DE3432138C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrfarben-Wärmeübertragungs- Aufzeichnungspapier. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier unter Verwendung von wärmesublimierbaren Farbstoffen.

Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier wird in zunehmendem Maße in Wärmedruckern, wie sie beispielsweise für Telefax- Übertragungen verwendet werden, eingesetzt. Dazu wird ein Wärmetransfer-Aufzeichnungspapier, das eine wärmeschmelzbare Farbschicht enthält, so auf ein einfaches Papier überlagert, daß die Farbschichtseite des ersten Papiers in Kontakt mit dem letzteren Papier ist. Durch Wärmeeinwirkung mittels des Wärmekopfes wird die Druckfarbe aus dem Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier auf das einfache Papier übertragen.

Die Aufzeichnung mittels Wärmeübertragung für eine einzige Farbe (z. B. Schwarz) wird bereits praktisch angewendet. Die Entwicklungsarbeiten zur Aufzeichnung mit Hilfe von Wärmetransfer haben sich von der einzigen Farbe auf den Mehrfarbenbereich verlagert; Ergebnisse derartiger Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der Mehrfarben-Wärmeübertragungs- Aufzeichnungspapiere werden in verschiedenen japanischen Offenlegungs- und Patentschriften beschrieben. Zum Beispiel beschreibt die JA-OS 1 87 296/1982 ein Mehrfarben- Wärmeübertragungspapier, welches aus einem Substrat und einer Übertragungsschicht besteht, die auf der Hauptseite des Substrates ausgebildet ist, wobei die Übertragungsschicht drei Arten von Mikrokapseln enthält, die drei Grundfarben, rot, blau und gelb, übertragen können und verschiedene Schmelzpunkte aufweisen. Gemäß der Druckschrift kann jede Farbe allein durch Steuerung der Temperatur des Wärmekopfes übertragen werden.

In dem "Patents Abstracts of Japan", M-192 vom 8. 2. 1983, Bd. 7, No. 31, 57-185 196 (A), wird ein wärmeempfindliches Aufzeichnungspapier beschrieben, bei dem man zwei verschiedene Farbkapseln, die beispielsweise rot und blau sind, verwendet. Die Farbkapseln schmelzen bei unterschiedlichen Temperaturen und geben daher bei unterschiedlichen Temperaturen den in ihnen enthaltenen Farbstoff frei.

Mehrfarben-Wärmetransfer-Verfahren unter Verwendung von wärmesublimierbaren Farbstoffen sind z. B. aus der JA-OS 43 538/1978 bekannt. Gemäß dem Verfahren dieser Patentanmeldung wird ein wärmesublimierbares Farbband verwendet, welches aus einer Substratschicht und einer Transferschicht, die auf der Substratschicht ausgebildet ist, besteht, wobei die Transferschicht eine Vielzahl von wärmesublimierbaren Farbstoffen enthält, die jeweils eine verschiedene Sublimationstemperatur aufweisen; Letternausdrucke eines wärmeempfindlichen Druckers werden durch das vorstehend genannte wärmesublimierbare Farbband auf ein einfaches Papier übertragen. Bei diesem Transferverfahren ermöglicht der Unterschied in der Sublimationstemperatur der wärmesublimierbaren Farbstoffe eine mehrfarbige Aufzeichnung.

Das vorstehend genannte Übertragungsverfahren weist jedoch aufgrund der Tatsache, daß es sich den Unterschied in der Sublimationstemperatur der wärmesublimierbaren Farbstoffe zunutze macht, die folgenden Nachteile auf. Wärmesublimierbare Farbstoffe besitzen im allgemeinen hohe Sublimationstemperaturen, wodurch es schwierig ist, geeignete drei Farbstoffe von drei Grundfarben auszuwählen, wobei jeder Farbstoff eine vom anderen unterschiedliche Sublimationstemperatur besitzt. Selbst wenn derartige Farbstoffe zur Verfügung stehen, sind die jeweiligen Sublimationstemperaturen breit, und es kommt zu einer Überlappung der Sublimationstemperaturen. Um eine solche Überlappung zu vermeiden, ist es erforderlich, daß sich die Sublimationstemperaturen voneinander deutlich unterscheiden. Wenn aber die Sublimationstemperaturen voneinander sehr unterschiedlich sind, ist es schwierig, einen wärmesublimierbaren Farbstoff, der eine sehr hohe Sublimationstemperatur aufweist, mittels eines Wärmekopfes zu übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mehrfarbenübertragungs- Aufzeichnungspapier zur Verfügung zu stellen, bei dem man ein mehrfarbiges Übertragungsbild allein durch Temperaturkontrolle des Wärmekopfes ausbilden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Jede Sorte der Mikrokapseln weist eine verschiedene Wanddicke auf und enthält wärmesublimierbare Farbstoffe, z. B. gelbe, magentafarbene und cyanfarbene oder gelbe, magentafarbene, cyanfarbene und schwarze. Selbst wenn die wärmesublimierbaren Farbstoffe gleiche Sublimationstemperaturen haben, wird durch die unterschiedliche Wanddicke die Übertragung eines mehrfarbigen Bildes allein durch Temperaturkontrolle des Wärmekopfes ermöglicht.

Sofern aus irgendeinem Grund gewünscht wird, einen wärmesublimierbaren Farbstoff niedriger Sublimationstemperatur bei einer höheren Temperatur als dessen Sublimationstemperatur zu verwenden, ist dies gemäß der Erfindung möglich, indem man die Wanddicke der Mikrokapseln, die diesen Farbstoff enthalten, erhöht.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, unter Verwendung einer wäßrigen Dispersion, die mindestens zwei Arten von Mikrokapseln enthält, die gelbe, magentafarbene und cyanfarbene wärmesublimierbare Farbstoffe oder gelbe, magentafarbene, cyanfarbene und schwarze wärmesublimierbare Farbstoffe enthalten, ein Mehrfarben-Wärmetransfer- Papier zu erhalten, indem man eine einmalige Beschichtung mit dieser Dispersion vornimmt. Wenn man die wäßrige Dispersion mit Hilfe eines Verfahrens, wie Sprühtrocknung, zu einem Mikrokapselpulver umwandelt, so ist es durch Dispergieren des Pulvers in einem Lösungsmittel möglich, ein punktartiges Drucken vorzunehmen.

Gemäß der Erfindung werden mindestens zwei Arten von wärmesublimierbaren Farbstoffen, z. B. gelbe, magenta- und cyanfarbene Farbstoffe oder gelbe, magenta-, cyanfarbene und schwarze Farbstoffe unabhängig voneinander mit unterschiedlicher Mikrokapsel-Wanddicke für jeden Farbstoff mikroverkapselt und dann auf ein Substrat als Beschichtung aufgetragen, wodurch ein Mehrfarben- Wärmetransfer-Papier gebildet wird. Wenn man annimmt, daß die Wanddicke der jeweiligen Mikrokapseln, welche gelbe, magenta- und cyanfarbene Farbstoffe enthalten, in der genannten Reihenfolge zunimmt und daß diese Farbstoffe eine im wesentlichen gleiche Sublimationstemperatur besitzen, und wenn es beabsichtigt ist, ein mehrfarbiges Originalbild mit Hilfe des vorstehend hergestellten Transferpapiers zu übertragen, so wird zunächst ein Aufzeichnungssignal für gelb, das dem gelben Anteil des Originalbildes entspricht, an den Wärmekopf weitergegeben, um diesen Kopf aufzuheizen und auf eine Temperatur zu bringen, die der Filmdicke der den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln des Transfer-Aufzeichnungspapiers entspricht und die Übertragung des gelben Farbstoffes ermöglicht, wodurch der gelbe Farbstoff in einfacher Weise durch den Mikrokapselfilm auf ein Papier übertragen wird, auf welchem das Übertragungsbild ausgebildet wird. In gleicher Weise können magenta- und cyanfarbene Farbstoffe unabhängig voneinander übertragen werden, indem man höhere Temperaturen für den Wärmekopf anwendet, die den Filmdicken der magentahaltigen und cyanhaltigen Mikrokapseln entsprechen und den Transfer dieser Farbstoffe ermöglichen.

Im folgenden werden die Materialien, die das Mehrfarben- Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier gemäß der Erfindung bilden, näher erläutert.

Als wärmesublimierbare Farbstoffe sind z. B. zu nennen, ausgedrückt als Farbindexnummer, Solvent Gelb 77, Solvent Gelb 116, Disperse Gelb 7, Disperse Gelb 54, Solvent Blau 36, Solvent Blau 83, Solvent Blau 105, Disperse Blau 99, Disperse Blau 108, Disperse Rot 1, Disperse Rot 59, Disperse Rot 60 und Disperse Violett 28.

Als Substrat ist es im Hinblick auf die Anforderungen bei der Übertragung wünschenswert, ein dünnes Substrat zu verwenden. Es kann ein Papier verwendet werden, wie z. B. Kondensatorpapier, Pergaminpapier (hochsatiniertes Pergamentersatzpapier) oder ein Kunststoff aus beispielsweise Polyester, Polyimid, Polycarbonat, jeweils mit einer Dicke von 10 bis 30 µm.

Als Material, auf welchem das Übertragungsbild gebildet wird, kann ein Papier verwendet werden, wie z. B. ein holzfreies Papier, ein Kunstpapier oder ein beschichtetes Papier. Außerdem können die vorstehend genannten Substrate verwendet werden.

Die Mikroverkapselung kann in üblicher Weise vorgenommen werden, z. B. durch ein Komplex-Koazervierungsverfahren, durch Sprühtrocknung, durch ein in situ-Verfahren oder durch Grenzflächenpolymerisation.

Die Mikrokapseln können zusammen mit einem Bindemittel auf das Substrat aufgebracht werden.

In der Praxis wendet man eine Dispersion der Mikrokapseln in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel an, mit welcher dann das Substrat in üblicher Weise beschichtet wird, z. B. mit einem Luftmesser, oder wobei man diese Suspension auf das Substrat aufdruckt.

Typische Kombinationen von Mikrokapseln sind Gelb-enthaltende Mikrokapseln, Magenta-enthaltende Mikrokapseln und Cyan-enthaltende Mikrokapseln sowie Gelb-enthaltende Mikrokapseln, Magenta-enthaltende Mikrokapseln, Cyan-enthaltende Mikrokapseln und Schwarz-enthaltende Mikrokapseln. Sofern dies erforderlich ist, können Mikrokapseln, die wärmesublimierbare Farbstoffe anderer Farben enthalten, zu diesen Kombinationen zugegeben werden.

In den Kombinationen aus mehreren Mikrokapseln, von denen jede einen unterschiedlichen wärmesublimierbaren Farbstoff enthält, können die einzelnen Mikrokapseln z. B. eine Filmdicke aufweisen, wie dies nachfolgend aufgezeigt wird.

Reihenfolge der Filmdicke von Mikrokapseln

Wenn Schwarz-enthaltende oder andere Farbstoffe enthaltende Mikrokapseln zu irgendwelchen dieser Mikrokapselkombinationen zugegeben werden, kann die Filmdicke der Mikrokapseln jeder Komponente auf der Basis der vorstehend beschriebenen Filmdicken-Reihenfolge gewählt werden.

Filmdicken dieser Mikrokapseln können gewünschtenfalls im Bereich von 75 bis 2000 10^-10 m, vorzugsweise 110 bis 1500 10^-10 m, ausgewählt werden. Wenn z. B. drei Arten von Mikrokapseln, die Gelb, Magenta und Cyan enthalten, in Kombination verwendet werden, so können diese Mikrokapseln Filmdicken von 75 bis 300 10^-10 m, 250 bis 1000 10^-10 m und 500 bis 2000 10^-10 m, vorzugsweise 110 bis 225 10^-10 m, 375 bis 750 10^-10 m und 750 bis 1500 10^-10 m jeweils aufweisen. Zum Beispiel können die den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Filmdicke von 75 bis 300 10^-10 m, den magentafarbenen Farbstoffe enthaltende Mikrokapseln eine Filmdicke von 250 bis 1000 10^-10 m und den cyanfarbenen Farbstoff enthaltende Mikrokapseln eine Filmdicke von 500 bis 2000 10^-10 m aufweisen; besonders bevorzugt ist es, wenn die den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Filmdicke von 110 bis 225 10^-10 m, die den magentafarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Filmdicke von 375 bis 750 10^-10 m und die den cyanfarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Filmdicke von 750 bis 1500 10^-10 m aufweisen.

Das Mischungsverhältnis der verschiedenen Mikrokapseln kann kontrolliert werden. Zum Beispiel werden die Mikrokapseln mit der geringsten Zugabemenge in einem Anteil von 1 Gew.-Teil eingesetzt, während die Mikrokapseln mit der größten Zugabemenge in einem Anteil von 3 bis 5 Gew.-Teilen, vorzugsweise 1,5 bis 3 Gew.-Teilen, eingesetzt werden. Wenn drei Arten von Mikrokapseln, die Gelb, Magenta und Cyan enthalten, in Kombination miteinander verwendet werden, so kann das Mischungsverhältnis dieser Mikrokapseln nach Belieben kontrolliert werden; z. B. 1 (z. B. Gelb-enthaltende Mikrokapseln): 0,6 bis 2,4 (z. B. Magenta-enthaltende Mikrokapseln): 0,75 bis 3 (z. B. Cyan-enthaltende Mikrokapseln); vorzugsweise 1 (z. B. Gelb-enthaltende Mikrokapseln): 0,9 bis 1,8 (z. B. Magenta-enthaltende Mikrokapseln): 1,1 bis 2,3 (z. B. Cyan-enthaltende Mikrokapseln).

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert. Die in den Beispielen genannten Teile beziehen sich auf Gewichtsteile.

Beispiel 1. Drei Sorten von Mikrokapseln, die jeweils wärmesublimierbare gelbe, magenta- und cyanfarbene Farbstoffe enthalten, wurden wie folgt hergestellt (a) Mikrokapseln, die einen wärmesublimierbaren gelben Farbstoff enthalten

Ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, erwärmt auf 60°C, und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden in Wasser unter Ausbildung einer wäßrigen Lösung und dem pH-Wert 4,0, die 5% des Styrol-Maleinsäureanhydrid- Copolymers und eine geringe Menge an Natriumhydroxid enthielt, gelöst. In 100 Teilen dieser Lösung wurden 50 Teile "Disperse Gelb 54" dispergiert und eine Emulsion bereitet. 3 Teile Melamin, 7,5 Teile einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 40 Teile Wasser und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden zugegeben. Das Gemisch wurde auf 60°C erwärmt. Innerhalb von 15 min wurde das Gemisch durchsichtig und ein Melamin-Formalin-Präkondensat erhalten. Dieses Präkondensat wurde zu der vorstehend bereiteten Emulsion zugegeben. Das Gemisch wurde bei 60°C (Flüssigtemperatur) 3 h lang gerührt, wobei eine Mikroverkapselung erfolgte.

(b) Mikrokapseln, welche einen wärmesublimierbaren Magenta- Farbstoff enthalten

Ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, erwärmt auf 60°C, und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden in Wasser unter Ausbildung einer wäßrigen Lösung mit dem pH-Wert 4,0, die 5% des Styrol-Maleinsäureanhydrid- Copolymers und eine geringe Menge an Natriumhydroxid enthält, gelöst. In 100 Teilen dieser Lösung wurden 50 Teile "Disperse Rot 60" dispergiert und eine Emulsion bereitet. 10 Teile Melamin, 25 Teile einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 60 Teile Wasser und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden vermischt. Das Gemisch wurde auf 60°C erwärmt. Innerhalb von 15 min wurde das Gemisch durchsichtig und ein Melamin-Formalin- Präkondensat erhalten. Dieses Präkondensat wurde zu der vorstehend hergestellten Emulsion zugegeben. Das Gemisch wurde bei 60°C (Flüssigkeitstemperatur) 3 h lang gerührt, wodurch eine Mikroverkapselung erfolgte.

(c) Mikrokapseln, welche einen wärmesublimierbaren Cyanfarbstoff enthalten

Ein Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer, erwärmt auf 60°C, und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden in Wasser unter Ausbildung einer wäßrigen Lösung mit dem pH-Wert 4,0, die 5% des Styrol-Maleinsäureanhydrid- Copolymers und eine geringe Menge an Natriumhydroxid enthielt, gelöst. In 100 Teilen dieser Lösung wurden 50 Teile "Solvent Blau 105" dispergiert und eine Emulsion bereitet. 20 Teile Melamin, 50 Teile einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung, 90 Teile Wasser und eine geringe Menge an Natriumhydroxid wurden vermischt. Das Gemisch wurde auf 60°C erwärmt. Innerhalb von 15 min wurde das Gemisch durchsichtig und ein Melamin-Formalin- Präkondensat erhalten. Dieses Präkondensat wurde zu der vorstehend hergestellten Emulsion zugegeben. Das Gemisch wurde bei 60°C (Flüssigtemperatur) 3 h lang gerührt, wodurch Mikroverkapselung erfolgte.

Die Filmdicken dieser drei Arten von Mikrokapseln, die vorstehend unter (a), (b) und (c) hergestellt wurden, betrugen jeweils ca. 150, 500 und 1000 10^-10 m.

2. Ein Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier wurde wie folgt hergestellt

Die drei Sorten an Mikrokapseln, die wärmesublimierbare gelbe, magenta- und cyanfarbene Farbstoffe enthielten, und wie vorstehend unter 1 beschrieben erhalten wurden, wurden im nachfolgend angegebenen Verhältnis gemischt und mit dem Gemisch ein Pergaminpapier von 26 g/m² mit Hilfe eines Meyerstabes derart beschichtet, daß die Beschichtungsmenge im getrockneten Zustand ca. 6 g/m² betrug.

Gelb-enthaltende Mikrokapseln30 Teile Magenta-enthaltende Mikrokapseln36 Teile Cyan-enthaltende Mikrokapseln45 Teile Mikrokristalline Wachsemulsion15 Teile Paraffinwachsemulsion15 Teile

Die vorstehend genannten Teile stellen Teile als Feststoff dar. Dieses Gemisch wurde als wäßrige Dispersion mit 30% Gesamtfeststoff verwendet.

Die beschichtete Seite des auf diese Weise hergestellten Mehrfarben-Wärmetransfer-Aufzeichnungspapiers wurde mit einem einfachen Papier überlagert. Daraufhin wurde das Wärmetransfer-Aufzeichnungspapier mit einem Faksimiletester bedruckt, indem dem Wärmekopf des Faksimiletesters elektronische Energien zugeführt wurden, die jeweils der Sublimationstemperatur des gelben, des magenta- oder cyanfarbenen Farbstoffs und der Filmdicke der Mikrokapseln, die diese drei Farbstoffe enthielten, entsprachen. Auf diese Weise wurde ein klares mehrfarbiges wärmetransferiertes Bild erhalten, das einzelne Farben und Mischfarben auf einem einfachen Papier aufwies.

Claims (9)

1. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier aus einem Träger mit einer Beschichtung aus einem Gemisch aus mindestens zwei Sorten unterschiedliche Farbstoffe enthaltenden Mikrokapseln, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sorte der Mikrokapseln eine verschiedene Wanddicke aufweist und die in den Mikrokapseln enthaltenen Farbstoffe wärmesublimierbar sind, wobei die Mikrokapseln beim Erhitzen in der Lage sind, die wärmesublimierbaren Farbstoffe in Abhängigkeit von der Erhitzungstemperatur und der Wanddicke hindurchzulassen.

2. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmesublimierbaren Farbstoffe, die jeweils in einer speziellen Sorte von Mikrokapseln enthalten sind, gelb, magenta, cyan und schwarz sind.

3. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmesublimierbaren Farbstoffe, die jeweils in einer speziellen Sorte von Mikrokapseln enthalten sind, gelb, magenta und cyan sind.

4. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln Wanddicken von 75 bis 300 · 10^-10 m, 250 bis 1000 · 10^-10 m und 500 bis 2000 · 10^-10 m aufweisen.

5. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln Wanddicken von 110 bis 225 · 10^-10 m, 375 bis 750 · 10^-10 m und 750 bis 1500 · 10^-10 m aufweisen.

6. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 75 bis 300 · 10^-10 m, die den magentafarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 250 bis 1000 · 10^-10 m und die den cyanfarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 500 bis 2000 · 10^-10 m aufweisen.

7. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 110 bis 225 · 10^-10 m, die den magentafarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 375 bis 750 · 10^-10 m und die den cyanfarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln eine Wanddicke von 750 bis 1500 · 10^-10 m aufweisen.

8. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis für die den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln, den magentafarbenen Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln und die den Cyanfarbstoff enthaltenden Mikrokapseln 1 : 0,6 bis 2,4 : 0,75 bis 3 auf Gewichtsbasis beträgt.

9. Mehrfarben-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungspapier nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis der den gelben Farbstoff enthaltenden Mikrokapseln, der den Magentafarbstoff enthaltenden Mikrokapseln und der den Cyanfarbstoff enthaltenden Mikrokapseln 1 : 0,9 bis 1,8 : 1,1 bis 2,3 beträgt.