesentlichen übliche Papiere verwenden. Im Gegensatz
zum Naßprozeß, bei dem die Färbungsmaterialschicht selbst übertragen wird, ist für den Trockenprozeß
charakteristisch, daß die Klarheit und Farbdichte des Aufzeichnungsbildes vom Absorptionsgrad oder der
Färbekraft des sublimierbaren Farbstoffs abhängig sind.
Daher kann keine gute Farbdichte erzielt werden, wenn man das allgemeine Papier verwendet, bei dem der
sublimierbare Farbstoff eine geringe Affinität zur Faser hat
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufzeichnungsblatt für thermische Farbstoffübertragungsverfahren
zu schaffen, das eine hohe Aufzeichnungsbilddichte hat und bei dem das Übertragungssubstrat
nicht mit dem Aufzeichnungsblatt verklebt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man in der Beschichtungsschicht des Aufzeichnungsblattes
ein Gemisch aus einem Aminoharz und einem Alkydharz (im folgenden Harzgemisch genannt)
einsetzt.
Das erfindungsgemäß verwendete Harzgemisch wird hergestellt, indem man ein Aminoharz und ein Alkydharz
unter Verwendung eines geeigneten Lösungsmittels wie Toluol, Xylol usw. vermischt.
Das Mischungsverhältnis (in Gewichtsteilen) von Aminoharz zu Alkydharz ist nicht besonders beschränkt,
liegt aber vorzugsweise bei 20 :80 bis 80 :20, stärker bevorzugt bei 40 :60 bis 60 :40.
Das Aminoharz wird wie folgt hergestellt: Eine aminogruppenhaltige Verbindung oder ein Gemisch derarti-
ger Verbindungen, ζ. B. Melamin, Harnstoff, Guanamin usw., wird mit Formaldehyd und n-Butanol in ein
Reaktionsgefäß gegeben, unter sauren Bedingungen bei Rückflußtemperatur umgesetzt, und dann unter Entfernung
des gebildeten Wassers durch azeotrope Destillation weiter umgesetzt Oder eine aminogruppenhaltige
Verbindung oder ein Gemisch derartiger Verbindungen, z. B. Melamin, Harnstoff, Guanamin usw, wird mit
Formaldehyd unter alkalischen Bedingungen umgesetzt (methyloliert), dann mit überschüssigem Butanol versetzt,
mit Oxalsäure angesäuert, und bei Rückflußtemperatur verethert.
Die obige Umsetzung oder Veretherung ist beendet, wenn sich die Umsetzungs- oder Verätherungslösung in
Toluol oder Petroleum löst. Nach der Umsetzung oder Veretherung wird das überschüssige Butanol durch
Destillation entfernt, bis man eine Harzlösung geeigneter Konzentration erhälL
Andererseits wird das Alkydharz im allgemeinen nach dem Fettsäureverfahren, bei dem als Ausgangsmateiial
Fettsäure, Fettsäureanhydrid, Glyzerin, Pentaerythrit usw. verwendet wird, oder nach dem Esteraustauschverfahren,
bei dem als Ausgangsmaterial Fettöl, Glyzerin, Phthalsäureanhydrid usw. verwendet wird, hergestellt.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsblatt wird hergestellt, indem man die obige Beschichtungsmasse, die aus
dem obigen Aminoalkydharz und einem Zusatz von Paratoluolsulfonsäure usw. besteht, auf ein Basisblatt, z. B.
übliches Papier (wie hochwertiges Papier), Streichpapier, Pappe, gewobenes Tuch, ungewobenes Tuch und
KuDststoffilm, mit üblichen Auftragvorrichturigen, z. B. gegenläufigen Walzen, Bar-Streichern oder Gravurwalzen-Streichern,
aufträgt, und dann im allgemeinen kurze Zeit bei z. B. 120— 150° C härteL
Die Beschichtungsmenge beträgt vorzugsweise 4—15 g/m2 auf Trockenbasis. Für die Verbesserung des
Weißgrades und der natürlichen Eigenschaften des Aufzeichnungsblattes usw. können gegebenenfalls in der das
Harzgemisch enthaltenden Beschichtung geeignete Pigmente z. B. natürliches oder gefälltes Calciumcarbonat,
Kaolin, Siliziumuioxid, Talk, Titandioxid, Aluminiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat, Zinkoxid usw.
mit verwendet werden.
Wenn auf das erfindungsgemäße Aufzeichnungsblatt, das in Berührung mit der Färbematerialschicht eines
Übertragungssubstrats steht, kurzzeitig Wärmeenergie einwirkt, erfolgt sofort der Obertritt des sublimierbaren
Farbstoffs aus der Färbematerialschicht und man erhält eine Aufzeichnung hoher Bilddichte. Weiter hat das
erfindungsgemäße Aufzeichnungsblatt den Vorteil, daß es gegenüber hoher Wärmeenergie bei schneller Aufzeichnung
beständig ist und keine Hitzeadhäsion zwischen dem Aufzeichnungsblatt und dem Übertragungssubstrat
auftritt
Anhand des nachfolgenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert Die Abkürzung »Gewt« steht für
»Gewichtsteile«.
Harzgemische, die aus Alkydharz (handelsüblich, nichtflüchtiger Bestandteile: 61%) und Melaminharz (handelsüblich,
nichfflüchtiger Bestandteil: 61 °/o) in Mischungsverhältnissen von 75 :25,50 :50 und 25 :75 hergestellt
worden waren, und Harzgemische., die aus gleichen Mengen von Alkydharz (handelsüblich, nichtflüchtiger
Bestandteile: 60%) und Harnstoff-Nrtelaminharz (handelsüblich, nichtflüchtiger Bestandteile: 563%) oder aus
gleicher. Mengen von obigem Alkydharz und Benzoguanaminharz (handelsüblich, nichtflüchtiger Bestandteile
57,8%) hergestellt worden waren, wurden zubereitet Zu 94 Gewt. (Feststoffgehalt) jeweils eines obigen Harzgemisches
wurden geeignete Mengen Toluol und dann 6 Gewt p-ToIuolsulfonsäure als Katalysator zugegeben, um
die Beschichtungsmassen Nr. 1 —5 herzustellen.
Zum Vergleich wurden die Beschichtungsmassen Nr. 6 und 7 hergestellt, die allein aus Alkydharz (nichtflüchtiger
Bestandteil: 60,2%) oder aus Melaminharz (alle Harze handelsüblich) hergestellt worden waren, und zwar in
gleicher Weise wie oben schon beschrieben.
Weiter wurden 5—30%ige wäßrige Lösungen Nr. 8—11 jeweils von Methylolmelamin für die Papierbehandlung
oxidierte Stärke, Polyvinylalkohol und Styrol-Butadien-Copolymerisatlatex (SBR-Latex) zubereitet
Die obigen Beschichtungsmassen oder Beschichtungslösungen wurden in einer Beschichtungsmenge von
3—7 g/m2 auf ein auf dem Markt erhältliches Papier der oberen Klasse aufgetragen und getrocknet, wobei die
mit den Beschichtungsmassen Nr. 1 bis 8 beschichteten Aufzeichnungsblätter nach der Beschichtung während
1 Min. bei 150° C behandelt wurden, um die Beschichtung zu härten. Als sublimierbare Dispersionsfarbstoffe
wurden Dispersblau 24, Dispersgelb 42 und Dispersrot verwendet und wie folgt zubereitet. 10 Gewt jedes oben
angegebenen Farbstoffs, 3 Gewt. Polyvinylbutyral und 45 Gewt Isopropylalkohol wurden in einer Dreiwalzenmühle
geknetet Man erhält auf diese Weise sublimierbare Blau-, Gelb- und Rotfarben für die thermische
Farbstoffübertragung.
Das Übertragungssubstrat wurde hergestellt, indem man Seidenpapier mit einem Gewicht von 30 g/m2 mit
diesen Farben mit einer Tiefdruckmaschine bedruckte. Die bedruckte Oberfläche des Übertragungssubstrats
wurde mit der beschichteten Oberfläche des obigen Aufzeichnungsblattes in Berührung gebracht, und auf die
Rückseite des Übertragungssubstrats wurde 0,2 Sekunden eine Thermoplatte von 3 cm Länge und 3 cm Breite,
die auf 350° C erhitzt worden war, gepreßt, wodurch die thermische Übertragung des Farbstoffs auf das
Aufzeichnungsblatt erfolgte.
Beim Test auf Hitzeklebebeständigkeit wurde sofort nach der Übertragung die Haftung zwischen dem
Übertragungssubstrat und dem Aufzeichnungsblatt untersucht. Die Hitzektebebeständigkeit wurde gemäß
folgendem Maßstab von A bis C bewertet, wobei A das beste Ergebnis bedeutet.
A: Kein Kleben des Übertragungssubstrats an dem Aufzeichnungsblatt
B: Leichte Abtrennbarkeit des Übertragungssubstrats von dem Aufzeichnungsblatt bei leichtem Anschlagen
an die Rückseite des Aufzeichnungsblattes mit den Fingern.
C: Keine Abtrennung des Übertragungssubstrats von dem Aufzeichnungsblatt beim Anschlagen mit den Fingern und schwierige Abtrennung des Übertragungssubstrats unter Verwendung einer Pinzette.
C: Keine Abtrennung des Übertragungssubstrats von dem Aufzeichnungsblatt beim Anschlagen mit den Fingern und schwierige Abtrennung des Übertragungssubstrats unter Verwendung einer Pinzette.
Die Reflexionsdichte der blauen, gelben oder roten Aufzeichnungsfläche, die auf das Aufzeichnungsblatt
thermisch übertragen wurde, wurde mit einem Macbeth-Dichtemesser gemessen, wobei die Blau-, Gelb- oder
Rot-Reflexionsdichte diejenige ist, die unter Verwendung von Visuell-Filter (Ratten-Filter Nr. 106), Blau-Filter
(Ratten-Filter Nr. 47) oder Grün-Filter (Ratten-Filter Nr. 58) erhalten wurde.
Prüfungsergebnisse des Beispiels
Nr.
Art des Bpschichtungsharzes
Blatt mit Aufzeichnung
Hitzeklebe- Reflexionsfailddichte
beständigkeit Blau Rot Gelb
Summe
Erfindung
1 Alkydharz 75 A •5 Melaminharz 25
2 Alkydharz 50 A Melaminharz 50
3 Alkydharz 25 A Melaminharz 75
4 Alkydharz 50 A
Harnstoff-Melaminharz 50
5 Alkydharz 50 A
Benzoguanaminharz 50
Vergleichsversuche
6 Alkydharz B
6 Alkydharz B
7 Melaminharz A
8 Methylolmelamin B
9 Oxidierte Stärke A 10 Polyvinylalkohol C
11 SBR-Latex C
12 Rohpapier (Streichpapier) A
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, haben die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsblätter Nr. 1 —5, die eine ein
Harzgemisch enthaltende Beschichtungsmasse haben, keine Hitzeverklebung zwischen dem Übertragungssub-
35 strat und dem Aufzeichnungsblatt und- eine sehr hohe Aufzeichnungsbilddichte. Im Gegensatz dazu haben die
Aufzeichnungsblätter Nr. 6—8, die in der Beschichtungsmasse allein Alkydharz, Aminoharz (Melaminharz) oder
Methylolmelamin enthalten, eine etwas stärkere Hitzeverklebung zwischen dem Übertragungssubstrat und dem
Aufzeichnungsblatt, aber eine niedrige Aufzeichnungsbilddichie. Das Aufzeichnungsbiatt Nr. 9, das in aer Beschichtung
oxydierte Stärke enthält, weist eine sehr niedrige Aufzeichnungsbilddichte auf.
40 Die Aufzeichnungsblätter Nr. 10 und 11, die in der Beschichtung Polyvinylalkohol oder SBR-Latex enthalten,
verkleben in der Hitze so stark, daß man keine Aufzeichnungsbilddichte bestimmen kann.
Das Aufzeichnungsblatt Nr. 12, das keine Beschichtung hat, ergibt nur eine sehr niedrige Aufzeichnungsbilddichte.
1.82 | 156 | 1.17 | 0.83 | 4.61 |
230 | 2.26 | 037 | 5.53 | |
1.89 | Zl 2 | 0.85 | 4.86 | |
2.04 | ZlO | 053 | 5.13 | |
ZIl | Z21 | 1.03 | 535 | |
134 | 1.41 | 0.72 | 3.47 | |
1.18 | 1.81 | 0.75 | 3.74 | |
135 | 156 | 052 | 3.83 | |
0.63 | 0.76 | 0.59 | 158 | |
(kein Absplittern) | ||||
(kein Absülittern) | ||||
1.05 | 0.6.2 | Z84 |
Claims (6)
1. Aufzeichnungsblatt für thermische Farbstoffübertragungsverfahren, das eine das Farbbild aufnehmende
Beschichtung aufweist und mit einer einen sublimierbaren Farbstoff enthaltenden Färbungsmaterialschicht
in Berührung steht weiche sich auf einem vom Aufzeichnungsblatt getrennten Substrat befindet, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beschichtung als Bindemittel ein Gemisch aus einem Aminoharz und einem
Alkydharz enthält.
2. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch durch Vermischen
eines Aminoharzes und eines Alkydharzes unter Verwendung eines Lösungsmittels erhalten worden ist
ίο 3- Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Mischungsverhältnis von Aminoharz
zu Alkydharz bei 20 :80 bis 80 :20 liegt
4. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Mischungsverhältnis von Aminoharz
zu Alkydharz bei 40 :60 bis 60 :40 liegt
5. Aufzeichr.ungsblatt nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß die Beschichtung mindestens eines
der folgenden Pigmente: natürliches Calciumcarbonat gefälltes Calciumcarbonat Kaolin, Siliziumdioxid,
Talk, Titandioxid, Aluminiumdioxid, Magnesiumcarbonat Bariumsulfat und Zinkoxid enthält
6. Aufzeichnungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Beschichtungsmenge des Aufzeichnungsblatts
im Bereich von 4—15 g/m2 liegt
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