DE19507151C2 - Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger - Google Patents
Reversibler thermischer AufzeichnungsträgerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen reversiblen thermischen Auf
zeichnungsträger.
Mit der Einführung der Büroautomatisierung hat sich in jüng
ster Zeit die Menge verschiedener Informationen beträchtlich
vergrößert; im Zusammenhang damit haben auch die Möglichkei
ten für Informationsausgabe zugenommen. Im allgemeinen las
sen sich Informationsausgaben in eine Festkopieausgabe durch
einen Drucker auf Papier und eine Anzeige(einheits)ausgabe
einteilen. Ungünstigerweise wird bei der Festkopieausgabe
mit zunehmender Informationsausgabemenge eine große Menge an
Papier als Aufzeichnungsträger verbraucht. Aus diesem Grund
kann erwartet werden, daß die Festkopieausgabe in Zukunft
ein Problem bezüglich der Schonung natürlicher Ressourcen
darstellen wird. Andererseits erfordert die Anzeigeausgabe
eine Schaltungsplatine großen Maßstabs in einer Anzeigeein
heit, was Probleme bezüglich Tragbarkeit und Kosten bedingt.
Aus diesen Gründen wird ein wiederbeschreibbarer Aufzeich
nungsträger, auf dem Anzeigebilder reversibel aufgezeichnet
und gelöscht werden können und der nicht mit den obigen her
kömmlichen Problemen behaftet ist, als ein dritter Aufzeich
nungsträger angesehen.
Herkömmlicherweise ist als Aufzeichnungsmaterial eines sol
chen wiederbeschreibbaren Aufzeichnungsträgers eine Zusam
mensetzung mit einem Farbbildner, z. B. einem Leukofarbstoff,
und einem Entwickler, z. B. einer Säure, eingehend untersucht
worden. Diese Zusammensetzung entwickelt und verliert eine
Farbe entsprechend der Wechselwirkung zwischen dem Farbbild
ner und dem Entwickler. Als Aufzeichnungsträger, bei dem bei
Zuführen von Wärmeenergie eine wiederholte chemische Färbung
und Entfärbung möglich ist, schlägt beispielsweise die ver
öffentlichte JP-Patentanmeldung (KOKAI) 4-50 290 eine Zusam
mensetzung aus einem Leukofarbstoff, einer Säure als Ent
wickler und einem langkettigen Amin als Entfärbungsmittel
vor. Zudem wird in "42nd Polymer Forum Preprints", 1993, S.
2736, und in den veröffentlichten JP-Patentanmeldungen
(KOKAI) 4-247 985, 4-308 790 und 4-344 287 berichtet, daß
bei einer durch Vermischen eines Leukofarbstoffs mit einer
langkettigen Alkylphosphonsäure hergestellten Zusammenset
zung ein Färben und Entfärben reversibel stattfinden, wenn
die Kristallformen gesteuert mittels Wärmeenergie geändert
werden. Ein anderes bekanntes Aufzeichnungsmaterial ist in
"Japan Hardcopy" '93, S. 413-416, beschrieben. Dieses Auf
zeichnungsmaterial nutzt die Tatsache, daß in einem Zusam
mensetzungssystem aus einem Leukofarbstoff, der höchst
amorph ist, und einer langkettigen 4-Hydroxyanilidverbin
dung, die gut kristallisierbar ist, eine reversible Färbung
und Entfärbung auf der Grundlage eines Übergangs zwischen
kristallin und amorph des gesamten Zusammensetzungssystems
gesteuert mittels Wärmeenergie auftreten.
Diese Aufzeichnungsmaterialien sind jedoch allgemein bezüg
lich der Farblosigkeit im entfärbten Zustand nicht zufrie
denstellend, so daß das Kontrastverhältnis zwischen den mit
diesen Materialien erreichten gefärbten und entfärbten Zu
ständen nicht sehr groß ist. Insbesondere zeigen diese Auf
zeichnungsmaterialien die Tendenz, daß die Hintergrundanzei
ge oder -wiedergabe schwierig zu gewährleisten ist, weil es
schwierig ist, einen farblosen, durchsichtigen Zustand zu
erreichen. Bei dem oben erwähnten Zusammensetzungssystem,
bei dem die langkettige 4-Hydroxyanilidverbindung als Ent
wickler zugemischt ist, ist das Kontrastverhältnis ver
gleichsweise groß, es wird jedoch eine große Wärmeenergie
für das Schmelzen des Kristalls beim Übergang kristalliner
Zustand/amorpher Zustand des Verbindungssystems benötigt.
Dies stellt einen Nachteil bezüglich Energieeinsparungen
dar. Ein anderes Beispiel für ein Material, das den Fär
bungszustand beim Übergang kristalliner Zustand/amorpher Zu
stand ändert, ist ein Ni-Komplex, wie er in "Mol. Cryst. Li
quid Cryst.", 1993, 235, S. 147, offenbart ist. Dieses Mate
rial bildet im kristallinen Zustand eine grüne Farbe und im
amorphen Zustand eine rote Farbe aus; es ist jedoch in kei
nem dieser Zustände farblos oder weiß. Unter Verwendung die
ses Materials ist es daher schwierig, eine Anzeige bzw. Wie
dergabe mit einem großen Kontrastverhältnis zu realisieren.
Wie oben beschrieben, sind bereits verschiedene Versuche un
ternommen worden, um ein einen Farbbildner und einen Ent
wickler enthaltendes Zusammensetzungssystem als Aufzeich
nungsmaterial für einen wiederbeschreibbaren Aufzeichnungs
träger zu verwenden. Ungünstigerweise ist aufgrund von Pro
blemen, z. B. eines geringen Kontrastverhältnisses zwischen
den gefärbten und entfärbten Zustand und Energieeinsparun
gen, keines dieser Zusammensetzungssysteme in der Praxis
verwendet worden.
Weiterhin sind als wiederbeschreibbare Aufzeichnungsträger,
auf denen eine Aufzeichnung und ein Löschen mittels eines
Wärmedruckkopfes (TPH) möglich ist, verwendbare Zusammen
setzungssysteme aus einer organischen, ein geringes Moleku
largewicht aufweisenden Verbindung und einer ein hohes Mole
kulargewicht aufweisenden Harzmatrix z. B. in den veröffent
lichten JP-Patentanmeldungen (KOKAI) 55-154 198 und 57-82
086 offenbart worden. Diese Systeme sind bereits in einigen
vorausbezahlten Karten verwendet worden. Nachteilig an die
sen Zusammensetzungssystemen ist jedoch, daß ihr Betriebs
temperaturbereich, in welchem Aufzeichnung und Löschung mit
tels eines Wärmedruckkopfes in kurzer Zeit möglich sind,
sehr schmal ist und daß die Wiederholbarkeit von Aufzeich
nung und Löschung auf etwa 150- bis 500-mal beschränkt ist.
Die Anwendungsbereiche der wiederbeschreibbaren Aufzeich
nungsträger sind daher stark eingeschränkt. Es ist mithin
schwierig, sie bei einer Karte für Stationsservice einzuset
zen, wo der Betriebstemperaturbereich sehr breit ist. Ferner
ist bei diesen Zusammensetzungsssystemen nachteilig, daß ih
re Sichtbarkeit (oder Lesbarkeit) aufgrund einer reversiblen
Änderung von einem trüben Zustand und einen transparenten
Zustand schlecht ist.
Die JP-A-61-237684 beschreibt ein reversibles Aufzeichnungs
verfahren, bei dem ein durch Erwärmen eines thermochromen
organischen Materials, das sich in einem maximal gefärbten
Zustand befindet, erhaltener schwach gefärbter Zustand als
Aufzeichnungszustand verwendet wird. Bei dem reversiblen
Aufzeichnungsträger kann es sich um einen dünnen Film aus
einem 1 : 1-Pulvergemisch aus Kristallviolettlacton und Phe
nolphthalein auf einem Acrylharzsubstrat handeln.
Die EP-A-0 576 015 beschreibt ein Verfahren zum reversiblen
selektiven Anzeigen verschiedener Zustände eines funktiona
len Elements aus mindestens zwei Verbindungen, von denen
sich mindestens eine in einem Aggregat- oder kristallisier
ten Zustand befindet. Das funktionale Element vermag alter
nierend einen ersten Zustand, in dem die beiden Verbindungen
unter Bildung einer regulären Aggregatstruktur wechselwir
ken, und einen zweiten Zustand, in dem die beiden Verbindun
gen nicht wechselwirken, anzunehmen.
Die DE-A-42 24 322 beschreibt eine reversible wärmeempfind
liche Färbezusammensetzung, die aus einer färbenden Elektro
nendonorverbindung; einer Elektronenakzeptorverbindung, die
in der färbenden Elektronendonorverbindung bei einer Farb
entwicklungs-Initiierungstemperatur ein gefärbtes Material
mit regulär aggregierter Struktur erzeugen kann und bei ei
ner Entfärbungs-Initiierungstemperatur, die unterhalb der
Farbentwicklungs-Initiierungstemperatur liegt, aus dem ge
färbten Material auskristallisieren kann; und einer organi
schen Verbindung, die als Entfärbungs-Beschleunigungsmittel
dient und die Zerstörung der regulär aggregierten Struktur
des gefärbten Materials induzieren kann, um die Entfärbung
der Zusammensetzung zu beschleunigen, zusammengesetzt ist.
Ferner wird ein reversibles wärmeempfindliches färbendes
Aufzeichnungsmaterial, das aus einem Schichtträger und einer
darauf gebildeten Aufzeichnungsschicht, die die oben erwähn
te reversible wärmeempfindliche Färbezusammensetzung ent
hält, zusammengesetzt ist, beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines wieder
beschreibbaren Aufzeichnungsträgers, der ein großes Kon
trastverhältnis zwischen dem gefärbten und entfärbten Zu
stand aufweist und der eine Hintergrundanzeige oder -wieder
gabe benutzen kann. Dieser wiederbeschreibbare Aufzeich
nungsträger soll ferner bei Aufzeichnung und Löschung eine
Energieeinsparung gewährleisten und mit höherer Geschwindig
keit beschreibbar und löschbar sein.
Ein reversibler Aufzeichnungsträger gemäß der Erfindung ent
hält einen Farbbildner und einen Entwickler, dessen Glas
übergangs- bzw. Einfriertemperatur bei 25°C oder höher
liegt, wobei der Entwickler eine Verbindung mit einem
Steroidgerüst ist. Bei diesem Aufzeichnungsträger erfolgen
Informationsaufzeichnung und -löschung auf der Grundlage ei
nes reversiblen Übergangs kristalliner Zustand/amorpher Zu
stand.
Ein weiterer reversibler Aufzeichnungsträger gemäß der Er
findung enthält einen Farbbildner, einen Entwickler und ein
reversibles Material, das aus einer Verbindung mit einem
Steroidgerüst besteht. Bei diesem Aufzeichnungsträger erfol
gen Informationsaufzeichnung und -löschung auf der Grundlage
eines reversiblen Übergangs kristalliner Zustand/amorpher
Zustand.
Ein weiterer erfindungsgemäßer reversibler Aufzeichnungsträ
ger enthält neben dem Farbbildner, Entwickler und reversi
blen Material einen Phasentrennungssteuerstoff.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der reversiblen Cha
rakteristika bzw. Kennlinien des reversiblen Auf
zeichnungsträgers gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Darstellung von Änderungen im Zustand des er
findungsgemäßen reversiblen Aufzeichnungsträgers,
der drei Komponenten, d. h. einen Farbbildner, ei
nen Entwickler und ein reversibles Material, ent
hält,
Fig. 3 eine Darstellung von Änderungen im Zustand des er
findungsgemäßen reversiblen Aufzeichnungsträgers,
der vier Komponenten, d. h. einen Farbbildner,
einen Entwickler, ein reversibles Material und
einen Phasentrennungssteuerstoff, enthält,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Temperatur und der Durchlässigkeit beim erfin
dungsgemäßen reversiblen Aufzeichnungsträger,
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Meßergebnisses der
thermischen Eigenschaften dann, wenn ein Zusammen
setzungssystem mehrere Kristallformen bildet,
Fig. 6 eine Längsschnittansicht eines Beispiels eines er
findungsgemäßen reversiblen Aufzeichnungsträgers,
Fig. 7 eine Längsschnittansicht eines weiteren Beispiels
eines erfindungsgemäßen reversiblen Aufzeichnungs
trägers,
Fig. 8 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Färbematerialgehalt und der Reflexionsdichte
bei einem reversiblen Aufzeichnungsträger aus ei
nem Farbbildner, einem Entwickler und einem
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Vinylacetatgehalt und der Reflexionsdichte bei
einem reversiblen Aufzeichnungsträger aus einem
Farbbildner, einem Entwickler und einem Ethy
len/Vinylacetat-Copolymer,
Fig. 10 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem
Vinylacetatgehalt und der Reflexionsdichte bei einem
reversiblen Aufzeichnungsträger aus einem Farbbildner,
Entwickler, einem reversiblen Material und einem
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
Fig. 11 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Vinylacetatgehalt und der Reflexionsdichte bei
einem reversiblen Aufzeichnungsträger aus einem
Farbbildner, einem Entwickler, einem reversiblen
Material und einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Methacrylatgehalt und der Reflexionsdichte bei
einem reversiblen Aufzeichnungsträger aus einem
Farbbildner, einem Entwickler und einem Styrol/-
Methacrylsäure-Copolymer,
Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
dem Methacrylatgehalt und der Reflexionsdichte bei
einem reversiblen Aufzeichnungsträger aus einem
Farbbildner, einem Entwickler und einem Styrol/-
Methacrylsäure-Copolymer,
Fig. 14 eine graphische Darstellung des DSC-Meßergebnisses
bei einem reversiblen Aufzeichnungsträger eines
Dreikomponentensystems aus einem Farbbildner, ei
nem Entwickler und einem reversiblen Material,
Fig. 15 eine graphische Darstellung des DSC-Meßergebnisses
bei einem reversiblen Aufzeichnungsträger, bei dem
ein Dreikomponentensystem aus einem Farbbildner,
einem Entwickler und einem reversiblen Material in
einem Polyethersulfon dispergiert ist,
Fig. 16 eine graphische Darstellung des DSC-Meßergebnisses
bei einem reversiblen Aufzeichnungsträger, bei dem
ein Dreikomponentensystem aus einem Farbbildner,
einem Entwickler und einem reversiblen Material in
einem Styrol/MMA-Coplymer dispergiert ist,
Fig. 17 eine graphische Darstellung des DSC-Meßergebnisses
bei einem reversiblen Aufzeichnungsträger, bei dem
ein Dreikomponentensystem aus einem Farbbildner,
einem Entwickler und einem reversiblen Material in
Polyethylenisophthalat dispergiert ist,
Fig. 18 eine Längsschnittdarstellung eines weiteren Bei
spiels eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträ
gers,
Fig. 19 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Temperatur und der optischen Dichte bei einem
weiteren Beispiel eines erfindungsgemäßen Auf
zeichnungsträgers,
Fig. 20 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Lagerzeit und dem Färbungsverhältnis des Auf
zeichnungsträgers bei Verwendung verschiedener
Phasentrennungssteuerstoffe und
Fig. 21 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen
der Temperatur und der optischen Dichte bei einem
weiteren Beispiel eines erfindungsgemäßen Auf
zeichnungsträgers.
Im folgenden werden zunächst die Funktionen (Wirkungen) der
den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger bildenden Grund
komponenten und das Arbeits- oder Wirkungsprinzip des Auf
zeichnungsträgers kurz erläutert.
Ein Farbbildner ist im allgemeinen Sinn Vorläuferverbindung
eines Färbungsstoffs, der ein Anzeige- oder Wiedergabebild
formt; ein Entwickler ist eine Verbindung, die den Färbungs
zustand des Farbbildners mittels der Wechselwirkung (haupt
sächlich des Elektronenaustausches) zwischen dem Entwickler
und dem Farbbildner verändert. Die Kombination eines Farb
bildners und eines Entwicklers bedeutet somit allgemein die
Kombination von zwei Arten von Verbindungen, die eine Farbe
entwickeln, wenn die Wechselwirkung zwischen ihnen zunimmt,
und die eine Farbe verlieren, wenn sich die Wechselwirkung
verringert. Für die Zwecke der Erfindung sind die Ausdrücke
"Farbbildner" und "Entwickler" in einem breiten Sinn zu ver
stehen, obgleich dieser selbstverständlich die obigen, ein
geschränkten Bedeutungen einschließt. Die Erfindung umfaßt
somit eine Kombination aus zwei Arten von Verbindungen (in
einem engeren Sinn: einen Färbestoff und ein Entfärbungsmit
tel), die eine Farbe verlieren, wenn die Wechselwirkung zwi
schen ihnen zunimmt, und eine Farbe entwickeln, wenn sich
die Wechselwirkung verringert. Zur Vereinfachung der Erläu
terung ist jedoch die Erfindung hauptsächlich anhand der
Kombination aus einem Farbbildner und einem Entwickler im
oben angegebenen engeren Sinn erörtert. Die Kombination aus
einem Färbestoff und einem Entfärbungsmittel im letzteren,
weiteren Sinn wird anhand einer zusätzlichen Erläuterung
diskutiert werden.
Erfindungsgemäß besitzt ein Matrixmaterial zumindest die
Funktion eines Verringerns der Konzentration von Farbbildner
und Entwickler. Das Matrixmaterial kann entweder eine nied
rigmolekulare oder eine polymere Verbindung sein, solange
die Verbindung diese Funktion besitzt. Ein Zusammensetzungs
system, wie erfindungsgemäß angestrebt, bewirkt eine rever
sible (bzw. umkehrbare) Änderung zwischen zwei Zuständen,
die entweder kristallographisch oder thermodynamisch ver
schieden sind. Das Matrixmaterial kann einen Einfluß auf
diese reversible Änderung haben. Erfindungsgemäß kann das
Matrixmaterial eine Verbindung sein, die im Gemisch mit dem
Zusammensetzungssystem aus dem Farbbildner und dem Entwick
ler eine Funktion besitzt, welche dem Dreikomponentensystem
eine Eigenschaft zur problemlosen Herbeiführung der erwähn
ten reversiblen Änderung auch dann verleiht, wenn beim Zwei
komponentensystem aus dem Farbbildner und dem Entwickler die
reversible Änderung schwierig herbeizuführen ist. Es ist
darauf hinzuweisen, daß erfindungsgemäß ein Matrixmaterial
mit dieser letztgenannten Funktion als "reversibles Materi
al" bezeichnet wird. Ein Matrixmaterial als reversibles Ma
terial kann weiterhin die Eigenschaft besitzen, mit dem
Farbbildner und/oder dem Entwickler in Wechselwirkung zu
treten. Beispielsweise kann aufgrund einer Wechselwirkung
einer bestimmten Art eine erhebliche Differenz zwischen der
Löslichkeit des reversiblen Materials gegenüber Farbbildner
oder Entwickler und der Löslichkeit gegenüber dem anderen
Stoff herbeigeführt werden. Dies kann die Wechselwirkung
zwischen dem Farbbildner und dem Entwickler, welcher die
Färbung und Entfärbung verursacht, beeinflussen.
Die reversible Änderung zwischen den beiden, entweder kri
stallographisch oder thermodynamisch verschiedenen Zuständen
ist nachstehend erläutert. Ein Zusammensetzungssystem, wie
erfindungsgemäß angestrebt, bewirkt eine reversible Änderung
zwischen einem kristallinen Zustand und einem amorphen Zu
stand (Übergang kristalliner Zustand/amorpher Zustand) oder
eine reversible Änderung zwischen zwei phasengetrennten Zu
ständen oder aber zwischen einem phasengetrennten Zustand
und einem nicht phasengetrennten Zustand.
Für den Übergang kristalliner Zustand/amorpher Zustand
stellt der kristalline Zustand einen Gleichgewichtszustand
dar, während der amorphe Zustand ein metastabiler Nicht
gleichgewichtszustand ist. Das erfindungsgemäße Zusammen
setzungssystem besitzt auch im amorphen Zustand eine ausrei
chend lange Lebensdauer bei Raumtemperatur. Zwischen dem
kristallinen und amorphen Zustand besteht eine geringe Po
tentialbarriere. Bezüglich des phasengetrennten Zustands und
des nicht phasengetrennten Zustands ist andererseits erste
rer ein stabiler Gleichgewichtszustand, während letzterer
ein vergleichsweise instabiler Ungleichgewichtszustand ist.
Das erfindungsgemäße Zusammensetzungssystem besitzt jedoch
auch im nicht phasengetrennten Zustand eine ausreichend
lange Lebensdauer bei Raumtemperatur. Zwischen dem phasenge
trennten Zustand und dem nicht phasengetrennten Zustand be
steht keine Potentialbarriere. Die letztere reversible Ände
rung kann irgend eine Änderung sein, die zwischen kristalli
nem und amorphem, zwischen kristallinem und kristallinem
oder zwischen amorphem und amorphem Zustand auftritt. Bei
der letzteren reversiblen Änderung ist der Prozeß der Ände
rung von einen phasengetrennten Zustand zum anderen phasen
getrennten Zustand oder vom nicht pasengetrennten Zustand
zum phasengetrennten Zustand eine Erscheinung, die als spin
odale Zersetzung oder als Mikrophasentrennung bekannt ist.
Welche dieser reversiblen Änderungen auftritt, wird nicht
allein durch die Kombination der verwendeten Substanzen be
stimmt. Beispielsweise kann entweder der Übergang kristalli
ner Zustand/amorpher Zustand oder die reversible Änderung
zwischen dem phasengetrenntem Zustand und dem nicht phasen
getrennten Zustand bei gleicher Kombination von Substanzen
auftreten, wenn das Mischungsverhältnis dieser Substanzen
schwankt.
Der Übergang kristalliner Zustand/amorpher Zustand beim er
findungsgemäßen Zusammensetzungssystem ist nachstehend an
hand von Fig. 1 erläutert. Das erfindungsgemäß angestrebte
Zusammensetzungssystem bildet eine metastabile amorphe Sub
stanz mit langer Lebensdauer bei Raumtemperatur. Wenn das
Zusammensetzungssystem im amorphem Zustand durch Erwärmung
auf eine der Kristallisationstemperatur Tc entsprechende
oder diese übersteigende und den Schmelzpunkt Tm unter
schreitende Temperatur und Abkühlen zur Kristallisation ge
bracht wird, bleibt der Kristall bei Raumtemperatur stabil.
Wenn das Zusammensetzungssystem im kristallinen Zustand auf
eine dem Schmelzpunkt Tm entsprechende oder diesen überstei
gende Temperatur erwärmt und die erhaltene, aufgeschmolzene
Flüssigkeit auf Raumtemperatur unterhalb einer Glasüber
gangs- bzw. Einfriertemperatur Tg abgeschreckt oder abge
kühlt wird, kehrt das Zusammensetzungssystem in den amorphen
Zustand zurück. Beim Zusammensetzungssystem mit den thermi
schen Charakteristika bzw. Kennlinien gemäß Fig. 1 können
daher Übergänge kristalliner Zustand/amorpher Zustand rever
sibel wiederholt werden, indem Wärmeenergien mit zwei ver
schiedenen Größen zugespeist werden, welche das Zusammenset
zungssystem auf eine der Kristallisationstemperatur Tc ent
sprechende oder diese übersteigende und den Schmelzpunkt Tm
unterschreitende Temperatur und auf eine dem Schmelzpunkt Tm
entsprechende oder diesen übersteigende Temperatur erwärmen
vermögen. Ebenso können Übergänge kristalliner Zustand/amor
pher Zustand reversibel wiederholt werden, indem das Zusam
mensetzungssystem zwei Wärmeverläufen unterschiedlicher Ab
kühlgeschwindigkeit nach dem Erwärmen des Zusammensetzungs
systems auf eine dem Schmelzpunkt Tm entsprechende oder die
sen übersteigende Temperatur ausgesetzt wird. Genauer ge
sagt: Das Zusammensetzungssystem kann in einen kristallinen
Zustand überführt werden, wenn die durch Erwärmen erzeugte
Schmelze allmählich auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wäh
rend es in einen amorphen Zustand überführt werden kann,
wenn die Schmelze schnell auf Raumtemperatur abgeschreckt
wird.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein reversibler Aufzeich
nungsträger mit einem Farbbildner und einem Entwickler, des
sen (deren) Einfriertemperatur 25°C oder mehr beträgt und
der aus einer Verbindung mit einem Steroidgerüst besteht,
und bei dem Informationsaufzeichnung und -löschung auf der
Grundlage eines reversiblen Übergangs kristalliner Zustand/
amorpher Zustand erfolgen. Der Übergang kristalliner Zu
stand/amorpher Zustand bei diesem Zweikomponentensystem aus
Farbbildner und Entwickler ist nachstehend beschrieben. Nor
malerweise sind im kristallinen Zustand der Farbbildner und
der Entwickler voneinander phasengetrennt, wobei die Wech
selwirkung zwischen ihnen abnimmt. Im amorphen Zustand ver
mischen sich andererseits Farbbildner und Entwickler mitein
ander, wobei die Wechselwirkung zwischen ihnen zunimmt. Im
kristallinen Zustand liegt daher die Kombination aus einem
Farbbildner und einem Entwickler im engeren Sinne in einem
entfärbten Zustand vor, d. h. sie ist aufgrund von Licht
streuung farblos oder weiß. Im amorphen Zustand entwickelt
die Kombination eine Farbe, d. h. sie ist in einem transpa
renten Zustand gefärbt.
Ein anderer Gegenstand der Erfindung ist ein reversibler
Aufzeichnungsträger mit einem Farbbildner, einem Entwickler
und einem reversiblen Material, das aus einer Verbindung mit
einem Steroidgerüst besteht, wobei Informationaufzeichnung
und -löschung auf der Grundlage eines reversiblen Übergangs
kristalliner Zustand/amorpher Zustand stattfinden. Dies be
deutet, daß die Konzentrationen an Farbbildner und Entwick
ler im Zusammensetzungssystem durch Hinzufügung des Matrix
materials geringer sind, wodurch das Kontrastverhältnis zwi
schen dem farbigen und entfärbten Zustand größer ist. Der
Fall des Auftretens eines Übergangs kristalliner Zu
stand/amorpher Zustand in diesem Dreikomponentensystem aus
einem Farbbildner, einem Entwickler und einem reversiblen
Material ist nachstehend beschrieben. Wie erwähnt, hat das
reversible Material einen Einfluß auf den reversiblen Über
gang kristalliner Zustand/amorpher Zustand, der in dem er
findungsgemäß angestrebten Zusammensetzungssystem stattfin
det. Im kristallinen Zustand entmischen sich üblicherweise
der Farbbildner und der Entwickler an der Korngrenze des
kristallisierten reversiblen Materials, wobei die Wechsel
wirkung zwischen ihnen zunimmt. Im amorphen Zustand sind an
dererseits der Farbbildner und der Entwickler im reversiblen
Material unter Verminderung oder Unterdrückung der Wechsel
wirkung gleichmäßig vermischt. Wenn im amorphen Zustand die
Wechselwirkung des reversiblen Materials in bezug auf einen
Stoff aus Farbbildner und Entwickler groß ist (z. B. wenn die
Löslichkeit des reversiblen Materials für Farbbildner oder
Entwickler vergleichsweise hoch ist), verringert sich die
Wechselwirkung zwischen Farbbildner und Entwickler deutlich.
Dieses Zusammensetzungssystem ist somit im kristallinen Zu
stand farbig bzw. gefärbt und im amorphen Zustand entfärbt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Farbbildner und der Ent
wickler in bestimmten Fällen zusammen mit dem reversiblen
Material einen Mischkristall bildet, wobei dann der eine
Stoff nahezu vollständig vom anderen getrennt ist. In diesem
Fall ist oder wird die Wechselwirkung zwischen Farbbildner
und Entwickler beträchtlich verringert, mit dem Ergebnis,
daß das Zusammensetzungssystem entfärbt ist.
Wie oben erwähnt, ist der Aufzeichnungs/Löschmodus bei einem
Zweikomponentensystem mit einem Farbbildner und einem Ent
wickler in vielen Fällen der umgekehrte Vorgang des Vorgangs
bei einem Dreikomponentensystem mit einem Farbbildner, einem
Entwickler und einem reversiblen Material.
Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger können während
Aufzeichnung und Löschung Übergänge kristalliner Zustand/amorpher
Zustand entweder im ganzen Zusammensetzungssystem
oder in einem Teil des Systems wiederholt werden. Auch wenn
mehrere Komponenten des Zusammensetzungssystems kristalline
Substanzen bilden, können diese Komponenten getrennt ihre
jeweiligen Kristallsubstanzen oder in Form einer Einheit ei
ne Kristallsubstanz bilden. Außerdem ist es erfindungsgemäß
möglich, eine Kombination aus einem Farbbildner und einem
Entwickler (einem Färbestoff und einem Entfärber im engeren
Sinne der Bedeutung) zu verwenden, die eine Farbe bzw. Fär
bung verlieren, wenn die Wechselwirkung zwischen ihnen zu
nimmt, und eine Farbe entwickeln, wenn die Wechselwirkung
abnimmt.
Ob das Zusammensetzungssystem eine kristalline oder amorphe
Substanz ist, kann durch geeignete Kombination allgemeiner
Methoden, wie Röntgenstrahlenbeugung oder Elektronenbeugung
und Lichtdurchlässigkeitsmessung untersucht bzw. bestimmt
werden. Bei der Röntgenstrahlenbeugung oder der Elektronen
beugung werden beispielsweise scharfe Peaks oder Flecken
bzw. Punkte beobachtet, wenn das System eine kristalline
Substanz ist, während derartige scharfe Peaks oder Punkte
bzw. Flecken nicht zu beobachten sind, wenn das System eine
amorphe Substanz ist. Mit der Lichtdurchlässigkeitsmessung
kann andererseits die Lichtstreuung im System bewertet wer
den. Wenn nämlich das System eine polykristalline Substanz
ist, wird Licht einer kurzen Wellenlänge stärker gestreut,
so daß demzufolge die Lichtdurchlässigkeit mit kürzerer Wel
lenlänge abnimmt. Diese Abnahme der Lichtdurchlässigkeit
läßt sich somit durch Beobachtung der Wellenabhängigkeit der
Lichtdurchlässigkeit von einer durch Absorption verursachten
Verringerung der Lichtdurchlässigkeit unterscheiden. Die
Korngröße des Kristalls kann ebenfalls abgeschätzt werden.
Weiterhin ist es möglich, mittels dieser Messungen zu be
stimmen, ob das gesamte Zusammensetzungssystem oder ein Teil
des Systems während der Aufzeichnung und Löschung beim er
findungsgemäßen Aufzeichnungsträger wiederholt Übergänge
kristalliner Zustand/amorpher Zustand durchläuft. Das Muster
der Peaks und Punkte bzw. Flecken, das durch Röntgenstrah
lenbeugung oder Elektronenbeugung erzielt wird, ist für jede
Komponente des Zusammensetzungssystems ein eigenes bzw. in
härentes. Durch Untersuchung des gewonnenen Musters ist es
daher möglich, die Komponente zu bestimmen, die im Zusammen
setzungssystem wiederholt die Übergänge kristalliner Zu
stand/amorpher Zustand durchläuft.
Im folgenden ist die reversible Änderung zwischen dem pha
sengetrennten Zustand und dem nicht phasengetrenntem Zustand
beschrieben. Fig. 2 veranschaulicht ein Beispiel eines typi
schen Färbungs/Entfärbungsmechanismus bei einem Dreikompo
nentensystem aus einem Farbbildner, einem Entwickler und ei
nem reversiblen Material. In Fig. 2 stehen die Bezugssymbole
A, B und C für den Farbbildner, den Entwickler bzw. das re
versible Material. Fig. 2 veranschaulicht den Fall, in wel
chem die Wechselwirkung zwischen dem reversiblen Material C
und dem Entwickler B groß ist (genauer gesagt: die Löslich
keit des Entwicklers B gegenüber dem reversiblen Material C
während des Aufschmelzens hoch ist). Ebenso stehen das Sym
bol ":" für die Wechselwirkung das Symbol "*" für den fließ
fähigen Zustand bzw. Fließzustand.
Bei Raumtemperatur (Trt) ist der gefärbte Zustand, in wel
chem die Phase des Farbbildners A und des Entwicklers B von
der Phase des reversiblen Materials C getrennt ist, bezüg
lich der Löslichkeiten nahe einem Gleichgewicht. Wenn das
Zusammensetzungssystem aus diesem Zustand auf den Schmelz
punkt (Tm) oder darüber erwärmt wird, beendet der Entwickler
B seine Wechselwirkung mit dem Farbbildner A und beginnt
gleichzeitig mit dem reversiblen Material C in einem fließ
fähigen Zustand oder Fließzustand in Wechselwirkung zu tre
ten. Infolgedessen verliert das System beim Schmelzpunkt
oder bei höheren Temperaturen seine Farbe. Wenn das System
durch Abschrecken aus diesem Schmelzezustand zwangsweise fi
xiert wird, bildet das reversible Material C, das mit dem
Entwickler B in Wechselwirkung getreten ist, eine amorphe
Substanz, weil es den Entwickler B in einem Überschuß zur
Gleichgewichtslöslichkeit enthält. Infolgedessen wird das
System bei Raumtemperatur farblos. Diese amorphe Substanz
besitzt im Nichtgleichgewichtszustand bei Temperaturen un
terhalb des Einfrierpunkts (Tg) eine extrem lange Lebens
dauer. Wenn die Raumtemperatur unterhalb Tg liegt, geht da
her dieser Nichtgleichgewichtszustand nicht ohne weiteres in
einen Gleichgewichtszustand über.
Wenn die amorphe Substanz im Nichtgleichgewichtszustand auf
eine Temperatur über den Einfrierpunkt erwärmt wird, steigt
die Diffusionsgeschwindigkeit des Entwicklers B im System
schlagartig an. Infolgedessen wird die Phasentrennung zwi
schen dem Entwickler B und dem reversiblen Material C in der
Richtung beschleunigt, in welcher der Nichtgleichgewichtszu
stand zum ursprünglichen Gleichgewichtszustand zurückkehrt.
Bei einer Temperatur (Tc'), bei welcher die Farbentwicklung
durch die Phasentrennung innerhalb einer vorbestimmten Zeit
leicht bzw. ohne weiteres erreichbar ist, kristallisiert das
vom Entwickler B phasengetrennte reversible Material C
schnell. Die Kristallisationstemperatur (Tc) kann daher als
unterer Grenzwert für die Farbentwicklungstemperatur angese
hen werden. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit bei der
Kristallisationstemperatur oder darüber und dem Schmelzpunkt
oder darunter befindet sich das Zusammensetzungssystem in
einem stabileren phasengetrennten Zustand, der näher an ei
nem Gleichgewichtszustand liegt, d. h. in einem gefärbten Zu
stand. Die Phasenänderungen zwischen Gleichgewichts- und
Nichtgleichgewichtszustand können demzufolge reversibel wie
derholt werden, indem in gleicher Weise Wärmeenergien mit
zwei verschiedenen Größen zugeführt werden, welche das re
versible Material auf eine der Kristallisationstemperatur Tc
entsprechende oder diese übersteigende und den Schmelzpunkt
Tm unterschreitende Temperatur und auf eine dem Schmelzpunkt
Tm entsprechende oder diesen übersteigende Temperatur zu er
wärmen vermögen. Hierdurch wird es möglich, den gefärbten
und entfärbten Zustand wiederholt zu erzielen. Streng genom
men hängt der gefärbte Zustand von der Gleichgewichtslös
lichkeit oder dem Zustand des Entwicklers ab. Aus diesem
Grund muß die Tatsache berücksichtigt werden, daß die Fär
bungsdichte des Systems dem Einfluß der Erwärmungstemperatur
und der Erwärmungszeit unterworfen ist.
Im allgemeinen sind jedoch die Färbungsgeschwindigkeit
(Aufzeichnungsgeschwindigkeit) und die Stabilität des ge
färbten und entfärbten Zustands einander entgegenstehende
Eigenschaften. In vielen Fällen ist es schwierig, diese bei
den Eigenschaften bei einem Dreikomponentensystem aus einem
Farbbildner, einem Entwickler und einem reversiblen Material
zu verbessern. Zur Lösung dieses Problems haben die Erfinder
dieser Erfindung gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung
einen Aufzeichnungsträger aus einem Vierkomponentensystem
entwickelt, bei dem ein Phasentrennungssteuerstoff mit einem
Farbbildner, einem Entwickler und einem reversiblen Material
vermischt ist. Dieser erfindungsgemäß eine Phasentrennung
steuernder Stoff ist eine Verbindung mit einer Funktion zur
Begünstigung einer Phasentrennung im Bereich ihres Schmelz
punkts während des Prozesses der Änderung oder des Übergangs
vom nicht phasengetrennten Zustand zum phasengetrennten Zu
stand. Der Schmelzpunkt dieses Phasentrennungssteuerstoffs
ist niedriger als derjenige eines Dreikomponentensystems aus
einem Farbbildner, einem Entwickler und einem reversiblen
Material. Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel eines typi
schen Färbungs/Entfärbungs-Mechanismus eines Vierkomponen
tensystems aus einem Farbbildner, einem Entwickler, einem
reversiblen Material und einem Phasentrennungssteuerstoff.
Letzterer ist in Fig. 4 mit dem Symbol D bezeichnet.
Bei Raumtemperatur Trt befindet sich der Färbungszustand, in
welchem die Phase des Farbbildners A und des Entwicklers B,
die Phase des reversiblen Materials C und die Phase des Pha
sentrennungssteuerstoffs D getrennt sind, nahe einem Gleich
gewicht in bezug auf die Löslichkeiten. Wenn das Zusammen
setzungssystem aus diesem Zustand auf den Schmelzpunkt Tm
dieses Systems oder darüber erwärmt wird, beendet der Ent
wickler B seine Wechselwirkung mit dem Farbbildner A und
tritt gleichzeitig in eine Wechselwirkung mit dem reversi
blen Material C in einem Fließzustand ein. Als Ergebnis ver
liert das System beim Schmelzpunkt oder darüber seine Farbe.
Wenn das Vierkomponentensystem aus dem Schmelzezustand abge
kühlt wird, bildet ein mischbares Gemisch aus dem reversi
blen Material C und dem Phasentrennungssteuerstoff D eine
unterkühlte Flüssigkeit, die ihre Fließfähigkeit auch bei
Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts beibehält. Infolge
dessen erstarren der Entwickler B und das reversible Materi
al C in einem fließfähigen Zustand bei niedrigen Temperatu
ren unterhalb des Einfrierpunkts Tg unter Aufrechterhaltung
einer Wechselwirkung zwischen ihnen. Das reversible Material
C bildet eine amorphe Substanz, weil es den Entwickler B in
einer Menge über die Gleichgewichtslöslichkeit hinaus
(einverleibt) enthält, so daß sich ein farbloser Nicht
gleichgewichtszustand ergibt. Beim Vierkomponentensystem ist
es somit möglich, einen farblosen Nichtgleichgewichtszustand
entweder durch Abschrecken oder Abkühlen zu erzielen. Selbst
eine amorphe Substanz in einem Nichtgleichgewichtszustand
des Vierkomponentensystems besitzt bei Temperaturen unter
halb des Einfrierpunkts (Tg) eine lange Lebensdauer. Wenn
die Raumtemperatur unterhalb Tg liegt, geht daher dieser
Nichtgleichgewichtszustand nicht ohne weiteres in einen
Gleichgewichtszustand über.
Wenn die amorphe Substanz im Nichtgleichgewichtszustand des
Vierkomponentensystems auf eine Temperatur oberhalb des Ein
frierpunkts erwärmt wird, erhöht sich die Diffusionsge
schwindigkeit des Entwicklers B im System schlagartig. In
folgedessen wird die Phasentrennung zwischen dem Entwickler
B und dem reversiblen Material C in der Richtung beschleu
nigt, in welcher der Nichtgleichgewichtszustand zum ur
sprünglichen Gleichgewichtszustand zurückkehrt. Wenn die
Temperatur den Schmelzpunkt (TmD) des Phasentrennungssteuer
stoffs D übersteigt, löst der verflüssige Phasentrennungs
steuerstoff D den Entwickler B und einen Teil des reversib
len Materials C auf. Dies bewirkt eine dramatische Erhöhung
der Diffusionsgeschwindigkeit des Entwicklers B und eine Be
schleunigung der Phasentrennung zwischen dem Entwickler B
und dem reversiblen Material C. Wenn die Temperatur des Sy
stems sodann aus diesem Zustand auf den Verfestigungs- bzw.
Erstarrungspunkt des Phasentrennungssteuerstoffs D oder dar
unter gesenkt wird, nimmt die Löslichkeit des Entwicklers B
dem Steuerstoff D gegenüber bei der Verfestigung oder Er
starrung schlagartig ab. Dies führt zu einer augenblickli
chen Trennung der Phasen von Entwickler B und Phasentren
nungssteuerstoff D. Der auf diese Weise phasengetrennte Ent
wickler B tritt wieder in Wechselwirkung mit dem Farbbildner
A, und das System wird in einen stabileren gefärbten Zustand
näher an einem Gleichgewichtszustand versetzt. Die Färbungs
geschwindigkeit des den Phasentrennungssteuerstoff D enthal
tenden Zusammensetzungssystems bewirkt eine um etwa 2 bis 4
Größenordnungen größere Änderung bei der Überschreitung des
Einfrierpunkts und wiederum eine Änderung von 3 bis 4 Grö
ßenordnungen bei der Überschreitung des Schmelzpunkts. Beim
Vierkomponentensystem dieses Beispiels können sich daher die
Phasenänderungen von Gleichgewicht in Nichtgleichgewicht mit
extrem hoher Geschwindigkeit reversibel wiederholen, indem
zweckmäßig zwei verschiedene Größen besitzende Wärmeenergien
zugeführt werden, die eine Erwärmung auf den Schmelzpunkt
(Tm) des Systems und den Schmelzpunkt (TmD) des Phasentren
nungssteuerstoffs zu bewirken vermögen. Dies ermöglicht die
wiederholte Erzielung eines gefärbten und entfärbten Zu
stands unabhängig davon, ob der Wärmeverlauf ein Abschrecken
oder Abkühlen beinhaltet.
Im folgenden ist die Erfindung näher beschrieben.
Zunächst wird ein erfindungsgemäßer reversibler thermischer
Aufzeichnungsträger beschrieben, der aus einem Zweikomponen
tensystem aus einem Farbbildner (A) und einem Entwickler (B)
mit einer Einfriertemperatur von 25°C oder darüber besteht,
wobei der Entwickler (B) eine Verbindung mit einem Steroid
gerüst ist.
Beispiele für den Farbbildner (A) zur Verwendung in der
Erfindung sind elektronenliefernde organische Substanzen,
wie Leucoauramine, Diarylphthalide, Polyarylcarbinole, Acyl
auramine, Arylauramine, Rhodamin-B-lactame, Indoline, Spiro
pyrane, Fluorane, Cyaninfarbstoffe und Kristalllviolett so
wie elektronenziehende organische Substanzen, wie Phenol
phthaleine.
Beispiele für die elektronenliefernde organische Substanz
sind insbesondere Kristallviolettlacton, Malachitgrünlacton,
Kristallviolettcarbinol, Malachitegrüncarbinol, N-(2,3-Di
chlorphenyl)leucoauramin, N-Benzoylauramin, Rhodamin-B-
lactam, N-Acetylauramin, N-Phenylauramin, 2-(Phenylimino-et
handiliden)-3,3-dimethylindolin, N-3,3-Trimethylindolino
benzospiropyran, 8'-Methoxy-N-3,3-trimethylindolinobenzo
spiropyran, 3-Diethylamino-6-methyl-7-chlorfluoran, 3-Di
ethylamino-7-methoxyfluoran, 3-Diethylamino-6-benzyloxy-flu
oran, 1,2-Benzo-6-diethylaminofluoran, 3,6-Di-p-Toluidi-no-
4,5-dimethylfluoran-phenylhydrazido-γ-lactam und 3-Amino-5-
methylfluoran.
Beispiele für die elektronenziehende organische Substanz
sind Phenolphthalein, Tetrabromphenolphthalein, Phenolphtha
leinethylester und Tetrabromphenolphthaleinethylester.
Diese Verbindungen können allein oder in Form eines Gemi
sches aus zwei oder mehr Arten derselben verwendet werden.
Erfindungsgemäß kann eine Farbanzeige oder -wiedergabe er
reicht werden, weil die Färbezustände in verschiedenen Far
ben durch zweckmäßige Wahl der Farbbildner realisierbar
sind. Von den oben angegebenen Verbindungen verlieren Cya
ninfarbstoffe und Kristallviolett zeitweilig oder manchmal
eine Farbe, wenn die Wechselwirkung mit dem Entwickler zu
nimmt, und sie entwickeln eine Farbe, wenn die Wechselwir
kung abnimmt.
Bei Verwendung einer elektronenliefernden organischen Sub
stanz als Farbbildner sind Beispiele für den Entwickler Säu
reverbindungen, wie Phenole, Phenolmetallsalze, Carbonsäure
metallsalze, Sulfonsäuren, Sulfonate, Phosphorsäuren, Phos
phorsäuremetallsalze, saure Phosphorsäureester, saure Phos
phorsäureestermetallsalze, Phosphite und Metallsalze von
phosphoriger Säure, wobei der Entwickler in allen Fällen ei
ne Verbindung mit einem Steroidgerüst ist. Wenn dagegen als
Farbbildner eine elektronenziehende organische Substanz ver
wendet wird, sind Beispiele für den Entwickler basische Ver
bindungen, wie Amine, wobei der Entwickler in allen Fällen
eine Verbindung mit einem Steroidgerüst ist. Diese Verbin
dungen können allein oder in Form eines Gemisches aus zwei
oder mehr Arten desselben eingesetzt werden.
Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger mit einem Farb
bildner und einem Entwickler einer Einfriertemperatur von
25°C oder höher ist die Einfriertemperatur des Entwicklers
auf 25°C oder höher festgelegt, weil - wie unten erläutert -
hierdurch die Menge der bei Aufzeichnung und Löschung zuzu
speisenden Wärmeenergie herabgesetzt wird und damit Energie
einsparungen ermöglicht werden.
Allgemein wird für eine Komponente mit einer Einfrier
temperatur Tg bei Raumtemperatur oder höher und mit der Fä
higkeit zur leichten Bildung einer amorphen Substanz die
empirische Regel Tg = a.Tm (a = 0,65 bis 0,8; Tg und Tm =
Absoluttemperatur in K) zwischen der Einfriertemperatur Tg
und dem Schmelzpunkt Tm aufgestellt; dies bedeutet, daß der
Schmelzpunkt Tm mit ansteigender Einfriertemperatur Tg
steigt. Wenn in diesem Fall die Einfriertemperatur Tg des
Entwicklers bei 25°C oder höher liegt, kann erwartet werden,
daß der Schmelzpunkt Tm etwa 100-200°C beträgt. Erfin
dungsgemäß erfolgt das Aufzeichnen oder Löschen durch Erwär
men des Aufzeichnungsträgers auf eine über dem Schmelzpunkt
Tm liegende Temperatur. Wenn somit der Schmelzpunkt Tm hoch
ist, ist zu erwarten, daß die Wärmeenergiemenge, die zuge
speist werden muß, bevor der Aufzeichnungsträger schmilzt,
steigt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausge
dehnte Untersuchungen bezüglich der Beziehung zwischen der
Einfriertemperatur Tg des Entwicklers und der beim Aufzeich
nen und Löschen erforderlichen Wärmeenergiemenge durchge
führt. Als Ergebnis wurde die überraschende Erkenntnis ge
wonnen, daß bei Verwendung eines Entwicklers einer Einfrier
temperatur Tg von 25°C oder höher die bis zum Schmelzen bzw.
Anschmelzen des Aufzeichnungsträgers zuzuspeisende Menge an
Wärmeenergie im Vergleich zum Fall eines Entwicklers mit ei
ner Einfriertemperatur Tg unterhalb der Raumtemperatur ab
nimmt und nicht zunimmt, so daß ein höchst kristallines Ge
misch erhalten wird.
Als Parameter zur Anzeige des Grads der amorphen Natur einer
Komponente, die ohne weiteres eine amorphe Substanz oben er
wähnter Art bildet, haben die Erfinder ihre Aufmerksamkeit
auf die maximale Kristallwachstumsgeschwindigkeit MCV ge
richtet. Dabei wurde festgestellt, daß sich die durch nach
stehende Gleichung (1) wiedergegebene Beziehung zwischen der
maximalen Kristallwachstumsgeschwindigkeit MCV, der Schmelz
enthalpieänderung ΔH eines Kristalls pro Gewichtseinheit,
dem Schmelzpunkt Tm und dem Molekulargewicht Mw aufstellen
läßt (JP-Patentanmeldung Nr. 5-40226). In der folgenden
Gleichung ist k0 eine Konstante, und hc ist eine auf die
Substanzgruppe bezogene Konstante.
ln(MCV) = k0-hcMw/ (TmΔH) (1)
Ersichtlicherweise ist die maximale Kristallwachstumsge
schwindigkeit MCV bei einem Entwickler, der eine eindeutige
Einfriertemperatur Tg von 25°C oder mehr aufweist und ohne
weiteres eine amorphe Substanz bildet, nicht sehr hoch. Ge
mäß Gleichung (1) ist eine maximale Kristallwachstumsge
schwindigkeit MCV, die nicht so groß bzw. sehr groß ist, ei
nem kleinen Wert von TmΔH äquivalent. Wie erwähnt, ist ande
rerseits für eine Komponente mit einer Einfriertemperatur Tg
von 25°C oder mehr der Schmelzpunkt Tm ebenfalls vergleichs
weise hoch, d. h. er beträgt etwa 100-200°C. Wenn - wie
oben beschrieben - TmΔH klein und Tm hoch sind, ist die
Schmelzenthalpieänderung ΔH des Kristalls merklich klein.
Mit anderen Worten: Bei einer Komponente, die eine defi
nierte Einfriertemperatur Tg aufweist und ohne weiteres eine
amorphe Substanz bildet, verringert sich die Schmelzenthal
pieänderung ΔH mit steigender Einfriertemperatur Tg, wodurch
die zum Schmelzen des Kristalls erforderliche Wärmeenergie
menge verringert wird. Bei einer Komponente, die keinen
Glasübergang bzw. Einfrieren zeigt und auch bei niedrigen
Temperaturen kristallisiert, ist andererseits die maximale
Kristallwachstumsgeschwindigkeit MCV hoch, während auch die
Schmelzenthalpieänderung ΔH des Kristalls groß ist.
Andererseits neigt bei der zur Bildung einer amorphen Sub
stanz fähigen Komponente der Schmelzpunkt Tm zu einer Erhö
hung mit einem Anstieg der Einfriertemperatur Tg. Je höher
die Einfriertemperatur Tg ist, umso höher ist daher die zum
Schmelzen erforderliche Temperatur. Eine Komponente, die ei
ne definierte Einfriertemperatur Tg aufweist und ohne weite
res eine amorphe Substanz bildet, besitzt jedoch im allge
meinen eine kleine spezifische Wärme. Weiterhin ist die
Menge der zur Erhöhung der Temperatur auf den Schmelzpunkt
Tm zugeführten Wärmeenergie dem Produkt aus der spezifischen
Wärme und der Temperaturdifferenz zwischen dem Schmelzpunkt
Tm und Raumtemperatur (25°C) unmittelbar proportional. Auch
wenn die Einfriertemperatur Tg des Entwicklers hoch ist, er
geben sich demzufolge nahezu keine Probleme, weil die Wärme
energiemenge, die zugespeist wird, bevor bzw. bis der Auf
zeichnungsträger bei Aufzeichnung oder Löschung den Schmelz
punkt Tm erreicht, sich nicht sehr vergrößert. Bei einem
Aufzeichnungsträger unter Verwendung eines Entwicklers mit
einer Einfriertemperatur Tg von 25°C oder darüber ist daher
der Beitrag zu einer kleinen Schmelzenthalpieänderung ΔH des
Kristalls groß. Infolgedessen ist und wird die bis zum
Schmelzen oder Anschmelzen des Aufzeichnungsträgers zuzu
speisende Wärmeenergiemenge herabgesetzt, wodurch Energie
einsparungen realisiert werden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Einfriertemperatur Tg aus
dem im folgenden erläuterten Grund nur für einen Entwickler
zu 25°C oder höher definiert ist. Bei einem einen Farbbild
ner und einen Entwickler enthaltenden Zusammensetzungssystem
ist nämlich die Zumischmenge des Entwicklers im allgemeinen
groß. Wenn daher der Entwickler und nicht der Farbbildner,
den obigen Bedingungen genügt, kann die bis zum Schmelzen
bzw. Anschmelzen des Aufzeichnungsträgers zugespeiste Wärme
energiemenge wirksam herabgesetzt werden. Weiterhin ist beim
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger die Einfriertemperatur
des gesamten Zusammensetzungssystems im Hinblick auf thermi
sche Stabilität vorzugsweise hoch. Zur Erhöhung der Ein
friertemperatur des gesamten Zusammensetzungssystems liegt
die Einfriertemperatur Tg des Entwicklers bevorzugt bei 50°C
oder höher. Falls jedoch die Einfriertemperatur Tg zu hoch
ist, ist eine große Wärmeenergie zum Kristallisieren des
Systems durch Erwärmen (desselben) auf eine der Kristallisa
tionstemperatur Tc entsprechende oder diese übersteigende
und den Schmelzpunkt Tm unterschreitende Temperatur nötig.
Ebenso wird die Temperatur für die Rückführung des Systems
in den amorphen Zustand für praktische Zwecke zu hoch. Die
Einfriertemperatur Tg beträgt daher vorzugsweise 150°C oder
weniger.
Bei einem Zweikomponentensystem aus einem Farbbildner und
einem Entwickler liegt das Mischungsverhältnis des Entwick
lers, bezogen auf 1 Gew.-Teil des Farbbildners, zweckmäßig
bei 0,1-100 Gew.-Teilen und vorzugsweise bei 1-10 Gew.-
Teilen. Wenn nämlich der Mischungsanteil des Entwicklers
kleiner als 0,1 Gew.-Teile ist, ist es schwierig, die Wech
selwirkung zwischen dem Farbbildner und dem Entwickler bei
Aufzeichnung oder Lösung ausreichend zu vergrößern. Wenn an
dererseits der Mischungsanteil des Entwicklers mehr als 100
Gew.-Teile beträgt, neigt die Farbentwicklungsdichte im ge
färbten Zustand zu einer Verringerung.
Im folgenden ist ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger
beschrieben, der aus einem Dreikomponentensystem mit einem
Farbbildner (A), einem Entwickler (B) und einer reversiblen
Komponente (C) (im folgenden als "reversibles Material (C)"
bezeichnet) besteht, wobei das reversible Material (C) aus
einer Verbindung mit einem Steroidgerüst besteht.
Das erfindungsgemäß verwendete reversible Material vermag
bevorzugt ohne weiteres eine amorphe Substanz einer hohen
Farblosigkeit zu bilden. Je höher die Farblosigkeit und
Transparenz der amorphen Substanz ist, umso größer ist das
Kontrastverhältnis einer mittels des erhaltenen Aufzeich
nungsträgers realisierten Anzeige bzw. Wiedergabe. Bei Wahl
eines vorteilhaften reversiblen Materials können außerdem
eine farblose, transparente amorphe Substanz und eine far
bige, undurchsichtige kristalline Substanz in geeigneter
Weise geformt werden. In diesem Fall kann eine Hintergrund
wiedergabe eingesetzt werden. Fig. 4 veranschaulicht ein
Beispiel der Temperaturabhängigkeit der Durchlässigkeit bei
einem vorteilhaften reversiblen Material. Gemäß Fig. 4 ist
die Durchlässigkeit des reversiblen Materials im amorphen
Zustand hoch und im kristallinen Zustand niedrig. Wenn - wie
durch eine gestrichelte Kurve I in Fig. 4 angedeutet - das
Zusammensetzungssystem im amorphen Zustand durch Erwärmung
(desselben) auf eine der Kristallisationstemperatur Tc ent
sprechende oder diese übersteigende und den Schmelzpunkt Tm
unterschreitende Temperatur kristallisiert wird, bleibt die
ser kristalline Zustand auch bei Raumtemperatur unterhalb
des Einfrierpunkts Tg erhalten. Wie durch eine ausgezogene
Kurve II in Fig. 4 angedeutet, kehrt das im kristallinen Zu
stand befindliche Zusammensetzungssystem in den amorphen Zu
stand zurück, wenn dieses Zusammensetzungssystem auf den
Schmelzpunkt Tm oder darüber erwärmt und die resultierende
aufgeschmolzene Flüssigkeit bzw. Schmelzflüssigkeit auf
Raumtemperatur unterhalb des Einfrierpunkts Tg abgeschreckt
oder abgekühlt wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß die
Kennlinie gemäß Fig. 4 mit einer Kombination des reversiblen
Materials und des Farbbildners oder mit einer Kombination
des reversiblen Materials und des Entwicklers erreicht wer
den kann.
Gemäß Gleichung (1) wird eine Komponente mit einem großen
Molekulargewicht und einer kleinen Schmelzenthalpieänderung
ΔH eines Kristalls pro Gewichtseinheit als ein reversibles
Material bevorzugt, weil die maximale Kristallwachstumsge
schwindigkeit MCV niedrig ist. Wenn nämlich die Schmelzent
halpieänderung ΔH des Kristalls des reversiblen Materials
klein ist, ist auch die für das Schmelzen des Kristalls nö
tige Wärmeenergiemenge gering. Dies ist ebenfalls im Hin
blick auf Energieeinsparungen günstig. Unter diesen Ge
wichtspunkten eignet sich als reversibles Material eine Ver
bindung mit einem Steroidgerüst, das eine sphärische und
sperrige Form aufweist. Beispiele für die Verbindung sind
insbesondere Cholesterin, Stigmasterin, Pregnenolon, Me
thylandrostendiol, Östradiolbenzoat, Epiandrosten, Stenolon,
β-Citosterin, Pregnenolonacetat und β-Cholestarol.
Andererseits ist es schwierig, eine amorphe Substanz unter
Verwendung einer niedrigmolekularen Verbindung mit einem Mo
lekulargewicht von unter 100 zu bilden. Die Bildung der
amorphen Substanz ist auch unter Verwendung eines eine lange
gerade Kette aufweisenden Alkylderivats oder einer planaren
aromatischen Verbindung schwierig, und zwar wegen der großen
Schmelzenthalpieänderung ΔH des Kristalls, obgleich die Mo
lekulargewichte dieser Verbindungen 100 oder mehr betragen.
Auch wenn das Molekulargewicht niedrig oder die Schmelzent
halpieänderung ΔH des Kristalls ziemlich groß ist, bildet
eine mehrwertige wasserstoffbindende Verbindung, die eine
Anzahl von Wasserstoffbindungen zwischen den Molekülen zu
erzeugen vermag, ohne weiteres eine amorphe Substanz, weil
hc gemäß Gleichung (1) im wesentlichen zunimmt. Praktische
Beispiele sind Verbindungen mit einer Anzahl von wasser
stoffbindenden Gruppen, die Wasserstoffbindungen zwischen
den Molekülen zu bilden oder zu erzeugen vermögen, z. B. eine
Hydroxylgruppe, primäre und sekundäre Aminogruppen, primäre
und sekundäre Amidbindungen, eine Urethanbindungsgruppe, ei
ne Harnstoffbindung, eine Hydrazonbindung, eine Hydrazin
gruppe und eine Carboxylgruppe. Eine Verbindung, die Wasser
stoffbindungen innerhalb des Moleküls bildet, ist jedoch
auch dann nicht eingeschlossen, wenn die Verbindung eine An
zahl von Wasserstoffbindungsgruppen innerhalb der Moleküle
aufweist.
Vorzugsweise ist das reversible Material eine Verbindung,
die - wie in Fig. 4 gezeigt - bei Zuspeisung von Wärmeener
gien mit zwei verschiedenen Größen selbst einen Übergang
kristalliner Zustand/amorpher Zustand zu wiederholen vermag.
Um dieser Bedingung zu genügen, ist es wesentlich, die Mole
kularstruktur des reversiblen Materials zu optimieren. Eben
so ist es zweckmäßig, die maximale Kristallwachstumsge
schwindigkeit MCV und die maximale Kristallwachstumstempera
tur Tc (max) des gesamten Zusammensetzungssystems unter Ver
wendung von zwei oder mehr Arten reversibler Materialien
oder durch zweckmäßige Wahl eines Farbbildners oder eines
Entwicklers zur Verwendung zusammen mit dem reversiblen Ma
terial einzustellen. Darüber hinaus können mehrere reversi
ble Materialien verwendet werden, um durch Zuspeisung von
Wärmeenergien mit zwei verschiedenen Größen reversibel eine
Wiederholung zwischen zwei phasengetrennten Zuständen oder
zwischen einem phasengetrennten Zustand und einem nicht pha
sengetrennten Zustand herbeizuführen.
Ferner sollte das reversible Material zweckmäßig eine Ver
bindung sein, die mit dem Entwickler in Wechselwirkung zu
treten vermag. Wenn nämlich das reversible Material mit dem
Entwickler in der entfärbten amorphen Substanz, in welcher
der Farbbildner und der Entwickler homogen im reversiblen
Material vorhanden sind, in Wechselwirkung tritt, kann die
Wechselwirkung zwischen dem Farbbildner und dem Entwickler
wirksamer unterdrückt werden. Auf diese Weise kann eine An
zeige bzw. Wiedergabe eines ausgezeichneten Kontrastverhält
nisses realisiert werden.
Beispielsweise kann das reversible Material eine derartige
Verbindung sein, die durch ionische Käffte, etwa eine Was
serstoffbindung, mit dem Entwickler in Wechselwirkung tritt.
Spezielle Beispiele für die genannten reversiblen Materia
lien sind Alkohole, Thiole, Carbonsäuren, Carbonsäureester,
Phosphate, Sulfonsäureester, Ether, Sulfide, Disulfide, Sul
foxide, Sulfone und Kohlensäureester, wobei es sich in allen
Fällen bei dem reversiblen Material um eine Verbindung mit
einem Steroidgerüst handelt. Diese Verbindungen können ein
zeln oder in Form eines Gemisches aus zwei oder mehr Arten
derselben eingesetzt werden.
Bevorzugte oder vorteilhafte Mischungsverhältnisse bei einem
Dreikomponentensystem aus einem Farbbildner, einem Entwick
ler und einem reversiblen Material sind folgende: Bezogen
auf 1 Gew.-Teil des Farbbildners, beträgt der Mischungsan
teil des Entwicklers zweckmäßig 0,1-10 Gew.-Teile und vor
zugsweise 1-2 Gew.-Teile. Wenn nämlich der Mischungsanteil
des Entwicklers unter 0,1 Gew.-Teil liegt, ist es schwierig,
die Wechselwirkung zwischen dem Farbbildner und dem Entwick
ler bei Aufzeichnung oder Löschung ausreichend zu erhöhen.
Wenn dagegen der Mischungsanteil des Entwicklers über 10
Gew.-Teilen liegt, ist es schwierig, die Wechselwirkung zwi
schen dem Farbbildner und dem Entwickler bei Aufzeichnung
oder Löschung ausreichend zu verringern. In jedem Fall kann
es dabei unmöglich werden, eine Anzeige bzw. Wiedergabe ei
nes hohen Kontrastverhältnisses zu realisieren. Bezogen auf
1 Gew.-Teil des Farbbildners, beträgt der Mischungsanteil
des reversiblen Materials zweckmäßig 1-100 Gew.-Teile und
vorzugsweise 10-200 Gew.-Teile. Bei einem Mischungsanteil
des reversiblen Materials von weniger als 1 Gew.-Teil können
die Übergänge kristalliner Zustand/amorpher Zustand des re
versiblen Materials nicht genutzt werden. Wenn der Mi
schungsanteil des reversiblen Materials 200 Gew.-Teile über
steigt, neigt die Färbungsdichte im gefärbten Zustand zu ei
ner Abnahme.
Weiterhin ist im folgenden ein erfindungsgemäßer Aufzeich
nungsträger beschrieben, der aus einem Vierkomponentensystem
mit einem Farbbildner (A), einem Entwickler (B), einem re
versiblen Material (C) und einem Phasentrennungssteuerstoff
(D) besteht.
Ein zweckmäßiges Beispiel für den Phasentrennungssteuerstoff
zur Verwendung bei der Erfindung ist ein gut kristallisier
bares, niedrigmolekulares organisches Material mit einem
langen geradkettigen Abschnitt mit 8 oder mehr Kohlenstoff
atomen und polaren Gruppen, wie OH, CO und COOH. Praktische
Beispiele für das Material sind ein geradkettiger höherer
Alkohol, ein geradkettiger höherer mehrwertiger Alkohol, ei
ne geradkettige höhere Fettsäure, eine geradkettige höhere
mehrwertige Fettsäure, Ester und Ether dieser Verbindungen,
ein geradkettiges höheres Fettsäureamid und ein geradketti
ges höheres mehrwertiges Fettsäureamid, jeweils mit einer
langen geradkettigen Alkylgruppe.
Genauer gesagt sind Beispiele für das niedrigmolekulare or
ganische Material einwertige, geradkettige, höhere Alkohole,
wie Sterarylalkohol, 1-Eicosanol, 1-Docosanol, 1-Tetracosa
nol, 1-Hexacosanol und 1-Octacosanol;
mehrwertige, geradkettige, höhere Alkohole, wie 1,8-Octan diol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,12-Octadecandiol, 1,2-Dodecandiol, 1,2-Tetradecandiol und 1,2-Hexadecandiol; geradkettige, höhere Fettsäuren, wie Palmitinsäure, Stearin säure, 1-Octadecansäure, Behensäure, 1-Docosansäure, 1-Te tracosansäure, 1-Hexacosansäure und 1-Octacosansäure; mehrwertige, geradkettige, höhere Fettsäuren, wie Sebacin säure und 1,12-Dodecandicarbonsäure;
geradkettige, höhere Ketone, wie 14-Heptacosanon und Ste aron;
geradkettige, höhere Fettsäurealkoholamide, wie Ethanolamid laurat, n-Propanolamidlaurat, Isopropanolamidlaurat, Butano lamidlaurat, Hexanolamidlaurat, Octanolamidlaurat, Ethanola midpalmitat, n-Propanolamidpalmitat, Isopropanolamidpal mitat, Butanolamidpalmitat, Hexanolamidpalmitat, Octanol amidpalmitat, Ethanolamidstearat, n-Propanolamidstearat, Isopropanolamidstearat, Butanolamidstearat, Hexanol amidstearat, Octanolamidstearat, Ethanolamidbehenat, n-Pro panolamidbehenat, Isopropanolamidbehenat, Butanolamidbehe nat, Hexanolamidbehenat und Octanolamidbehenat; und geradkettige, höhere Fettsäuredioldiester, wie Ethylengly koldilaurat, Propylenglykoldilaurat, Butylenglykoldilaurat, Catecholdilaurat, Cyclohexandioldilaurat, Ethylenglykoldi palmitat, Propylenglykoldipalmitat, Butylenglykoldipalmitat, Catecholdipalmitat, Cyclohexandioldipalmitat, Ethylenglykol distearat, Propylenglykoldistearat, Butylenglykoldistearat, Catecholdistearat, Cyclohexandioldistearat, Ethylenglykoldi behenat, Propylenglykoldibehenat, Butylenglykoldibehenat, Catecholdibehenat und Cyclohexandioldibehenat.
mehrwertige, geradkettige, höhere Alkohole, wie 1,8-Octan diol, 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,12-Octadecandiol, 1,2-Dodecandiol, 1,2-Tetradecandiol und 1,2-Hexadecandiol; geradkettige, höhere Fettsäuren, wie Palmitinsäure, Stearin säure, 1-Octadecansäure, Behensäure, 1-Docosansäure, 1-Te tracosansäure, 1-Hexacosansäure und 1-Octacosansäure; mehrwertige, geradkettige, höhere Fettsäuren, wie Sebacin säure und 1,12-Dodecandicarbonsäure;
geradkettige, höhere Ketone, wie 14-Heptacosanon und Ste aron;
geradkettige, höhere Fettsäurealkoholamide, wie Ethanolamid laurat, n-Propanolamidlaurat, Isopropanolamidlaurat, Butano lamidlaurat, Hexanolamidlaurat, Octanolamidlaurat, Ethanola midpalmitat, n-Propanolamidpalmitat, Isopropanolamidpal mitat, Butanolamidpalmitat, Hexanolamidpalmitat, Octanol amidpalmitat, Ethanolamidstearat, n-Propanolamidstearat, Isopropanolamidstearat, Butanolamidstearat, Hexanol amidstearat, Octanolamidstearat, Ethanolamidbehenat, n-Pro panolamidbehenat, Isopropanolamidbehenat, Butanolamidbehe nat, Hexanolamidbehenat und Octanolamidbehenat; und geradkettige, höhere Fettsäuredioldiester, wie Ethylengly koldilaurat, Propylenglykoldilaurat, Butylenglykoldilaurat, Catecholdilaurat, Cyclohexandioldilaurat, Ethylenglykoldi palmitat, Propylenglykoldipalmitat, Butylenglykoldipalmitat, Catecholdipalmitat, Cyclohexandioldipalmitat, Ethylenglykol distearat, Propylenglykoldistearat, Butylenglykoldistearat, Catecholdistearat, Cyclohexandioldistearat, Ethylenglykoldi behenat, Propylenglykoldibehenat, Butylenglykoldibehenat, Catecholdibehenat und Cyclohexandioldibehenat.
Diese Verbindungen können einzeln oder in Form eines Gemi
sches aus zwei oder mehr Arten desselben eingesetzt werden.
Das als Material für den Phasentrennungssteuerstoff einsetz
bare Gemisch kann aus Wachsen auf Esterbsis, Wachsen auf Al
koholbasis und Wachsen auf Urethanbasis gewählt werden.
Bei einem Vierkomponentensystem aus einem Farbbildner, einem
Entwickler, einem reversiblen Material und einem Phasentren
nungssteuerstoff sind ein vorteilhaftes Mischungsverhältnis
von Entwickler zu Farbbildner und ein vorteilhaftes Mi
schungsverhältnis von reversiblen Material zu Farbbildner
dieselben wie beim oben beschriebenen Dreikomponentensystem.
Bezogen auf 1 Gew.-Teil des Farbbildners, liegt der Mi
schungsanteil des Phasentrennungssteuerstoffs zweckmäßig bei
0,1-100 Gew.-Teile und vorzugsweise bei 1-50 Gew.-Teile.
Wenn nämlich der Mischungsanteil des Phasentrennungssteuer
stoffs unter 0,1 Gew.-Teilen liegt, kann bezüglich der Fär
bungsgeschwindigkeit keine große Verbesserung erreicht wer
den. Wenn das Mischungsverhältnis des Phasentrennungssteuer
stoffs 100 Gew.-Teile übersteigt, wird der Glasübergangs-
bzw. Einfrierpunkt des Zusammensetzungssystems zu niedrig,
was ein Problem bezüglich der Lagerungsstabilität innerhalb
des Verwendungstemperaturbereichs aufwirft.
Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger kann erforderli
chenfalls eine langkettige Verbindung o. dgl. zweckmäßig als
eine Komponente zugemischt werden, die vom Farbbildner, dem
Entwickler, dem reversiblen Material und dem Phasentren
nungssteuerstoff verschieden ist. Weiterhin ist es auch mög
lich, einen gewünschten gefärbten Zustand oder Färbungszu
stand dadurch zu erreichen, daß ein Farbbildner zweckmäßig
gewählt und z. B. ein färbender Farbstoff zusätzlich zum
Farbbildner zugemischt wird.
Erfindungsgemäß finden Informationsaufzeichnung und -lö
schung auf der Grundlage des reversiblen Übergangs kristal
liner Zustand/amorpher Zustand eines Zusammensetzungssystems
mit den oben angegebenen Komponenten oder Bestandteilen
statt. Wenn der amorphe Zustand dieses Zusammensetzungs
systems instabil ist, schreitet daher die Kristallisation im
gesamten System fort, wenn das System bei Raumtemperatur ge
halten oder auch nur geringfügig erwärmt wird. Als Folge
wird die aufgezeichnete Information gelöscht. Eine Kristal
lisationstemperatur Tc, bei welcher die Kristallisation ei
ner amorphen Substanz abläuft, ändert sich in Abhängigkeit
vom Erwärmungsgrad. Im allgemeinen liegt jedoch die Kri
stallisationstemperatur Tc in einem Temperaturbereich
zwischen der Einfriertemperatur Tg und dem Schmelzpunkt Tm.
Wenn das Zusammensetzungssystems vollständig oder teilweise
eine amorphe Substanz bildet, beträgt daher erfindungsgemäß
die Einfriertemperatur Tg zweckmäßig 25°C oder mehr und
vorzugsweise 50°C oder mehr. Andererseits ist es unter
Nutzung dieser Erscheinung, z. B. durch Einstellung der
Einfriertemperatur Tg des Zusammensetzungssystems auf nahezu
Raumtemperatur, auch möglich, einen Aufzeichnungsträger zu
realisieren, welcher die Aufzeichnungsinformation nur wäh
rend einer gewünschten Zeitspanne speichert und bei dem die
Aufzeichnung sodann natürlich gelöscht wird. In einigen Fäl
len wird auch die Einfriertemperatur des Zusammensetzungs
systems auf einen Wert unterhalb Raumtemperatur eingestellt,
um das System als Aufzeichnungsmaterial für einen bestimmten
speziellen Zweck zu benutzen. Beispielsweise wird die Ein
friertemperatur Tg des Zusammensetzungssystems niedriger als
die Raumtemperatur eingestellt, und das System wird zum Re
gistrieren eines vorübergehenden Temperaturanstiegs in einem
Kühlschrank oder Kühlgerät zum Lagern von einer Kühlung be
dürfenden Substanzen benutzt. In diesem Fall kann der vor
übergehende Temperaturanstieg, der durch einen Ausfall des
Kühlgeräts oder beim Transport desselben hervorgerufen wird,
als Änderung im Färbungszustand infolge der Kristallisation
des Systems registriert werden. Wenn beim erfindungsgemäßen
Zusammensetzungssystem andererseits die Einfriertemperatur
Tg dieses Systems zu hoch ist, wird eine große Wärmeenergie
menge zur Kristallisation durch Erwärmen auf eine der Kri
stallisationstemperatur Tc entsprechende oder diese über
steigende und den Schmelzpunkt Tm unterschreitende Tempera
tur benötigt. Die Einfriertemperatur Tg des Zusammenset
zungssystems liegt daher bevorzugt bei 150°C oder darunter.
Bekanntlich stellt die Einfriertemperatur Tg eines Gemisches
allgemein einen Gewichtsmittelwert der Einfriertemperaturen
Tg der gemischten Komponenten dar. Erfindungsgemäß ist daher
eine Regelung der Einfriertemperaturen Tg der Einzelkompo
nenten des Zusammensetzungssystems für die Einstellung der
Einfriertemperatur Tg des Zusammensetzungssystems auf eine
gewünschte Größe wirksam. Aus diesem Grund kann beim erfin
dungsgemäßen Aufzeichnungsträger eine Komponente mit einer
Einfriertemperatur von 25°C oder höher, vorzugsweise 50°C
oder höher, und mit der Fähigkeit zur Bildung einer amorphen
Substanz zweckmäßig als jeder der Bestandteile aus Farbbild
ner, Entwickler und Matrixmaterial, die im Zusammensetzungs
system miteinander vermischt werden sollen, eingesetzt wer
den. Unter Berücksichtigung dieser Bedingung eignet sich ei
ne Verbindung eines großen Molekulargewichts und einer klei
nen Schmelzenthalpieänderung ΔH pro Gewichtseinheit, wie
vorher erwähnt, als Matrixmaterial. Beispiele für diese Ver
bindung sind Verbindungen mit einem Molekularskelett, das
nahezu sphärisch oder sperrig ist, und eine mehrwertige Was
serstoffbindungen bildende Verbindung, die eine Anzahl von
Wasserstoffbindungen zwischen Molekülen zu bilden vermag. Es
ist darauf hinzuweisen, daß die Einfriertemperatur Tg des
Zusammensetzungssystems oder jeder Komponente des Systems im
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger mit Hilfe z. B. eines
Differentialabtastkalorimeters (DSC) bestimmt werden kann.
Dabei ist es möglich, die Messung für das gesamte, eine
amorphe Substanz bildende Zusammensetzungssystem oder einen
Teil dieses Systems oder für jede Einzelkomponente des
Systems durchzuführen.
Für eine Komponente, die eine ausgeprägte Einfriertemperatur
Tg aufweist und ohne weiteres eine amorphe Substanz bildet,
gilt - wie vorher erwähnt - die Beziehung Tg = a.Tm zwischen
der Einfriertemperatur Tg und dem Schmelzpunkt Tm. Wenn die
Einfriertemperatur Tg des Zusammensetzungssystems oder einer
Komponente des Systems hoch eingestellt (oder gewählt) ist,
wird daher auch der Schmelzpunkt Tm des Zusammensetzungs
systems hoch. Hierdurch werden folglich Energieeinsparungen
und eine Verbesserung der thermischen Stabilität der erhal
tenen amorphen Substanz erzielt. Andererseits ist ein Erwär
men auf eine sehr hohe Temperatur zum Rückführen der kri
stallinen Substanz in eine amorphe Substanz durch Schmelzen
der kristallinen Substanz und Abschrecken oder Abkühlen der
selben auf die Einfriertemperatur Tg oder darunter nötig. Da
hierfür ein Substrat einer hohen Wärmebeständigkeit nötig
ist, erweist sich der Aufzeichnungsträger als praktisch we
niger günstig. Erfindungsgemäß kann diese Schwierigkeit je
doch vermieden werden, weil das eine Anzahl von Kristallfor
men bildende Zusammensetzungssystem als Aufzeichnungsmateri
al benutzt wird. Fig. 5 veranschaulicht die unter Verwendung
z. B. eines Differenzialabtastkalorimeters gewonnenen Meßer
gebnisse der thermischen Eigenschaften des eine Anzahl von
Kristallformen bildenden Zusammensetzungssystems.
Gemäß Fig. 5 weist das eine Anzahl von Kristallformen bil
dende Zusammensetzungssystem zwei oder mehr Kristallisation
stemperaturen Tc (Tc 1, Tc 2) und zwei oder mehr Schmelz
punkte Tm (Tm 1, Tm 2) auf der Wärmekennlinie auf. Zusätz
lich gilt gemäß Fig. 5 die Beziehung Tg = a.Tm für den höhe
ren Tm-Wert (Tm 2). Da nämlich dieses Zusammensetzungssystem
einen Schmelzpunkt Tm (Tm 1) unterhalb des normalen Schmelz
punkts (Tm 2) entsprechend der Beziehung Tg = a.Tm aufweist,
schmilzt die kristalline Substanz bei dem Schmelzpunkt Tm
(Tm 1) eines Niedrigtemperatur-Kristalls entsprechenden oder
diesen übersteigenden Temperaraturen ohne Erhöhung der Tem
peratur bei der Erwärmung auf über den Schmelzpunkt Tm (Tm
2) eines Hochtemperatur-Kristalls. Durch Einstellung der
Einfriertemperatur Tg des Systems auf einen hohen Wert und
Anwendung des Systems auf das Aufzeichnungsmaterial des er
findungsgemäßen Aufzeichnungsträgers ist es daher möglich,
Energieeinsparungen und eine Verbesserung der thermischen
Stabilität der amorphen Substanz zu erzielen und gleichzei
tig die Erwärmungstemperatur für die Rückführung der kri
stallinen Substanz in die amorphe Substanz durch Schmelzen
zu senken. Erfindungsgemäß ist es zur Bereitstellung eines
Zusammensetzungssystems, das eine Anzahl von Kristallformen
bildet, nur nötig, als Matrixmaterial oder als Entwickler,
dessen Mischungsanteil im Zusammensetzungssystem groß ist,
eine Komponente einzusetzen, die zur Bildung einer Anzahl
von Kristallformen fähig ist.
Der erfindungsgemäße Aufzeichnungsträger kann durch Schmelz
mischen einer Zusammensetzung aus den oben beschriebenen
Komponenten in Abwesenheit eines Lösungsmittels und Überfüh
ren des geschmolzenen Gemisches in einen amorphen Zustand
durch Abschrecken oder Abkühlen bereitgestellt werden. Dabei
kann jede gewünschte Gestalt durch Ausformen der geschmolze
nen Flüssigkeit oder Schmelzflüssigkeit in einer (Gieß)form
erreicht werden. Durch Recken der Schmelzflüssigkeit kann
auch eine dünne Folie geformt werden. Die Ausbildung einer
dünnen Folie ist auch durch Auflösen der Zusammensetzung in
einem zweckmäßigen Lösungsmittel und Gießen der Lösung mög
lich. Im Fall der Bildung einer dünnen Folie beträgt deren
Dicke vorzugsweise 0,5-50 µm. Wenn nämlich die Dicke der
dünnen Folie zu klein ist, kann im erhaltenen Aufzeichnungs
träger die Färbungsdichte im gefärbten Zustand ungenügend
sein. Wenn andererseits die Dicke der dünnen Folie zu groß
ist, ist für das Aufzeichnen und Löschen eine große Wärmee
nergiemenge nötig, wodurch das Aufzeichnen und Löschen mit
hoher Geschwindigkeit schwierig wird.
Erfindungsgemäß kann zur Verbesserung der Festigkeit des
Aufzeichnungsträgers die oben geschilderte Zusammensetzung
in irgendein geeignetes Medium eingetragen werden. Bei
spielsweise kann die Zusammensetzung zu Mikrokapseln ge
formt, in einem Bindemittelpolymer dispergiert, in anorgani
schem Glas dispergiert, in einem porösen Medium dispergiert
und oder eine geschichtete Substanz eingelagert bzw. inter
caliert werden.
Wenn die beschriebene Zusammensetzung in dem Bindemittelpo
lymer dispergiert wird, dient letzteres zur Hemmung des Auf
tretens von Defekten, die durch wiederholte Phasentrennung
oder abermalige Kristallisation hervorgerufen werden.
Gleichzeitig senkt das Bindemittelpolymer die Konzentratio
nen an Farbbildner und Entwickler, wodurch die Färbung im
entfärbten Zustand herabgesetzt wird, was bedeutet, daß das
Bindemittelpolymer als das erfindungsgemäß definierte Ma
trixmaterial fungiert. Um das Bindemittelpolymer in die Lage
zu versetzen, das erfindungsgemäße Zusammensetzungssystem zu
halten, kann ein Verfahren angewandt werden, durch das eine
niedrigmolekulare Komponente veranlaßt wird, in eine polyme
re Verbindung einzudringen, oder aber ein Verfahren, nach
dem eine niedrigmolekulare Komponente in einer polymeren
Verbindung dispergiert und die Dispersion aufgetra-gen bzw.
aufgestrichen wird. Beispiele für das erstere Eindringungs-
oder Durchdringungsverfahren sind ein Verfahren, bei dem ei
ne Zusammensetzung aus einem Farbbildner und einem Entwick
ler sowie gegebenenfalls einem wahlfreien reversiblen Mate
rial in Abwesenheit eines Lösungsmittels geschmolzen und ei
ne folienartige polymere Verbindung mit der geschmolzenen
Lösung imprägniert wird, sowie ein Verfahren, bei dem eine
Zusammensetzung aus dem Farbbildner, dem Entwickler und dem
wahlfreien reversiblen Material in einem Lösungsmittel auf
gelöst und die Lösung zum Durchdringen einer folienartigen
polymeren Verbindung gebracht wird, von der zumindest ein
Teil oder Abschnitt einen zum Halten der genannten Zusammen
setzung befähigten Raum aufweist. Zur Gewährleistung einer
gleichmäßigen Filmdicke kann die Oberfläche des Materials
aus der polymeren Verbindung vorzugsweise mit der Zusammen
setzung aus den oben angegebenen zwei oder drei Komponenten
oder mit der diese Zusammensetzung enthaltenden Lösung be
netzt werden. Das zuletzt genannte (Imprägnier)verfahren
bietet verschiedene Alternativen. Beispiele für das Auflö
sungs- und/oder Dispersionsverfahren sind ein Verfahren, bei
dem aus einer Lösung mit einer polymeren Verbindung, einem
Farbbildner und einem Entwickler sowie erforderlichenfalls
einem wahlfreien reversiblen Material zu dispergierende Kom
ponenten nach einer geeignete Dispersionsmethode in der po
lymeren Verbindung dispergiert werden, sowie ein Verfahren,
bei dem eine Zusammensetzung aus der polymeren Verbindung,
dem Farbbildner, dem Entwickler und dem wahlfreien reversi
blen Material in Abwesenheit eines Lösungsmittels erwärmt
wird und zu dispergierende Komponenten nach einer geeigneten
Dispersionsmethode in der polymeren Verbindung diespergiert
werden.
Beispiele der Dispersionsmethode bzw. des Dispersionsverfah
rens sind ein Mischerverfahren, ein Sandmühlenverfahren, ein
Kugelmühlenverfahren, ein Flügelradmühlenverfahren, ein Kol
loidmühlenverfahren, ein Dreiwalzen-Mühlenverfahren, ein
Knetverfahren, ein Zweiwalzenverfahren, ein Banburymischer
verfahren, ein Homogenisatorverfahren und ein Atomisierungs
verfahren. Diese Verfahren können entsprechend der Visko
sität der Dispersionslösung oder der Aufbringung bzw. der
Anwendungsart oder der Form des Aufzeichnungsträgers zweck
mäßig gewählt werden.
Beispiele für das Auftrag- oder Beschichtungsverfahren sind
Spinnbeschichtung, Aufziehbeschichtung, Luftrakelbeschich
tung, Klingenbeschichtung, Stabbeschichtung, Schneidenbe
schichtung, Quetschbeschichtung, Imprägnierbeschichtung,
Walzenauftrag in einer gleichsinnig laufenden Walzenauftrag
maschine, Übertragungswalzenbeschichtung, Tiefdruckwalzen
beschichtung, Streichwalzenbeschichtung, Gießbeschichtung,
Sprühbeschichtung, Überflutungsbeschichtung, Kalanderbe
schichtung, Extrusionsbeschichtung, elektrostatische Be
schichtung und Siebdruck. Diese Verfahren können entspre
chend dem Anwendungszweck oder der Form des Aufzeichnungs
trägers beliebig gewählt werden.
Beispiele für die oben beschriebene polymere Verbindung sind
Polyethylen, chloriertes Polyethylen, Ethylencopolymere, wie
Ethylen/Vinylacetet-Copolymer und Ethylenacrylat/Maleinsäu
reanhydrid-Copolymer, Polybutadien, Polyester, wie Poly
ethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyethy
lennaphthalat, Polypropylen, Polyisobutylen, Polyvinylchlo
rid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylalko
hol, Polyvinylacetal, Polyvinylbutyral, Ethylentetrafluorid
harz, Ethylenchloridtrifluoridharz, fluorinierte Ethylen
propylenharze, Ethylentetrafluorid-Copolymere, wie Ethylen
tetrafluorid/Perfluoralkoxyethylen-Copolymer, Ethylentetra
fluorid/Perfluoralkylvinylether-Copolymer, Ethylentetrafluo
rid/Propylenhexafluorid-Copolymer, Ethylentetrafluorid/Ethy
len-Copolymer, Fluorkohlenstoffharze wie fluorhaltiges Poly
benzoxazol, Acrylharze, Methacrylharze, Polyacrylnitril,
Acrylnitril-Copolymere, wie Acrylnitril/-Butadien/Styrol-
Copolymer, Polystyrol, halogeniertes Polystyrol, Styrol-
Copolymere wie Styrol/Methacrylat-Copolymer, Styrol/Acryl
nitril-Copolymer, Acetalharze, Polyamide wie Nylon 66,
Polycarbonate, Polyestercarbonate, Harze auf Cellulosebasis,
Phenolharze, Harnstoffharze, Epoxyharze, ungesättigte Poly
esterharze, Alkydharze, Melaminharze, Polyurethane, Di
arylphthalatharze, Polyphenylensulfide, Polysulfone, Poly
phenylensulfone, Silikonharze, Polyimide, Bismale-imid-Tria
zinharze, Polyamidimide, Polyethersulfone, Polymethylpen
tene, Polyetherketone, Polyetherimide, Polyvinylcarbazole,
amorphe Polyolefine auf Norbornenbasis. Weiterhin sind Cel
lulosesorten und Neutralpapier insofern günstige Materia
lien, als diese das Eindringen (Imprägnieren) von Zusammen
setzungen aus einer vergleichsweise großen Zahl von Arten
von Farbbildnern, Entwicklern und wahlfreien reversiblen Ma
terialien erleichtern und eine hohe Färbungsdichte sowie gu
te Farblosigkeit in einem entfärbten Zustand gewährleisten.
Zur Unterdrückung einer Verringerung der Färbungsdichte des
Aufzeichnungsträgers beträgt die Löslichkeit des Farbbild
ners, des Entwicklers oder des reversiblen Materials, bezo
gen auf 100 g der polymeren Verbindung, vorzugsweise 10 g
oder weniger. Die nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff oder ei
nem Halogenelement bestehende wiederkehrende Einheit der po
lymeren Verbindung beträgt vorzugsweise mehr als 75 Gew.-%.
Genauer gesagt: wenn das Gewicht von (A)m gleich a und das
Gewicht von (B)n gleich b ist, ist vorzugsweise die Be
dingung a/(a + b) < 0,75 in einer durch die nachstehende
Formel repräsentierten polymeren Verbindung erfüllt:
-(A)m-(B)n-
In obiger Formel bedeuten:
A = ein Polyolefin oder Polystyrol, oder Polyolefin oder Po lystyrol, das durch ein Halogenelement substituiert ist;
B = eine wiederkehrende Einheit mit mindestens einem Ele ment, das von Kohlenstoff, Wasserstoff und einem Halogenele ment verschieden ist, d. h. eine wiederkehrende Einheit mit einer polaren Gruppe, die ein zweiwertiges oder dreiwertiges Element enthält;
m = eine ganze Zahl von 1 oder größer; und
n = eine ganze Zahl von 0 oder größer.
A = ein Polyolefin oder Polystyrol, oder Polyolefin oder Po lystyrol, das durch ein Halogenelement substituiert ist;
B = eine wiederkehrende Einheit mit mindestens einem Ele ment, das von Kohlenstoff, Wasserstoff und einem Halogenele ment verschieden ist, d. h. eine wiederkehrende Einheit mit einer polaren Gruppe, die ein zweiwertiges oder dreiwertiges Element enthält;
m = eine ganze Zahl von 1 oder größer; und
n = eine ganze Zahl von 0 oder größer.
Im folgenden ist unter Bezugnahme auf einen Farbbildner als
Beispiel ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Farbbildner,
ein Entwickler oder ein reversibles Material sich in einer
polymeren Verbindung auflöst, beschrieben. Wenn eine polyme
re Verbindung beim Schmelzpunkt eines Farbbildners erweicht,
wird der Farbbildner zugesetzt und mit der durch Erwärmen
erweichten polymeren Verbindung gründlich vermischt; die er
haltene Zusammensetzung oder Masse wird auf Raumtemperatur
abgekühlt. Die Kristallisation des Farbbildners in der Masse
wird mittels eines Mikroskops oder nach einem üblichen Ver
fahren, wie Röntgenstrahlenbeugung oder Elektronenbeugung,
beobachtet. Damit kann folglich anhand des Vorhanden
seins/Fehlens eines Kristalls bestimmt werden, ob sich der
Farbbildner in der polymeren Verbindung auflöst. Beispiels
weise wird 1 g des Farbbildners zu 100 g der polymeren Ver
bindung zugesetzt und damit gründlich vermischt; die erhal
tene Masse wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Wenn in der
Masse ein Kristall festgestellt wird, kann die Löslichkeit
des Farbbildners in bezug auf 100 g der polymeren Verbindung
mit 1 g oder weniger bestimmt werden. Wenn andererseits eine
polymere Verbindung beim Schmelzpunkt eines Farbbildners
nicht erweicht, wird eine Lösung, in welcher der Farbbildner
und die polymere Verbindung gelöst sind, nach einem geeigne
ten Auftrag- oder Beschichtungsverfahren aufgetragen und ge
trocknet. Das erhaltene Material wird sodann auf den
Schmelzpunkt des Farbbildners erwärmt, um letzteren aufzu
schmelzen. Danach wird die erhaltene Masse auf Raumtempera
tur abgekühlt; die Kristallisation des Farbbildners in der
Masse wird nach einem Verfahren, ähnlich wie oben beschrie
ben, beobachtet, d. h. bestimmt. Ob sich der Farbbildner in
der polymeren Verbindung auflöst, kann demzufolge in der
gleichen Weise wie für eine polymere Verbindung, die beim
Schmelzpunkt eines Farbbildners erweicht, bestimmt werden.
Der Wert oder die Größe von a/(a + b) einer polymeren Ver
bindung kann wie folgt gemessen werden: Eine polymere Ver
bindung bildende Materialien werden durch Messen der Visko
elastizität oder des IR-Spektrums der polymeren Verbindung
spezifiziert. Ebenso kann das Mischungsverhältnis der Be
standsteilmaterialien mittels einer Elementaranalyse für
die polymere Verbindung ermittelt werden. Die Größe von
a/(a + b) kann sodann anhand des Gewichts und des Mischungs
verhältnisses dieser Bestandteile berechnet werden.
Aufgrund der oben angegebenen Charakteristika der polymeren
Verbindung kann die Abnahme der Färbungsdichte effektiv un
terdrückt werden, und zwar speziell in dem Fall, in welchem
die Gehalte an Farbbildner und Entwickler, die in der poly
meren Verbindung dispergiert sind, niedrig sind.
Zur Vergrößerung der Geschwindigkeit eines Übergangs kri
stalliner Zustand/amorpher Zustand des Farbbildners, des
Entwicklers und des wahlfreien reversiblen Materials, die in
dem Polymeren dispergiert sind, werden ein Zusammensetzungs
system, das den Übergang hervorruft, und eine polymere Ver
bindung vorzugsweise zu einem gewissen Grad miteinander in
Wechselwirkung gebracht. Hierbei wird eine Verbindung mit
einer polaren Gruppe als die polymere Verbindung bevorzugt.
Auch wenn die polymere Verbindung keine polare Gruppe ent
hält, kann durch Erhöhung des Mischungsanteils der polymeren
Verbindung eine Wechselwirkung mittels Van der Waals'schen-
Wechselwirkungen herbeigeführt werden.
Beispiele für die für diesen Zweck eingesetzte polymere Ver
bindung sind Polyethersulfon, Polystyrol, Polyethyleniso
phthalat, Polymethylpenten, ein statistischer Styrol/Methyl
methacrylat-Copolymer, ein Syrol/Methylmethacrylat-Block-co
polymer, Polymethylmethacrylat, Polyethylen, Polyester, Po
lyesterimid, Polyamid und Polyimid.
Beispiele für die oben erwähnte Mikrokapsel-Erzeugungstech
nik sind ein Grenzflächenpolymerisationsverfahren, ein in-
situ-Polymerisationsverfahren, ein Beschichtungsverfahren
mit Härtung in einer Flüssigkeit, eine Phasentrennung aus
einem wäßrigen Lösungssystem, eine Phasentrennung aus einem
organischen Lösungssystem, ein Suspensionsverfahren in der
Gasphase und ein Sprühtrocknungsverfahren. Diese Verfahren
können entsprechend dem Verwendungszweck oder der Form des
Aufzeichnungsträgers geeignet gewählt werden. Erfindungsge
mäß ist es auch möglich, die Mikrokapseln in dem Bindemit
telpolymer oder dem anorganischen Glas, wie oben angegeben,
zu dispergieren. Dies ermöglicht die Erzielung einer gut
dispergierten Form, auch wenn die Zusammensetzung oder Masse
ein Medium mit ungenügender Dispergierbarkeit ist.
Beispiele für das erfindungsgemäß einsetzbare poröse Medium
sind verschiedene Arten von Polymeren und anorganischen Ver
bindungen. Beispiele für die schichtartige Substanz sind
Stoffe aus der Glimmergruppe, Chloritgruppe, Tonmineralien
und Talkum. Das anorganische Glas ist vorzugsweise ein sol
ches, das nach einer sogen. Sol-Gel-Methode herstellbar ist
und dabei eine nicht zu hohe Geliertemperatur besitzt.
Wie oben erwähnt, ist die Form des erfindungsgemäßen Auf
zeichnungsträgers keinen besonderen Einschränkungen unter
worfen. Neben einer massiven oder sperrigen Form kann der
Aufzeichnungsträger auch eine Form, bei welcher eine Auf
zeichnungsschicht als Dünnschicht auf einem Grundmaterial
ausgebildet ist, oder eine Verbundform mit Fasern besitzen.
Beispiele für das Grundmaterial sind eine Kunststoffplatte,
eine Metallplatte, ein Halbleitersubstat, eine Glasscheibe,
Papier und eine OHP-Lage bzw. -Folie. In der Ausführungs
form, bei welcher die Mikrokapseln auf oben beschriebene
Weise hergestellt und als Farbe bzw. Lack oder Druckfarbe
auf ein Grundmaterial aufgestrichen sind, kann unter Verwen
dung verschiedener Arten von Farbbildnern in diesen Mikro
kapseln eine Farbaufzeichnung einfach bzw. ohne weiteres
durchgeführt werden. Ebenso ist es möglich, Mikrokapseln,
die verschiedene Arten von Farbbildnern enthalten und unter
schiedliche Kristallisationstemperaturen Tc oder verschiede
ne Schmelzpunkte Tm besitzen, in einem gewünschten Mi
schungsverhältnis (miteinander) zu vermischen. In diesem
Fall kann der gefärbte Zustand entsprechend der Größe einer
zugespeisten Wärmeenergie kontrolliert werden. Folglich ist
eine Vollfarbaufzeichnung unter Verwendung von Farbbildnern
von z. B. Blaugrün, Purpurrot und Gelb möglich.
Auf dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger kann erforder
lichenfalls auch eine Schutzschicht aus Wachs, einem thermo
plastischen Harz, einem wärmehärtenden Harz oder einem durch
Licht aushärtbaren Harz mit einer Dicke von etwa 0,1-100
µm ausgeformt sein.
Die Schutzschicht kann nach einem Verfahren geformt werden,
nach welchem eine eine Schutzschichtkomponente der beschrie
benen Art enthaltende Lösung oder eine Lösung, in welcher
die Schutzschichtkomponente in einem Lösungsmittel aufgelöst
oder dispergiert ist, auf die Schicht oder Lage des Auf
zeichnungsträger aufgestrichen und aufgetrocknet wird. Die
Schutzschicht kann auch durch Anhaftenlassen einer wärmebe
ständigen Folie oder einer solchen wärmebeständigen Folie,
die mit einem Klebmittel beschichtet ist, an der Schicht
oder Lage des Aufzeichnungsträgers nach einem Trockenlami
natverfahren ausgebildet werden.
Die wärmebeständige Folie unterliegt keinen besonderen Ein
schränkungen, solange die Folie eine Wärmedeformationstempe
ratur besitzt, die höher ist als die Schmelzpunkte eines
Farbbildners, eines Entwicklers und eines wahlfreien rever
siblen Materials. Beispiele für eine solche folienartige po
lymere Verbindung sind Polyetheretherketone; Polycarbonate;
Polyallylate; Polysulfone; Ethylentetrafluoridharze;
Ethylen/Tetrafluorid-Copolymere wie ein Ethylentetrafluo
rid/Perfluoralkoxyethylen-Copolymer, ein Ethylentetrafluo
rid/Perfluoralkylvinylether-Copolyer, ein Ethylentetrafluo
rid/Propylenhexafluorid-Copolymer und ein Ethylentetrafluo
rid/Ethylen-Copolymer; Ethylenchloridtrifluoridharze; Viny
lidenfluoridharze; fluorhaltige Polybenzoxazole; Polyprop
ylene; Polyvinylalkohole; Polyvinylidenchloride; Polyester
wie Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und
Polyethylennaphthalat, Polystyrole; Polyamide wie Nylon 66;
Polyimide; Polyimidoamide; Polyethersulfone; Polymethylpen
tene; Polyetherimide; Polyurethane sowie Poly-butadiene.
Diese Verbindungen können abhängig von der Wärmeenergie-Be
aufschlagungsmethode oder dem vorgesehenen Verwendungszweck
bzw. der vorgesehenen Form des Aufzeichnungsträgers zweckmä
ßig gewählt werden.
Die wärmebeständige Folie braucht nur mittels eines Klebmit
tels mit dem erfindungsgemäßen reversiblen reversiblen Auf
zeichnungsträger verklebt zu werden. Als Klebmittel kann ein
beliebiges, allgemein bei einem Trockenlaminat- bzw. -lami
nierverfahren benutztes Material verwendet werden. Beispiele
sind Acrylharze, Phenoxyharze, Ionomerharze, Ethylencopoly
mere wie Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und ein Ethylen/-
Acrylsäuremaleinanhydrid-Copolymer, Polyvinylether, Poly
vinylformale, Polyvinylbutylale, Polyester, Polystyrole,
Styrolcopolymere wie ein Styrol/Acrylsäure-Copolymer,
Vinylacetatharze, Polyester, Polyurethane, Xylolharze,
Epoxyharze, Phenolharze und Harnstoffharze.
Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger kann erforderli
chenfalls eine Grundierungsschicht zwischen der Schicht des
Aufzeichnungsträgers und dem Grundmaterial geformt werden,
um z. B. die Adhäsion zwischen der Schicht des Aufzeichnungs
trägers und dem Grundmaterial zu verbessern, das Eindringen
der Zusammensetzung in das Grundmaterial bei Wärmebeauf
schlagung zu verhindern, die Wärmebeständigkeit zu verbes
sern und auch die Lösungsmittelbeständigkeit zu erhöhen.
Für Aufzeichnung oder Löschung beim erfindungsgemäßen Auf
zeichnungsträger ist es nur nötig, in der oben erwähnten
Weise Wärmeenergien zweier verschiedener Größen zuzuspeisen
bzw. anzulegen. Insbesondere kann zweckmäßig für die Zufüh
rung der Wärmeenergie bei Aufzeichnung ein Thermodruckkopf
oder ein Laserstrahl verwendet werden. Obgleich seine Auf
lösungsleistung nicht so hoch ist, wird ein Thermodruckkopf
bevorzugt, weil er in der Lage ist, eine große Oberfläche
unabhängig davon zu erwärmen, ob die Substanz kristallin
oder amorph ist. Ein Laserstrahl, dessen Punktdurchmesser
klein eingestellt sein kann, wird bevorzugt, weil damit eine
hochdichte Aufzeichnung möglich ist. Bei der Zuführung von
Wärmeenergie zum Aufzeichnungsträger mittels eines Laser
strahls muß dieser jedoch auch in einer amorphen Substanz
einer hohen Transparenz ausreichend absorbierbar sein. Zu
diesem Zweck wird üblicherweise und zweckmäßig eine Licht
absorptionsschicht mit einem Absorptionsband entsprechend
der Wellenlänge des Laserstrahls ausgeformt oder eine Ver
bindung mit einem Absorptionsband entsprechend der Wellen
länge des Laserstrahls dem Zusammensetzungssystem zuge
mischt. Bei der Durchführung der Löschung (der Aufzeichnung)
wird andererseits Wärmeenergie bevorzugt nach einer Warm
präge- oder Heizwalzenmethode zugeführt, wodurch der gesamte
Aufzeichnungsträger auf einmal erwärmt werden kann. Obgleich
der so erwärmte Aufzeichnungsträger abgekühlt werden kann,
wird er bevorzugt nach einer Kaltpräge-, einer Kaltwalzen-
oder einer Luftkühlmethode unter Verwendung eines Kaltluft
stroms abgeschreckt. Bei diesem Aufzeichnungsträger kann
darüber hinaus auch eine Überschreibungsaufzeichnung mit
tels mehrerer Laserstrahlen mit beispielsweise unterschied
licher Energie oder unterschiedlichen Punktdurchmessern
durchgeführt werden.
Im folgenden ist die Erfindung anhand ihrer Beispiele be
schrieben.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als Matrixmaterial wurden miteinander ver
mischt und zur Bildung einer homogenen Zusammensetzung oder
Masse thermisch aufgeschmolzen. Die Meßergebnisse einer Dif
ferentialabtastkalorimetrie (DSC) waren folgende: Das Kri
stallviolettlacton und das Methylandrostendiol wiesen Glas
übergangs- bzw. Einfriertemperaturen Tg von 64°C bzw. 71°C
auf; diese Komponenten bildeten stabile amorphe Substanzen
bei Raumtemperatur. Das Propylgallat bildete andererseits
keine stabile amorphe Substanz, weil es in hohem Maße kri
stallisierbar war. Das gesamte Zusammensetzungssystem besaß
eine Einfriertemperatur Tg von 70°C und bildete, wie festge
stellt wurde, eine stabile amorphe Substanz bei Raumtempera
tur.
Danach wurde eine kleine Menge der oben angegebenen Masse
auf ein 1,5 mm dickes Glassubstrat aufgeschmolzen. Eine 1 mm
dicke Glasscheibe, bei der eine geringe Menge an Siliziumdi
oxidteilchen als Abstandhalter von etwa 10 µm Durchmesser
zum Anhaften gebracht waren, wurde auf das Glassubstrat auf
gelegt, um die Schmelzlösung auf der Gesamtoberfläche des
Substrats zu verteilen. Die so erhaltene Struktur wurde auf
Raumtemperatur abgekühlt. Hierauf wurde die Glasscheibe ent
fernt; es zeigte sich dabei, daß auf dem Glassubstrat eine
transparente bzw. durchsichtige, dünne amorphe Schicht einer
Dicke von etwa 10 µm geformt war. Anschließend wurde ein
durch Licht aushärtbares Epoxyharz auf die dünne amorphe
Schicht aufgetragen und optisch ausgehärtet, wobei eine 1 µm
dicke Schutzschicht entstand. Um einen Teil der dünnen amor
phen Schicht, die während der Erzeugung der Schutzschicht
kristallisierte, in den amorphen Zustand zurückzuführen,
wurde weiterhin die gesamte Oberfläche mittels einer erwärm
ten oder beheizten Walze verpreßt; das erhaltene Material
wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise wurde
ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger erhalten.
Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht des so erhaltenen Auf
zeichnungsträgers. Gemäß Fig. 6 ist bei diesem Aufzeich
nungsträger eine Aufzeichnungsschicht 12 in Form eines Dünn
films bzw. einer Dünnschicht auf einem Glassubstrat 11 als
Basis ausgeformt. In Fig. 6 stehen die Bezugsziffern 13 und
14 für die Schutzschicht bzw. die Abstandhalter aus Silizi
umdioxidteilchen.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde ein thermischer Druckvorgang am Auf
zeichnungsträger mit einer angelegten Spannung von 10 V und
einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristallisierte
der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf die Durch
führung einer Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Es
ist darauf hinzuweisen, daß die Peakextinktionen des be
druckten Bereichs und des Hintergrunds in bezug auf Licht
einer Wellenlänge von 610 nm 1,7 bzw. 0,04 betrugen, wäh
rend das Kontrastverhältnis zwischen diesen Bereichen 43 be
trug. Für das Kontrastverhältnis des in "The 42nd Polymer
Forum Preprints", 1993, Seite 2736, offenbarten Zusammenset
zungssystems wird ein Wert von höchstens etwa 10 angegeben.
Hierdurch wird aufgezeigt, daß eine Anzeige bzw. Wiedergabe
mit einem sehr hohen Kontrastverhältnis erfindungsgemäß ge
währleistet werden konnte. Danach wurde die Gesamtober-flä
che des Aufzeichnungsträgers mittels der beheizten Walze
verpreßt, worauf der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur
stehengelassen wurde. Dabei kehrte der bedruckte Bereich in
den transparenten amorphen Zustand zurück, d. h. es wurde be
stätigt, daß eine Löschung erfolgte. Auch nach 100-maliger
Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge er
gab sich keine Verschlechterung. Selbst nach Liegenlassen
des Aufzeichnungsträgers bei 30°C für die Dauer eines Jahres
wurde keinerlei Änderung im bedruckten Zustand festgestellt.
Andererseits wurde die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mit einer beheizten Walze einer Temperatur, die
niedriger als die Temperatur der oben beschriebenen beheiz
ten Walze war, verpreßt. Hierauf wurde der Aufzeich-nungs
träger auf Raumtemperatur abgekühlt, um die gesamte dünne
amorphe Schicht zu kristallisieren. Dabei färbte sich die
Schicht blau. Der gleiche Thermodruckkopf (6 Punkte/mm,
380 Ω) wie oben erwähnt, wurde dann zur Durchführung eines
thermischen Druckvorgangs am Aufzeichnungsträger mit einer
angelegten Spannung von 15 V und einer Pulsweite von 2 ms
benutzt. Dabei ging der bedruckte Bereich in einen amorphen
Zustand über, d. h. er wurde farblos und transparent; hier
durch wurde belegt, daß eine Aufzeichnung des negativen Typs
stattgefunden hatte. Das Kontrastverhältnis zwischen dem be
druckten 99999 00070 552 001000280000000200012000285919988800040 0002019507151 00004 99880Bereich und dem Hintergrund, die Stabilität bei
wiederholter Aufzeichnung und Löschung sowie die Lagerstabi
lität des bedruckten Zustands waren denen im Fall der oben
beschriebenen Aufzeichnung des positiven Typs gleichwertig.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als Matrixmaterial wurden in Ethanol auf
gelöst. Die so erhaltene Ethanollösung wurde auf ein 1,5 mm
dickes Glassubstrat aufgestrichen und getrocknet, um eine
teilweise undurchsichtige bzw. opake dünne Schicht einer
Dicke von etwa 15 µm zu bilden. Hierauf wurde ein durch
Licht aushärtbares Epoxyharz auf die so erhaltene Dünn
schicht aufgetragen und zur Bildung einer 1 µm dicken
Schutzschicht optisch ausgehärtet. Um zudem die gesamte
Dünnschicht, die teilweise zu einer amorphen Substanz kri
stallisiert war, zu verändern, wurde die Gesamtoberfläche
mittels einer beheizten Walze verpreßt; das so erhaltene Ma
terial wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise
wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger erhalten.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 11 V und ei
ner Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristallisierte
der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was darauf hinwies,
daß eine Aufzeichnung des positiven Typs stattgefunden
hatte. Die Peakextinktionen des bedruckten Bereichs und des
Hintergrunds in bezug auf Licht einer Wellenlänge von 610 nm
betrugen 1,9 bzw. 0,05, während das Kontrastverhältnis zwi
schen diesen Bereichen 38 betrug. Sodann wurden die Gesamt
oberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels einer beheizten
Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger bei Raumtempera
tur stehengelassen. Dabei kehrte der bedruckte Bereich in
den transparenten amorphen Zustand zurück; hierdurch wurde
bestätigt, daß die Löschung stattgefunden hatte. Auch nach
100-maliger Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Lösch
vorgänge trat keine Verschlechterung auf. Ebenso ergab sich
keinerlei Veränderung des bedruckten Zustands selbst dann,
wenn der Aufzeichnungsträger ein Jahr lang bei 30°C liegen
gelassen bzw. aufbewahrt wurde.
Andererseits wurde die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mittels einer beheizten Walze einer Temperatur, die
unter derjenigen der oben beschriebenen beheizten Walze lag,
verpreßt. Hierauf wurde der Aufzeichnungsträger auf Raumtem
peratur abgekühlt, um die gesamte dünne amorphe Schicht zu
kristallisieren. Dabei wurde die Schicht blau. Der oben er
wähnte Thermodruckkopf (6 Punkte/mm, 380 Ω) wurde sodann
zur Durchführung eines thermischen Druckvorgangs am
Aufzeichnungsträger mit einer angelegten Spannung von 15 V
und einer Pulsweite von 2 ms benutzt. Dabei veränderte sich
der bedruckte Bereich in einen amorphen Zustand, d. h. er
wurde farblos und transparent; hierdurch wurde belegt, daß
eine Aufzeichnung des negativen Typs stattgefunden hatte.
Das Kontrastverhältnis zwischem dem bedruckten Bereich und
dem Hintergrund, die Stabilität bei wiederholten
Aufzeichnungs- und Löschvorgängen sowie die Lagerstabilität
des bedruckten Zustands waren dabei die gleichen wie im oben
beschriebenen Fall der Aufzeichnung des positiven Typs.
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein erfindungsgemäßer Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
eine handelsübliche Leukoverbindung PSD-V auf Fluoranbasis
anstelle des Kristallviolettlactons als Farbbildner
eingesetzt wurde. Mittels eines handelsüblichen Thermodruck
kopfes (6 Punkte/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger
ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten Spannung
von 10 V und einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei
veränderte sich der bedruckte Bereich bei Kristallisation in
Zinnoberrot, was darauf hinwies, daß eine Aufzeichnung des
positiven Typs stattgefunden hatte. Anschließend wurde der
gleiche Thermodruckkopf benutzt, um sequentiell die
Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mit einer
angelegten Spannung von 15 V und einer Pulsweite von 2 ms zu
erwärmen. Der bedruckte Bereich wurde dabei auf den
transparenten amorphen Zustand zurückgeführt, d. h. es wurde
bestätigt, daß eine Löschung erfolgt war. Auch nach 100-
maliger Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Lösch
vorgänge war keine Verschlechterung zu beobachten. Ebenso
ergab sich keinerlei Veränderung des bedruckten Zustands,
wenn der Aufzeichnungsträger 1 Jahr lang bei 30°C aufbewahrt
wurde.
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein erfindungsgemäßer Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
eine handelsübliche Leukoverbindung PSD-290 auf Fluoranbasis
anstelle des Kristallviolettlactons als Farbbildner verwen
det wurde. Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes
(6 Punkte/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein ther
mischer Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V
und einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei änderte
sich die Farbe des bedruckten Bereichs bei Kristallisation
nach schwarz, was auf eine Aufzeichnung des positiven Typs
hinwies. Anschließend wurde die Gesamtoberfläche des Auf
zeichnungsträgers mittels einer beheizten Walze verpreßt;
der Aufzeichnungsträger wurde bei Raumtemperatur stehenge
lassen. Der bedruckte Bereich kehrte daraufhin in den trans
parenten amorphen Zustand zurück, wodurch belegt wurde, daß
eine Löschung stattgefunden hatte. Auch nach 100-maliger
Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat
keinerlei Verschlechterung auf. Selbst nach Aufbewahrung des
Aufzeichnungsträgers bei 30°C für die Dauer eines Jahres war
keine Veränderung des bedruckten Zustands festzustellen.
Entsprechend Beispiel 1 wurde ein erfindungsgemäßer Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
als Matrixmaterialien anstelle von 50 Gew.-Teilen Methyl-an
drostendiol 50 Gew.-Teile Cholesterin und 10 Gew.-Teile 5ß-
Cholansäure eingesetzt wurden. Mittels Differentialab-tast
kalorimetrie wurde bestätigt oder festgestellt, daß das ge
samte Zusammensetzungssystem eine stabile amorphe Substanz
mit einer Einfriertemperatur Tg von 27°C bildete.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfs (6 Punkte/mm,
380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer Druck
vorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V und einer
Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristallisierte der
bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine Aufzeich
nung des positiven Typs hinwies. Anschließend wurde die Ge
samtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels einer be
heizten Walze verpreßt; der Aufzeichnungsträger wurde an
schließend bei Raumtemperatur belassen. Als Ergebnis kehrte
der bedruckte Bereich in den transparenten amorphen Zustand
zurück, wodurch bestätigt wurde, daß eine Löschung erfolgt
war. Wenn der Aufzeichnungsträger 1 Tag lang bei 30°C belas
sen wurde, kristallisierte die gesamte Oberfläche des be
druckten Bereichs unter Blaufärbung. Hierdurch wird belegt,
daß die Information in kurzer Zeitspanne auf natürliche
Weise gelöscht wurde.
Entsprechend Beispiel 2 wurde ein erfindungsgemäßer Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
anstelle der 50 Gew.-Teile Methylandrostendiol 10 Gew.-Teile
Pregnenolon als Matrixmaterial eingesetzt wurden. Anhand ei
ner Differentialabtastkalorimetrie wurde bestätigt, daß das
Pregnenolon eine stabile amorphe Substanz mit einer Ein
friertemperatur Tg von 58°C bildete und das gesamte Zusam
mensetzungssystem eine stabile amorphe Substanz mit einer
Einfriertemperatur Tg von 36°C formte.
Mittels des in den vorherigen Beispielen benutzten Thermo
druckkopfes wurde am Aufzeichnungsträger mit einer angeleg
ten Spannung von 10 V und einer Pulsweite von 1 ms ein ther
mischer Druckvorgang durchgeführt. Dabei kristallisierte der
bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine erfolgte
Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Anschließend wurde
mittels des gleichen Thermodruckkopfes sequentiell die Ge
samtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mit einer angelegten
Spannung von 15 V und einer Pulsweite von 2 ms erwärmt. Da
bei kehrte der bedruckte Bereich auf den transparenten amor
phen Zustand zurück, wodurch die erfolgte Löschung bestätigt
wurde. Auch nach Durchführung von 100 Zyklen ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlech-te
rung auf. Ebenso wurde keinerlei Veränderung des bedruck-ten
Zustands festgestellt, auch wenn der Aufzeichnungsträger 1
Jahr lang bei 30°C belassen bzw. aufbewahrt wurde.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 2 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt, nur mit dem
Unterschied, daß als Farbbildner anstelle von Kristallvio
lettlacton eine handelsübliche Leucoverbindung PSD-V auf
Fluoranbasis eingesetzt wurde. Mittels des gleichen Thermo
druckkopfes, wie bei den obigen Beispielen, wurde ein ther
mischer Druckvorgang bei dem Aufzeichnungsträger mit einer
angelegten Spannung von 11 V und einer Pulsweite von 1 ms
durchgeführt. Dabei veränderte sich die Farbe des bedruckten
Bereichs bei Kristallisation nach Zinnoberrot, wodurch
aufgezeigt wurde, daß eine Aufzeichnung des positiven Typs
stattgefunden hatte. Anschließend wurde der gleiche
Thermodruckkopf benutzt, um die Gesamtoberfläche des Auf
zeichnungsträgers mit einer angelegten Spannung von 15 V und
einer Pulsweite von 2 ms sequentiell zu erwärmen. Dabei
kehrte der bedruckte Bereich in den transparenten amorphen
Zustand zurück, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt
wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlechte
rung auf. Ebenso wurde keinerlei Veränderung des bedruckten
Zustands auch bei Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei
30°C für die Dauer eines Jahres festgestellt.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 5 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt, nur mit dem
Unterschied, daß eine handelsübliche Leukoverbindung Indo
lylrot auf Fluoranbasis anstelle des Kristallviolettlactons
als Farbbildner eingesetzt wurde. Mittels des gleichen
Thermodruckkopfes, wie bei den obigen Beispielen, wurde ein
thermischer Druckvorgang am Aufzeichnungsträger mit einer
angelegten Spannung von 10 V und einer Pulsweite von 1 ms
durchgeführt. Dabei ging der bedruckte Bereich bei Kri
stallisation nach Rot über, was darauf hinwies, daß eine
Aufzeichnung des positiven Typs stattgefunden hatte. An
schließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträ
gers mittels einer beheizten Walze verpreßt und der Auf
zeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Der bedruckte
Bereich kehrte daraufhin in den transparenten amorphen Zu
stand zurück, wodurch eine stattgefundene Löschung bestätigt
wurde. Wenn der Aufzeichnungsträger 1 Tag lang bei 30°C be
lassen wurde, ging die Gesamtoberfläche des bedruckten Be
reichs bei Kristalliation nach Rot über. Dies weist darauf
hin, daß die Information auf natürliche Weise innerhalb ei
ner kurzen Zeitspanne gelöscht wurde.
Entsprechend den Maßnahmen gemäß Beispiel 2 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt, nur mit dem
Unterschied, daß anstelle von Kristallviolettlacton als
Farbbildner eine handelsübliche Leukoverbindung auf Fluoran
basis verwendet wurde. Auf dem Aufzeichnungsträger wurde
nach einer Heiß- bzw. Warmprägemethode ein thermischer
Druckvorgang durchgeführt. Dabei ging der bedruckte Bereich
bei Kristallisation nach Grün über, wodurch aufgezeigt
wurde, daß eine Aufzeichnung des positiven Typs stattgefun
den hatte. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des
Aufzeichnungsträgers mittels einer beheizten Walze verpreßt
und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Der
bedruckte Bereich kehrte daraufhin in den transparenten
amorphen Zustand zurück, wodurch eine erfolgte Löschung be
stätigt wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher
Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlech
terung auf. Ebenso war keine Veränderung des bedruckten Zu
stands festzustellen, auch wenn der Aufzeichnungsträger 1
Jahr lang bei 30°C aufbewahrt wurde.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als Matrixmaterial wurden miteinander ver
mischt und zur Bildung einer homogenen Zusammensetzung oder
Masse thermisch aufgeschmolzen. Danach wurde eine kleine
Menge obiger Masse auf ein 1,2 mm dickes Glassubstrat aufge
schmolzen, das optisch poliert worden war und auf dem als
Lichtabsorptionsschicht eine 100 mm dicke Cr-Schicht im Va
kuum aufgedampft worden war. Hierauf wurde auf das Glas-sub
strat eine Glasscheibe aufgelegt, um die geschmolzene Lösung
bzw. Schmelzlösung auf der Gesamtoberfläche des Sub-strats
zu verteilen. Sodann wurde die Schmelzlösung durch Anpressen
des Glassubstrats an eine mit Wasser gekühlte Aluminiumplat
te gekühlt, wobei eine amorphe Dünnschicht einer Dicke von
etwa 10 µm als Aufzeichnungsschicht entstand. Auf diese
Weise wurde ein aus dem Glassubstrat, der Lichtabsorptions
schicht, der Aufzeichnungsschicht und der Glasscheibe beste
hender erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt.
Während der so erhaltene Aufzeichnungsträger mit 900 U/min
in Rotation versetzt wurde, wurde in der Aufzeichnungs
schicht eine Einschreiboperation durch Aufstrahlen eines
Halbleiter-Laserstrahls durchgeführt, der zu einem Durchmes
ser von 1 µm konvergiert war und eine Wellenlänge von 830 nm
besaßt, so daß die Intensität oder Stärke auf der Oberfläche
des Aufzeichnungsträgers 1 mW betrug. Durch Beobachtung mit
tels eines Polarisationsmikroskops wurde bestätigt, daß der
mit dem Laserstrahl bestrahlte Einschreibbereich mit einem
deutlichen Kontrast kristallisierte. Dies bedeutet, daß die
Aufzeichnung einer etwa 1 µm breiten Linie festgestellt
wurde. Anschließend wurde ein auf einen Durchmesser von 2 µm
konvergierter, eine Wellenlänge von 830 nm besitzender Halb
leiter-Laserstrahl so aufgestrahlt, daß die Intensität auf
der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 8 mW betrug. Durch
Beobachtung des so erhaltenen Aufzeichnungsträgers mittels
des Polarisationsmikroskops wurde bestätigt, daß sich der
Einschreibbereich in dem mit dem Laserstrahl einer Intensi
tät von 8 mW bestrahlten Teil ebenfalls in den amorphen Zu
stand änderte, wodurch eine erfolgte Löschung belegt wurde.
Auch nach einer Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei
30°C für die Dauer eines Jahres war keinerlei Veränderung im
Einschreibzustand festzustellen.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 2 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger angefertigt, nur mit dem
Unterschied, daß anstelle von Methylandrostendiol als Ma
trixmaterial Östradiolbenzoat eingesetzt wurde. Eine Diffe
rentialabtastkalorimetrie lieferte folgende Meßergebnisse:
Es wurde festgestellt, daß das Östradiolbenzoat eine stabile
amorphe Substanz mit einer Einfriertemperatur Tg von 52°C
lieferte und das gesamte Zusammensetzungssystem eine stabile
amorphe Substanz mit einer Einfriertemperatur Tg von 51°C
bildete. Ebenso wurde festgestellt, daß dieses Zusammenset
zungssystem eine Anzahl von Kristallformen lieferte. Der
Schmelzpunkt eines Niedrigtemperatur-Kristalls (niedrig
schmelzenden Kristalls) betrug etwa 140°C, der Schmelzpunkt
eines Hochtemperatur-Kristalls (hochschmelzenden Kristalls)
lag bei etwa 180°C. Ferner wurde eine farblose, transparente
amorphe Substanz geformt, wenn der Niedrigtemperatur-Kri
stall geschmolzen und dann auf Raumtemperatur abgekühlt
wurde.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde ein thermischer Druckvorgang am Auf
zeichnungsträger mit einer angelegten Spannung von 10 V und
einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristallisierte
der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine statt
gefundene Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Anschlie
ßend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers
mittels einer beheizten Walze verpreßt und der Aufzeich
nungsträger bei Raumtemperatur stehengelassen bzw. belassen.
Dementsprechend kehrte der bedruckte Bereich in den trans
parenten amorphen Zustand zurück, wodurch eine erfolgte
Löschung bestätigt wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung
ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei
Verschlechterung auf. Selbst bei Aufbewahrung des Aufzeich
nungsträgers bei 30°C für die Dauer eines Jahres war keiner
lei Veränderung im bedruckten Zustand festzustellen.
Andererseits wurde die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mit einer beheizten Walze einer Temperatur, die un
terhalb derjenigen der oben beschriebenen beheizten Walze
lag, verpreßt. Sodann wurde der Aufzeichnungsträger auf
Raumtemperatur abgekühlt, um die gesamte dünne amorphe
Schicht zu kristallisieren. Die Schicht wurde dabei blau.
Der gleiche Thermodruckkopf (6 Punkte/mm, 380 Ω), wie oben
angegeben, wurde dann dazu benutzt, am Aufzeichnungsträger
einen thermischen Druckvorgang mit einer angelegten Spannung
von 13 V und einer Pulsweite von 2 ms durchzuführen. Der be
druckte Bereich veränderte sich dabei in einen amorphen Zu
stand, d. h. er wurde farblos und durchsichtig bzw. transpa
rent. Hierdurch wurde das Stattfinden einer Aufzeichnung ne
gativen Typs belegt. Das Kontrastverhältnis zwischen dem be
druckten Bereich und dem Hintergrund, die Stabilität bei
wiederholter Aufzeichnung und Löschung sowie die Lagerstabi
lität des bedruckten Zustands waren die gleichen wie im Fall
der oben angegebenen Aufzeichnung des positiven Typs.
Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 1 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt, nur mit dem
Unterschied, daß anstelle von 50 Gew.-Teilen Methylandro
stendiol als Matrixmaterial 10 Gew.-Teile Cholesterin einge
setzt wurden. Mittels Differentialabtastkalorimetrie wurde
bestätigt oder festgestellt, daß das gesamte Zusammenset
zungssystem eine stabile amorphe Substanz mit einer Ein
friertemperatur Tg von 27°C bildete.
Mittels des in den vorhergehenden Beispielen benutzten Ther
modruckkopfes wurde auf dem Aufzeichnungsträger ein thermi
scher Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V
und einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristalli
sierte der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine
erfolgte Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Anschlie
ßend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers
mittels einer beheizten Walze verpreßt und der Aufzeich
nungsträger bei Raumtemperatur belassen. Als Ergebnis wurde
der bedruckte Bereich wieder in den transparenten amorphen
Zustand zurücküberführt, wodurch eine erfolgte Löschung be
stätigt wurde. Beim Stehenlassen des Aufzeichnungsträgers
bei 30°C für die Dauer eines Tages kristallisierte die Ge
samtoberfläche des bedruckten Bereichs unter Blaufärbung.
Dies deutet darauf hin, daß die Information in kurzer Zeit
spanne auf natürliche Weise gelöscht wurde.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 1 wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger hergestellt, nur mit dem
Unterschied, daß anstelle von Propylgallat als Entwickler
α,α,α'-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzol ver
wendet wurde. Mittels einer Differentialabtastkalorimetrie
wurde bestätigt, daß das α,α,α'-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1-
ethyl-4-isopropylbenzol in diesem Zusammensetzungssystem ei
ne stabile amorphe Substanz mit einer Einfriertemperatur Tg
von 88°C bildete.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde auf dem Aufzeichnungsträger ein thermi
scher Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V
und einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristalli
sierte der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine
erfolgte Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Sodann
wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels
einer beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger
bei Raumtemperatur belassen. Als Ergebnis kehrte der be
druckte Bereich in den transparenten amorphen Zustand zu
rück, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt wurde. Auch
bei 100-maliger Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und
Löschvorgänge trat keinerlei Verschlecherung auf. Ebenso
wurde bei Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei 35°C für
die Dauer eines Jahres keinerlei Veränderung im bedruckten
Zustand festgestellt.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile α,α,α'-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-iso-prop
ylbenzol als Entwickler und 10 Gew.-Teile Cholesterin als
Matrixmaterial wurden in Ethanol aufgelöst. Die so erhaltene
Ethanollösung wurde auf einen 100 µm dicken Polystyrolfilm
aufgetragen und zur Bildung einer dünnen amorphen Schicht
einer Dicke von etwa 2 µm getrocknet. Anschließend wurde ein
40 µm dicker Polystyrolfilm unter Wärme- und Druckeinwirkung
an der dünnen amorphen Schicht zum Haften gebracht. Auf
diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger
erhalten.
Mittels des gleichen Thermodruckkopfes, wie im obigen Bei
spiel, wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer Druck
vorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V und einer
Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei kristallisierte der
bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf eine stattge
fundene Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Die Peakex
tinktionen des bedruckten Bereichs und des Hintergrunds in
bezug auf Licht einer Wellenlänge von 610 nm betrugen 1,4
bzw. 0,02, und das Kontrastverhältnis zwischen diesen Berei
chen betrug 70. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des
Aufzeichnungsträgers mittels einer beheizten Walze verpreßt
und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. In
folgedessen kehrte der bedruckte Bereich in den transparen
ten amorphen Zustand zurück, wodurch eine stattgefundene
Löschung bestätigt wurde. Auch nach 100-maliger Wiederholung
ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei
Verschlechterung auf. Ebenso war auch bei 1-jähriger Aufbe
wahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C keinerlei Verände
rung im bedruckten Zustand festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Ethylgallat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als Matrixmaterial wurden zur Lieferung
einer homogenen Zusammensetzung miteinander vermischt und
thermisch aufgeschmolzen. Anschließend wurden 4 Gew.-Teile
der so erhaltenen Zusammensetzung und 100 Gew.-Teile eines
wärmehärtenden Epoxyharzes verknetet. Das verknetete Materi
al wurde danach zu einem Würfel mit den Abmessungen
1 × 1 × 1 cm geformt und thermisch ausgehärtet. Auf diese
Weise wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger erhal
ten. Dieser wurde auf 200°C erwärmt und mittels eines Luft
stroms gekühlt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die
Masse des Würfels amorph wurde und sich hellblau färbte, was
darauf hinwies, daß eine Aufzeichnung des positiven Typs
stattgefunden hatte. Hierauf wurde der Aufzeichnungsträger
auf 100°C erwärmt und auf Raumtemperatur gekühlt. Dabei än
derte die Masse ihren Färbungszustand bei Kristallisation
nach dunkelblau, wodurch eine stattgefundene Löschung bestä
tigt wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher
Aufzeichnungs- und Löschvorgänge wurde keinerlei Verschlech
terung festgestellt.
1,0 Gew.-Teile C. I. Basic Blue 3 als Farbbildner, 4,0 Gew.-
Teile Benzolsulfonsäure als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als Matrixmaterial wurden zur Lieferung
einer homogenen Zusammensetzung miteinander vermischt und
thermisch aufgeschmolzen. Es ist darauf hinzuweisen, daß der
Farbbildner und der Entwickler, die bei diesem Beispiel ver
wendet werden, Komponenten sind, die eine Farbe bzw. Färbung
verlieren, wenn die Wechselwirkung zwischen ihnen zunimmt,
und die bei abnehmender Wechselwirkung eine Farbe oder Fär
bung entwickeln. Eine kleine Menge obiger Zusammensetzung
wurde auf ein 1,5 mm dickes Glassubstrat aufgeschmolzen. Ei
ne 1 mm dicke Glasscheibe, auf die eine kleine Menge von Si
liziumdioxidteilchen eines Durchmessers von etwa 10 µm als
Abstandhalter zum Haften gebracht worden war, wurde auf das
Glassubstrat aufgelegt, um die geschmolzene Lösung oder
Schmelzlösung auf der Gesamtoberfläche des Substrats zu ver
teilen. Die so erhaltene Struktur wurde anschließend auf
Raumtemperatur abgekühlt. Nach dem Entfernen der Glasscheibe
wurde festgestellt, daß sich auf dem Glassubstrat eine dünne
blaue, amorphe Schicht einer Dicke von etwa 10 µm gebildet
hatte. Anschließend wurde ein durch Licht aushärtbares
Epoxyharz unter Bildung eines Schutzfilms einer Dicke von
1 µm auf die dünne amorphe Schicht aufgetragen und optisch
ausgehärtet. Weiterhin wurde die Gesamtoberfläche mit einer
beheizten Walze verpreßt, worauf das so erhaltene Material
auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wodurch die dünne amor
phe Schicht zu einer weißen kristallinen Substanz kristalli
siert wurde. Auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer
Aufzeichnungsträger erhalten.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 15 V und ei
ner Pulsweite von 2 ms durchgeführt. Dabei ging der be
druckte Bereich, während er amorph wurde, in eine blaue Fär
bung über, was auf die Durchführung einer Aufzeichnung des
positiven Typs hinwies. Danach wurden die Gesamtoberfläche
des Aufzeichnungsträgers mittels einer beheizten Walze ver
preßt und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belas
sen. Als Ergebnis kehrte der bedruckte Bereich in den weißen
kristallinen Zustand zurück, wodurch eine stattgefundene
Löschung bestätigt wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung
ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei
Verschlechterung auf. Ebenso war auch bei Aufbewahrung des
Aufzeichnungsträgers bei 30°C für die Dauer eines Jahres
keine Veränderung im bedruckten Zustand festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner und
4,0 Gew.-Teile Cholestan-3-yl-4-hydroxybenzoat als Entwick
ler wurden zur Lieferung einer homogenen Zusammensetzung
miteinander vermischt und thermisch aufgeschmolzen. Mittels
einer Differentialabtastkalorimetrie wurde festgestellt, daß
das Cholestan-3-yl-4-hydroxybenzoat in diesem Zusammenset
zungssystem eine stabile amorphe Substanz mit einer Ein
friertemperatur Tg von 35°C bildete.
Danach wurde eine kleine Menge obiger Zusammensetzung auf
ein 1,5 mm dickes Glassubstrat aufgeschmolzen. Eine 1 mm
dicke Glasscheibe, an der eine kleine Menge Siliziumdioxid
teilchen eines Durchmessers von etwa 10 µm als Abstandhalter
anhaftete, wurde auf dem Glassubstrat plaziert, um die
Schmelzlösung auf der Gesamtoberfläche des Substrats zu ver
teilen. Das so erhaltene Gebilde wurde auf Raumtemperatur
abgekühlt. Nach dem Entfernen der Glasscheibe wurde festge
stellt, daß sich auf dem Glassubstrat eine dünne, blaue
amorphe Schicht einer Dicke von etwa 10 µm gebildet hatte.
Hierauf wurde ein durch Licht aushärtbares Epoxyharz auf die
dünne amorphe Schicht aufgetragen und optisch ausgehärtet,
so daß damit eine 1 µm dicke Schutzschicht erzeugt wurde.
Zusätzlich wurden die Gesamtoberfläche mittels einer beheiz
ten Walze verpreßt und das so erhaltene Material auf Raum
temperatur abgekühlt, um damit die dünne amorphe Schicht zu
einer weißen kristallinen Substanz zu kristallisieren. Auf
diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger
erhalten.
Mittels des im obigen Beispiel verwendeten thermischen
Druckkopfes wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 15 V und ei
ner Pulsweite von 2 ms durchgeführt. Als Ergebnis färbte
sich der bedruckte Bereich, während er amorph wurde, blau,
was darauf hinwies, daß eine Aufzeichnung des positiven Typs
stattgefunden hatte. Anschließend wurden die Gesamtoberflä
che des Aufzeichnungsträgers mittels der beheizten Walze
verpreßt und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur be
lassen. Infolgedessen kehrte der bedruckte Bereich in den
weißen kristallinen Zustand zurück, wodurch eine stattgefun
dene Löschung bestätigt wurde. Auch nach 100-maliger Durch
führung ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat kei
nerlei Verschlechterung auf. Ebenso wurde nach 1-jähriger
Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C keinerlei
Veränderung im bedruckten Zustand festgestellt.
Ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger wurde entsprechend
den Maßnahmen von Beispiel 18 hergestellt, nur mit dem Un
terschied, daß anstelle von Cholestan-3-yl-4-hydroxybenzoat
14 Gew.-Teile Östradiol eingesetzt wurden. Mittels einer
Differentialabtastkalorimetrie wurde festgestellt, daß das
Östradiol in diesem Zusammensetzungssystem eine stabile
amorphe Substanz mit einer Einfriertemperatur Tg von 76°C
bildete.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 15 V und ei
ner Pulsweite von 2 ms durchgeführt. Dabei färbte sich der
bedruckte Bereich, während er amorph wurde, blau, was auf
die Durchführung einer Aufzeichnung des positiven Typs hin
wies. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeich
nungsträgers mittels einer beheizten Walze verpreßt und der
Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Infolgedes
sen kehrte der bedruckte Bereich in den weißen kristallinen
Zustand zurück, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt
wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlechte
rung auf. Ebenso war auch nach 1-jähriger Aufbewahrung des
Aufzeichnungsträgers bei 30°C keinerlei Veränderung des be
druckten Zustands festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Phenolphthalein als Farbbildner, 1,0 Gew.-
Teile Stearylamin als Entwickler und 20 Gew.-Teile Methyl
androstendiol als Matrixmaterial wurden in Ethanol aufge
löst. Diese Ethanollösung wurde auf ein 1,5 mm dickes Glas
substrat aufgetragen und (auf diesem) getrocknet, um eine
etwa 15 µm dicke, teilweise undurchlässige bzw. opake Dünn
schicht zu bilden. Sodann wurde auf diese Dünnschicht ein
durch Licht aushärtbares Epoxyharz aufgetragen und zur Bil
dung einer 1 µm dicken Schutzschicht optisch ausgehärtet. Um
weiterhin die gesamte, teilweise kristallisierte dünne
Schicht in einen amorphen Zustand zu überführen, wurden die
Gesamtoberfläche mittels einer beheizten Walze verpreßt und
das so erhaltene Material auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf
diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger
erhalten.
Auf dem Aufzeichnungsträger wurde mittels des im obigen Bei
spiel verwendeten thermischen Druckkopfes bei einer angeleg
ten Spannung von 10 V und einer Pulsweite von 1 ms ein ther
mischer Druckvorgang durchgeführt. Dabei färbte sich der be
druckte Bereich bei Kristallisation rosa, was auf die Durch
führung einer Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. An
schließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mittels der beheizten Walze verpreßt und der Auf
zeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Infolgedessen
kehrte der bedruckte Bereich in den transparenten amorphen
Zustand zurück, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt
wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlechte
rung auf. Ebenso war auch nach 1-jähriger Aufbewahrung des
Aufzeichnungsträgers bei 30°C keine Veränderung im bedruck
ten Zustand festzustellen.
Andererseits wurde die gesamte Oberfläche des Aufzeichnungs
trägers mittels einer beheizten Walze einer Temperatur un
terhalb derjenigen der oben beschriebenen beheizten Walze
verpreßt. Sodann wurde der Aufzeichnungsträger auf Raumtem
peratur abgekühlt, um die gesamte dünne amorphe Schicht zu
kristallisieren. Die Schicht färbte sich dabei rosa. Der
gleiche Thermodruckkopf (6 Punkte/mm, 380 Ω) wie oben
angegeben, wurde dann dazu benutzt, am Aufzeichnungsträger
einen thermischen Druckvorgang mit einer angelegten Spannung
von 15 V und einer Pulsweite von 2 ms durchzuführen. Dabei
ging der bedruckte Bereich in einen amorphen Zustand über,
d. h. er wurde farblos und durchsichtig bzw. transparent, was
auf die Durchführung einer Aufzeichnung des negativen Typs
hinwies. Die Stabilität bei wiederholter Aufzeichnung und
Löschung sowie die Lagerstabilität des bedruckten Zustands
entsprachen denen bei der oben beschriebenen Aufzeichnung
des positiven Typs.
1 Gew.-Teil handelsübliches PSD-HR als Farbbildner, 1 Gew.-
Teil α,α,α'-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzol
als Entwickler und 20 Gew.-Teile Pregnenolon als Matrixmate
rial wurden unter Aufschmelzen gemischt und abgeschreckt.
Der erhaltene amorphe Feststoff wurde mittels einer Kugel
mühle fein vermahlen. Das damit erhaltene Pulver wurde unter
Rühren in einer 8%igen wäßrigen Lösung von Gummi arabicum
dispergiert. Eine wäßrige Gelatinelösung wurde bei 40°C zu
gemischt. Die so erhaltene Lösung wurde 1 h lang gerührt.
Zum Verdünnen der Lösung wurde Wasser zugegeben, worauf die
Lösung gerührt wurde. Zur Einstellung des pH-Werts auf 3,9
wurde eine wäßrige 10%ige Essigsäurelösung zugesetzt. Durch
Zugabe von 37%igem Formalin wurde der pH-Wert auf 7,0 einge
stellt. Die erhaltene Lösung wurde auf 5°C gekühlt und 3 Ta
ge lang bei Raumtemperatur stehengelassen. Die dabei ent
standenen Mikrokapseln wurden mittels eines Zentrifugen
scheiders abgetrennt, wobei Mikrokapseln A für rote Farbe
erhalten wurden.
Sodann wurden Mikrokapseln B für gelbe Farbe mittels der
gleichen Maßnahmen, wie oben angegeben, hergestellt, nur mit
dem Unterschied, daß 1,0 Gew.-Teile handelsüblicher Y-1 als
Farbbildner, 1,0 Gew.-Teile α,α,α'-Tris-(4-hydroxyphenyl)-1-
ethyl-4-isopropylbenzol als Entwickler und 20 Gew.-Teile
Cholesterin als Matrixmaterial eingesetzt wurden.
Anschließend wurde eine wäßrige Suspension, in welcher diese
beiden Arten von Mikrokapseln miteinander vermischt waren,
auf Kopierpapier aufgetragen und getrocknet. Die Gesamtober
fläche des Kopierpapiers wurde mittels einer beheizten Walze
verpreßt, worauf das Kopierpapier auf Raumtemperatur abge
kühlt wurde. Das Ergebnis war ein erfindungsgemäßer Auf
zeichnungsträger, bei dem eine Aufzeichnungsschicht aus den
die amorphe Zusammensetzung enthaltenden Mikrokap-seln auf
der Papieroberfläche ausgebildet war.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 9 V und einer
Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei färbte sich der be
druckte Bereich gelb, was auf die Durchführung einer Auf
zeichnung hinwies. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche
des Aufzeichnungsträgers mittels der beheizten Walze ver
preßt und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belas
sen. Bei der Rückkehr in den amorpen Zustand erfuhr der be
druckte Bereich eine Entfärbung, wodurch eine erfolgte
Löschung bestätigt wurde.
Mittels des gleichen Thermodruckkopfes wurde am Aufzeich
nungsträger ein thermischer Druckvorgang mit einer angeleg
ten Spannung von 11 V und einer Pulsweite von 1 ms durchge
führt. Dabei färbte sich der bedruckte Bereich orang, was
auf eine erfolgte Aufzeichnung hinwies. Anschließend wurden
die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels der
beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger bei
Raumtemperatur belassen. Als Ergebnis erfuhr der bedruckte
Bereich bei seiner Rückführung auf den amorphen Zustand eine
Entfärbung, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt wurde.
Mittels des gleichen Thermodruckkopfes erfolgte ein thermi
scher Druckvorgang am Aufzeichnungsträger mit einer angeleg
ten Spannung von 13 V und einer Pulsweite von 1 ms. Dabei
verfärbte sich der bedruckte Bereich rot, was auf eine er
folgte Aufzeichnung hinwies. Sodann wurden die Gesamtober
fläche des Aufzeichnungsträgers mittels der beheizten Walze
verpreßt und der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur be
lassen. Als Ergebnis erfuhr der bedruckte Bereich bei seiner
Rückführung in den amorphen Zustand eine Entfärbung, wodurch
eine erfolgte Löschung bestätigt wurde.
Wie oben angegeben, war durch Änderung der Art und Weise der
Beaufschlagung mit Wärmeenergie eine Aufzeichnung in drei
Farben möglich. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher
Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlech
terung auf. Selbst nach Aufbewahrung des Aufzeichnungsträ
gers bei 30°C für die Dauer eines Jahres war keine Verände
rung im bedruckten Zustand festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Cyanin als Farbbildner, 1,0 Gew.-Teile Diphe
nylphosphat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Methylandro
stendiol als Matrixmaterial wurden zur Lieferung einer homo
genen Zusammensetzung miteinander vermischt und thermisch
aufgeschmolzen. Der Farbbildner und der Entwickler, die bei
diesem Beispiel verwendet werden, sind dabei Komponenten,
die ihre Farbe oder Färbung verlieren, wenn die Wechselwir
kung zwischen ihnen zunimmt, und die bei abnehmender Wech
selwirkung eine Farbe oder Färbung entwickeln. Eine kleine
Menge der angegebenen Zusammensetzung wurde auf ein 1,5 mm
dickes Glassubstrat aufgeschmolzen. Eine 1 mm dicke Glas
scheibe, an der eine geringe Menge von Siliziumdioxidteil
chen eines Durchmessers von etwa 10 µm als Abstandhalter an
haftete, wurde auf das Glassubstrat aufgebracht, um die
Schmelzlösung auf der Gesamtoberfläche des Substrats zu ver
teilen. Das erhaltene Gebilde wurde auf Raumtemperatur abge
kühlt. Nach dem Entfernen der Glasscheibe wurde festge
stellt, daß sich auf dem Glassubstrat eine dünne, blaue
amorphe Schicht einer Dicke von etwa 10 µm gebildet hatte.
Anschließend wurde unter Bildung einer 1 µm dicken Schutz
schicht ein durch Licht aushärtbares Epoxyharz auf die dünne
amorphe Schicht aufgetragen und optisch ausgehärtet. Zusätz
lich wurden die Gesamtoberfläche mittels einer beheizten
Walze verpreßt und das resultierende Material auf Raumtempe
ratur abgekühlt, um damit die dünne amorphe Schicht zu einer
weißen kristallinen Substanz zu kristallisieren. Auf diese
Weise wurde ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger erhal
ten.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopf (6 Punkte/mm,
380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer Druck
vorgang mit einer angelegten Spannung von 15 V und einer
Pulsweite von 2 ms durchgeführt. Dabei färbte sich der be
druckte Bereich, während er amorph wurde, blau, was auf die
erfolgte Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Anschlie
ßend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers
mittels der beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungs
träger bei Raumtemperatur belassen. Hierbei kehrte der be
druckte Bereich in den weißen kristallinen Zustand zurück,
wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt wurde. Auch nach
100-maliger Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Lösch
vorgänge trat keinerlei Verschlechterung auf. Selbst bei 1-
jähriger Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C war
keine Veränderung des bedruckten Zustands festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Cyanin als Farbbildner und 5,0 Gew.-Teile
Cholesterinphosphat als Entwickler mit der Fähigkeit zur
Bildung einer amorphen Substanz mit einer Einfriertemperatur
Tg von 25°C oder höher wurden miteinander vermischt und
thermisch aufgeschmolzen, um eine homogene Masse oder Zu
sammensetzung zu liefern. Der Farbbildner und der Entwick
ler, die bei diesem Beispiel verwendet werden, sind dabei
Komponenten, die mit zunehmender Wechselwirkung zwischen ih
nen ihre Farbe verlieren und bei abnehmender Wechselwir-kung
eine Farbe oder Färbung entwickeln. Eine kleine Menge obiger
Zusammensetzung wurde auf ein 1,5 mm dickes Glassubstrat
aufgeschmolzen. Eine 1 mm dicke Glasscheibe, an der eine ge
ringe Menge an Siliziumdioxidteilchen eines Durchmessers von
etwa 10 µm als Abstandhalter haftete, wurde auf das Glas
substrat aufgelegt, um die Schmelzlösung auf der Gesamtober
fläche des Substrats zu verteilen. Das so erhaltene Gebilde
wurde auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach dem Entfernen der
Glasscheibe wurde festgestellt, daß sich auf dem Glas
substrat eine dünne, farblose amorphe Schicht einer Dicke
von etwa 10 µm gebildet hatte. Anschließend wurde ein durch
Licht aushärtbares Epoxyharz auf die dünne amorphe Schicht
aufgetragen und optisch ausgehärtet, wobei eine 1 µm dicke
Schutzschicht entstand. Um weiterhin einen Teil der dünnen
amorphen Schicht, der während der Ausbildung der Schutz
schicht auskristallisiert war, in den amorphen Zustand zu
rückzuführen, wurden die Gesamtoberfläche mittels einer be
heizten Walze verpreßt und das dabei erhaltene Material auf
Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise wurde ein erfin
dungsgemäßer Aufzeichnungsträger erhalten.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V und ei
ner Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei färbte sich der
bedruckte Bereich, während er kristallin wurde, blau, was
auf die Durchführung einer Aufzeichnung des positiven Typs
hinwies. Hierauf wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeich
nungsträgers mittels der beheizten Walze verpreßt und der
Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Dabei wurde
der bedruckte Bereich in den transparenten amorphen Zustand
zurückgeführt, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt
wurde. Auch nach 100-maliger Durchführung ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlechte
rung auf. Ebenso war auch nach 1-jähriger Aufbewahrung des
Aufzeichnungsträgers bei 30°C keine Veränderung im bedruck
ten Zustand festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Ethylgallat als Entwickler, 50 Gew.-Teile Methyl
androstendiol als Matrixmaterial und eines handelsüblichen
im nahen Infrarotbereich absorbierenden Farbstoffs wurden
zur Lieferung einer homogenen Zusammensetzung miteinander
vermischt und thermisch aufgeschmolzen. Hierauf wurde eine
kleine Menge obiger Zusammensetzung auf ein 1,2 mm dickes,
optisch poliertes Glassubstrat aufgeschmolzen. Sodann wurde
auf das Glassubstrat eine Glasscheibe aufgelegt, um die ge
schmolzene Lösung bzw. Schmelzlösung auf der Gesamtoberflä
che des Substrats zu verteilen. Im Anschluß daran wurde die
Schmelzlösung durch Anpressen des Glassubstrats gegen eine
wassergekühlte Aluminiumplatte gekühlt, wodurch eine etwa 10
µm dicke dünne amorphe Schicht als Aufzeichnungsschicht er
zeugt wurde. Auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßer
Aufzeichnungsträger aus dem Glassubstrat, der Aufzeichnungs
schicht und der Glasscheibe hergestellt.
Während der so erhaltene Aufzeichnungsträger mit 900 U/min
in Rotation versetzt wurde, wurde in der Aufzeichnungs
schicht eine Einschreiboperation durch Aufstrahlen eines auf
einen Durchmesser von 1 µm konvergierten und eine Wellen
länge von 830 nm besitzenden Halbleiter-Laserstrahls derart
durchgeführt, daß die Intensität auf der Oberfläche des Auf
zeichnungsträgers 2 mW betrug. Durch Beobachtung mittels ei
nes Polarisationsmikroskops wurde festgestellt, daß der mit
dem Laserstrahl bestrahlte Einschreibbereich mit einem deut
lichen Kontrast kristallisiert war. Dabei wurde insbesondere
ermittelt, daß eine Linie von etwa 1 µm Breite aufgezeichnet
worden war. Anschließend wurde ein auf einen Durchmesser von
2 µm konvergierter und eine Wellenlänge von 830 nm besitzen
der Halbleiter-Laserstrahl so aufgestrahlt, daß die Intensi
tät auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 5 mW betrug.
Bei Betrachtung des so erhaltenen Aufzeichnungsträgers mit
tels des Polarisationsmikroskops wurde festgestellt, daß der
Einschreibbereich in dem mit dem Laserstrahl mit einer In
tensität von 5 mW bestrahlten Teil auch amorph geworden war,
wodurch eine erfolgte Löschung belegt wurde. Selbst nach 1-
jähriger Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C war
keiner Veränderung im Einschreibzustand festzustellen.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler, 2,0 Gew.-Teile Cho
lesterin und 10 Gew.-Teile Pregnenolon als reversible Mate
rialien, 3 Gew.-Teile eines handelsüblichen Styrol/Meth
acrylsäure-Copolyers als polymere Verbindung sowie 20%iges
Cyclohexantoluol wurden in eine Kugelmühle eingebracht, um
eine gleichmäßig dispergierte Zusammensetzungslösung zu
erhalten. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Löslichkeit des
Farbbildners, des Entwicklers und der reversiblen Materia
lien in bezug auf 100 g des Styrol/Methacrylsäure-Copolymers
jeweils 1 g oder weniger betrug.
Die so erhaltene Zusammensetzungslösung wurde nach einer
Stab- oder Schienenbeschichtungsmethode auf eine 50 µm dicke
Polyethylenterephthalatfolie aufgetragen und (darauf) ge
trocknet, wodurch eine Aufzeichungsschicht mit einer Film-
bzw. Schichtdicke von 5 µm erzeugt wurde. Anschließend wurde
eine 3,0 µm dicke Polyetheretherketonfolie, auf die Polysty
rol in einer Dicke von 0,1 µm aufgetragen war, nach einer
Trockenlaminatmethode an der Aufzeichnungsschicht zum Anhaf
ten gebracht, um eine Schutzschicht zu bilden. Auf diese
Weise wurde ein Aufzeichnungsträger erhalten. Die Gesamt
oberfläche des Aufzeichnungsträgers wurde mittels einer be
heizten Walze verpreßt, und der Aufzeichnungsträger wurde
auf Raumtemperatur gekühlt. Damit wurde ein farbloser,
transparenter entfärbter Zustand erhalten. Mittels eines
Thermodruckkopf (8 Punkte/mm, 1000 Ω) wurde mit einer ange
legten Spannung von 25 V und einer Pulsweite von 150 µs ein
thermischer Druckvorgang durchgeführt. Als Ergebnis färbte
sich der bedruckte Bereich blau, was auf eine erfolgte Auf
zeichnung hinwies. Zwischen dem bedruckten Bereich und dem
Hintergrund lag das Kontrastverhältnis der Durchlässigkeit
gegenüber Licht einer Wellenlänge von 610 nm bei einem Wert
von 40. Weiterhin wurde mittels des Thermodruckkopfes
(8 Punkte/mm, 1000 Ω) eine Löschung beim blauen Bereich mit
einer angelegten Spannung von 25 V und einer Pulsweite von
300 µs durchgeführt. Dabei wurde bestätigt oder festge
stellt, daß der blaue Bereich in den farblosen, transparen
ten entfärbten Zustand zurückgeführt wurde.
Weiterhin wurden ähnliche Aufzeichnungs- und Löschvorgänge
wiederholt durchgeführt; dabei waren 1000 Zyklen oder mehr
nötig, bis das Kontrastverhältnis auf die Hälfte abgenommen
hatte. Auch nach 1-jähriger Aufbewahrung des Aufzeichnungs
trägers bei 30°C wurde keine Veränderung sowohl des gefärb
ten als auch des entfärbten Zustands festgestellt.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 26 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
als polymere Verbindung handelsübliches Polystyrol verwendet
wurde. Die Löslichkeiten des Farbbildners, des Entwicklers
und der reversiblen Materialien, bezogen auf 100 g Polysty
rol, betrugen 1 g oder weniger, 1-5 g bzw. 5-10 g. Ent
sprechend den Maßnahmen von Beispiel 26 wurden Druck- und
Löschungstests am Aufzeichnungsträger mittels eines Thermo
druckkopfes durchgeführt. Dabei zeigte sich, daß sowohl ein
gefärbter Zustand als auch ein entfärbter Zustand erreicht
werden konnten. Das Kontrastverhältnis der Durchlässigkeit
gegenüber Licht einer Wellenlänge von 610 nm zwischen dem
bedruckten Bereich und dem Hintergrund betrug 48. Ähnliche
Aufzeichnungs- und Löschungsvorgänge wurden weiterhin wie
derholt durchgeführt; dabei waren 1000 Zyklen oder mehr nö
tig, bis das Kontrastverhältnis auf die Hälfte abgenommen
hatte. Auch bei 1-jähriger Aufbewahrung des Aufzeichnungs
trägers bei 30°C war keinerlei Veränderung des gefärbtem
oder entfärbten Zustands feststellbar.
Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 26 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
10 Gew.-Teile Cholesterin und 2 Gew.-Teile Methylandrosten
diol als reversible Materialien, handelsübliches Polymethyl
penten als polymere Verbindung, Cyclohexan als Dispersions
lösungsmittel und eine Polyphenylensulfidfolie als Folie
oder Film für eine Schutzschicht verwendet wurden. Die Lös
lichkeit von Farbbildner, Entwickler und reversiblen Mate
rialien, bezogen auf 100 g Polymethylpenten, betrug 5-10
g. Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 26 wurden mit
tels eines Thermodruckkopfes (TPH) Druck- und Löschtests am
Aufzeichnungsträger durchgeführt. Dabei konnten sowohl ein
gefärbter Zustand als auch ein entfärbter Zustand erreicht
werden. Das Kontrastverhältnis der Durchlässigkeit in bezug
auf Licht einer Wellenlänge von 610 nm zwischen dem bedruck
ten Bereich und dem Hintergrund betrug 53. Auch nach wieder
holter Durchführung ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvor
gänge in 1000 Zyklen waren nahezu keine Änderungen in der
Färbungsdichte feststellbar. Selbst nach 1-jähriger Aufbe
wahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C war keinerlei Ver
änderung im gefärbten oder entfärbten Zustand feststellbar.
Ein erfindungsgemäßer Aufzeichnungsträger wurde entsprechend
den Maßnahmen von Beispiel 28 hergestellt, nur mit dem Un
terschied, daß eine handelsübliche Leukoverbindung PSD-V auf
Fluoranbasis anstelle des Kristallviolettlactons als Farb
bildner eingesetzt wurde. Die Löslichkeit des Farbbildners,
bezogen auf 100 g einer polymeren Verbindung, betrug 5-10
g. Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 26 wurden mittels
eines Thermodruckkopfes Druck- und Löschtests am Aufzeich
nungsträger durchgeführt. Dabei zeigte es sich, daß sowohl
ein gefärbter Zustand als auch ein entfärbter Zustand er
reicht werden konnten. Zwischen dem bedruckten Bereich und
dem Hintergrund betrug das Kontrastverhältnis der Durchläs
sigkeit für Licht einer maximalen Absorptionswellenlänge im
gefärbten Zustand 40. Auch nach 1000mal wiederholter Durch
führung ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge konnten
nahezu keinerlei Veränderungen in der Farbdichte festge
stellt werden. Selbst nach 1-jähriger Aufbewahrung des Auf
zeichnungsträgers bei 30°C konnte keinerlei Veränderung im
gefärbten oder entfärbten Zustand festgestellt werden.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 26 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
als polymere Verbindung ein handelsüblicher Polyester einge
setzt wurde. Die Löslichkeit des Farbbildners, des Entwick
lers und der reversiblen Materialien, bezogen auf 100 g der
polymeren Verbindung, betrugen 90 g, 60 g bzw. 50 g. An
schließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mittels der beheizten Walze verpreßt und der Auf
zeichnungsträger auf Raumtemperatur abgekühlt. Dabei wurde
ein farbloser, transparenter entfärbter Zustand erreicht.
Anschließend wurde ein thermischer Druckvorgang mittels ei
nes Thermodruckkopfes (8 Punkte/mm, 1000 Ω) mit einer ange
legten Spannung von 25 V und einer Pulsweite von 120 µs
durchgeführt. Das Ergebnis war ein Druck, in welchem die
Färbungsdichte der Farbe Blau sehr gering war. Weiterhin
wurde der Aufzeichnungsträger im entfärbten Zustand auf eine
Heizplatte gelegt; ein Farbentwicklungstest wurde bei meh
reren unterschiedlichen Erwärmungstemperaturen durchgeführt.
Dabei wurde nur ein Zustand erreicht, in welchem die
Färbungsdichte sehr gering war. Das Kontrastverhältnis der
Durchlässigkeit für Licht einer Wellenlänge von 610 nm be
trug zwischen dem entfärbten Bereich und dem gefärbten Be
reich 1,3.
Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 28 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
als polymere Verbindung ein handelsübliches Phenoxyharz ein
gesetzt wurde. Die Löslichkeiten des Farbbildners, des Ent
wicklers und der reversiblen Materialien, bezogen auf 100 g
der polymeren Verbindung, betrugen 60 g, 30 g bzw. 20 g. An
schließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträ
gers mittels einer beheizten Walze verpreßt und der Auf
zeichnungsträger auf Raumtemperatur gekühlt. Dabei wurde ein
farbloser, transparenter entfärbter Zustand erreicht. Hier
auf wurde mittels eines Thermodruckkopfes (8 Punkte/mm,
1000 Ω) ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten
Spannung von 25 V und einer Pulsweite von 120 µs durchge
führt. Das Ergebnis war ein Druck, bei dem die Färbungsdich
te der blauen Farbe sehr gering war. Ferner wurde der Auf
zeichnungsträger im entfärbten Zustand auf eine Heizplatte
gelegt; bei mehreren unterschiedlichen Erwärmungstemperatu
ren wurde ein Farbentwicklungstest durchgeführt. Dabei wurde
nur ein Zustand erreicht, in welchem die Färbungsdichte sehr
gering war. Das Kontrastverhältnis der Durchlässigkeit für
Licht einer Wellenlänge von 610 nm betrug zwischen dem ent
färbten Bereich und dem gefärbten Bereich 1,2.
Ein Vergleich der Beispiele 26 bis 29 mit den Beispielen 30
und 31 zeigt, daß sich ein hohes Kontrastverhältnis ergibt,
wenn die Löslichkeit von Farbbildner, Entwickler oder rever
siblen Material, bezogen auf 100 g der polymeren Verbindung,
10 g oder weniger beträgt.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler und 50 Gew.-Teile Me
thylandrostendiol als reversibles Material wurden zur Bil
dung einer homogenen Zusammensetzung miteinander vermischt
und thermisch aufgeschmolzen. Handelsübliches Neutralpapier
(25 µm dickes SZ-Basispapier) wurde durch Erwärmung auf ei
ner Heizplatte mit der erhaltenen Zusammensetzung imprä
gniert. Der so erhaltene Aufzeichnungsträger wurde auf der
Heizplatte erwärmt, bis der Farbbildner, der Entwickler und
das reversible Material geschmolzen waren, worauf er auf
Raumtemperatur abgeschreckt wurde. Als Ergebnis wurde ein
weißer entfärbter Zustand erreicht. Anschließend wurde durch
Erwärmung des Aufzeichnungsträgers auf 60-80°C auf der
Heizplatte ein blaugefärbter Zustand erzielt. Der gefärbte
Zustand blieb auch dann unverändert, wenn der Aufzeichnungs
träger nach dem Erwärmen auf Raumtemperatur abgekühlt wurde.
Anschließend wurde ein durch Licht aushärtbares Epoxyharz
auf beide Oberflächen des Aufzeichnungsträgers aufgetragen
und optisch ausgehärtet, wodurch 1 µm dicke Schutzfilme bzw.
-schichten erzeugt wurden. Sodann wurden die Gesamtoberflä
che des Aufzeichnungsträgers mittels einer erwärmten bzw.
beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger auf
Raumtemperatur abgekühlt. Hierbei wurde der Aufzeichnungs
träger in den weißen, entfärbten Zustand zurückgeführt, was
auf eine erfolgte Löschung hinwies. Mittels einer Thermo
druckkopfes (8 Punkte/mm, 1000 Ω) wurde hierauf ein ther
mischer Druck-vorgang bei einer angelegten Spannung von 25 V
und einer Pulsweite von 150 µs durchgeführt. Der bedruckte
Bereich färbte sich blau, wodurch belegt wurde, daß eine
Aufzeichnung stattgefunden hatte. Das Kontrastverhältnis des
Reflexionsgrads für Licht einer Wellenlänge von 610 nm be
trug zwischen dem bedruckten Bereich und dem Hintergrund 48.
Der in "The 42nd Polymer Forum Preprints", 1993, S. 2736,
berichtete Wert des Kontrastverhälnisses des Systems Leuko
farbstoff/langkettige Phosphonsäure beträgt höchstens etwa
10. Dies belegt, daß erfindungsgemäß eine Anzeige bzw. Wie
dergabe mit einem sehr hohen Kontrastverhältnis gewährlei
stet wird. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des Auf
zeichnungsträgers mittels der beheizten Walze verpreßt und
der Aufzeichnungsträger auf Raumtemperatur gekühlt. Dabei
wurde der bedruckte Bereich in den weißen Zustand zurückge
führt, wodurch eine erfolgte Löschung belegt wurde. Ähnliche
Aufzeichnungs- und Löschvorgänge wurden weiterhin wiederholt
durchgeführt; dabei waren 1000 Zyklen oder mehr nötig, bis
das Kontrastverhältnis auf die Hälfte abgenommen hatte. Auch
bei 1-jähriger Aufbewahrung des Aufzeichnungsträgers bei
30°C waren keinerlei Veränderungen des gefärbten Zustands
oder des entfärbten Zustands feststellbar.
Als polymere Verbindung wurden Polyethylen und Ethylen/Vinylacetat-Copolymer
verschiedener Zusammensetzungen ver
wendet, um den Einfluß zu untersuchen, den der Gehalt an
Vinylacetat (VAc) in der polymeren Verbindung auf die Fär
bungseigenschaften eines Aufzeichnungsträgers hatte. Die Er
gebnisse sind nachstehend beschrieben.
Zunächst wurden 1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als
Farbbildner, 1,0 Gew.-Teil Propylgallat als Entwickler und
10 Gew.-Teile Pregnenolon als reversibles Material zur Lie
ferung einer homogenen Zusammensetzung miteinander vermischt
und thermisch aufgeschmolzen. Die so erhaltene Zusammenset
zung bzw. Masse wurde in Cyclohexanon aufgelöst. Diese Lö
sung wurde zur Bildung eines dünnen Films bzw. einer Dünn
schicht auf einen Objektträger aufgetropft und darauf ge
trocknet. Jede polymere Verbindung wurde an der Dünnschicht
unter Druck zum Anhaften gebracht und erwärmt, um die Zusam
mensetzung aus den drei oben beschriebenen Komponenten in
der polymeren Verbindung zu dispergieren. Jeder so erhaltene
Prüfling wurde auf einer Heizplatte 30 min lang auf 120°C
erwärmt, worauf die Färbungsdichte qualitativ bewertet wur
de. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Dabei
wurden verschiedene Produkte unterschiedlicher Schmelzfluß
geschwindigkeit und mit gleichem VAc-Gehalt eingesetzt. Bei
den Bewertungsergebnissen in Tabelle 1 stehen
"o" für "gefärbter Zustand blieb erhalten",
"Δ" für "Farbe verblaßt" und
"x" für "vollständig entfärbt".
"o" für "gefärbter Zustand blieb erhalten",
"Δ" für "Farbe verblaßt" und
"x" für "vollständig entfärbt".
Tabelle 1 zeigt die Tendenz, daß die Färbungsdichte mit zu
nehmendem VAc-Gehalt im Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren ab
nimmt.
Getrennt davon wurden 1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton
als Farbbildner und 1,0 Gew.-Teile Propylgallat als Entwick
ler zur Durchführung des gleichen Tests, wie oben beschrie
ben, benutzt; die Färbungsdichten wurden qualitativ bewer
tet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Wie
sich aus Tabelle 2 ergibt, ist die Tendenz zu einer Vermin
derung der Färbungsdichte mit zunehmendem FAc-Gehalt im
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer ausgeprägter als in Tabelle 1.
TABELLE 1
TABELLE 2
Kristallviolettlacton, Propylgallat und ein Ethylen/Vinyl
acetat-Copolymer (VAc-Gehalt 14% oder 28%) wurden in ver
schiedenen Zusammensetzungsverhältnissen in einem Lösungs
mittel aufgelöst; die Lösung wurde zur Ausbildung einer
Dünnschicht auf ein Glassubstrat aufgetragen. Die Reflexi
onsdichte bei Durchführung einer Aufzeichnung mittels Erwär
mung wurde mittels eines Macbeth-Reflexionsdensitometers ge
messen. Die Ergebnisse finden sich in Fig. 8. In Fig. 8 ist
auf der Abszisse das Gewichtsverhältnis der Färbungsmateria
lien (Farbbildner und Entwickler) zum Gesamtfeststoffgehalt,
auf der Ordinate ist die Reflexionsdichte aufgetragen. Gemäß
Fig. 8 nimmt die Reflexionsdichte zu, wenn sich der VAc-Ge
halt des Ethylen/Vinylacetat-Copolymers bei gleichem Farb
entwicklungsmaterialgehalt verringert. Dies deutet darauf
hin, daß das Vinylacetat im Ethylen/Vinylacetat-Copolymer
die Menge an Färbungsmaterial, die nicht zur Farbentwicklung
beiträgt, vergrößert.
Fig. 9 veranschaulicht die Ergebnisse einer Untersuchung der
Beziehung zwischen dem VAc-Gehalt in einem Copolymer und der
Reflexionsdichte bei festgelegtem Gewichtsverhältnis von
Färbungsmaterial zu Gesamtfeststoffgehalt. Dieser Versuch
wurde unter Verwendung eines Zusammensetzungssystems durch
geführt, das 1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farb
bildner, 1,0 Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler und 38
Gew.-Teile eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers enthielt.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, verringert sich die Reflexions
dichte mit zunehmendem VAc-Gehalt.
Ein ähnlicher Versuch wurde unter Verwendung eines ein re
versibles Material enthaltenden Zusammensetzungssystems
durchgeführt. Bei diesem Versuch erfolgte die gleiche Mes
sung, wie oben angegeben, unter Verwendung eines Systems,
das 1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner,
1,0 Gew.-Teile Proyplgallat als Entwickler, 10 Gew.-Teile
Pregnenolon als reversibles Material und 38 Gew.-Teile eines
Ethylen/Vinylacetat-Copolymers enthielt. Fig. 10 veranschau
licht die Meßergebnisse. Fig. 10 zeigt außerdem die Ergeb
nisse von Fig. 9 (des Systems ohne reversibles Material).
Anhand dieser Ergebnisse ist offensichtlich, daß es bei dem
System mit Kristallviolettlacton als Farbbildner, Propylgal
lat als Entwickler, Pregnenolon als reversibles Material und
einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer als Harz möglich ist,
den Gehalt oder Anteil des Farbbildners, des Entwicklers und
des reversiblen Materials relativ zum Harz zu erhöhen, um
eine ausreichende Reflexionsdichte zu erzielen. Es hat sich
gezeigt, daß eine praktisch nutzbare Reflexionsdichte von
0,9 oder höher erzielt wurde, wenn ein Harz eines kleinen
VAc-Gehalts verwendet wurde, beispielsweise im Zusammenset
zungssystem mit 4,0 Gew.-Teilen Kristallviolettlacton, 4,0
Gew.-Teilen Propylgallat, 40 Gew.-Teilen Pregnenolon und 38
Gew.-Teilen eines Ethylen/Vinylacetat-Copolymers. Fig. 11
zeigt die Beziehung zwischen dem VAc-Gehalt und der Reflexi
onsdichte bei diesem Zusammensetzungssystem. Aus Fig. 11
geht hervor, daß die Reflexionsdichte abnimmt, wenn der VAc-
Gehalt 20% übersteigt. In einem Zusammensetzungssystem, in
welchem die Gewichtsanteile von Farbbildner und Entwickler
zum Harz hoch sind, kann die Reflexionsdichte innerhalb ei
nes Bereichs, in welchem der VAc-Gehalt größer ist als der
oben angegebene, auf einem hohen Wert gehalten werden.
Polystyrol und Styrol/Methacrylsäure-Copolymere verschiede
ner Zusammensetzungen wurden als polymere Verbindungen ein
gesetzt, um den Einfluß des Gehalts oder Anteils an Meth
acrylsäure in der polymeren Verbindung auf die Färbungsei
genschaften eines Aufzeichnungsträgers zu untersuchen. Die
Ergebnisse sind nachstehend beschrieben.
Kristallviolettlacton, Propylgallat und Polystyrol oder ein
Styrol/Methacrylsäure-Copolymer wurden in einem Lösungsmit
tel gelöst; die Lösung wurde zur Ausbildung eines dünnen
Films bzw. einer Dünnschicht auf ein Glassubstrat aufgetra
gen. Die Reflexionsdichte bei Durchführung der Aufzeichnung
durch Erwärmung wurde mittels eines Macbeth-Reflexionsdensi
tometers gemessen. Fig. 12 veranschaulicht die Beziehung
zwischen dem Methacrylatgehalt im Copolymer und der Reflexi
onsdichte. In Fig. 12 ist der Gewichtsanteil der Färbemate
rialien (Farbbildner und Entwickler), bezogen auf den Ge
samtfeststoffgehalt (Färbematerialien und Styrol/Methacryl
säure-Copolymer), als Parameter zugrunde gelegt.
Gemäß Fig. 12 verringert sich die Reflexionsdichte mit an
steigendem Gehalt an Methacrylsäure. Diese Tendenz ist stär
ker ausgeprägt als in Beispiel 33, in welchem ein Ethy
len/Vinylacetat-Copolymer als Harz verwendet worden war. Aus
Fig. 12 geht auch hervor, daß sich die Reflexionsdichte mit
abnehmendem Gewichtsanteil der Färbematerialien, bezogen auf
dem Gesamtfeststoffgehalt, verringert.
Eine ähnliche Tendenz ist auch bei einem Zusammensetzungssy
stem zu beobachten, das auch ein reversibles Material ent
hält. Es hat sich gezeigt, daß eine praktisch nutzbare Re
flexionsdichte von 0,9 oder höher erzielt werden konnte,
wenn ein Harz mit einem kleinen Methacrylsäuregehalt verwen
det wurde, beispielsweise im Zusammensetzungssystem mit 1
Gew.-Teil Kristallviolettlacton, 1 Gew.-Teil Propylgallat,
10 Gew.-Teilen Pregnenolon und 5 Gew.-Teilen eines Styrol/Methacrylat-Copolymers.
Der zur Erzielung dieser praktisch
nutzbaren Farbentwicklung erforderliche Anteil der Färbema
terialien war höher als derjenige gemäß Beispiel 33. Fig. 13
veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Methacrylatgehalt
und der Reflexionsdichte bei diesem Zusammensetzungssystem.
Gemäß Fig. 13 verringert sich die Reflexionsdichte, wenn der
Methacrylatgehalt 15% übersteigt. In einem Zusammensetzungs
system, in welchem die Gewichtsanteile von Farbbildner und
Entwickler, bezogen auf das Harz hoch sind, kann die Refle
xionsdichte innerhalb eines Bereichs, in welchem der Meth
acrylatgehalt größer ist als oben angegeben, auf einem hohen
Wert gehalten werden.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler, 10 Gew.-Teile Preg
nenolon als Matrixmaterial und 20 Gew.-Teile Polyethersulfon
als polymere Verbindung wurden homogen miteinander vermischt
und thermisch aufgeschmolzen. Das erhaltene aufgeschmolzene
Gemisch wurde gleichmäßig auf einem 1,5 mm dicken Glassub
strat verteilt und abgekühlt. Damit wurde auf dem Glassub
strat eine homogene, dünne amorphe Schicht einer Film- oder
Schichtdicke von etwa 10 µm erzeugt. Um einen Teil der dün
nen amorphen Schicht, die während der Ausbildung kristalli
sierte, in den amorphen Zustand zurückzuführen, wurde wei
terhin die gesamte Oberfläche der dünnen Schicht mittels
einer beheizten Walze verpreßt. Der Film bzw. die Schicht
wurde sodann zur Ausbildung einer gleichmäßigen, transparen
ten Schicht auf Raumtemperatur abgekühlt. Auf diese Weise
wurde ein Aufzeichnungsträger gemäß diesem Beispiel erhal
ten.
Die Ergebnisse einer Differentialabtastkalorimetrie waren
folgende: Das Kristallviolettlacton besaß eine Einfriertem
peratur Tg von 73°C und bildete bei Raumtemperatur eine sta
bile amorphe Substanz. Das Propylgallat bildete keine sta
bile amorphe Substanz, weil es gut kristallisierbar war. Die
Einfriertemperatur Tg des Polyethersulfons betrug 215°C.
Fig. 14 veranschaulicht die Ergebnisse der für das Dreikom
ponentensystem aus dem Farbbildner, dem Entwickler und dem
Matrixmaterial durchgeführten Differentialabtastkalorimetrie
(DSC). Aus Fig. 14 geht hervor, daß dieses Dreikomponenten
system aus dem Farbbildner, dem Entwickler und dem Matrixma
terial eine Einfriertemperatur Tg von 44°C aufwies, eine
stabile amorphe Substanz bei Raumtemperatur bildete, eine
Kristallisationstemperatur von 65-75°C besaß und einen
Schmelzpunkt von 184°C aufwies. Fig. 15 zeigt die DSC-Ergeb
nisse für den Aufzeichnungsträger gemäß diesem Beispiel. Ge
mäß Fig. 15 bildete das Dreikomponentensystem aus dem Farb
bildner, dem Entwickler und dem Matrixmaterial, im Poly
ethersulfon dispergiert, eine stabile amorphe Substanz mit
einer Einfriertemperatur Tg von 29°C, wobei es eine Kristal
lisationstemperatur von 130°C und einen Schmelzpunkt von
175°C aufwies. Dies deutet darauf hin, daß die Kristallisa
tionstemperatur stark ansteigt, wenn das Dreikomponentensy
stem im Polyethersulfon dispergiert ist bzw. wird.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde an dem so erhaltenen Aufzeichnungsträ
ger ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten Span
nung von 14 V und einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Da
bei kristallisierte der bedruckte Bereich unter Blaufärbung,
was auf einen Positivtyp-Druck hinwies. Bei Änderung der
Pulsweite auf 0,5 ms erfolgte die Positiv-Aufzeichnung auf
genau die gleiche Weise, wie oben beschrieben. Andererseits
war mit einer Pulsweite von weniger als 1 ms mit dem Drei
komponentensystem aus dem Farbbildner, dem Entwickler und
dem Matrixmaterial keine Aufzeichnung eines praktisch nutz
baren Pegels möglich. Hierdurch wird belegt, daß die Druck
geschwindigkeit durch Verwendung eines Aufzeichnungsträgers,
bei dem die drei Komponenten, d. h. Farbbildner, Entwickler
und Matrixmaterial, im Polyethersulfon dispergiert sind,
erhöht sein kann.
Diese Erhöhung der Druck- bzw. Aufzeichnungsgeschwindigkeit
beruht auf einer Erhöhung der Geschwindigkeit eines Über
gangs kristalliner Zustand/amorpher Zustand. Bekanntlich
erhöht sich die Geschwindigkeit eines solchen Übergangs mit
der Verringerung oder Abnahme der vollen Brei-te am halben
Maximum (FWHM) des Übergangspeaks in einer DSC-Tabelle.
Tatsächlich beträgt gemäß Fig. 15 der FWHM-Wert des Über
gangspeaks etwa 1/2 desjenigen in Fig. 14. Dies deutet
darauf hin, daß die Geschwindigkeit eines Übergangs kristal
liner Zustand/amorpher Zustand größer war.
Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungs
trägers mittels der beheizten Walze verpreßt und der Auf
zeichnungsträger bei Raumtemperatur stehengelassen. Dabei
wurde der bedruckte Bereich, während er amorph wurde, farb
los und transparent, wodurch eine erfolgte Löschung ausge
wiesen wurde. Nach 100-maliger Durchführung ähnlicher Auf
zeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei Verschlechte
rung auf. Selbst nach 1-jähriger Aufbewahrung des Aufzeich
nungsträgers bei 30°C war keinerlei Veränderung im Druck-
bzw. Aufzeichnungszustand festzustellen.
Entsprechend den Maßnahmen von Beispiel 35 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
anstelle des Polyethersulfons 10 Gew.-Teile eines statisti
schen Styrol/Methylmethacrylat-Copolymers (im folgenden als
S-MMA abgekürzt) als polymere Verbindung verwendet wurden.
Durch DSC wurde festgestellt, daß die Einfriertemperatur Tg
von S-MMA bei 125°C lag. Fig. 16 veranschaulicht die DSC-Er
gebnisse für den Aufzeichnungsträger gemäß diesem Beispiel.
Fig. 16 zeigt, daß das Dreikomponentensystem aus einem Farb
bildner, einem Entwickler und einem Matrixmaterial, in Dis
persion im S-MMA eine stabile amorphe Substanz mit einer
Einfriertemperatur Tg von 60°C bildete und eine Kristallisa
tionstemperatur von 96°C sowie einen Schmelzpunkt von 171°C
besaß. Aus einem Vergleich der Fig. 16 und 14 geht folgendes
hervor: Wenn das Dreikomponentensystem aus dem Farbbildner,
dem Entwickler und dem Matrixmaterial im S-MMA dispergiert
war bzw. wurde, stieg die Kristallisationstemperatur um etwa
30°C an, während der FWHM-Wert des Übergangspeaks um bzw.
auf etwa 1/2 abnahm, wodurch sich die Geschwindigkeit eines
Übergangs kristalliner Zustand/amorpher Zustand erhöhte.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde an dem so erhaltenen Aufzeichnungsträ
ger ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten Span
nung von 10 V und einer Pulsweite von 0,5 ms durchgeführt.
Dabei kristallisierte der bedruckte Bereich unter Blaufär
bung, was auf ein Positiv-Drucken bzw. eine Positiv-Auf
zeichnung hinwies. Dies ermöglichte eine Erhöhung der Druck-
bzw. Aufzeichnungsgeschwindigkeit. Anschließend wurden die
Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels der be
heizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger bei Raum
temperatur belassen. Dabei ging der bedruckte Bereich (bzw.
Aufzeichnungsbereich), während er amorph wurde, in einen
farblosen und transparenten Zustand über, was auf eine er
folgte Löschung hinwies. Auch nach 100-maliger Wiederholung
ähnlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgänge trat keinerlei
Verschlechterung auf. Selbst nach 1-jähriger Aufbewahrung
des Aufzeichnungsträgers bei 30°C konnte keinerlei Verände
rung im bedruckten Zustand festgestellt werden.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 35 wurde ein Auf
zeichnungsträger hergestellt, nur mit dem Unterschied, daß
anstelle von Polyethersulfon 10 Gew.-Teile Polyethyleniso
phthalat als polymere Verbindung eingesetzt wurden.
Mittels DSC wurde die Einfriertemperatur Tg des Polyethyle
nisophthalats zu 65°C bestimmt. Fig. 17 veranschaulicht die
DSC-Ergebnisse für den Aufzeichnungsträger gemäß diesem Bei
spiel. Aus Fig. 17 geht hervor, daß das Dreikomponentensy
stem aus einem Farbbildner, einem Entwickler und einem Ma
trixmaterial in Dispersion im Polyethylenphthalat eine sta
bile amorphe Substanz mit einer Einfriertemperatur Tg von
43°C bildete und eine Kristallisationstemperatur von 84°C
sowie einen Schmelzpunkt von 174°C besaß. Aus einem Ver
gleich von Fig. 17 und Fig. 14 geht folgendes hervor: Wenn
das Dreikomponentensystem aus dem Farbbildner, dem Entwick
ler und dem Matrixmaterial in Polyethylenphthalat disper
giert war oder wurde, stieg die Kristallisationstemperatur
um etwa 15°C an, und der FWHM-Wert des Übergangspeaks ver
ringerte sich um etwa 1/2, wodurch sich die Geschwindigkeit
eines Übergangs kristalliner Zustand/amorpher Zustand er
höhte.
Mittels des gleichen, im obigen Beispiel verwendeten Thermo
druckkopfes wurde an dem so erhaltenen Aufzeichnungsträger
ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten Spannung
von 9 V und einer Pulsweite von 0,5 ms durchgeführt. Dabei
kristallisierte der bedruckte Bereich oder Aufzeichnungsbe
reich unter Blaufärbung, was auf ein Positiv-Drucken hin
wies. Dies ermöglichte die Erhöhung der Druckgeschwindig
keit. Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeich
nungsträgers mittels der beheizten Walze verpreßt und der
Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur belassen. Dabei ging
der bedruckte Bereich, während er amorph wurde, in einen
farblosen und transparenten Zustand über, durch den eine er
folgte Löschung aufgezeigt wurde. Auch nach 100-maliger Wie
derholung ähnlicher Aufzeichungs- und Löschvorgänge trat
keinerlei Verschlechterung auf. Selbst nach 1-jähriger Auf
bewahrung des Aufzeichnungsträgers bei 30°C war keinerlei
Veränderung im bedruckten Zustand (Aufzeichnungszustand)
festzustellen.
Ein in Fig. 18 gezeigter Aufzeichnungsträger wurde unter
Verwendung der Zusammensetzung X nach Beispiel 35, der Zu
sammensetzung Y nach Beispiel 36 und der Zusammensetzung Z
nach Beispiel 37 hergestellt. Die Herstellung dieses Auf
zeichnungsträgers erfolgte in der Weise, daß auf einem 1,5
mm dicken Glassubstrat 31 nacheinander eine erste Aufzeich
nungsschicht 32 aus der Zusammensetzung X, eine zweite Auf
zeichnungsschicht 33 aus der Zusammensetzung Y und eine
dritte Aufzeichnungsschicht 34 aus der Zusammensetzung Z
ausgebildet wurden. Die Erzeugung jeder Aufzeichnungsschicht
erfolgte durch thermisches Aufschmelzen eines homogenen Ge
misches der betreffenden Zusammensetzung, gleichmäßiges ver
teilen oder Ausbreiten des aufgeschmolzenen Gemisches auf
der darunterliegenden Schicht und Kühlen der so erhaltenen
Schicht. Die Film- bzw. Schichtdicke jeder Schicht betrug
etwa 5 µm.
Mittels eines handelsüblichen Wärme- oder Thermodruckkopfes
(6 Punkte/mm, 380 Ω) wurde am Aufzeichnungsträger ein ther
mischer Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 9 V
und einer Pulsweite von 0,5 ms durchgeführt. Dabei kristal
lisierte der bedruckte Bereich unter Blaufärbung, was auf
eine Aufzeichnung des positiven Typs hinwies. Anschließend
wurde ein thermischer Druckvorgang mit einer angelegten
Spannung von 10 V und einer Pulsweite von 0,5 ms durchgefüh
rt. Dabei kristallisierte der bedruckte Bereich unter Blau
färbung, was auf eine Aufzeichnung des positiven Typs hin
wies. Ebenso erfolgte ein thermischer Druckvorgang mit einer
angelegten Spannung von 14 V und einer Pulsweite von 0,5 ms.
Dabei ging der bedruckte Bereich beim Kristallisieren nach
Blau über, was wiederum auf eine Aufzeichnung des positiven
Typs hinwies. In den mit den angelegten Spannungen von 9, 10
und 14 V erzielten bedruckten Bereichen betrugen die Peakex
tinktionen für Licht einer Wellenlänge von 610 nm jeweils
0,9, 2,2 bzw. 3,0. Dies bedeutet, daß die bedruckten Berei
che mit drei verschiedenen Extinktionswerten entsprechend
den jeweils angelegten Spannungen erhalten wurden. Anschlie
ßend wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers
mittels der beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungs
träger bei Raumtemperatur belassen. Dabei ging der bedruckte
Bereich, während er amorph wurde, in einen farblosen Zustand
über, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt wurde.
Unter Verwendung von 1,0 Gew.-Teilen handelsüblichem kPSD-
HR, anstelle von Kristallviolettlacton, d. h. dem in der Zu
sammensetzung Y gemäß Beispiel 36 verwendeten Farbbildner,
wurde eine Zusammensetzung Y' zubereitet. Ebenso wurde unter
Verwendung von 1,0 Gew.-Teilen handelsüblichem Y-1 anstelle
von Kristallviolettlacton, d. h. des in der Zusammensetzung
Z nach Beispiel 37 verwendeten Farbbildners, eine Zusammen
setzung Z' zubereitet. Entsprechend den Maßnahmen nach Bei
spiel 38 wurde unter Verwendung der Zusammensetzung X nach
Beispiel 35 sowie der Zusammensetzung Y' und Z' ein in Fig.
18 dargestellter Aufzeichnungsträger hergestellt.
Mittels eines handelsüblichen Thermodruckkopfes (6 Punk
te/mm, 380 Ω) wurde ein thermischer Druckvorgang am Auf
zeichnungsträger mit einer angelegten Spannung von 9 V und
einer Pulsweite von 1 ms durchgeführt. Dabei ging der be
druckte Bereich bei Kristallisation nach Gelb über, wodurch
eine Aufzeichnung des positiven Typs aufgezeigt wurde. An
schließend erfolgte ein thermischer Druckvorgang mit einer
angelegten Spannung von 9 V und einer Pulsweite von 0,5 ms.
Dabei veränderte sich der bedruckte Bereich bei Kristallisa
tion nach Orange, wodurch eine Aufzeichnung des positiven
Typs ausgewiesen wurde. Hierauf erfolgte ein thermischer
Druckvorgang mit einer angelegten Spannung von 10 V und ei
ner Pulsweite von 0,5 ms; der bedruckte Bereich kristalli
sierte unter Blaufärbung, wodurch ein Positiv-Drucken ange
zeigt wurde. Weiterhin erfolgte auch ein thermischer Druck
vorgang mit einer angelegten Spannung von 14 V und einer
Pulsweite von 0,5 ms. Dabei veränderte sich der bedruckte
Bereich beim Kristallisieren desselben nach Schwarz, wodurch
eine Aufzeichnung des positiven Typs ausgewiesen wurde. Auf
diese Weise wurden die bedruckten Bereiche mit drei ver
schiedenen Farben, d. h. orange, blau und schwarz, entspre
chend den angelegten Spannungen (9, 10 bzw. 14 V) erhalten.
Anschließend wurden die Gesamtoberfläche des Auf
zeichnungsträgers mittels der beheizten Walze verpreßt und
der Aufzeichnungsträger bei Raumtemperatur stehengelassen
bzw. belassen. Während er amorph wurde, ging dabei der be
druckte Bereich in einen farblosen und transparenten Zustand
über, wodurch eine erfolgte Löschung bestätigt wurde.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler, 5 Gew.-Teile Pregne
nolon als reversibles Material und 5 Gew.-Teile 1-Docosanol
als Phasentrennungssteuerstoff wurden miteinander vermischt,
erwärmt und zur Lieferung einer homogenen Zusammensetzung in
der Schmelze vermischt. Die erhaltene Zusammensetzung wurde
zwischen Glasscheiben auf einer Heizplatte eingefügt, wäh
rend dabei die Menge der Zusammensetzung so eingestellt
wurde, daß die Dicke etwa 5 µm betrug; auf diese Weise wurde
ein Meßprüfling gebildet.
Diese Zusammensetzung zeigte typische Vierkomponenten-Färbe
eigenschaften. Die Eigenschaften (Kennlinien) dieses Bei
spiels sind in Fig. 19 dargestellt. Die Beziehung zwischen
dem Wärmeverlauf und der Färbedichte (OD) ist im folgenden
anhand von Fig. 19 beschrieben. In Fig. 19 sind die Tempera
tur auf der Ordinate und die Reflexionsdichte für Licht ei
ner Wellenlänge von 610 nm auf der Abszisse aufgetragen.
Bei Raumtemperatur (Trt) liegt der gefärbte Zustand, in wel
chem die Phase von Kristallviolettlacton und Propylgallat,
die Phase von Pregnenolon und die Phase von 1-Docosanol pha
sengetrennt sind, bezüglich der Löslichkeiten nahe bei einem
Gleichgewichtszustand.
Wenn das Zusammensetzungssystem aus diesem Zustand auf einen
Schmelzpunkt (Tm: etwa 150°C bei dieser Zusammensetzung)
oder darüber erwärmt wird, beendet das Propylgallat seine
Wechselwirkung mit dem Kristallviolettlacton, und es beginnt
gleichzeitig mit dem Pregnenolon in einem fließfähigen Zu
stand in Wechselwirkung zu treten. Infolgedessen verliert
das System beim Schmelzpunkt oder bei höheren Temperaturen
seine Farbe.
Wenn das System aus dem Schmelzzustand abgekühlt wird, bil
det ein mischfähiges Gemisch von Pregnenolon und 1-Docosanol
eine unterkühlte Flüssigkeit, die ihre Fließfähigkeit auch
bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts beibehält. In
folgedessen erstarren das Propylgallat und das Pregnenolon
in einem fließfähigen Zustand bei niedrigen Temperaturen un
terhalb des Einfrierpunkts Tg unter Aufrechterhaltung einer
Wechselwirkung zwischen ihnen. Das Pregnenolon bildet eine
amorphe Substanz, weil es das Propylgallat in einem Über
schuß zur Gleichgewichtslöslichkeit enthält, so daß sich ein
farbloser Nichtgleichgewichtszustand ergibt. Bei diesem
Vierkomponentensystem kann somit ein farbloser Nichtgleich
gewichtszustand entweder durch Abschrecken oder durch Abküh
len erzielt werden. Selbst eine amorphe Substanz in einem
Nichtgleichgewichtszustand des Vierkomponentensystems be
sitzt eine lange Lebensdauer bei Temperaturen unterhalb des
Einfrierpunkts Tg (etwa 36°C bei dieser Zusammensetzung).
Wenn die Raumtemperatur unterhalb von Tg liegt, geht daher
dieser Nichtgleichgewichtszustand nicht ohne weiteres in
einen Gleichgewichtszustand über.
Wenn die amorphe Substanz in einem Nichtgleichgewichtszu
stand des Vierkomponentensystems auf eine Temperatur über
den Einfrierpunkt erwärmt wird, steigt die Diffusionsge
schwindigkeit des Entwicklers im System schlagartig an. Dem
zufolge wird die Phasentrennung zwischen dem Propylgallat
und dem Pregnenolon in der Richtung beschleunigt, in welcher
eine Rückkehr vom Nichtgleichgewichtszustand in den Gleich
gewichtszustand erfolgt, so daß die Reflexionsdichte des
Prüflings mit steigender Temperatur zunimmt. Wenn jedoch die
Temperatur nahezu den Schmelzpunkt TmD (etwa 69°C für 1-Do
cosanol) des Phasentrennungssteuerstoffs erreicht, löst das
verflüssigte 1-Docosanol das Propylgallat und einen Teil des
Pregnenolons auf. Hierbei wird angenommen oder vorausge
setzt, daß die Löslichkeiten von Propylgallat und Pregneno
lon gegenüber dem 1-Docosanol als Phasentrennungssteuerstoff
vergleichsweise groß sind. Dies führt zur einer drastischen
Beschleunigung der Phasentrennung zwischen dem Propylgallat
und dem Pregnenolon. Gleichzeitig verringert das verflüssig
te 1-Docosanol die Wechselwirkung zwischen dem Propylgallat
und dem Kristallviolettlacton schlagartig. Als Ergebnis wird
das System undurchlässig bzw. opak, d. h. es verliert seine
Farbe nahezu vollständig.
Wenn die Temperatur des Systems aus diesem Zustand wiederum
auf den Erstarrungspunkt oder darunter gesenkt wird, verrin
gert sich die Löslichkeit des Propylgallats gegenüber dem
1-Docosanol beim Erstarren schlagartig. Dies führt zu einer
augenblicklichen Phasentrennung von Propylgallat und 1-Doco
sanol. Das derart phasengetrennte Propylgallat geht wieder
eine Wechselwirkung mit dem Kristallviolettlacton ein, wobei
das System in einen stabileren, näher am Gleichgewichtszu
stand liegenden, gefärbten Zustand versetzt wird. Der Fär
bungsgrad oder die Färbungsgeschwindigkeit des den Phasen
trennungssteuerstoff enthaltenden Zusammensetzungssystems
bewirkt eine etwa zwei bis drei Größenordnungen betragende
Veränderung zwischen Raumtemperatur und dem Einfrierpunkt
und wiederum eine drei bis fünf Größenordnungen betragende
Änderung zwischen dem Einfrierpunkt und dem Schmelzpunkt des
Phasentrennungssteuerstoffs. Im Vierkomponentensystem kann
sich somit eine Gleichgewicht/Nichtgleichgewicht-Phasenände
rung reversibel mit einer extrem hohen Geschwindigkeit oder
Häufigkeit wiederholen, indem Wärmeenergien mit zwei ver
schiedenen Größen, mit denen eine Erwärmung bis zum Schmelz
punkt Tm des Systems und dem Schmelzpunkt TmD des Phasen
trennungssteuerstoffs möglich ist, zweckmäßig bzw. entspre
chend zugespeist werden. Dies ermöglicht die wiederholte Er
zielung von gefärbten und entfärbten Zuständen, unabhängig
davon, ob der Wärmeverlauf ein Abschrecken oder Abkühlen
beinhaltet.
Beispiele für das Material des Phasentrennungssteuerstoffs,
welches Färbungseigenschaften analog denen von 1-Docosanol
aufweist, sind geradkettige höhere einwertige Alkohole, wie
Stearylalkohol, 1-Eicosanol, 1-Tetracosanol, 1-Hexacosanol
und 1-Octacosanol; geradkettige höhere mehrwertige Alkohole,
wie 1,10-Decandiol, 1,12-Dodecandiol, 1,12-Octadecandiol,
1,2-Dodecandiol, 1,2-Tetradecandiol und 1,2-Hexadecandiol
sowie geradkettige höhere Fettsäurealkoholamide, wie Isopro
panolamidstearat und Isopropanolamidbehenat. Als Ergebnis
von Versuchen hat es sich gezeigt, daß die Färbe- oder Fär
bungseigenschaften bei diesem Beispiel im allgemeinen er
reicht werden, wenn als Phasentrennungssteuerstoff eine
niedrigmolekulare organische Substanz mit einer langen ge
radkettigen Alkoholgruppe verwendet wird. Dagegen sind Alko
hole mit einer kurzen geraden Kette, wie 1,6-Hexandiol, und
alicyclische Alkohole ohne lange gerade Kette, wie 1,4-Cy
clohexandiol, trans-1,2-Cyclohexandiol und Cyclododecandiol,
als Material für den Phasentrennungssteuerstoff ungeeignet,
weil diese Substanzen mangelhafte Farbentwicklungseigen
schaften besitzen.
Fig. 20 veranschaulicht die Lagerstabilität für den Fall,
daß höhere mehrwertige Alkohole mit unterschiedlicher Länge
einer geraden Kette als Phasentrennungssteuerstoff im Zusam
mensetzungsanteil gemäß diesem Beispiel gewählt wurden. Im
folgenden ist anhand von Fig. 20 die Beziehung zwischen der
Länge der geraden Kette (und dem Schmelzpunkt) des Phasen
trennungssteuerstoffs (einerseits) und der Lagerstabilität
(andererseits) beschrieben. In Fig. 20 sind der Zeitlog
arithmus auf der Abszisse und das Färbungsverhältnis auf der
Ordinate aufgetragen. Die in Fig. 20 veranschaulichten Daten
wurden mit Stearylalkohol (C18H37OH; Schmelzpunkt 59°C), 1-
Docosanol (C22H45OH; Schmelzpunkt 69°C) und 1-Tetracosanol
(C24H49OH, Schmelzpunkt 74°C) ermittelt, die als höhere Al
kohole für den Phasentrennungssteuerstoff gewählt wurden.
Wie sich aus Fig. 20 ergibt, ist die Lagerstabilität in ei
nem farblosen Zustand im Falle von Stearylalkohol um etwa
das 9-fache niedriger als diejenige von 1-Docosanol und um
etwa das 20-fache niedriger als die von 1-Tetracosanol. Wie
sich aus diesen Beispielen langer geradkettiger Alkohole er
gibt, sind die Länge der geraden Kette und der Schmelzpunkt
des Phasentrennungssteuerstoffs wichtige Faktoren, welche
die Lagerstabilität bestimmen.
Abgesehen von der Länge der geraden Kette oder vom Schmelz
punkt des Phasentrennungssteuerstoffs, sind Faktoren, welche
die Lagerstabilität eines Prüflings stark verändern, die
Einfriertemperaturen des Entwicklers und des reversiblen Ma
terials. Je höher nämlich der Einfrierpunkt liegt, umso län
ger ist die Lebensdauer.
Entsprechend den Maßnahmen nach Beispiel 40 wurde ein Meß
prüfling geformt, nur mit dem Unterschied, daß als Phasen
trennungssteuerstoff 2,5 Gew.-Teile Behensäure verwendet
wurden. Die Färbungseigenschaften dieses Beispiels sind in
Fig. 21 dargestellt; die Beziehung zwischen dem Wärmeverlauf
und der optischen Dichte (OD) ist nachstehend anhand von
Fig. 21 beschrieben.
Bei Raumtemperatur (Trt) liegt der gefärbte Zustand, in wel
chem die Phase von Kristallviolettlacton und Propylgallat,
die Phase von Pregnenolon sowie die Phase von Behensäure
phasengetrennt sind, nahe an einem Gleichgewicht in bezug
auf die Löslichkeiten. Wenn das Zusammensetzungssystem aus
diesem Zustand auf einen Schmelzpunkt Tm (etwa 160°C bei
dieser Zusammensetzung) oder darüber erwärmt wird, beendet
das Propylgallat seine Wechselwirkung mit dem Kristallvio
lettlacton, um gleichzeitig eine Wechselwirkung mit dem
Pregnenolon in einem fließfähigen Zustand einzugehen. Infol
gedessen verliert das System beim Schmelzpunkt oder bei hö
heren Temperaturen seine Farbe.
Wenn das System aus dem Schmelzzustand gekühlt wird, bildet
ein mischfähiges Gemisch von Pregnenolon und Behensäure eine
unterkühlte Flüssigkeit, welche die Fließfähigkeit auch bei
Temperaturen unterhalb des Schmelzpunkts aufrechterhält. In
folgedessen erstarren das Propylgallat und das Pregnenolon
in einen fließfähigen Zustand bei niedrigen Temperaturen un
terhalb des Einfrierpunkts Tg, während eine Wechselwirkung
zwischen ihnen erhalten bleibt. Das Pregnenolon bildet eine
amorphe Substanz, weil es das Propylgallat in einer Über
schußmenge gegenüber der Gleichgewichtslöslichkeit enthält,
so daß sich ein farbloser Nichtgleichgewichtszustand ergibt.
Auch eine amorphe Substanz in einem Nichtgleichgewichtszu
stand des Vierkomponentensystems besitzt bei Temperaturen
unterhalb des Einfrierpunkts Tg (etwa 39°C bei dieser Zusam
mensetzung) eine lange Lebensdauer. Wenn die Raumtemperatur
unterhalb Tg liegt, geht daher dieser Nichtgleichgewichtszu
stand nicht ohne weiteres in einen Gleichgewichtszustand
über.
Wenn die amorphe Substanz auf eine Temperatur über dem Ein
frierpunkt erwärmt wird, steigt die Diffusionsgeschwindig
keit des Entwicklers im System schlagartig an. Infolgedessen
wird die Phasentrennung zwischen dem Propylgallat und dem
Pregnenolon in der Richtung beschleunigt, in welcher eine
Rückkehr vom Nichtgleichgewichtszustand in den Gleichge
wichtszustand erfolgt, so daß die Reflexionsdichte des Prüf
lings mit ansteigender Temperatur zunimmt.
Wenn die Temperatur in die Nähe des Schmelzpunkts TmD (etwa
80°C für Behensäure) des Phasentrennungssteuerstoffs ge
langt, löst die verflüssigte Behensäure das Propylgallat und
einen Teil des Pregnenolons auf. Hierdurch wird die Phasen
trennung zwischen Propylgallat und Pregnenolon drastisch be
schleunigt. Gleichzeitig steigt die Reflexionsdichte des
Prüflings abrupt an. Es wird angenommen oder vorausgesetzt,
daß sich Behensäure und 1-Docosanol in der Beziehung zwi
schen der Reflexionsdichte und dem Temperaturverlauf auf
grund der verschiedenen Wechselwirkungen zwischen diesen
Phasentrennungssteuerstoffen und Propylgallat unterscheiden.
Dies bedeutet, daß die Löslichkeit von Pregnenolon für Be
hensäure sehr niedrig ist; aus diesem Grund treten Kristall
violettlacton und Propylgallat auch bei Temperaturen ober
halb des Schmelzpunkts TmD von Behensäure in eine gewisse
Wechselwirkung miteinander ein.
Wenn die Temperatur des Systems aus diesem Zustand wieder
auf den Verfestigungs- bzw. Erstarrungspunkt oder darunter
erniedrigt wird, nimmt die Löslichkeit des Propylgallats ge
genüber der Behensäure bei Erstarrung schlagartig ab. Dies
führt zu einer augenblicklichen Phasentrennung von Propyl
gallat und Behensäure. Das auf diese Weise wieder phasenge
trennte Propylgallat tritt in eine Wechselwirkung mit dem
Kristallviolettlacton ein, wobei das System in einen dicht
gefärbten, näher an einem Gleichgewichtszustand liegenden
Zustand versetzt wird. Der Färbungsgrad bzw. die Färbungsge
schwindigkeit des Zusammensetzungssystems mit dem Phasen
trennungssteuerstoff bewirkt eine zwei bis drei Größenord
nungen tragende Änderung zwischen Raumtemperatur und dem
Einfrierpunkt und wiederum eine zwei bis drei Größenordnun
gen betragende Änderung zwischen dem Einfrierpunkt und dem
Schmelzpunkt. Es wird vorausgesetzt, daß Behensäure und 1-
Docosanol sich aufgrund der verschiedenen Löslichkeiten die
ser Phasentrennungssteuerstoffe gegenüber Propylgallat in
der Umsetzungsgeschwindigkeit etwas voneinander unterschei
den. Beim Vierkomponentensystem gemäß diesem Beispiel kann
sich, wie beim Vierkomponentensystem gemäß dem obigen Bei
spiel, eine Gleichgewicht/Nichtgleichgewicht-Phasenänderung
mit extrem hoher Geschwindigkeit oder Häufigkeit reversibel
wiederholen, wenn Wärmeenergien mit zwei verschiedenen Grö
ßen, mit denen eine Erwärmung bis zum Schmelzpunk Tm des
Systems und zum Schmelzpunkt TmD des Phasentrennungssteuer
stoffs möglich ist, zweckmäßig zugeführt werden. Dies ermög
licht die wiederholte Erzielung eines gefärbten und entfärb
ten Zustands, unabhängig davon, ob der Wärmeverlauf ein Ab
schrecken oder ein Abkühlen beeinhaltet.
Beispiele für das Material des Phasentrennungssteuerstoffs
mit Farbentwicklungseigenschaften ähnlich denen von Behen
säure sind geradkettige höhere Fettsäuren wie Palmitinsäure,
Stearinsäure, 1-Octadecansäure, Behensäure, 1-Docosansäure,
1-Tetracosansäure, 1-Hexacosansäure und 1-Octacosansäure;
geradkettige höhere mehrwertige Fettsäuren wie Sebacinsäure
und 1,12-Dodecandicarbonsäure; geradkettige höhere Ketone
wie 14-Heptacosanon und Stearon; geradkettige höhere Fett
säuredioldiester wie Ethylenglykoldistearat, Propylenglykol
distearat, Butylenglykoldistearat, Brenzkatechindistearat,
Cyclohexandioldistearat, Ethylenglykoldibehenat, Propylen
glykoldibehenat, Butylenglykoldibehenat, Brenzkatechindibe
henat und Cyclohexandioldiesterbehenat sowie Esterwachs, Al
koholwachs und Urethanwachs. Aufgrund von Versuchsergebnis
sen hat es sich gezeigt, daß die Färbungseigenschaften wie
bei diesem Beispiel im allgemeinen erreicht werden, wenn ei
ne niedrigmolekulare organische Substanz mit einer langen
geradkettigen Carbonsäure oder Carboxylgruppe als Phasen
trennungssteuerstoff eingesetzt wird. Andererseits ist eine
Fettsäure mit einer kurzen geraden Kette, wie Laurinsäure,
als Material für den Phasentrennungssteuerstoff ungeeignet,
weil es für diese Säure schwierig ist, den transparenten Zu
stand zu fixieren. Praffinwachs ist ebenfalls als Material
für den Phasentrennungssteuerstoff ungeeignet, weil der Kon
trast zwischen Färbung und Entfärbung geringer ist als im
Fall anderer Substanzen. Andererseits ist bei Verwendung ei
nes Phasentrennungssteuerstoffs mit einer langen geradketti
gen Carbonsäure die optische Dichte im entfärbten Zustand
geringfügig von derjenigen verschieden, die mit einem System
unter Verwendung eines langen geradkettigen Alkohols als
Phasentrennungssteuerstoff erreicht wird. Der Grund hierfür
liegt vermutlich darin, daß von einem Teil der Carbonsäure
Protonen geliefert werden, welche die Entwicklung einer
Farbe herbeiführen.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile 2,2', 4,4'-Tetrahydroxybenzophenon als Entwickler,
3,5 Gew.-Teile Methylandrostendiol als reversibles Material
und 5 Gew.-Teile 1-Tetracosanol als Phasentrennungssteuer
stoff wurden miteinander vermischt, erwärmt und in der
Schmelze gemischt, um eine homogene Masse oder Zusammenset
zung zu liefern. Die erhaltene Zusammensetzung wurde auf ei
ner Heizplatte zwischen Glasscheiben eingefügt, während da
bei die Menge der Zusammensetzung so eingestellt wurde, daß
die Dicke etwa 5 µm betrug; auf diese Weise wurde ein Meß
prüfling geformt. Der Prüfling mit dieser Zusammensetzung
war in sowohl der Färbungs- als auch der Entfärbungsge
schwindigkeit ausgezeichnet. Färbung und Entfärbung waren
innerhalb 0,3 s möglich. Der Prüfling zeigte auch praktisch
günstige Lagerstabilität. Als Ergebnis eines 40°C-Lagersta
bilitätstests wurde nämlich festgestellt, daß das Färbungs
verhältnis nach Ablauf von 24 h bei 10% oder darunter lag.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile 2,3,4,4'-Tetrahydroxybenzophenon als Entwickler,
5 Gew.-Teile Pregnenolon als reversibles Material und 5
Gew.-Teile 1-Docosanol als Phasentrennungssteuerstoff wurden
zur Erzielung einer homogenen Zusammensetzung miteinander
vermischt, erwärmt und in der Schmelze gemischt. Die so er
haltene Zusammensetzung wurde auf einer Heizplatte zwischen
Glasscheiben eingefügt, wobei die Menge der Zusammensetzung
so eingestellt wurde, daß die Dicke etwa 5 µm betrug; auf
diese Weise wurde ein Meßprüfling hergestellt. Der Prüfling
mit dieser Zusammensetzung war bezüglich sowohl der Fär
bungs- als auch der Entfärbungsgeschwindigkeit ausgezeich
net; Färbung und Entfärbung waren innerhalb von 0,3 s mög
lich. Außerdem zeigte der Prüfling eine praktisch günstige
Lagerstabilität. Als Ergebnis eines 40°C-Lagerstabilitäts
tests wurde nämlich festgestellt, daß das Färbungsverhältnis
nach Ablauf von 24 h bei 10% oder darunter lag.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile 2,3,4,4'-Tetrahydroxybenzophenon als Entwickler,
5 Gew.-Teile Methylandrostendiol als reversibles Material
und 5 Gew.-Teile 1-Docosanol als Phasentrennungssteuerstoff
wurden zur Lieferung einer homogenen Zusammensetzung mitein
ander vermischt, erwärmt und in der Schmelze gemischt. Die
so erhaltene Zusammensetzung wurde auf einer Heizplatte zwi
schen Glasscheiben eingefügt, wobei die Menge der Zusammen
setzung so eingestellt wurde, daß die Dicke etwa 5 µm be
trug; auf diese Weise wurde ein Meßprüfling geformt. Der
Prüfling mit dieser Zusammensetzung war bezüglich sowohl
Färbungs- als auch Entfärbungsgeschwindigkeit ausgezeichnet;
Färbung und Entfärbung konnten innerhalb von 0,3 s stattfin
den. Der Prüfling besaß auch eine praktisch günstige Lager
stabilität. Als Ergebnis eines 40°C-Lagerstabilitätstests
wurde nämlich festgestellt, daß das Färbungsverhältnis nach
Ablauf von 100 h bei 10% oder darunter lag.
1,0 Gew.-Teile Kristallviolettlacton als Farbbildner, 1,0
Gew.-Teile Propylgallat als Entwickler, 3,5 Gew. Teile Me
thylandrostendiol als reversibles Material und 2,5 Gew.-
Teile 1,12-Dodecancarbon 04608 00070 552 001000280000000200012000285910449700040 0002019507151 00004 04489säure als Phasentrennungssteuerstoff
wurden zur Lieferung einer homogenen Zusammensetzung mitein
ander vermischt, erwärmt und in der Schmelze gemischt. Die
so erhaltene Zusammensetzung wurde auf einer Heizplatte zwi
schen Glasscheiben eingefügt, wobei die Menge der Zusammen
setzung so eingestellt wurde, daß die Dicke etwa 5 µm be
trug; auf diese Weise wurde ein Meßprüfling hergestellt. Der
Prüfling mit dieser Zusammensetzung war bezüglich sowohl
Färbungs- als auch Entfärbungsgeschwindigkeit ausgezeichnet;
Färbung und Entfärbung konnten innerhalb von 0,5 s stattfin
den. Der Prüfling besaß außerdem eine praktisch günstige La
gerstabilität. Als Ergebnis eines 40°C-Lagerstabilitätstests
wurde nämlich festgestellt, daß das Färbungsverhältnis nach
Ablauf von 100 h bei 10% oder darunter lag.
Handelsübliches Neutralpapier (SZ-Basispapier, Dicke 25 µm)
wurde durch Erwärmung auf einer Heizplatte mit der Zusammen
setzung nach Beispiel 42 imprägniert. Ein Film bzw. eine
Schicht des erhaltenen Aufzeichnungsträgers wurde auf der
Heizplatte bis zum Schmelzen des Farbbildners, Entwicklers
und reversiblen Materials erwärmt und dann auf Raumtempe
ratur gekühlt. Als Ergebnis wurde ein weißer entfärbter Zu
stand erzielt. Durch anschließendes Erwärmen des Aufzeich
nungsträgers auf 90°C auf der Heizplatte wurde ein hell
blauer Zustand erreicht. Wenn der Prüfling nach der Erwär
mung auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, zeigte er einen
dichtgefärbten Zustand. Anschließend wurde ein durch Licht
aushärtbares Epoxyharz auf beide Oberflächen des Aufzeich
nungsträgers aufgetragen und optisch ausgehärtet, wodurch 1
µm dicke Schutzschichten erzeugt wurden.
Unter Verwendung dieses Prüflings war es möglich, bei einer
Entfärbungssolltemperatur von 180°C und einer Färbungssoll
temperatur von 100°C nach einer Warmprägemethode (hot stamp
method) jeweils innerhalb von etwa 0,3 s wiederholt eine
Färbung und Entfärbung herbeizuführen. Ähnliche Aufzeich
nungs- und Löschvorgänge wurden weiterhin wiederholt durch
geführt; dabei waren 100 Zyklen oder mehr nötig, bis das
Kontrastverhältnis auf die Hälfte abgenommen hatte.
Die Zusammensetzung nach Beispiel 40, 2 Gew.-Teile eines
handelsüblichen Styrol/Methacrylat-Copolymers (A37P) als po
lymere Verbindung sowie ein 20%iges Cyclohexan/Toluol-Lö
sungsmittel als Dispersionslösungsmittel wurden in einer Ku
gelmühle dispergiert, wobei eine gleichmäßig dispergierte
Zusammensetzungslösung erhalten wurde. Die Löslichkeit des
Farbbildners, Entwicklers und reversiblen Materials, bezogen
auf 100 g des Styrol/Methacrylat-Copolymers, betrug jeweils
10 g oder weniger. Die erhaltene Zusammensetzungslösung
wurde nach einer Stab- bzw. Schienenbeschichtungsmethode auf
eine 50 µm dicke Polyethylenterephthalatfolie aufgetragen
und getrocknet, wobei eine Aufzeichnungsträgerschicht mit
einer Schichtdicke von 5 µm erhalten wurde. Anschließend
wurde eine 3,5 µm dicke Ethylenterephthalatfolie, deren
Oberseite mit einer 0,1 µm dicken Gleitmittelschicht auf Si
likonbasis und deren Unterseite mit einer 0,1 µm dicken
Schicht eines Styrol/-Methacrylat-Copolymers beschichtet wa
ren, nach einer Trockenlaminatmethode derart am Aufzeich
nungsträger zum Haften gebracht, daß die Unterseite der
Schutzschicht mit der Dispersion in Berührung stand. Hierauf
wurden die Gesamtoberfläche des Aufzeichnungsträgers mittels
einer beheizten Walze verpreßt und der Aufzeichnungsträger
auf Raumtemperatur gekühlt. Dabei wurde ein farbloser,
transparenter, entfärbter Zustand erreicht. Anschließend
wurde mittels eines Thermodruckkopfes (8 Punkte/mm, 1000 Ω)
ein thermischer Druck- bzw. Aufzeichnungsvorgang mit einer
angelegten Spannung von 25 V und einer Pulsweite von 150 µs
durchgeführt. Dabei ging der bedruckte Bereich (Aufzeich
nungsbereich) auf eine blaue Färbung über, was auf eine
erfolgte Aufzeichnung hinwies. Weiterhin wurde mittels des
Thermodruckkopfes (8 Punkte/mm, 1000 Ω) mit einer ange
legten Spannung von 25 V und einer Pulsweite von 250 µs eine
thermische Löschung am blaugefärbten Bereich durchgeführt.
Dabei wurde festgestellt, daß der gefärbte Bereich in den
farblosen, transparenten, entfärbten Zustand zurückgeführt
wurde. Das Kontrastverhältnis der Durchlässigkeit für Licht
einer Wellenlänge von 610 nm zwischen dem bedruckten Bereich
und dem Hintergrund betrug 40.
Claims (16)
1. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger, bei dem
Informationsaufzeichnung und -löschung auf der Basis
eines Übergangs kristalliner Zustand/amorpher Zustand
stattfinden und der folgende Bestandteile umfaßt:
einen Farbbildner (A) und
einen Entwickler (B) mit einer Einfriertemperatur von 25°C oder höher, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent wickler (B) eine Verbindung mit einem Steroidgerüst ist.
einen Farbbildner (A) und
einen Entwickler (B) mit einer Einfriertemperatur von 25°C oder höher, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent wickler (B) eine Verbindung mit einem Steroidgerüst ist.
2. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbildner (A)
eine Einfriertemperatur von 25°C oder höher aufweist.
3. Reversibler thermischer Aufzeichungsträger, bei dem
Informationsaufzeichnung und -löschung auf der Basis
eines Übergangs kristalliner Zustand/amorpher Zustand
stattfinden und der folgende Bestandteile umfaßt:
einen Farbbildner (A),
einen Entwickler (B) und
eine reversible Komponente (C), die aus einer Verbindung mit einem Steroidgerüst besteht.
einen Farbbildner (A),
einen Entwickler (B) und
eine reversible Komponente (C), die aus einer Verbindung mit einem Steroidgerüst besteht.
4. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reversible
Komponente (C) eine Einfriertemperatur von 25°C oder
höher aufweist.
5. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler (B)
eine Einfriertemperatur von 25°C oder höher aufweist.
6. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der rever
siblen Komponente (C) der Farbbildner oder der Entwickler
zu reversiblen Übergängen kristalliner Zustand/amorpher
Zustand befähigt ist.
7. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reversible
Komponente (C) mehrere Verbindungen enthält und rever
sibel Änderungen zwischen zwei phasengetrennten Zuständen
oder zwischen einem phasengetrennten Zustand und einem
nicht phasengetrennten Zustand zu wiederholen vermag.
8. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben der rever
siblen Komponente (C) der Farbbildner oder der Entwickler
reversibel Änderungen zwischen zwei phasengetrennten Zu
ständen oder zwischen einem phasengetrennten Zustand und
einem nicht phasengetrennten Zustand befähigt ist.
9. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbildner (A),
der Entwickler (B) und die reversible Komponente (C) von
einer polymeren Verbindung getragen werden.
10. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Löslichkeit des
Farbbildners (A), Entwicklers (B) oder der reversiblen
Komponente (C), bezogen auf 100 g der polymeren Verbin
dung, jeweils 10 g oder weniger beträgt.
11. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der wie
derkehrenden Einheiten aus unter Kohlenstoff, Wasserstoff
und Halogen ausgewählten Elementen in der polymeren Ver
bindung mehr als 75 Gew.-% beträgt.
12. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die polymere Ver
bindung polare Substituenten aufweist.
13. Reversibler thermischer Aufzeichungsträger nach An
spruch 3, der zusätzlich einen Phasentrennungssteuerstoff
(D) enthält.
14. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasentren
nungssteuerstoff (D) einen niedrigeren Schmelzpunkt als
das Dreikomponentensystem aus dem Farbbildner (A), dem
Entwickler (B) und der reversiblen Komponente (C) auf
weist.
15. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasentren
nungssteuerstoff (D) eine niedrigmolekulare organische
Verbindung mit einem langen geradkettigen Abschnitt mit 8
oder mehr Kohlenstoffatomen und einer polaren Substituen
tengruppe ist.
16. Reversibler thermischer Aufzeichnungsträger nach An
spruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbildner
(A), der Entwickler (B), die reversible Komponente (C)
und der Phasentrennungssteuerstoff (D) von einer polyme
ren Verbindung getragen werden.
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