DE1942959B2

DE1942959B2 - Wärmeempfindliches Vervielfältigungsmaterial

Info

Publication number: DE1942959B2
Application number: DE1942959A
Authority: DE
Inventors: Henry Helmut Dayton Ohio Baum (V.St.A.)
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1968-08-28
Filing date: 1969-08-23
Publication date: 1978-08-10
Also published as: BE737421A; GB1265527A; DE1942959C3; AT294863B; FR2017058A1; DE1942959A1; CH495851A; US3561991A

Description

Die Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Vervielfältigungsmaterial, bestehend aus einem Trägerblatt, auf dem eine Beschichtung aus einem Stoff vorgesehen ist, der schmelzbar ist und in bestimmten Bereichen durch Anwendung von Wärme klebrig gemacht werden kann und nach Entfernen der Wärmequelle so lange klebrig bleibt, daß er unter Bildung farbiger Markierungen auf eine oder mehrere Kopienaufnahmeflächen übertragen werden kann.

Vervielfältigungsmaterial dieser Art ist allgemein bekannt. Es kann dadurch aktiviert werden, daß man es mit einer die gewünschten zu kopierenden Daten tragenden erwärmten Vorrichtung in Kontakt bringt. Diese Vorrichtung kann z. B. eine erwärmte Kopierpresse, ein Klischee oder ein bedrucktes Papierblatt sein, das vorzugsweise in den bedruckten Bereichen Wärme absorbiert und einer Wärmequelle ausgesetzt wird, während es sich in Kontakt mit dem Vervielfältigungsblatt befindet Zum Aktivieren solcher Blätter sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die alle in der Weise ausgestattet sind, daß die zu übertragende Beschichtung nur in den den zu kopierenden Daten, z. B. Buchstaben oder Ziffern, entsprechenden Bereichen aktiviert wird. Ein solches wärmeempfindliches Vervielfältigungsmaterial ist beispielsweise in £cr DE-AS 12 16 337 beschrieben.

Ό Bei dieser Art von Blättern kann eine Beschichtung verwendet werden, die einen Stoff enthält, z. B. ein thermoplastisches Harz, der bei Erwärmung auf eine genügend hohe, im folgenden als »Klebrigkeitstemperatur« bezeichnete Temperatur schmilzt und klebrig und übertragbar wird und beim Abkühlen sehr langsam wieder umkristallisiert, wodurch er zu dem anfangs genannten Zweck auch bei Zimmertemperatur klebrig bleibt.

Diese bekannten wärmeempfindlichen Vervielfältigungsblätter weisen den Nachteil auf, daß von ihrer nicht beschichteten Seite her, d. h. beim Auflegen dieses Blattes auf eine Kopienaufnahmefläche zum Zwecke der Farbübertragung, nicht festgestellt werden kann, ob es sich um ein aktiviertes Vervielfältigungsblatt handelt und gegebenenfalls an welcher Stelle und in welcher Lage sich die aktivierten Bereiche befinden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein wärmeempfindliches Vervielfältigungsmaterial der eingangs definierten Art derart zu verbessern, daß die aktivierten Bereiche von der Rückseite her deutlich erkennbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem ersten im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Blattaufbau werden nur die geschmolzenen Teile der Beschichtung farbig, während beim als zweites genannten Blattaufbau die

■»o ganze übertragbare Beschichtung farbig ist, jedoch nur die geschmolzenen Teile durch die kontrastierende Zwischenschicht und das Trägerblatt hindurch sichtbar werden. Bei dem zuletzt genannten Blattaufbau erfolgt eine Wanderung des geschmolzenen Stoffes durch die

♦⁵ kontrastierende Zwischenschicht. Bei beiden Arten werden die Bereiche des geschmolzenen Stoffes vorzugsweise durch dunkle Bereiche gegen einen helleren Hintergrund angezeigt, der dem nicht geschmolzenen Teil der Beschichtung entspricht.

Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung sind die bevorzugten klebrig werdenden Stoffe ein thermoplastisches Harz und ein Weichmacher, die nach Erwärmen auf die normalerweise wesentlich über der Raumtemperatur liegende Klebrigkeitstemperatur eine klebrige Mischung bilden, die verhältnismäßig langsam aushärtet. Die genannten Stoffe werden dabei vorzugsweise so gewählt, daß ihr Wiederaushärten so lange verzögert wird, um eine Vielzahl von Übertragungsbildern auf mit der übertragbaren Beschichtung in Kontakt gebrachten Kopienaufnahmeflächen herstellen zu können. Die übertragbare Beschichtung wird dadurch an den erweichten Stellen nach und nach gänzlich verbraucht oder sie wird innerhalb von 10 bis 20 Minuten bei Raumtemperatur wieder hart.

Stoffe, mit denen in der übertragbaren Beschichtung durch Wärme eine Farbänderung erzeugt werden kann, sind allgemein bekannt. Es eignen sich alle thermochromen Stoffe, die eine ausreichende Farbänderung

zeigen, ohne die Kopienübertragung zu beeinträchtigen. Die bevorzugten Stoffe sind unter anderem folgende Farbbildnerpaare: Kristallviolettlacton und Bisphenol A (sonst bekannt als S.S-bis-Dimethylaminophenyl-e-dimethylamino-phthalid bzw. 2,2-bis(p-Hydroxyphenylpropan) sowie zahlreiche ähnliche allgemein bekannte chromogene und saure Stoffe. Diese Farbbildner werden vorzugsweise in feinzerteilter Form in die übertragbare Beschichtung eingearbeitet. Man wählt sie vorzugsweise so, daß sie sich beim Schmelzen der Beschichtung in dem Beschichtungsstoff lösen, und in der erhaltenen Lösung unter Bildung eines farbigen Farbstoffes in den geschmolzenen Bereichen der Beschichtung reiagieren.

Bei dem Ausführungsbeispiel, wo die übertragbare Beschichtung farbig ist, enthält diese vorzugsweise Teilchen eines farbigen Farbstoffes, die sich beim Schmelzen der Beschichtung in dieser lösen, wobei die erhaltene farbige Flüssigkeit schnell die kontrastierende Zwischenschicht durchdringt und die gewünschte sichtbare Markierung bildet, die durch reflektiertes Licht von der unbeschichteten Seite des Trägerblattes her sichtbar ist.

Für dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung eignen sich zahlreiche bekannte Farbstoffe, z. B. Methylenblau. Es kann jedoch jeder beliebige Farbstoff verwendet werden, der die Klebrigkeit und Übertragbarkeit der Beschichtung nicht beeinträchtigt und eine Kopie mit annehmbarer Farbe liefert. Der größte Teil des Farbstoffes in den klebrig gemachten Bereichen der Beschichtung steht zur Übertragung auf die Kopienaufnahmeflächen zur Verfügung, da nur eine sehr kleine Menge hiervon die Zwischenschicht durchdringt. Für letztere kann ein inerter Füllstoff geeigneter Farbe, vorzugsweise Titandioxyd, in einem geeigneten Bindemittel, z. B. plastifiziertem Celluloseacetatbutyrat, verwendet werden. Falls erwünscht, kann ein durch Wärme farbbarer Stoff verwendet werden, um Farbstoff in den geschmolzenen Teilen der übertragbaren Beschichtung zu erhalten, der die kontrastierende Zwischenschicht durchdringt.

Die Beschichtungen können auf das Trägerblatt durch beliebige geeignete Vorrichtungen aufgebracht werden. Insbesondere sind die für die Beschichtung von Bahnen allgemein bekannten Vorrichtungen, z. B. Papierherstellungsmaschinen, geeignet. Die Bestandteile der Beschichtung werden auf das Blatt vorzugsweise in Form einer Dispersion oder Lösung in einem Lösungsmittel aufgebracht, das anschließend verdampft wird.

Dieses Lösungsmittel sollte vorzugsweise so gewählt werden, daß sich die farbbildenden oder Farbstoffe darin nicht lösen, da die Bildung einer Lösung dieser Stoffe während der Aufbringung der Beschichtung wahrscheinlich eine vorzeitige Farbentwicklung in den durch Wärmeeinwirkung färbbaren Blättern und eine vorzeitige Wanderung von Farbe in den mit einer Zwischenschicht versehenen Blättern hervorrufen würde. Das Lösungsmittel sollte das Trägerblatt keineswegs angreifen, da dies die Qualität des fertigen Übertragungsblattes mindern würde.

Flüchtige /lineralöllösungsmittel des Paraffintyps werden bevorzugt. Zum Trocknen der aufgebrachten Beschichtungen können beliebige herkömmliche Vorrichtungen verwendet werden.

Als Trägermaterialien eignen sich u. a. durchscheinendes Papier und Polymerfilme. Gewöhnliches Seidenpapier ist durchscheinend genug, um bei Betrachtung durch das Blatt eine schwärzliche Markierung gegen einen hellen Hintergrund sichtbar werden zu lassen. Auch handelsübliches Luftpostpapier eignet sich gut Ein Grundgewicht von etwa 7,5 g/m² wird als bevorzugtes Mindestgewicht für Seidenpapier für übertragbare Beschichtungen angesehen. Bei Verwendung eines Polymerfilms als Trägermaterial läßt sich eine größere Transparenz und somit bessere Lesbarkeit erreichen. Außer diesen Eigenschaften ist die Art des Trägerblattes nicht von Bedeutung, vorausgesetzt, daß

ίο es durch eine Thermodruckvorrichtung zugeführte Wärme gut leitet Geeignete Stoffe für Polymerfilme sind u.a. Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Zellglas, Polyester, Polyäthylen und Polyethylenterephthalat Falls erwünscht, können diese Stoffe mit transparenten Farben leicht getönt werden.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen ausführlich beschrieben.

Beispiel 1

Dieses betrifft ein durch Wärmeeinwirkung färbbares Blatt. 13 g feinzerteiltes Kristallviolettlacton dispergiert man in einer Lösung von 2 g homologen Styrol-Copolymerharz mit einem Erweichungspunkt von etwa 100° C in 30 g einer isoparalfinischen Kohlenwasserstoff-Fraktion mit einem Siedepunkt von 116 bis 146°C und 99% Isoparaffingehalt. Diese Dispersion wird beiseitegestellt und später zur Herstellung der Mischung für die übertragbare Beschichtung verwendet. Man bereitet dann eine zweite E>ispersion aus 18 g feinzerteiltem Bis-phenol A, das in einer Lösung von 2 g des obengenannten Harzes in 30 g des obengenannten Lösungsmittels dispergiert wurde.

Dann stellt man eine dritte Dispersion aus 18 g feinzerteiltem N-ätliyl-p-toluolsulfonamid, das beim Schmelzen als der erforderliche klebrigmachende Weichmacher für die übertragbare Beschichtung dient, in 30 g des vorgenannten Lösungsmittels her und bereitet in 92,5 g des Lösungsmittels eine Lösung von 7,5 g eines Klebeeigenschaften aufweisenden Polyisobutylene, das als Bindemittel für die Bestandteile der getrockneten Beschichtung dient. Durch Zusammenfügen dieser Mischung erhält man eine Beschichtungsmischung in folgenden Mengenverhältnissen:

1,5 Gewichtsteile der Kristallviolett-

lacton-Dispersion

7,1 Gewichtsteile der Bis-phenol-A-Disp-srsion
15,0 Gewichtsteile der N-äthyl-toluol-

sulfonamid-Dispersion
7,5 Gewichtsteile der Polyisobutylen-Lösung

Diese Mischung trägt man auf glattes durchscheinendes Luftpostpapier mit einem Grundgewicht von 7,5 bis 15 g/m² auf und erhält nach dem Trocknen ein Beschichtungsgewicht von etwa 15 g/m². Die getrocknete Beschichtungsmasse setzt sich etwa wie folgt zusammen:

Kristallviolettlacton
Bis-phenol A

N-äthyl-p-toluolsulfonamid
Homologes Styrol-Copolymerharz
Polyisobutylen

Gew.-

5,4
25,6
54,0

9,4

5,6

Erwärmt man dieses beschichtete Blatt auf eine Temperatur von 200 bis 300⁰C, dann schmilzt die trockene Beschichtung an den erwärmten Stellen und

nimmt an diesen Stellen eine dunkelblaue Färbung an, die bei Betrachtung durch das durchscheinende oder durchsichtige Trägerblatt deutlich sichtbar ist. Die Beschichtung bleibt 10 bis 20 Minuten lang weich und klebrig. Während dieser Zeit können Kopien der den geschmolzenen Bereichen entsprechenden Daten hergestellt werden, indem man Kopienaufnahmeblätter direkt gegen die Beschichtung preßt

Da durch den Flüssigkeitskontakt zwischen den Farbbildnern in den klebrigen warmen Bereichen u. U. deren Farlcrgiebigkeit nicht vollständig zur Wirkung kommt, kann es sich in bestimmten Fällen als zweckmäßig erweisen, ein mit einem sauren Stoff, z. B. Bis-phenol A oder Attapulgit, sensibilisiertes Kopienaufnahmeblatt zu verwenden, um gegebenenfalls noch nicht in seinen farbigen Zustand übergegangenen chromogenen Stoff vollständig umzusetzen.

Zur Einstellung des Erweichungspunktes der trockenen Beschichtung können geeignete gleichwertige Weichmacher verwendet werden. Diese bilden dann nach dem Trocknen einen Teil der Beschichtung und bewirken bei Einwirkung eines Temperaturmusters das Klebrigwerden derselben.

Beispiel 2

Dieses betrifft ein dem Blatt des Beispiels 1 ähnliches Blatt, jedoch wird an Stelle von Kristallviolettlacton eine Spiropyranverbindung verwendet.

18 g e'-Chloro-e'-methoxy-1,3,3-trimethylbenzoindolinopiropyren werden in 30 g des vorgenannten Lösungsmittels gelöst und eine Beschichtungsmischung aus 3,8 Gewichtsteilen dieser Lösung mit 5,8 Gewichtsteilen der Dispersion von Bisphenol A, 15 Gewichtsteilen der Dispersion von N-äthyl-p-toluolsulfonamid und 7,5 Gewichtsteilen der Lösung von Polyisobutylen hergestellt. Diese Mischung wird auf das Trägerblatt aufgetragen, und man erhält eine trockene Beschichtung von 15 g/m², die sich wie folgt zusammensetzt:

Spiropyranverbindung
Bisphenol A

N-äthyl-p-toluolsulfonamid
Homologes Styrol-Copolymerharz
Polyisobutylen

Gew.-»,

10,1
20,9
54,0

9,4

5,6

Diese Beschichtung ist normalerweise weiß. Bei Erwärmung auf eine Temperatur von 200 bis 300° C für einen Bruchteil einer Sekunde wird sie dunkelblau und weich, so daß in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 Kopien hergestellt werden können.

Beispiel 3

Hier wird in der in Beispiel 1 beschriebenen Art ein Beschichtungsbrei mit einer bestimmten Menge Rhodamin-B-Lactan an Stelle des Kristallviolettlactons im gleichen Mengenverhältnis hergestellt. Man erhält dadurch an Stelle der blauen Markierungen in den Beispielen 1 und 2 rote Markierungen.

Beispiel 4

Dieses Beispiel betrifft ein Blatt, bei dem die übertragbare Beschichtung farbig ist und sich zwischen dieser und dem Trägerblatt eine leicht gefärbte kontrastierende Zwischenschicht befindet Die Zwischenschicht wird hergestellt, indem man 22,5 g feinzerteiltes Titandioxyd in einer Lösung von 15 g Halbsekunden-Celluloseacetatbutyrat und 12,5 g N-äthyl-p-toluolsulfonamid in 80 g Toluol und 20 g denaturiertem Äthylalkohol dispergiert. Diese Dispersion wird auf einen Feststoffgehalt von etwa 30% gebracht und als dünne Schicht auf das Trägerblatt aufgetragen. Die übertragbare Beschichtung stellt man her, indem man 64 g N-äthyl-p-toluolsulfonamid, 5 g Methylenblau, 5 g eines alkohollöslichen schwarzen Farbstoffs und 1 g einer Mischung von 22% Hexadecanamid, 75% Octadecanamid und 3% g-Octadecanamid, die beim Schmelzen als Farbstofflösungsmittel wirkt, in einer Lösung von 10 g Polyisobutylen und 15 g des bereits genannten homologen Styrol-Copolymerharzes in 200 g des genannten Lösungsmittels dispergiert. Die erhaltene Dispersion wird auf einen Feststoffgehalt von 30% gebracht und auf die getrocknete Titandioxyschicht aufgetragen, so daß sich ein Beschichtungstrockengewicht von etwa 15 g/m² ergibt.

Die getrockneten Beschichtungen setzen sich wie folgt zusammen:

Zwischenschicht Gew.-%

Titandioxyd 45

N-äthyl-p-toluolsulfonamid 25

Celluloseacetatbutyrat 30

Übertragbare Beschichtung

N-äthyl-p-toluolsulfonamid 64

Methylenblau 5

Alkohollöslicher schwarzer Farbstoff 5

Decenamidmischung 1

Polyisobutylen 10

Homologes Styrol-Copolymerharz 15

Eine erwärmte Druckvorrichtung, die man für den Bruchteil einer Sekunde anlegt, um den zu erwärmenden Bereich auf eine Temperatur zwischen 95 und 150° C zu bringen, bewirkt durch das Schmelzen und Lösen der entsprechenden Stoffe die Bildung schwarzer Markierungen, die durch das Trägerblatt sichtbar sind und die die Bereiche darstellen, von denen innerhalb etwa der nächsten 10 Minuten durch Kontakt mit Kopienaufnahmeflächen, z. B. Blättern aus unbeschriebenem Papier, schwarze flüssige Druckfarbe übertragen werden kann.

so Bei der Rezeptur für die verschiedenen Beschichtungen muß der Umgebungstemperatur und Wärmeverlusten Rechnung getragen werden, wobei in bezug auf die Verwendungsbedingungen und die verwendeten Stoffe Abwandlungen möglich sind.

Der jeweils gewählte Weichmacher bestimmt den Schmelzpunkt der Beschichtung. Vorzugsweise wird der Weichmacher so gewählt, das die Beschichtung bei etwa 45° C zu erweichen beginnt, obwohl auch dieser Faktor an die Verwendungsbedingungen angepaßt werden kann. Eine Temperatur von 95 bis 150° C ist angemessen, um die genannten Stoffe klebrig zu machen, ohne die üblichen Trägermaterialien zu beeinträchtigen.

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeempfindliches Vervielfältigungsmaterial, bestehend aus einem Ti ägerblatt, auf dem eine Beschichtung aus einem Stoff vorgesehen ist, der schmelzbar ist und in bestimmten Bereichen durch Anwendung von Wärme klebrig gemacht werden kann und nach Entfernen der Wärmequelle so lange klebrig bleibt, daß er unter Bildung farbiger Markierungen auf eine oder mehrere Kopienaufnahmeflächen übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerblatt aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material besteht und daß zum Sichtbarmachen der geschmolzenen Bereiche der Beschichtung von der unbeschichteten Seite des Blattes her die Beschichtung einen Stoff enthält, der bei Auflösung in der geschmolzenen Beschichtung eine permanente Farbänderung erfährt, oder zwischen dem Trägerblatt und der Beschichtung eine zur letzteren farblich kontrastierende Zwischenschicht vorgesehen ist, die von dem geschmolzenen Stoff der Beschichtung durchdringbar ist.

2. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine permanente Farbänderung erfahrende Stoff aus mindestens zwei festen, feinzerteilten Farbbildnern besteht, die sich in der geschmolzenen Beschichtung lösen und in gemeinsamer Lösung in dieser unter Bildung eines farbigen Farbstoffes reagieren.

3. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Farbbildner aus folgenden Stoffen bestehen:

4,4'-Isopropylidendiphenol und

mindestens einen Stoff der Gruppe

S.S-bis-Dimethylaminophenyl-ö-dimethylamino-

phthalid,
e'-Chloro-e'-methoxy-l.S.S-trimethylbenzo-

indolinospiropyran und
Rhodamin-B-Lactam.

4. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht Teilchen eines in Celluloseacetatbutyrat dispergierten weißen oder leicht gefärbten Pigments enthält, während die obere Beschichtung einen Farbstoff enthält, der farblich mit der Zwischenschicht kontrastiert.