DE3714940C2 - Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents
Wärmeempfindliches AufzeichnungsmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein für wärmeempfindliche Aufzeichnungspapiere
geeignetes Material, sie betrifft insbesondere
ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das eine
spezifische Entwicklerverbindung enthält, die durch Erhitzen
eine farbbildende Substanz in Farbbilder umwandeln kann.
Bei einem wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapier handelt es
sich um ein Aufzeichnungsmaterial, bei dem eine wärmeempfindliche
Schicht, in der durch Erhitzen eine Farbe entwickelt
werden kann, auf die Oberfläche eines Schichträgers, wie z. B.
eines Papiers, aufgebracht ist. Das Aufzeichnungsverfahren
wird durchgeführt unter Verwendung eines Druckers, wie z. B.
eines Wärmedruckers. Das Papier wird in großem Umfange auf
dem Gebiet der Computer, Faksimile-Telegraphen und Rechenmaschinen
verwendet.
Die wärmeempfindliche Schicht besteht aus einer Zusammensetzung,
die eine farbbildende Substanz, eine Entwicklerverbindung,
welche die farbbildende Substanz in Farbbilder überführen
kann, und ein Bindemittel enthält und die Entwicklerverbindung
wird als die Komponente bezeichnet, die unter den
obengenannten drei Komponenten den größten Einfluß auf die
Eigenschaften des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
hat. Daher hängt die Brauchbarkeit der wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien von den Eigenschaften der verwendeten
Entwicklerverbindung ab.
Bisphenol A wird am häufigsten als Entwicklerverbindung verwendet,
die einen farblosen Farbstoff aus einem Elektronendonor,
wie z. B. Kristallviolettlacton, in Farbbilder einführt.
Die Bisphenol A-Entwicklerverbindungen genügen jedoch den
Hochgeschwindigkeits-Anforderungen des Druckverfahrens neuerdings
nicht mehr und die Aufmerksamkeit wurde daher auf Bis-
(hydroxyphenyl)essigsäure-Entwicklerverbindungen anstelle der
obengenannten Bisphenol A-Entwicklerverbindungen gerichtet,
wie in den ungeprüften japanischen Patentpublikationen
5 288/1983 und 79 793/1984 beschrieben.
Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, die Bis(hydroxyphenyl)
essigsäure-Entwicklerverbindungen enthalten, weisen
nicht nur eine ausgezeichnete Glätte des Aufzeichnungspapiers
auf, sondern sie besitzen auch ausgezeichnete Vervielfältigungseigenschaften
bei der Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit,
verglichen mit den Materialien, in denen Bisphenol A-
Entwicklerverbindungen verwendet werden, und daher können vom
Standpunkt der Bildauflösung aus betrachtet vorteilhafte Ergebnisse
erzielt werden. Die Wärmedrucker werden jedoch ständig
verbessert, um ihre Funktionen noch besser zu machen,
beispielsweise die Wärmeenergie noch wirtschaftlicher auszunutzen.
Die Eigenschaften der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
müssen daher noch weiter verbessert werden,
insbesondere die Entwicklerverbindungen, um den verbesserten
Funktionen der Drucker gerecht zu werden. Das heißt, es ist
erforderlich, eine Entwicklerverbindung zu finden, die eine
ausgezeichnete Farbempfindlichkeit, Farbdichte und eine ausgezeichnete
Bildauflösung bei der Aufzeichnung bei niedrigerer
Temperatur innerhalb eines kurzen Zeitraums ergeben
kann.
Bei den bekannten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
besteht auch die Neigung, daß ein Teil der farbbildenden
Substanz vor dem Vervielfältigen (Bedrucken) eine Farbe entwickelt
und deshalb ein schwarzer Schleier auf der Oberfläche
der Aufzeichnungspapiere zu beobachten ist, die eigentlich
weiß sein sollte, oder die Aufzeichnungspapiere beim Kontakt
mit lichtempfindlichen Diazo-Papieren deutlich geschwärzt werden,
so daß die aufgedruckten Bilder verschwinden.
Ziel der Erfindung ist es daher, ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das frei
von den obengenannten Mängeln ist.
Das heißt, das Aufzeichnungsmaterial soll eine gute Farbempfindlichkeit und
Farbdichte sowie eine hervorragende Auflösung auch in solchen Aufzeichnungsprozessen
aufweisen, die in kurzer Zeit bei tiefer Temperatur durchgeführt
werden. Ferner soll das Aufzeichnungsmaterial weder beim Kontakt mit
lichtempfindlichem Diazopapier noch vor dem Bedrucken schwarze Schleier
oder schwarze Verfärbungen bilden.
Diese und weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Gegenstand der Erfindung ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial,
das enthält (A) eine farbbildende Substanz,
(B) eine Entwicklerverbindung, welche die farbbildende
Substanz durch Erhitzen in Farbbilder überführen kann,
und (C) ein Bindemittel, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß es sich bei der Komponente (B) um mindestens eine Diphenylverbindung
der allgemeinen Formel I handelt:
worin bedeuten:
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
Erfindungsgemäß führt die Verwendung der Diphenylverbindung
der Formel (I) als Entwicklerverbindung (B) in dem wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterial zu besseren Druck-
bzw. Vervielfältigungseigenschaften bei der Aufzeichnung
mit hoher Geschwindigkeit. Diese ausgezeichneten Eigenschaften
waren nicht zu erwarten im Falle der bekannten Bis(hydroxyphenyl)
essigsäurealkylester-Entwicklerverbindungen.
Wie vorstehend angegeben, wird die erfindungsgemäß als Entwicklerverbindung
(B) verwendete Diphenylverbindung dargestellt
durch die allgemeine Formel:
worin bedeuten:
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
In der obengenannten Formel (I) sind Beispiele für das durch
X1 und X2 dargestellte Halogenatom Brom und Chlor
ist vom Standpunkt der Eigenschaften des wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials und des Preises aus
betrachtet am meisten bevorzugt. Beispiele für die durch
R1 und R2 dargestellten Alkylgruppen sind die Methylgruppe,
Ethylgruppe, Propylgruppe, Butylgruppe oder Amylgruppe
und in der Regel wird eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
verwendet. Der Phenylring der Benzylgruppe kann
einen Substituenten, wie z. B. ein Halogenatom oder eine
Alkylgruppe, aufweisen. Wenn jedes der Symbole l, m, n, p
und q nicht weniger als 2 bedeutet, können die X1-Gruppen,
die X2-Gruppen, die R1-Gruppen oder die R2-Gruppen gleich
oder voneinander verschieden sein. Wenn beispielsweise l = 2,
kann die Formel (I) nicht nur eine einzige Art des Halogenatoms,
sondern auch verschiedene Arten von Halogenatomen,
wie z. B. Chlor und Brom, als Gruppen X1 aufweisen.
Typische Beispiele für geeignete Diphenylverbindungen der
Formel (I) sind folgende:
Die Diphenylverbindungen (I) sind nicht auf die vorstehenden
Beispiele beschränkt und sie können allein oder in Form einer
Mischung derselben verwendet werden.
Erfindungsgemäß kann als Entwicklerverbindung (B) eine
Mischung aus der obengenannten Diphenylverbindung (I) mit
einer bekannten Entwicklerverbindung, wie z. B. Bisphenol A,
einem Alkylester der Bis(hydroxyphenyl)essigsäure oder einer
Bisphenolsulfidverbindung, verwendet werden. Beispiele für
bekannte Entwicklerverbindungen sind 4,4′-Isopropylidendiphenol,
4,4′-Isopropylidenbis(2-chlorophenol), 4,4′-Isopropylidenbis
(2-t-butylphenol), 4,4′-sec-Butylidendiphenol,
4,4′-(1-Methyl-n-hexyliden)diphenol, 4,4′-Cyclohexylidendiphenol
oder 4,4′-Thiobis(6-t-butyl-3-methylphenol).
Als farbbildende Substanz (A) kann verwendet werden eine
Verbindung mit einem Lactonring, eine Verbindung mit einem
Lactamring, eine Verbindung mit einem Sultonring oder eine
Verbindung mit einem Spiropyranring, die beim Erhitzen mit
der Entwicklerverbindung (B) reagieren können unter Erzeugung
eines Farbbildes, wie z. B. eine Triphenylmethanverbindung,
eine Triphenylmethanphthalidverbindung, eine Fluoranverbindung,
eine Leucoauraminverbindung oder eine Spiropyranverbindung.
Typische Beispiele für die farbbildende Substanz
(A) sind Kristallviolettlacton, Malachitgrünlacton,
3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)-6-aminophthalid, 3,3-Bis-
(p-dimethylaminophenyl)-6-(p-toluolsulfonamid)phthalid,
3-Diethylamino-7-(N-methylanilino)fluoran, 3-Diethylamino-
7-(N-methyl-p-toluidino)-fluoran, 3-Dimethylamino-6-methoxyfluoran,
3-Diethylamino-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino-
6-methyl-7-chlorofluoran, 3-Diethylamino-7-phenylfluoran,
3-Morpholino-5,6-benzofluoran, 3-Diethylamino-5-methyl-
7-dibenzylaminofluoran, 3-Diethylamino-7-dibenzylaminofluoran,
3-Diethylamino-7,8-benzofluoran, 3-Cyclohexylamino-6-chlorofluoran,
N-Phenyl-Rhodamin B-Lactam, saures Rhodamin B-
Sulton, Benzo-β-naphthospiropyran, 2-Methyl-spironaphthopyran
oder 1,3,3-Trimethyl-6′-chloro-8′-methoxy-indolino-benzospiropyran,
die erfindungsgemäß verwendbare farbbildende
Substanz (A) ist jedoch auf die vorstehenden Beispiele
nicht beschränkt. Diese können allein oder in Form
einer Mischung verwendet werden.
Beispiele für das Bindemittel (C) sind Polyvinylalkohol und
seine Derivate, wasserlösliche Polyester, Carboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Copolymere
von Styrol und Maleinsäure und ihre Salze, Copolymere
von Isobutylen und Maleinsäure und ihre Salze,
Natriumalginat, modifizierte Stärke, SBR-Latex, Acryllatex,
Gummiarabicum, Terpenharze und cyclisierte Kautschuke.
Das Bindemittel (C) ist jedoch auf die vorgenannten Beispiele
nicht beschränkt.
Wenn das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial
hergestellt wird, ist es im allgemeinen so, daß eine
wäßrige Dispersion der farbbildenden Substanz (A), eine
wäßrige Dispersion der Entwicklerverbindung (B) und eine
wäßrige Lösung des Bindemittels (C) getrennt hergestellt und
dann die Dispersionen und die Lösung miteinander gemischt
werden zur Herstellung der Zusammensetzung. Ein Teil des
Bindemittels (C) kann der Dispersion der farbbildenden Substanz
(A) und/oder der Dispersion der Entwicklerverbindung
(B) zugesetzt werden. Vorzugsweise betragen die Mengen der
farbbildenden Substanz (A), der Entwicklerverbindung (B) und
des Bindemittels (C) 3 bis 30 Gew.-% der Komponente (A),
6 bis 60 Gew.-% der Komponente (B) und 4 bis 40 Gew.-% der
Komponente (C). Vorzugsweise beträgt die Feststoffkonzentration
der Zusammensetzung 10 bis 40 Gew.-%, vom Standpunkt
der Verarbeitbarkeit aus betrachtet.
Zu der so erhaltenen wäßrigen Zusammensetzung können bekannte
Zusätze zugegeben werden, wie z. B. Agentien, um ihr Wasserbeständigkeit
zu verleihen, wie z. B. Glyoxal oder Harnstoffharze,
Entschäumungsmittel, Dispergiermittel, oberflächenaktive
Mittel, verschiedene Wachse, Fettsäureamide,
Fettsäuremetallsalze, Ton, Calciumcarbonat, Satinweiß
und Titandioxid. Die Zusammensetzung wird auf den
Schichtträger aufgebracht.
Die zu beschichtenden Schichtträger unterliegen keinen speziellen
Beschränkungen und es können beliebige Schichträger wie
z. B. Papiere, synthetische Papiere oder Harzfilme, verwendet
werden. Wenn die Zusammensetzung auf den Schichtträger aufgebracht
wird, kann irgendein bekanntes Verfahren, beispielsweise
ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Luftmesserbeschichtungsverfahren
und ein Klingenbeschichtungsverfahren,
angewendet werden. Vorzugsweise beträgt die Beschichtungsmenge
etwa 0,1 bis etwa 20, insbesondere etwa 3 bis etwa 15
g/m2, bezogen auf den Feststoff.
Das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial
weist ausgezeichnete Vervielfältigungseigenschaften bzw.
Druckeigenschaften auf, wie z. B. eine ausgezeichnete Farbempfindlichkeit
und Farbdichte, auch bei der Aufzeichnung
bei tiefer Temperatur und mit hoher Geschwindigkeit. Außerdem
ist überhaupt kein schwarzer Schleier auf der Oberfläche der
Aufzeichnungspapiere vor Durchführung des Aufzeichnungsverfahrens
und keine schwarzen Flecken beim Kontakt mit lichtempfindlichen
Diazopapieren festzustellen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, in denen
alle Prozentsätze und Teile, wenn nichts anderes angegeben ist,
auf das Gewicht bezogen sind, näher erläutert. Es ist jedoch
für den Fachmann klar, daß die Erfindung keineswegs auf die
nachstehenden Beispiele beschränkt ist, sondern daß diese
in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden
können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung
verlassen wird.
Dispersion (A) | |
Kristallviolettlacton | |
7 Teile | |
10-%ige wäßrige Lösung von PVA (Polyvinylalkohol, mit einem Hydrolysegrad von 88 Mol-% und einem Polymerisationsgrad von etwa 500 | 10 Teile |
Stearinsäureamid | 10 Teile |
Calciumcarbonat | 25 Teile |
Wasser | 60 Teile |
Lösung (C) |
10-%ige wäßrige Lösung von PVA |
110 Teile |
Die Dispersionen (A) und (B) und die Lösung (C) wurden getrennt
hergestellt und jede der Dispersionen (A) und (B)
wurde unter Verwendung einer Sandmühle pulverisiert, bis die
durchschnittliche Teilchengröße der Feststoffmaterialien
2 bis 3 µm betrug, und die Dispersionen (A) und (B) und
die Lösung (C) wurden miteinander gemischt. Die Mischung
wurde in Form einer Schicht auf ein Papier mit einem Basisgewicht
von 50 g/m2 aufgebracht, so daß die Beschichtungsmenge
10 g/m2, bezogen auf den Feststoff, betrug, und getrocknet
zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapiers.
Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungspapiers sind in der weiter unten folgenden
Tabelle I angegeben.
Das erhaltene Aufzeichnungspapier wurde mit einem Metallblock
mit einer Oberflächentemperatur von 100°C oder von
110°C 2 s lang in Kontakt gebracht, um eine Farbe zu entwickeln.
Nach 60 min wurde die Farbdichte unter Verwendung
eines Densitometers (im Handel erhältlich von der Firma
Macbeth Co., Ltd.) gemessen.
Die Glätte des erhaltenen Aufzeichnungspapiers wurde gemessen
unter Verwendung einer Glätte-Testvorrichtung (im
Handel erhältlich von der Firma Oji Paper Co., Ltd.),
nachdem das Papier bei 20°C und 65% relativer Feuchtigkeit
(RH) liegengelassen worden war.
Die Helligkeit des erhaltenen Aufzeichnungspapiers wurde
gemäß JIS P 8 123 gemessen.
Das erhaltene Aufzeichnungspapier wurde zwischen lichtempfindliche
Diazopapiere gelegt und 5 min lang liegen
gelassen, dann wurden die lichtempfindlichen Papiere durch
eine Diazokopiervorrichtung hindurchgeführt, 10 min liegen
gelassen und das Aufzeichnungspapier wurde herausgenommen.
Nachdem das Aufzeichnungspapier 30 min lang liegengelassen
worden war, wurde seine Farbdichte unter Verwendung des
obengenannten Densitometers gemessen. (Die Farbdichte des
Aufzeichnungspapiers, das nicht mit dem lichtempfindlichen
Diazopapier in Kontakt gebracht worden war, betrug 0,12).
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal
n-Butyl-bis(4-hydroxyphenyl)acetat (Vergleichsbeispiel
1) oder Bisphenol A (Vergleichsbeispiel 2) anstelle von
Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat in der Dispersion
(B) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I
angegeben.
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei diesmal
jede der nachstehend angegebenen Diphenylverbindungen
anstelle von Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat
in der Dispersion (B) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle I angegeben.
Claims (3)
1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, das enthält
(A) eine farbbildende Substanz, (B) eine Entwicklerverbindung,
die beim Erhitzen die farbbildende Substanz
in ein Farbbild umwandeln kann, und (C) ein Bindemittel,
dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei
der Komponente (B) um mindestens eine Diphenylverbindung der
allgemeinen Formel I handelt:
worin bedeuten:
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
X1 und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Halogenatom,
R1 und R2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils eine Alkylgruppe,
Y ein Halogenatom oder eine Alkylgruppe,
l und n jeweils die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4,
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von l, m und n 1 bis 5 beträgt,
p, q und r jeweils 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5, wobei die Summe von p, q und r 0 bis 5 beträgt, und
s die Zahl 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5.
2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente
(B) um Benzyl-bis(3-chloro-4-hydroxyphenyl)acetat handelt.
3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Komponente
(B) um Benzyl-bis(4-hydroxyphenyl)acetat handelt.
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