-
Technisches Gebiet
-
Die
Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsfolie bzw. -bahn zur Verwendung
bei der Schmelz-Thermotransferaufzeichnung sowie ein Verfahren zu
ihrer Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn,
die ausgezeichnete Druck- und Aufzeichnungseigenschaften für Strichcodes
in einer warmen und feuchten Atmosphäre hat und einen scharfen Vollfarbendruck
mit Abstufung liefern kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung
einer solchen Bahn.
-
Hintergrund der Technik
-
Das
Thermotransferaufzeichnungsverfahren wird grob in das Sublimations-Thermotransfersystem und
das Schmelz-Thermotransfersystem eingeteilt. Beim Sublimations-Thermotransfersystem
wird ein Thermotransferfarbband, das sich aus einer Farbmaterialschicht
und einem sie tragenden Medium zusammensetzt, erwärmt, um
einen in der Farbmaterialschicht enthaltenen Farbstoff zu sublimieren
oder zu vergasen, und der sublimierte oder vergaste Farbstoff wird
in einer bildaufnehmenden Aufzeichnungsbahn fixiert, um so ein Farbstoffbild
zu erzeugen. Andererseits wird beim Schmelz-Thermotransfersystem
gemäß 1 ein Farbband 1,
das sich aus einer Thermoschmelzdruckfarbenschicht 5 und
einer sie tragenden Basis 4 zusammensetzt, mit einer Aufzeichnungsbahn 2 zur
Thermotransferbildaufnahme zwischen einer Trommel 8 und
einer Wärmequelle 3,
z. B. einem Thermokopf, unter Druck in Kontakt gebracht, wobei die
Thermoschmelzdruckfarbenschicht 5 durch Erwärmung über die
mit elektrischen Signalen gesteuerte Wärmequelle 3 erschmolzen
und die geschmolzene Druckfarbe direkt auf die Aufzeichnungsbahn 2 zur
Thermotransferbildaufnahme übertragen
wird, um so ein Bild zu erzeugen.
-
In
einer allgemeinen Praxis der Thermotransferaufzeichnung nach dem
Schmelz-Thermotransfersystem kann ein Träger 7 selbst für die Bildaufnahme
zuständig
sein; oder eine Polyesterschicht, Epoxidharzschicht oder Grundierungsschicht
mit guter Haftung für
die Druckfarbe 5 kann auf der Oberfläche eines solchen Trägers 7 vorgesehen
sein. Die Aufzeichnungsbahn zur Schmelz-Thermotransferbildaufnahme
besteht aus Papier auf Zellstoffbasis; aus opakem synthetischem
Papier mit einem gereckten Film aus Harz auf Propylenbasis, der
ein anorganisches Feinpulver enthält; oder aus synthetischem
Papier, bestehend aus einem transparenten gereckten Polyethylenterephthalatfilm
oder transparenten Harzfilm auf Polyolefinbasis mit einer Pigmentbeschichtung
darauf, die ein anorganisches Feinpulver und ein Bindemittel enthält, um so
die Weiße
und das Färbevermögen zu erhöhen.
-
Allgemein
ist verständlich,
daß die
Verwendung eines synthetischen Papiers mit vielen Poren darin bevorzugt
ist, um eine erwünschte
Festigkeit, Maßhaltigkeit
und Haftung an einem Druckkopf zu erreichen, berücksichtigt man die Eigenschaften
nach dem Druck (z. B. Kopierbeständigkeit,
Beschreiben mit Stiften und Lagerung) der Aufzeichnungsbahn zur
Thermotransferbildaufnahme nach der Thermotransferaufzeichnung gemäß der Offenbarung
in den JP-A-60-245593 (hierin steht "JP-A" für "ungeprüfte veröffentlichte
japanische Patentanmeldung"),
JP-A-61-112693, JP-A-3-216386 und JP-A-5-305780. Solche synthetischen
Papiere werden mit einer Spannmaschine bei einer Temperatur gereckt,
die unter den Schmelzpunkten von Harzen auf Polyolefinbasis liegt,
die solche Papiere bilden, um dadurch die Innenporen zu bilden und
erwünschte
Opazität,
Weichheit, Haftung am Druckkopf und Papierzufuhr-/-abgabefähigkeit
zu erreichen. Die JP-A-8-80684 und JP-A-9-76647 offenbaren ein synthetisches Papier
mit einem mikroporösen
Träger,
der anorganisches Feinpulver (kolloidales Calciumcarbonat) enthält und eine
grundierte Oberfläche
hat.
-
In
den letzten Jahren kam der Vollfarbendruck auch zunehmend bei der
Schmelz-Thermotransferaufzeichnung zum Einsatz, und der Bedarf an
verbesserter Abstufung verschob den Schwerpunkt eines Verfahrens
zur Abstufungsrealisierung von der Bildung von Punkten mit einem
konstanten Durchmesser zu einem variablen Punktsystem, das einzelne
Punkte mit variierenden Durchmessern erzeugt. Für die Aufzeichnungsbahn, die
bei der Vollfarbenaufzeichnung unter Einsatz eines breiten Druckenergiebereichs
verwendet werden soll, ist es notwendig, daß die mit der Schmelz-Thermotransferdruckfarbe
erzeugte Punktform genau reproduziert wird (Punktreproduzierbarkeit),
eine ausreichende Menge der Druckfarbe transferiert werden kann
und sich eine hohe Aufzeichnungsdichte erhalten läßt. Zur
Erfüllung
dieser Forderungen wurde eine Technik vorgeschlagen, bei der Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
auf einen Träger
aufgetragen wird, der aus einem synthetischen Papier besteht (JP-A-7-68956).
Nachteilig bei dieser Aufzeichnungsbahn war allerdings, daß es zum Erweichen
der aufgetragenen Harzkomponente beim Thermotransfer der Druckfarbe
kam, was die Haftfestigkeit zwischen dem Farbband und der Oberfläche der
Aufzeichnungsbahn übermäßig steigerte
und zu unerwünschten
Blockierungen oder Auslassungen beim Druck führte.
-
Zudem
litt von den o. g. Aufzeichnungsbahnen zur Schmelz-Thermotransferbildaufnahme
ein synthetisches Papier, das mit einer Grundierung behandelt ist,
die eine wäßrige Lösung aus
einer stickstoffhaltigen Polymerverbindungsgrundierung aufweist,
unter einem Problem, daß die
Grundierung selbst das Transfervermögen der geschmolzenen Druckfarbe
beeinträchtigen
kann, da die Oberfläche
einer solchen Bahn leicht atmosphärische Feuchtigkeit anzieht
(oder adsorbiert), was die Ursache für Linienunterbrechung oder
fehlenden Druckfarbentransfer beim Strichcodedruck war.
-
Andererseits
sollte beim vollfarbigen Schmelz-Thermotransferdruck die Oberfläche der
Aufzeichnungsbahn Eigenschaften haben, die sich von denen beim Strichcodedruck
unterscheiden, da Druckfarben verschiedener Farbtöne mit jeweils
unterschiedlichen Druckfarbenkomponenten transferiert und überdeckend aufgebracht
werden müssen.
Um insbesondere ein hochauflösendes
Bild zu erhalten, ist eine genaue Punktreproduzierbarkeit über einen
breiten Druckenergiebereich für
die Bahn erforderlich, wobei die Punktreproduzierbarkeit der herkömmlichen
Aufzeichnungsbahn nicht immer gut genug war.
-
Daher
besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn bereitzustellen,
mit der sich die o. g. Probleme lösen lassen und die ausgezeichnete
Eigenschaften sowohl beim Strichcodedruck als auch beim Vollfarbendruck
haben kann.
-
Somit
zielt die Erfindung darauf ab, eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
bereitzustellen, die auch dann keine Druckauslassungen verursacht,
wenn in einer warmen und feuchten Atmosphäre gedruckt wird, die eine
hohe Transferdichte sowie eine erwünschte Druckfarbenhaftung beim
Strichcodedruck hat. Zudem soll die Erfindung, eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
bereitstellen, die ein hochauflösendes
Bild im Vollfarbendruck erzeugen kann. Ferner soll mit der Erfindung
ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
mit diesen Eigenschaften bereitgestellt werden.
-
Beschreibung
der Erfindung
-
Im
Rahmen der Erfindung wurde nach umfangreichen Untersuchungen zur
Lösung
der o. g. Probleme festgestellt, daß sich die Aufgaben der Erfindung
lösen lassen
durch eine Bahn mit einer Oberflächenschicht, die
aus einem uniaxial gereckten Film hergestellt ist, der ein anorganisches
Feinpulver aufweist, dessen Oberfläche durch Hydrophilierungsbehandlung
modifiziert ist, und einer Basisschicht, die aus einem uniaxial
gereckten Film hergestellt ist, was zur vorgeschlagenen Erfindung
führte.
-
Somit
stellt die Erfindung eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
bereit, die aufweist: eine Basisschicht (A) aus einem uniaxial gereckten
Film, die 40 bis 85 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 60
bis 15 Gew.-% eines anorganischen oder organischen Feinpulvers aufweist;
und eine Oberflächenschicht (B)
aus einem uniaxial gereckten Film, die auf mindestens einer Oberfläche der
Basisschicht (A) vorgesehen ist und 30 bis 90 Gew.-% eines thermoplastischen
Harzes und 70 bis 10 Gew.-% eines anorganischen Feinpulvers aufweist,
das eine mittlere Korngröße hat,
die gleich oder kleiner als die des in der Basisschicht (A) enthaltenen
anorganischen o der organische Feinpulvers ist, und eine durch Hydrophilierungsbehandlung
modifizierte Kornoberfläche
hat.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind so, daß das
thermoplastische Harz, das in der Basisschicht (A) oder der Oberflächenschicht
(B) enthalten ist, ein Harz auf Polyolefinbasis ist; das Harz auf
Polyolefinbasis mindestens ein Polymer ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die Propylenhomopolymer, Propylencopolymer, Ethylenhomopolymer und
Ethylencopolymer aufweist; das anorganische oder organische Feinpulver,
das in der Basisschicht (A) enthalten ist, eine mittlere Korngröße von 0,6
bis 3 μm
hat und das anorganische Feinpulver, das in der Oberflächenschicht
(B) enthalten ist, eine mittlere Korngröße von 0,4 bis 1,5 μm hat; die
Basisschicht (A) oder die Oberflächenschicht
(B) ein anorganisches Feinpulver enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die schweres Calciumcarbonat, Ton und Diatomeenerde aufweist; die
Oberflächenschicht
(B) das anorganische Feinpulver enthält, das durch die Hydrophilierungsbehandlung
unter Verwendung eines anionischen Polymerdispergiermittels oder
eines kationischen Polymerdispergiermittels modifiziert ist; die
Oberflächenschicht
(B) schweres Calciumcarbonatpulver enthält, das durch die Hydrophilierungsbehandlung
mit einem anionischen Polymerdispergiermittel modifiziert ist; das
organische Feinpulver, das in der Basisschicht (A) enthalten ist,
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid,
Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polystyrol, Melaminharz, Polyethylensulfit,
Polyimid, Polyethyletherketon und Polyphenylensulfit aufweist; das
organische Feinpulver, das in der Basisschicht (A) enthalten ist,
einen höheren
Schmelzpunkt als das thermoplastische Harz hat, das in der Basisschicht
(A) enthalten ist, und mit ihm inkompatibel ist; eine Aufzeichnungsebene
der Oberflächenschicht
(B) eine Glätte
von 2.000 bis 10.000 Sekunden hat; die Oberflächenschicht (B) eine Porengröße von 0,5
bis 15 μm
hat; die Oberflächenschicht
(B) eine freie Oberflächenenergie
von 33 bis 65 Dyn/cm hat; ein Gehalt des Feinpulvers mit einer Korngröße von 44 μm oder darüber in der
Oberflächenschicht
(B) auf höchstens
10 ppm begrenzt ist; und eine Poro sität der Bahn in der Schätzung nach
der später
beschriebenen Formel (1) 5 bis 60% beträgt.
-
Ferner
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
mit folgenden Schritten bereit: auf mindestens einer Seite einer
Basisschicht (A), die 40 bis 85 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes
und 60 bis 15 Gew.-% eines anorganischen oder organischen Feinpulvers
aufweist, erfolgendes Bilden einer Oberflächenschicht (B), die 30 bis
90 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes und 70 bis 10 Gew.-% eines
anorganischen Feinpulvers aufweist, das eine mittlere Korngröße hat,
die gleich oder kleiner als die des in der Basisschicht (A) enthaltenen
anorganischen oder organische Feinpulvers ist, und eine durch Hydrophilierungsbehandlung
modifizierte Kornoberfläche
hat; und uniaxiales Recken des erhaltenen Laminats.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind so, daß das
uniaxiale Recken bei einer Temperatur erfolgt, die mindestens 5°C niedriger
als der Schmelzpunkt des in der Oberflächenschicht (B) enthaltenen
thermoplastischen Harzes ist und mindestens 15°C niedriger als der Schmelzpunkt
des in der Basisschicht (A) enthaltenen thermoplastischen Harzes
ist; und das uniaxiale Recken um das 2- bis 7,5-fache der Länge durchgeführt wird.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnung
-
Diese
und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann
aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen im Zusammenhang
mit der beigefügten
Zeichnung deutlich sein. Es zeigt:
-
1 eine schematische Ansicht
zur Erläuterung
eines Schmelz-Thermotransfersystems, in der die Bezugszahl 1 ein
Farbband bezeichnet, 2 eine Aufzeichnungsbahn zur Thermotransferbildaufnahme, 3 eine Wärmequelle
(Thermokopf), 4 eine Basis, 5 eine Thermoschmelzdruckfarbe, 6 eine
Bildaufnahmeschicht, 7 einen Träger und 8 eine Trommel.
-
Nähere Beschreibung
der Erfindung
-
Im
folgenden werden Ausführungsformen
der Erfindung näher
beschrieben.
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn der Erfindung hat eine Oberflächenschicht
(B) auf mindestens einer Oberfläche
einer Basisschicht (A). Die Basisschicht (A) enthält ein thermoplastisches
Harz und ein anorganisches oder organisches Feinpulver. Die Oberflächenschicht
(B) enthält
ein thermoplastisches Harz und ein anorganisches Feinpulver.
-
Die
Spezies des für
die Basisschicht (A) und Oberflächenschicht
(B) verwendeten thermoplastischen Harzes unterliegen keinen besonderen
Beschränkungen.
-
Zu
Beispielen für
solches thermoplastisches Harz gehören Polyolefinharze; Polyamidharze,
z. B. 6-Nylon, 6,6-Nylon und 6,T-Nylon; thermoplastische Polyesterharze,
z. B. Polyethylenterephthalat und seine Copolymere, Polybutylenterephthalat
und seine Copolymere und aliphatisches Polyester; Polycarbonat;
ataktisches Polystyrol; und syndiotaktisches Polystyrol.
-
Von
diesen kommen unpolare Polyolefinharze bevorzugt zum Einsatz. Zu
möglichen
Beispielen für
die Polyolefinharze gehören
Homopolymere von C2-8-α-Olefinen, z. B. Ethylen, Propylen,
1-Buten, 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Okten, 4-Methyl-1-penten und 3-Methyl-1-penten;
und Copolymere von 2 bis 5 Spezies, die aus solchen α-Olefinen
ausgewählt
sind. Verwendbar sind statistische Copolymere oder Blockcopolymere.
Verwendbar sind insbesondere verzweigtes oder normales Polyethylen
mit einer Dichte von 0,89 bis 0,97 g/cm3 und
einem Schmelzindex (190°C,
2,16 kg Last) von 1 bis 10 g/10 Minuten; und Polymere mit einem
Schmelzindex (230°C,
2,16 kg Last) von 0,2 bis 10 g/10 Minuten, z. B. Propylenhomopolymer,
Propylen-Ethylen-Copolymer,
Propylen-(1-Buten)-Copolymer, Propylen-Ethylen-(1-Buten)-Copolymer,
Propylen-(4-Methyl-1-penten)-Copolymer, Propylen-(3-Methyl-1-penten)-Copolymer,
Poly(1-buten), Poly(4-methyl-1-penten), Propylen-Ethylen-(3-Methyl-1-penten)-Copolymer, Propylen-(1-Hexen)-Copolymer
und Propylen-(1-Hepten)-Copolymer.
-
Von
diesen sind Propylenhomopolymer, statistisches Propylen-Ethylen-Copolymer
und Polyethylen hoher Dichte wegen geringer Kosten und Formbarkeit
bevorzugt. Insbesondere ist Harz auf Propylenbasis wegen seiner
guten Steifigkeit bei Bildung einer Aufzeichnungsbahn und seiner
geringen Kosten bevorzugt. Exemplarisch für Harz auf Propylenbasis steht
isotaktisches oder syndiotaktisches Homopolymer von Propylen.
-
Für die Basisschicht
(A) und Oberflächenschicht
(B) können
das gleiche thermoplastische Harz oder unterschiedliche thermoplastische
Harze verwendet werden. Thermoplastische Harzspezies lassen sich
je nach spezifischen Eigenschaften auswählen, die für die einzelnen Schichten erforderlich
sind.
-
Keine
besonderen Einschränkungen
gelten für
Spezies des anorganischen oder organischen Feinpulvers, das für die Basisschicht
(A) und Oberflächenschicht
(B) verwendet wird.
-
Zu
Beispielen für
das anorganische Feinpulver gehören
schweres Calciumcarbonat, gefälltes
Calciumcarbonat, gebrannter Ton, Talkum, Titanoxid, Bariumsulfat,
Zinkoxid, Magnesiumoxid, Diatomeenerde und Siliciumoxid. Von diesen
sind schweres Calciumcarbonat, gebrannter Ton und Diatomeenerde
wegen ihrer geringen Kosten und ihres Porenbildungsvermögens beim
Recken bevorzugt.
-
Zu
Beispielen für
das organische Feinpulver gehören
jene, die aus Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat,
Polyamid, Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polystyrol, Melaminharz,
Polyethylensulfit, Polyamid, Polyetherketon und Polyphenylensulfit
hergestellt sind. Von diesen werden solche bevorzugt verwendet,
die einen höheren
Schmelzpunkt als das verwendete thermoplastische Harz haben und
damit inkompatibel sind.
-
Für die Basisschicht
(A) kann eine einzelne Spezies des Feinpulvers, das unter den o.
g. ausgewählt ist,
verwendet werden, oder es können
zwei oder mehr, die unter den o. g. ausgewählt sind, in Kombination verwendet
werden. Bei Verwendung von zwei oder mehr in Kombination ist es
zulässig,
die anorganischen und organischen Feinpulver zu mischen.
-
Das
anorganische Feinpulver zur Verwendung in der Oberflächenschicht
(B) unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und es können die
für die
Basisschicht (A) verfügbaren
verwendet werden, sofern deren Oberfläche durch Hydrophilierungsbehandlung
modifiziert ist. Durchführen
läßt sich
die Hydrophilierungsbehandlung durch Mischen und Dispergieren des
anorganischen Feinpulvers zusammen mit einem oberflächenakti ven
Stoff, z. B. einem aliphatischen sauren Metallsalz, mit einem Mischer
oder durch Naßmahlen
einer anorganischen Verbindung in einem Medium auf Wasserbasis in
Gegenwart eines anionischen Polymerdispergiermittels oder kationischen
Polymerdispergiermittels und anschließendes Trocknen des erhaltenen
Pulvers. Am stärksten
bevorzugt ist schweres Calciumcarbonat, das mit einem kationischen
Polymerdispergiermittel behandelt ist. Bevorzugte Beispiele für das anorganische
Feinpulver mit einer durch Hydrophilierungsbehandlung modifizierten
Oberfläche
sind in den JP-A-7-300568 und JP-A-10-176079 offenbart.
-
Während Mischen
und Kneten des anorganischen Feinpulvers mit einer mittleren Korngröße von höchstens
1,5 μm mit
dem thermoplastischen Harz dazu neigt, sekundäres Agglomerat infolge von
schlechter Dispersion zu erzeugen, kann die Verwendung des anorganischen
Feinpulvers mit der durch die Hydrophilierungsbehandlung modifizierten
Oberfläche
solches sekundäres
Agglomerat wirksam verhindern. Erfindungsgemäß läßt sich also ein glatter gereckter
Film mit weniger Vorsprüngen
herstellen, und die Druckfarbenhaftung sowie die Transferdichte
sind verbessert.
-
So
modifiziertes anorganisches Feinpulver, das im wesentlichen zur
Verwendung in der Oberflächenschicht
(B) dient, kann auch für
die Basisschicht (A) verwendet werden. In diesem Fall kann das modifizierte anorganische
Feinpulver in Mischung mit einem nicht modifizierten anorganischen
Feinpulver zum Einsatz kommen.
-
Ein
bevorzugter Bereich der mittleren Korngröße des Feinpulvers zur Verwendung
in der Basisschicht (A) beträgt
0,6 bis 3 μm.
Durch Auswahl der mittleren Korngröße von mindestens 0,6 μm kann sich
eine ausreichende Porenmenge (Poren) durch Recken ergeben, und durch
Auswahl von höchstens
3 μm läßt sich
die Größe der Poren
auf einen ordnungsgemäßen Wert
steuern, um dadurch zu verhindern, daß sich der Film wellt.
-
Ein
bevorzugter Bereich der mittleren Korngröße von anorganischem Feinpulver
zur Verwendung in der Oberflächenschicht
(B) beträgt
0,4 bis 1,5 μm.
Durch Auswahl der mittleren Korngröße in diesem Bereich lassen
sich Mikrorisse auf der Oberfläche
der Schicht bilden und die Druckfarbenhaftung verbessern, was wirksam
verhindert, daß Weißfehler
beim Druck erzeugt werden. Bevorzugt ist auch, den Gehalt an groben
Körnern
mit einem Durchmesser von 44 μm
oder darüber
auf höchstens
10 ppm zu begrenzen, da solche groben Körner rauhe Vorsprünge auf
dem gereckten Mehrschichtharzfilm bilden können.
-
Bei
Herstellung der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn der Erfindung
werden das thermoplastische Harz und das Feinpulver gemischt, um
einzelne Schichten zu bilden. Die Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
der Erfindung kann durch jede Kombination verschiedener Verfahren
hergestellt werden, die dem Fachmann bekannt sind. Jede durch einen
beliebigen Verfahrensablauf erhaltene Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
gehört
zum Schutzumfang der Erfindung, sofern die in Anspruch 1 festgelegten Bedingungen
erfüllt
sind.
-
Zur
Bildung der Basisschicht (A) werden 40 bis 85 Gew.-% des thermoplastischen
Harzes und 60 bis 15 Gew.-% des anorganischen oder organischen Feinpulvers
vermischt. Feinpulver über
60 Gew.-% erschwert die Herstellung der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
in einer gleichmäßigen Dicke.
Eine Menge unter 15 Gew.-% führt
zu unzureichender Porenbildung durch Recken, was es erschwert, einen
gleichmäßigen Druck
vom Thermokopf beim Thermotransferdruck auszuüben und ein hochauflösendes Bild
zu erhalten.
-
Zur
Bildung der Oberflächenschicht
(B) werden 30 bis 90 Gew.-% des thermoplastischen Harzes und 70
bis 10 Gew.-% des anorganischen Pulvers, dessen Oberfläche durch
die Hydrophilierungsbehandlung modifiziert ist, vermischt. Anorganisches
Feinpulver über
70 Gew.-% erschwert gleichmäßiges Recken
des Films, was leicht Spalten auf der Oberfläche der erhaltenen Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
erzeugt, die ihren praktischen Wert zunichte machen. Andererseits
führt eine
Menge unter 10 Gew.-% zu unzureichender Bildung von Mikrorissen
und Poren in der Oberflächenschicht
(B), was das Haftvermögen
der transferierten Druckfarbe beeinträchtigt.
-
Möglich ist,
ein Dispergiermittel, Antioxidationsmittel, Lösungshilfsmittel, einen Ultraviolettstabilisator oder
ein Antihaftmittel optional zuzugeben, wenn das thermoplastische
Harz mit dem Feinpulver vermischt und geknetet wird.
-
Die
Basisschicht (A) und Oberflächenschicht
(B) können
durch Koextrusion laminiert oder können nach getrenntem Extrudieren
laminiert werden.
-
In
einem bevorzugten Herstellungsverfahren werden die Basisschicht
(A) und Oberflächenschicht
(B) laminiert und dann gemeinsam uniaxial gereckt. Ein solches Verfahren
ist einfacher und billiger als getrenntes Recken und anschließendes Laminieren.
Außerdem
ist dieses Verfahren vorteilhaft, weil die in der Basisschicht (A)
und Oberflächenschicht
(B) gebildeten Poren einfacher gesteuert werden können.
-
Auf
das Recken sind vielfältige
bekannte Verfahren anwendbar. Bei Verwendung eines nichtkristallinen
thermoplastischen Harzes kann die Recktemperatur auf eine Temperatur
eingestellt sein, die gleich oder höher als sein Glasumwandlungspunkt
ist; und bei Verwendung eines kristallinen thermoplastischen Harzes kann
sie innerhalb eines Temperaturbereichs von einem Glasumwandlungspunkt
des amorphen Bereichs bis zum Schmelzpunkt des kristallinen Bereichs
einschließlich
beider Endpunkte eingestellt sein. Vorzugsweise ist die Recktemperatur
mindestens 5°C
niedriger als der Schmelzpunkt des in der Oberflächenschicht (B) enthaltenen
thermoplastischen Harzes und mindestens 15°C niedriger als der Schmelzpunkt
des in der Basisschicht (A) enthaltenen thermoplastischen Harzes.
Eine solche Temperatureinstellung kann wirksam das Kleben der Bahn
an der Walzenoberfläche
beim Recken zwischen Walzen vermeiden und somit wirksam verhindern,
daß Haftmarken
auf der Oberfläche
der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn erzeugt werden. Zudem
verhindert dies wirksam eine Beeinträchtigung der Druckfarbenhaftung
infolge von geringerer Bildung der Mikrorisse auf der Oberflächenschicht
(B).
-
Zu
spezifischen Beispielen für
das Reckverfahren gehören
Recken zwischen Walzen auf der Grundlage der Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten
zwischen den Walzengruppen und Spannrecken mit einem Spannofen.
Insbesondere ermöglicht
uniaxiales Recken zwischen Walzen eine beliebige Auswahl von Reckmaßen, wodurch
die Größe und Anzahl
der in der Schicht gebildeten Poren gesteuert werden kann. Gemeinsames
uniaxiales Recken aller Schichten ermöglicht insbesondere, Poren
und Mikrorisse in Football-Form zu bilden, wobei sich die Poren
in größerer Anzahl
und kleinerer Größe als jene
bilden lassen, die man durch biaxiales Recken erhält. Da sich
das Harz im uniaxial gereckten Film entlang der Laufrichtung des
Films beim Recken orientiert, kann der gereckte Film eine Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
mit höherer
Zugfestigkeit und geringeren Maßänderungen
infolge von Zugspannung beim Drucken oder bei anderer Verarbeitung
als im Fall eines nicht gereckten Films ergeben.
-
Das
Reckmaß bzw.
die Anzahl der Reckvorgänge
ist nicht speziell beschränkt
und kann unter Berücksichtigung
der geplanten Verwendung der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
und der Kennwerte des verwendeten thermoplastischen Harzes ordnungsgemäß ausgewählt sein.
Zum Beispiel erfolgt bei Verwendung eines Polypropylenhomopolymers
oder eines Copolymers davon das uniaxiale Recken vorzugsweise mit
dem 1,2- bis 10-fachen der Länge
und stärker
bevorzugt mit dem 2- bis 7,5-fachen.
Recken unter dem 1,2-fachen erzeugt keine Mikroporen, die für die Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
erwünscht
sind. Dagegen führt
Recken über
dem 10-fachen häufig
zum Reißen
der Bahn beim Recken und auch zu übermäßig großen Poren in der Oberflächenschicht
(B), die das Transfervermögen
in einem Abschnitt mit geringer Abstufung beeinträchtigen.
-
Nach
dem Recken kann außerdem
optional ein Spannungsfreimachen mit bekannten Einrichtungen erfolgen,
z. B. Heizwalzen oder einem Warmblasofen. Vorzugsweise beträgt die Reckgeschwindigkeit
20 bis 350 m/min.
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn der Erfindung hat eine poröse Struktur
mit vielen Mikroporen und vorzugsweise eine Porosität von 5
bis 60% in der Schätzung
anhand der nachfolgenden Formel (1). Eine Porosität unter
5% verschlechtert die Druckfarbenhaftung und neigt dazu, die Gleichmäßigkeit
des Thermokopfdrucks beim Thermotransferdruck zu beeinträchtigen,
was es erschwert, ein hochauflösendes
Bild zu erhalten. Andererseits verschlechtert eine Porosität über 60%
leicht die Materialfestigkeit des Films und kann leicht zur Oberflächenzerstörung beim
Abziehen eines befestigten Klebebands führen.
-
-
In
Formel (1) bezeichnet ρ0 eine wahre Dichte der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn,
und ρ1 bezeichnet eine Dichte der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn.
Sofern das Material vor dem Recken nicht ein großes Luftvolumen enthält, ist
die wahre Dichte nahezu gleich der Dichte vor dem Recken. Vorzugsweise
beträgt
die Dichte der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn 0,60 bis
1,20 g/cm3.
-
Bevorzugt
ist, daß die
Oberflächenschicht
(B) der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn der Erfindung eine
Porengröße von 0,5
bis 15 μm
und ihre Aufzeichnungsebene eine Glätte von 2.000 bis 10.000 Sekunden
hat. "Porengröße" bezeichnet im Kontext
dieser Beschreibung einen Längenmittelwert,
der am längsten
Abschnitt des Risses oder der Pore gemessen wird. In der Beschreibung
bezeichnet "Glätte" einen Wert in der
Messung nach JIS P-8119.
-
Eine
Porengröße der Oberflächenschicht
(B) über
15 μm oder
eine Glätte
unter 2.000 Sekunden beeinträchtigt
das Transfervermögen
in einem Abschnitt mit geringer Abstufung (hervorgehobenen Abschnitt) und
erschwert es, ein hochauflösendes
Bild zu erhalten. Dagegen neigt eine Porengröße unter 0,5 μm oder eine
Glätte über 10.000
Sekunden dazu, Blockierungen des Aufzeichnungspapiers zu verursachen,
oder beeinträchtigt
das Durchlaufvermögen
in einem Drucker, was Deckungsfehler von Farben beim Mehrfarbendruck und
Schwierigkeiten beim Erhalten eines hochauflösenden Bilds verursacht.
-
Vorzugsweise
hat die Oberflächenschicht
(B) eine freie Oberflächenenergie
von 33 bis 65 Dyn/cm. Festlegungsgemäß erhält man die "freie Oberflächenenergie" in dieser Beschreibung durch Messen
eines Kontaktwinkels mit Ionenaustauschwasser oder Methyleniodid
bei 23°C
und 50% relativer Feuchtigkeit mit einem Kontaktwinkelmesser (Modell
CA-D, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K. K.). Eine freie Oberflächenenergie
der Oberflächenschicht
(B) im o. g. Bereich gewährleistet,
ein besseres hochauflösendes
Bild zu erhalten.
-
Bindemittel,
die im Farbband zur Verwendung mit einem Schmelz-Thermotransferdrucker
enthalten sind, teilt man in solche vom Wachstyp, Harztyp, Wachs-Harz-Typ
u. ä. ein,
wobei freie Energien des Bindemittels, das beim Transferdruck schmilzt,
und die Oberfläche
der Aufzeichnungsbahn eng aneinanderliegen sollten, um den erwünschten
Transfer zu sichern. Eine freie Oberflächenenergie unter 33 Dyn/cm
führt dazu, daß zu viel
Druckfarbe transferiert wird, wobei solche übermäßige Druckfarbe auch in anderen
Flächen
als der Sollfläche
haften und Flecke erzeugen kann. Dagegen kann eine freie Oberflächenenergie über 65 Dyn/cm
die Haftfestigkeit zwischen der Oberfläche der Aufzeichnungsbahn und
der geschmolzenen Druckfarbe schwächen, so daß besonders beim Mehrfarbendruck
eine erste Druckfarbe, die auf die Aufzeichnungsbahn aufgebracht
wurde, von ihr abtropfen oder die nächste Druckfarbe abgestoßen werden
kann, was die Transferdichte senkt.
-
Die
Dicke des Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsmaterials der Erfindung
beträgt
vorzugsweise 30 bis 400 μm
aus Sicht seiner Laufeigenschaften in einem Schmelz-Thermotransferdrucker
und der Abstufung des erhaltbaren Bilds, und stärker bevorzugt 50 bis 300 μm.
-
Das
Verhältnis
der Dicke der Basisschicht (A) zur Oberflächenschicht (B) beträgt vorzugsweise
9 : 1 bis 5 : 5 unter Berücksichtigung
des Laufvermögens
der Aufzeichnungsbahn in einem Drucker.
-
Während die
so hergestellte Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn in Form
einer solchen Doppelschichtstruktur mit der Basisschicht (A) und
Oberflächenschicht
(B) verwendet werden kann, kann die Bahn auf der rückseitigen
Ebene der Basisschicht (A) ferner mit einem thermoplastischen Film
oder einer natürlichen Zellstoffschicht
versehen sein. Möglich
ist auch, die Oberflächenschicht
(B) der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn mit verschiedenen
Aufdrucken durch Offsetdruck o. ä.
vorbereitend zu versehen und dann auf den restlichen Abschnitt ein
Bild, Zeicheninformationen, einen Strichcode usw. mit einem Schmelz-Thermotransferdrucker
aufzudrucken. Weiterhin kann auf der Rückseite eine Klebeschicht vor gesehen
sein, damit die Bahn als Klebeetikett verwendet werden kann.
-
In
den folgenden Absätzen
wird die Erfindung anhand von Beispielen, Vergleichsbeispielen und
Prüfbeispielen
näher erläutert. Nachfolgend
aufgeführte
Materialien, Verwendungsmengen, Verhältnisse und Betriebsabläufe können verändert sein,
ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, weshalb klar sein sollte,
daß der
Schutzumfang der Erfindung keinesfalls auf die im folgenden dargestellten
spezifischen Beispiele beschränkt
ist.
-
In
den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendete Materialien sind
in Tabelle 1 aufgeführt,
wobei "MFR" in der Tabelle den
Schmelzindex bezeichnet. Mittlere Korngrößen der Feinpulver wurden mit
einem Korngrößen-Verteilungsmesser
(MICROTRAC MK-II, hergestellt von Nikkiso Co., Ltd.) gemessen.
-
-
Beispiele und Vergleichsbeispiele
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahnen der Erfindung (Beispiele
1 bis 6) und Vergleichsbahnen (Vergleichsbeispiele 1 bis 4) wurden
gemäß den nachfolgend
beschriebenen Verfahrensabläufen
hergestellt. Arten und Verwendungsmengen der eingesetzten Materialien,
Reckbedingungen und das Reckvermögen
sind in Tabelle 2 aufgeführt.
-
Die
Harze auf Polyolefinbasis und die anorganischen Feinpulver wurden
gemischt, um Mischungen [A] und [B] zu erhalten. Die Mischungen
[A] und [B] wurden getrennt erschmolzen und geknetet, wobei drei
auf 250°C
konditionierte Extruder zum Einsatz kamen, danach wurde die Mischung
[B] in der Düse
oben auf der Mischung [A] plaziert, das erhaltene Laminat wurde
extrudiert und mit einer Kühlvorrichtung
auf 70°C
abgekühlt,
um so eine doppelschichtige nicht gereckte Bahn zu erhalten. Die
Bahn wurde auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und dann durch das Reckverfahren
zwischen Walzen auf ein vorbestimmtes Maß in Längsrichtung gereckt. Im Vergleichsbeispiel
3 wurde kein Recken durchgeführt.
Im Vergleichsbeispiel 4 folgte dem Längsrecken zwischen Walzen ein
Querrecken mit Hilfe eines Spannofens (Biaxialrecken).
-
Beide
Seiten der erhaltenen Bahnen wurden danach einer Koronabehandlung
mit 50 W/m2·min mittels einer Entladungsbehandlungsvorrichtung
(hergestellt von Kasuga Electric Works Ltd.) unterzogen, um doppelschichtige
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahnen zu erhalten [(B)/(A) =
15 μm/70 μm].
-
-
Prüfbeispiele
-
Die
erhaltenen Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahnen wurden wie
folgt geprüft
und bewertet:
-
1) Eignung zur farbigen
Schmelz-Thermotransferaufzeichnung
-
Ein
dreifarbig (Cyan, Magenta, Gelb) ausgedrücktes Farbenkartenbild wurde
auf der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn bei 20°C und einer
relativen Feuchtigkeit von 60% mit einem Thermotransferfarbdrucker
(Modell MD-100, hergestellt von Alps Electric Co., Ltd.) aufgezeichnet.
Das aufge zeichnete Bild wurde unter einem optischen Mikroskop untersucht
und nach den folgenden Kriterien bewertet:
O: gute Reproduktion
von Druckfarbenpunkten in allen drei Farben mit ausreichender Transferdichte über einen
gesamten Abstufungsbereich;
Δ:
schlechte Reproduktion von Druckfarbenpunkten in allen drei Farben
mit etwas geringerer Transferdichte in einem geringeren Abstufungsbereich;
und
X: keine Reproduktion von Druckfarbenpunkten in allen drei
Farben mit geringer Transferdichte in einem geringen bis mittleren
Abstufungsbereich.
-
2) Thermotransferaufzeichnungsvermögen von
Strichcodes
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn wurde 24 Stunden bei 35°C und einer
relativen Feuchtigkeit von 90% in einer thermostatischen Kammer
konditioniert, wonach ein Strichcode und Zeichen in derselben Kammer
mit einem Schmelzfarbband (Harzband B110C, hergestellt von RICOH
Co., Ltd.) und einem Strichcodedrucker (Modell B-30-S5, hergestellt
von Tokyo Denki K. K.) darauf aufgezeichnet wurden.
-
Der
aufgedruckte Strichcode und die Zeichen wurden einer Sichtprüfung unterzogen
und nach den folgenden Kriterien bewertet:
O: scharfer Druck
des Strichcodes und der Zeichen;
Δ: unterbrochene dünne Linie
im Strichcode, die Ursache für
Lesefehler und damit im praktischen Einsatz unerwünscht war;
und
X: Strichcode und Zeichen mit Unterbrechungen und Unschärfe, was
im praktischen Gebrauch ungeeignet war.
-
3) Haftvermögen der
Transferdruckfarbe
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn mit dem aufgedruckten Strichcode
wurde 24 Stunden in einer thermostatischen Kammer belassen, die
auf 35°C
und eine relative Feuchtigkeit von 90% konditioniert war, ein Klebeband
(Cellotape
®,
hergestellt von Nichiban Co., Ltd.) wurde auf die Oberfläche mit
dem Strichcodeaufdruck geklebt und fest angedrückt, und anschließend wurde
das Klebeband mit einer konstanten Geschwindigkeit in senkrechter
Richtung zu seiner Klebeebene abgezogen. Der Auslassungszustand
der Aufzeichnungsdruckfarbe wurde visuell geprüft und nach den folgenden Kriterien
bewertet:
:
keine Auslassung von Aufzeichnungsdruckfarbe beobachtet;
O:
Zerstörung
im Materialabschnitt beobachtet, aber praktisch problemlos;
Δ: beim Abziehen
des Klebebands gewisser Widerstand spürbar, aber praktisch unerwünscht, da
der Großteil der
Aufzeichnungsdruckfarbe entfernt war; und
X: beim Abziehen
des Klebebands kein Widerstand spürbar und praktisch nicht nutzbar,
da der gesamte Abschnitt der Aufzeichnungsdruckfarbe entfernt war.
-
4) Glätte
-
Die
Glätte
der Klebeschicht wurde nach JIS P-8119 gemessen.
-
5) Porengröße
-
Die
Oberfläche
und Schnittebene der Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn wurden
unter einem Elektronenmikroskop fotografiert. Jeweils zehn Risse
und Poren in der Oberflächenschicht
(B) wurden aus den Fotografien der Oberfläche und Schnittebene zufällig ausgewählt, maximale
Längen
der Risse und Poren wurden gemessen, und deren Mittelwerte wurden
bestimmt.
-
6) Freie Oberflächenenergie
-
Kontaktwinkel
von Ionenaustauschwasser und Methyleniodid auf der Oberflächenschicht
(B) wurden mit einem Kontaktwinkelmesser (Modell CA-D, hergestellt
von Kyowa Kaimen Kagaku K. K.) in einer thermostatischen Kammer
einzeln gemessen, die auf 23°C
und eine relative Feuchtigkeit von 50% konditioniert war, und die
freie Oberflächenenergie
wurde geschätzt.
-
Ergebnisse
der einzelnen Prüfungen
sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.
-
-
Wie
aus Tabelle 3 hervorgeht, liegen bei den Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahnen der
Erfindung die freie Oberflächenenergie,
Glätte
und Porengröße der Oberflächenschicht
(B) in bevorzugten Bereichen, und sie können gute Ergebnisse im farbigen
Schmelz-Thermotransfervermögen,
Thermotransferaufzeichnungsvermögen
von Strichcodes in einer warmen und feuchten Atmosphäre sowie
in der Haftung der Aufzeichnungsdruckfarbe erzielen (Beispiele 1
bis 6).
-
Im
Gegensatz dazu erreichten alle Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahnen,
bei denen die Oberflächenschicht
(B) das nicht der Hydrophilierungsbehandlung unterzogene anorganische
Feinpulver enthielt (Vergleichsbeispiele 1 und 2), die Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
nicht gereckt war (Vergleichsbeispiel 3) und die Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
biaxial gereckt war (Vergleichsbeispiel 4) keine guten Ergebnisse
und wurden als praktisch ungeeignet eingestuft.
-
Gewerbliche
Anwendbarkeit
-
Die
Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn der Erfindung hat ein ausgezeichnetes
farbiges Schmelz-Thermotransfervermögen, Thermotransferaufzeichnungsvermögen von
Strichcodes in einer warmen und feuchten Atmosphäre und eine ausgezeichnete
Haftung der Aufzeichnungsdruckfarbe. Dadurch ist die Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn
der Erfindung auf verschiedene Drucker mit unterschiedlichem Aufzeichnungssystem
anwendbar, was ihre Vielseitigkeit und hervorragende gewerbliche
Anwendbarkeit gewährleistet.
Gemäß dem Verfahren
der Erfindung läßt sich
eine solche Schmelz-Thermotransferaufzeichnungsbahn einfach herstellen.
