FR2761927A1 - Support pour transfert thermique - Google Patents

Abstract

Support pour transfert thermique qui transfère des images sur un substrat récepteur lorsqu'il est exposé à la tête d'impression d'une imprimante thermique, comprenant un substrat flexible (22) avec une couche pour transfert thermique (24) , d'un point de ramollissement dans l'intervalle de 40degreC à 250degreC la couche pour transfert thermique comprend un matériau sensible (21) , un liant (23) pour le matériau sensible et un agent de modification rhéologique (25) en une quantité inférieure à 20 % en poids.

Description

SUPPORT POUR TRANSFERT THERMIQUE

La présente invention concerne l'impression par transfert thermique dans laquelle des images sont formées sur un substrat récepteur en chauffant des zones extrêmement pré- cises d'un ruban d'impression avec des résistances à couche

mince. Ce chauffage de la zone localisée provoque un trans-

fert d'encre ou d'un autre matériau sensible du ruban au substrat récepteur. Le matériau sensible est de façon typique un pigment ou un colorant qui peut être détecté optiquement

ou magnétiquement.

L'impression par transfert thermique a supplanté l'im-

pression par impact dans de nombreuses applications à cause d'avantages tels que les niveaux de bruit relativement bas

qui sont obtenus pendant l'opération d'impression.

L'impression par transfert thermique est couramment utilisée dans des applications spéciales comme dans l'impression de codes barres lisibles à la machine et de caractères alphanumériques magnétiques. Le procédé de transfert thermique prévoit une grande flexibilité de la génération d'images et permet de grandes variations de style, de taille et de couleur de l'image imprimée. Une documentation représentative dans le domaine de l'impression par transfert

thermique englobe les brevets suivants.

Le brevet des Etats-Unis N 3,663,278, délivré à J. H. Blose et al. le 16 mai 1972, décrit un support pour transfert thermique comprenant une base avec une enduction comprenant un polymère cellulosique, une résine thermoplastique d'aminotriazine-sulfonamide-aldéhyde, un plastifiant et un

matériau "sensible" tel qu'un colorant ou un pigment.

Le brevet des Etats-Unis N 4,315,643, délivré à Y. Tokunaga et al. le 16 février 1982, décrit un élément pour transfert thermique comprenant une assise, une couche de développement de couleur et une couche d'encre thermofusible. La couche d'encre englobe un matériau thermoconducteur et une

cire solide comme matériau liant.

Le brevet des Etats-Unis N 4,403,224, délivré à R. C. Winowski le 6 septembre 1983, décrit une couche d'enregistrement en surface comprenant un liant de résine, un pigment dispersé dans le liant et un inhibiteur de bavure incorporé et dispersé dans la couche d'enregistrement en surface ou appliqué sur la couche d'enregistrement en surface

en tant que revêtement séparé.

Le brevet des Etats-Unis N 4,463,034, délivré à Y. Tokunaga et al. le 31 juillet 1984, décrit un élément thermosensible pour transfert magnétique ayant une enduction

thermofusible ou au solvant.

Le brevet des Etats-Unis N 4,628,000, délivré à S. G. Talvalkar et al. le 9 décembre 1986, décrit une formulation pour transfert thermique qui englobe un plastifiant adhésif ou un agent de transfert de benzoate de saccharose et un

matériau colorant ou un pigment.

Le brevet des Etats-Unis N 4,687,701, délivré à K. Knirsch et al. le 18 août 1987, décrit un élément encré thermosensible utilisant un mélange de résines

thermoplastiques et de cires.

Le brevet des Etats-Unis No 4,707,395, délivré à S. Ueyama et al. le 17 novembre 1987, décrit un substrat, une couche de décollage thermosensible, une couche d'agent

colorant et une couche de cohésion thermosensible.

Le brevet des Etats-Unis N 4,777,079, délivré à N.

Nagamoto et al. le 11 octobre 1988, décrit un support d'enre-

gistrement thermosensible du type à transfert d'image utilisant des résines ramollissant à la chaleur et un agent colorant. Le brevet des Etats-Unis N 4,778,729, délivré à A. Mizobuchi le 18 octobre 1988, décrit une feuille pour transfert thermique comprenant une couche d'encre thermofusible sur une surface d'un film et une couche de

charge stratifiée sur la couche d'encre.

Le brevet des Etats-Unis N 4,923,749, délivré à

Talvalkar le 8 mai 1990, décrit un ruban pour transfert ther-

mique qui comprend deux couches, une couche thermosensible et

une couche protectrice, toutes les deux à base d'eau.

Le brevet des Etats-Unis N 4,975,332, délivré à Shini et al. le 4 décembre 1990, décrit un support d'enregistrement pour l'impression par transfert comprenant un film de base, une couche améliorant l'adhérence, une couche électriquement

résistante et une couche d'encre thermosensible de transfert.

Le brevet des Etats-Unis N 4,983,446 délivré à Taniguchi et al. le 8 janvier 1991, décrit un support d'enregistrement pour le transfert thermique d'une image qui comprend comme constituant principal une résine linéaire

saturée de polyester.

Le brevet des Etats-Unis N 4,988,563, délivré à Wehr le 29 janvier 1991, décrit un ruban pour transfert thermique ayant un revêtement thermosensible et un revêtement protecteur. Le revêtement protecteur est un mélange de cire

et copolymère qui réduit le décalage du ruban.

Les brevets des Etats-Unis N 5,128,308 et 5,248,652, délivrés à Talvalkar, décrivent chacun un ruban pour transfert thermique ayant un colorant réactif qui engendre une couleur lorsqu'il est exposé à la chaleur d'une

imprimante à transfert thermique.

Le brevet des Etats-Unis N 5,240,781, délivré à Obatta

et al., décrit un ruban d'encre pour des imprimantes à trans-

fert thermique ayant une couche pour transfert thermique comprenant une substance cireuse comme constituant principal et une couche adhésive thermoplastique ayant une propriété de

formation de film.

Il existe quelques limitations aux applications pour l'impression par transfert thermique. Par exemple, les propriétés de décollage de la formulation pour transfert thermique qui permettent le transfert d'un substrat de support à un substrat récepteur peuvent placer des limitations sur l'intégrité de l'image. Les propriétés d'adhérence de la matière imprimée (résistance aux rayures) peuvent souffrir de la prévision d'une formulation qui se décolle du substrat de support et est transférée à un substrat récepteur. De nombreuses tentatives ont été faites pour prévoir l'intégrité d'une impression par transfert thermique avec une bonne adhérence à un substrat récepteur, quelques- unes étant décrites ci-dessus. Par exemple, il est connu d'une manière générale par les experts en la matière que des liants de résine et/ou des cires avec des points de ramollissement plus élevés peuvent fournir un meilleur degré d'adhérence/résistance aux rayures. Cependant, des énergies plus élevées des têtes d'impression sont nécessaires pour réaliser le décollage souhaité et l'écoulement vers un substrat récepteur. Des systèmes réactifs qui emploient des constituants réactifs de bas poids moléculaire dans la couche pour transfert thermique abordent le problème de l'énergie élevée des têtes d'impression. Par exemple, dans la demande de brevet des Etats-Unis en instance de numéro de série 08/620,737, déposée le 25 mai 1996, cédée au même cessionnaire que celui de la présente invention, des formulations réactives basées sur des résines époxydes sont employées pour prévoir des supports pour transfert thermique qui fonctionnent à de faibles énergies des têtes d'impression et pour prévoir des images imprimées avec une grande résistance aux rayures et au maculage. Dans les brevets des Etats-Unis N 5,128,308 et 5,248,652, Talvalkar emploie un leucodérivé de colorant réactif et une résine phénolique pour prévoir des images résistantes au maculage à de faibles énergies des têtes d'impression. La réaction immobilise le colorant. Bien que ces systèmes fournissent une bonne intégrité des images à de faibles énergies des têtes d'impression, ils ne fournissent pas une grande adhérence de la couche pour transfert thermique au substrat de support, qui est de façon typique le polytéréphtalate d'éthylène. Pour prévoir à la fois une bonne adhérence au substrat de support et au substrat récepteur dans les rubans classiques, deux couches sont exigées, qui exigent un traitement

supplémentaire pour la deuxième couche.

La présente invention vise des supports pour transfert thermique avec une seule couche pour transfert thermique qui présente une grande adhérence au substrat de support et au substrat récepteur et qui peuvent former des images imprimées

sans l'utilisation d'énergies élevées des têtes d'impression.

Suivant un aspect de la présente invention, il est prévu un support pour transfert thermique qui transfère des images sur un substrat récepteur lorsqu'il est exposé à la tête d'impression d'une imprimante thermique, le support pour transfert thermique comprenant un substrat flexible avec une couche pour transfert thermique positionnée dessus et ayant un point de ramollissement dans l'intervalle de 40 C à 250 C, la couche pour transfert thermique comprenant un matériau sensible et un liant pour le matériau sensible et étant caractérisée par un agent de modification rhéologique en une quantité inférieure à 20% en poids. La quantité d'agent de

modification rhéologique dans la couche pour transfert ther-

mique est telle que la viscosité de la couche pour transfert thermique est avantageusement réduite lorsqu'une force de cisaillement y est appliquée pendant l'impression par

transfert thermique.

Suivant un autre aspect de la présente invention, il est prévu une imprimante thermique utilisée en combinaison avec

le support pour transfert thermique de la présente invention.

Le support pour transfert thermique contient une couche pour transfert thermique englobant un agent de modification rhéologique pour réduire la viscosité de la couche pour transfert thermique lors d'une exposition à la force de cisaillement de la tête d'impression thermique dans l'imprimante thermique. Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit, à titre d'exemple seulement, en référence aux dessins annexés dans lesquels: La fig. 1 illustre un support pour transfert thermique de la présente invention dans une opération d'impression avant le transfert thermique; La fig. 2 illustre un support pour transfert thermique de la présente invention dans une opération d'impression pendant le transfert thermique, c'est-à-dire exposé au cisaillement; et La fig. 3 illustre un support pour transfert thermique de la présente invention dans une opération d'impression après le transfert thermique, c'est-à-dire après exposition

au cisaillement.

Une formulation d'enduction qui prévoit des couches pour transfert thermique pour les supports pour transfert thermique de la présente invention comprend les constituants de formulations d'enduction classiques tels qu'un ou plusieurs parmi un matériau sensible, un constituant du liant pour ce matériau sensible et éventuellement un solvant. La formulation d'enduction comprend de plus un agent de modification rhéologique. Les agents de modification rhéologique, tels que définis ci-inclus, peuvent être classés d'une manière générale comme un constituant dont la viscosité diminue lorsqu'une force de cisaillement y est appliquée ou qui provoque une diminution de viscosité dans des mélanges qui les contiennent lorsqu'une force de cisaillement y est appliquée. Ces agents de modification rhéologique peuvent entrer dans plusieurs catégories englobant des matériaux argileux, des polymères de haut poids moléculaire solubles

dans l'eau et des épaississants associatifs.

Des exemples précis de matériaux argileux englobent les argiles de smectite qui englobent la montmorillonite (bentonite), l'hectorite, l'attapulgite, la saponite et autres. Des argiles de montmorillonite disponibles dans le commerce sont disponibles sous les marques commerciales Thixogel I et Gelwhite JP, H, etc., auprès de la société Georgia Kaolin Company. Des argiles d'attapulgite disponibles dans le commerce englobent Attagel 40, 50, etc., de

Engelhardt Minerals and Chemicals Corporation.

Les agents polymères de modification rhéologique sont de façon typique des polymères de haut poids moléculaire solubles dans l'eau. Ceux-ci englobent des polymères de

polycarboxylate tels que décrits dans les brevets des Etats-

Unis N 2,798,053, 3,996,152, 4,226,736 et 5,413,727, des copolymères d'acide polyacrylique et de dialcoylacylamide tels que décrits dans le brevet des Etats-Unis N 5,413,727 et des polymères de polystyrène sulfoné solubles dans l'eau,

aussi décrits dans le brevet des Etats-Unis N 5,413,727.

Les polymères du type polycarboxylate référencés sont des polymères carboxyvinyliques solubles dans l'eau d'acides c-, 3-carboxyliques aliphatiques inférieurs à insaturation monoéthylénique, qui peuvent être linéaires ou non linéaires et sont exemplifiés par des homopolymères d'acide acrylique ou d'acide méthacrylique ou leurs sels, esters ou amides solubles dans l'eau ou des copolymères de ces acides ou de leurs sels, esters ou amides les uns avec les autres ou avec un ou plusieurs monomères à insaturation éthylénique tels que, par exemple, le styrène, l'acide maléique, l'anhydride maléique, l'acétate de vinyle, l'éthylène, le propylène et

autres. Des mélanges de ces résines sont aussi convenables.

Des exemples des agents de modification rhéologique du type polycarboxylate sont les agents épaississants réeiculés du type acide polyacrylique fournis par B. F. Goodrich sous la marque commerciale Carbapol, tels que les séries Carbapoli 600 et 900. Le poids moléculaire moyen pour ces polymères est de façon typique supérieur à 500 000. Des exemples spécifiques de polymères non réticulés de polyacrylate englobent le Sokalan PA-30C1 disponible chez BASF et Norasol LMW 45 MD, qui ont de façon typique un poids moléculaire inférieur, c'est-à-dire que leur poids

moléculaire moyen est de 10 000 environ.

Des exemples d'agents épaississants de copolymère acrylamide utilisés pour modifier les propriétés rhéologiques des encres sont décrits dans le brevet des Etats-Unis N 4,395,524. Ces copolymères ont de façon typique un poids moléculaire moyen supérieur à 30 000. Sont aussi englobés les polymères fonctionnels aminés décrits dans le brevet des Etats-Unis N 5,270,379. Ceux-ci englobent des polymères de polyvinylamine ayant un poids moléculaire moyen supérieur à

000 environ.

Les polymères qui sont préférés englobent des homopolymères d'acide acrylique ou d'amide de l'acide acrylique, des copolymères d'acide acrylique ou d'amide de l'acide acrylique, ou des copolymères d'acide acrylique et

leurs acrylates.

Quant au épaississants associatifs, ils sont ainsi dénommés parce que le mécanisme par lequel ils épaississent peut impliquer des associations hydrophobes entre des espèces hydrophobes dans les molécules épaississantes et d'autres surfaces hydrophobes, soit sur les molécules à épaissir soit les uns sur les autres. Différents types d'épaississants

associatifs englobent mais ne sont pas limités aux poly-

uréthanes, polyesters, émulsions solubles en liquide alcalin

à l'hydrophobie modifiée, hydroxyéthylcelluloses à l'hydro-

phobie modifiée et polyacrylamides à l'hydrophobie modifiée.

Des exemples de compositions épaississantes de polyuréthane sont décrites dans le brevet des Etats-Unis N 5,378,7_6, le brevet des Etats- Unis N 4,155,822, le brevet des Etats-Unis N 4,499,233 et le brevet des Etats-Unis N 5,023,309. Un épaississant associatif disponible dans le com-merce est le polyuréthane sous la marque commerciale Rheolate 3, disponible chez Rheox, Inc. de N. L. Industries, Inc. Des épaississants associatifs convenables sont aussi décrits dans le brevet des Etats-Unis N 4,265,630 qui emploie des épaississants naturels dans un procédé de transfert thermique. Les épaississants naturels décrits ici englobent les alginates et la cellulose éthérifiée ou l'amidon éthérifié. Des exemples particuliers englobent l'alginate de sodium, la fécule éthérifiée de pomme de terre ou la farine éthérifiée de graines de guar ou de locust. Des épaississants supplémentaires pour les encres sont décrits dans le brevet des Etats-Unis N 4,289,678. Des esters de cellulose convenables tels que l'hydroxyéthylcellulose, l'acétobutyrate de cellulose et la carboxyméthylcellulose

sont décrits dans le brevet des Etats-Unis N 4,265,630.

Les agents de modification rhéologique sont de préfé-

rence ajoutés à la formulation d'enduction d'une manière classique en utilisant un équipement classique. Cependant, des formulations d'enduction préparées de n'importe quelle

manière convenable peuvent être utilisées. L'agent de modifi-

cation rhéologique est de préférence employé en une quantité suffisante pour réduire la viscosité de la couche pour transfert thermique lorsque de la chaleur et une force de

cisaillement y sont appliquées pendant un procédé de trans-

fert thermique. L'agent de modification rhéologique est de façon typique employé en une quantité inférieure à 20- en

poids pour ne pas gêner la fonction de la couche pour trans-

fert thermique et de préférence inférieure à 5: du poids total des constituants secs de la formulation d'enduction. De préférence surtout, la quantité employée va de 0,5 à 5 du poids total des constituants secs de la formulaticn d'enduction. Les formulations d'enduction contiennent souve. a ia fois de la cire et une résine polymère comme cons:ituants du liant. Des cires convenables fournissent une sensibilité à la température et une flexibilité. Ces cires peuvent être des cires naturelles telles que la cire de carnauba, la cire de candilla, la cire de son de riz, la cire d'abeilles, la lanoline, la cire de motan et la cire de cérésine; les cires de pétrole telles que la cire de paraffine et les cires microcristallines; les cires hydrocarbonées synthétiques telles que le polyéthylène de bas poids moléculaire et la cire de Fisher-Tropsch; les acides gras supérieurs tels que l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide stéarique et l'acide béhénique; les alcools aliphatiques supérieurs tels que l'alcool stéarylique et les esters tels que les esters d'acide gras de saccharose, les esters et les amides d'acide gras de sorbitane. Des mélanges

de cires peuvent aussi être utilisés. Des exemples parti-

culiers de cires convenables sont la cire de carnauba dans la série SlipAyd de conditionneurs de surface par Daniel

Products Co. et le polyéthylène de bas poids moléculaire.

Le point de ramollissement de la cire est de préférence inférieur à 250 C et entre de façon typique dans l'intervalle

de 40 C à 250 C, et de préférence surtout va de 60 C à 150 C.

Les cires avec des points de ramollissement à l'extrémité supérieure sont avantageuses en ce qu'elles contribuent à

l'intégrité de l'image imprimée.

La quantité de cire utilisée dans les formulations d'enduction est de préférence supérieure à 5% du poids des ingrédients secs, de préférence surtout va de 25 à 85% du poids des ingrédients secs. Pour contribuer au traitement, à la rhéologie et à la compatibilité avec le liant de résine,

des qualités micronisées de cire sont préférées.

Les constituants du liant de la formulation d'enduction peuvent comprendre seulement une résine polymère; cependant, comme indiqué ci- dessus, des combinaisons de résine Polymère et de cire sont souvent utilisées. Des résines polymères convenables sont celles utilisées traditionnellement dans les formulations d'enduction pour des rubans pour transfert thermique. Celles-ci englobent des résines thermoplastiques telles que celles décrites dans les brevets des Etats- Unis N ,240,781 et 5,348,348 et des résines polymères réactives telles que les résines époxydes décrites dans la demande de brevet des Etats-Unis en instance de numéro de série 08/620,737, déposée le 25 mai 1996, cédée au même

cessionnaire que celui de la présente invention.

Des exemples particuliers de résines thermoplastiques convenables englobent celles qui suivent: le polychlorure de vinyle, le polyacétate de vinyle, les copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, le polyéthylène, le polypropylène, le polyacétal, les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, les copolymères d'éthylène et de (méth)acrylate d'alcoyle, le copolymère d'éthylène et d'acétate d'éthyle, le polystyrène, les copolymères de styrène, le polyamide, l'éthylcellulose, la résine époxyde, la résine polycétonique, la résine terpénique, la résine de pétrole, la résine de polyuréthane, le polyvinylbutyryle, le caoutchouc de styrène et butadiène, le caoutchouc nitrile, le caoutchouc acrylique, le caoutchouc d'éthylène et propylène, le copolymère d'éthylène et de (méth)acrylate d'alcoyle, le copolymère de styrène et de (méth)acrylate d'alcoyle, le terpolymère d'acide acrylique, d'éthylène et d'acétate de

vinyle, les polyesters saturés et le benzoate de saccharose.

Des polyesters saturés convenables sont décrits davantage

dans le brevet des Etats-Unis N 4,983,446. Les résines pré-

férées de liant thermoplastique englobent les résines de benzoate de saccharose, de polyéthylène, de polycétone et les copolymères de styrène. Pour obtenir des émulsions de liant de résine qui sont insolubles ou peu solubles dans l'eau, le liant de résine est de façon typique broyé à la taille du sous-micromètre. Les constituants convenables de liant réactif englobent les résines époxydes et un initiateur de polymérisation (agent de réticulation). Les résines époxydes convenables englobent celles qui ont au moins deux groupes oxiranne telles que les résines époxydes novolaque obtenues en mettant de l'épichlorhydrine à réagir sur des condensats de phénol/ formaldéhyde ou des condensats de crésol/formaldéhyde. Une

autre résine époxyde préférée est un polymère de polyéther-

oxyde de glycidyle obtenu par réaction d'épichlorhydrine sur un monomère polyhydroxy tel que le 1,4-butanediol. Un exemple spécifique de résine époxyde novolaque convenable est l'Epon 164 disponible chez Shell Chemical Company. Un exemple spécifique du polyéther-oxyde de glycidyle est disponible chez Ciba-Geigy Corporation sous la marque commerciale Araldite GT 7013. Les résines époxydes sont de préférence employées avec un agent de réticulation qui est activé par

l'exposition à la chaleur d'une tête d'impression thermique.

Des agents de réticulation préférés englobent les polyamines avec au moins deux groupes amine primaire ou secondaire. Des exemples sont l'Epi- cur P101 et l'Ancamine 2014FG disponibles

chez Shell Chemical Company et Air Products, respectivement.

Des accélérateurs tels que l'isocyanurate de triglycidyle peuvent être utilisés avec l'agent de réticulation pour accélérer la réaction. Lors de l'utilisation, les résines époxydes comprennent de façon typique plus de 25% en poids de la formulation d'enduction par rapport aux constituants secs, étant donné leur faible viscosité. Les cires de façon typique ne sont pas nécessaires lorsque des résines époxydes

réactives forment le liant.

Les formulations d'enduction préférées peuvent contenir deux ou plus de deux résines polymères pour fournir des profils spécifiques de propriétés. Par exemple, les résines Piccotex de Hercules sont des résines hydrocarbonées (copolymères de vinyltoluène et d'a- méthylstyrène) qui fournissent de bonnes propriétés d'adhérence à chaud qui contribuent à l'adhérence du revêtement au substrat récepteur de résine synthétique lors du transfert. Le poiyéthylène SL 300, une émulsion de résine de polyéthylène d'une petite

granulométrie (sous-micromètre), est un conditionneur de sur-

face dans la série Slip-Ayd de Daniel Products qui fournit

des propriétés lubrifiantes ou cireuses pour le transfert.

Ces liants de résine peuvent être utilisés ensemble ou avec un autre polymère pour fournir un profil spécifique de propriétés. La résine polymère a un point de fusion/ramollissement inférieur à 300 C et de préférence dans l'intervalle de 40 C à 250 C. Pour fournir des images très résistantes aux rayures et au maculage sur des substrats de résine synthétique, la résine polymère peut représenter au moins 25% en poids, par rapport au total des ingrédients secs, de la formulation d'enduction. Dans des modes de réalisation préférés, la résine polymère représente 2% à 75% du poids total des

ingrédients secs.

Lorsqu'une combinaison de cire et de résine polymère est utilisée, la résine polymère est de préférence compatible avec la cire, de sorte qu'elles ne se séparent pas dans des dispersions ou des émulsions aqueuses qui contiennent 2 à 25% en poids de cire, par rapport au poids total de cette dispersion ou émulsion. Une telle compatibilité assure une grande fixation de résine polymère grâce à l'utilisation de la cire, pour produire des images qui sont transférées facilement et qui fournissent une grande résistance aux rayures et au maculage. Pour accroître la compatibilité, c'est-à-dire minimiser la séparation, il est préférable que les particules de résine polymère et de cire soient des

particules de la taille du sous-micromètre.

La formulation d'enduction contient un matériau sensible

qui peut être capté par des moyens optiques, visuels, magné-

tiques, des moyens électroconducteurs ou des moyens photo-

électriques. Les matériaux sensibles les plus courants sont des agents colorants tels que des pigments colorés ou des teintures et des pigments magnétiques (par exemple, oxyde de

fer). Le noir de carbone est le pigment coloré le plus cou-

rant. Des exemples convenables de noir de carbone englobent "Raven 1255" fourni par la Colombian Chemical Company d'Atlanta, Géorgie. Les noirs de carbone préférés fournissent un support pour transfert thermique qui développe peu ou pas d'électricité statique pendant l'utilisation dans le support pour transfert thermique. Les agents colorants moins courants englobent ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis N 3,663, 279, des leucodérivés de colorants qui peuvent réagir sur des résines phénoliques pour engendrer une couleur, des colorants de phtalocyanine, des colorants fluo-rescents de naphtalimide, le cadmium, le jaune clair, le jaune de chrome, le bleu outremer, le dioxyde de titane, l'oxyde de zinc, l'oxyde de fer, l'oxyde de cobalt et l'oxyde de nickel. Des matériaux sensibles autres que des agents colorants et des pigments magnétiques englobent des colorants photochromiques, des pigments photochromiques et des pigments fluorescents,

qui sont utilisés dans des applications spécialisées.

Les composés photochromiques convenant à l'utilisation

dans cette invention sont ceux classés comme composés photo-

chromiques organiques. Ceux-ci englobent les composés spiro de formule V décrits par Takahashi et al. dans le brevet des Etats-Unis N 5,266,447; les composés de spiro-xazine, les composés de spiropyranne et les composés de thio-pyranne des formules dans les colonnes 5-6 du brevet des Etats-Unis N ,266,447; et aussi les composés de spiro(indoline) naphtoxazine et leurs dérivés, les composés spiro de benzoxazine et leurs dérivés, les composés de benzo-pyranne et leurs dérivés, les composés de naphtopyranne et leurs dérivés, les composés de benzothioxanthone et leurs dérivés, les composés

de naphtacènequinone et leurs dérivés, et autres.

Les matériaux sensibles sont utilisés de facon typique en une quantité de 5 à 90% du poids total des irngrédients secs de la formulationd'enduction. Les niveaux préférés vont

de façon typique de 5 à 40% en poids.

Bien que superflus, la formulation d'enduction peut contenir des plastifiants tels que ceux décrits dans le brevet des Etats-Unis N 3,663,278, pour contribuer au traitement de la couche pour transfert thermique. Des plastifiants convenables sont les esters de l'acide adipique, les esters de l'acide phtalique, les esters de l'acide ricinoléique, les esters de l'acide sébacique et les esters de l'acide succinique, les diphényles chlorés, les citrates, les époxydes, les glycérols, les glycols, les hydrocarbures, les hydrocarbures chlorés, les phosphates et autres. Les plastifiants fournissent de façon typique une sensibilité et une flexibilité à basse température à la couche pour transfert thermique pour ne pas écailler le substrat qui supporte la couche pour transfert thermique. Les agents de modification rhéologique employés dans la formulation d'enduction peuvent éliminer le besoin d'utiliser des

plastifiants et éviter leurs inconvénients.

La formulation d'enduction peut contenir d'autres additifs classiques pour les supports pour transfert thermique englobant des agents favorisant la flexibilité tels que l'huile, des agents améliorant la résistance aux intempéries tels que des absorbeurs de lumière ultraviolette, des charges, des surfactants et des dispersants qui contribuent à la dispersion des matériaux sensibles et des

agents de modification rhéologique.

Les formulations d'enduction peuvent contenir les matières solides identifiées ci-dessus dans une solution, une dispersion ou une émulsion aqueuse ou organique, ou être exemptes de solvant (thermofusibles). La formulation

d'enduction est de préférence à base d'eau ou riche en eau.

Cependant, les solvants peuvent varier largement et des formulations d'enduction dans lesquelles l'eau est une partie mineure du solvant total ou est complètement absente sont englobées dans cette invention. Les solvants organiques utilisés avec de l'eau englobent des alcools tels que le

propanol. Le white-spirit est un solvant organique préféré.

D'autres solvants convenables englobent des esters, des cétones, des alcools, des composés aliphatiques, des composés

aromatiques et des éther-oxydes choisis.

La teneur en matières solides de la formulation d'en- duction est de façon typique dans l'intervalle de 15 à 80% en poids et de façon plus typique dans l'intervalle de 20 à 55e en poids. La teneur en matières solides peut être supérieure (jusqu'à 100%), en fonction de la viscosité des constituants secs inclus, quand une formulation thermofusible est souhaitée. Les formulations d'enduction préférées comprennent 10 à % en poids de cire, 40 à 75% en poids de résine polymère, 5 à 40% en poids de matériau sensible et 0,5 à 5% en poids d'agent de modification rhéologique par rapport au poids total des ingrédients secs. Des formulations préférées contiennent de façon typique un mélange de cire de carnauba

et d'un copolymère d'éthyle et d'acétate de vinyle.

La formulation d'enduction peut être préparée dans un équipement classique, tel qu'un broyeur par frottement ou un broyeur à boulets ou une simple cuve avec des ailes, en combinant les ingrédients, de préférence en dispersion au solvant, dans cet équipement et en les agitant. Les matières solides sont, de façon typique, ajoutées en tant que dispersions à 30% en poids de matières solides environ. La cire est, de façon typique, ajoutée d'abord et les constituants restants sont ajoutés avec un chauffage accessoire. La méthode préférée consiste à mélanger le solvant, les constituants de la cire et le liant de résine à une température élevée, de préférence à 65 C environ, pendant minutes environ, après quoi l'agent de modification rhéologique est ajouté et le mélange obtenu est broyé dans un broyeur par frottement à une température élevée pendant au

moins une heure.

Le support pour transfert thermique de la présente invention comprend un substrat, de préférence un matériau lisse fin de papier ou de plastique, et une couche pour transfert thermique comprenant au moins un de chaque parmi: un matériau sensible, un constituant de liant et un agent de modification rhéologique comme décrit ci-dessus. Des modes de réalisation préférés ont seulement une couche pour transfert thermique pour simplifier le traitement. Deux couches peuvent être utilisées pour des applications spéciales. Les constituants convenables pour le liant comprennent des résines polymères et des cires comme décrit ci-dessus. Des

matériaux sensibles convenables sont aussi comme décrit ci-

dessus. Des matériaux convenables pour le substrat englobent des matériaux de papier du type mousseline tels que la mousseline d'un bouffant de 30 à 40, fabriquée par Glatz et des matériaux plastiques du type polyester tels qu'un film de polyester d'une épaisseur de 14 à 35 fabriqué par Dupont sous la marque commerciale Mylar . Les films de polytéréphtalate d'éthylène, les films de polynaphtalate d'éthylène, les films de polyamide tels que le nylon, les films de polyoléfine tels qu'un film de polypropylène, les films de cellulose tels qu'un film de triacétate et les films de polycarbonate sont aussi convenables. Les substrats doivent avoir une grande résistance à la traction pour prévoir une facilité de manipulation et d'enduction et pour prévoir de préférence ces propriétés à une épaisseur minimale pour prolonger la vie des

éléments chauffants dans les têtes d'impression thermiques.

L'épaisseur est de préférence de 3 à 10 uim. Si désiré, le substrat ou film de base peut être prévu avec une enduction sur l'envers, sur la surface opposée à la couche pour

transfert thermique.

La couche pour transfert thermique est de façon typique obtenue à partir d'une formulation d'enduction sous la forme d'une solution, d'une dispersion ou d'une émulsion, cu bien d'une matière thermofusible (pas de solvant). La couche pour transfert thermique peut contenir tous les additifes et constituants convenables pour les formulations d'enduction décrites ci-dessus. La présence de solvant résiduel dépend de l'efficacité du stade de séchage lors de la formation de la couche pour transfert thermique. Une fois appliquée au substrat, une partie du solvant peut rester dans l'enduction. Le solvant résiduel est de façon typique indésirable mais il

peut contribuer à transférer l'image.

La couche pour transfert thermique (couche fonctionnelle) a de préférence un point de ramollissement dans l'intervalle de 50 C à 250 C environ, ce que permet un transfert aux énergies normales des têtes d'impression qui vont de 100 C à 250 C environ et de façon plus typique de

1000C à 150 C environ.

Les couches pour transfert thermique peuvent être préparées par des techniques et un équipement classiques comme une barre de Meyer ou autre racloir rond de fil métallique installé sur une machine classique à enduire pour prévoir les poids d'enduction décrits ci-dessous. Le poids d'enduction de la couche pour transfert thermique va de façon typique de 1,9 à 8,0 g/m2. Une température de 65 C environ est maintenue de façon typique pendant tout le procédé d'enduction. Après que la formulation d'enduction a été appliquée, elle passe éventuellement dans un séchoir à une température élevée pour assurer le séchage et l'adhérence de la couche fonctionnelle au substrat. La couche pour transfert thermique peut être entièrement transférée sur un substrat récepteur tel que du papier ou une résine synthétique par des imprimantes classiques à transfert thermique, de préférence à

une température dans l'intervalle de 75 C à 200 C.

Les supports pour transfert thermique de la présente invention peuvent fournir les avantages de l'impression thermique tout en fournissant des images avec une adhérence améliorée au substrat récepteur. Lorsque le support (ruban) pour transfert thermique est exposé à la chaleur d'une tête d'impression thermique, la couche pour transfert thermique se

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ramollit et sa viscosité diminue. La force de cisaillement appliquée à la couche pour transfert thermique par la tête d'impression thermique réduit la viscosité encore plus, à cause de l'agent de modification rhéologique inclus. La couche pour transfert thermique est décollée facilement du substrat de support du support pour transfert thermique et est transférée au substrat récepteur, o la couche pour transfert thermique refroidit et la structure de l'agent de modification rhéologique est restaurée avec l'élimination de

la force de cisaillement.

Les fig. 1 à 3 illustrent un ruban pour transfert thermique 20 de cette invention. Le ruban pour transfert thermique comprend un substrat de support 22 d'un matériau flexible qui est de préférence un matériau lisse fin de papier ou de plastique. Sur le substrat de support 22 est positionnée la couche pour transfert thermique 24, qui comprend le matériau sensible 21, une matrice de liant 23 et un agent de modification rhéologique 25. La fig. 1 illustre le ruban pour transfert thermique 20 avant l'exposition à une tête d'impression thermique. L'agent de modification rhéologique 25 est indiqué comme ayant une structure réticulaire avant l'application d'un contrainte de cisaillement. Dans la fig. 2, la partie 40 du ruban pour transfert thermique 20 est exposée à la chaleur et à une force de cisaillement par la tête d'impression 30 pour transfert thermique. L'agent de modification rhéologique 25 dans la partie 40 perd sa structure et la partie 40 de la couche pour transfert thermique 24 fond. La fig. 3 montre le ruban pour transfert thermique 20 après qu'une partie de la couche pour transfert thermique 24 a été exposée à la chaleur d'une tête d'impression thermique. La partie exposée est décollée du substrat de support 22, laissant un vide 50, et

est transférée au substrat récepteur 28, formant l'image 32.

Il est prévu, par cette invention, des imprimantes à transfert thermique utilisées en combinaison avec un support pour transfert thermique de cette invention. Tout le matériel et le logiciel de l'imprimante pour l'équipement est classique et est connu des experts en la matière, excepté le support pour transfert thermique, qui contient une couche pour transfert thermique avec un agent de modification rhéologique inclus en une quantité suffisante pour réduire la viscosité de la couche pour transfert thermique lors de

l'exposition à la force de cisaillement de la tête d'im-

pression thermique de cette imprimante à transfert thermique.

Exemples Exemple 1 - formulation d'enduction On prépare une formulation d'enduction en mélangeant du

white-spirit, de la cire et un liant de résine dans les pro-

portions indiquées dans le tableau 1 et en portant le mélange à 60 C environ pendant 15 minutes environ. On ajoute un agent

de modification rhéologique au mélange obtenu, à une tempéra-

ture allant de 60 C à 65 C environ pendant 10 à 15 minutes environ.

Tableau 1

Matériau % en poids % en poids Grammes Grammes à l'état l'état sec- à l'état à l'état sec Intervalle sec humide Cire de son de riz1 78,0 40 93,6 93,6 Résine de 2 7,0 2 - 30 8,4 8,4 copolymère EVA Noir de carbone 10,0 1 - 30 12 12 Agent de modifica- 5,0 0,5 - 20 6 6 tion rhéologique3 White-spirit - - - 480 Total 100,0 120,0 600 Cire de son de riz disponible auprès de Strahl & Pirch inc. a West

Babylon, N.Y.

Résine de copolymère d'éthyle et d'acétate de vinyle = "Elvax 260 Ethyl

Vinyl Acetate Copolymer Resin" par Chemcentral a Atlanta, Géorgie.

Agent de modification rhéologique = Attagel 50, dispcnible chez

Engelhardt Mineral and Chemical.

Support pour transfert thermique On prépare un support pour transfert thermique de la présente invention en appliquant une formulation telle que définie ci-dessus sur un film de polyester Mylar de 4,5 um par E. I. Dupont de Nemours & Co., Incorporated, à un poids d'enduction de 1,9 à 8 g/m2 environ. On applique la solution sur le film de Mylar à 70 C en utilisant un racloir et

ensuite on la sèche.

Exemple 2

On peut préparer une autre formulation d'enduction en ajoutant les ingrédients suivants dans le tableau 2 à une cuve d'une dimension d'un quart (1,1 1) et en mélangeant

pendant 10 à 20 minutes environ à 20 à 40eC environ.

Tableau 2

Pour cent Quantité Intervalle (% à l'état à l'état à l'état sec) Ingrédient sec humide Liant de résine' 20,0 50,0 20 - 40 (latex EC-1052 @ 40%) Cire2 2,0 8,0 2 - 10 (émulsion de carnauba @ 25%) Noir de carbone 5,0 12,5 4 - 20 Attagel 503 1,0 1,0 0,5 - 20 Cire-résine (émulsion de 12,0 30,0 10 - 40 polyéthylène @ 40%) Eau - 154,5 Liant de résine 61,0 244,0 40 - 70 (benzoate de saccharose @ 25% dans NA) Total 100,0 500,0 Teneur finale en matières solides 20%

Source = Environmental Inks and Coatings, Morgantown, N.C.

Source = Daniel Products Source = Engelhardt Mineral and Chemical Industries Source = Daniel Products Préparation d'un ruban pour transfert thermique et d'une image On peut appliquer la formulation de l'exemple 2 sur un film de polyester (polytéréphtalate d'éthylène) à un poids d'enduction de 1,9 à 8,0 g/m2 environ et on sèche pour obtenir un ruban pour transfert thermique de la présente invention. Ce ruban convient bien pour imprimer des codes barres et d'autres images en utilisant une imprimante à transfert thermique TEC B-30 réglée sur +2 V. Le gradient de cisaillement appliqué au ruban pour transfert thermique est de 100 à 500 1/sec. environ, tel que déterminé par la largeur de la tête d'impression, la vitesse d'impression et

l'épaisseur de la couche pour transfert thermique.

Les exemples précédents peuvent être répétés avec un succès similaire en substituant aux réactifs et/ou aux conditions opérationnelles de cette invention, décrits de façon générique ou spécifique, ceux utilisés dans l'exemple précédent. Le support pour transfert thermique suivant l'invention comprend, de préférence, 10 à 40% en poids de matériau sensible, 5 à 60% en poids de résine polymère thermoplastique, 20 à 85% en poids de cire et 0,5 à 20% en

poids d'agents de modification rhéologique.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Support pour transfert thermique qui transfère des images sur un substrat récepteur lorsqu'il est exposé à la tête d'impression d'une imprimante thermique, le support pour transfert thermique comprenant un substrat flexible avec une couche pour transfert thermique positionnée dessus et ayant un point de ramollissement dans l'intervalle de 40 C à 250 C, la couche pour transfert thermique comprenant un matériau sensible et un liant pour le matériau sensible et étant caractérisé par un agent de modification rhéologique en une quantité inférieure à 20% en poids des

constituants secs.

2. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité d'agent de modification rhéologique est dans l'intervalle

de 0,5 à 5,0% en poids des constituants secs.

3. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liant pour le matériau sensible comprend une cire et une résine polymère.

4. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de modification rhéologique comprend de l'argile, un polymère de haut poids moléculaire soluble dans l'eau ou

un épaississant associatif.

5. Support pour transfert thermique suivant la revendication 4, dans lequel l'agent de modification rhéologique comprend de l'argile d'attapulgite, de l'argile d'hectorite, de l'argile de montmorillonite, de

l'agile de smectite ou de l'argile de saponite.

6. Support pour transfert thermique suivant la revendication 2, comprenant 10 à 80% en poids de cire par

rapport aux constituants secs.

7. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, comprenant 10 à 40% en poids de matériau sensible, 5 à 60% en poids de résine polymère thermoplastique, 20 à 85% en poids de cire et 0,5 à 20% en poids d'agents de modification rhéologique, tous par

rapport aux constituants secs.

8. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de modification rhéologique comprend: un polycarboxylate, un acide polyacrylique (homopolymères et copolymères), un ester d'acide polyacrylique (homopolymères et copolymères), un amide d'acide polyacrylique (homopolymères et copolymères), un polystyrène sulfoné, une polyvinylamine, un copolymère d'anhydride maléique, ou

un mélange de n'importe lesquelles de ces matières.

9. Support pour transfert thermique suivant la revendication 1, dans lequel l'agent de modification rhéologique est un épaississant associatif comprenant du polyuréthane, du polyester, une émulsion soluble dans un liquide alcalin à l'hydrophobie modifiée, de l'hydroxyéthylcellulose ou de l'amidon à l'hydrophobie modifiée, de l'acétobutyrate de cellulose, de la carboxyméthylcellulose, de la farine éthérifiée de guar, de la farine éthérifiée de graines de locust, ou du

polyacrylamide à l'hydrophobie modifiée et un alginate.

10. Imprimante à transfert thermique utilisée en combinaison avec un support pour transfert thermique de

l'une quelconque des revendications précédentes.5

11. Imprimante à transfert thermique suivant la revendication 10, caractérisée en ce que la tête

d'impression applique une contrainte de cisaillement de 100 à 500 1/sec. sur le support pour transfert thermique pendant l'impression.