DE3631781A1 - Waermeempfindliches uebertragungsaufzeichnungsmedium - Google Patents
Waermeempfindliches uebertragungsaufzeichnungsmediumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmedium,
sie betrifft insbesondere
ein wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmedium
mit einem ausgezeichneten Wärmeübertragungsvermögen auf
eine große Vielzahl von Papiermaterialien, das gut geeignet
ist für die Verwendung für wiederholte Vervielfältigungen.
Auf dem Gebiet der Aufzeichnung durch Drucken ist die
Technologie in jüngster Zeit fortgeschritten von dem
Schlagaufzeichnungssystem, bei dem konventionelle druckempfindliche
Bänder verwendet werden, zu dem Nicht-
Schlag-Aufzeichnungssystem und auf dem Hintergrund dieses
Fortschrittes wurden die folgenden Verbesserungen
erzielt:
1.) Herabsetzung der Druckkosten,
2.) Beseitigung des Druckergeräusches und
3.) Verringerung der Wartung.
1.) Herabsetzung der Druckkosten,
2.) Beseitigung des Druckergeräusches und
3.) Verringerung der Wartung.
Unter diesen Nicht-Schlag-Aufzeichnungsverfahren hat das
wärmeempfindliche Wärmeübertragungsaufzeichnungsverfahren
die Aufmerksamkeit auf sich gelenkt, insbesondere im
Hinblick darauf, daß es nicht nur die obengenannten Anforderungen
in ausgezeichneter Weise erfüllt, sondern
auch zu einem stabilen Bild führt, zuverlässig ist und
dgl. Es gilt aber auch, daß die derzeitigen wärmeempfindlichen
Übertragungsaufzeichnungsverfahren noch
nicht befriedigend sind.
Die noch zu lösende wichtigste Frage ist die Herabsetzung
der Betriebskosten. Daher besteht eine Nachfrage
nach der Entwicklung eines wärmeempfindlichen
Übertragungsaufzeichnungsmediums, das wiederholt verwendbar
ist im Gegensatz zu den konventionellen Bändern,
die nur einmal verwendet werden können.
Es sind bereits mehrere Techniken dieser Art beschrieben
worden, wozu diejenigen gehören, wie sie in den japanischen
Offenlegungsschriften (nachstehend als OPI-Patentpublikationen
bezeichnet) 68 253/1979, 1 05 579/1980,
16 091/1982, 1 85 192/1982 und dgl. beschrieben sind.
Die in diesen Publikationen beschriebenen Verfahren beziehen
sich auf Techniken, mit deren Hilfe es möglich
ist, ein wiederholtes Drucken (Vervielfältigen) durchzuführen,
so daß nach und nach eine wärmeschmelzbare
Druckerfarbe übertragen werden kann.
In der japanischen OPI-Patentpublikation 68 253/1979 ist
ein Verfahren beschrieben, bei dem ein flüchtiges Lösungsmittel
verwendet wird zur Herstellung einer fein-porösen
Schicht aus einer Harzkomponente und bei dem aus der
Harzkomponente als einem festen Muttermaterial eine
Druckerfarbe thermisch geschmolzen wird, so daß sie austritt.
In der japanischen OPI-Patentpublikation
1 05 579/1980 ist ein Verfahren zur Einarbeitung einer
wärmeschmelzbaren Druckerfarbe in eine wärmebeständige
Farbschicht mit einer ebenfalls fein-porösen Netz-
Struktur beschrieben, in der beispielsweise ein gegen
eine Temperatur von mehr als 120°C beständiges Polymeres
als festes Muttermaterial dient. In der japanischen OPI-
Patentpublikation 1 60 691/1982 ist ein Verfahren beschrieben,
bei dem ein feines anorganisches oder organisches
Pulver (wie z. B. Ruß) als festes Muttermaterial
verwendet wird und aus dem Material ein Lösungsmittelfarbstoff
als gefärbte Druckerfarbe austritt. In der
japanischen OPI-Patentpublikation 1 85 192/1982 ist ein
Verfahren beschrieben, bei dem ein mit einer Druckerfarbe
imprägniertes poröses Papier als festes Muttermaterial
verwendet wird, wobei aus dem Material die Druckerfarbe
thermisch diffundiert, so daß sie austritt.
Jedem dieser Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, daß
dafür gesorgt wird, daß in einem porösen festen Muttermaterial
eine thermisch ausschwitzbare Druckerfarbe vorhanden
ist, wodurch die Druckerfarbe nach und nach austritt,
um davon übertragen zu werden. Dieser Gedanke beruht auf
der Anwendung der druckempfindlichen Kohlepapier-Techniken,
wie sie beispielsweise in der geprüften japanischen
Patentpublikation 13 426/1960 beschrieben sind, auf ein
wärmeübertragbares Kohlepapier.
Im Falle einer wärmeempfindlichen Übertragung kann jedoch
die Anwesenheit des festen Muttermaterials, das dazu verwendet
wird, nach und nach eine Druckerfarbe zu übertragen,
gleichzeitig einen anderen Nachteil mit sich bringen; d. h.,
das Muttermaterial ist im wesentlichen nicht geschmolzen
zum Zeitpunkt der Anwendung von Energie oder es ist nicht
gemischt mit einem wärmeschmelzbaren, niedrigschmelzenden
Material und die Folge davon ist, daß das feste Muttermaterial
selbst praktisch nicht übertragbar ist und die Einarbeitung
eines solchen nicht-übertragbaren Materials in
eine Farbschicht bewirkt, daß die gesamte Farbschicht
dick wird, was zu einer Verschlechterung der Empfindlichkeit,
zu einer Verschlechterung der Übertragungseigenschaften,
zu einer Herabsetzung der Dichte des übertragenen
Bildes, zu einer Überlastung des Wärmekopfes oder zu
einer Verschlechterung der Druckqualität, wie z. B. der
Auflösung, führt.
Es ist daher erforderlich, ein wiederholt verwendbares
Medium zu entwickeln, bei dem kein festes Muttermaterial
verwendet wird und das frei von den obengenannten Nachteilen
ist.
Die Grundvoraussetzung, um das Medium wiederholt verwendbar
zu machen, ist zunächst die, daß sowohl die Farbschicht
als auch ihr Träger so ausreichend haftfähig sein
müssen, daß die gesamte Druckerfarbe der Farbschicht nicht
auf einmal übertragen werden kann.
Daher wurden früher bei der druckempfindlichen Folie und
in den letzten Jahren auch auf dem Gebiet des wärmeempfindlichen
Übertragungsprozesses Methoden angewendet,
bei denen eine Haftschicht dazwischen angeordnet wird,
wie beispielsweise in den japanischen OPI-Patentpublikationen
68 253/1979, 1 05 579/1980, 36 698/1982, 96 992/1984
und dgl. beschrieben. Diese Verfahren können die Technologie
zur Befriedigung der Grundvoraussetzung zur Erzielung
einer ausreichenden Haftung zwischen der Farbschicht und
dem Träger sein.
Wie oben angegeben ist jedoch dann, wenn kein festes Muttermaterial
zur Kontrolle (Steuerung) der Übertragungsmenge
der Druckerfarbe verwendet wird, die Zwischenschaltung
einer Haftschicht allein nicht ausreichend, um die
Übertragungsmenge der Druckerfarbe zu steuern (kontrollieren).
Das heißt, nur die Einarbeitung solcher Grundmaterialien,
wie sie allgemein in konventionellen Einmal-Bändern verwendet
werden, wie z. B. verschiedene Färbematerialien,
wie verschiedene Wachse, Ruß, Pigmente, Farbstoffe und
dgl., niedrigschmelzende Harze, Weichmacher (ölige oder
halbfeste Materialien, wie z. B. Rizinusöl, Mineralöl,
hydriertes Pflanzenöl, Lanolin, weiße Vaseline, hydrophile
Vaseline und dgl.) und dgl. in Kombination in die
Farbschicht ist nicht ausreichend, um die Übertragungsmenge
der Druckerfarbe in geeigneter Weise zu steuern
(zu kontrollieren).
Es ist insbesondere schwierig, dafür zu sorgen, daß das
Medium wiederholt verwendbar wird immer bei einer hohen
Dichte entsprechend der Änderung der Oberflächenglätte
des Druck- bzw. Kopierpapiers. Wenn beispielsweise ein
Drucken bzw. Kopieren in einer hohen Auflage auf einem
sehr glatten Papier durchgeführt würde, könnte es im Falle
eines Papieres mit einer weniger glatten Oberfläche vorkommen,
daß das Papier eine große Übertragungsmenge der
Druckerfarbe beim ersten Drucken (Kopieren) benötigt, so
daß die Druckdichte (Kopierdichte) in den nachfolgenden
Druckvorgängen extrem niedrig wird. Wenn nun eine Einstellung
vorgenommen wird, um das Drucken bzw. Kopieren auf
einem weniger glatten Papier in geeigneter Weise durchzuführen,
tritt bei Verwendung eines sehr glatten Papiers
das Problem auf, daß die Übertragungsmenge der Druckerfarbe
beim ersten Drucken bzw. Kopieren zu gering ist, um
eine ausreichende Dichte zu erzielen. Außerdem tritt auch
das Problem auf, daß die Dichte gering ist unabhängig von
der Glätte, so daß die Druck- bzw. Kopierqualität schlechter
wird.
Erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein
wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmedium zur
Verfügung zu stellen, mit dessen Hilfe es möglich ist,
ein Übertragungsbild mit einer hohen Dichte innerhalb
eines breiten Papierqualitätsbereiches von einem Papier
mit einer hohen Oberflächenglätte bis zu einem Papier mit
einer geringen Oberflächenglätte zu erzielen und das
auch zahlreiche Kopier- bzw. Druckvorgänge erlaubt.
Ein zweites Ziel der Erfindung besteht darin, ein wiederholt
bedruckbares bzw. kopierbares wärmeempfindliches
Übertragungsmedium zur Verfügung zu stellen,
das eine hohe Auflösung aufweist
und eine ausgezeichnete Druck- bzw. Kopierqualität
besitzt.
Drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein wiederholt
bedruckbares bzw. kopierbares wärmeempfindliches
Übertragungsaufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen,
bei dem die Kosten für das Aufbringen der Farbschicht und
die Herstellungskosten gering sind.
Als Ergebnis von umfangreichen Untersuchungen wurde nun
gefunden, daß die Übertragungsmenge der Druckerfarbe
(Farbe) stark korreliert mit zwei Parametern: der
Viskosität der Druckerfarbe (Farbe), wenn sie geschmolzen
ist, und der Aggregationsbruchfestigkeit der Druckerfarbe
(Farbe), wenn sie nicht im geschmolzenen Zustand vorliegt
(wenn sie gekühlt ist).
Das heißt, die obengenannten Ziele der Erfindung werden
erreicht mit einem wärmeempfindlichen Übertragungsaufzeichnungsmedium,
das umfaßt einen Träger mit einer Substrierschicht
(Haftschicht) und einer darauf aufgebrachten
wärmeempflindlichen Färbemittelschicht, die mindestens
eine Verbindung mit einer Vielzahl von polaren Gruppen
und/oder polaren Bindungen enthält, die ausgewählt werden
aus der Gruppe, die besteht aus einer Hydroxylgruppe,
einer Aminogruppe, die substituiert sein kann, einer Iminogruppe,
die substituiert sein kann, einer Carboxylgruppe
und ihrem Salz, einer Esterbindung, einer Ätherbindung,
einer Urethanbindung und einer Amidobindung. Diese Gruppe
von Verbindungen wird nachstehend als Verbindungen der
Gruppe A bezeichnet.
Es gibt noch viele unklare Punkte in bezug auf die Gründe
dafür, warum durch den erfindungsgemäßen Aufbau überraschende
Effekte erzielt werden, wenn jedoch die obengenannten
beiden Parameter der Farbschicht in geeigneter
Weise gestaltet sind, löst sich die Druckerfarbe in einer
hohen Konzentration nach und nach vom obersten Teil der
Farbschicht ab und die Abhängigkeit der Übertragungsmenge
der Druckerfarbe von der Oberflächenglätte des Druck-
bzw. Kopierpapieres kann minimal gehalten werden. Es wird
angenommen, daß die Übertragungsmenge der Druckerfarbe
bestimmt wird durch den feuchten Bereich (den Kontaktbereich
mit dem Druck- bzw. Kopierpapier) als Folge der
Viskosität der Druckerfarbe, wenn sie geschmolzen ist,
und der Aggregationsbruchfestigkeit der Druckerfarbe, wenn
sie nicht geschmolzen ist, und des damit verbundenen
mechanischen Gleichgewichts bei der Ablösung der Farbfolie.
Wie bereits bei der Beschreibung der konventionellen
Verfahren erwähnt, reicht die kombinierte Verwendung
der generellen Materialien allein, obgleich dadurch dafür
gesorgt werden kann, daß die Viskosität allein in
ihren optimalen Bereich fällt, nicht aus, um die Aggregationsfestigkeit
zu verringern und sie optimal zu machen.
Selbst wenn beispielsweise Weichmacher, wie z. B. ein
niedrigschmelzendes Harz und/oder ein halbfestes Material,
in Kombination in die Farbschicht eingearbeitet werden,
wird die gesamte Farbschicht auf einmal auf eine
Druck- bzw. Kopierfolie übertragen, weil sie nicht in der
Lage sind, die Aggregationsfestigkeit in ausreichendem
Maße zu verringern.
Als Ergebnis weiterer Untersuchungen wurde nun gefunden,
daß eine ausreichende Verringerung der Aggregationsfestigkeit
der Farbschicht ohne Beeinträchtigung der erforderlichen
und minimalen Schichtformbarkeit und unter gleichzeitiger
Beibehaltung ihrer Haftfestigkeit an der Haftschicht
dadurch erzielt werden kann, daß man lediglich
Wachse mit einer verhältnismäßig geringen Polarität und
polare Materialien, bei denen es sich um solche Verbindungen
der Gruppe A handelt und die insbesondere mit diesen
Wachsen mischbar sind, in Kombination in die Farbschicht
einarbeitet.
Das heißt, die Aggregationsfestigkeit ist zurückzuführen
auf die intermolekulare Wechselwirkung der in der Farbschicht
enthaltenen Verbindungen. Es wird daher angenommen,
daß die Größe der Aggregationsfestigkeit variiert in
Abhängigkeit von der Art und Anzahl der polaren Gruppen
in dem Molekül oder makroskopisch in Abhängigkeit von der
Anwesenheit des See-Insel-Systems auf der Basis der Nicht-
Mischbarkeit der Verbindungen untereinander. Erfindungsgemäß
erfolgt die Kontrolle bzw. Steuerung der Aggregationsfestigkeit
durch eine Kombination der obengenannten Wachse
mit Verbindungen der Gruppe A.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin,
daß die Farbschicht im aufgeschmolzenen Zustand aufgebracht
werden kann.
Wenn ein festes Muttermaterial in der Farbschicht enthalten
ist oder nicht enthalten ist, ist es dann, wenn ein
solches Wachs und ein mit dem Wachs nicht mischbares
Harz verwendet werden, unerläßlich, ein flüchtiges Lösungsmittel
beim Beschichten zu verwenden. Die Verwendung eines
flüchtigen Lösungsmittels führt jedoch nicht nur zu sozialen
Problemen, wie z. B. zu einer Umweltverschmutzung, sondern
erhöht auch die Herstellungskosten, was dazu führt, daß
die Herabsetzung der Betriebskosten, die ein wesentliches
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, zunichte gemacht wird.
Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt es, beim Aufbringen
der Farbschicht durch Heißschmelzbeschichten die Herstellungskosten
niedrig zu halten.
Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert, ohne jedoch
darauf beschränkt zu sein.
Erfindungsgemäß enthält das eine wärmeschmelzbare Farbmaterialschicht
aufbauende wärmeschmelzbare Material in
Kombination Wachse mit einer verhältnismäßig geringen
Polarität und hochpolare Verbindungen der Gruppe A.
Beispiele für die obengenannten Wachse mit einer verhältnismäßig
geringen Polarität sind tierische, pflanzliche,
mineralische Wachse, Wachse vom Erdöl-Typ, vom metamorphen
Typ und vom synthetischen Kohlenwasserstoff-Typ, bei
denen es sich um Materialien mit einem Schmelzpunkt von
nicht mehr als 100°C, vorzugsweise von 40 bis 80°C
(gemessen nach Yanagimoto Modell MPJ-2), handelt. Konkret
können die folgenden Wachse verwendet werden:
Zu Beispielen für tierische Wachse gehören Bienenwachs,
Insektenwachs, Schellackwachs, Spermaceti, Wollwachs
und dgl., zu Beispielen für pflanzliche Wachse gehören
Carnaubawachs, Japanwachs, Auriculawachs, Espartowachs,
Candelillawachs und dgl., zu Beispielen für mineralische
Wachse gehören Motanwachs, Ozokerit, Ceresin und dgl.,
zu Wachsen vom Erdöl-Typ gehören Paraffinwachs, mikrokristallines
Wachs, Esterwachs, Petrolactam und dgl.,
zu Wachsen vom Metamorphen Typ gehören oxidiertes Wachs,
Montanwachsderivate, Paraffin oder mikrokristalline Wachsderivate
und dgl., zu Beispielen für Wachse vom synthetischen
Kohlenwasserstoff-Typ gehören Fischer-Tropsch-Wachs,
Polyethylenwachs, Polyethylene mit nierigem Molekulargewicht
und Derivate davon und dgl. Diese können allein oder
in Form einer Kombination von zwei oder mehr davon verwendet
werden. Außerdem können erfindungsgemäß auch andere
Wachse, wie z. B. Rizinuswachs, Opalwachs und dgl., in
Kombination mit diesen Wachsen verwendet werden.
Diese Wachse werden zweckmäßig als kontinuierliches Bindemittel
in der Farbschicht verwendet.
Bei der erfindungsgemäßen Verbindung der Gruppe A handelt
es sich um eine Verbindung, die im Innern ihres
Moleküls mindestens zwei polare Gruppen, mindestens zwei
polare Bindungen oder mindestens zwei Komplexe davon aufweist.
In einer Verbindung mit nur einer polaren Gruppe
in ihrem Molekül können keine derartigen Effekte, wie sie
oben erwähnt sind, erwartet werden. Es wird angenommen,
daß dies darauf zurückzuführen ist, daß der kompatible
Zustand, zurückzuführen auf die Mischbarkeit der Verbindung
mit dem Wachs, zu keiner ausreichenden Herabsetzung
der Aggregationsfestigkeit der Farbschicht führt
oder hingegen zu einer Zunahme der Aggregationsfestigkeit
führt.
Zu erfindungsgemäßen Beispielen für bevorzugte polare
Gruppen, die in Mehrzahl im Innern des Moleküls enthalten
sein müssen, gehören Hydroxylgruppen (-OH), Aminogruppen
(einschließlich der substituierten Aminogruppen: -NH2,
-NHR, worin R einen Substituenten darstellt), Iminogruppen
(einschließlich der substituierten Iminogruppen:
=NH, =NR, worin R einen Substituenten darstellt) und
Carboxylgruppen (einschließlich ihrer Salze: -COOH,
-COOM, worin M ein Alkalimetall oder eine basische Komponente,
wie z. B. NH4 darstellt); und zu Beispielen für
die polare Bindung gehören die Esterbindung (-COO-),
die Ätherbindung (-O-), die Amidobindung (-CONH-) und
die Urethanbindung (-NHCOO-).
Da durch die vorliegende Erfindung angestrebt wird, die
Aggregationsbruchfestigkeit der Farbschicht bis zu einem
optimalen Ausmaß zu verringern durch Einarbeitung von
Wachsen in Kombination mit Verbindungen der Gruppe A
in die Farbschicht, ist die Verwendung einer Verbindung,
selbst wenn der obengenannte polare Anteil im Innern
ihres Moleküls vorhanden ist, nicht wirksam, wenn sie im
Gegensatz dazu die Aggregationsfestigkeit der Farbschicht
erhöht. So wurde beispielsweise gefunden, daß ein bestimmtes
Polymeres, dessen gewichtsdurchschnittliches
Molekulargewicht übermäßig groß ist, die Aggregationsfestigkeit
der Farbschicht erhöht, so daß es damit unmöglich
ist, den Effekt der vorliegenden Erfindung zu
erzielen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Gruppe A werden
nachstehend näher erläutert, wobei sie der Einfachheit
halber allgemein in drei Typen eingeteilt werden:
a) in Verbindungen, die eine Vielzahl von polaren Gruppen enthalten,
b) in Verbindungen, die eine Vielzahl von polaren Bindungen enthalten, und
c) in Polymere mit einem polaren Anteil.
a) in Verbindungen, die eine Vielzahl von polaren Gruppen enthalten,
b) in Verbindungen, die eine Vielzahl von polaren Bindungen enthalten, und
c) in Polymere mit einem polaren Anteil.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Gruppe A sind
jedoch nicht auf die obengenannten beschränkt, da es natürlich
auch komplexe Verbindungen gibt, die aus den
obengenannten Verbindungen (a) und (b) bestehen, es auch
Polymere gibt, die zur Gruppe der Verbindungen (a) oder
(b) gehören, und dgl. Zusammen mit diesen als Grundstruktur
können ferner ein Benzolkern bzw. -ring, ein gesättigter
Kohlenwasserstoffring, eine gesättigte oder ungesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, ein Halogenatom, ein Schwefelatom,
ein Stickstoffatom und dgl. in Kombination in das
Molekül eingearbeitet werden.
Zu diesen Verbindungen gehören Polyhydroxyalkohole, Polyamine,
polybasische Säuren, Oxysäuren, Aminosäuren, Aminoalkohole
und dgl.
Bevorzugte Polyhydroxyalkohole sind solche mit einem Molekulargewicht
von 40 bis 2000, die einen Schmelzpunkt von
vorzugsweise 40 bis 120°C, insbesondere von 40 bis 90°C,
haben. Zu geeigneten Beispielen für derartige Polyhydroxyalkohole
gehören Glycerin, Pentaerythrit, Mannit,
Sorbit, Sorbitan, Butyalkohol, Alkylenglykole (wie
Ethylenglykol, Propylenglykol, Decamethylenglykol und
dgl.; solche mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen sind bevorzugt,
weil dann, wenn die Alkylkette zu lang ist, die Polarität
herabgesetzt wird) und dgl. Es können auch Homopolymere
dieser Polyhydroxyalkohole, wie z. B. Polyglycerin,
Polypentaerythrit, Polyalkylenglykol und dgl. verwendet
werden (selbst wenn das gewichtsdurchschnittliche Molekulargewicht
größer wird, wird dadurch die Aggregationsfestigkeit
nicht erhöht, das gewichtsdurchschnittliche
Molekulargewicht beträgt jedoch vorzugsweise nicht mehr
als 20 000 und insbesondere nicht mehr als 10 000, vom
Standpunkt der Viskosität aus betrachtet).
Bei den obengenannten Polyaminen handelt es sich um solche
mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise 50 bis 2000,
insbesondere von 60 bis 1000, die einen Schmelzpunkt von
40 bis 120°C haben.
Zu geeigneten Beispielen für solche Polyamine gehören
aliphatische Diamine vom geradkettigen oder Seitenketten-
Typ (die Anzahl der Kohlenstoffatome des Alkylanteils
beträgt zweckmäßig 6 bis 30; wie z. B. Hexamethylendiamin,
Decamethylendiamin und dgl.), Polyalkylenpolyamine (z. B.
Triethylentetramin, N-(4-Aminobutyl)cadaverin, Spermin,
1-(2-Aminoethyl)piperazin und dgl.) und dgl.
Bei den obengenannten polybasischen Säuren (Polycarbonsäuren)
handelt es sich, obgleich sie im allgemeinen hohe
Schmelzpunkte aufweisen, um solche mit einem Schmelzpunkt
von vorzugsweise 40 bis 140°C und mit einem Molekulargewicht
von vorzugsweise nicht mehr als 10 000 und insbesondere
von 60 bis 2000.
Zu geeigneten Beispielen für solche polybasischen Säuren
gehören gesättigte Dicarbonsäuren (wie Glutarsäure, α-
Methylbernsteinsäure, α-Methylglutarsäure, Eicosandicarbonsäure
und dgl.), ungesättigte Dicarbonsäuren (wie Itaconsäure,
Fumarsäure und dgl.), Tricarbonsäuren (wie
Propan-1,2,3-tricarbonsäure), aromatische und heterocyclische
Dicarbonsäuren (wie z. B. p-Phthalsäure, 1-Methylpyrrol-
2,5-dipropionsäure und dgl.) und dgl.
Bei den bevorzugten Verbindungen, die eine Vielzahl von
unterschiedlichen polaren Gruppen enthalten, handelt es
sich um solche mit einem Molekulargewicht von 60 bis
2000 und einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C.
Zu geeigneten Beispielen für solche Verbindungen gehören
Oxysäuren (wie Zitronensäure, Apfelsäure und dgl.),
Aminosäuren (wie Glutaminsäure, Lysinsäure, Asparaginsäure
und dgl.), Aminoalkohole (wie Diethanolamin, Triisopropanol,
1-Amino-5-pentanol und dgl.) und dgl. Es ist
natürlich auch möglich, daß die Verbindung drei Gruppen:
Hydroxyl-, Amino- oder Iminogruppen und Carboxylgruppen,
im gleichen Molekül enthält.
Dabei handelt es sich um Verbindungen, die zwei oder mehr
Bindungsanteile (die gleich oder verschieden sein können)
enthalten, die ausgewählt werden aus der Klasse, die
besteht aus Ester-, Äther-, Urethan- und Amidobindungen,
und erfindungsgemäß umfassen sie auch komplexe Verbindungen,
die mindestens eine der obengenannten Bindungen und
mindestens eine der im Abschnitt (a) genannten polaren
Gruppen enthalten. Letztere sind zweckmäßig, weil eine
solche komplexe Verbindung erhalten werden kann unter
Verwendung eines Teils oder der gesamten polaren Gruppen
einer Verbindung, die eine Vielzahl von polaren Gruppen
enthält, wie im Abschnitt (a) definiert, um Ester-,
Äther-, Urethan- und Amidobindungen davon abzuleiten.
Bevorzugte Verbindungen sind solche mit einem Molekulargewicht
oder mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht
von 60 bis 2000 und einem Schmelzpunkt von 40
bis 120°C, vorzugsweise von 50 bis 80°C.
Geeignete Beispiele für Verbindungen (b), die von Verbindungen
(a) abgeleitet sind, werden nachstehend an Hand
ihrer Herstellung erläutert, die vorliegende Erfindung
ist jedoch auf diese Beispiele nicht beschränkt.
Es gibt zwei Wege: der eine besteht darin, daß eine
Esterbindung hergestellt wird durch Umsetzung zwischen
dem hydroxylgruppenhaltigen Polyhydroxyalkohol, Oxysäure
oder Aminoalkohol der Klasse (a) und einer carboxylgruppenhaltigen
Verbindung, und der andere Wege besteht
darin, daß eine Esterbindung erzeugt wird durch
Umsetzung zwischen der carboxylgruppenhaltigen (oder
ein Metallsalz davon enthaltenden) polybasischen Säure,
Oxysäure oder Aminosäure der Klasse (a) und einer alkoholische
hydroxylgruppenhaltigen Verbindung.
Als carboxylgruppenhaltige Verbindung beim erstgenannten
Weg sind solche mit nicht weniger als 10 Kohlenstoffatomen,
insbesondere höhere Fettsäuren mit 19 bis 50 Kohlenstoffatomen
bevorzugt, wozu beispielsweise gehören Decansäure,
Tridecansäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Nonadecansäure,
Behensäure, Lignocerinsäure und dgl. Es können aber
auch andere Verbindungen als die obengenannten verwendet
werden, wie z. B. geradkettige Monoensäuresalze, Di-, Tri-
und Tetransäuren, tertiäre Fettsäuren, verzweigtkettige
Fettsäuren, dimere Säuren, Aminosäuren, Oxycarbonsäuren,
polybasische Säuren, Fettsäurechloride und Fettsäureanhydride.
Viele der dabei erhaltenen Esterbindungs-Derivate sind
Gemische von verschiedenen Isomeren, Mono-, Di-, Tri-,
Tetra- oder höheren Polyesterbindungs-Derivaten, diese
können jedoch insgesamt verwendet werden. Die Herstellung
eines solchen Esterbindungs-Derivats kann auch nach
einem Umesterungsverfahren und dergleichen erfolgen, unabhängig
von dem dafür angewendeten Syntheseverfahren.
Als alkoholische hydroxylgruppenhaltige Verbindung in dem
zuletzt genannten Weg sind solche mit nicht weniger als
10 Kohlenstoffatomen, insbesondere höhere aliphatische
Alkohole mit 19 bis 50 Kohlenstoffatomen, bevorzugt und
es können auch andere Polyhydroxyalkohole, ungesättigte
höhere Alkohole, Oxysäuren, Aminoalkohole oder Verbindungen,
wie Caprolacton, die nach der Ringöffnung als
Alkohol fungieren, vorzugsweise verwendet werden.
Nachstehend sind einige typische Beispiele für Esterbindungs-
Derivate angegeben:
- Propylenglykolmonomyristat
- Monoglyceridstearat
- Diglyceridlaurat
- Sorbitanmonobehenat
- Polycarbonsäurefettsäureester von Polyglycerin
- Polypropylenglykolmonobehenat
- Pentaerythritdistearat
- Mannitmonooleatmonostearat
- Sorbittristearat
- Butylalkoholmonolaurat
- Distearylterephthalat
- Didodecyldodecanoat und
- Polyethylenglykoldipalmitat.
- Propylenglykolmonomyristat
- Monoglyceridstearat
- Diglyceridlaurat
- Sorbitanmonobehenat
- Polycarbonsäurefettsäureester von Polyglycerin
- Polypropylenglykolmonobehenat
- Pentaerythritdistearat
- Mannitmonooleatmonostearat
- Sorbittristearat
- Butylalkoholmonolaurat
- Distearylterephthalat
- Didodecyldodecanoat und
- Polyethylenglykoldipalmitat.
Bei den erfindungsgemäßen Ätherbindungs-Derivaten handelt
es sich um solche, die in ihrem Molekül eine Ätherbindung
und die obengenannte polare Gruppe oder polare
Bindung enthalten. Die Herstellung des Derivats erfolgt
unter Verwendung der Hydroxylgruppe des Polyhydroxyalkohols,
der Oxysäure oder des Aminoalkohols der Klasse
(a), um davon eine Ätherbindung abzuleiten. Dazu gehören
beispielsweise Alkyläther, Alkaryläther, Aryläther und
dgl. In diesem Falle beträgt die Anzahl der Kohlenstoffatome
vorzugsweise nicht weniger als 6 und insbesondere
19 bis 50. Zu Beispielen für solche Derivate gehören solche
mit einer Struktur, die Ätherverknüpft ist mit einem
höheren aliphatischen Alkohol, wie Behenylalkohol,
Stearylalkohol, Oleylalkohol und dgl., oder solche mit
einer Struktur, die Äther-gebunden ist mit Phenol oder
einem Alkylphenol und dgl. Außerdem können auch solche
mit einer Struktur, die Äther-gebunden ist mit einem
Polyhydroxyalkohol, wie Cholesterin, Phytosterin und dgl.,
sowie solche mit einer Struktur, die Äther-gebunden ist
mit den gleichen und/oder unterschiedlichen einzelnen
oder einer Vielzahl der obengenannten Polyhydroxyalkohole
verwendet werden.
Nachstehend sind einige Beispiele für repräsentative
Vertreter der Ätherbindungs-Derivate angegeben:
- Propylenglykolstearyläther
- Polypropylenglykoldibehenyläther
- Sorbitanphytostearinäther
- Glycerinmonostearyläther
- Polyglycerinpolybehenyläther
- Pentaerythritcholesterinäther
- Di(4-carboxypropyl)äther
- Ethylenglykolmonostearyläther und
- Decamethylenglykollauryläthertridecanoat.
- Propylenglykolstearyläther
- Polypropylenglykoldibehenyläther
- Sorbitanphytostearinäther
- Glycerinmonostearyläther
- Polyglycerinpolybehenyläther
- Pentaerythritcholesterinäther
- Di(4-carboxypropyl)äther
- Ethylenglykolmonostearyläther und
- Decamethylenglykollauryläthertridecanoat.
Bei den erfindungsgemäßen Amidobindungs-Derivaten handelt
es sich um Verbindungen, die im Innern ihres Moleküls
eine Amidobindung und die obengenannte polare Gruppe oder
polare Bindung aufweisen. Die Carboxyl- oder Aminogruppe
der Polycarbonsäure, des Polyamins, der Aminosäure oder
des Aminoalkohols der Klasse (a) wird mit einer Aminogruppe
bzw. einer Carboxylgruppe reagieren gelassen, um dadurch
eine Amidobindung davon abzuleiten.
Bei der Carbonsäure, die mit der Aminogruppe des Polyamins,
des Aminoalkohols oder der Aminosäure reagiert,
handelt es sich um eine höhere Fettsäure mit vorzugsweise
10 bis 50, insbesondere 19 bis 45 Kohlenstoffatomen und
als Carbonsäure können die verschiedenen Säuren verwendet
werden, wie sie oben unter (i) angegeben worden
sind.
Das für die Umsetzung mit der Carboxylgruppe der Polycarbonsäure,
der Oxysäure oder der Aminosäure verwendete
Amin ist zweckmäßig ein höheres aliphatisches Amin mit 7
bis 50 Kohlenstoffatomen und abgesehen davon können auch
andere ungesättigte Amine, sekundäre oder tertiäre Amine,
aromatische Amine, Aminosäuren, Polyamine, Aminoalkohole
und dgl. verwendet werden.
Nachstehend sind einige repräsentative Beispiele für die
Amidobindungs-Derivate angegeben:
- H2N(CH2)4NH(CH2)5NHCOC18H37
- Tetramethylendiamindidodecanamid
- Propionsäure-3-hydroxypropylamin
- Terephthalsäurediamylamid
- Pentamethylendiamindistearylamid
- Propan-1,2,3-tricarbonsäure-monooctadecylamid und
- H2N(CH2)2S(CH2)2NHCOC18H37
- H2N(CH2)4NH(CH2)5NHCOC18H37
- Tetramethylendiamindidodecanamid
- Propionsäure-3-hydroxypropylamin
- Terephthalsäurediamylamid
- Pentamethylendiamindistearylamid
- Propan-1,2,3-tricarbonsäure-monooctadecylamid und
- H2N(CH2)2S(CH2)2NHCOC18H37
Bei den erfindungsgemäßen Urethanbindungs-Derivaten handelt
es sich um Verbindungen, die im Innern ihres Moleküls
eine Urethanbindung und die obengenannte polare Gruppe
oder polare Bindung aufweisen. Die Hydroxylgruppe des
Polyhydroxyalkohols, der Oxysäure oder des Aminoalkohols
der Klasse (a) wird mit einer Isocyanatgruppe reagieren
gelassen, um dadurch eine Urethanbindung davon abzuleiten.
Bei dem für die Reaktion verwendeten Isocyanat handelt es
sich um ein höheres aliphatisches Isocyanat mit vorzugsweise
6 bis 50, insbesondere 10 bis 50 Kohlenstoffatomen
und außerdem können auch Polyisocyanate, ungesättigte
Isocyanate, aromatische Isocyanate, halogenhaltige Isocyanate
und dgl. verwendet werden.
Nachstehend sind einige repräsentative Beispiele für die
Urethanbindungs-Derivate angegeben:
- C18H37NHCOOCH2CH(OH)CH2OH
- C2H5CONH(CH2)4NHCOO(CH2)6OH
- H2N(CH2)6NHCOO(CH2)4OCOC17H35 und
- C12H25NHCOOCH2CH2OH
- C18H37NHCOOCH2CH(OH)CH2OH
- C2H5CONH(CH2)4NHCOO(CH2)6OH
- H2N(CH2)6NHCOO(CH2)4OCOC17H35 und
- C12H25NHCOOCH2CH2OH
Erfindungsgemäß handelt es sich bei den Polymeren mit
einem polaren Anteil um geradkettige Polymere (ohne
dreidimensionale Struktur) vom Polyester-, Polyamid-,
Polyurethan- und Vinyl-Typ.
Unter diesen Polymeren gibt es jedoch, selbst wenn sie in
ihrem Molekül eine Anzahl von polaren Anteilen aufweisen,
Fälle, in denen diese hingegen die Aggregationsfestigkeit
im Innern der Farbschicht erhöhen. Daher muß das erfindungsgemäß
zu verwendende Polymere einen Erweichungspunkt
von nicht mehr als 100°C und ein gewichtsdurchschnittliches
Molekulargewicht von nicht mehr als 9000, vorzugsweise
von nicht mehr als 5000, insbesondere von nicht mehr als
2000, haben.
Bei den erfindungsgemäßen geradkettigen Polyestern handelt
es sich um Polymere ohne dreidimensionale Struktur,
die in ihrer Hauptkette zwei oder mehr Esterbindungen
aufweisen. Sie können im allgemeinen durch Polymerisation
von dibasischen Säuren mit Glykolen oder durch Ringöffnungspolymerisation
von Verbindungen vom Lacton-Typ erhalten
werden.
Nachstehend sind einige repräsentative Beispiele für
geradkettige Polyester angegeben (die Abkürzung "Mw"
steht für "gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht"):
- Sebacinsäure/Decamethylenglykol-Copolymer (Mw 3000, F. 74°C)
- Adipinsäure/Propylenglykol-Copolymer (Mw 3000, F. 50°C)
- ω-Hydroxydecansäurepolymer (Mw 4000, F. 75°C)
- δ-Valerolactonpolymer (Mw 2000, F. 54°C) und
- ω-Caprolactonpolymer (Mw 4000, F. 55°C).
- Sebacinsäure/Decamethylenglykol-Copolymer (Mw 3000, F. 74°C)
- Adipinsäure/Propylenglykol-Copolymer (Mw 3000, F. 50°C)
- ω-Hydroxydecansäurepolymer (Mw 4000, F. 75°C)
- δ-Valerolactonpolymer (Mw 2000, F. 54°C) und
- ω-Caprolactonpolymer (Mw 4000, F. 55°C).
Das ω-Caprolactonpolymer ist im Handel unter den Handelsnamen
Placcell 240, 260, 280 und H-1 (der Firma Daicell
Chemical Co., Ltd.) erhältlich.
Das zu verwendende Polymere kann eine Verbindung sein,
die im Innern ihres Moleküls einen solchen Polyester in
Block- oder Pfropfform aufweist oder die eine endständige
Gruppe, wie z. B. eine Alkyl- oder Amidogruppe aufweist,
oder die eine einzelne oder eine Vielzahl von Hydroxylgruppen,
Aminogruppen, Carboxylgruppen oder Carbonylgruppen
aufweist oder die an ihrer Hauptkette oder an ihrer
Seitenkette eine partielle Ätherbindung, Amidobindung
oder Urethanbindung aufweist.
Bei den erfindungsgemäßen geradkettigen Polyamiden handelt
es sich um Polymere ohne dreidimensionale Struktur, die an
ihrer Hauptkette eine Vielzahl von Amidobindungen aufweisen.
Sie können im allgemeinen erhalten werden durch Polymerisation
von dibasischen Säuren und Diaminen, durch
Selbstkondensation von ω-Aminosäuren oder durch Ringöffnungspolymerisation
von Verbindungen vom Lactam-Typ.
Das Niedrighalten des Schmelzpunktes des geradkettigen Polyamids
unter 100°C kann erfolgen (1) durch Herabsetzung
des gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichtes des Polymeren
(auf vorzugsweise nicht mehr als 2000), (2) im
Falle des gleichen gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewichtes
durch Erhöhung des Molekulargewichtes des Monomeren
und durch Herabsetzung des Polymerisationsgrades
(auf vorzugsweise nicht mehr als 20) oder (3) durch N-Alkylierung
des Polyamidanteils. Unter diesen Verfahren kann
die N-Alkylierung erzielt werden durch Mischen eines N-Alkyl-
oder N,N′-Dialkyldiamins mit dem mit einer dibasischen
Säure zu polymerisierenden Diamin oder durch Verwendung
einer der ω-Aminosäure entsprechenden ω-N-Alkylaminosäure.
Zu Beispielen für geeignete Polymere gehören ω-N-Methylaminoundecansäurepolymere
(F. 60°C), Mw etwa 5000), von
denen einige im Handel erhältlich sind, wie z. B. die Produkte
der HT-W-Reihe der Firma Sanwa Chemical Co., Ltd.
Das Polymere kann auch eine Verbindung sein, die im Innern
ihres Moleküls ein solches Polyamid in Block- oder Pfropfform
enthält, oder es kann eine Verbindung sein, die eine
endständige Gruppe, wie z. B. eine Alkyl- oder Aminogruppe
aufweist, oder die eine Hydroxyl-, Amino-, Carboxyl- oder
Carbonylgruppe aufweist oder es kann auch eine solche
Verbindung sein, die in ihrer Hauptkette oder in ihrer
Nebenkette eine partielle Äther-, Ester- oder Urethanbindung
aufweist.
Bei den geradkettigen Polyurethanen handelt es sich um
Polymere ohne dreidimensionale Struktur, die eine Vielzahl
von Urethanbindungen an ihrer Hauptkette aufweisen.
Sie können im allgemeinen erhalten werden durch Polyaddition
von Diisocyanaten an Glycole, sie können aber
auch nach verschiedenen Verfahren synthetisiert werden,
wie z. B. durch Kondensation und dgl.
Zu den Beispielen für das Polymere gehören das Polykondensationsprodukt
von Hexamthylendiisocyanat und Hexan-2,5-
diol (Mw etwa 1200, F. 86°C).
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Gruppe A unterscheiden
sich in bezug auf ihre Mischbarkeit mit Wachsen
entsprechend ihrer Kombination. Diese Mischbarkeit wird
nachstehend näher erläutert. Wenn die Mischbarkeit mit
flüssigem Paraffin (beispielsweise dann, wenn die Konzentration
der Verbindungen der Gruppe A 10 Gew.-% beträgt)
als Repräsentativwert für die Mischbarkeit mit
Wachsen verwendet wird, können die Verbindungen in die
folgenden drei Typen eingeteilt werden:
a) solche, die mit flüssigem Paraffin bei beliebiger Temperatur nicht mischbar sind,
b) solche, die mit flüssigem Paraffin bei 40°C oder darüber mischbar sind, bei weniger als 40°C jedoch nicht mischbar sind, und
c) solche, die mit flüssigem Paraffin bei beliebiger Temperatur mischbar sind.
a) solche, die mit flüssigem Paraffin bei beliebiger Temperatur nicht mischbar sind,
b) solche, die mit flüssigem Paraffin bei 40°C oder darüber mischbar sind, bei weniger als 40°C jedoch nicht mischbar sind, und
c) solche, die mit flüssigem Paraffin bei beliebiger Temperatur mischbar sind.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sind
zweckmäßig solche der Typen (a) und (b), wobei die wiederholte
Bedruckbarkeit bzw. Kopierbarkeit und Produktivität
in Betracht zu ziehen sind, solche des Typs (c) haben
jedoch ebenfalls einen geringen funktionalen Effekt.
Erfindungsgemäß ist die Einarbeitung eines bei niedriger
Temperatur erweichenden Harzes in die Farbschicht sehr
vorteilhaft zur Steuerung bzw. Kontrolle der Viskosität
und Aggregationsfestigkeit.
Als niedrigschmelzendes Harz sind solche Polymere, deren
Erweichungspunkt weniger als 110°C (Ring- und -Kugel-
Verfahren) beträgt, bevorzugt, um eine Herabsetzung der
Empfindlichkeit zu verhindern. Erfindungsgemäß braucht
die Harzkomponente nicht als festes Muttermaterial (nicht übertragbar)
zu fungieren und zweckmäßig ist sie mit
Wachsen mischbar und zweckmäßig wird sie auch in einer
geringen Zugabemenge verwendet. Die bevorzugte Zugabemenge
beträgt 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamte
Farbschicht. Daß die Wachse als Bindemittel eine Mischbarkeit
besitzen, ist vorteilhaft zur Erzielung des lösungsmittelfreien
Auftrags der Farbschicht, der eines
der Ziele der vorliegenden Erfindung ist.
Zu konkreten Beispielen gehören Ethylenpolymere, wie Polyethylen,
α-Olefinpolymere und Copolymere, wie z. B.
Polypropylen, Polystyrol, Styrol/Butadien-Copolymere,
Styrol/Isopren-Cpolymere, Kautschuke, wie Polybutadien
und dgl.
Bei der erfindungsgemäßen Haftschicht (Substrierschicht)
handelt es sich um eine Schicht, die auf dem Träger angeordnet
ist und die Wirkung hat, die Haftung zwischen dem
Träger und der Farbschicht (der Färbematerialschicht) zu
verstärken.
Um ein wiederholtes Bedrucken (Kopieren) stabil auf irgendeiner
beliebigen Art eines Druck- bzw. Kopierpapieres
durchführen zu können, das eines der Ziele der vorliegenden
Erfindung ist, ist eine ausreichende Haftung
zwischen dem Träger und der Farbschicht eine wesentliche
Vorbedingung.
Die Farbschicht weist als ganze eine verhältnismäßig geringe
Polarität auf, während der Träger (im allgemeinen
aus Polyethylenterephthalat) eine verhältnismäßig starke
Polarität besitzt, so daß die vorliegende Erfindung ohne
die Haftschicht (Substrierschicht) nicht erzielt werden
kann. Die Haftschicht (Substrierschicht) spielt somit eine
wichtige Rolle, nach den von der Anmelderin durchgeführten
Untersuchungen differiert jedoch die Farbübertragungsmenge
in Abhängigkeit von der Haftfestigkeit,
auch wenn die Haftung ausreichend zu sein scheint, so
daß die Auswahl der Haftschicht (Substrierschicht), die
sowohl für den Träger als auch für die Farbschicht geeignet
ist, wesentlich ist.
Um zu bewirken, daß die Haftschicht (Substrierschicht)
ihre Funktion in ausreichendem Maße erfüllt, sollte die
Haftschicht (Substrierschicht) aus einer Harzkomponente
bestehen oder hauptsächlich aus einem Harz bestehen.
Ob die Haftfestigkeit ausreichend ist oder nicht, kann
nicht ohne weiteres angegeben werden, da dies von dem
Gleichgewicht mit der Aggregationsfestigkeit der Farbschicht
auf der Haftschicht (Substrierschicht) abhängt.
Das heißt, um das wiederholte Vervielfältigen (Drucken
bzw. Kopieren) zu ermöglichen, ist es erforderlich, daß
die Träger/Farbschicht-Haftfestigkeit die Aggregationsfestigkeit
der Farbschicht so wenig wie möglich übersteigt
und auf diese Weise variiert das mechanische
Gleichgewicht in Abhängigkeit von der Art des Abziehens
des Farbbandes von dem Druck- bzw. Kopierpapier und auch
von der Temperatur zum Zeitpunkt des Abziehens. Die
Haftfestigkeit wird nach einem "Abziehtest-Verfahren"
bestimmt, bei dem ein auf die Farbschicht aufgebrachter
Klebestreifen abgezogen wird.
Der Erweichungspunkt der erfindungsgemäßen Haftschicht
bzw. Substrierschicht beträgt vorzugsweise mindestens
50°C, insbesondere nicht weniger als 70°C. Die Wärmeleitfähigkeit
der Haftschicht (Substrierschicht) sollte
zweckmäßig hoch sein.
Die Dicke der Haftschicht (Substrierschicht) ist zweckmäßig
so gering wie möglich, solange ihre Haftfestigkeit
ausreichend ist, und sie beträgt vorzugsweise 0,05 bis
6 µm, insbesondere 0,3 bis 3 µm.
Zum Aufbringen der Haftschicht (Substrierschicht) können
beispielsweise das Gravürebeschichtungs-, Extrusionsbeschichtungs-,
Walzenbeschichtungs-, Drahtstabbeschichtungs-,
Tauchbeschichtungs- und ähnliche Verfahren angewendet
werden. Die Form der Beschichtungsflüssigkeit
kann ausgewählt werden aus solchen, die umfassen die
heiße Schmelze, die üblicherweise zum Aufbringen eines
harzartigen Materials in Form einer Schicht bekannt ist,
die wäßrige Lösung, die Latexlösung und die organische
Lösungsmittellösung.
Bei dem in der Haftschicht (Substrierschicht) zu verwendenden
Harz kann es sich entweder um ein durch Wärme
weicherwerdendes oder wärmehärtbares Harz handeln, wobei
zu bevorzugten Beispielen dafür gehören Acrylharz,
Ethylen/Vinylacetat-Harz, Vinylacetatharz, Polyurethanharz,
Phenoxyharz, Polyvinylbutyralharz, Polycarbonatharz,
Polyesterharz, Ethylen/Ethylacrylat-Harz, Epoxyharz
und dgl., die Erfindung ist darauf jedoch nicht
beschränkt. Diese Harze werden zweckmäßig in Form von
Kombinationen von zwei oder mehr derselben verwendet.
In die Haftschicht (Substrierschicht) können färbende
Materialien, wärmeschmelzbare Materialien, pulverförmige
anorganische oder organische Materialien und dgl. eingemischt
werden. In diesem Falle muß jedoch verhindert werden,
daß die Haftfestigkeit schlechter wird. Der Harzgehalt
der Haftschicht (Substrierschicht) beträgt, obgleich
er von der Kombination des Harzes mit dem damit zu mischenden
Material abhängt, vorzugsweise nicht weniger
als 30 Gew.-%, insbesondere nicht weniger als 50 Gew.-%.
Um insbesondere die Haftfestigkeit zu erhöhen, enthält
die Haftschicht (Substrierschicht) zweckmäßig mindestens
ein Harz, das ausgewählt wird aus der Gruppe, die besteht
aus Polyurethan-, Phenoxy-, Polyester- und Polycarbonatharzen
und mindestens einen Vertreter, der ausgewählt
wird aus der Gruppe der Copolymeren vom Vinylacetat-
Typ und der Copolymeren vom Acrylat-Typ.
Das in der wärmeschmelzbaren Farbmaterialschicht zu verwendende
färbende Material kann in beliebiger Weise unter
verschiedenen Farbstoffen, vorzugsweise unter solchen
ausgewählt werden, die umfassen Direktfarbstoffe,
Säurefarbstoffe, basische Farbstoffe, Dispersfarbstoffe,
öllösliche Farbstoffe (einschließlich der metallhalltigen
öllöslichen Farbstoffe) und dgl. Bei dem in der erfindungsgemäß
verwendeten Farbmaterialschicht zu verwendenden
Farbstoff kann es sich um irgendein färbendes
Material handeln, solange es zusammen mit einem wärmeschmelzbaren
Material übertragbar ist, so daß zusätzlich
zu den obengenannten auch Pigmente verwendet werden können.
Konkret können die folgenden Beispiele verwendet
werden: Zu geeigneten brauchbaren gelben Farbstoffen gehören
Kayalon Polyester Right Yellow 5G-S (der Firma
Nippon Kayaku K.K.), Oil Yellow (der Firma Hakudo K.K.),
Eizenspilon Yellow GRH (der Firma Hodogaya Chemical Co.,
Ltd.) und dgl. Zu geeigneten brauchbaren roten Farbstoffen
gehören Diacelliton Fast Red R, Dianix Brilliant Red
BS-E (der Firma Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.),
Sumiplast Red FB, Sumiplast Red HFG (der Firma Sumitomo
Chemical Co., Ltd.), Kayalon Polyester Pink RCL-E (der
Firma Nippon Kayaku K.K.), Eisenspilon Red GEH Special
(der Firma Hodogaya Chemical Co., Ltd.) und dgl. Zu geeigneten
brachbaren Farbstoffen gehören Diacelliton Fast
Brilliant Blue R, Dianix Blue EB-E (der Firma Mitsubishi
Chemical Industries, Ltd.), Kayalon Polyester Blue BSF
Conc (der Firma Nippon Kayaku K.K.), Sumiplast Blue 3R,
Sumiplast Blue G (der Firma Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
und dgl. Außerdem können photographische Farbstoffe, wie
z. B. Indoanilinfarbstoffe und Azomethinfarbstoffe, zweckmäßig
verwendet werden. Zu brauchbaren gelben Pigmenten
gehören Hansa Yellow 3G, Tartrazine Lake und dgl. Zu
brauchbaren roten Pigmenten gehören Brilliant Carmine
FB Pure, Brilliant Carmine 6B (Sanyo Shikiso K.K.),
Alizarin Lake und dgl. Zu brauchbaren blauen Pigmenten
gehören Sumikaprint Cyanine Blue GN-O (der Firma Sumitomo
Chemical Co., Ltd.), Cerulean Blue, Phthalocyanine
Blue und dgl. Zu brauchbaren schwarzen Pigmenten gehören
Ruß, Oil Black und dgl. Unter diesen erfindungsgemäß verwendbaren
Färbemitteln ist Ruß am meisten bevorzugt.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert,
ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Alle darin
angegebenen Teile beziehen sich, wenn nichts anderes
angegeben ist, auf das Gewicht.
Auf einen 5,6 µm dicken Polyethylenterephthalatfilmträger
wurde eine Haftschicht (Substrierschicht) mit einer
Trockenschichtdicke von 1,0 µm durch Drahtstabbeschichtung
einer Lösung einer Mischung von Polyurethan (N-2301,
hergestellt von der Firma Nippon Polyurethane K.K.) mit
Ethylen-Ethylacrylat-Harz (NUC-6070, hergestellt von der
Firma Nippon Unicar) in einem Verhältnis von 3:1 aufgebracht
und darauf wurden durch Drahtstabbeschichtung die
nachstehend angegebenen Farbmaterialschicht-Beschichtungsflüssigkeiten
(disperse Flüssigkeiten), die unter Verwendung
eines Lösungsbehälters hergestellt worden waren) aufgebracht,
so daß ihre Trockenschichtdicke 12 µm betrug.
Danach wurden die resultierenden Produkte in einem Trockenraum
auf 100°C erhitzt, wobei man 10 wärmeempfindliche
Übertragungsaufzeichnungsmediumproben (in Form
eines 8 mm breiten Bandes) gemäß der vorliegenden Erfindung
und zum Vergleich erhielt.
Zusammensetzung der Farbmaterialschicht-Beschichtungsflüssigkeit
Montanwachs 22 TeileParaffinwachs 10 TeileCeresinwachs 20 Teileeine der in der Tabelle I
angegebenen Verbindungen 15 TeileRuß 18 TeileEthylen/Vinylacetat-Copolymer 10 Teile
Diese wärmeempfindlichen Übertragungsaufzeichnungsmediumproben
wurden verwendet zur Herstellung von Aufzeichnungen
(Drucken bzw. Kopien) auf einfachem Papier
unter Verwendung eines Wärmedruckers (mit einem Wärmekopf
ausgestattete Vorrichtung vom Dünnfilm-Typ mit
einer Erhitzungselementdichte von 8 Punkten/mm für Versuchszwecke)
mit einer zugeführten Energie von 1,0 mJ/
Punkt. Dieses Verfahren wurde 1 bis 3 Mal wiederholt.
Als einfaches Papier wurde handelsübliches feines Papier
(Beck-Glätte 200 sec) und rauhes Papier (Beck-Glätte
39 sec) verwendet. Die Reflexionsdichten der aufgedruckten
Buchstaben wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle I angegeben.
Auf einen 3,5 µm dicken Polyethylenterephthalatträger wurde
eine Haftschicht (Substrierschicht) mit einer Trockenschichtdicke
von 1,0 µm durch Drahtstabbeschichtung einer
Lösung einer Mischung von Polyutheran (N-3201, hergestellt
von der Firma Nippon Polyurethane) mit einem Ethylen/Ethylacrylat-
Harz (NUC-6070, hergestellt von der Firma Nippon
Unicar) in einem Verhältnis von 3:1 aufgebracht und darauf
wurden nach dem Trocknen durch Drahtstabbeschichtung
die folgenden Farbmaterialschicht-Beschichtungsflüssigkeiten
(disperse Flüssigkeiten, hergestellt unter Verwendung
eines Lösungsbehälters) so aufgebracht, daß ihre Dicke 7 µm
betrug. Danach wurde das beschichtete Produkt 20 Minuten
lang in einem Trockenraum auf 100°C erhitzt, um es zu
trocknen, wobei man 20 wärmeempfindliche Übertragungsaufzeichnungsmediumproben
(in Form eines 8 mm breiten Bandes)
gemäß der Erfindung und zum Vergleich erhielt.
Zusammensetzung der Farbmaterialschicht-Beschichtungsflüssigkeit
Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer 10 TeileCarnaubawachs 22 Teilemikrokristallines Wachs 30 Teile
eine der in der folgenden Tabelle II angegebenen Verbindungen 30 TeileRuß 18 Teile
eine der in der folgenden Tabelle II angegebenen Verbindungen 30 TeileRuß 18 Teile
Diese wärmeempfindlichen Übertragungsaufzeichnungsmediumproben
wurden verwendet zur Herstellung von Aufzeichnungen
(Drucken bzw. Kopien) auf einem einfachen Papier unter Verwendung
eines Wärmedruckers (einer Vorrichtung, ausgestattet
mit einem Wärmekopf vom Dünnfilm-Typ mit einer Heizelementdichte
von 8 Punkten/mm für experimentelle Zwecke) unter
Zuführung einer Energie von 0,85 mJ/Punkt.
Dieses Verfahren wurde einmal und zweimal wiederholt.
Außerdem wurden als einfaches Papier handelsübliches
feines Papier (Beck-Glätte 200 sec) und rauhes Papier
(Beck-Glätte 39 sec) verwendet. Die Reflexionsdichten
der aufgedruckten Buchstaben wurden bestimmt. Die Ergebnisse
sind in der folgenden Tabelle II abgegeben.
Claims (14)
1. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmedium,
gekennzeichnet durch einen Träger mit
einer darauf aufgebrachten Haftschicht (Substrierschicht)
und eine darauf aufgebrachte wärmeschmelzbare Farbmaterialschicht,
die mindestens eine Verbindung mit einer
Vielzahl von polaren Gruppen und/oder polaren Bindungen
enthält, die ausgewählt werden aus der Gruppe, die besteht
aus einer Hydroxylgruppe, einer Aminogruppe, die
substituiert sein kann, einer Iminogruppe, die substituiert
sein kann, einer Carboxylgruppe und ihrem Salz,
einer Esterbindung, einer Ätherbindung, einer Urethanbindung
und einer Amidobindung.
2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Polyhydroxyalkohol handelt, dessen Schmelzpunkt 40 bis
120°C beträgt.
3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um ein
Polyamin handelt, dessen Schmelzpunkt 40 bis 120°C beträgt.
4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um eine
Polycarbonsäure handelt, deren Schmelzpunkt 40 bis 140°C
beträgt.
5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Ester einer höheren Fettsäure mit 19 bis 50 Kohlenstoffatomen
mit einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung, ausgewählt
aus einem Polyhydroxyalkohol, einer Oxysäure und
einem Aminoalkohol, handelt.
6. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Ester eines höheren aliphatischen Alkohols mit 19 bis
50 Kohlenstoffatomen mit einer carboxylgruppenhaltigen
Verbindung, ausgewählt aus einer Polycarbonsäure, einer
Oxysäure und einer Aminosäure, handelt.
7. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Alkyläther einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung,
ausgewählt aus einem Polyhydroxyalkohol, einer Oxysäure
und einem Aminoalkohol, die 19 bis 50 Kohlenstoffatome
enthält, handelt.
8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Alkylaryläther einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung,
ausgewählt aus einem Polyhydroxyalkohol, einer Oxysäure
und einem Aminoalkohol, die 19 bis 50 Kohlenstoffatome
enthält, handelt.
9. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
Aryläther einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung, ausgewählt
aus einem Polyhydroxyalkohol, einer Oxysäure und
einem Aminoalkohol, die 19 bis 50 Kohlenstoffatome enthält,
handelt.
10. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um eine
Amidoverbindung einer höheren Fettsäure mit 19 bis 45
Kohlenstoffatomen mit einer aminogruppenhaltigen Verbindung,
ausgewählt aus einem Polyamin, einem Aminoalkohol
und einer Aminosäure, handelt.
11. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um ein
Urethanderivat, gebildet aus einem höheren aliphatischen
Isocyanat, das 10 bis 50 Kohlenstoffatome enthält, und
einer hydroxylgruppenhaltigen Verbindung, ausgewählt aus
einem Polyhydroxyalkohol, einer Oxysäure und einem Aminoalkohol,
handelt.
12. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Verbindung um einen
linearen Polyester handelt, der durch Polymerisieren einer
zweibasischen Säure und eines Glycols oder Lactons hergestellt
worden ist.
13. Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (Substrierschicht)
enthält oder besteht aus einem Harz, das
ausgewählt wird aus der Gruppe Acrylharz, Ethylenvinylacetatharz,
Vinylacetatharz, Polyurethanharz, Phenoxyharz,
Polyvinylbutylalharz, Polycarbonatharz, Polyesterharz,
Ethylenethylacrylatharz und Epoxyharz.
14. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haftschicht (Substrierschicht)
enthält oder besteht aus mindestens einem Harz, das ausgewählt
wird aus der Gruppe Polyurethanharz, Phenoxyharz,
Polyesterharz und Polycarbonatharz, und mindestens einem
Harz, das ausgewählt wird aus der Gruppe Polyvinylacetatharz
und Polyacrylatharz.
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