DE3687138T2 - Waermeempfindliches uebertragungsaufzeichnungsmaterial. - Google Patents

Waermeempfindliches uebertragungsaufzeichnungsmaterial.

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DE3687138T2 DE8686306209T DE3687138T DE3687138T2 DE 3687138 T2 DE3687138 T2 DE 3687138T2 DE 8686306209 T DE8686306209 T DE 8686306209T DE 3687138 T DE3687138 T DE 3687138T DE 3687138 T2 DE3687138 T2 DE 3687138T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial und insbesondere ein Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial, das für eine wärmeempfindliche Übertragungsaufzeichnungsvorrichtung wie etwa eine thermische Facsimile- und eine thermische Druckvorrichtung verwendet wird.
  • Wärmeempfindliche Aufzeichnungssysteme vom nicht-schlagenden Typus haben in letzter Zeit die öffentliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie wenig Lärm erzeugen und leicht zu handhaben sind. Konventionelle wärmeempfindliche Aufzeichnungssysteme sind frei von Lärm und benötigen kein Entwickeln und Fixieren; ihre Handhabung ist einfach, jedoch weisen sie einige Probleme in Bezug auf das Fälschen und das Speichern auf.
  • Zur Lösung derartiger Probleme sind wärmebeständige Übertragungsaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen worden, die umfassen: Bilden einer unter Wärme schmelzenden Tintenschicht auf einem Schichtträger, Auflegen eines Aufnahmepapiers (Aufzeichnungspapier) auf der bei Wärme schmelzenden Tintenschicht, Erwärmen des Schichtträgers mit einem thermischen Kopf sowie Schmelzen der unter Wärmeeinfluß schmelzenden Tintenschicht, um den geschmolzenen Bereich der unter Wärmeeinfluß schmelzenden Tintenschicht auf das Aufnahmepapier zur übertragen, das aus einem einfachen Papier zusammengesetzt ist.
  • Jedoch leiden derartige wärmeempfindliche Übertragungsaufzeichnungsverfahren an den folgenden Problemen. Während im Falle eines hohen Glattheitgrades des Aufzeichnungspapiers, das aus einfachem Papier zusammengesetzt ist, ein guter Druck erzielt werden kann, führt eine Oberflächenungleichmäßigkeit auf dem Aufzeichnungspapier dazu, daß einige Bereiche mit dem Aufzeichnungspapier in Berührung stehen und andere nicht, falls der Grad an Glattheit des Aufzeichnungspapiers niedrig, z. B. eine Bekk-Glattheit von 50 sec. oder weniger aufweist; als Ergebnis wird die Übertragungseffizienz niedrig, so daß Leerstellen und eine geringere Schärfe gebildet werden, und des weiteren ist die Fluidität der unter Wärme schmelzenden Tinte so hoch, daß die unter Wärme schmelzende Tinte das Aufnahmepapier durchdringt und die Innenseite erreicht, was zu einer geringeren Dichte führt. Deshalb kann ein guter Druck nicht hergestellt werden.
  • Die nachveröffentlichte EP-A 0 194 860 beschreibt ein Tintenherstellungsverfahren, bei dem ein Beschichtungsmaterial vom Heißschmelztyp oder eine Beschichtung vom organischen Lösungsmitteltyp verwendet wird und der Gehalt an Harzbestandteilen maximal 20 Gew.-% beträgt. Im Falle der Heißschmelztinte ist die Schmelzviskosität umso höher, je größer der Gehalt an Harzkomponente ist, wodurch Beschichten nicht möglich ist. Im Falle der Tinte vom organischen Lösungsmitteltyp wird es schwierig, Wachse zu lösen oder zu dispergieren und des weiteren das organische Lösungsmittel aus dem in ihm gelösten oder dispergierten Wachs zum Trocknen zu entfernen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial mit hoher Übertragungseffizienz zur Verfügung zu stellen, das scharfe und klare Drucke mit von Leerstellen freier, hoher Dichte erzeugt.
  • Erfindungsgemäß wird ein wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt, umfassend einen wärmebeständigen Schichtträger, eine wärmeempfindliche Freisetzungsschicht und eine wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht, die in dieser Reihenfolge aufeinanderlaminiert sind, wobei die wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht hauptsächlicht umfaßt: (a) ein Polyethylenharz mit einem Schmelz- oder Erweichungspunkt von 60-150ºC, einem Molekulargewicht von 1.000-100.000, einer Durchdringung bei 25ºC gemäß JIS K 2235 von 20 oder weniger und einer Schmelzviskosität von 100-10.000 cps bei 140ºC, (b) ein Wachs mit einem Schmelzpunkt von 50-110ºC, (c) ein Färbemittel, wobei der Gehalt an den Komponenten (a), (b) und (c) nach Trocknen 50-80 Gew.-%, 0-30 Gew.-% und 5-45 Gew.-% bei einer Gesamtmenge von (a), (b) und (c) von 100 Gew.-% beträgt.
  • Der erfindungsgemäß verwendete wärmeempfindliche Schichtträger umfaßt ein dünnes Papier mit einer Dicke von 20 um oder weniger wie etwa Pergaminpapier, Sublimationsvorlagenpapier und ähnliche sowie einen wärmebeständigen Film mit einer Dicke von 10 um oder weniger wie etwa Polyester, Polyimid, Nylon, Polypropylen und ähnliches.
  • Plastikfilme mit einer Dicke von 2 bis 10 um sind bevorzugt. Um die Wärmebeständigkeit des wärmebeständigen Schichtträgers zu verstärken, kann außerdem eine wärmebeständige Schutzschicht zur Verfügung gestellt sein.
  • Als Polyethylen in der erfindungsgemäß verwendeten, wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht können niedermolekulares Polyethylen vom Oxidtyp mit einem Säurewert von 5 bis 30, niedermolekulares Polyethylen vom Copolymertyp mit 5 bis 40 Gew.-% an Vinylacetat, niedermolekulares Polyethylen vom Copolymertyp mit 5 bis 15 Gew.-% einer organischen Säure (beispielsweise Acrylsäure) sowie ihre Emulsionen oder Dispersionen verwendet werden.
  • Als Wachse der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht können Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, Carnaubawachs, Schellackwachs, Montanwachs und höhere Fettsäuren verwendet werden.
  • Emulsionen davon können ebenfalls verwendet werden. Beispielsweise können als Wachsemulsion Emulsionen von Paraffinwachs, Mikrokristallinwachs, Carnaubawachs, Schellackwachs und Montanwachs verwendet werden.
  • Als erfindungsgemäß verwendete Färbemittel der wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht kann man Pigmente wie etwa Carbonschwarz, Eisenoxid, Preußischblau, Lackrot, Titanoxid und ähnliche sowie Farbstoffe wie basische Farbstoffe, Neozapon-Farbstoffe und ähnliche erwähnen.
  • Als weitere Bestandteile der wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht können Füllmaterialien wie beispielsweise Extenderpigmente wie etwa Calciumcarbonat, Lehm und ähnliche sowie Weichmacher wie verschiedene tierische Öle, pflanzliche Öle, mineralische Öle und ähnliche verwendet werden.
  • Des weiteren ist es zur Herabsetzung der für einen wärmeempfindlichen Kopf notwendigen Energie wirksam, eine wärmeempfindliche Freisetzungsschicht zwischen dem Schichtträger und der wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht zur Verfügung zu stellen. Diese Freisetzungsschicht kann unter Verwendung von Siliconen, Zellulosen sowie Wachsen, entweder allein oder in Kombination miteinander, gebildet werden. Weiterhin können sie zusammen mit darin dispergierten Pigmenten wie etwa Carbonschwarz, Calciumcarbonat, Lehm und Talkum und ähnliche verwendet werden.
  • Vorzugsweise wird eine Freisetzungsschicht verwendet, die imstande ist, bei 50 bis 100ºC zu schmelzen. Beispielhafte Zusammensetzungen der Freisetzungsschicht sind nachstehend angeführt, (wobei bei jedem von A und B der Gesamtgehalt der Bestandteile 100 Gew.-% ausmacht).
  • A: Wachs 90-40 Gew.-%
  • thermoplastisches Harz 0%-40 Gew.-%
  • Weichmacher 0-30 Gew-%
  • B: Wachs 100-30 Gew.-%, Schmpkt. 50-100ºC
  • Ein oder mehrere thermoplastische Harze 10-60 Gew.-%, Schmpkt. 60-150ºC
  • Weichmacher 0-30 Gew.-% bei RT flüssig
  • C: Ein oder mehrere Harze, ausgewählt aus Kollophonium und seinen Derivaten, Terpen-, Kohlenwasserstoffharzen, α-Methylstyrol-Vinyltoluol-Copolymer, niedermolekularem Styrol- sowie Cumaron-Inden-Harzen.
  • D: Wachsemulsionen Nachfolgend werden Bestandteile der erfindungsgemäßen, bei 50 bis 100ºC schmelzenden Freisetzungsschicht aufgeführt:
  • Wachse wie etwa
  • Paraffinwachs,
  • mikrokristallines Wachs,
  • Carnaubawachs,
  • Schellackwachs,
  • Montanwachs,
  • höhere Fettsäuren,
  • höhere Fettsäureamide,
  • höhere Alkohole,
  • Seifen aus Metallsalzen höherer Fettsäuren und ähnliche.
  • Als Wachsemulsionen werden Emulsionen der vorstehend erwähnten, verschiedenen Wachse verwendet.
  • Thermoplastische Harze sind etwa Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamide, Polyethylene, Polyester und ähnliche.
  • Wachse, die bei Schmelzen eine niedrige Viskosität zeigen, sind solche wie: Kollophonium und seine Derivate, Terpenharz, Kohlenwasserstoffharze vom aliphatischen Typ, vom aromatischen Typ, vom aliphatischen/aromatischen Copolymertyp, vom Typ der alicyclischen Verbindungen oder ähnliche, α-Methylstyrol-Vinyltoluol-Copolymer, niedermolekulares Styrolharz, Cumaron-Inden-Harz und ähnliche.
  • Diese können allein oder in Kombination verwendet werden. Wenn sie zusammen mit hydrierten Kohlenwasserstoffharzen oder niedermolekularen Styrolharzen verwendet werden, werden gute Ergebnisse erzielt.
  • Als Weichmacher können verschiedene tierische Öle, pflanzliche Öle oder mineralische Öle verwendet werden.
  • Als wärmebeständige Schutzschicht kann man höhere Fettsäuren, Fluorkohlenstoffharz, Silikonharz oder ähnliche verwenden.
  • Falls die wärmeempfindliche Freisetzungsschicht bei einer Temperatur im Bereich von 50ºC bis 100ºC schmilzt, kann man eine übliche wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht verwenden, wobei es bevorzugt ist, daß die wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht aus den Komponenten (a), (b) und (c) mit (50 bis 80 Gew.-%, 0 bis 30 Gew.-% bzw. 5 bis 45 Gew.-%), wie vorstehend erwähnt zusammengesetzt ist.
  • Das wärmeempfindliche Übertragungsaufzeichnungsmaterial kann gemäß dem nachfolgenden Verfahren hergestellt werden.
  • Die vorstehend genannten Bestandteile Wachs, thermoplastisches Harz und Weichmacher oder eine Wachsemulsion oder ein Styrololigomer sowie hydriertes Petroleumharz werden gemischt und dispergiert; die erhaltene Mischung oder Dispersion wird auf einen wärmebeständigen Schichtträger mittels Heißschmelzbeschichtung oder Lösungsmittelbeschichtung aufgebracht, gefolgt von Trocknen, wodurch eine wärmeempfindliche Freisetzungsschicht hergestellt wird.
  • Anschließend wird auf die Oberfläche der wärmeempfindlichen Freisetzungsschicht eine Mischung der vorstehend genannten, in einem Lösungsmittel dispergierten Bestandteile Polyethylenharz, Wachs und Färbemittel oder eine geschmolzene Mischung derselben aufgebracht.
  • Bei Verwendung der Emulsion oder Dispersion werden Polyethylenemulsion, Wachsemulsion und Färbemittel in Wasser mittels einer Dispersionsvorrichtung wie etwa einer Kugelmühle oder einer Reibungsmühle dispergiert, um die Flüssigkeit herzustellen. Bei Verwendung einer handelsüblichen Färbemitteldispersion als Färbemittel ist es lediglich notwendig, die vorstehend genannten Komponenten einfach zu mischen und zu rühren.
  • Das erhaltene Flüssigkeitsbeschichtungsmaterial wird auf den Schichtträger aufgebracht mittels einer Beschichtungsvorrichtung vom Heißschmelztyp oder Lösungsmitteltyp, woran sich Verfestigen oder Trocknen anschließt. Falls eine wärmebeständige Schutzschicht auf der der Flüssigkeitsschicht gegenüberliegenden Oberfläche des Schichtträgers zur Verfügung gestellt wird, wird ein Bestandteil wie etwa eine höhere Fettsäure, Fluorkohlenstoffharz, Siliconharz oder ähnliche - wie vorstehend erwähnt - mit einem Lösungsmittel gemischt und in ihm dispergiert sowie auf die gegenüberliegende Oberfläche aufgebracht, woran sich Trocknen anschließt. Die Dicke der wärmeempfindlichen Flüssigkeitsübertragungsschicht ist vorzugsweise 2 bis 10 um.
    • Beispiele 1 bis 19
  • Auf die obere Fläche von 4 um dickem PET (Polyethylen- Terephthalat) wurde ein Fettsäureamid in einer Dicke von 1 um zur Bildung einer wärmebeständigen Schutzschicht aufgebracht; auf die andere Oberfläche wurde ein Beschichtungsmaterial aufgebracht, welches umfaßt: ein Harz wie etwa Silicon, Ethyl- Zellulose-Polyamid, Polyethylen sowie Cumaron-Inden und ähnliche, Wachs wie etwa mikrokristallines Wachs, Montanwachs und ähnliche, eine Wachsemulsion wie etwa eine Emulsion von mikrokristallinem Wachs, Montanwachs und ähnliche und/oder ein Plastifizierungsmittel und andere wie in den Beispielen der nachfolgend aufgeführten Tabellen gezeigt, wodurch eine 2 um dicke wärmeempfindliche Freisetzungsschicht hergestellt wurde.
  • Auf die Oberfläche der erhaltenen wärmeempfindlichen Freisetzungsschicht wurde ein Beschichtungsmaterial aufgebracht, das umfaßte: ein Harz wie niedermolekulares Polyethylen und ähnliche und/oder Wachse wie etwa Carnaubawachs, Paraffinwachs sowie Emulsionen davon und ähnliche und/oder ein Weichmacher sowie ein Färbemittel, um eine 4 um dicke wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht herzustellen. Beispiele 1-10 (1) Beispiel Nr. Material wärmebeständige Schutzschicht Schichtträger wärmeempfindliche Freisetzungsschicht wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht Fettsäureamid PET (Polyethylenteraphthalat) 4 u Silikonharz Ethyl-Cellulose Niedermolekulares PE vom Oxid-Typ Niedermolekulares PE vom Typ des Vinylacetat-Copolymer Niedermolekulares PE vom Typ des Acrylsäure-Copolymer Niedermolekulares Polyethylen A Dispersion von niedermolekularem Polyethylen A Beispiele 1-10 (2) Material Beispiel Nr. wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht Niedermolekulares Polyethylen B Carnauba-Wachs Paraffin-Wachs Carnauba-Wachsemulsion Paraffin-Wachsemulsion Weichmacher Färbemittel Färbemitteldispersion In der Tabelle bedeutet " " die Anwesenheit des jeweiligen Bestandteils; Zahlen geben Gewichtsteile an. Beispiele 1-10 verwendete Materialien sowie ihre physikalischen Eigenschaften (1) Physikalischer Parameter Material Schmelzpunkt (ºC) Erweichungspunkt (ºC) Molekularmasse Durchdringung Schmelzviskosität (bei 140ºC) Bemerkungen Polyethylen-Harz Wachs Niedermolekulares PE vom Oxid-Typ Niedermolekulares PE vom Vinylacetat-Copolymer-Typ Niedermolekulares PE vom Acrylsäure-Typ Niedermolekulares Polyethylen A Dispersion von niedermolekularem Polyethylen A Niedermolekuares Polyethylen B Carnauba-Wachs Paraffin-Wachs Säurewert 5 Vinylacetat 13% Beispiele 1-10 verwendete Materialien sowie ihre physikalischen Eigenschaften (2) Physikalischer Parameter Material Schmelzpunkt (ºC) Erweichungspunkt (ºC) Molekularmasse Durchdringung Schmelzviskosität (bei 140ºC) Bemerkungen Wachs Weichmacher Färbemittel Carnauba-Wachsemulsion Paraffin-Wachsemulsion Mineralöl Carbonschwarz Carbonschwarz-Dispersion Beispiele 11-19 (1) Beispiel Nr. Material wärmebeständige Schutzschicht Schichtträger wärmeempfindliche Freisetzungsschicht Fettsäureamid Mikrokristallines Wachs Schmelzpkt. 84ºC Montanwachs Schmpkt. 80ºC Mikrokristalline Wachsemulsion Montanwachsemulsion Polyamid Polyethylen Kollophonium Cumaron-Inden-Harz Plastifizierungsmittel (DOP DBP Öle) Beispiele 11-19 (2) Beispiel Nr. Material wärmeempfindliche Übertragungsschicht verwendete Tinte (Zahl in Klammern entspricht derjenigen des Beispiels) In der Tabelle bedeutet " " die Anwesenheit des jeweiligen Bestandteils; Zahlen geben Gewichtsteile an.
  • Das wärmeempfindliche gemäß den vorstehend angegebenen Beispielen hergestellte Übertragungsaufzeichnungsmaterial wurde unter Verwendung eines wärmeempfindlichen Druckers (Zyklus: 1,2 ms; Eindruck Pulsbreite: 0,9 ms; Leistung: 0,5 W/DOT) und eines Aufnahmepapiers mit einer Glattheit gemäß Bekk-Test von 16 s, Hammermill-Verbundpapier (JIS P8119).
  • Die Ergebnisse zeigen, daß die Erzeugnisse der Beispiele 1 und 2 (übliche Erzeugnisse) zu vielen Leerstellen und zu niedriger Dichte führten, wogegen die Erzeugnisse der Beispiele 3 bis 19 weniger Leerstellen und einen guten Druck mit hoher Dichte ergaben, mit Ausnahme des Beispiels 5, bei dem es sich um ein Vergleichsbeispiel handelt (siehe Testergebnisse, nachfolgend aufgeführt). Versuchsergebnisse Beispiel Ergebnis Leerstellen Dichte Bewertung sehr gut gut zufriedenstellend · schlecht

Claims (12)

1. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial, umfassend einen wärmebeständigen Schichtträger, eine wärmeempfindliche Freisetzungsschicht und eine wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht, die in dieser Reihenfolge aufeinanderlaminiert sind, wobei die wärmeempfindliche Flüssigkeitsübertragungsschicht hauptsächlich umfaßt:
(a) ein Polyethylenharz mit einem Schmelz- oder Erweichungspunkt von 60-150ºC, einem Molekulargewicht von 1.000-100.000, einer Durchdringung bei 25ºC gemäß JIS K 2235 von 20 oder weniger und einer Schmelzviskosität von 100-10.000 cps bei 140ºC,
(b) ein Wachs mit einem Schmelzpunkt von 50-110ºC,
(c) ein Färbemittel,
wobei der Gehalt an den Komponenten (a), (b) und (c) nach Trocknen 50-80 Gew.-%, 0-30 Gew.-% und 5-45 Gew.-% bei einer Gesamtmenge von (a), (b) und (c) von 100 Gew.-% beträgt.
2. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei der wärmebeständige Schichtträger aus einem Kunststoffilm mit einer wärmebeständigen Schutzschicht besteht.
3. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach ,Anspruch 1, wobei es sich bei dem Polyethylenharz um ein niedermolekulares Polyethylen vom Oxidtyp mit einem Säurewert von 5-30 handelt.
4. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Polyethylenharz um ein niedermolekulares Polyethylen vom Copolymertyp mit einem Anteil von 5-40 Gew.-% Vinylacetat handelt.
5. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Polyethylenharz um ein niedermolekulares Polyethylen vom Copolymertyp mit 5-15 Gew.-% an organischer Säure handelt.
6. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Übertragungsaufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyethylenharz in Form einer Emulsion und/oder wäßrigen Dispersion angewendet wird.
7. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei die wärmeempfindliche Freisetzungsschicht bei 50-100ºC schmilzt.
8. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, wobei die Freisetzungsschicht 40-90 Gew.-% eines Wachses, 0-40 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 0-30 Gew.-% eines Weichmachers bei einem Gesamtgehalt an Wachs, thermoplastischem Harz und Weichmacher von 100 Gew.-% enthält.
9. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, wobei die Freisetzungsschicht umfaßt:
(a) ein Wachs mit einem Schmelzpunkt von 50-100
(b) ein oder mehrere thermoplastische Harze mit einem Erweichungs- oder Schmelzpunkt von 60-150ºC,
(c) einen bei normaler Temperatur flüssigen Weichmacher,
und der Gehalt an (a), (b) und (c) 100-30 Gew.-%, 10-60 Gew.-% und 0 - 30 Gew.-%, bzw., bei einem Gesamtgehalt an (a), (b) und (c) von 100 Gew.-% beträgt.
10. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, wobei die Freisetzungsschicht wenigstens eines unter Kolophonium, seinen Derivaten, Terpenharzen, Kohlenwasserstoffharzen, α-Methylstyrol-Vinyltoluol-Copolymeren, niedermolekularem Styrolharz und Cumaron-Indenharze ausgewähltes Material enthält.
11. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Übertragungsaufzeichnungsmaterials nach Anspruch 7, wobei die Freisetzungsschicht in Form einer Wachsemulsion angewendet wird.
12. Wärmeempfindliches Übertragungsaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 7 bis 10 oder erhalten durch das Verfahren nach Anspruch 11, wobei es sich bei dem wärmebeständigen Schichtträger um einen Kunststoffilm mit einer wärmebeständigen Schutzschicht handelt.
DE8686306209T 1985-08-12 1986-08-11 Waermeempfindliches uebertragungsaufzeichnungsmaterial. Expired - Fee Related DE3687138T2 (de)

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