EP0280284B1 - Heat-sensitive recording material - Google Patents
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- B41M5/333—Colour developing components therefor, e.g. acidic compounds
- B41M5/3333—Non-macromolecular compounds
- B41M5/3335—Compounds containing phenolic or carboxylic acid groups or metal salts thereof
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- B41M5/3336—Sulfur compounds, e.g. sulfones, sulfides, sulfonamides
Definitions
- the invention relates to a heat-sensitive recording material which is suitable for optical readability in the near ultraviolet range and which can be detected locally when irradiated with UV light.
- Heat-sensitive recording sheets in which a color reaction between a colorless or slightly colored chromogenic substance and a phenolic substance or an organic acid takes place due to the action of heat or heat include in Japanese Patent Publications No. 4160/1968 and 14039/1970 and in JP-OLS No. 27736/1973. They are used in many different ways in practice.
- a heat-sensitive recording sheet is generally prepared by applying to the surface of a support such as paper, film, etc. a coating composition which is obtained by finely grinding and dispersing a colorless chromogenic substance and a color developing material, mixing the dispersions obtained with one another and adding a binder, filler, Sensitizer, lubricant and other aids have been obtained. When exposed to heat or heat, the coating is instantly chemically converted to form a color.
- heat-sensitive recording sheets include use in medical and technical recording devices, terminal printers for computers and information systems, printers for facsimile or copying machines and electronic calculating machines, ticket machines and the like.
- the heat sensitive recording sheets containing a leuco dye and a coloring agent are used as thermal labels in the field of POS systems.
- the color development occurs in the visible range, so that the color development cannot be read by the bar code scanner when a semiconductor laser beam is used in the near ultra-red range.
- Japanese patent publication 8787/1957 describes the combined use of iron stearate as an electron acceptor with tannic acid or gallic acid as an electron donor
- Japanese patent publication 6485/1959 describes the combined use of an electron acceptor such as silver stearate, iron stearate, gold stearate, copper stearate or mercury behenate an electron donor such as methyl gallate, ethyl gallate, propyl gallate, butyl gallate or dodecyl gallate.
- the invention has for its object to provide a heat-sensitive recording material which has a superior local detectability when irradiated with UV light and good optical readability in the near ultraviolet range.
- the choice of the electron acceptor used according to the invention is not subject to any particular restrictions; the known electron acceptors, preferably the metal double salts of the higher fatty acids, can be used.
- the metal double salts of higher fatty acids according to the invention are double salts which have at least two types of metal atoms per molecule. They therefore differ significantly in their physicochemical properties from the previous metal salts of higher fatty acids, which only contain one type of metal atom in their molecule.
- These metal double salts of the higher fatty acids are prepared by reacting at least two inorganic metal salts with an alkali metal salt or ammonium salt of the selected higher fatty acid.
- the type and the mixing ratio of the metal atoms of the at least two inorganic metal salts can be easily adjusted and controlled in this way.
- the zinc-iron double salt of behenic acid with iron and zinc in a ratio of 2: 1 can be prepared by reacting sodium behenate with an aqueous solution of ferrichloride and zinc chloride in a molar ratio of 2: 1.
- Suitable metals for the double salt formation of the higher fatty acids are polyvalent metals, for example iron, zinc, calcium, magnesium, aluminum, barium, lead, manganese, tin, nickel, cobalt, copper, silver, mercury, etc .; preferably iron, zinc, calcium, aluminum, magnesium and silver.
- Suitable fatty acids for the double salt formation are saturated and / or unsaturated aliphatic fatty acids with 16 to 35 carbon atoms.
- Such metal double salts of higher fatty acids can be used as an electron acceptor alone or in a mixture.
- the coating composition by dispersing this polyhydric phenol derivative in an aqueous or solvent-soluble binder, it is necessary to avoid a reaction of this phenol derivative with an electron donor and to increase the solvent and dispersion stability of this phenol. It is desirable that the substituent other than the color developing group has a large number of carbon atoms, namely 18 to 35, 2 to 3 OH groups are present, and these OH groups are close to each other.
- the heat-sensitive color development layer according to the invention with the above electron acceptor and the above electron donor contains a fluorescent dye and / or a fluorescent pigment, the maximum fluorescence of which when irradiated with UV light is in the visible range of 450-700 nm wavelength.
- Heat sensitive color development layers containing a fluorescent brightener are known. They convert UV light in the invisible range of 300-400 nm wavelength in sunlight into visible blue light of around 420 nm wavelength.
- the structures and functions of the fluorescent dyes according to the invention differ from the previous fluorescent brighteners.
- the fluorescent dyes and / or pigments according to the invention are anthraquinone, indigo, azine, xanthene, acridine, diphenylmethane, triphenylmethane, thiazine, thiazole fluorescent dyes or pigments.
- Preferred fluorescent dyes and / or pigments according to the invention are:
- the fluorescent pigments according to the invention comprise resin powders which are colored with Rhodamine B, Rhodamine 6G, Azosol-brilliant Yellow 6G or basic fluorescent dye.
- this resin are melamine, toluenesulfoamide, triazone, acrylic and polyvinyl chloride resin, etc.
- the fluorescent dye may be in the heat sensitive color developing layer by itself and may be contained therein as a powdered pigment.
- the latter is prepared from a solid solution which is obtained by dissolving the fluorescent dye in a synthetic resin, e.g. Toluene sulfonamide melamine resin, melamine resin, benzoguanamine resin, polyvinyl chloride resin, polyamide resin, polyester resin, polyurethane resin, etc. were obtained.
- the preferred fluorescent dye is made by the following surface treatment process:
- the fluorescent dye is mixed with a polymerization initiator, an amount of vinyl monomer that can be applied to the fluorescent dye, and a solvent in which the vinyl monomer is soluble and which has a lower boiling point than the vinyl monomer, evenly mixed. Then the solvent is removed and the vinyl monomer on the surface of the fluorescent dye particles is polymerized under the action of the polymerization initiator present on the fluorescent dye, thereby obtaining a fluorescent dye coated with a polymer film.
- the fluorescent dye obtained is easily and uniformly dispersible.
- a leuco dye which absorbs radiation in the near ultrarot range can be used to such an extent that the effect of this invention is not impaired.
- the leuco dye which is absorbable in the near infrared, effectively absorbs the radiation in the near ultra-red range (especially in the range of 700 - 1500 nm) during color development after the heat-melting reaction with an acidic substance.
- fluorescent dyes examples include fluorene leuco dyes, monovinyl phthalide derivatives, divinyl phthalide derivatives, fluoran leuco dyes and so on.
- Binders according to the invention are e.g. B. fully saponified polyvinyl alcohol, degree of polymerisation: 200-1900, partly saponified polyvinyl alcohol, carboxylated polyvinyl alcohol, amide-modified polyvinyl alcohol, sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol, butyral-modified polyvinyl alcohol, other modified polyvinyl alcohols, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, carbohydride-polyol ethylene-copolymeric, polyhydric copolymers, Cellulose derivatives such as ethyl cellulose and acetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyacrylamide, polyacrylic acid ester, polyvinyl butyral, polystyrene, copolymers of the above compounds, polyamide resin, silicone resin, petroleum resin, terpene resin, ketone resin and coumarone resin. These high molecular weight binders can be used after
- the type and amount of the electron acceptor e.g. the metal salt of the higher fatty acid, the electron donor, e.g. the polyvalent phenol derivative, the fluorescent dye and / or pigment, the binder, the other additives, which are determined depending on the desired effect and suitability for recording purposes, are not particularly limited. In general, it is advantageous to use 1 to 6 parts by weight of the electron donor, 1 to 10 parts by weight of fluorescent dye and / or pigment, 2 to 15 parts by weight of filler and 0.5 to 4 parts by weight of binder to use 1 to 9 parts by weight of the electron acceptor.
- the heat-sensitive material according to the invention is produced by applying the coating composition to a base material such as paper, synthetic paper, film, etc.
- the superior optical readability of the heat-sensitive recording sheet of the present invention in the near-red range may have the following cause.
- the color development area results in a visible in the visible and in the near ultra-red range (wavelength range 700 to 1000 nm) readable recording image.
- the superior local detectability when irradiated with UV light can be attributed to the fact that the heat-sensitive color development layer contains a fluorescent dye and / or pigment, the maximum fluorescence of which is UV radiation in the visible wavelength range of 450-700 nm.
- a package pasted with a bar code is inserted by a conveyor into a dark room where it is irradiated with UV radiation of a certain wavelength.
- the fluorescence of the fluorescent dye and / or pigment in the bar code slip is detected by a fluorescence detector, and the position of the bar code slip on the package can be easily observed and tracked.
- parts As an abbreviation for parts by weight, “parts” is used.
- the fluorescent dyes used in the following examples are those in which the surface has been coated with high molecular weight polymers according to the above synthesis example.
- Solution A electroctron acceptor dispersion
- Solution B electrotron donor dispersion
- Solution C fluorescent dye dispersion
- the above coating composition was applied in a coating amount of 6.0 g / m 2 on a base paper with a weight of 50 g / m 2 , dried and supercalendered to adjust a smoothness of 200-600 seconds.
- a heat sensitive recording sheet was obtained.
- a heat-sensitive recording sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that Solution D was used instead of Solution C.
- 12.5 parts Comparative Examples (Test No. 13-16)
- Solution A Electrode dispersion
Description
Die Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das fur die optische Lesbarkeit im nahen ultraroten Bereich geeignet ist und bei Bestrahlung mit UV-Licht lokal erfaßbar ist.The invention relates to a heat-sensitive recording material which is suitable for optical readability in the near ultraviolet range and which can be detected locally when irradiated with UV light.
Wärmeempfindliche Aufzeichnungsblätter, bei denen durch Wärme- oder Hitzeeinwirkung eine Farbreaktion zwischen einem farblosen oder schwachfarbigen chromogenen Stoff und einer phenolischen Substanz oder einer organischen Säure stattfindet, sind u.a. in den japanischen Patentpublikationen Nr. 4160/1968 und 14039/1970 und in JP-OLS Nr. 27736/1973 beschrieben. Sie finden vielfältige Anwendung in der Praxis.Heat-sensitive recording sheets in which a color reaction between a colorless or slightly colored chromogenic substance and a phenolic substance or an organic acid takes place due to the action of heat or heat include in Japanese Patent Publications No. 4160/1968 and 14039/1970 and in JP-OLS No. 27736/1973. They are used in many different ways in practice.
Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsblatt wird im allgemeinen hergestellt, indem man auf die Oberfläche eines Trägers wie Papier, Film usw. eine Beschichtungsmasse aufbringt, die durch Feinvermahlen und Dispergieren eines farblosen chromogenen Stoffes und eines Farbentwicklungsmaterials, Vermischen der erhaltenen Dispersionen miteinander und Zugeben eines Bindemittels, Füllstoffs, Sensibilisierungsmittels, Gleitmittels und anderer Hilfsmittel erhalten worden ist. Bei Wärme oder Hitzeeinwirkung erfolgt in der Beschichtung augenblicklich eine chemische Umsetzung unter Farbbildung.A heat-sensitive recording sheet is generally prepared by applying to the surface of a support such as paper, film, etc. a coating composition which is obtained by finely grinding and dispersing a colorless chromogenic substance and a color developing material, mixing the dispersions obtained with one another and adding a binder, filler, Sensitizer, lubricant and other aids have been obtained. When exposed to heat or heat, the coating is instantly chemically converted to form a color.
Die vielfältige praktische Verwendung dieser wärmeempfindlichen Aufzeichnungsblätter umfaßt die Anwendung bei medizinischen und technischen Aufzeichnungsgeräten, Terminaldruckern von Computern und Informationssystemen, Druckern von Faksimilier- oder Kopiermaschinen und elektronischen Rechenmaschinen, Fahrscheinautomaten und dgl.The various practical uses of these heat-sensitive recording sheets include use in medical and technical recording devices, terminal printers for computers and information systems, printers for facsimile or copying machines and electronic calculating machines, ticket machines and the like.
Die wärmeempfindlichen Aufzeichnungsblätter, die einen Leukofarbstoff und ein Färbungsmittel enthalten, werden auf dem Gebiet der POS-Systeme als thermische Zettel angewandt. Dabei tritt die Farbentwicklung im sichtbaren Bereich auf, so daß die Farbentwicklung bei der Verwendung eines Halbleiter-Laserstrahls im nahen ultraroten Bereich vom Strichcode-Abtaster nicht lesbar ist.The heat sensitive recording sheets containing a leuco dye and a coloring agent are used as thermal labels in the field of POS systems. The color development occurs in the visible range, so that the color development cannot be read by the bar code scanner when a semiconductor laser beam is used in the near ultra-red range.
Im Gegensatz zum obigen wärmeempfindlichen Farbentwicklungssystem, das farblose Farbstoffe verwendet, ist auch ein wärmeempfindliches Farbentwicklungssystem bekannt, das Metallverbindungen verwendet. Beispielsweise ist in der japanischen Patentpublikation 8787/1957 die kombinierte Verwendung von Eisenstearat als Elektronenakzeptor mit Tanninsäure oder Gallussäure als Elektronendonator beschrieben, und in der japanischen Patentpublikation 6485/1959 ist die kombinierte Verwendung von einem Elektronenakzeptor wie Silberstearat, Eisenstearat, Goldstearat, Kupferstearat oder Quecksilberbehenat mit einem Elektronendonator wie Methylgallat, Äthylgallat, Propylgallat, Butylgallat oder Dodecylgallat beschrieben.In contrast to the above heat-sensitive color development system that uses colorless dyes, a heat-sensitive color development system that uses metal compounds is also known. For example, Japanese patent publication 8787/1957 describes the combined use of iron stearate as an electron acceptor with tannic acid or gallic acid as an electron donor, and Japanese patent publication 6485/1959 describes the combined use of an electron acceptor such as silver stearate, iron stearate, gold stearate, copper stearate or mercury behenate an electron donor such as methyl gallate, ethyl gallate, propyl gallate, butyl gallate or dodecyl gallate.
In zunehmendem Maß werden zur Kennzeichnung von abgepackten Produkten wärmeempfindliche Aufzeichnungsblätter als Strichcode-Zettel verwendet. Die so markierten Produkte durchlaufen viele schnelle automatische Sortierungsvorgänge, in welche Strichcode-Leser eingeschaltet sind. Im Prinzip funktionieren solche schnellen automatischen Sortierungssysteme wie folgt:
- Eine mit einem Strichcode-Zettel beklebte Packung wird von einem Förderer in eine Dunkelkammer eingeführt, in dem sie mit einem UV-Strahl einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt wird. Dabei wird das aus dem Fluoreszenzfarbstoff in dem Strichcode-Zettel entstehende Fluoreszenzlicht von einem Fluoreszenzdetektor erfaßt und die Stelle des Strichcode-Zettels auf der Packung wird beobachtet. Dann erfolgt das Sortieren automatisch durch das Lesen der Information des Strichcodes mittels eines Halbleiter-Laser-Abtasters bei einer Transmissionswellenlänge im nahen ultraroten Bereich.
- A package stuck with a bar code note is introduced into a dark room by a conveyor, in which it is irradiated with a UV beam of a certain wavelength. The fluorescent light resulting from the fluorescent dye in the bar code slip is detected by a fluorescence detector and the position of the bar code slip on the package is observed. Then the sorting is carried out automatically by reading the information of the bar code by means of a semiconductor laser scanner at a transmission wavelength in the near ultra-red range.
Das obige System ist eines der denkbaren Beispiele. Bei solchen Sortierungssystemen sind die bisherigen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsblätter nicht brauchbar.The above system is one of the conceivable examples. With such sorting systems, the previous heat-sensitive recording sheets cannot be used.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das eine überlegene lokale Erfaßbarkeit bei Bestrahlung mit UV-Licht und eine gute optische Lesbarkeit im nahen ultraroten Bereich hat.The invention has for its object to provide a heat-sensitive recording material which has a superior local detectability when irradiated with UV light and good optical readability in the near ultraviolet range.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial, das auf einem Träger eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vom Typ Chelatbildner hat, die einen Fluoreszenzfarbstoff und/oder ein Fluoreszenzpigment enthält, dessen Fluoreszenzmaximum bei Bestrahlung mit UV-Licht, im sichtbaren Wellenlängenbereich von 450-700 nm liegt. Man spricht hier vom Typ "Chelatbildner" weil die in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen Elektronendonator- und Elektronenakzeptor-Komponenten unter Chelatbildung miteinander reagieren.This object is achieved according to the invention in that, in the case of a heat-sensitive recording material which has a heat-sensitive recording layer of the chelating agent type on a support and which contains a fluorescent dye and / or a fluorescent pigment, the fluorescence maximum when irradiated with UV light is in the visible wavelength range of 450- 700 nm. One speaks of the "chelating agent" type here because the electron donor and electron acceptor components contained in the recording layer react with one another to form a chelate.
Die Wahl des erfindungsgemäß verwendeten Elektronenakzeptors unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, man kann die bekannten Elektronenakzeptoren, vorzugsweise die Metalldoppelsalze der höheren Fettsäuren, verwenden.The choice of the electron acceptor used according to the invention is not subject to any particular restrictions; the known electron acceptors, preferably the metal double salts of the higher fatty acids, can be used.
Die erfindungsgemäßen Metalldoppelsalze höherer Fettsäuren sind Doppelsalze, die pro Molekül mindestens zwei Arten von Metallatomen haben. Sie unterscheiden sich daher deutlich in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften von den bisherigen Metallsalzen der höheren Fettsäuren, die nur eine Metallatomart in ihrem Molekül enthalten.The metal double salts of higher fatty acids according to the invention are double salts which have at least two types of metal atoms per molecule. They therefore differ significantly in their physicochemical properties from the previous metal salts of higher fatty acids, which only contain one type of metal atom in their molecule.
Diese Metalldoppelsalze der höheren Fettsäuren werden hergestellt, indem man mindestens zwei anorganische Metallsalze mit einem Alkalimetallsalz oder Ammoniumsalz der gewählten höheren Fettsäure umsetzt. Die Art und das Mischungsverhältnis der Metallatome der mindestens zwei anorganischen Metallsalze kann auf diese Weise leicht eingestellt und kontrolliert werden. Beispielsweise kann das Zink-Eisen-Doppelsalz der Behensäure mit Eisen und Zink im Verhältnis 2:1 hergestellt werden, indem man Natriumbehenat mit einer wäßrigen Lösung von Ferrichlorid und Zinkchlorid in einem Molverhältnis von 2:1 umsetzt.These metal double salts of the higher fatty acids are prepared by reacting at least two inorganic metal salts with an alkali metal salt or ammonium salt of the selected higher fatty acid. The type and the mixing ratio of the metal atoms of the at least two inorganic metal salts can be easily adjusted and controlled in this way. For example, the zinc-iron double salt of behenic acid with iron and zinc in a ratio of 2: 1 can be prepared by reacting sodium behenate with an aqueous solution of ferrichloride and zinc chloride in a molar ratio of 2: 1.
Geeignete Metalle für die Doppelsalzbildung der höheren Fettsäuren sind mehrwertige Metalle, beispielsweise Eisen, Zink, Calcium, Magnesium, Aluminium, Barium, Blei, Mangan, Zinn, Nickel, Kobalt, Kupfer, Silber, Quecksilber usw.; vorzugsweise Eisen, Zink, Calcium, Aluminium, Magnesium und Silber.Suitable metals for the double salt formation of the higher fatty acids are polyvalent metals, for example iron, zinc, calcium, magnesium, aluminum, barium, lead, manganese, tin, nickel, cobalt, copper, silver, mercury, etc .; preferably iron, zinc, calcium, aluminum, magnesium and silver.
Geeignete Fettsäuren für die Doppelsalzbildung sind gesättigte und/oder ungesättigte aliphatische Fettsäuren mit 16 bis 35 Kohlenstoffatomen.Suitable fatty acids for the double salt formation are saturated and / or unsaturated aliphatic fatty acids with 16 to 35 carbon atoms.
Die Wahl des erfindungsgemäßen Metalldoppelsalzes einer höheren Fettsäure unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, man kann beispielsweise folgende verwenden.
- 1) Eisen-Zink-Doppelsalz der Stearinsäure
- 2) Eisen-Zink-Doppelsalz einer Montansäure
- 3) Eisen-Zink-Doppelsalz einer Wachssäure
- 4) Eisen-Zink-Doppelsalz der Behensäure
- 5) Eisen-Calcium-Doppelsalz der Behensäure
- 6) Eisen-Aluminium-Doppelsalz der Behensäure
- 7) Eisen-Magnesium-Doppelsalz der Behensäure
- 8) Silber-Calcium-Doppelsalz der Behensäure
- 9) Silber-Aluminium-Doppelsalz der Behensäure
- 10) Silber-Magnesium-Doppelsalz der Behensäure
- 11) Calcium-Aluminium-Dopelsalz der Behensäure
- 1) Iron-zinc double salt of stearic acid
- 2) Iron-zinc double salt of a montanic acid
- 3) Iron-zinc double salt of a wax acid
- 4) Iron-zinc double salt of behenic acid
- 5) Double iron-calcium salt of behenic acid
- 6) Iron-aluminum double salt of behenic acid
- 7) Iron-magnesium double salt of behenic acid
- 8) Silver-calcium double salt of behenic acid
- 9) Silver-aluminum double salt of behenic acid
- 10) Silver-magnesium double salt of behenic acid
- 11) Calcium aluminum double salt of behenic acid
Solche Metalldoppelsalze höherer Fettsäuren können als Elektronenakzeptor allein oder im Gemisch verwendet werden.Such metal double salts of higher fatty acids can be used as an electron acceptor alone or in a mixture.
Die erfindungsgemäßen Elektronendonatoren, die mit dem Metalldoppelsalz einer höheren Fettsäure verwendet werden, sind vorzugsweise mehrwertige aromatische Hydroxiverbindungen, Diphenylcarbazid, Diphenylcarbazon, Hexamethylentetramin, Spirobenzopyran und 1-Formyl-4-phenylsemicarbazid; am bevorzugtesten sind die mehrwertigen aromatischen Hydroxiverbindungen der allgemeinen Formel (I):
-
-CH2-, -CO2-, -CO-, -O-, -CONH-,
-
-CH 2 -, -CO 2 -, -CO-, -O-, -CONH-,
Bei der Herstellung der Beschichtungsmasse durch Dispergieren dieses mehrwertigen Phenolderivats in einem wäßrigen oder lösungsmittellöslichen Bindemittel ist es nötig, eine Reaktion dieses Phenolderivats mit einem Elektronendonator zu vermeiden und die Lösungsmittel- und Dispersionsstabilität dieses Phenols zu erhöhen. Dabei ist es wünschenswert, daß der von der Farbentwicklungsgruppe verschiedene Substituent eine große Zahl von Kohlenstoffatomen, nämlich 18 bis 35, hat, 2 bis 3 OH-Gruppen vorhanden sind, und diese OH-Gruppen nahe beieinander liegen.In the production of the coating composition by dispersing this polyhydric phenol derivative in an aqueous or solvent-soluble binder, it is necessary to avoid a reaction of this phenol derivative with an electron donor and to increase the solvent and dispersion stability of this phenol. It is desirable that the substituent other than the color developing group has a large number of carbon atoms, namely 18 to 35, 2 to 3 OH groups are present, and these OH groups are close to each other.
Die erfindungsgemäße wärmeempfindliche Farbentwicklungsschicht mit dem obigen Elektronenakzeptor und dem obigen Elektronendonator enthält einen Fluoreszenzfarbstoff und/oder ein Fluoreszenzpigment, dessen Fluoreszenzmaximum bei Bestrahlung mit UV-Licht, im sichtbaren Bereich von 450-700 nm Wellenlänge liegt.The heat-sensitive color development layer according to the invention with the above electron acceptor and the above electron donor contains a fluorescent dye and / or a fluorescent pigment, the maximum fluorescence of which when irradiated with UV light is in the visible range of 450-700 nm wavelength.
Wärmeempfindliche Farbentwicklungsschichten, die einen Fluoreszenzaufheller enthalten, sind bekannt. Bei ihnen wird UV-Licht im unsichtbaren Bereich von 300-400 nm Wellenlänge im Sonnenlicht in ein sichtbares blaues Licht von etwa 420 nm Wellenlänge umgewandelt.Heat sensitive color development layers containing a fluorescent brightener are known. They convert UV light in the invisible range of 300-400 nm wavelength in sunlight into visible blue light of around 420 nm wavelength.
Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe unterscheiden sich in ihren Strukturen und Funktionen von den bisherigen Fluoreszenzaufhellern. Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzfarbstoffe und/oder - pigmente sind Anthrachinon-, Indigo-, Azin-, Xanthen-, Acridin-, Diphenylmethan-, Triphenylmethan-, Thiazin-, Thiazolfluoreszenzfarbstoffe bzw. -pigmente.The structures and functions of the fluorescent dyes according to the invention differ from the previous fluorescent brighteners. The fluorescent dyes and / or pigments according to the invention are anthraquinone, indigo, azine, xanthene, acridine, diphenylmethane, triphenylmethane, thiazine, thiazole fluorescent dyes or pigments.
Bevorzugte erfindungsgemäße Fluoreszenzfarbstoffe und/oder -pigmente sind:
Die erfindungsgemäßen Fluoreszenzpigmente umfassen Harzpulver, die mit Rhodamine B, Rhodamine 6G, Azosol-brilliant Yellow 6G oder basischem Fluoreszenzfarbstoff gefärbt sind. Beispiele für dieses Harz sind Melamin-, Toluolsulfoamid-, Triazon-, Acryl- und Polyvinylchloridharz usw.The fluorescent pigments according to the invention comprise resin powders which are colored with Rhodamine B, Rhodamine 6G, Azosol-brilliant Yellow 6G or basic fluorescent dye. Examples of this resin are melamine, toluenesulfoamide, triazone, acrylic and polyvinyl chloride resin, etc.
Der Fluoreszenzfarbstoff kann für sich in der wärmeempfindlichen Farbentwicklungsschicht und er kann als gepulvertes Pigment darin enthalten sein. Letzteres wird aus einer Festlösung hergestellt, die durch Auflösen des Fluoreszenzfarbstoffs in einem synthetischen Harz, z.B. Toluolsulfonamid-Melaminharz, Melaminharz, Benzoguanaminharz, Polyvinylchloridharz, Polyamidharz, Polyesterharz, Polyurethanharz usw. erhalten wurde. Der bevorzugte Fluoreszenzfarbstoff wird durch das folgende Oberflächenbehandlungsverfahren hergestellt:The fluorescent dye may be in the heat sensitive color developing layer by itself and may be contained therein as a powdered pigment. The latter is prepared from a solid solution which is obtained by dissolving the fluorescent dye in a synthetic resin, e.g. Toluene sulfonamide melamine resin, melamine resin, benzoguanamine resin, polyvinyl chloride resin, polyamide resin, polyester resin, polyurethane resin, etc. were obtained. The preferred fluorescent dye is made by the following surface treatment process:
Der Fluoreszenzfarbstoff wird mit einem Polymerisationsinitiator, einer auf den Fluoreszenzfarbstoff auftragbaren Menge von Vinylmonomer, und einem Lösungsmittel, in welchem das Vinylmonomer auflösbar ist und das einen niedrigeren Siedepunkt als das Vinylmonomer hat, gleichmäßig vermischt. Dann wird das Lösungsmittel entfernt und das Vinylmonomer auf der Oberfläche der Fluoreszenzfarbstoffteilchen unter Einwirkung des auf dem Fluoreszenzfarbstoff vorhandenen Polymerisationsinitiators polymerisiert, wobei man einen mit Polymerisatfilm beschichteten Fluoreszenzfarbstoff erhält. Der erhaltene Fluoreszenzfarbstoff ist leicht und gleichmäßig dispergierbar.The fluorescent dye is mixed with a polymerization initiator, an amount of vinyl monomer that can be applied to the fluorescent dye, and a solvent in which the vinyl monomer is soluble and which has a lower boiling point than the vinyl monomer, evenly mixed. Then the solvent is removed and the vinyl monomer on the surface of the fluorescent dye particles is polymerized under the action of the polymerization initiator present on the fluorescent dye, thereby obtaining a fluorescent dye coated with a polymer film. The fluorescent dye obtained is easily and uniformly dispersible.
Erfindungsgemäß kann ein Leukofarbstoff, der Strahlung im nahen ultraroten Bereich absorbiert, in solchem Umfang verwendet werden, daß der Effekt dieser Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Der im nahen Ultrarot absorbtionsfähige Leukofarbstoff absorbiert bei der Farbentwicklung nach der Hitzeschmelzreaktion mit einem sauren Stoff wirksam die Strahlung im nahen ultraroten Bereich (besonders im Bereich von 700 - 1500 nm).In accordance with the present invention, a leuco dye which absorbs radiation in the near ultrarot range can be used to such an extent that the effect of this invention is not impaired. The leuco dye, which is absorbable in the near infrared, effectively absorbs the radiation in the near ultra-red range (especially in the range of 700 - 1500 nm) during color development after the heat-melting reaction with an acidic substance.
Beispiele für solche Fluoreszenzfarbstoffe sind Fluoren-Leukofarbstoffe, Monovinyl-phthalidderivate, Divinyl-phthalidderivate, Fluoran-Leukofarbstoffe und so weiter.Examples of such fluorescent dyes are fluorene leuco dyes, monovinyl phthalide derivatives, divinyl phthalide derivatives, fluoran leuco dyes and so on.
Von den Leukofarbstoffen der Fluorenreihe sind die im nahen Ultrarot absorbierenden Leukofarbstoffe der folgenden Formeln (11) oder (III) bevorzugt.
- Ri, R2, R3, R4, Rs, und Rs gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest mit 1-18 C-Atomen, einen Cycloalkylrest mit 3-7 C-Atomen, eine niedere Alkoxygruppe, halogenierte Alkylgruppe mit 1-18 C-Atomen, Phenylgruppe, substituierte Phenylgruppe oder Benzylgruppe bedeuten;
- R7, Rε und Rg gleich oder verschieden sind und jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine niedere Alkylgruppe oder niedere Alkoxygruppe bedeuten,
- X ein Kohlenstoffatom, Stickstoffatom oder Schwefelatom bedeutet, und wobei
- R1 und R2, oder R3 und R4 gegebenenfalls mit dem Stickstoffatom (der Aminogruppe) einen heterocyclischen Ring mit 4-6 Kohlenstoffatomen (der ein Sauerstoff-, Schwefel- oder ein zweites Stickstoffatom enthalten kann) bilden konnen.
- Ri, R 2 , R 3 , R 4 , Rs, and Rs are the same or different and each have a hydrogen atom, an alkyl radical with 1-18 C atoms, a cycloalkyl radical with 3-7 C atoms, a lower alkoxy group, halogenated alkyl group with 1-18 C atoms, phenyl group, substituted phenyl group or benzyl group;
- R 7 , Rε and Rg are the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, a lower alkyl group or lower alkoxy group,
- X represents a carbon atom, nitrogen atom or sulfur atom, and wherein
- R 1 and R 2 , or R 3 and R 4 can optionally form a heterocyclic ring with 4-6 carbon atoms (which may contain an oxygen, sulfur or a second nitrogen atom) with the nitrogen atom (the amino group).
Erfindungsgemäße Bindemittel sind z. B. völlig verseifter Polyvinylalkohol, Polymerisationsgrad: 200-1900, teilweise verseifter Polyvinylalkohol, karboxylierter Polyvinylalkohol, amidmodifizierter Polyvinylalkohol, sulfonsauremodifizerter Polyvinylalkohol, butyralmodifizierter Polyvinylalkohol, andere modifizierte Polyvinylalkohole, Hydroxyäthylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere, Zellulosederivate wie Äthylzellulose und Acetylzellulose, Polyvinylchlorid, Polyvinylazetat, Polyacrylamid, Polyacrylsäureester, Polyvinylbutyral, Polystyrol, Copolymere von obigen Verbindungen, Polyamidharz, Siliconharz, Petroleumkunstharz, Terpenharz, Ketonharz und Cumaronharz. Diese hochmolekularen Bindemittel können verwendet werden, nachdem sie in einem Lösungsmittel wie Wasser, Alkohol, Keton, Ester, Kohlenwasserstoff usw. gelöst oder in Wasser oder Lösungsmittel emulgiert oder dispergiert worden sind.Binders according to the invention are e.g. B. fully saponified polyvinyl alcohol, degree of polymerisation: 200-1900, partly saponified polyvinyl alcohol, carboxylated polyvinyl alcohol, amide-modified polyvinyl alcohol, sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol, butyral-modified polyvinyl alcohol, other modified polyvinyl alcohols, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, carbohydride-polyol ethylene-copolymeric, polyhydric copolymers, Cellulose derivatives such as ethyl cellulose and acetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyacrylamide, polyacrylic acid ester, polyvinyl butyral, polystyrene, copolymers of the above compounds, polyamide resin, silicone resin, petroleum resin, terpene resin, ketone resin and coumarone resin. These high molecular weight binders can be used after being dissolved in a solvent such as water, alcohol, ketone, ester, hydrocarbon, etc., or in water or Solvents have been emulsified or dispersed.
Die Art und Menge des Elektronenakzeptors, z.B. des Metallsalzes der höheren Fettsäure, des Elektronendonators, z.B. des mehrwertigen Phenolderivats, des Fluoreszenzfarbstoffs und/oder -pigmentes, des Bindemittels, der anderen Additive, die je nach dem gewünschten Effekt und der Eignung für Aufzeichnungszwecke bestimmt werden, sind nicht besonders beschränkt. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, 1 bis 6 Gew.-Teile des Elektronendonators, 1 bis 10 Gew.-Teile Fluoreszenzfarbstoff und/oder -pigment 2 bis 15 Gew.-Teile Füllstoff und 0,5 bis 4 Gew.-Teile Bindemittel, bezogen auf 1 bis 9 Gew.-Teile des Elektronenakzeptors zu verwenden.The type and amount of the electron acceptor, e.g. the metal salt of the higher fatty acid, the electron donor, e.g. the polyvalent phenol derivative, the fluorescent dye and / or pigment, the binder, the other additives, which are determined depending on the desired effect and suitability for recording purposes, are not particularly limited. In general, it is advantageous to use 1 to 6 parts by weight of the electron donor, 1 to 10 parts by weight of fluorescent dye and / or pigment, 2 to 15 parts by weight of filler and 0.5 to 4 parts by weight of binder to use 1 to 9 parts by weight of the electron acceptor.
Das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Material wird hergestellt, indem man die Beschichtungsmasse auf ein Basismaterial wie Papier, synthetisches Papier, Film usw. aufträgt.The heat-sensitive material according to the invention is produced by applying the coating composition to a base material such as paper, synthetic paper, film, etc.
Der oben erwähnte Elektronenakzeptor, der obige Elektronendonator, gegebenenfalls der basische, farblose chromogene Farbstoff werden mittels einer Mahlvorrichtung, wie Kugelmühle, Reibungsmühle, Sandschleifmaschine usw., oder mittels einer geeigneten Emulgiermaschine bis zu einer Teilchengröße von mehreren Mikron oder kleiner zermahlen. Hierzu gibt man verschiedene Additive. Die Additive, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind z. B. folgende:
- Anorganische oder organische Füllstoffe, wie Siliziumdioxyd, Calciumcarbonat, Kaolin, gebrannter Kaolin, Diatomeenerde, Talk, Titaniumdioxid,, Aluminiumhydroxid usw.; Trennmittel wie Metallsalze von Fettsäuren; Gleitmittel wie Wachse; UV-Absorptionsmittel der Bezophenon- und Triazolreihe; wasserfest machende Mittel wie Glyoxal usw., Dispergiermittel; Antischaummittel und so weiter.
- Inorganic or organic fillers such as silicon dioxide, calcium carbonate, kaolin, baked kaolin, diatomaceous earth, talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, etc .; Release agents such as metal salts of fatty acids; Lubricants such as waxes; UV absorbers of the bezophenone and triazole series; waterproofing agents such as glyoxal, etc., dispersants; Antifoam and so on.
Die überlegene optische Lesbarkeit des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsblattes im nahen ultraroten Bereich hat vielleicht folgende Ursache. Bei der Farbbildung durch die Hitzeschmelzreaktion zwischen dem Metalldoppelsalz höherer Fettsäure als Elektronenakzeptor und dem Elektronendonator, z. B. dem mehrwertigen Phenolderivat usw., ergibt der Farbentwicklungsbereich ein im sichtbaren Bereich und im nahen ultraroten Bereich (Wellenlängebereich 700 bis 1000 nm) lesbares Aufzeichnungsbild.The superior optical readability of the heat-sensitive recording sheet of the present invention in the near-red range may have the following cause. In the color formation by the heat-melting reaction between the metal double salt of higher fatty acid than the electron acceptor and the electron donor, e.g. B. the polyvalent phenol derivative, etc., the color development area results in a visible in the visible and in the near ultra-red range (wavelength range 700 to 1000 nm) readable recording image.
Die überlegene lokale Erfaßbarkeit bei Bestrahlung mit UV-Licht läßt sich darauf zurückführen, daß die wärmeempfindliche Farbentwicklungsschicht einen Fluoreszenzfarbstoff und/oder -pigment enthält, dessen Fluoreszenzmaximum bei UV-Bestrahlung im sichtbaren Wellenlängebereich von 450-700 nm liegt. Zum Beispiel wird eine mit einem Strichcode beklebte Packung von einem Förderer in eine Dunkelkammer eingeführt, in der sie mit UV-Strahlung einer bestimmten Wellenlänge bestrahlt wird. Dabei wird die Fluoreszenz des Fluoreszenzfarbstoffs und/oder -pigments in dem Strichcode-Zettel durch einen Fluoreszenzdetektor erfaßt, und die Stelle des Strichcode-Zettels auf der Packung läßt sich leicht beobachten und verfolgen.The superior local detectability when irradiated with UV light can be attributed to the fact that the heat-sensitive color development layer contains a fluorescent dye and / or pigment, the maximum fluorescence of which is UV radiation in the visible wavelength range of 450-700 nm. For example, a package pasted with a bar code is inserted by a conveyor into a dark room where it is irradiated with UV radiation of a certain wavelength. The fluorescence of the fluorescent dye and / or pigment in the bar code slip is detected by a fluorescence detector, and the position of the bar code slip on the package can be easily observed and tracked.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
Als Abkürzung für Gewichtsteile wird "Teile" verwendet.As an abbreviation for parts by weight, "parts" is used.
1000 Teile Thioflavin als Fluoreszenzfarbstoff (Farbstoffbezeichnung C), 350 Teile Äthyläther, 70 Teile Styrolmonomer, 2 Teile von 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril), 5 Teile von Dialkylsulfobernsteinsäureestersalz wurden mittels der Kugelmühle 2 Stunden geknetet, um eine gleichmäßige Dispersion zu erhalten. Die resultierende Dispersion wurde im Thermostat bei 65 ° C gehalten und 1 Stunde polymerisiert. Danach wurde die Dispersion bis auf 90 ° C erhitzt, und das restliche Monomer beseitigt. In dieser Weise erhielt man feine Teilchen von mit Thioflavin gefärbtem Styrolharz.1000 parts of thioflavin as fluorescent dye (dye designation C), 350 parts of ethyl ether, 70 parts of styrene monomer, 2 parts of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 5 parts of dialkylsulfosuccinic acid ester salt were kneaded by means of the ball mill for 2 hours, one time to obtain uniform dispersion. The resulting dispersion was kept in the thermostat at 65 ° C and polymerized for 1 hour. The dispersion was then heated up to 90 ° C. and the remaining monomer was removed. In this way, fine particles of styrene resin colored with thioflavine were obtained.
Die Fluoreszenzfarbstoffe, die in den folgenden Beispielen verwendet wurden, sind solche, bei denen die Oberfläche mit hochmolekularen Polymeren gemäß obigem Synthesebeispiel beschichtet wurde.The fluorescent dyes used in the following examples are those in which the surface has been coated with high molecular weight polymers according to the above synthesis example.
Losung A (Elektronenakzeptordispersion):
Die Lösungen der obigen Zusammensetzungen wurden in einer Reibungsmühle einzeln bis zu einer Teilchengröße von 3 Mikron vermahlen.The solutions of the above compositions were individually milled to a particle size of 3 microns in an attritor.
Die Lösungen wurden dann im folgenden Verhältnis miteinander vermischt, um eine wärmeempfindliche Beschichtunqsmasse zu erhalten.
Die obige Beschichtungsmasse wurde in einer Beschichtungsmenge von 6,0 g/m2 auf ein Basispapier mit einem Gewicht von 50 g/m2 aufgetragen, getrocknet und superkalandriert, um eine Glätte von 200-600 Sekunden einzustellen. Man erhielt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsblatt.The above coating composition was applied in a coating amount of 6.0 g / m 2 on a base paper with a weight of 50 g / m 2 , dried and supercalendered to adjust a smoothness of 200-600 seconds. A heat sensitive recording sheet was obtained.
Man erhielt in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsblatt, wobei aber die Lösung D anstatt der Lösung C verwendet wurde.A heat-sensitive recording sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that Solution D was used instead of Solution C.
Die Lösungen der obigen Zusammensetzungen wurden in einer Reibungsmühle einzeln bis zur Teilchengröße von 3 Mikron vermahlen.The solutions of the above compositions were individually milled in a attritor to a particle size of 3 microns.
Die Lösungen wurden dann im folgenden Verhältnis miteinander vermischt, um eine wärmeempfindliche Beschichtunasmasse zu erhalten.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Aufzeichnungsblätter wurden hinsichtlich ihrer Qualität geprüft, die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 zusammengefaßt.
- (1) Bilddichte: Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsblatt wird bei einer angelegten Spannung von 18,03 V und einer Pulsbreite von 3,2 Millisekunden unter Verwendung einer Faksimiliermaschine (von TOSHIBA CORPORATION) mit einer Aufzeichnung versehen. Die Bilddichte wird mit einem Macbeth-Dichtemesser (RD-514, Verwendung des Amber-Filters; die unten beschriebenen Messungen erfolgen unter gleichen Bedingungen) bestimmt.(1) Image density: A heat-sensitive recording sheet is applied at an applied voltage of 18.03 V and a pulse width of 3.2 milliseconds using a facsimile machine (from TOSHIBA CORPORATION) with a record. The image density is determined using a Macbeth density meter (RD-514, using the amber filter; the measurements described below are carried out under the same conditions).
- (2) Reflexionsgrad für ultrarotes Licht: Der Reflexionsgrad der in obiger Anmerkung (1) erwähnten Aufzeichnung wird mit einem Spektrometer bei einer Wellenlänge von 800 nm gemessen.(2) Reflectance for Ultra Red Light: The reflectance of the recording mentioned in Note (1) above is measured with a spectrometer at a wavelength of 800 nm.
- (3) Fluoreszenzlicht: In der Dunkelkammer wird ein UV-Strahl (von der langen Hauptwellenlänge von 365 nm) auf ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial gerichtet. Das dabei entstandene Fluoreszenzlicht wird mit den Augen beobachtet.(3) Fluorescent light: In the dark room, a UV beam (of the long main wavelength of 365 nm) is directed onto a heat-sensitive recording material. The resulting fluorescent light is observed with the eyes.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial weist folgende Vorteile auf:
- (1) überlegene lokale optische Erfaßbarkeit bei Bestrahlung mit UV-Licht.
- (2) Gute optische Lesbarkeit im nahen ultraroten Bereich.
- (1) superior local optical detectability when irradiated with UV light.
- (2) Good optical legibility in the near ultra-red range.
Claims (9)
-CH2-, -C02-, -CO-, -O-, -CONH-,
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