DE3714940C2

DE3714940C2 - Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3714940C2
Application number: DE3714940A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Yamamoto; Isamu Nishikawa; Osamu Honmura
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-05-09
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1994-01-27
Anticipated expiration: 2007-05-07
Also published as: IT1215468B; US4792544A; GB2190511B; JPH0544354B2; IT8720437A0; GB8710898D0; FR2598352B1; FR2598352A1; DE3714940A1; JPS62263088A; GB2190511A

Description

Die Erfindung betrifft ein für wärmeempfindliche Aufzeichnungspapiere geeignetes Material, sie betrifft insbesondere ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das eine spezifische Entwicklerverbindung enthält, die durch Erhitzen eine farbbildende Substanz in Farbbilder umwandeln kann.

Bei einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapier handelt es sich um ein Aufzeichnungsmaterial, bei dem eine wärmeempfindliche Schicht, in der durch Erhitzen eine Farbe entwickelt werden kann, auf die Oberfläche eines Schichträgers, wie z. B. eines Papiers, aufgebracht ist. Das Aufzeichnungsverfahren wird durchgeführt unter Verwendung eines Druckers, wie z. B. eines Wärmedruckers. Das Papier wird in großem Umfange auf dem Gebiet der Computer, Faksimile-Telegraphen und Rechenmaschinen verwendet.

Die wärmeempfindliche Schicht besteht aus einer Zusammensetzung, die eine farbbildende Substanz, eine Entwicklerverbindung, welche die farbbildende Substanz in Farbbilder überführen kann, und ein Bindemittel enthält und die Entwicklerverbindung wird als die Komponente bezeichnet, die unter den obengenannten drei Komponenten den größten Einfluß auf die Eigenschaften des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials hat. Daher hängt die Brauchbarkeit der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien von den Eigenschaften der verwendeten Entwicklerverbindung ab.

Bisphenol A wird am häufigsten als Entwicklerverbindung verwendet, die einen farblosen Farbstoff aus einem Elektronendonor, wie z. B. Kristallviolettlacton, in Farbbilder einführt. Die Bisphenol A-Entwicklerverbindungen genügen jedoch den Hochgeschwindigkeits-Anforderungen des Druckverfahrens neuerdings nicht mehr und die Aufmerksamkeit wurde daher auf Bis- (hydroxyphenyl)essigsäure-Entwicklerverbindungen anstelle der obengenannten Bisphenol A-Entwicklerverbindungen gerichtet, wie in den ungeprüften japanischen Patentpublikationen 5 288/1983 und 79 793/1984 beschrieben.

Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, die Bis(hydroxyphenyl) essigsäure-Entwicklerverbindungen enthalten, weisen nicht nur eine ausgezeichnete Glätte des Aufzeichnungspapiers auf, sondern sie besitzen auch ausgezeichnete Vervielfältigungseigenschaften bei der Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit, verglichen mit den Materialien, in denen Bisphenol A- Entwicklerverbindungen verwendet werden, und daher können vom Standpunkt der Bildauflösung aus betrachtet vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden. Die Wärmedrucker werden jedoch ständig verbessert, um ihre Funktionen noch besser zu machen, beispielsweise die Wärmeenergie noch wirtschaftlicher auszunutzen. Die Eigenschaften der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien müssen daher noch weiter verbessert werden, insbesondere die Entwicklerverbindungen, um den verbesserten Funktionen der Drucker gerecht zu werden. Das heißt, es ist erforderlich, eine Entwicklerverbindung zu finden, die eine ausgezeichnete Farbempfindlichkeit, Farbdichte und eine ausgezeichnete Bildauflösung bei der Aufzeichnung bei niedrigerer Temperatur innerhalb eines kurzen Zeitraums ergeben kann.

Bei den bekannten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien besteht auch die Neigung, daß ein Teil der farbbildenden Substanz vor dem Vervielfältigen (Bedrucken) eine Farbe entwickelt und deshalb ein schwarzer Schleier auf der Oberfläche der Aufzeichnungspapiere zu beobachten ist, die eigentlich weiß sein sollte, oder die Aufzeichnungspapiere beim Kontakt mit lichtempfindlichen Diazo-Papieren deutlich geschwärzt werden, so daß die aufgedruckten Bilder verschwinden.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das frei von den obengenannten Mängeln ist.

Das heißt, das Aufzeichnungsmaterial soll eine gute Farbempfindlichkeit und Farbdichte sowie eine hervorragende Auflösung auch in solchen Aufzeichnungsprozessen aufweisen, die in kurzer Zeit bei tiefer Temperatur durchgeführt werden. Ferner soll das Aufzeichnungsmaterial weder beim Kontakt mit lichtempfindlichem Diazopapier noch vor dem Bedrucken schwarze Schleier oder schwarze Verfärbungen bilden.

Diese und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Gegenstand der Erfindung ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das enthält (A) eine farbbildende Substanz, (B) eine Entwicklerverbindung, welche die farbbildende Substanz durch Erhitzen in Farbbilder überführen kann, und (C) ein Bindemittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich bei der Komponente (B) um mindestens eine Diphenylverbindung der allgemeinen Formel I handelt:

worin bedeuten:
X¹ und X², die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.

Erfindungsgemäß führt die Verwendung der Diphenylverbindung der Formel (I) als Entwicklerverbindung (B) in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial zu besseren Druck- bzw. Vervielfältigungseigenschaften bei der Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit. Diese ausgezeichneten Eigenschaften waren nicht zu erwarten im Falle der bekannten Bis(hydroxyphenyl) essigsäurealkylester-Entwicklerverbindungen.

Wie vorstehend angegeben, wird die erfindungsgemäß als Entwicklerverbindung (B) verwendete Diphenylverbindung dargestellt durch die allgemeine Formel:

In der obengenannten Formel (I) sind Beispiele für das durch X¹ und X² dargestellte Halogenatom Brom und Chlor ist vom Standpunkt der Eigenschaften des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und des Preises aus betrachtet am meisten bevorzugt. Beispiele für die durch R¹ und R² dargestellten Alkylgruppen sind die Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe oder Amylgruppe und in der Regel wird eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen verwendet. Der Phenylring der Benzylgruppe kann einen Substituenten, wie z. B. ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe, aufweisen. Wenn jedes der Symbole l, m, n, p und q nicht weniger als 2 bedeutet, können die X¹-Gruppen, die X²-Gruppen, die R¹-Gruppen oder die R²-Gruppen gleich oder voneinander verschieden sein. Wenn beispielsweise l = 2, kann die Formel (I) nicht nur eine einzige Art des Halogenatoms, sondern auch verschiedene Arten von Halogenatomen, wie z. B. Chlor und Brom, als Gruppen X¹ aufweisen.

Typische Beispiele für geeignete Diphenylverbindungen der Formel (I) sind folgende:

Die Diphenylverbindungen (I) sind nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt und sie können allein oder in Form einer Mischung derselben verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann als Entwicklerverbindung (B) eine Mischung aus der obengenannten Diphenylverbindung (I) mit einer bekannten Entwicklerverbindung, wie z. B. Bisphenol A, einem Alkylester der Bis(hydroxyphenyl)essigsäure oder einer Bisphenolsulfidverbindung, verwendet werden. Beispiele für bekannte Entwicklerverbindungen sind 4,4′-Isopropylidendiphenol, 4,4′-Isopropylidenbis(2-chlorophenol), 4,4′-Isopropylidenbis (2-t-butylphenol), 4,4′-sec-Butylidendiphenol, 4,4′-(1-Methyl-n-hexyliden)diphenol, 4,4′-Cyclohexylidendiphenol oder 4,4′-Thiobis(6-t-butyl-3-methylphenol).

Als farbbildende Substanz (A) kann verwendet werden eine Verbindung mit einem Lactonring, eine Verbindung mit einem Lactamring, eine Verbindung mit einem Sultonring oder eine Verbindung mit einem Spiropyranring, die beim Erhitzen mit der Entwicklerverbindung (B) reagieren können unter Erzeugung eines Farbbildes, wie z. B. eine Triphenylmethanverbindung, eine Triphenylmethanphthalidverbindung, eine Fluoranverbindung, eine Leucoauraminverbindung oder eine Spiropyranverbindung. Typische Beispiele für die farbbildende Substanz (A) sind Kristallviolettlacton, Malachitgrünlacton, 3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)-6-aminophthalid, 3,3-Bis- (p-dimethylaminophenyl)-6-(p-toluolsulfonamid)phthalid, 3-Diethylamino-7-(N-methylanilino)fluoran, 3-Diethylamino- 7-(N-methyl-p-toluidino)-fluoran, 3-Dimethylamino-6-methoxyfluoran, 3-Diethylamino-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino- 6-methyl-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino-7-phenylfluoran, 3-Morpholino-5,6-benzofluoran, 3-Diethylamino-5-methyl- 7-dibenzylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-dibenzylaminofluoran, 3-Diethylamino-7,8-benzofluoran, 3-Cyclohexylamino-6-chlorofluoran, N-Phenyl-Rhodamin B-Lactam, saures Rhodamin B- Sulton, Benzo-β-naphthospiropyran, 2-Methyl-spironaphthopyran oder 1,3,3-Trimethyl-6′-chloro-8′-methoxy-indolino-benzospiropyran, die erfindungsgemäß verwendbare farbbildende Substanz (A) ist jedoch auf die vorstehenden Beispiele nicht beschränkt. Diese können allein oder in Form einer Mischung verwendet werden.

Beispiele für das Bindemittel (C) sind Polyvinylalkohol und seine Derivate, wasserlösliche Polyester, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Copolymere von Styrol und Maleinsäure und ihre Salze, Copolymere von Isobutylen und Maleinsäure und ihre Salze, Natriumalginat, modifizierte Stärke, SBR-Latex, Acryllatex, Gummiarabicum, Terpenharze und cyclisierte Kautschuke. Das Bindemittel (C) ist jedoch auf die vorgenannten Beispiele nicht beschränkt.

Wenn das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial hergestellt wird, ist es im allgemeinen so, daß eine wäßrige Dispersion der farbbildenden Substanz (A), eine wäßrige Dispersion der Entwicklerverbindung (B) und eine wäßrige Lösung des Bindemittels (C) getrennt hergestellt und dann die Dispersionen und die Lösung miteinander gemischt werden zur Herstellung der Zusammensetzung. Ein Teil des Bindemittels (C) kann der Dispersion der farbbildenden Substanz (A) und/oder der Dispersion der Entwicklerverbindung (B) zugesetzt werden. Vorzugsweise betragen die Mengen der farbbildenden Substanz (A), der Entwicklerverbindung (B) und des Bindemittels (C) 3 bis 30 Gew.-% der Komponente (A), 6 bis 60 Gew.-% der Komponente (B) und 4 bis 40 Gew.-% der Komponente (C). Vorzugsweise beträgt die Feststoffkonzentration der Zusammensetzung 10 bis 40 Gew.-%, vom Standpunkt der Verarbeitbarkeit aus betrachtet.

Zu der so erhaltenen wäßrigen Zusammensetzung können bekannte Zusätze zugegeben werden, wie z. B. Agentien, um ihr Wasserbeständigkeit zu verleihen, wie z. B. Glyoxal oder Harnstoffharze, Entschäumungsmittel, Dispergiermittel, oberflächenaktive Mittel, verschiedene Wachse, Fettsäureamide, Fettsäuremetallsalze, Ton, Calciumcarbonat, Satinweiß und Titandioxid. Die Zusammensetzung wird auf den Schichtträger aufgebracht.

Die zu beschichtenden Schichtträger unterliegen keinen speziellen Beschränkungen und es können beliebige Schichträger wie z. B. Papiere, synthetische Papiere oder Harzfilme, verwendet werden. Wenn die Zusammensetzung auf den Schichtträger aufgebracht wird, kann irgendein bekanntes Verfahren, beispielsweise ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Luftmesserbeschichtungsverfahren und ein Klingenbeschichtungsverfahren, angewendet werden. Vorzugsweise beträgt die Beschichtungsmenge etwa 0,1 bis etwa 20, insbesondere etwa 3 bis etwa 15 g/m², bezogen auf den Feststoff.

Das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial weist ausgezeichnete Vervielfältigungseigenschaften bzw. Druckeigenschaften auf, wie z. B. eine ausgezeichnete Farbempfindlichkeit und Farbdichte, auch bei der Aufzeichnung bei tiefer Temperatur und mit hoher Geschwindigkeit. Außerdem ist überhaupt kein schwarzer Schleier auf der Oberfläche der Aufzeichnungspapiere vor Durchführung des Aufzeichnungsverfahrens und keine schwarzen Flecken beim Kontakt mit lichtempfindlichen Diazopapieren festzustellen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen alle Prozentsätze und Teile, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen sind, näher erläutert. Es ist jedoch für den Fachmann klar, daß die Erfindung keineswegs auf die nachstehenden Beispiele beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Beispiel 1

Dispersion (A)
Kristallviolettlacton
7 Teile
10-%ige wäßrige Lösung von PVA (Polyvinylalkohol, mit einem Hydrolysegrad von 88 Mol-% und einem Polymerisationsgrad von etwa 500	10 Teile
Stearinsäureamid	10 Teile
Calciumcarbonat	25 Teile
Wasser	60 Teile

Dispersion (B)

Lösung (C)

10-%ige wäßrige Lösung von PVA

110 Teile

Die Dispersionen (A) und (B) und die Lösung (C) wurden getrennt hergestellt und jede der Dispersionen (A) und (B) wurde unter Verwendung einer Sandmühle pulverisiert, bis die durchschnittliche Teilchengröße der Feststoffmaterialien 2 bis 3 µm betrug, und die Dispersionen (A) und (B) und die Lösung (C) wurden miteinander gemischt. Die Mischung wurde in Form einer Schicht auf ein Papier mit einem Basisgewicht von 50 g/m² aufgebracht, so daß die Beschichtungsmenge 10 g/m², bezogen auf den Feststoff, betrug, und getrocknet zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapiers.

Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapiers sind in der weiter unten folgenden Tabelle I angegeben.

Farbdichte

Das erhaltene Aufzeichnungspapier wurde mit einem Metallblock mit einer Oberflächentemperatur von 100°C oder von 110°C 2 s lang in Kontakt gebracht, um eine Farbe zu entwickeln. Nach 60 min wurde die Farbdichte unter Verwendung eines Densitometers (im Handel erhältlich von der Firma Macbeth Co., Ltd.) gemessen.

Glätte

Die Glätte des erhaltenen Aufzeichnungspapiers wurde gemessen unter Verwendung einer Glätte-Testvorrichtung (im Handel erhältlich von der Firma Oji Paper Co., Ltd.), nachdem das Papier bei 20°C und 65% relativer Feuchtigkeit (RH) liegengelassen worden war.

Helligkeit nach Hanter

Die Helligkeit des erhaltenen Aufzeichnungspapiers wurde gemäß JIS P 8 123 gemessen.

Schwarzer Schleier als Folge des Kontakts mit einem lichtempfindlichen Diazo-Papier

Das erhaltene Aufzeichnungspapier wurde zwischen lichtempfindliche Diazopapiere gelegt und 5 min lang liegen gelassen, dann wurden die lichtempfindlichen Papiere durch eine Diazokopiervorrichtung hindurchgeführt, 10 min liegen gelassen und das Aufzeichnungspapier wurde herausgenommen. Nachdem das Aufzeichnungspapier 30 min lang liegengelassen worden war, wurde seine Farbdichte unter Verwendung des obengenannten Densitometers gemessen. (Die Farbdichte des Aufzeichnungspapiers, das nicht mit dem lichtempfindlichen Diazopapier in Kontakt gebracht worden war, betrug 0,12).

Vergleichsbeispiele 1 und 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal n-Butyl-bis(4-hydroxyphenyl)acetat (Vergleichsbeispiel 1) oder Bisphenol A (Vergleichsbeispiel 2) anstelle von Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat in der Dispersion (B) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.

Beispiele 2 bis 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal jede der nachstehend angegebenen Diphenylverbindungen anstelle von Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat in der Dispersion (B) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I angegeben.

Verwendete Verbindung in jedem der Beispiele 2 bis 5

Tabelle I

Claims

1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das enthält (A) eine farbbildende Substanz, (B) eine Entwicklerverbindung, die beim Erhitzen die farbbildende Substanz in ein Farbbild umwandeln kann, und (C) ein Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente (B) um mindestens eine Diphenylverbindung der allgemeinen Formel I handelt: worin bedeuten:
X¹ und X², die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R¹ und R², die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.

2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente (B) um Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat handelt.

3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente (B) um Benzyl-bis(4-hydroxyphenyl)acetat handelt.