DE3609710C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsblatt, welches in der Lage ist, eine Gradation bei einer wärmeempfindlichen Wärmeübertragungs-Aufzeichnung zum Ausdruck zu bringen.

Als Wärmeübertragungssysteme sind bereits Wärmesublimations-Übertragungsverfahren bekannt, bei denen man auf einem Träger eine Druckfarbenschicht ausbildet, welche einen wärmesublimierbaren Farbstoff enthält und wobei man diesen Farbstoff beim Erhitzen sublimieren läßt und auf ein bildaufnehmendes Blatt überträgt, wodurch die Aufzeichnung zustande kommt.

Weiterhin ist ein Hot-Melt-Übertragungsverfahren bekannt, bei dem man auf einem Träger eine wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht aufbringt, die einen farbigen Farbstoff oder ein Pigment enthält, und diese Druckfarbenschicht erhitzt, wodurch die geschmolzene Druckfarbe auf ein bildaufnehmendes Blatt übertragen wird und auf diese Weise die Aufzeichnung erfolgt (nachfolgend wird ein Träger, welcher eine Druckfarbenschicht enthält, in einigen Fällen als ein Donorblatt bezeichnet).

Das Wärmesublimations-Übertragungsverfahren zeichnet sich durch eine ausgezeichnete Gradation des aufgezeichneten Bildes aus, weil es durch die Kondensation des verdampften Farbstoffs ausgebildet wird und man nimmt an, daß dieses Verfahren für eine vollständige Farbaufzeichnung besonders geeignet ist. Eine Reihe von Erfindungen, welche Verbesserungen in der Anfärbbarkeit eines bildaufnehmenden Blattes betreffen, sind in den JP-OS 57-91 296, 57-1 07 885, 57-1 37 191, 59-49 495 beschrieben worden.

Das Wärmesublimations-Übertragungsverfahren hat jedoch den Nachteil einer niedrigen Aufzeichnungsgeschwindigkeit und zwar wegen der hohen Sublimationstemperatur der Farbstoffe, die ein längeres Erhitzen erforderlich macht. Zwar kann man einen Farbstoff verwenden, der bei einer niedrigeren Temperatur sublimiert, jedoch bildet ein solcher Farbstoff wegen der Resublimation des Farbstoffs ein Übertragungsbild mit geringer Beständigkeit. Deshalb sind zahlreiche Versuche unternommen worden, die Gradation der durch das Hot-Melt-Übertragungsverfahren erhaltenen Bilder zu verbessern, weil diese eine höhere Aufzeichnungsgeschwindigkeit ermöglichen, sowie auch eine bessere Bildbeständigkeit.

So wird in der JP-OS 57-56 295 ein Wärmeübertragungsblatt aus einer wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht (A) auf einem Träger beschrieben, über welche sich eine Schicht aus einer wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht (B) befindet, welche einen Schmelzpunkt aufweist, der niedriger als der von (A) ist und die in einem Punktmuster, wobei die Punkte voneinander isoliert sind, verteilt ist. Dieses Blatt ergibt eine Halbtonreproduktion, indem man die Menge der durch Erwärmen übertragenen Druckfarbe moduliert. Aus JP-OS 59-64 391 ist ein Wärmeübertragungsblatt aus einem Träger bekannt, auf dem nacheinander beschichtet sind: eine Schicht, enthaltend eine abbildende Substanz, welche in der Lage ist, beim Erhitzen ein Abbild zu bilden, und eine bildaufnehmende Schicht, die in der Lage ist, beim Erhitzen das Abbild auf ein Material zu übertragen, welches das Übertragungsbild aufnimmt, wobei die Wärmeübertragung der abbildenden Substanz auf das bildaufnehmende Material kontrolliert wird.

Die vorgenannten beiden Patentanmeldungen befassen sich mit einer Reproduktion der Gradation, indem die Struktur der auf dem Träger aufgebrachten Druckfarbenschicht modifiziert wird. Bei einer solchen Struktur ist eine Doppelbeschichtung erforderlich, um ein Donorblatt zu erhalten und dadurch erhöhen sich die Herstellungskosten.

Übliche einschichtige Donorblätter erhält man, indem man auf einem Träger durch Tief- oder Flexodruck mit einer Hot-Melt-Farbe, die durch Zusammenschmelzen der gefärbten Farbstoffe oder Pigmente, Bindemittel, Wachse und andere Additive erhalten wurde, einen Überzug aufbringt. Da die in dem Donorblatt verwendeten Wachse eine latente Schmelzwärme aufweisen, die so groß ist, wie sie für einen Regenerator erforderlich ist, ist es schwierig, die Gradation speziell auf den Bildflächen, die niedrigen Wärmeenergien entsprechen, zu reproduzieren. Infolgedessen erhält man beim Wärmeübertragungsdrucken auf ein einfaches Papier oder ein beschichtetes Papier unter Verwendung eines solchen Donorblattes und eines wärmeempfindlichen Facsimile- oder Thermodruckers eine binäre Aufzeichnung mit einem hohen Kontrast ohne Dichtigkeitsgradation, und zwar auch dann, wenn der Drucker mit 16 Dichtigkeitsgradienten ausgerüstet ist. Infolgedessen ist man bemüht, die Gradation auf komplizierte Weise zu reproduzieren, indem man eine Anzahl von Donorblättern verwendet, die unterschiedliche Übertragungsdichten haben und indem man mehrere übereinanderliegende Eindrucke betätigt; oder indem man zusätzlich zu den übereinanderliegenden Eindrucken eine Punktgradation anwendet, indem man die Anzahl der Punkte in der Druckmatrix einstellt. Ein derart kompliziertes Drucksystem hat die Nachteile der hohen Kosten des Donorblattes und der niedrigen Druckgeschwindigkeit.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein billiges Wärmeübertragungsblatt, welches die Gradation reproduziert, zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Gradations-Wärmeübertra­ gungs-Aufzeichnungsblatt gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Das Wesentliche des Wärmeübertragungsblattes der Erfindung ist die wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht, die sich auf einem Träger befindet und die einen wärmeschmelzbaren Farbstoff und weiterhin einen gesättigten linearen Polyester enthält. Es wurde festgestellt, daß gesättigte, lineare Polyester ein ausgezeichnetes Binde­ mittel für die Verwendung in einem Gradations-Wärmeüber­ tragungs-Aufzeichnungsblatt sind, weil sie beim Erweichen durch Erhitzen eine ausgezeichnete Haftung an allen Trä­ gern, einschließlich Kondensatorpapier, Polyesterfilm, Polyamidfilm oder Polyimidfilm, die eine geringe Dicke haben, die eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit und Wärmebeständigkeit zeigen und die derzeit als Träger in üblichen Wärmeübertragungsblättern verwendet werden, zeigen. Unabhängig davon, wie gut die Kalthaftung sein mag, ist ein Bindemittel, welches eine schlechte Haftung an dem Träger bei einer hohen Temperatur zeigt, für die Reproduktion der Gradation bei der Wärmeübertragung eines geschmolzenen Farbstoffs auf ein bildaufnehmendes Blatt ungeeignet. Der gesättigte lineare Polyester zeigt eine ausgezeichnete Haftung beim Erweichen auf höhere Temperaturen und trägt deshalb zu der Reproduktion der Gradation bei.

Der bei dieser Erfindung verwendete, gesättigte, lineare Polyester wird durch Polykondensation zwischen einer Dihydroxyverbindung (oder einem Alkylenoxid) und einer zweibasigen Säure gebildet und hat eine Struktur, bei welcher die Atome in der Hauptkette in einer geraden Kette miteinander verbunden sind. Beispiele für zeibasige Säuren zur Herstellung eines solchen Polyesters sind Adipinsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure und Phthalsäure, Dihydroxyverbindungen (oder Alkylenoxid) schließen Ethylenglykol, Ethylenoxid und 1,4-Cyclohexan­ dimethanol ein. Das Molekulargewicht des Polyesterharzes liegt im allgemeinen bei 5000 bis 25 000. Solche Pro­ dukte sind im Handel erhältlich.

Die Gradation kann man durch den Schmelzpunkt des wärmeschmelzbaren Farbstoffs einstellen. Liegt jedoch der Schmelzpunkt des Farbstoffs unterhalb 60°C, dann wird die Übertragungsdichte zu groß und das Blockungsphänomen findet statt, während dann, wenn der Schmelzpunkt 120°C übersteigt, die Übertragungsdichte unerwünscht niedrig wird. Ein geeigneter Bereich des Schmelz­ punktes des Farbstoffs liegt zwischen 60 und 120°C. Obwohl es für die Erhöhung der Übertragungsdichte vorteilhaft ist, ist die Zugabe von Bindemitteln mit einem Schmelzpunkt, der 100°C oder darunter ist, unerwünscht, weil dies eine nachteilige Wirkung auf die vorher beschriebene Gradation hat.

Der Gehalt an wärmeschmelzbarem Farbstoff in der wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Übersteigt der Gehalt 73 Gew.-%, dann zeigt die Übertragungsdichte eine schnelle Zunahme aufgrund der ungenügenden Haftung des Bindemittels bei erhöhten Temperaturen am Träger und es wird dann schwierig, die Gradation aufzuzeichnen. Liegt der Farbstoffgehalt unterhalb 41 Gew.-%, dann wird die Übertragungsdichte unbefriedigend. Ein geeigneter Bereich für den Farbstoffgehalt liegt deshalb zwischen 41 und 73 Gew.-%. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die vorliegende Erfindung in der Aufgabe und in der Zusammensetzung von der früheren JP-PS 59-37 237. In diesem Patent wird ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmittel beschrieben, welches zwei Arten von Bindemitteln enthält, die sich voneinander im Erweichungspunkt, in der Glasübergangstemperatur (Tg) und in der Bruchdehnung unterscheiden und die 2 bis 40 Gew.-% an Färbemitteln enthalten. Da bei diesem Patent nicht eine Gradations-Aufzeichnung angestrebt wird, macht man von Bindemitteln Gebrauch, welche eine niedrigere Hochtemperaturhaftung gegenüber dem Träger als die Bindemittel bei der vorliegenden Erfindung aufweisen, und auch der Gehalt an Färbemitteln ist in der Druckfarbenschicht niedriger.

Bei einer Gradations-Aufzeichnung durch ein Wärmeübertragungsverfahren ist es erforderlich, daß der wärmeschmelzbare Farbstoff auf ein bildaufnehmendes Blatt entsprechend dem Niveau der in einem breiten Bereich verteilten Wärmeenergie übertragen wird. Zu diesem Zweck muß man ein Bindemittel verwenden, welches bei höheren Temperaturen eine ausgezeichnete Haftung am Träger aufweist und infolgedessen ist ein Farbstoffgehalt in der Druckfarbenschicht von 2 bis 40 Gew.-% nicht ausreichend, um eine befriedigende Übertragungsdichte sicherzustellen.

Der wärmeschmelzbare Farbstoff, der für die vorliegende Erfindung geeignet ist, kann irgendein Farbstoff mit einem Schmelzpunkt zwischen 60 und 120°C sein. Nachfolgend werden als Beispiele einige Farbstoffe, durch den Color Index identifiziert, gezeigt:

Bei der vorliegenden Erfindung ist auch das Gewichts­ verhältnis von wärmeschmelzbarem Farbstoff zu dem gesättigten linearen Polyester wichtig, das im Bereich von 0,7 bis 2,6 : 1 liegt. Liegt das Verhältnis unterhalb 0,7 : 1, dann ist die Dichte des übertragenen Bildes zu niedrig, während dann, wenn das Verhältnis 2,6 : 1 übersteigt, die Dichte des übertragenen Bildes zu hoch ist, um eine Gradation ausdrücken zu können. In einem Verhältnis von 0,7 bis 2,6 : 1 kann man eine ausreichende Dichte und Gradation erzielen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Reproduzierbarkeit der Gradation des Wärmeübertragungsblattes somit im wesentlichen durch den Schmelzpunkt des wärmeschmelzbaren Farbstoffs, den Farbstoffgehalt in der wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht und dem Gewichtsverhältnis des wärmeschmelzbaren Farbstoffs zu dem gesättigten linearen Polyester-Bindemittel einstellbar.

Die wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht kann weiterhin Gallussäure und/oder ein Derivat davon und ein Acetylenglykol enthalten. Erforderlichenfalls kann eine organische Verbindung, die mit dem wärmeschmelzbaren Farbstoff verträglich ist, zu der erhitzten Druckfarben- Zusammensetzung oder zu dem wärmeschmelzbaren Farbstoff gegeben werden, um dadurch den Schmelzpunkt des letzteren zu erniedrigen.

Die wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht wird auf dem Träger in einer Beschichtungsmenge von 2 bis 10 g/m² aufgebracht. Zur Erhöhung der Wärmebeständigkeit, der Lösungsmittelbeständigkeit und anderer Eigenschaften kann man Cellulosenitrat, Vinylchloridharze, Phenolharze, Isocyanat, Methoxymelamin, Xylolharze, Epoxyharze, chlorierten Kautschuk, Polyvinylidenchlorid, Saccharosebenzoat, Oligostyrole, Polyketone, chloriertes Polypropylen, Allylsulfonamid, Triazinformaldehyd und Weichmacher, wie DBP, BBP und TCP zugeben. Diese Substanzen und die Druckfarbenzusammensetzungen werden durch Zusammenschmelzen vermischt.

Unter der Voraussetzung, daß die Druckfarben-Zusam­ mensetzung einen gesättigten linearen Polyester als Hauptbindemittel enthält, ist es möglich, weitere Klebeharze in einer Menge, die 40 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Bindematerial, nicht übersteigen, zuzugeben. Beispiele für solche Harze sind Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Polyvinylalkohol, Vinylchlorid- Vinylacetat-Copolymer, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Ethylcellulose, Polystyrol, Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und Polyamide.

Beim Auftragen der wärmeschmelzbaren Druckfarben- Zusammensetzung auf den Träger durch Beschichten oder Bedrucken können andere Additive als die Bindematerialien und die wärmeschmelzbaren Farbstoffe, wie oberflächenaktive Mittel, Dispergiermittel, Antistatika, Antioxidanzien und UV-Absorber, zu der Zusammensetzung gegeben werden.

Als Träger kann man dünne Papiere verwenden, wie Kondensator-Papier, Schreibmaschinenpapier und Pauspapier; Synthesepapiere, Cellulosehydrat-Folie und synthetische Harzfilme, wie Polyesterfilme, Polyimidfilme, Polyethylenfilme, Polycarbonatfilme, Polystyrolfilme und PTFE-Filme. Diese Trägermaterialien werden jeweils als solche oder nach einer Behandlung zur Erhöhung der Wärmebeständigkeit, damit sie nicht an dem Thermokopf ankleben, verwendet. Die Wärmebeständigkeitsbehandlung erfolgt, indem man die Seite des Trägermaterials, die in Kontakt mit dem Thermokopf kommt, d. h. die gegenüberliegende Seite zu der Wärmeübertragungsseite, mit einem Harz wie einem Siliconharz, Epoxyharz, Melaminharz, Phenolharz, Fluor­ kohlenstoffharz, Polyimidharz und Cellulosenitrat, beschichtet.

Die Erfindung wird in dem nachfolgenden Beispiel be­ schrieben.

Beispiel 1 und Vergleichsversuch 1

Ein gesättigter linearer Polyester, der als Bindemittel verwendet wird, und ein wärmeschmelzbarer blauer Farbstoff F: 74-75°C; wurden im Verhältnis von 1 : 1, 1 : 0,7 und 1 : 2,6 vermischt und jede Mischung wurde in einer Mischung aus Toluol- Methylethylketon (8 : 2) gelöst. Jede Lösung wurde mit einem Meyer-Stab auf einen Polyesterfilm mit einer Dicke von 6 µm, der zuvor einer Wärmebeständigkeitsbehandlung unterworfen worden war, in einer Beschichtungsmenge von 3,5 g/m² auf Trockenbasis aufgetragen, unter Erhalt eines Wärmeübertragungsblattes (Donorblatt). Die die Druckfarben tragende Oberfläche des Donorblattes wurde in Kontakt mit einfachem Papier (einem Aufnahmeblatt für Wärmeübertragungsaufzeichnungen) gebracht. Ein Thermoeindruck wurde auf der Rückseite des Donorblattes mittels eines Facsimiletesters bei 16,0 V gemacht, wobei die Pulsweite zwischen 1,0 und 3,0 ms bei einem Abstand von 0,2 ms variierte. Die Dichte des übertragenen Bildes wurde mittels eines Fotodensitometers geprüft.

Zum Vergleich wurden Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsblätter hergestellt, bei denen das Verhältnis zwischen dem Bindemittel und dem wärmeschmelzbaren Farbstoff verändert wurde und wobei man verschiedene Bindemittel verwendete.

Die Ergebnisse der Versuche für die Vergleichsproben und für die Versuche, die unter Verwendung der verschiedenen Bindemittel erhalten wurden, werden in Tabelle 1 gezeigt.

Die in den Vergleichsversuchen 1-3 bis 1-9 verwendeten Bindemittel werden in der nachfolgenden Tabelle gezeigt.

Vergleichsversuch Nr.
Zusammensetzung
1-3
Ethylcellulose
1-4	Polyvinylbutyral
1-5	PVA (niedriger Verseifungsgrad)
1-6	Ethylenvinylacetatharz
1-7	Styrol-maleinsäure-Halbester
1-8	Acrylatester
1-9	Alkydharz

Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, daß einige Arten der Bindemittel eine gute Anhaftung an den Träger bei normalen Temperaturen ergaben, aber eine Verschlechterung der Anhaftung beim Erhitzen vorlag und infolgedessen ungeschmolzene Anteile der Druckfarbenschicht zusammen mit anderen Teilen der Druckfarbe, die im Verhältnis zu der eingegebenen Wärmeenergie geschmolzen war, auf das bildaufnehmende Blatt übertragen wurde. Daneben gibt es andere Arten von Harzen, wie Ethylvinylacetatharze, die beim Erhitzen eine ausgezeichnete Haftung an den Träger ergaben, aber eine derartige Klebrigkeit aufwiesen, daß die Druckfarbenschicht vollständig auf die bildaufnehmende Schicht übertragen wurde, selbst wenn nur ein kleiner Anteil der Druckfarbe geschmolzen war. In all diesen Fällen konnte eine befriedigende Gradation nicht reproduziert werden (Vergleichsversuche 1-3 bis 1-9). Ein ähnliches Phänomen wurde dann beobachtet, wenn das Verhältnis des wärmeschmelzbaren Farbstoffs zu dem Bindemittel hoch war und zwar auch dann, wenn man einen gesättigten linearen Polyester als Bindemittel verwendete (Vergleichsversuch 1-1). Dagegen wurde eine befriedigende Gradation mit den Wärmeübertragungsblättern gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten, wie aus den Beispielen 1-1, 1-2 und 1-3 hervorgeht.

Claims (5)

1. Gradations-Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsblatt mit einem Träger und einer darauf befindlichen wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht, enthaltend eine wärmeschmelzbare Druckfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht weiterhin einen gesättigten linearen Polyester enthält, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbe einen Schmelzpunkt zwischen 60 und 120°C hat, daß der Gehalt an wärmeschmelzbarer Druckfarbe in der wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht 41 bis 73 Gew.-%, ausgedrückt als Feststoffe, bezogen auf das Gesamtgewicht der wärmeschmelzbaren Druckfarbenschicht, beträgt und daß das Gewichtsverhältnis von wärmeschmelzbarer Druckfarbe zu dem gesättigten linearen Polyester 0,7 bis 2,6 : 1 beträgt.

2. Wärmeübertragungsblatt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbe weiterhin Gallussäure und/oder ein Derivat davon enthält.

3. Wärmeübertragungsblatt gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht weiterhin ein Acetylenglykol enthält.

4. Wärmeübertragungsblatt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbe wenigstens gelbe, Magenta- und Cyan- Druckfarben enthält und daß die diese Druckfarben enthaltende wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht in einem lokalisierten Muster auf dem gleichen Träger aufgetragen ist.

5. Wärmeübertragungsblatt gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeschmelzbare Druckfarbe wenigstens gelbe, Magenta-, Cyan- und schwarze Farbstoffe enthält und daß die diese Druckfarben enthaltende, wärmeschmelzbare Druckfarbenschicht in einem lokalisierten Muster auf dem gleichen Träger aufgebracht ist.