HEAT-SENSITIVE REGISTRATION/TRANSFER MATERIAL

Abstract: 1. Heat-sensitive recording/transfer material for thermal printers equipped with heat-actuated printing heads, the material comprising a thin carrier-sheet whose back-surface has a heat-meltable transferable coating which can be melted by heat applied to the front surface of the carrier-sheet, the coating containing a pigment, a wax to act as binder and conventional auxillary substances, characterised in that the heat-meltable coating contains a vinylacetate-polyethylene copolymer wax, a modified hydrocarbon wax, or a mixture of the two, with a softening temperature of 95 to 115 degrees C, together with a film-forming thermoplastic binder, the ratio by weight of wax to binder being between 10 to 1 and 30 to 1, to give the coating a melting point of 101 to 110 degrees C.

Description: Wärmeempfindliches Aufzeichnungs/Ubertragungsmaterial Gegenstand der Erfindung ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungs/Obertragungsmaterial mit einer durch Wärme auf Normalpapier übertragbaren Rückseitenbeschichtung. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf die Ausbildung und Zusammensetzung der Heissschmelzübertragungs schicht für Materialien die in sogenannten Thermodruckern, die einen Wärmekopf aufweisen, verwendet werden. In DE-A-2 202 630 ist ein Farbblatt für Kopierverfahren beschrieben,. bei dem ein Infrarotstrahlung absorbierende Bildstellen tragender Originalbogen, ein Kopierbogen und ein Farbblatt übereinandergelegt werden. Dann wird mit infrarotem Licht bestrahlt, so dass entsprechend den Originalbildstellen die Übertragung der Farbschicht vom Farbblatt auf das Kopierblatt erfolgt. Die diskontinuierliche Übertragungsschicht besteht aus durch Wärme erweichbaren Teilchen, die aus einer grösseren Gewichtsmenge Wachs und einem filmbildenden Binder bestehen. Der Erweichungspunkt der Teilchen liegt im Bereich von etwa 66 - 1040 C. Aus DE-A-3 043 866 ist ein wärmeempfindliches Ubertragungs- material für Thermodrucker mit Wärmekopf bekannt, dass auf der Vorderseite eines geeigneten Trägermaterials eine thermische Farbentwicklungsschicht und auf der Rückseite eine übertragbare Hessschmelzfarbschicht aufweist, die beim Erzeugen von Farbmustern in der thermischen Farbentwicklerschicht durch die lokal auf der Vorderseite einwirkende Wärme geschmolzen und auf ein darunter angeordnetes übliches BUro- papier übertragen wird. Die Heissschmelzfarbschicht enthält ein wärmeleitendes Farbpigment und als Bindemittel ein festes Wachs mit einer Penetration bei 250 C von 10-30 und einer Viskosität von 20-200 mPas bei 1000 C. Zusammen mit dem festen Wachs können auch andere heissschmelzende Materialien wie niedermolekulares Polyäthylen, oxidiertes Wachs und Esterwachse als Bindemittel verwendet werden. Die Viskosität der Farbschicht muss nach den Angaben in der Druckschrift im angegebenen Bereich liegen, weil die Viskosität in signifikanter Weise die Übertragbarkeit der Heissschmelzfarbschicht beeinflusst. Das bekannte Übertragungsmaterial hat jedoch folgende Nachteile: Bei zeitlich längerem Betrieb des Thermoaufzeichnungsgerätes verschlechtert sich die Übertragung erheblich, weil der Erweichungspunkt der Wachsschicht mit dem beanspruchten Penetrationsvermögen zu niedrig liegt. Für zahlreiche Zwecke ist die Farbintensität der Kopie nicht ausreichend. Bei Verwendung in Fernkopiergeräten ist der gemeinsame Durchlauf des Übertragungsmaterials und dem auf zeichnenden Duplikatblatt häufig gestört, weil sich die Blätter wegen der glatten Oberflächen gegeneinander verschieben. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung der Eigenschaften des in DE-A-3 043 866 beschriebenen Übertragungsmaterials. Diese Aufgabe wird gelöst durch das wärmeempfindliche Aufzeichnungs/Ubertragungsmaterial für Thermodrucker mit Wärmekopf mit einer auf der Rückseite eines dünnen Trägermaterials angeordneten, durch auf die Vorderseite einwirkende Wärme übertragbaren Heissschmelzschicht, die ein Farbpigment, ein Wachs als Bindemittel und übliche Hilfsstoffe enthält, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heissschmelzschicht ein oxidiertes Polyäthylenwachs, ein Vinylacetat-Copolymer, ein modifiziertes Kohlenwasserstoffwachs oder eine Mischung derselben mit einer Erweichungstemperatur von 95-115 C und ein filmbildendes thermoplastisches Bindemittel im Gewichtsverhältnis 10:1 bis 30:1 enthält, so dass die Schicht einen Schmelzpunkt von 101-1100 C aufweist. Vorzugsweise ist die Heissschmelzschicht in einer Menge von 2-12 g/m2 auf einem Trägerblatt mit einem Flächengewicht von 6-30 g/m2 vorhanden. Das erfindungsgemässe Material kann auf der Vorderseite eine an sich bekannte wärmeempfindliche Aufzeichnungssschicht, die einen zunächst farblosen Farbbildner, einen Farbentwickler und einen in der Wärme schmelzenden, ein oder beide Reaktionspartner lösenden Stoff enthält, aufweisen. Die Erfindung schliesst auch ein Verfahren zum Herstellen eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials ein, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die schmelzbaren Wachse, das thermoplastische Bindemittel und einen Viskositätsregler in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löst, die Lösung unter Rühren schnell abkühlt oder in eine nichtlösende Flüssigkeit unter Bildung einer feinteiligen Dispersion einmischt, in die Dispersion das Farbpigment einmischt und die Beschichtungsmasse auf das Trägerblatt aufbringt und trocknet. 'lllig überraschend und im Gegensatz zur Lehre der DE-A-3 043 866 wurde gefunden, dass ein wArmeschmelz- bares Bindemittel mit einer höheren Viskosität als 200 mPas eine noch bessere und gleichmässigere Ober- tragung der Heissschmelzschicht unter Wärmeeinwirkung ermöglicht. Erfindungsgemäss enthält die übertragbare Heissschmelzschicht von 12 bis 30 Gew.-Teile oxidiertes Polyäthylenwachs, Vinylacetat-Copolymer-Polyäthylenwachs, modifiziertes Kohlenwasserstoffwachs oder eine Mischung davon mit einem Erweichungspunkt zwischen 95 und 1150 C, von 0,5 bis 5 Gew.-Teile eines filmbildenden thermoplastischen Bindemittels, von 4 bis 10 Gew.-Teile wärmeleitendes Farbpigment, Russ oder andere Farbpigmente. Als besonders geeignet hat sich ein oxidiertes PE-Wachs mit einem Erweichungspunkt zwischen 102 und 1060 C und einer Nadelpenetration nach ASTM D 5 von 4-9 erwiesen. Diese Wachse weisen ein durchschnittliches Molekulargewicht von 1500-2000 und bei 1400 C eine Viskosität im Bereich von 150-200 mPas (Brookfield) auf. Ebenso brauchbar ist ein Vinylacetat-Copolymer mit einem Erweichungspunkt von 950 C und einer Nadelpenetration von 9,5 nach ASTM D 5 und einer Viskosität von 400-600 mPas (Brookfield) bei 1400 C, oder ein modifiziertes Kohlenwasserstoffwachs mit Schmelzpunkt von 101-1100 C, einer Nadelpenetration von 1,5-3 mm. Die Schmelzviskosität dieses Wachses liegt bei 1200 C im Bereich von 140-160 mPas (Brookfield). Durch die Modifizierung des Kohlenwasserstoffwachses lässt sich in organischen Lösungsmitteln eine sehr feinteilige Dispersion herstellen, die für die Beschichtungsmischung der Heissschmelzschicht verwendet werden kann. Auch die anderen genannten Wachskomponenten zeichnen sich dadurch aus, dass sie leicht zu Dispersion in organischen Lösungsmitteln mit sehr feinen Teilchen verarbeitbar sind. Als filmbildende thermoplastische Komponente zur Verfestigung können reaktive Polyamidharze, reaktive Phenolharze, Harzesterprodukte verwendet werden. Als besonders geeignet hat sich ein thermoplastisches Polyamidharz mit einem Erweichungspunkt nach DIN 1995 von 105-115 C und einer Viskosität von 2,1-2,7 mPas bei 1650 C erwiesen. Als wärmeleitendes Farbpigment können schwarze Pigmente wie Russ, Graphit o. dgl., aber auch feinteilige Metallpulver wie Aluminium, Kupfer, Zinn o. dgl. verwendet werden. Durch Verwendung eines wärmeleitenden Pigmentes werden das Schmelzverhalten der Heissschmelzschicht und die Übertragbarkeit verbessert. Besonders geeignet sind farbstarke Farbrusse mit Teilchengrössen zwischen 20 und 60 pm. Die Heissschmelzschicht wird auf die Rückseite eines geeigneten dünnen Trägermaterials wie Papier, insbesondere Dünndruckpapier, Kabelisolierpapiere, Kondensatorpapiere, Pergamentpapiere, Wachsroh- und Zündspulenpapiere oder Folien wie Polyesterfolien, Polypropylfolien aufgebracht. Die Trägermaterialien haben Flächengewicht zwischen 6 und 30 g/m2 und sind in der Regel 15 pm dick. Zum Aufbringen wird eine Beschichtungsmasse hergestellt, durch Erwärmen und Auflösen des Wachses oder der Wachsmischung und des filmbildenden thermoplastischen Bindemittels zusammen mit einem Dispergierhilfsmittel und/oder Viskositätsregler in einem geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch. Geeignete Lösungsmittel sind Toluol. Isopropanol, Spezialbenzine, Chlorkohlenwasserstoffe, Xylol oder Mischungen davon. Als Viskositätsregler bzw. Dispergierhilfsmittel sind in organischen Lösungsmitteln lösliche Produkte geeignet, beispielsweise alkylmodifiziertes Polyvinylpyrrolidon mit Molekulargewicht zwischen 7000 und 20000, deren Schmelzbereich unter 1000 C, vorzugsweise unter 500 C liegt. Diese Lösung wird dann unter Rühren schnell abgekühlt oder in eine nichtlösende Flüssigkeit eingegossen, um eine feinteilige Dispersion der Schmelzschichtkomponenten in der flüssigen Phase zu erzeugen. In diese Dispersion wird dann das Farbpigment mit geeigneten Einrichtungen eindispergiert. Als Viskositätsregler für die Beschichtungsmasse sind Spezialwachse auf der Grundlage eines wachsartigen Polyvinyläthers sowie alkylmodifizierte Polyvinyl-Pyrrolidone und Magnesiumstearate geeignet. Diese Stoffe werden zweckmässigerweise bereits in die Lösung aus Polyäthylenwachs und filmbildendem thermoplastischem Bindemittel eingebracht und mitausgefällt, um eine möglichst gleichmässige Verteilung in den Phasen zu erreichen. Die Beschichtungsmasse wird dann mit üblichen Auftragsaggregaten wie Rakel- und Bladestreichköpfen auf die eine Seite eines Trägermaterials aufgebracht und das Lösungsmittel abgedampft. Das Auftragsgewicht der kontinuierlichen Schicht beträgt von 2 bis 12 g/m2, vorzugsweise von 3 bis 6 gim2. Als ganz besonders geeignet hat sich ein Auftragsgewicht von 5,0 gXm2 erwiesen. Die Schicht weist einen Schmelzpunkt von 1010-1100 C, vorzugsweise l040108C C auf. Auf die Vorderseite des Trägermaterials kann vor oder nach dem Auftragen der Heissschmelzabertragungsschicht eine thermisch ansprechende Farbentwickluncsschicht aufgebracht werden. Diese Schicht ist von ca. 2 bis 10 pm dick, bei einem Auftragsgewicht von 2 bis 10 gfm2. Sie enthält einen Farbbildner und als Reaktionspartner einen sogenannten Akzeptor und eine wärmeschmelzbare Verbindung, die im geschmolzenen Zustand den Kontakt der farbbildenden Reaktionspartner für die Reaktion herstellt. Derartige Schichten sind bekannt und beispielsweise in DE-A 2 211 984 oder 2 934 378 beschrieben. Das erfindungsgemässe Übertragungsmaterial kann jedoch auch nur eine Heissschmelzschicht auf der Rückseite aufweisen, die durch Kontakt der Vorderseite mit dem heissen Stift derartiger Aufzeichnungsgeräte auf ein darunterliegendes Aufnahmeblatt übertragen wird. Um die Übertragbarkeit der Heissschmelzschicht auf der Rückseite des Trägermaterials zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Beschichtung noch durch Bürsten zu glätten. Dazu sind die übliche Einrichtungen geeignet, wobei jedoch darauf zu achten ist, dass die Bürsten ausreichend weich sind, um ein Verkratzen oder Beschädigen der Schmelzschicht zu vermeiden, jedoch auch noch ausreichend steif sind, um eine Polierwirkung an der Oberfläche zu erzielen. Beispiel 1: Herstellen der Beschichtungszusammensetzung für die Heissschmelzschicht: 20 g oxidiertes Polyäthylenwachs, Erweichungspunkt 1040 C, Viskosität 200 mPas bei 1400 C 1,0 g alkylmodifiziertes Polyvinylpyrrolidon mit Schmelzbereich 35 -36 C 1,0 g thermoplastisches Polyamidharz 10,0 g Isopropanol 68,0 g Toluol werden heiss in dem angegebenen Lösungsmittelgemisch gelöst und die Lösung dann unter Rühren schnell abgekühlt, so dass infolge der Übersättigung eine feinteilige Dispersion entsteht. In diese Dispersion wird dann 6 g Farbruss (45 pm Teilchengrösse, BET-Oberfl. 45 m2/g) mit einem schnellaufenden Rührwerk eindispergiert. Die Dispersion kann dann durch Verdünnen mit Toluol in eine streichfähige Farbe mit festgelegter Viskosität gebracht werden. Die erhaltene Beschichtungsmasse wird mit einem Rakel auf ein bis zu 25 pm starkes, satiniertes Papier oder eine Folie aus Polyester oder Polypropylen aufgetragen. Zr cts=t zunächst eine matte Farbschicht, die mit einer Haarbürste auf Glanz poliert werden kann und dadurch wesentlich intensivere und konturenschärfere Obertragungs- bilder ermöglicht. Beispiel 2: Herstellen der Beschichtungszusammensetzung für die Heissschmelzschicht: 30 g modifiziertes Kohlenwasserstoffwachs mit einem Schmelzpunkt von 101-1100 C und einer Viskosität von 150 mPas bei 1200 C 0,8 g alkylmodifiziertes Polyvinylpyrrolidon, Schmelz berelch 35-360 C l,0 g reaktives Phenolharz 10 g Isopropanol 65,0 g Toluol werden heiss im angegebenen Lösungsmittelgemisch gelöst und analog Beispiel 1 abgekühlt und eine feinteilige Dispersion gebildet, in die 7 g Russ mit einer Teilchengrösse von 55 pm und einer BET-Oberfläche von 50 m2/g eindispergiert werden. Die Dispersion wird dann, wie in Beispiel 1 angegeben, gegebenenfalls noch mit Toluol verdünnt und auf eine Polyesterfolie als Trägermaterial aufgetragen. Beispiel 3: Herstellen der Beschichtungszusammensetzung: 25 g Vinylacetat-Copolymer mit Erweichungspunkt 950 C und einer Viskosität von 550 mPas bei 140 C 0,5 g Magnesiumstearat 1,0 g Harzesterprodukt mit einem Schmelzpunkt von 102-1100 C un einer Viskosität von 250 mPas bei 1400 C 15 g Isopropanol 70 g Xylol werden, wie in Beispiel 1, heiss gelöst und in eine feinteilige Dispersion umgewandelt. Als Farbpigment dient eine Mischung aus 4 g Farbruss und 2 g Al.-Pulver, die in die Dispersion eingesetzt werden. Die Beschichtungsmasse wird auf ein Dünndruckpapier mit einem Auftragsgewicht von 5 g/m2 (atro) mit üblichen Einrichtungen aufgebracht und getrocknet. Falls erwünscht, kann auf die Vorderseite des Trägermaterials noch eine thermosensitive Aufzeichnungsschicht aufgebracht werden. Die einen Farbildner und einen Akzeptor oder Farbentwickler und eine schmelzbare Komponente aufweisende Beschichtungsmasse wird mit üblichen Einrichtungen wie Rollrakeln oder dgl. gleichmässig auf die Trägerbahn aufgebracht und getrocknet. Im Falle von Papier als Trägermaterial wird ein Rohpapier mit einer Dicke von 25-30 pm und eine Glätte nach Bekk von 200 bis 1000 Sek. verwendet. Die Opazität sollte derart sein, dass nach dem Aufzeichnen eine möglichst helle thermosensitive Frontschicht vorhanden ist. Der Vorteil des erfindungsgemässen Aufzeichnungs/Über- tragungsmaterials für Thermodrucker mit Wärmekopf besteht darin, dass durch Verwendung von den genannten Wachsen aus der Dispersion der Schmelzpunkt der Farbschicht wesentlich erhöht wird, und selbst bei Inbetriebnahme des Thermodruckers über einen längeren Zeitraum bleibt die Übertragbarkeit und das übertragene Farbbild wesentlich konstanter in seiner Intensität und Gleichmässigkeit als bei bekannten Materialien.

Claims: Pa tentansprüche 1. wärmeempfindliches Aufzeichnungs/Übertragungsmaterial für Thermodrucker mit Wärmekopf mit einer auf der Rückseite eines dünnen Trägermaterials angeordneten, durch auf die Vorderseite emwirkende Wärme übertrag baren Heissschmelzschicht, die ein Farbpigment, ein Wachs als Bindemittel und übliche Hilfsstoffe ent hält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heissschmelzschicht ein oxidiertes PolyEthylen- wachs, ein Vinylacetat-Copolymer, ein modifiziertes Kohlenwasserstoffwachs oder eine Mischung derselben mit einer Erweichungstemperatur von 95-115 C und ein filmbildendes thermoplastisches Bindemittel im Ge wichtsverhältnis 10:1 bis 30:1 enthält, so dass die Schicht einen Schmelzpunkt von 101-1100 C aufweist. 2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungs/Übertragungsmaterial nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heissschmelzschicht in einer Menge von 2-12 gXm2 auf einem Trägermaterial mit einem Flächen gewicht von 6-30 g/m2 vorhanden ist. 3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungs/Ubertragungsmaterial nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es auf der Vorderseite eine an sich bekannte wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, die einen zunächst farblosen Farbbildner, einen Farbentwickler und einen in der Wärme schmelzenden, ein oder beide Reaktionspartner lösenden Stoff enthält, aufweist. 4. Verfahren zum Herstellen eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass man die schmelzbaren Wachse, das thermoplastische Bindemittel und einen Viskositätsregler in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löst, die Lösung unter Rühren schnell abkühlt oder in eine nichtlösende Flüssigkeit unter Bildung einer feinteiligen Dispersion einmischt, in die Dispersion das Farbpigment einmischt und die Beschichtungsmasse auf das Trägermaterial aufbringt und trocknet.

Inventors: MEYER, KARL-HEINZ
Applicants: RENKER GMBH & CO. KG
Application year: 1984
Main classification: B41M5
IPC codes: B05D7, B41M5, B41J31, B41J2