DE3876543T2 - Anti-haft-klebstoff-oberflaeche fuer waerme-druck-elemente. - Google Patents
Anti-haft-klebstoff-oberflaeche fuer waerme-druck-elemente.Info
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Description
- Diese Erfindung betrifft die Verwendung von bestimmten Antihaft-Klebstoffen zum Laminieren von thermischen Kopierelementen für Schutz- und Sicherheitszwecke.
- In den vergangenen Jahren sind thermische Übertragungssysteme entwickelt worden, um Kopien von Bildern zu erhalten, die auf elektronischem Wege mittels einer Farbvideokamera erzeugt wurden. Gemäß einer Methode der Herstellung derartiger Kopien wird ein elektronisches Bild zunächst einer Farbtrennung durch Farbfilter unterworfen. Die entsprechenden farbgetrennten Bilder werden dann in elektrische Signale umgewandelt. Diese Signale werden dann dazu verwendet, um blaugrüne, purpurrote und gelbe elektrische Signale zu erzeugen. Diese Signale werden dann einem Thermodrucker zugeführt. Um die Kopie zu erhalten, wird ein blaugrünes, purpurrotes oder gelbes Farbstoff-Donorelement in Kontakt mit einem Farbstoff-Empfangselement gebracht. Die beiden werden dann zwischen einen Thermo-Druckerkopf und eine Druckrolle eingeführt. Ein Thermo-Druckerkopf vom Line-Typ wird dazu verwendet, um Wärme von der Rückseite des Farbstoff-Donorblattes zuzuführen. Der Thermo-Druckerkopf weist viele Heizelemente auf und wird nacheinander entsprechend den blaugrünen, purpurroten und gelben Signalen aufgeheizt. Das Verfahren wird dann für die anderen zwei Farben wiederholt. Auf diese Weise wird eine harte Farbkopie erhalten, die dem Originalbild entspricht, das auf einem Schirm betrachtet werden kann. Weitere Details dieses Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden in der US-PS 4 621 271 von Brownstein mit dem Titel "Apparatus and Method For Controlling A Thermal Printer Apparatus" vom 4. November 1986 beschrieben.
- Die Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Erzeugung von Identifizierungskarten (ID)-Karten wird in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 0 273 348 beschrieben, die gemäß Art. 54(3)(4) EPC Stand der Technik darstellt. Wünschenswert wäre es, derartige ID-Karten zu schützen und zusätzlich fälschungssicher zu machen.
- Ein Auflaminieren eines Deckblattes aus einen polymeren Film, z.B. aus einen Polycarbonat oder einen Polyester, wie z.B. Poly(ethylenterephthalat) in der Wärme auf die gesamte Oberfläche und ausgedehnte Seiten einer ID-Karte ist eine ausgezeichnete Methode zur Erhöhung des Schutzes gegenüber einem Oberflächenabrieb und um die Gefahr einer Fälschung zu begrenzen. Versuche zur Entfernung des Deckblattes führen im günstigsten Falle zu seiner Zerstörung unter Verhinderung einer Veränderung und Wiederverwendung.
- Die Europäische Patentanmeldung Nr. 0 273 347, die Stand der Technik gemäß Art. 54(3)(4) EPC darstellt, betrifft einen Klebstoff, der unter Temperaturüberwachung aufschmelzbar ist, der schnell, fest und gleichförmig auf der ID-Karten- Empfangsschichtoberfläche, dem Kartenträgermaterial und einem schützenden Deckblatt haftet. Der Klebstoff führt ferner zu keiner nachteiligen Beeinflussung der Farbstoffstabilität, noch zu einer Veränderung der Schärfe des durch thermische Farbstoffübertragung erhaltenen Bildes oder einer ergänzenden Information auf der Karte.
- Ein Problem hat sich jedoch bei der Verwendung von solchen Klebstoffen im Falle einer "Butterfly"-Tasche ergeben, die zum Laminieren einer ID-Karte verwendet wird. Die "Butterfly"-Tasche wird gebildet durch Zusammenlaminieren von zwei Blättern von mit Klebstoff beschichteten Deckblättern an einer Kante, wobei sich die Klebstoffoberflächen einander gegenüberliegen, unter Bildung eines V-förmigen Laminates. In alternativer Weise kann ein Stück eines mit Klebstoff beschichteten Deckblattes verwendet werden, sofern es in der Mitte gefaltet ist.
- Ein Problem besteht deshalb, weil die Haftung der mit Klebstoff beschichteten Oberflächen so groß ist, daß die Tasche nicht leicht geöffnet werden kann, um die thermische Übertragungskopie einzuführen. Aufgabe dieser Erfindung ist demzufolge, einen Weg aufzufinden, der es ermöglicht, Klebstoffe zur Laminierung eines thermischen Kopierelementes im Falle einer "Butterfly"-Tasche zu verwenden.
- Diese Aufgabe und andere Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst mit einem thermischen Kopierelement mit einem Träger, auf dem sich eine Schicht befindet, die ein auf thermischem Wege übertragenes Farbstoffbild enthält, wobei das Element mindestens eine Schicht aus einem Klebstoff aufweist mit einer Antihaft-Oberfläche, wobei die Antihaft-Oberfläche mindestens 0,2 g/m² eines teilchenförmigen Materials mit einer Teilchengröße von bis zu 20 um enthält.
- Ein beliebiges teilchenförmiges Material kann erfindungsgemäß verwendet werden, vorausgesetzt, daß es eine Teilchengröße von bis zu 20 um aufweist und die gewünschte Funktion ausübt. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse erhalten mit Teilchen aus abgerauchter Kieselsäure, Kieselsäure, Aluminiumoxid oder Polystyrolsteinteilchen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das teilchenförmige Material aus abgerauchter Kieselsäure.
- Das teilchenförmige Material kann in jeder Menge vorliegen, die für den beabsichtigten Zweck wirksam ist. Ganz allgemein lassen sich gute Ergebnisse erhalten, wenn das teilchenförmige Material in einer Menge von 0,2 bis 0,3 g/m² vorliegt.
- Ein beliebiger Klebstoff, der zum Zusammenlaminieren von ID- Materialien verwendet wird, und der das oben beschriebene Haftproblem aufweist, läßt sich im Rahmen der Erfindung verwenden. Zu derartigen Klebstoffen gehören Polyvinylacetate, Polyalkylacrylate, Polyalkylmethacrylate, Polyalkyldiacrylate, Polyalkyldimethacrylate, Polyvinylchloride, Harnstoff- Formaldehydharze, Phenol-Formaldehydharze, Polyurethane, Polyamide, Polyimide, Polysiloxane, Polysulfide, Epoxyharze, Naturgummis, Chloroprengummis, Nitrilgummis und andere thermoplastische Gummis. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Klebstoffe einen linearen Random-Copolyester aus einer oder mehreren aromatischen dibasischen Säuren und einem oder mehreren aliphatischen Diolen, der modifiziert ist mit bis zu 30 mol-% einer oder mehrerer aliphatischer dibasischer Säuren, wobei der Copolyester eine Schmelzviskosität zwischen 100 und 2000 Pa.s (1000 und 20.000 poise) bei 150ºC aufweist.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die aromatische dibasische Säure des Copolyesterklebstoffes aus Terephthalsäure, Isophthalsäure, Dipicolinsäure oder 2,2-Bis-(p-carboxyphenyl )propan. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht das aliphatische Diol des Copolyesterklebstoffes aus Ethylglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,2- Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,6-Hexandiol, Cyclohexandimethanol oder 1,4-Cyclohexandiol. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht die aliphatische dibasische Säure des Copolyesterklebstoffes aus Sebacinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Azelainsäure oder 1,4-Cyclohexandicarbonsäure.
- Die Klebstoffschicht kann mittels eines Lösungsmittels aufgebracht werden oder auf thermischem Wege in Form einer selbsttragenden Schicht, auf eine oder beide Seiten des thermischen Kopierlementes.
- Der Klebstoff kann in jeder Dicke aufgetragen werden, vorausgesetzt, die Dicke liefert eine sichere Verbindung von Deckblatt und thermischem Kopierelement. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse erhalten, wenn Dicken von 5 bis 100 um angewandt werden. Die Schicht, die das Farbstoffbild enthält und die im Rahmen der Erfindung verwendet werden, kann beispielsweise ein Polycarbonat, ein Polyurethan, einen Polyester, ein Polyvinylchlorid, Poly(styrol-co-acrylonitril), Poly(caprolacton) oder Mischungen hiervon enthalten. Die Farbstoffbild-Empfangsschicht kann in jeder Menge vorliegen, die für den beabsichtigten Zweck geeignet ist. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse mit einer Konzentration von 1 bis 5 g/m² erzielt.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Polycarbonatschicht verwendet, die das Farbstoffbild enthält, wobei das Polycarbonat eine durchschnittliche Molekulargewichtszahl von mindestens 25.000 aufweist. Der Ausdruck "Polycarbonat", der hier gebraucht wird, steht für einen Polyester aus Kohlensäure und einem Glykol oder einem aromatischen Diol. Beispiele für solche Glykole oder aromatischen Diolen sind p-Xylolglykol, 2,2-Bis(4-oxyphenyl)propan, Bis(4-oxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-oxyphenyl)ethan, 1,1- Bis(oxyphenyl)butan, 1,1-Bis(oxyphenyl)cyclohexan, 2,2- Bis(oxyphenyl)butan und dgl..
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das oben beschriebene Polycarbonat aus einem Bisphenol-A-polycarbonat. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Bisphenol-A-polycarbonat wiederkehrende Einheiten der folgenden Formel auf:
- worin n für 100 bis 500 steht.
- Zu Beispielen von solchen Polycarbonaten gehören: Das Polycarbonatharz #ML-4735 der Firma General Electric Lexan (durchschnittliche Molekulargewichtszahl ungefähr 36.000) und das Produkt Makrolon #5705 der Firma Bayer AG mit der durchschnittlichen Molekulargewichtszahl von ungefähr 58.000.
- Wie oben beschrieben, werden die Klebstoffe der Erfindung dazu verwendet, um ein Deckblatt auf eine oder beide Oberflächen des thermischen Kopierelementes zu laminieren. Als Deckblatt können beispielsweise die verschiedensten transparenten polymeren Folien verwendet werden, z.B. Poly(ethylen- terephthalat), Polycarbonat, Polystyrol, Polyethylen, Celluloseacetat, Poly(vinylalkohol-co-Acetal) und dgl..
- Spezielle Copolyester, die als Klebstoffe im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, sind beispielsweise die folgenden Materialien:
- Verbindung 1): Ein Random-Copolyester, hergestellt aus 1,4- Butandiol; 1,6-Hexandiol sowie Terephthalsäure (Molverhältnis der Diole: 80% C&sub6;, 20% C&sub4;).
- Verbindung 2): Ein Random-Copolyester, hergestellt aus 1,4- Buntandiol; 1,6-Hexandiol; Terephthalsäure sowie Isophthalsäure (Molverhältnis der Diole: 65% C&sub6;, 35% C&sub4;; Molverhältnis der Säuren: 90% Terephthalsäure, 10% Isophthalsäure).
- Verbindung 3): Ein Random-Copolyester, hergestellt aus Diethylenglykol; 1,4-Buntandiol; Terephthalsäure sowie Glutarsäure (Molverhältnis der Diole: 55% C&sub4;; 45 % Glykol; Molverhältnis der Säuren: 70% Terephthalsäure, 30% Glutar- Säure).
- Verbindung 4): Eine Mischung aus einem Random-Copolyester, hergestellt aus 3) und einem Random-Copolyester, hergestellt aus Cyclohexandimethanol; Ethylenglykol sowie Terephthalsäure (Molverhältnis der Diole: 69% C&sub2;, 31% Cyclohexandimethanol).
- Verbindung 5): Ein Random-Copolyester, hergestellt aus 1,4- Butandiol; 1,6-Hexandiol; Terephthalsäure und Isophthalsäure (Molverhältnis der Diole: 80% C&sub6;, 20% C&sub4;; Molverhältnis der Säuren: 80% Terephthalsäure, 20% Isophthalsäure).
- Verbindung 6): Ein Random-Copolyester, hergestellt aus 1,4- Butandiol; Sebacinsäure; Terephthalsäure sowie Isophthalsäure (Molverhältnis der Säuren: 15% Sebacinsäure, 35% Terephthalsäure, 50% Isophthalsäure), im Handel erhältlich als Bostik 7962 (Bostik Chemical Group, Emhart Corp.).
- Der Träger des thermischen Kopierelementes der Erfindung kann aus einer transparenten Folie bestehen, z.B. aus Poly(ethersulfon), einem Polyimid, einem Celluloseester, z.B. Celluloseacetat, einem Poly(vinylalkohol-co-Acetal) oder einem Poly(ethylenterephthalat). Der Träger kann auch reflektierend sein, wie beispielsweise im Falle eines barytierten Papieres, eines mit Polyethylen beschichteten Papieres, einem weißen Polyester (Polyester mit einem hierin eingearbeiteten weißen Pigment), einem Elfenbeinpapier, einem Kondensatorpapier und einem synthetischen Papier, z.B. vom Typ Tyvek von der Firma duPont. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Polyester mit einem hierin enthaltenen weißen Pigment verwendet. Der Träger kann in jeder beliebigen Dicke verwendet werden, normalerweise in einer Dicke von 50 um bis 1000 um.
- Ein Farbstoff-Donorelement, das zur Herstellung des thermischen Kopierelementes der Erfindung verwendet wird, umfaßt einen Träger, auf dem sich eine Farbstoffschicht befindet.
- In einer solchen Schicht kann ein beliebiger Farbstoff verwendet werden, vorausgesetzt, er ist auf die Farbstoffbild- Empfangsschicht des Farbstoff-Empfangselementes durch Einwirkung von Wärme unter Erzeugung der thermischen Kopie übertragbar. Besonders gute Ergebnisse werden mit sublimierbaren Farbstoffen erhalten, wie sie beispielsweise in der US-PS 4 541 830 beschrieben werden. Die Farbstoffe können einzeln oder in Kombination miteinander, um ein monochromes Bild zu erhalten, verwendet werden. Die Farbstoffe können in einer Beschichtungsstärke von 0,05 bis 1 g/m² verwendet werden und sind vorzugsweise hydrophob.
- Der Farbstoff im Farbstoff-Donorelement liegt in einem polymeren Bindemittel dispergiert vor, z.B. einem Cellulosederivat, z.B. Celluloseacetathydrogenphthalat, Celluloseacetat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Cellulosetriacetat; einem Polycarbonat, Poly(styrol-co- Acrylonitril), einem Poly(sulfon) oder einem poly(phenylenoxid). Das Bindemittel kann in einer Beschichtungsstärke von 0,1 bis 5 g/m² verwendet werden.
- Die Farbstoffschicht des Farbstoff-Donorelementes kann auf den Träger durch Beschichtung aufgetragen werden oder hierauf mittels eines Druckverfahrens aufgedruckt werden, beispielsweise mittels eines Gravure-Verfahrens.
- Als Trägermaterial des Farbstoff-Donorelementes kann ein beliebiges Material verwendet werden, vorausgesetzt, es ist dimensionsstabil und vermag der Wärme der Thermo-Druckerköpfe zu widerstehen. Zu derartigen Materialien gehören Polyester, z.B. Poly(ethylenterephthalat); Polyamide; Polycarbonate; Pergamentpapier; Kondensatorpapier; Celluloseester; Fluorpolymere; Polyether; Polyacetale; Polyolefine sowie Polyimide. Der Träger weist im allgemeinen eine Stärke von 2 bis 30 um auf. Gegebenenfalls kann sich auf dem Träger eine aufgetragene Haftschicht befinden.
- Die Rückseite des Farbstoff-Donorelementes kann mit einer Gleitschicht beschichtet sein, um zu verhindern, daß der Druckerkopf an dem Farbstoff-Donorelement anklebt. Eine solche Gleitschicht kann ein Gleitmittel enthalten, z.B. ein oberflächenaktives Mittel, ein flüssiges Gleitmittel, ein festes Gleitmittel oder Mischungen hiervon, mit oder ohne ein polymeres Bindemittel.
- Wie oben beschrieben, werden Farbstoff-Donorelemente dazu verwendet, um ein Farbstoff-Übertragungsbild in der thermischen Kopie zu erzeugen. Ein solches Verfahren umfaßt die bildweise Erhitzung eines Farbstoff-Donorelementes und die Übertragung eines Farbstoffbildes auf ein Farbstoff- Empfangselement, wie oben beschrieben, unter Erzeugung des Farbstoff-Übertragungsbildes in einem thermischen Kopierelement.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Farbstoff-Donorelement verwendet, der aufweist einen Poly(ethylenterephthalat)träger, der beschichtet ist mit aufeinanderfolgenden wiederkehrenden Bereichen von blaugrünem, purpurrotem und gelbem Farbstoff und die oben angegebenen Verfahrensstufen werden nachfolgend im Falle einer jeden Farbe durchgeführt, um ein dreifarbiges Farbstoffübertragungsbild zu erhalten. Wird das Verfahren lediglich für eine einzelne Farbe durchgeführt, so wird natürlich ein monochromes Farbstoff-Übertragungsbild erhalten.
- Das folgende Beispiel soll die Erfindung näher veranschaulichen.
- Ein Deckblattlaminat wurde hergestellt durch Beschichtung eines 175 um dicken Poly(ethylenterephthalat)trägers mit Verbindung 6, Bostik 7962 Polyester-Klebstoff, wie oben beschrieben, (0,076 g/m²) aus Dichloromethan. Bevor die Klebstoffschicht trocken war, wurde eine Suspension von Cabogrip IIA (Cabot Corp.) in Form einer 20%igen wäßrigen Dispersion von kolloidaler (< 1 um) abgerauchter Kieselsäure in den in der folgenden Tabelle angegebenen Konzentrationen auf die Klebstoffschicht aufgetragen. Die abgerauchte Kieselsäure wurde aus einer Methanol-Wassermischung ohne Bindemittel aufgetragen und bildete somit einen "Wasch- Überzug" anstelle eines diskreten Überzuges.
- Die Untersuchung auf Klebrigkeit erfolgte dadurch, daß zunächst der aufgetragene Klebstoff durch Erhitzen mit einem heißen Luftstrahl, ungefähr 3 s lang, geklärt wurde. Hierdurch wurde die Kristallinität durch Aufschmelzen beseitigt und der Klebstoff in seinen klebrigsten Zustand überführt. Zwei geklärte Blätter wurden dann laminiert, Klebstoffseite mit Klebstoffseite, unter Verwendung von Walzen bei Raumtemperatur. Der Klebgrad zwischen den beiden Blättern wurde dann unter Verwendung eines Instron-Universal-Testgerätes, Modell TM-1122 bestimmt. Ein 2,54 cm großer Abschnitt wurde von dem Material abgeschnitten und in ein T- Abstreifstück verformt, zum Zwecke der Untersuchung bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 50,8 cm/min. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
- Die Untersuchung auf Adhäsion erfolgte durch Zusammenlaminieren von zwei Deckblättern, Klebstoffseite mit Klebstoffseite in einem Kodak Readyprint Laminator (derart eingestellt, daß der Klebstoff eine Temperatur von 100ºC erreichte). Die zusammenlaminierten Blätter wurden dann auf Raumtemperatur abgekühlt, worauf die Adhäsion gemessen wurden unter Anwendung des gleichen Tests, wie oben beschrieben. In der Praxis wird ein ein Bild aufweisender thermischer Übertragungsdruck zwischen die beiden Deckblätter gebracht. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten: Tabelle Abgerauchte Kieselsäure (g/m2) Klebrigkeit N/m (g/2,54 cm) Adhäsion N/m (g/2,54 cm)
- Die oben zusammengestellten Ergebnisse zeigen, daß mindestens 0,2 g/m² des Antiklebmittels erforderlich sind, um die Klebrigkeit von > 774 auf < 38,7 N/m (> 2000 bis < 100 g/2,54 cm), wie unter Verwendung eines Instron-Testgerätes ermittelt, zu vermindern. Die Adhäsion zwischen den Blättern wird ebenfalls bei Konzentrationen von größer als 0,4 g/m² vermindert.
Claims (7)
1. Wärme-Kopierelement mit einem Träger, auf dem sich eine
Schicht mit einem auf thermischen Wege übertragbaren
Farbstoffbild befindet, wobei das Element mindestens eine
Klebstoffschicht aufweist, die eine Antikleboberfläche
hat, die mindestens 0,2 g/m² eines teilchenförmigen Materials
mit einer Teilchengröße von bis zu 20 um aufweist.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
teilchenförmige Material aus verdampfter Kieselsäure,
Kieselsäure, Aluminiumoxid oder matten Polystyrolkügelchen
besteht.
3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
teilchenförmige Material in einer Konzentration von 0,2
bis 0,3 g/m² vorliegt.
4. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Klebstoff ein linearer, regelloser Copolyester aus einer
oder mehreren aromatischen dibasischen Säuren und einem
oder mehreren aliphatischen Diolen ist, der modifiziert
ist mit bis zu 30 Mol-% von einer oder mehreren
aliphatischen dibasischen Säuren, wobei der Copolyester eine
Schmelzviskosität von zwischen 100 und 2000 Pa.s (1000
und 20 000 Poise) bei 150ºC aufweist.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
aromatische dibasische Säure Terephthalsäure,
Isophthalsäure, Dipicolinsäure oder 2,2-Bis (p-carboxyphenyl) propan
ist, daß das aliphatische Diol aus Ethylenglykol,
Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,2-Propandiol,
1,3-Propandiol, 1,6-Hexandiol, Cyclohexandimethanol oder
1,4-Cyclohexandiol besteht, und daß die aliphatische
dibasische Säure Sebacinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure,
Azelainsäure oder 1,4-Cyclohexandicarbonsäure ist.
6. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Copolyester aus 1,4-Butandiol, Sebacinsäure,
Terephthalsäure und Isophthalsäure erzeugt ist.
7. Element nach Anspruch 1, mit einem Deckblatt, das durch den
Klebstoff auf mindestens eine äußere Oberfläche auflaminiert
ist.
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