DE4013412A1 - Thermisches bilduebertragungs-aufzeichnungsmaterial und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Thermisches bilduebertragungs-aufzeichnungsmaterial und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein thermisches Bildübertragungs-
Aufzeichnungsmaterial, das Bilder von hoher Dichte ergibt
und selbst bei wiederholter Verwendung keine Dichteabnahme
erfährt, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Aufzeichnungsvorrichtungen, wie Drucker und
Facsimilegeräte, die nach dem thermischen Bildübertragungs-
Aufzeichnungsverfahren arbeiten, werden vielfach
eingesetzt. Dies hat seinen Grund darin, daß
Aufzeichnungsvorrichtungen dieses Typs relativ klein
dimensioniert sind, billig hergestellt werden können und
einfach in der Wartung sind. Bei herkömmlichen thermischen
Bildübertragungs-Aufzeichnungsmaterialien ist eine einzige
Farbschicht auf den Schichtträger aufgebracht. Verwendet
man ein derartiges Aufzeichnungsmaterial zum Drucken von
Bildern, so werden die von einem Thermokopf erhitzten
Bereiche der Farbschicht vollständig in einem einmaligen
Druckvorgang auf ein Bildempfangsblatt übertragen. Das
Aufzeichnungsmaterial kann deshalb nur einmal und nicht
mehrmals verwendet werden, was wirtschaftlich von Nachteil
ist.
Zur Behebung dieses Nachteils sind verschiedene Methoden
vorgeschlagen worden:
- 1) Auf den Schichtträger wird eine mikroporöse Farbschicht aufgetragen, so daß eine in die Farbschicht imprägnierte, wärmeschmelzbare Farbe allmählich aussickern kann (JP-A-54-68 253 und 55-1 05 579) ;
- 2) Eine auf dem Schichtträger befindliche Farbschicht wird mit einer porösen Schicht versehen, wodurch die aus der Farbschicht austretende Farbmenge gesteuert werden kann (JP-A-58-22 993);
- 3) Zwischen der Farbschicht und dem Schichtträger wird eine Klebstoffschicht vorgesehen, so daß beim Drucken von Bildern die Farbschicht allmählich von dem Schichtträger abgeschält werden kann (JP-A-60-12 191 und 60-12 192).
Diese drei Methoden haben jedoch verschiedene Nachteile.
Bei der Methode (1) tritt nach mehrmaliger Verwendung des
Aufzeichnungsmaterials nicht ausreichend Farbe aus. Mit
zunehmender Druckanzahl nimmt deshalb die Dichte der
gedruckten Bilder allmählich ab.
Bei der Methode (2) nimmt die mechanische Festigkeit der
porösen Schicht ab, wenn man die Porengröße erhöht, um die
Bilddichte entsprechend zu erhöhen. Die Farbschicht schält
sich in diesem Fall zusammen mit der porösen Schicht von
dem Träger ab.
Bei der Methode (3) läßt sich die Menge der von dem Träger
abgeschälten Farbschicht beim Drucken von Bildern nicht
gleichmäßig kontrollieren.
Die meisten herkömmlichen Methoden sind außerdem für
serielle Thermoköpfe entwickelt worden, die in
Aufzeichnungsvorrichtungen wie z.B.
Textverarbeitungsmaschinen eingesetzt werden. Wendet man
daher diese Methoden auf Linien-Thermoköpfe an, die in
Aufzeichnungsvorrichtungen wie z.B. Facsimilegeräten oder
Strichcodedruckern angewandt werden, treten Probleme z.B.
hinsichtlich einer Abschälung der Farbschicht und einer
Abnahme der Bilddichte bei wiederholter Verwendung des
Aufzeichnungsmaterials auf.
Ferner ist zu berücksichtigen, daß das Dispersionssystem
von wärmeschmelzbaren Farben, die auf übliche Weise
hergestellt worden sind und in der Farbschicht enthalten
sind, bei wiederholter Einwirkung von Wärmeenergie auf die
Farbschicht über einen Thermokopf zerstört wird. Hierdurch
nimmt die optische Dichte der in der Farbschicht
enthaltenen Farbe ab, bevor die Farbschicht auf das
Bildempfangsblatt übertragen wird. Die Dichte der von
einer solchen Farbschicht übertragenen Bilder ist daher für
die Praxis nicht ausreichend hoch.
Es besteht daher Bedarf für ein thermisches
Bildübertragungs-Aufzeichnungsmaterial, das für Linien-
Thermoköpfe geeignet ist, Bilder von hoher Bilddichte
ergibt und selbst bei wiederholter Verwendung praktisch
keine Abnahme der Bilddichte erfährt.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines
thermischen Bildübertragungs-Aufzeichnungsmaterials, das
Bilder von hoher Bilddichte und geringer Dichteabnahme bei
wiederholter Verwendung ergibt, insbesondere eines
Aufzeichnungsmaterials, bei dem die durch einen Thermokopf
erhitzte Farbschicht nicht abgeschält oder vollständig auf
ein Bildempfangsblatt übertragen wird und das selbst bei
wiederholter Verwendung unter Einsatz eines Linien-
Thermokopfes Bilder von hoher Qualität ergibt.
Gegenstand der Erfindung ist ein thermisches
Bildübertragungs-Aufzeichnungsmaterial mit einem
Schichtträger und einer darauf aufgebrachten Farbschicht,
umfassend (i) einen unteren nicht-porösen Schichtbereich in
Nachbarschaft zum Schichtträger, der eine erste
wärmeschmelzbare Farbe und ein erstes Harz enthält, und
(ii) einen oberen porösen Schichtbereich auf dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich, der eine zweite
wärmeschmelzbare Farbe und ein zweites Harz mit
mikroporöser Struktur enthält, in der die zweite
wärmeschmelzbare Farbe enthalten ist, wobei das
Anteilverhältnis des zweiten Harzes in dem oberen porösen
Schichtbereich höher ist als der des ersten Harzes in dem
unteren nicht-porösen Schichtbereich und das zweite Harz
und der Träger miteinander durch das erste Harz verbunden
sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung
dieses Aufzeichnungsmaterials, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß man (1) auf der Oberfläche eines Schichtträgers
einen unteren nicht-porösen Schichtbereich erzeugt durch
Auftragen einer ersten Mischung aus dem ersten Harz und der
ersten wärmeschmelzbaren Farbe, die vorher geliert worden
ist, Trocknen der aufgetrageren ersten Mischung und
(2) Erzeugen eines oberen porösen Schichtbereichs auf der
Oberfläche des unteren nicht-porösen Schichtbereichs durch
Auftragen einer zweiten Mischung aus dem zweiten Harz und
der zweiten wärmeschmelzbaren Farbe.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein
erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial und
Fig. 2 eine Elektronenmikrographie, aufgenommen mit
einem Transmissions-Elektronenmikroskop (TEM),
die einen Querschnitt durch das in Beispiel 3
hergestellte Aufzeichnungsmaterial zeigt.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial weist in seiner
Farbschicht einen unteren nicht-porösen Schichtbereich in
Nachbarschaft zum Schichtträger auf, welcher eine erste
wärmeschmelzbare Farbe und ein erstes Harz enthält, sowie
einen oberen porösen Schichtbereich auf dem unteren
Schichtbereich, welcher eine zweite wärmeschmelzbare Farbe
und ein zweites Harz von mikroporöser Struktur enthält, von
der die zweite wärmeschmelzbare Farbe getragen wird. Daß
Anteilverhältnis des zweiten Harzes in dem oberen porösen
Schichtbereich ist höher als der des ersten Harzes in dem
unterem Schichtbereich und das zweite Harz sowie der
Schichtträger sind miteinander über das erste Harz
verbunden. Das in dem oberen porösen Schichtbereich
enthaltene zweite Harz erstreckt sich dreidimensional unter
Ausbildung einer porösen Struktur.
Aufgrund der beschriebenen Struktur ist es mit dem
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial möglich, selbst bei
wiederholter Verwendung Bilder von konstant hoher Qualität
zu erzielen. In dem unteren nicht-porösen Schichtbereich
läßt sich eine große Menge an wärmeschmelzbarer Farbe
speichern, die beim wiederholten Drucken von Bildern
kontinuierlich dem oberen porösen Schichtbereich zugeführt
wird. Die Anfangs-Farbkonzentration an der Oberfläche der
Farbschicht läßt sich deshalb konstant halten, selbst wenn
das Aufzeichnungsmaterial wiederholt eingesetzt wird.
Da außerdem das in dem unteren Schichtbereich enthaltene
Harz das in dem oberen Schichtbereich enthaltene Harz mit
dem Schichtträger verbindet, kann verhindert werden, daß
der erhitzte Teil der Farbschicht vollständig von dem
Träger abgeschält wird, wenn Bilder nur einmal gedruckt
werden. Das Aufzeichnungsmaterial läßt sich deshalb
mehrmals anwenden. Der obere Schichtbereich hat darüber
hinaus eine poröse Struktur, in der eine wärmeschmelzbare
Farbe enthalten ist, so daß die auf das Bildempfangsblatt
übertragene Farbmenge gut gesteuert werden kann.
Das in Fig. 1 dargestellt Aufzeichnungsmaterial umfaßt
einen Schichtträger (1), eine Farbschicht (3) mit einem
unteren nicht-porösen Schichtbereich (3 a), einem oberen
porösen Schichtbereich (3 b), einem ersten Harz (5), einem
zweiten Harz (7), einer ersten wärmeschmelzbaren Farbe (6)
und einer zweiten wärmeschmelzbaren Farbe (8).
Zusätzlich zu dieser Grundstruktur kann der Träger (1) auf
seiner Rückseite mit einer hitzebeständigen Schutzschicht
(4) versehen sein. Ferner kann eine Klebstoffschicht (2)
gegebenenfalls zwischen dem Träger (1) und der Farbschicht
(3) vorgesehen sein.
Das Anteilverhältnis des zweiten Harzes (7) in dem oberen
porösen Schichtbereich (3 b) ist höher als der des ersten
Harzes (5) in dem unteren nicht-porösen Schichtbereich
(3 a), wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, und das zweite Harz
(7) ist mit dem Träger (1) über das erste Harz (5)
verbunden.
Fig. 2 ist eine Elektronenmikrographie mit 2200facher
Vergrößerung des Querschnitts durch das in Beispiel 3
hergestellt Aufzeichnungsmaterial. Sichtbar sind der
Träger (1), die Klebstoffschicht (2), der untere nicht
poröse Schichtbereich (3 a) und der obere poröse
Schichtbereich (3 b). In den unteren und oberen
Schichtbereichen stellen dunkle Flächen die
wärmeschmelzbare Farbe und graue Flächen das Harz dar.
Das Anteilverhältnis des zweiten Harzes in dem oberen
porösen Schichtbereich beträgt vorzugsweise 30 bis 70,
insbesondere 40 bis 60 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts
des oberen porösen Schichtbereichs, während das
Anteilverhältnis des ersten Harzes in dem unteren
Schichtbereich vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsprozent des
Gesamtgewichts des unteren Schichtbereichs beträgt.
Das in dem unteren nicht-porösen Schichtbereich bzw. dem
oberen porösen Schichtbereich enthaltene erste und zweite
Harz können gleich oder unterschiedlich sein, müssen jedoch
im letztgenannten Fall verträglich sein.
Die in dem unteren Schichtbereich enthaltene erste
wärmeschmelzbare Farbe und die von der porösen Struktur des
oberen Schichtbereichs getragene zweite wärmeschmelzbare
Farbe können ebenfalls gleich oder verschieden sein, müssen
jedoch im letztgenannten Fall verträglich sein.
Die ersten und zweiten wärmeschmelzbaren Farben umfassen
ein Färbemittel und einen Trägerstoff. Als Färbemittel
eignen sich herkömmliche Pigmente und Farbstoffe. Unter
den bekannten Pigmenten sind Ruß und Phthalocyaninpigmente
bevorzugt. Bevorzugte Farbstoffe sind Direktfarbstoffe,
Säurefarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe und öllösliche
Farbstoffe.
Beispiele für geeignete Trägerstoffe sind natürliche
Wachse, wie Bienenwachs, Carnaubawachs, Walwachs,
Japanwachs, Candelillawachs, Reiskleiewachs und
Montanwachs, Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs,
oxidiertes Wachs, Ozocerit, Ceresinwachs, Esterwachs,
höhere Fettsäuren, wie Margarinsäure, Laurinsäure,
Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Frominsäure und
Behensäure, höhere Alkohole, wie Stearylalkohol und
Behenylalkohol, Ester, z.B. Sorbitanfettsäureester, und
Amide, z.B. Stearamid und Oleylamid.
Harze mit einer Glasübergangstemperatur über dem
Schmelzpunkt der ersten wärmeschmelzbaren Farbe können als
erstes Harz in dem unteren nicht-porösen Schichtbereich
verwendet werden, während Harze mit einer
Glasübergangstemperatur über dem Schmelzpunkt der zweiten
wärmeschmelzbaren Farbe als zweites Harz in dem oberen
porösen Schichtbereich verwendet werden können.
Beispiele für derartige Harze sind Vinylchloridharze,
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Polyesterharze,
Epoxyharze, Polycarbonatharze, Phenolharze, Polyimidharze,
Celluloseharze, Polyamidharze und Acrylharze.
Die zweite wärmeschmelzbare Farbe muß beim Vermischen mit
dem zweiten Harz gelieren oder damit unverträglich sein,
damit eine poröse obere Schicht erhalten wird.
Die Dicke des unteren nicht-porösen Schichtbereichs beträgt
vorzugsweise 3 bis 15 µm, obwohl sich dies nach der Anzahl
der Druckvorgänge richtet, für die das
Aufzeichnungsmaterial verwendet werden soll. Die Dicke des
oberen porösen Schichtbereichs beträgt vorzugsweise 1 bis
5 µm. Der Durchmesser der in der porösen Struktur des
oberen Schichtbereichs enthaltenen Mikroporen beträgt
vorzugsweise 1 bis 12 µm mit einem Durchschnittswert von 4
bis 8 µm.
Als Schichtträger eignen sich übliche hitzebeständige
Materialien, z.B. Kunststoffolien, wie Polyester-,
Polycarbonat-, Triacetylcellulose-, Nylon- und
Polyimidfolien, Cellophan, Pergamentpapier und
Kondensatorpapier. Der Schichtträger hat im Hinblick auf
die Wärmeempfindlichkeit und mechanische Festigkeit
vorzugsweise eine Dicke von 2 bis 15 µm.
Die Hitzebeständigkeit des Aufzeichnungsmaterials kann
dadurch verbessert werden, daß man, wie in Fig. 1 gezeigt,
auf der Rückseite des Trägers (1) die mit dem Thermokopf in
Berührung kommt, eine hitzebeständige Schutzschicht (4)
vorsieht. Diese kann z.B. aus einem Siliconharz,
Fluorharz, Polyimidharz, Epoxyharz, Phenolharz, Melaminharz
oder aus Nitrocellulose bestehen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, kann auch zwischen dem
Träger (1) und der Farbschicht (3) eine Klebstoffschicht
(2) vorgesehen werden. Durch diese Klebstoffschicht läßt
sich die Farbschicht (3) fest auf dem Träger (1) fixieren.
Beispiele von Materialien für die Klebstoffschicht sind
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymere, Ethylenacrylat-Copolymere, Polyethylen,
Polyamid, Polyester, Petroleumharze und Nylon. Diese
Materialien können einzeln oder in Kombination angewandt
werden. Die Dicke der Klebstoffschicht beträgt
vorzugsweise 0,2 bis 2,0 µm unter dem Blickwinkel der
Haftung und Wärmeempfindlichkeit.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial läßt sich z.B.
nach folgendem Verfahren herstellen:
Eine erste Mischung aus einem ersten Harz und einer ersten
wärmeschmelzbaren Farbe wird geliert, auf die Oberfläche
eines Schichtträgers aufgetragen und getrocknet, um einen
unteren nicht-porösen Schichtbereich auszubilden. Hierauf
beschichtet man den unteren nicht-porösen Schichtbereich
mit einer zweiten Mischung aus einem zweiten Harz und einer
zweiten wärmeschmelzbaren Farbe und trocknet unter Bildung
eines oberen porösen Schichtbereichs. Gegebenenfalls kann
nach Ausbildung des unteren nicht-porösen Schichtbereichs
und des oberen porösen Schichtbereichs auf eine Temperatur
nahe dem Erweichungspunkt des ersten Harzes erhitzt werden,
um das in dem oberen porösen Schichtbereich enthaltene
zweite Harz über das in dem unteren Schichtbereich
enthaltene erste Harz mit dem Träger zu verbinden.
Wie bereits erwähnt, können das in der ersten Mischung
enthaltene erste Harz und das in der zweiten Mischung
enthaltene zweite Harz gleich oder verschieden sein, wenn
sie miteinander verträglich sind. Auch die erste und
zweite wärmeschmelzbare Farbe können gleich oder
verschieden sein, wenn sie miteinander verträglich sind.
Es ist auch notwendig, daß die zweite wärmeschmelzbare
Farbe beim Mischen mit dem zweiten Harz geliert oder mit
dem zweiten Harz unverträglich ist.
Die erste wärmeschmelzbare Farbe wird unter Anwendung einer
Lösungsmittel-Dispersionsmethode, Hot-Melt-
Dispersionsmethode oder Methode unter Verwendung eines
Geliermittels geliert. Im Falle der Lösungsmittel-
Dispersionsmethode wird die erste wärmeschmelzbare Farbe
bei hoher Temperatur in einem geeigneten Lösungsmittel
dispergiert, worauf man die Dispersion auf Raumtemperatur
abkühlt. Vorzugsweise wird die erste wärmeschmelzbare
Farbe bei einer Temperatur von 25 bis 40°C dispergiert,
wenn man den Geliereffekt und die Betriebssicherheit in
Betracht zieht.
Die erste wärmeschmelzbare Farbe kann auch unter Verwendung
eines Geliermittels, z.B. eines Glycerin-Fettsäureesters,
geliert werden. Die Zusatzmenge an Geliermittel beträgt
vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts
der ersten wärmeschmelzbaren Farbe.
Bei Anwendung der Hot-Melt-Dispersionsmethode werden die
Komponenten der ersten wärmeschmelzbaren Farbe, d.h. das
Färbemittel und der Trägerstoff, bei erhöhter Temperatur
unter Verwendung eines Walzenstuhls, einer Sandmühle oder
einer anderen Mahlvorrichtung vermischt. Hierbei ist die
Sandmühle bevorzugt, da sie eine erste wärmeschmelzbare
Farbe von ausgezeichneter Homogenität ergibt. Nach dem
Vermischen von Färbemittel und Trägerstoff wird die
Mischung bestimmte Zeit in einem Gefäß unter Einwirkung
einer hohen Scherkraft auf eine Temperatur erhitzt, die 10
bis 20°C über dem Schmelzpunkt des Trägerstoffs liegt. Zu
der Dispersion wird dann ein Lösungsmittel als
Verdünnungsmittel gegeben und die Mischung wird nochmals
bei einer Temperatur von 25 bis 35°C dispergiert. Beim
Abkühlen der erhaltenen Dispersion auf Raumtemperatur
erhält man eine gelierte erste wärmeschmelzbare Farbe.
Zur Herstellung der Farbschicht ist es bevorzugt, der
ersten und/oder zweiten Mischung ein Treibmittel
zuzusetzen. Das Treibmittel expandiert, wenn die
aufgetragene Mischung unter Wärmeeinwirkung getrocknet
wird, so daß die Konfiguration oder Verteilung des ersten
Harzes in dem unteren Schichtbereich homogen wird und der
obere Schichtbereich eine gleichmäßige Porenstruktur
annimmt.
Bevorzugte Beispiele von Treibmitteln sind Azoverbindungen,
wie Azodicarbonamid, Azobisisobutyronitril,
Azocyclohexylnitril, Diazoaminobenzol und
Bariumdiazocarboxylat. Die Menge an Treibmittel ist nicht
besonders beschränkt, beträgt jedoch vorzugsweise 1 bis 20,
insbesondere 2 bis 10 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts
der hergestellten Schicht.
Um die Expansionstemperatur und den Expansionsgrad zu
kontrollieren, können gegebenenfalls ein
Treibbeschleuniger, wie Zinkoxid, -stearat oder -palmitat,
oder ein Weichmacher, wie Dioctylphthalat, zugesetzt
werden.
Anstelle der Verwendung derartiger Treibmittel kann die
Farbschicht auch unter Verwendung eines
Lösungsmittelgemisches aus einem leicht flüchtigen und
einem schwer flüchtigen Lösungsmittel hergestellt werden.
Hierbei kann der untere, nicht-poröse Schichtbereich
hergestellt werden, indem man eine erste Mischung
verwendet, die durch Auflösen des ersten Harzes und der
gelierten ersten wärmeschmelzbaren Farbe in dem
Lösungsmittelgemisch hergestellt worden ist. Der obere
poröse Schichtbereich kann hergestellt werden unter
Verwendung einer zweiten Mischung, die durch Auflösen des
zweiten Harzes und der zweiten wärmeschmelzbaren Farbe in
dem Lösungsmittelgemisch erhalten wurde.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle
Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht, sofern
nichts anderes angegeben ist.
Eine Oberfläche einer Polyethylenterephthalatfolie von
4,5 µm Dicke wird mit einem Siliconharz als
hitzebeständiger Schutzschicht beschichtet.
15 Teile Ruß, 60 Teile Candelillawachs und 25 Teile
Polyethylenoxidwachs werden in eine Sandmühle eingebracht
und bei 100°C zu einer homogenen Farbdispersion
dispergiert. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man
eine gelierte erste wärmeschmelzbare Farbe.
Eine erste Mischung zur Herstellung eines unteren nicht
porösen Schichtbereichs wird hergestellt durch Dispergieren
von 100 Teilen der gelierten ersten wärmeschmelzbaren
Farbe, 20 Teilen eines Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymers
und 20 Teilen Azobisisobutyronitril in 85 Teilen eines
1 : 2-Lösungsmittelgemisches aus Toluol und Methylethylketon.
Die erste Mischung wird auf die Oberfläche des
Schichtträgers aufgetragen und 1 Minute bei 80°C
getrocknet, wobei ein unterer nicht-poröser Schichtbereich
von 10 µm Dicke erhalten wird.
Eine zweite Mischung zur Herstellung des oberen porösen
Schichtbereichs wird hergestellt durch Dispergieren von
15 Teilen Ruß, 65 Teilen Candelillawachs, 20 Teilen
Polyethylenoxidwachs und 35 Teilen Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymer in 85 Teilen eines
1:2-Lösungsmittelgemisches aus Toluol und Methylethylketon.
Die zweite Mischung wird auf die Oberfläche des unteren
Schichtbereichs aufgetragen und 1 Minute bei 110°C
getrocknet, um einen oberen porösen Schichtbereich von 5 µm
Dicke herzustellen. Hierdurch erhält man ein
erfindungsgemäßes thermisches Bildübertragungs-
Aufzeichnungsmaterial Nr. 1.
Ein mit einer hitzebeständigen Schutzschicht versehener
Schichtträger wird wie in Beispiel 1 hergestellt und auf
diesen wird wie in Beispiel 1 ein unterer Schichtbereich
aufgebracht.
Eine zweite Mischung für den oberen porösen Schichtbereich
wird hergestellt durch Dispergieren von 15 Teilen Ruß,
70 Teilen Candelillawachs, 15 Teilen Lanolin-
Fettsäuremonoglycerid und 100 Teilen eines Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymers in 85 Teilen eines
1:2-Lösungsmittelsgemisches aus Toluol und
Methylethylketon. Die zweite Mischung wird auf die
Oberfläche des unteren Schichtbereichs aufgetragen und
1 Minute bei 110°C getrocknet, wodurch ein oberer
Schichtbereich von 5 µm Dicke erhalten wird. Es entsteht
ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial Nr. 2.
Eine Mischung zur Herstellung einer Farbschicht wird
hergestellt durch Dispergieren von 100 Teilen der gelierten
wärmeschmelzbaren Farbe von Beispiel 1 und 100 Teilen eines
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymers in 85 Teilen eines
1:2-Lösungsmittelgemisches aus Toluol und Methylethylketon.
Diese Mischung wird auf einen gemäß Beispiel 1 mit einer
hitzebeständigen Schutzschicht versehenen Schichtträger
aufgetragen und 1 Minute bei 110°C getrocknet, um eine
Farb-Monoschicht von 15 µm Dicke herzustellen. Hierdurch
erhält man ein Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial Nr. 1.
Ein mit einer hitzebeständigen Schutzschicht versehener
Schichtträger wird wie in Beispiel 1 hergestellt. Auf die
andere Seite des Schichtträgers wird eine Flüssigkeit
aufgetragen, die durch Auflösen von 20% eines Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymers in einem 1:2-Lösungsmittelgemisch
aus Toluol und Methylethylketon erhalten wurde. Hierauf
trocknet man 30 Sekunden bei 80°C und erhält eine
Klebstoffschicht von 0,4 µm Dicke.
15 Teile Ruf, 60 Teile Candelillawachs, 23 Teile
Polyethylenoxidwachs und 2 Teile Terpenharz (Härter) werden
in eine Sandmühle eingebracht und bei 110°C zu einer
homogenen Farbdispersion dispergiert. Nach dem Abkühlen
auf 65°C versetzt man mit 10 Teilen eines öllöslichen
Farbstoffs (Benzolschwarz) von niedrigem Schmelzpunkt und
675 Teilen eines 1:2-Lösungsmittelgemisches aus Toluol und
Methylethylketon und dispergiert nochmals bei 32°C. Durch
Abkühlen der Dispersion auf Raumtemperatur erhält man eine
gelierte wärmeschmelzbare Farbe.
Unter Verwendung der gelierten wärmeschmelzbaren Farbe wird
eine erste Mischung für den unteren nicht-porösen
Schichtbereich der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Gewichtsteile | |
Gelierte wärmeschmelzbare Farbe | |
10 | |
1 : 2-Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Methylethylketon, das 20% Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer enthält | 3 |
Azobisisobutyronitril | 0,1 |
Die erste Mischung wird auf die auf dem Träger befindliche
Klebstoffschicht aufgetragen und 1 Minute bei 75°C
getrocknet, um einen unteren Schichtbereich von 8 µm Dicke
auszubilden.
Unter Verwendung der gelierten wärmeschmelzbaren Farbe wird
eine zweite Mischung zur Herstellung des oberen porösen
Schichtbereichs der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Gewichtsteile | |
Gelierte wärmeschmelzbare Farbe | |
10 | |
1 : 2-Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Methylethylketon, das 20% Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer enthält | 3 |
Die zweite Mischung wird auf die Oberfläche des unteren
Schichtbereichs aufgetragen und 1 Minute bei 110°C
getrocknet, um einen oberen porösen Schichtbereich von 2 µm
Dicke auszubilden.
Hierbei erhält man ein erfindungsgemäßes
Aufzeichnungsmaterial Nr. 3, das in einem Transmissions-
Elektronenmikroskop untersucht wird. Eine
Querschnittaufnahme ist in Fig. 2 dargestellt.
Ein mit einer hitzebeständigen Schutzschicht versehener
Schichtträger wird wie in Beispiel 1 hergestellt. Auf den
Schichtträger wird wie in Beispiel 1 ein unterer
Schichtbereich aufgebracht, mit der Ausnahme, daß das
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer durch Nitrocellulose mit
einem Molekulargewicht von 100 000 ersetzt wird. Auf die
Oberfläche des erhaltenen unteren Schichtbereichs wird dann
wie in Beispiel 1 ein oberer poröser Schichtbereich
aufgebracht. Hierdurch erhält man ein erfindungsgemäßes
Aufzeichnungsmaterial Nr. 4.
Ein mit einer hitzebeständigen Schutzschicht versehener
Schichtträger wird wie in Beispiel 1 hergstellt und wie in
Beispiel 1 mit einem unteren Schichtbereich versehen. Auf
die Oberfläche des unteren Schichtbereichs wird wie in
Beispiel 1 ein oberer poröser Schichtbereich aufgebracht,
mit der Ausnahme, daß das Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymer durch Nitrocellulose mit einem Molekulargewicht
von 100 000 ersetzt wird. Hierdurch erhält man ein
erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial Nr. 5.
Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien Nr. 1 bis 5
und das Vergleichs-Aufzeichnungsmaterial Nr. 1 werden in
einen Linien-Thermodrucker eingelegt und Bilder werden
viermal aus demselben Bereich des Aufzeichnungsmaterials
unter den folgenden Bedingungen auf ein Bildempfangsblatt
übertragen:
Thermokopf: | |
Dünnfilmkopf | |
Plattendruck: | 230 g/cm |
Abschälwinkel gegen Bildempfangsblatt: | 45° |
Dem Thermokopf zugeführte Energie: | 22 mJ/mm² |
Druckgeschwindigkeit: | 5,08 cm/s |
Bildempfangsblatt: | Qualitätspapier mit einer Beck-Glätte von 320 s |
Die Dichte der beim ersten, zweiten, dritten und vierten
Drucken erhaltenen Bilder wird mit einem Mcbeth-
Densitometer RD-914 gemessen. Die Ergebnisse sind in der
folgenden Tabelle angegeben.
Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsmaterialien Bilder ergeben, deren Dichte
selbst bei mehrmaliger Verwendung kaum abnimmt. Auch ist
kein Abschälen der Farbschicht bei diesen
Aufzeichnungsmaterialien zu beobachten. So ist die
Farbschicht der Aufzeichnungsmaterialien Nr. 1 bis 5 selbst
nach dem vierten Druck noch nicht abgeschält. Andererseits
schält sich die Farbschicht des Vergleichs-
Aufzeichnungsmaterials Nr. 1 bereits nach dem zweiten Druck
ab.
Claims (31)
1. Thermisches Bildübertragungs-Aufzeichnungsmaterial,
gekennzeichnet durch einen Schichtträger und eine
darauf aufgebrachte Farbschicht, umfassend
(i) einen unteren nicht-porösen Schichtbereich in
Nachbarschaft zum Schichtträger, welcher eine erste
wärmeschmelzbare Farbe und ein erstes Harz enthält,
und (ii) einen oberen porösen Schichtbereich auf dem
unteren nicht-porösen Schichtbereich, welcher eine
zweite wärmeschmelzbare Farbe und ein zweites Harz von
mikroporöser Struktur enthält, in der die zweite
wärmeschmelzbare Farbe enthalten ist, wobei das
Aunteilverhältnis des zweiten Harzes in dem oberen
porösen Schichtbereich höher ist als das des ersten
Harzes in dem unteren nicht-porösen Schichtbereich und
das zweite Harz und der Schichtträger über das erste
Harz miteinander verbunden sind.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Anteilverhältnis des ersten
Harzes in dem unteren nicht-porösen Schichtbereich 20
bis 40 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des unteren
nicht-porösen Schichtbereichs beträgt und das
Anteilverhältnis des zweiten Harzes in dem oberen
porösen Schichtbereich 30 bis 70 Gewichtsprozent des
Gesamtgewichts des oberen porösen Schichtbereiches
beträgt.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das in dem oberen porösen
Schichtbereich enthaltene zweite Harz dreidimensional
unter Ausbildung einer porösen Struktur verteilt ist,
die eine Vielzahl von Mikroporen mit einem Durchmesser
von 1 bis 12 µm umfaßt.
4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich enthaltene erste Harz und
das in dem oberen porösen Schichtbereich enthaltene
zweite Harz miteinander verträglich sind.
5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich enthaltene erste Harz
eine Glasübergangstemperatur hat, die höher ist als
der Schmelzpunkt der ersten wärmeschmelzbaren Farbe in
dem unteren nicht-porösen Schichtbereich.
6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem oberen
porösen Schichtbereich enthaltene zweite Harz eine
Glasübergangstemperatur hat, die höher ist als der
Schmelzpunkt der zweiten wärmeschmelzbaren Farbe in
dem oberen porösen Schichtbereich.
7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich enthaltene erste Harz und
das in dem oberen porösen Schichtbereich enthaltene
zweite Harz ausgewählt sind unter Vinylchloridharzen,
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Polyesterharzen,
Epoxyharzen, Polycarbonatharzen, Phenolharzen,
Polyimidharzen, Celluloseharzen, Polyamidharzen und
Acrylharzen.
8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich enthaltene erste
wärmeschmelzbare Farbe und die in dem oberen porösen
Schichtbereich enthaltene zweite wärmeschmelzbare
Farbe miteinander verträglich sind.
9. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
wärmeschmelzbare Farbe beim Mischen mit dem zweiten
Harz geliert oder mit dem zweiten Harz unverträglich
ist.
10. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem unteren
nicht-porösen Schichtbereich enthaltene erste
wärmeschmelzbare Farbe und die in dem oberen porösen
Schichtbereich enthaltene zweite wärmeschmelzbare
Farbe ein Färbemittel und einen Trägerstoff enthalten.
11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Färbemittel Ruß, ein
Phthalocyaninpigment, Direktfarbstoff, saurer
Farbstoff, basischer Farbstoff, Dispersionsfarbstoff
oder öllöslicher Farbstoff ist.
12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff
Bienenwachs, Carnaubawachs, Walwachs, Japanwachs,
Candelillawachs, Reiskleiewachs, Montanwachs,
Paraffinwachs, mikrokristallines Wachs, oxidiertes
Wachs, Ozocerit, Ceresinwachs, Esterwachs,
Margarinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure,
Palmitinsäure, Stearinsäure, Frominsäure, Behensäure,
Stearylalkohol, Behenylalkohol,
Sorbitanfettsäureester, Stearamid oder Oleylamid ist.
13. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der untere nicht
poröse Schichtbereich eine Dicke von 3 bis 15 µm hat.
14. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere poröse
Schichtbereich eine Dicke von 1 bis 5 µm hat.
15. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus
Polyester, Polycarbonat, Triacetylcellulose, Nylon,
Polyimid, Cellophan, Pergamentpapier oder
Kondensatorpapier besteht.
16. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger eine
Dicke von 2 bis 15 µm hat.
17. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des
Schichtträgers eine hitzebeständige Schutzschicht
ausgebildet ist.
18. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die hitzebeständige Schutzschicht
aus Siliconharz, Fluorharz, Polyimidharz, Epoxyharz,
Phenolharz, Melaminharz oder Nitrocellulose besteht.
19. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Schichtträger und der Farbschicht eine
Klebstoffschicht vorhanden ist.
20. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht aus einem
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Acrylat-Copolymer,
Polyethylen, Polyamid, Polyester, Petroleumharz oder
Nylon besteht.
21. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht eine
Dicke von 0,2 bis 2,0 µm hat.
22. Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsmaterials
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
- 1) auf der Oberfläche eines Schichtträgers einen unteren nicht-porösen Schichtbereich ausbildet, indem man eine erste Mischung aus einem ersten Harz und einer ersten wärmeschmelzbaren Farbe, welche vorher geliert worden ist, aufträgt und trocknet, und
- 2) auf der Oberfläche des unteren nicht-porösen Schichtbereichs einen oberen porösen Schichtbereich ausbildet, indem man eine zweite Mischung aus einem zweiten Harz und einer zweiten wärmeschmelzbaren Farbe aufträgt und trocknet.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste wärmeschmelzbare Farbe geliert wird
durch Dispergieren in einem Lösungsmittel bei einer
Temperatur von 25 bis 40°C und Abkühlen der Dispersion
auf Raumtemperatur.
24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste wärmeschmelzbare Farbe geliert wird
durch Mischen mit einem Geliermittel in einer Menge
von 5 bis 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der
ersten wärmeschmelzbaren Farbe.
25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste wärmeschmelzbare Farbe geliert wird
durch Zugabe eines Lösungsmittels als
Verdünnungsmittel zu der ersten wärmeschmelzbaren
Farbe, die vorher bei erhöhter Temperatur dispergiert
worden ist, Dispergieren der Mischung bei einer
Temperatur von 25 bis 35°C und Abkühlen der Dispersion
auf Raumtemperatur.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Mischung
außerdem ein Treibmittel enthalten.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Treibmittel Azodicarbonsäureamid,
Azobisisobutyronitril, Azocyclohexylnitril,
Diazoaminobenzolo oder Bariumdiazocarboxylat
verwendet.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Treibmittelmenge 1 bis
20 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts des unteren bzw.
oberen Schichtbereichs beträgt.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Mischung
außerdem einen Treibbeschleuniger und/oder einen
Weichmacher enthalten.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Treibbeschleuniger Zinkoxid, Stearate oder
Palmitate verwendet.
31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Weichmacher Dioctylphthalat verwendet.
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