DE3881603T2 - Übertragungsdruck durch Wärme. - Google Patents
Übertragungsdruck durch Wärme.Info
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Description
- Diese Beschreibung bezieht sich auf eine Erfindung, welche einen Bezug auf den Thermotransferdruck (TTD) hat. Sie bezieht sich insbesondere auf ein TTD-Blatt, das einen Farbstoff oder ein Farbstoffgemisch trägt, und auf ein Transferdruckverfahren, bei welchem der Farbstoff vom Transferblatt durch die Anwendung von Wärme auf ein Aufnahmeblatt übertragen wird.
- Bei der Herstellung eines Transferblatts für den TTD wird ein durch Wärme übertragbarer Farbstoff auf ein blattartiges Substrat in Form einer Tinte aufgebracht, die üblicherweise einen polymeren oder harzartigen Binder enthält, um den Farbstoff mit dem Substrat zu verbinden. Dieses wird dann mit dem zu bedruckenden Material (üblicherweise ein Film aus polymerem Material, wie z.B. ein Polyester-Blatt) in Berührung gebracht, welches nachstehend als Aufnahmeblatt bezeichnet wird, und es wird dann selektiv gemäß einem Musterinformationssignal erhitzt, wodurch der Farbstoff von den selektiv erhitzten Bereichen des Transferblatts auf das Aufnahmeblatt übertragen wird und darauf ein Muster gemäß dem auf das Transferblatt angewendeten Erhitzungsmuster gebildet wird.
- Wichtige Kriterien bei der Auswahl eines Farbstoffs für den TTD sind dessen thermische Eigenschaften, dessen Brillanz des Farbstoffs, dessen Echtigkeitseigenschaften, wie z.B. Lichtechtheit, und dessen Leichtigkeit der Aufbringung auf das Substrat bei der Herstellung des Transferblatts. Für ein geeignetes Verhalten sollte der Farbstoff glatt im Verhältnis zu der auf das TTD-Blatt angewendeten Wärme übertragen werden, so daß die Tiefe des Farbtons auf dem Aufnahmeblatt proportional der angewendeten Wärme ist und eine echte Grauskala der Färbung auf dem Aufnahmeblatt erreicht wird. Die Brillanz des Farbstoffs ist wichtig, um eine grobe Reihe von Farbtönen mit den drei Primärfarben Gelb, Magenta und Cyan zu erzielen. Da der Farbstoff ausreichend mobil sein muß, um bei den angewendeten Temperaturen, nämlich 300 bis 400ºC, vom Transferblatt auf das Aufnahmeblatt übertragen zu werden, ist er im allgemeinen frei von ionischen und wasserlöslichmachenden Gruppen, weshalb er nicht leicht in Wasser oder in mit Wasser mischbaren Medien, wie z.B. Wasser und Ethanol, löslich ist. Viele Farbstoffe sind auch nicht leicht in den Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln löslich, die üblicherweise in der Druckindustrie verwendet und von dieser akzeptiert werden. Beispiele hierfür sind Alkohole, wie i-Propanol, Ketone, wie Methyl-ethyl-keton (MEK) , Methyl-i-butyl-keton (MIBK) und Cyclohexanon,und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Toluol. Zwar kann der Farbstoff als Dispersion in einem geeigneten Lösungsmittel aufgebracht werden, aber es wurde festgestellt, daß brillantere, glänzendere und glattere endgültige Drucke auf dem Aufnahmeblatt erhalten werden können, wenn der Farbstoff aus einer Lösung auf das Substrat aufgebracht wird. Um das Potential für tiefe Farbtöne auf dem Aufnahmeblatt auszunutzen, ist es erwünscht, daß der Farbstoff in dem Drucktintenmedium leicht löslich ist. Es ist auch wichtig, daß ein Farbstoff, der aus einer Lösung auf ein Transferblatt aufgebracht worden ist, einer Kristallisation widersteht, so daß es auf dem Transferblatt eine beträchtliche Zeit als amorphe Schicht verbleibt.
- Die folgende Kombination von Eigenschaften ist äußerst für einen Farbstoff erwünscht, der beim TTD verwendet wird:
- ideale Spektralcharakteristiken (eine schmale Absorptionskurve mit einem Absorptionsmaximum entsprechend einem fotografischen Filter);
- hohe Färbekraft (Extinktionskoeffizient > 40 000);
- richtige thermochemische Eigenschaften (hohe thermische
- Stabilität und gute Ubertragbarkeit durch Wärme);
- hohe optische Dichten beim Drucken;
- gute Löslichkeit in Lösungsmitteln, die von der Druckindustrie akzeptiert werden; (Dies ist zur Herstellung von aus Lösung beschichteten Farbblättern erwünscht.)
- stabile Farbblätter (widerstandsfähig gegen Farbstoffwanderung oder -kristallisation);
- tabile Druckbilder auf dem Aufnahmeblatt (gegenüber Wärme und insbesondere Licht).
- Die Erzielung einer guten Lichtechtheit ist beim TTD äußerst schwierig, und zwar wegen der ungünstigen Umgebung des Farbstoffs, nämlich oberflächlich bedruckter Polyester auf einer weißen pigmentierten Basis. Viele bekannte Farbstoffe für Polyesterfasern mit einer hohen Lichtechtheit (> 6 auf der internationalen Skala von 1-8) zeigen auf Polyesterfasern beim TTD eine sehr schlechte Lichtechtheit (< 3)
- Es wurde nunmehr gefunden, daß gewisse Monoazo-Farbstoffe, die sich von Aminothiophenen ableiten, erwünschte Cyan-Farbtöne mit einer hohen Lichtechtheit, einer guten optischen Dichte und einer guten thermischen Stabilität ergeben.
- Gegenstand der Erfindung ist zunächst ein Thermotransferdruckblatt mit einem Substrat, das eine Beschichtung aufweist, welche einen Farbstoff der Formel
- enthält, worin
- R für den Rest einer Verbindung mit aktivem Methylen steht;
- X für Wasserstoff, Halogen oder ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl-, Aryl- oder Heteroaryl-Radikal steht;
- Y für Cyano, Nitro, Alkanoyl, Aroyl, Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl oder eine Gruppe der Formel -COOR¹ oder -CONR²R³ steht, worin R¹ ein Kohlenwasserstoff-Radikal bedeutet und jedes der Symbole R² und R³ unabhängig voneinander Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoff-Radikal bedeutet; und E für den Rest einer Kupplungskomponente steht.
- Die Beschichtung enthält vorzugsweise einen Binder und einen oder mehrere Farbstoffe der Formel I. Das Verhältnis von Binder zu Farbstoff ist vorzugsweise mindestens 1:1 und insbesondere 1,5:1 bis 4:1, um eine gute Haftung zwischen dem Farbstoff und dem Substrat zu erzielen und eine Wanderung des Farbstoffs während einer Lagerung zu verhindern.
- Die Beschichtung kann auch andere Zusätze enthalten, wie z.B. Härtungsmittel, Konservierungsmittel, usw. Diese weiteren Bestandteile sind näher in EP 133011A, EP 133012A und EP 111004A beschrieben.
- Der Binder kann irgendein harzartiges oder polymeres Material sein, das sich zum Binden des Farbstoffs an das Substrat eignet und das im Druckmedium eine ausreichende Löslichkeit aufweist, d.h. in dem Medium, in welchem der Farbstoff und der Binder auf das Transferblatt aufgebracht werden. Beispiele für Binder sind Cellulose-Derivate, wie z.B. Ethylhydroxyethylcellulose (EHEC), Hydroxypropylcellulose (HPC), Ethylcellulose, Methylcellulose, Celluloseacetat und Celluloseacetatbutyrat; Kohlehydrat-Derivate, wie z.B. Stärke; Alginsäure-Derivate; Alkydharze; Vinylharze und -derivate, wie z.B. Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral und Polyvinylpyrrolidon; Polymere und Copolymere, die sich von Acrylaten und Acrylat-Derivaten ableiten, wie z.B. Polyacrylsäure, Polymethylmethacrylat und Styrol/Acrylat-Copolymere; Polyesterharze; Polyamidharze, wie z.B. Melamine; Polyharnstoff- und Polyurethanharze; Organosilicone, wie z.B. Polysiloxane; Epoxy-Harze; und Naturharze, wie z.B. Tragacanthgummi und Arabiengummi.
- Es wird jedoch bevorzugt, einen Binder zu verwenden, der in einem der oben erwähnten kommerziell akzeptierten organischen Lösungsmitteln löslich ist. Bevorzugte Binder dieser Type sind EHEC, insbesondere die Sorten mit niedriger und besonders niedriger Viskosität, und Ethylcellulose.
- Farbstoffe der Formel I und Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der DE-OS 3427200 beschrieben, wo sie als Farbstoffe für Textilfasern, insbesondere Polyestertextilien, vorgeschlagen werden.
- Für eine genauere Beschreibung der Reste R und E und der Radikale X und Y, die in den Farbstoffen der Formel I vorliegen, wird auf die oben erwähnte Offenlegungsschrift Bezug genommen.
- Bevorzugte Farbstoffe der Formel I besitzen ein oder mehrere der folgenden Charakteristiken:
- 1) R ist eine Gruppe der Formel,
- worin Z für CN oder eine Gruppe der Formel -COOT steht, worin T C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl bedeutet;
- 2) X ist Wasserstoff oder Chlor;
- 3) Y ist Cyano oder Nitro;
- 4) E ist ein Radikal der Formel,
- worin R&sup4; für Wasserstoff oder R&sup5; steht,
- R&sup5; für ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aralkyl- oder Aryl-Radikal, insbesondere ein C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl- oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylcarbonyloxyethyl-Radikal, steht; und
- R&sub6; und R&sup7; jeweils unabhangig für Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Alkoxy, Alkylsulfonylamino oder Alkylcarbonylamino stehen.
- Es wird bevorzugt, daß R&sup6; für Wasserstoff und R&sup7; für C&sub1;&submin;&sub4;- Alkyl oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylcarbonylamino steht.
- Der Farbstoff der Formel I besitzt besonders gute thermische Eigenschaften, die zu gleichmäßigen Drucken auf dem Aufnahmeblatt Anlaß geben, wobei die Farbtontiefe genau der angewendeten Wärmemenge proportional ist, so daß eine echte Grauskala der Färbung erhalten wird
- Der Farbstoff der Formel I besitzt auch starke coloristische Eigenschaften und eine gute Löslichkeit in einer Reihe von Lösungsmitteln, insbesondere solchen Lösungsmitteln, die vielfach in der Druckindustrie verwendet und von dieser akzeptiert werden. Beispiele hierfür sind Alkanole, wie z.B. i- Propanol und Butanol, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Toluol und Ketone, wie z.B. MEK, MTEK und Cyclohexan. Diese ergeben Drucktinten (Lösungsmittel plus Farbstoff und Binder), die stabil sind und die Herstellung von aus Lösung beschichteten Farbblättern gestatten. Die letzteren sind stabil, d.h., daß sie gegenüber einer Farbstoffkristallisation oder Farbstoffwanderung während einer längeren Lagerung beständig sind.
- Die Kombination von starken coloristischen Eigenschaften und einer guten Löslichkeit in den bevorzugten Lösungsmitteln gestattet die Erzielung von tiefen gleichmäßigen Farbtönen auf dem Aufnahmeblatt. Die Aufnahmeblätter gemäß der Erfindung besitzen leuchtende, tiefe und gleichmäßige Cyan-Farbtöne die sowohl gegenüber Licht als auch Wärme echt sind.
- Das Substrat kann irgendein geeignetes Blattmaterialie sein, das die beim TTD auftretenden Temperaturen bis zu über 400ºC wäh- rend einer Zeit bis zu 20 ms aushält, das aber trotzdem dünn genug ist, um die auf eine Seite angewendete Wärme auf den Farbstoff auf der anderen Seite zu übertragen, damit ein Übergang auf ein Aufnahmeblatt innerhalb so kurzer Zeiten, wie 1 bis 10 ms stattfindet. Beispiele für geeignete Materialien sind Papier, insbesondere Papier hoher Qualität mit gleichmäßiger Dicke, wie z.B-. Kondensatorpapier, Polyester-, Polyacrylat-, Polyamid-, Cellulose- und Polyalkylen-Filme und metallisierte Formen davon, einschließlich Copolymer- und Laminat-Filme, insbesondere Laminate, die eine Polyesteraufnahmeschicht aufweisen, auf die der Farbstoff aufgebracht wird. Solche Laminate besitzen vorzugsweise auf der Seite des Laminats, die der Aufnahmeschicht gegenüberliegt, eine Grundbeschichtung aus einem wärmebeständigen Material, wie z.B. aus einem thermisch härtenden Harz, beispielsweise einem Silicon-, Acrylat- oder Polyurethan-Harz, um die Wärmequelle vom Polyester zu trennen und ein Schmelzen des letzteren während des Thermotransfers zu vermeiden. Die Dicke des Substrats kann innerhalb Grenzen variieren, welche von seinen thermischen Eigenschaften abhängen, aber sie beträgt üblicherweise weniger als 50 um und insbesondere weniger als 10 um.
- Die Erfindung betrifft weiterhin ein Transferdruckverfahren, bei welchem ein Transferblatt, das mit einem Farbstoff der Formel I beschichtet ist, mit einem Aufnahmeblatt derart zusammengebracht wird, daß der Farbstoff mit dem Aufnahmeblatt in Berührung kommt, und Bereiche des Transferblatts selektiv erhitzt werden, wodurch Farbstoff von den erhitzten Bereichen des Transferblatts selektiv auf das Aufnahmeblatt übertragen wird.
- Das Transferblatt wird vorzugsweise auf eine Temperatur von 250 bis 400ºC, insbesondere mehr als 300ºC und insbesondere etwa 350ºC, während einer Zeit von 1 bis 10 ms erhitzt, während es mit dem Aufnahmeblatt in Kontakt gehalten wird. Die Farbtontiefe des Drucks auf bestimmten Bereichen des Aufnahmeblatts ändert sich mit der Zeit, während der das Transferblatt erhitzt wird, wenn es sich mit einem solchen Bereich auf dem Aufnahmeblatt in Kontakt befindet.
- Das Aufnahmeblatt besteht zweckmäßigerweise aus einem Polyester-Blattmaterial, insbesondere einem weißen Polyesterfilm, vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET). Zwar sind einige Farbstoffe der Formel I zum Färben von Textilmaterialien aus PET bekannt, aber das Färben von Textilmaterialien durch ein Färbe- oder Druckverfahren wird unter solchen Zeit- und Temperaturbedingungen ausgeführt, daß der Farbstoff in das PET eindringt und darin fixiert wird. Beim Thermotransferdruck ist die Zeit so kurz, daß das Eindringen in das PET weniger wirksam verläuft, weshalb das Substrat vorzugsweise auf der Seite, auf welche der Farbstoff aufgebracht wird, mit einer Aufnahmeschicht versehen wird, in welche der Farbstoff leichter unter Ausbildung eines stabilen Bildes eindiffundiert. Eine solche Aufnahmeschicht, die durch Coextrusion oder Lösungsbeschichtungstechniken aufgebracht werden kann, kann aus einer dünnen Schicht eines modifizierten Polyester- oder anderen polymeren Materials bestehen, das für den Farbstoff leichter durchdringbar ist als das PET- Substrat. Zwar beeinflußt die Natur der Aufnahmeschicht in gewissem Ausmaß die Farbtontiefe und die Qualität des erhaltenen Drucks, aber es wurde gefunden, daß Farbstoffe der Formel I besonders starke Drucke mit guter Qualität (z.B. Echtheit gegenüber Licht, Wärme und Lagerung) auf irgendeinem speziellen Transfer- oder Aufnahmeblatt ergeben, verglichen mit anderen Farbstoffen ähnlicher Struktur, die für den Thermotransferdruck vorgeschlagen worden sind. Der Aufbau der Aufnahme- und Transferblätter ist näher in EP 133011 und EP 133012 diskutiert.
- Die Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele erläutert, worin alle Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind, sofern nichts anderes angegeben ist.
- Eine Drucktinte 1 wurde hergestellt durch Auflösen von 0,1 g Farbstoff 1 in 5 ml Chloroform und Zugabe von 9,5 ml einer 2,7 %igen Lösung von EHEC-elc in Chloroform. Die Drucktinte wurde solange gerührt bis sie homogen war.
- Der Farbstoff 1 hatte die Struktur
- Ein Transferblatt wurde dadurch hergestellt, daß die Drucktinte 1 auf ein Blatt aus 6 um dickem Polyethylenterephthalat aufgebracht wurde, wobei eine mit Draht umwickelte Stange verwendet wurde, um einen 24 um dicken nassen Film aus der Drucktinte auf der Oberfläche des Blatts zu bilden. Die Drucktinte wurde mit heißer Luft getrocknet. Das Blatt ist nachstehend als TB 1 bezeichnet.
- Eine Probe des TB 1 wurde mit einem Aufnahmeblatt zusammengelegt, das eine zusammengesetzte Struktur aufwies und auf einer weißen Polyesterbasis bestand, die eine Aufnahmebeschichtung auf der Seite aufwies, die mit der bedruckten Oberfläche des TB 1 in Kontakt kam. Das Sandwich wurde auf die Trommel einer Transferdruckmaschine aufgebracht und über eine Matrix von nahe beieinander angeordneten Stiften geführt, die selektiv gemäß einem Musterinformationssignal während Zeiten von 2 bis 10 ms auf eine Temperatur von > 300ºC ernitzt wurden, wobei ein Teil des Farbstoffs im Verhältnis zur Erhitzungszeit an der Stelle des Transferblatts, die mit einem heißen Stift in Berührung war, vom Transferblatt auf das Aufnahmeblatt übertragen wurde. Nach dem Lauf über die Stiftamordnung wurde das Transferblatt vom Aufnahmeblatt getrennt. Das bedruckte Aufnahmeblatt wird in der Folge als AB 1 bezeichnet.
- Die Stabilität der Drucktinte und die Qualität des Drucks auf dem Transferblatt wurden durch visuelle Inspektion geprüft. Eine Drucktinte wurde als stabil angesehen, wenn während eines Zeitraums von 2 Wochen bei Raumtemperatur keine Ausfällung stattgefunden hatte, und ein Transferblatt wurde als stabil angesehen, wenn es während einer ähnlichen Zeit weitgehend frei von Kristallisation blieb. Die Qualität des Drucks auf dem Aufnahmeblatt wurde mit Hilfe eines Densitometers (Sakura Digital Densitometer) hinsichtlich der reflektierten Farbdichte bestimmt. Die Resultate der Bestimmungen sind in der Folge angegeben. Optische Dichte Lichtechtheit
- Weitere Drucktinten, Transferblätter und Aufnahmeblätter wurden durch die in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei Farbstoffe der Formel
- verwendet wurden, Die Farbstoffe sind anhand ihrer Substituenten in der folgenden Tabelle identifiziert, welche auch gemessene Werte für die optische Dichte (OD) und die Lichtechtheit (LE) für jeden Farbstoff angibt. Tabelle
Claims (7)
1. Thermotransferdruckblatt mit einem Substrat, das
eine Beschichtung aufweist, welche einen Farbstoff der
Formel
enthält, worin
R für den Rest einer Verbindung mit aktivem Methylen steht;
X für Wasserstoff, Halogen oder ein gegebenenfalls
substituiertes Alkyl-, Aryl- oder Heteroaryl-Radikal steht;
Y für Cyano, Nitro, Alkanoyl, Aroyl, Alkylsulfonyl,
Arylsulfonyl oder eine Gruppe der Formel -COOR¹ oder -CONR²R³
steht, worin R¹ ein Kohlenwasserstoff-Radikal bedeutet und
jedes der Symbole R² und R³ unabhängig voneinander
Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoff-Radikal bedeutet; und
E für den Rest einer Kupplungskomponente steht.
2. Thermotransferdruckblatt nach Anspruch 1, bei welchem
im Farbstoff R für eine Gruppe der Formel
steht, worin Z -CN oder eine Gruppe der Formel -COOT bedeutet,
worin T C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl darstellt,
3. Thermotransferdruckblatt nach Anspruch 1 oder 2, bei
welchem im Farbstoff X für Wasserstoff oder Chlor steht.
4. Thermotransferdruckblatt nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei welchem im Farbstoff E für ein Radikal der
Formel
steht, worin
R&sup4; für Wasserstoff oder R&sup5; steht;
R&sup5; für ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl-, Cycloalkyl-,
Alkenyl-, Aralkyl- oder Aryl-Radikal steht; und
R&sup6; und R&sup7; jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff,
Halogen, Alkyl, Alkoxy, Alkylsulfonylamino oder
Alkylcarbonylamino stehen
5. Thermotransferdruckblatt nach Anspruch 4, bei welchem
jedes der Symbole R&sup4; und R&sup5; für C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl oder
C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylcarbonyloxyethyl steht.
6. Thermotransferdruckblatt nach Anspruch 4 oder 5, bei
welchem R&sup6; für Wasserstoff steht und R&sup7; für C&sub1;&submin;&sub4;-Alkyl oder
C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylcarbonylamino steht.
7. Thermotransferdruckverfahren, bei welchem ein
Transferblatt nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem
Aufnahmeblatt derart zusammengebracht wird, daß der
Farbstoff mit dem Aufnahmeblatt in Berührung kommt, und selektiv
Bereiche des Transferblatts erhitzt werden, wodurch Farbstoff
von den erhitzten Bereichen des Transferblatts selektiv auf
das Aufnahmeblatt übertragen wird.
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Owner name: IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC, LONDON, GB |
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