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Wärmedrucksystem
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Die Erfindung betrifft ein Wärmedrucksystem aus einem mit sauren Substanzen
beschichteten Nehmerblatt und einem mit einer farbreaktiven Schmelzfarbe versehenen
Geberband.
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Wärmedrucksysteme, bei denen Thermofarbbänder eingesetzt werden, sind
bekannt. Die Thermofarbbänder weisen auf einem folienartigen Träger, beispielsweise
aus Papier und Kunststoff, eine Schmelz farbe, insbesondere in Form einer wachsgebundenen
Farbstoff- oder Rußschicht auf.
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Die Schmelzfarbe wird mittels eines Wärmedruckkopfes beim Druckvorgang
geschmolzen und auf z.B. ein Druckpapier übertragen. Thermische Drucker bzw. Wärmedruckköpfe,
die hierzu verwendet werden, sind zum Beispiel aus den DE-ASen 2 062 494 und 2 406
613 sowie der DE-OS 3 224 445 bekannt. Im einzelnen kann dabei zum Beispiel wie
folgt vorgegangen werden: auf dem Wärmdruckkopf des Druckers befindet sich ein aus
beheizten Punkten bestehendes und auf ein Papierblatt aufzudruckendes Symbol,
zum
Beispiel ein Buchstabe. Durch eine Feder wird der Wärmedruckkopf auf das Thermofarbband
gepreßt, daß hierdurch mit der zu beschreibenden Seite des auf der Druckwalze aufliegenden
Papierblattes in Kontakt kommt.
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Das Thermofarbband wird beim Druckvorgang in dem Bereiche des aufzudruckenden
Symbols auf maximal etwa 4000C beheizt. Das aufzudruckende Symbol wird aufgeschmolzen.
Es bleibt beim Ablösen des Thermofarbbandes auf dem Papierblatt haften. Der benutzte
Teil des Thermofarbbandes wird fortlaufend einer Spule zugeführt.
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Die oben beschriebene Technologie ist in den letzten Jahren vielfältig
weiterentwickelt worden, wobei sie auch in Telekopierern vom thermischen Aufzeichnungstyp
herangezogen wurde. Diese Technologie befindet sich bereits auf einem so hohen Stand,
daß nunmehr auch thermische Farbdrucker (Wärmefarbkopierer) und thermische Farbtelekopierer
(Wärmefaksgnilekopierer) im Einsatz sind. Es gibt bereits Farbaufzeichnungssysteme,
bei denen die Prinzipien des Farbfernsehens und der Farbfototelegraphie angewandt
werden. Die beiliegende Figur 1 zeigt in schematischer Darstellunt ein solches Farbaufzeichnungssystem.
Dabei wird ein Farboriginal 1 mittels Farbtrennfilter 21, 22 und 23 einer Farbtrennung
unterworfen. Die jeweiligen gewünschten Farbbildner werden durch fotoelektrische
Röhren 31, 32 und 33 gelesen und in ein Gelbsignal Y, ein Blaugrünsignal C und ein
Purpurrotsignal M umgewandelt. Die Signale werden von dem Sender 4 zu dem Empfänger
5 übermittelt, in dem erneut eine Signaltrennung durchgeführt wird. Die Signale
werden auf einen Wärmedrucker (Kopierer) 6 aufgegeben. Auf dem Empfängerblatt 7
wird ein Farbbild erzeugt, das dem Original weitgehend ähnelt. Dieses System bietet
den Vorteil geringer Kosten, leichter Bedienung, geringer Geräuschentwicklung und
hoher Druck- bzw. Kopiergeschwindigkeit.
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Eine Weiterbildung obigen Systems wird in der DE-OS 33 04 584 beschrieben.
Dabei handelt es sich um ein wärmeempfindliches Farbübertragungsband, bei dem auf
einer durchgehenden Unterlage eine Mehrzahl wärmeempfindlicher (nicht farbreaktiver)
Schmelzfarbschichten vorliegt. Die Schmelzfarbschichten sind Seite an Seite und
die Unterlage überquerend angeordnet und liegen in Längsrichtung der durchgehenden
Unterlage sequentiell in einer sich wiederholenden Einheit vor. Jede dieser sich
wiederholenden Einheiten hat in Längsrichtung der durchgehenden Unterlage eine Länge,
die im wesentlichen der Länge oder Breite eines Kopieblattes entspricht, wobei jede
der Schmelzfarbschichten eine transparente Farbschicht darstellt, die einen transparenten
Farbstoff (Pigment) und einen transparenten Heißschmelzkleber aufweist. Auch mit
diesem System lassen sich Farbbilder auf Kopieblättern erhalten. Es zeigt allerdings
den Nachteil, daß die Bildschärfe der Wärmedrucke verbesserungsbedürftig ist. Die
schlechte Bildschärfe tritt insbesondere bei solchen bedruckten Papieren in Erscheinung,
die eine vergleichsweise rauhe Oberfläche haben.
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Dies geht auf das Zerfließen der übertragenen noch flüssigen Phase
zurück.
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Die DE-OS 33 30 029 beschreibt ein Wärmedrucksystem der eingangs beschriebenen
Art, das den Nachteil der mangelhaften Bildschärfe mindert. Dieses bekannte Wärmedrucksystem
enthält in der Schmelz farbe einen Farbbildner bzw. einen Leukofarbstoff. Auf dem
Nehmerblatt befindet sich eine saure monomere Verbindung eines Schmelzpunktes von
nicht mehr als 2000C, insbesondere eine saure phenolische Verbindung. Es soll von
Vorteil sein, wenn der Schmelzfarbschicht und/oder der Beschichtung des Nehmerblattes
ein spezielles N-substituiertes Säureamid einverleibt ist. Beim thermischen Druckvorgang
wird die farbreaktive Schmelz farbe aufgeschmolzen und das aufgeschmolzene Symbol
auf das Nehmerpapier übertragen, wo eine Farb-
reaktion abläuft.
Aufgrund des Schmelzpunktes von nicht mehr als 2000C liegt die genannte saure monomere
Akzeptorverbindung bei der Farbreaktion in vollständia geschmolzenem Zustand vor,
was als wesentlich angesehen wird. Hierdurch soll beim Abkühlen eine perfekte Bildfixierung
möglich sein. In jüngster Zeit wurden nun an die Schriftqualität angehobene Anforderungen
gestellt.
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Daher stellte sich die Notwendigkeit ein, verbesserte Druck systeme
zu entwickeln.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Drucksystem, insbesondere
Wärmedrucksystem, vorzuschlagen, das die Schaffung eines Drucks mit optimaler Bildfixierung
und Bildschärfe ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Wärmedrucksystem der
eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das Nehmberblatt auf seiner Oberfläche
ein sauer aktiviertes Tonmineral und/oder eine saure polymere organische Substanz
aufweist.
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Das Wesen der Erfindung besteht somit nicht nur in der Wahl eines
festen Elektronenakzeptors aus der großen Zahl fester Lewis-Säuren, sondern darüber
hinaus in der engeren Wahl spezieller fester Lewis-Säuren in Form eines sauer aktivierten
Tonminerals und/oder einer sauren polymeren organischen Substanz.
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Wenn im Rahmen der Erfindung von einem "sauer aktivierten Tonmineral"
gesprochen wird, dann ist das weitestgehend zu verstehen. Es kann sich dabei um
beliebige sauer aktivierte Tonmineralien handeln, die mit einem im erfindungsgemäßen
Druck system auf dem Geberblatt eingesetzten Farbbildner unter Ausbildung einer
ausreichend dauerhaften Farbe reagieren.
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Die sauer aktivierten Tonmineralien werden dadurch erhalten, indem
sie in feinpulvriger Form mit geeigneten Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure oder
ähnlichen bekannten Mineralsäuren, in Berührung gebracht werden.
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Dabei kann es von Vorteil sein, wenn vor und/oder nach der Behandlung
mit Säure eine Kalzinierung durchgeführt wird. Die dabei herrschende Temperatur
kann zwischen 100 und 1000"C, vorzugsweise 200 und 6000C liegen. Die Kalzinierungszeit
beträgt vorzugsweise etwa 30 Min.
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bis 10 h.
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Für die Zwecke der Erfindung hat sich unter den sauer aktivierten
Tonmineralien insbesondere sauer aktivierter Bentonit als ganz besonders geeignet
erwiesen.
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Hiervon sollen nachfolgend Herstellung und physikalische Eigenschaften
beschrieben werden.
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Als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines farbentwickelnden Tonminerals
verwendet man vorzugsweise Bentonit mit einem möglichst hohen Anteil an dem feinteiligen
Tonmineral Montmorillonit. Wird der Montmorillonit mit Säure behandelt, so werden
zum einen die austauschfähigen Kationen der Zwischenschicht durch Wasserstoffionen
ersetzt. Weiterhin werden teilweise die Aluminium-, Eisen- und Magnesiumionen aus
der Oktaederschicht der Silikatlamellen von den Rändern her herausgelöst. Dabei
bleibt voluminöse Kieselsäure zurück, die über die SiO4-Tetraeder mit dem nicht
angegriffenen Montmorillonit noch verbunden ist. Dies führt zu einer Auflockerung
des Kristallgefüges und zu einer gewissen Desorientierung der Silikatlamellen. Hierdurch
wird die spezifische Oberfläche stark vergrößert und die Adsorptionsfähigkeit erhöht.
Durch elektronenoptische Aufnahmen von unbehandeltem bzw. mit Säure behandeltem
Bentonit läßt sich die morphologische Veränderung deutlich nachweisen.
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Die sauer aktivierten Bentonite stellen daher eine intramolekulare
Kombination aus amorpher Kieselsäure und Schichtsilikat ganz spezifischer Porenstruktur
dar.
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Die natürlich vorkommenden Bentonite haben einen Gehalt von 80 bis
nahezu 100% an Montmorillonit. In dem Falle, daß ein Bentonit etwa 100 % Montmorillonit
enthält,
wird regelmäßig der Begriff Montmorillonit verwendet.
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Im Rahmen der Erfindung wird es daher bevorzugt, ein solches sauer
aktiviertes Montmorillonit-Tonmaterial einzusetzen. Von Vorteil ist auch der Einsatz
von Attapulgit, der beispielsweise in Vermischung mit Montmorillonit eingesetzt
werden kann. Attapulgit ist identisch mit dem in der UdSSR vorkommenden Palygorski.
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Des weiteren sind folgende Tonmineralien in sauer aktivierter Form
für die Zwecke der Erfindung geeignet: Pyrophyllit, Talk, Minnesotait, Nontronit,
Saponit, Vermiculit, Sericit, Illit, Celadonit, Amesit, Pennin, Ripidolit, Thuringit,
Aphrosiderit, Kaolinit, Dickit, Sepiolit und dergleichen.
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Die erfindungsgemäß herangezogenen sauer aktivierten Tonmineralien
können einen mittleren burchmesser von etwa 1 bis 10 ßm haben. Bevorzugt wird der
mittlere Teilchendurchmesser von etwa 1 bis 3 ßm, insbesondere von etwa 2,5 ßm.
Die spezifische Oberfläche beträgt, gemessen nach der BET-Methode, vorzugsweise
etwa 260 bis 300 m2/g, insbesondere etwa 270 bis 290 m2/g. Bevorzugt werden des
weiteren solche Tonmineralien eines Weißgrades von etwa 75 bis 85 %, insbesondere
etwa 77 %. Dieser Weißgrad wird mit dem Elrepho-Farbmeßgerät bei einer Wellenlänge
von 457 nm gemessen.
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Der pH-Wert der sauer aktivierten Tonmineralien, insbesondere der
sauer aktivierten Bentonite, liegt normalerweise bei 3,2. Es sind aber auch "neutrale"
Modifikationen im Handel erhältlich. Diese erscheinen allerdings nur nach außen
neutral. Denn sie weisen noch saure Zentren auf, die ihnen letztlich den Charakter
einer Lewis-Säure verleihen, so daß sie im Sinne der Erfindung als sauer aktivierte
Tonmineralien" bezeichnet werden.
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Es hat sich gezeigt, daß die mit der Erfindung erzielten Effekte noch
deutlicher in Erscheinung treten, wenn die sauer aktivierten Tonmineralien in inniger
Vermischung mit Sensibilisierungsmitteln eingesetzt werden. Diese machen zweckmäßigerweise
etwa 3 bis 15 Gew.-t, vorzugsweise etwa 10 Gew.-% des sauer aktivierten Tonminerals
aus. Sensibilisierungsmittel werden in der DE-OS 23 48 042 beschrieben, wonach sich
die sensibilisierend wirkenden Zinksalieylate als besonders geeignet erwiesen haben,
wie beispielsweise Zink-3-phenyl-- (af, -dimethylbenzylsalicylat) und Zink-3-cyclohexvl-5-
( -dimethylbenzyl) -salicylat).
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Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß anstelle der oben
erörterten sauer aktivierten Tonmineralien auch saure polymere organische Substanzen,
die keinen definitiven bzw. klaren Schmelzpunkt haben, ebenfalls zur Erzielung der
angestrebten Effekte geeignet sind. Hierbei handelt es sich um Substanzen, die meist
amorph, hart bis spröde sind, keinen definierten Schmelzpunkt, sondern ein mehr
oder minder großes Schmelzintervall zeigen und die erst vom Erweichungspunkt an
allmählich in den flüssigen Zustand übergehen. Sie ähneln in vieler Hinsicht den
Gläsern. Es ist zweckmäßig, sie durch die Glasumwandlunqstemperatur zu charakterisieren.
Mit diesem Kennzeichen der für die Zwecke der Erfindung einsetzbaren sauren polymeren
organischen Substanzen setzt sich die Erfindung in strikten Gegensatz zu der Forderung,
die in der DE-OS 33 30 029 ausgesprochen wird, wonach die saure Akzeptorverbindung
einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 2000C aufweisen darf und in Form monomerer
Verbindungen, insbesondere monomerer phenolischer Verbindungen, vorlieat.
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Zur Verwendung im Rahmen der Erfindung eignet sich jede saure polymere
organische Substanz, die sich mit den später detailliert beschriebenen Farbbildnern,die
in der farbreaktiven Schmelzfarbe des Geberbandes vor-
liegen,
unter Ausbildung einer ausreichend dauerhaften Farbe beim Thermodruckvorgang umsetzen.
Hierbei kann es sich um polymere organische Substanzen handeln, deren saure Funktion
auf eine phenolische- und/oder Carboxylgruppierung zurückgeht. So sind Phenolaldehyd-
und Phenolacetylen-Polymere Maleinsaureharze, teilweise oder vollständig hydrolysierte
Styrolmaleinsäureanhydrid-Mischpolymerisate und Ethylenmaleinsäureanhvdrid-Mischpolymerisate,
Carboxypolymethylen und ganz oder teilweise hydrolysiertee Phenylmethylethermaleinsäureanhydrid-Mischpolymerisat
als typisch farbreaktionsfähiger saurer polymerer organischer Stoff geeignet. Alle
diese Substanzen heben sich aufgrund ihrer Erweichungs- bzw.
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besonderen Schmelzcharakteristik, wonach sie beim Druckvorgang nicht
leicht verfließen und bei einer Temperatur von 2000 noch zumindest zum Teil im festen
Zustande vorliegen, von der sauren monomeren Verbindung der DE-OS 33 30 029 deutlich
ab. Das gilt insbesondere für solche sauren polymeren organischen Substanzen, bei
denen die sauren Gruppen in Form der phenolischen Gruppe oder der Carboxylgruppe
über aus Zinkionen gebildete Brücken verknüpft sind. Hierbei handelt es sich um
komplexartige Verbindungen, die zu besonders günstigen Ergebnissen führen.
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Die sauren Substanzen. in Form der sauer aktivierten Tonmineralien
und/oder der sauren polymeren organischen Substanz können wie folgt auf das Nehmerblatt
aufgebracht werden: im Falle des sauer aktivierten Tonminerals bietet dieses zweckmäßigerweise
zunächst mit wasserlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen oder wässrige
Emulsionen bildenden Bindemitteln gemischt, wie mit Polyvinylalkohol, Methoxyzellulose,
Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylamid, Stärke, Gelatine und Polybutylmethacrylat. Dieser
Mischung können weitere Additive beigegeben, werden, wie beispielsweise Sensibilisierungsmittel.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Mischung in einer Kugelmühle einer Feinstdispergierung
unterliegt.
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Die sauren polymeren organischen Substanzen erfordern regelmäßig kein
Bindemittel. Sie werden zweckmäßigerweise dadurch in eine Beschichtungsflüssigkeit
überführt, indem sie in einem flüchtigen Lösungsmittel, wie Toluol, Petroleumdestillat,
Xylol etc., gelöst werden.
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Die oben angesprochenen Beschichtungsflüssigkeiten enthalten zweckmäßigerweise
die saure Substanz, die mit dem Farbbildner des Wärmedrucksystems beim Druckvorgang
reagieren soll, in einer Menge von etwa 10 bis 200 g/l, insbesondere 50 bis 100
g/l. Im Einzelfall kann dieser Konzentrationsbereich selbstverständlich auch über-
und unterschritten werden.
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Die oben genannten Beschichtungsflüssigkeiten können schließlich in
einer Auftragsmenge von beispielsweise 3 bis 30 g/m2 auf das Nehmerblatt als Träaer
aufaebracht werden. Als Träger eignen sich beispielsweise verschiedenste Papiere
sowie synthetische Folien, wie Polyester-, Polystyrol-, Polyethylen- und Polypropylenfolien.
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Um in dem erfindungsgemäßen Wärmedrucksystem besonders günstige Druckergebnisse
zu erhalten und um insbesondere eine Verschmutzung des Thermodruckkopfes des Thermodruckers
weitestgehend auszuschließen, hat es sich als zwerckmäßig erwiesen, daß Nehmerblatt
einer an sich bekannten Glättungsmaßnahme zu unterziehen. Dies erfolgt durch die
in der Papierindustrie herangezogenen Kalander, bei denen die in der oben beschriebenen
Weise hergestellten Nehmerblätter bzw. -papiere in Druckwalzen behandelt werden.
Hierdurch erreicht man eine Oberflächenglättung. Hierbei sollten zweckmäßigerweise
Glättewerte von mindestens etwa 300 Bekk-Sekunden abgestrebt werden. Werden ganz
besonders scharfe Ausdrucke beim Druckvorgang angestrebt, dann sollten Glättewerte
von 500 bis 600 Bekk-Sekunden eingestellt werden.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert
werden. Die beiliegenden Figuren zeigen: Fig. 2 eine schemat;iSche- ebene Draufsicht
auf eine Ausführungsform des Geberbandes des erfindungsgemäßen Wärmedrucksystems;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie X-X der bereits genannten
Fig. 1, Fig. 4 und 5 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
des Geberbandes des erfindungsgemäßen Druckbandes; und Fig. 6 eine erläuternde Darstellung
der Herstellung eines Farbbildes unter Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmedrucksystems.
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In den Fig. 2 und 3 weist das Geberband des erfindungsgemäßen Wärmedrucksystems
farbreaktive Schmelzfarbschichten 9, 10 und 11 mit voneinander unterschiedlichen
Farbbildern auf einer Seite eines Trägers (einer Unterlage) 8 entlang seiner Längsrichtung
auf. Auf die jeweiligen Bereiche des Trägers 8 werden mindestens zwei Schichten
verschiedener Farbschichten aufgebracht, so daß eine Schicht mit einer anderen Schicht
im wesentlichen nicht überlappt. Im wesentlichen handelt es sich bei den farbreaktiven
Schmelzfarbschichten 9, 10 und 11:um diejenigen, die imstande sind, die drei Primärfarben
beim Druckvorgang aufgrund der Farbreaktion zu liefern. Hierbei handelt es sich
um die Farben gelb, purpurrot und blaugrün, so daß einem Farboriginal stark ähnelnde
Farbbilder.. auf dem Nehmerblatt wiedergegeben werden können, die den jeweiligen
Farbsignalen entsprechen, die durch Farbtrennung des Ori-
ginals
mittels Trennfilter, d.h. blauen, grünen und roten Dreifarbfiltern erzeugt werden.
Diese Schichten werden durch Aufbringen von Schmelzfarbzusammensetzungen hergestellt,
die Farbbildner enthalten, die durch die Reaktion mit den sauer aktivierten Tonmineralien
gelbe purpurrote bzw. blaue Färbungen liefern.
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Als Farbbildner, der eine gelbe Färbung liefert kommen folgende Verbindungen
in Frage: insbesondere 3-Chlor-6-cyclohexylamino-fluoran (DE-OS 1 768 862), 2-Isobutyl-6-diäthylamino-fluoran
(GB-PS 20 14 629), Pyrazolonderivate (GB-PS 12 64 636, Bsp. 1 bis 7) sowie 3-Amino-6-chlor-fluoran
(DE-OS 1 805 697) und 2,6-Diphenyl-4-dimethylaminophenyl-pyridin. Hierunter wird
besonders das 2-IsobAtyl-6-diäthylamino-fluoran bevorzugt.
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Als eine purpurrote Färbung liefernde Farbbildner kommen insbesondere
folgende Verbindungen in Frage: Bis-(methyl-N-octyl-indolyl)-phthalid (US-PS 4 102
893 und DE-OS 22 65 233), Rhodaminlacton, Rhodaminanilinolaktam, 3-Diäthelyamino-7«N-acetanilino)-fluoran
(DE-OS 20 31 488), 3-Diäthylamino-7dN-benzoyl-p-toluidino)-fluoran (DE-OS 20 31
488) und Diazafluoranderivate (DE-OS 22 43 483). Hierunter wird das Bis-(methyl-N-octyl-indolyl)-phthalid
ganz besonders bevorzugt.
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Für die Bildung einer blaugrünen Färbung sind insbesondere die folgenden
Farbbildner geeignet: Kristallviölettlacton, N-Benzoylleucomethylenblau, 9-N-Butyl-carbazolyl-
(3), 4', 4"-bis--methyl-N-phenylamino/-diphenylmethan (DE-OS 27 47 526), 3'-Phenyl-7-diäthylamino-2,
2' -spiro-di-t2H-1 -benzopyranj (DE-OS 23 23 803). Hierunter wird insbesondere das
Kristallviolettlacton bevorzugt.
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Wie in den Fig. 4 bis 6 dargestellt, kann das Geberband zusätzlich
zu den Schmelzfarbschichten 9, 10 und 11 außerdem noch eine weitere Schmelzfarbschicht
12 enthalten, die beim Druckvorgang eine schwarze Farbe liefert. Hierfür kommen
insbesondere folgende Farbbildner in Frage: Mischungen von Farbbildnern gelber,
roter und blauerfFarbe (wie vorstehend beschrieben) und/oder 2-(2-Chlorphenylamino)-6-dibutylamino-fluoran
(US-PS 4 364 999), 2-Octylamino-6-diäthylamino-fluoran (US-PS 4 302 993) und 2-Phenylamino-3-methyl-6-diäthylamino
fluoran (US-PS 3 681 390). Bevorzugt wird 2-Octyl-amino-6'-diäthylamino-fluoran,
das mit den vorgenannten gelben, roten und/oder blauen Komponenten nuanciert wird.
Bezüglich dieser Schicht bildet sich eine vorteilhafte Variante an, bei der kein
Farbbildner eingesetzt wird, sondern eine schmelzbare, insbesondere wachsgebundene
schwarze Farbschicht ausgebildet wird, die ein schwarzes Färbemittel bzw. ein schwarzes
Pigment, insbesondere Ruß, enthält.
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Wie in Fig. 6 dargestellt, wird das Geberband des erfindungsgemäßen
Wärmedrucksystems mit den Schichten 9, 10, .11 und 12 auf dem Träger 8 zur Bildung
der gelben, purpurroten, blaugrünen und schwarzen Färbungen als Aufzeichnungsmaterial
in einem Wärmedrucker verwendet, indem das Band so angeordnet wird, daß die Schichten
dem Nehmerblatt bzw. Empfängerblatt gegenüberliegen.
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Das Drucken erfolgt mittels des Wärmedruckkopfs 14, der die Rückseite
des Trägers 8 erhitzt. So bewegt sich beispielsweise das Nehmerblatt 13 in Richtung
A synchron zur Bewegung des Wärmekopfes 14 in Richtung B. Gleichzeitig erzeugt der
Wärmekopf 14 durch Impulssignale aus einer üblichen Signalverarbeitungseinrichtung
an den Stellen Wärme, die den jeweiligen Farben entsprechen, auf der Basis der auf
einen Drucker aufgegebenen Input-Farbsignale für Gelb, Purpurrot, Elaugrun und Schwarz,
um die farbreaktiven Schmelzfarbschichten 9,
10, 11 und 12 durch
Schmelzübertragung auf das Nehmerblatt 13 zu übertragen und ein Farbbild zu erzeugen,
das dem Farboriginal sehr ähnelt. Das Geberband bewegt sich in Richtung C synchron
zur Bewegung des Wärmekopfs 14 in der Richtung B. Das Nehmerblatt 13 und der Wärmekopf
14 können sich auch entgegengesetzt zu der jeweiligen Richtung A und B bewegen.
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Als Träger 8 wird vorzugsweise ein Material herangezogen, das wärmebeständig
ist und gute Wärmeleitfähigkeit zeigt. Bevorzugte Beispiele für einen solchen Träger
sind Kunststoffilme und Papiere einer Dicke von 3 bis 25 Am und einer Dichte von
0,9 bis 1,4 g/cm3. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Polyäthylenfilm-Polystyrol-
oder Polypropylenfilm, Pergaminpapier, synthetisches Papier oder laminiertes Papier
handeln.
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Die farbreaktiven Schmelzfarbschichten werden durch Beschichten des
Trägers mit einer farbreaktiven schmelzbaren Zusammensetzung hergestellt. Eine solche
Zusammensetzung erhält neben dem Farbbildner ein geeignetes aufschmelzbares Bindemittel,
insbesondere in Form eines Wachses. Dieses kann des weiteren einen Weichmacher enthalten.
So hat sich eine Zusammensetzung aus 1 bis 30 Gew.-% eines Farbbildners, 30 bis
70 Gew.-% eines Bindemittels und 3 bis 50 Gew.-% eines Weichmachers als vorteilhaft
erwiesen. Das Beschichten kann durch Aufschmelz- oder nach dem Lösungsmittelbeschichtungsverfahren
durchgeführt werden. Verfahren dieser Art sind bekannt. Die Stärke der Schmelzfarbschichten
ist nicht von wesentlicher Bedeutung. Bevorzugt wird eine Stärke von etwa 1 bis
10 ßm.
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Als Bindemittel werden zur Ausbildung der Schmelzfarbschichten vorzugsweise
Wachs bzw. wachsartige Materialien eingesetzt. In diesem Zusammenhang ist der Begriff
"Wachs" weitestgehend zu verstehen. Ein derartiges Ma-
terial soll
in der Regel folgende Eigenschaften haben: bei 200C nicht knetbar, fest bis brüchig-hart,
grob bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht durchscheinend, über
400C ohne Zersetzung schmelzbar, allerdings schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes
verhältnismäßig niedrig viskos und nicht fadenziehend.
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Wachsartige Materialien ähneln bezüglich der physikalischen und chemischen
Eigenschaften den Wachsen. Bevorzugt werden folgende Wachse: Carnaubawachs, Bienenwachs,
Ozokerit, Paraffinwachs und Keresinwachs. Dem festen Wachs können verschiedene weitere
Additive einverleibt werden, so zum Beispiel Polyäthylen niedrigen Molekulargewichts,
ein oxidiertes Wachs, oder ein wachsartiges N-substituiertes Säureamid. Den im Rahmen
der Erfindung eingesetzten Wachssystemen können auch Weichmacher beigefügt werden.
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Um beim Schmelzvorgang, der beim Druckvorgang abläuft, eine gute Ubertragbarkeit
der Schmelzfarbe zu erhalten, wird es bevorzugt, daß die farbreaktiven Schmelzfarbschichten
9, 10, 11 und 12 einen Schmelzpunkt von etwa 50 bis 1000C und bei 900C eine Viskosität
von 0,020 bis 1,000 Ns/m2 aufweisen. Die Schmelzfarbschichten sollen auch eine gewisse
Härte haben, da weiche Schichten leicht verschmutzen.
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Zur Herstellung der Geberbänder des erfindungsgemäßen Wärmedrucksystems
können die hierfür herangezogenen farbreaktiven Zusammensetzungen zur Herstellung
der Schmelzfarbschichten 9, 10, 11 und 12 beispielsweise in Form von Streifen in
Längsrichtung des Trägers 8, wie in den Figuren 2 und 4 dargestellt, oder in Form
von Streifen quer zu dem Träger 8 in der vorgeschriebenen Farbfolge, wie in der
Figur 5 dargestellt, aufgebracht werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend hauptsächlich unter Bezugnahme
auf drei bzw. vier beim Druckvorgang eine gelbe, purpurrote, blaugrüne oder schwarze
Farbe liefernde Farbbildner erläutert. Es versteht sich von selbst, daß hierin keinerlei
Beschränkung zu sehen ist. Vielmehr können grundsätzlich weitere, eine andere Farbe
liefernde Farbbildnerschichten eingesetzt werden.
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Das erfindungsgemäße Drucksystem zeigt vorzügliche Eignung in Wärme-
(Farb) Aufzeichnungssystemen, in denen die schmelzbaren farbreaktiven Farbschichten
für die jeweiligen Farben mittels eines Wärmedruckkopfes, der durch die den Signalen
der jeweiligen Farben entsprechende Impulssignale erhitzt wird, auf ein mit sauer
aktivierten Tonmineralien beschichtetes Nehmerpapier schmelzübertragen wird. Im
Verlaufe der Schmelzübertragung läuft die gewünschte Farbreaktion ab. Hierbei findet
eine besonders starke Fixierung des übertragenen Farbbildes statt, was zu einer
hervorragenden Bildschärfe führt. Die mit sauer aktivierten Tonmineralien im Rahmen
der Erfindung gegenüber den mit schmelzbaren saueren Elektronenakzeptoren des Standes
der Technik, insbesondere sauren Phenolharzen, erzielten deutlichen Verbesserungen
gehen darauf zurück, daß die vorher beschriebenen besonderen physikalischen Eigenschaften
der sauer aktivierten Tonmineralien zum Tragen kommen, insbesondere die große spezifische
Oberfläche und die außergewöhnlich kleine Teilchengröße. Dabei scheint der Gesichtspunkt
der großen spezifischen Oberfläche besondere Bedeutung zu haben. Daraus resultieren
starke Oberflächenbindungskräfte, einschließlich der sich aus der Porosität ergebenden
Kapillarkräfte, die eine scharfe Bildfixierung begünstigen. Ein Zerfließen, wie
es beispielsweise beim Einsatz saurer phenolischer Verbindungen in Erscheinung tritt,
ist erfindungsgemäß weitestgehend ausgeschlossen.
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Da die Mengen der beim erfindungsgemäßen Wärmedrucksystem übertragenen
Farbschichten durch Änderung der Intensität des auf den Wärmekopf des Druckers aufgegebenen
Impulssignales geändert werden können, ist es auch möglich, einen mittleren Farbton
zu erzeugen und daher ein dem Farbton eines Originals genau entsprechendes Farbbild
zu reproduzieren. Grundsätzlich läßt sich das erfindungsgemäße Wärmedrucksystem
in Farbdruckern, Farbtelekopierern (Farbfaksimilekopierern), Farbvideodruckern und
Farbkopiermaschinen einsetzen und zeigt dort großen praktischen Wert.