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Dokumentenidentifikation DE60011162T2 28.07.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001033260
Titel Thermisches Übertragungsaufzeichnungsmedium
Anmelder Fujicopian Co., Ltd., Osaka, JP;
Alps Electric Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Sogabe, Jun, Osaka-shi, Osaka-fu, JP;
Hoshino, Tetuo, Osaka-shi, Osaka-fu, JP;
Fujimoto, Kotaro, Osaka-shi, Osaka-fu, JP;
Asabe, Yoshiyuki, Tokyo-to, JP;
Arauchi, Susumu, Tokyo-to, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60011162
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 01.03.2000
EP-Aktenzeichen 001042274
EP-Offenlegungsdatum 06.09.2000
EP date of grant 02.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.07.2005
IPC-Hauptklasse B41M 5/40

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium, das nützlich ist für die Bildung eines Bildes von hoher Qualität, insbesondere eines Mehrfachabstufungs-Farbbildes von hoher Qualität, sogar auf einem Papierbogen mit niedriger Oberflächenglätte (nachstehend als „rauer Papierbogen" bezeichnet).

Herkömmlich verwendete Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedien, die zur Bildung von Bildern auf einem rauen Papierbogen fähig sind, beinhalten eines, in welchem sich eine ein Wachs als Hauptbestandteil enthaltende Release-Schicht auf einem Träger und eine durch Hitze erweichungsfähige Farbtintenschicht auf der Release-Schicht befindet.

Andererseits gibt es als eines der Mittel zum Erhalten eines Mehrfachabstufungs-Farbbildes von hoher Qualität ein Verfahren, welches einen sog.

„veränderlichen Punkttyp-Wärmekopf" verwendet, wobei die Hitzeerzeugungsfläche jedes Heizwiderstand-Elements eines Wärmekopfes durch Einstellen der an das Heizwiderstand-Element angelegten Energie variabel ist. Um die Bildung eines Mehrfachabstufungs-Farbbildes von hoher Qualität unter Verwendung eines derartigen variablen Punkttyp-Wärmekopfes gemäß einer Flächenabstufungsmethode zu erzielen, ist es notwendig, die Übertragbarkeit einer Wärmeübertragungstinte auf eine kleine Fläche zu verbessern. Bisher wurde die Verbesserung einer derartigen Übertragbarkeit durch Senken des Erweichungspunktes einer Farbtintenschicht und/oder einer Release-Schicht bewerkstelligt.

Allerdings verursacht dieses Verfahren zusammenfallende Tintenpunkte in Bereichen hoher Dichte, was zum Misserfolg führt, Mehrfachabstufungs-Farbbilder von hoher Qualität über einen breiten Abstufungsbereich hinweg zu erhalten.

Aus US-A 5 576 506 ist ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium bekannt, welches Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium eine Unterlage, eine sich auf der Unterlage befindende durch Hitze schmelzbare Release-Schicht, und eine sich auf der Release-Schicht befindende durch Hitze schmelzbare Farbtintenschicht umfasst, wobei die durch Hitze schmelzbare Release-Schicht aus Partikeln gebildet ist, die aus einem Wachs als Hauptbestandteil bestehen. Beispiele für das besagte Wachs umfassen synthetische Wachse, wie z.B. oxidiertes Wachs und &agr;-Olefin-Maleinsäureanhydrid-Copolymerwachs. Der Schmelz- oder Erweichungspunkt des Wachses ist vorzugsweise von etwa 50°C bis 130°C. Vorzugsweise ist die Schmelzviskosität des Wachses nicht höher als 100 mPa.s bei einer Temperatur, die 30°C höher als der Schmelz- oder Erweichungspunkt des Wachses liegt.

Aus EP-A 0 658 444 ist ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium bekannt, welches Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium eine Unterlage, eine Release-Schicht und eine durch Hitze schmelzbare Farbtintenschicht umfasst, die sich in dieser Reihenfolge auf der Unterlage befinden, wobei die Release-Schicht 50 bis 100 Gew-% von einem Polyethylenwachs enthält, wie z.B. einem oxidierten Typ eines Polyethylenwachses mit einem Schmelz- oder Erweichungspunkt von nicht weniger als 100°C. Die Release-Schicht kann mit einem anderen Wachs vereinigt sein, wie z.B. &agr;-Olefin-Maleinsäureanhydrid-Copolymerwachs.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das fähig ist zur Bildung eines Bildes von hoher Qualität, insbesondere eines Mehrfarben-Abstufungsbildes von hoher Qualität sogar auf einem rauen Papierbogen, mittels eines Wärmeübertragungs-Mechanismus, insbesondere eines Flächenabstufungs-Verfahrens, welches einen variablen Punkttyp-Wärmekopf verwendet.

Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Die in Anspruch 1 dargelegte Erfindung stellt ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium bereit, umfassend einen Träger und mindestens eine durch Hitze schmelzbare Release-Schicht und eine durch Hitze erweichungsfähige Farbtintenschicht, die in dieser Reihenfolge auf dem Träger gestapelt sind, wobei die Release-Schicht ein Wachs als Hauptbestandteil umfasst, und die Release-Schicht einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg, und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C hat.

Die in Anspruch 2 dargelegte Erfindung stellt das Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bereit, wobei das Wachs als ein Hauptbestandteil in der Release-Schicht ein mit Maleinsäureanhydrid aufgepfropftes modifiziertes Wachs umfasst.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, umfassend einen Träger und mindestens eine durch Hitze schmelzbare Release-Schicht und eine durch Hitze erweichungsfähige Farbtintenschicht, die in dieser Reihenfolge auf dem Träger gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Release-Schicht ein Wachs als Hauptbestandteil umfasst, und dass die Release-Schicht einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg, und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C hat. Es wurde gefunden, dass aufgrund derartiger Merkmale das Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung fähig ist, ein Bild von hoher Qualität zu bilden, insbesondere ein Mehrfachabstufungsbild von hoher Qualität, sogar auf einem rauen Papierbogen durch Verwendung eines variablen Punkttyp-Wärmekopfes gemäss einem Flächenabstufungs-Verfahren.

Wenn der Schmelzpunkt der Release-Schicht weniger als 85°C beträgt, treten zusammenfallende Tintenpunkte leicht in Bereichen hoher Dichte auf. Der Schmelzpunkt der Release-Schicht beträgt vorzugsweise nicht weniger als 90°C, um das Auftreten von zusammenfallenden Tintenpunkten in noch genügenderer Weise zu verhindern. Wenn der Schmelzpunkt der Release-Schicht mehr als 120°C beträgt, wird die Übertragungsempfindlichkeit merklich gesenkt. Daher beträgt der Schmelzpunkt der Release-Schicht vorzugsweise nicht mehr als 120°C. Allerdings führt bloßes Erhöhen des Schmelzpunktes der Release-Schicht bis auf eine Temperatur innerhalb des oben erwähnten Bereichs nicht zu einer Verbesserung der Bildqualität, weil die Übertragbarkeit in Bereichen niedriger Dichte vermindert ist. Es wurde gefunden, dass dieses Problem gelöst werden kann durch Festlegen der Schmelzwärme der Release-Schicht auf 140 mJ/mg oder weniger. Des Weiteren ist es notwendig, dass die Schmelzviskosität der Release-Schicht nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C beträgt, um eine bevorzugte Übertragbarkeit auf einen rauen Papierbogen beizubehalten.

Als in der vorliegenden Erfindung verwendbarer Träger können verschiedene Materialien herangezogen werden, die als Träger für konventionelle Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Polyesterfilme, besonders ein Polyethylenterephthalat-Film, mit einer Dicke von 2 bis 6 &mgr;m sind unter den Gesichtspunkten ihrer Härte, Wärmeleitung und Kosten vorzuziehen. Es ist vorzuziehen, eine Ablösungsbehandlung (antiklebende Schicht) auf der Rückseite des Trägers bereitzustellen.

Die Release-Schicht, welche kennzeichnend ist für die vorliegende Erfindung, umfasst ein Wachs als Hauptbestandteil. Ein oder mehrere Wachse werden selektiv verwendet, so dass die resultierende Release-Schicht einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C hat.

Bevorzugte Beispiele für als Hauptbestandteil verwendete Wachse sind gewählt aus modifiziertem Carnauba-Wachs, oxidiertem Polyethylen-Wachs, oxidiertem mikrokristallinem Wachs, modifizierten Wachsen, die mit Maleinsäureanhydrid aufgepfropft sind, und dgl. und welche einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C haben. Modifizierte Wachse, die mit Maleinsäureanhydrid aufgepfropft sind, umfassen solche, in denen ein Wachs wie z.B. Polyethylenwachs, Paraffinwachs oder dgl. durch Aufpfropfen mit Maleinsäureanhydrid auf das Wachs modifiziert sind. All diese modifizierten Wachse erfüllen nicht die oben festgesetzten physikalischen Eigenschaften, und die meisten modifizierten Wachse haben eher physikalische Eigenschaften, die außerhalb der oben festgesetzten Werte liegen. Bspw. nimmt die Schmelzviskosität eines modifizierten Wachses mit zunehmendem Grad der Modifikation zu und kann nicht innerhalb des festgesetzten Wertes der Schmelzviskosität beibehalten werden, d.h. nicht mehr als 50 mPa.s (50 cps)/120°C. Deswegen ist es bevorzugt, modifizierte Wachse auszuwählen, die die festgesetzten Werte der physikalischen Größen durch volles Berücksichtigen der Art der modifizierten Wachse, des Modifizierungsgrades, des Modifizierungsverfahrens und dgl. erfüllen.

Wachse, wie z.B. Carnauba-Wachs, Polyethylen-Wachs und Paraffin-Wachs, welche gewöhnlich für Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedien verwendet werden, können wegen ihrer unten erwähnten Nachteile nicht als Hauptwachs für die Release-Schicht in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Carnauba-Wachs oder Paraffin-Wachs üben kaum den gewünschten Effekt der vorliegenden Erfindung aus wegen ihrer niedrigen Schmelzpunkte. Es gibt einige Polyethylen-Wachse und Paraffin-Wachse, die einen hohen Schmelzpunkt und eine niedrige Schmelzviskosität aufweisen. Allerdings vermindern sie eine Übertragbarkeit in Bereichen niedriger Dichte wegen ihrer hohen Schmelzwärme. Im allgemeinen vermindern Polyethylen-Wachse eine Gesamtübertragbarkeit wegen ihrer hohen Schmelzviskosität.

Allerdings können diese gewöhnlichen Wachse, deren physikalische Werte außerhalb der festgesetzten Werte liegen, verwendet werden, solange der Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht geschadet wird. Des Weiteren kann, falls erforderlich, die Release-Schicht mit einem thermoplastischen Harz vereinigt sein. Beispiele für thermoplastische Harze umfassen Olefincopolymere wie z.B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyamidharze, Polyesterharze, natürlicher Gummi, Petroleumharze, Kolophoniumharze, Styrolharze und dgl. Die Menge des hinzugefügten thermoplastischen Harzes beträgt vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew-%, insbesondere bevorzugt nicht mehr als 5 Gew-%, basierend auf der Gesamtmenge der Release-Schicht.

Die Dicke der Release-Schicht beträgt vorzugsweise von 0,1 bis 2,0 &mgr;m vom Gesichtspunkt der Anpassung an die Wärmeübertragung. Wenn die Dicke der Release-Schicht weniger als 0,1 &mgr;m beträgt, kann das Trennvermögen nicht sichergestellt werden. Wenn die Dicke der Release-Schicht mehr als 2,0 &mgr;m beträgt, ist eine große Wärmemenge erforderlich, um die Release-Schicht zu schmelzen, was zu einer schlechten Übertragbarkeit führt.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendbare, thermisch erweichbare Farbtintenschicht umfasst ein Farbmittel und ein Bindemittel. Um der Farbtintenschicht ein sog. „überbrückendes Übertragungsvermögen" gegenüber dem rauen Papierbogen zu vermitteln, umfasst das Bindemittel vorzugsweise ein thermoplastisches Harz als eigener Hauptbestandteil, so dass die Farbtintenschicht beim Übertragen aufgeweicht wird, aber nicht vollständig geschmolzen wird. Das überbrückende Übertragungsvermögen bedeutet, dass die Tintenschicht als Überbrückung über niedergedrückte Teile eines rauen Papierbogens übertragen werden kann unter Anhaftung nur an dessen herausragende Teile. Beispiele für das thermoplastische Harz umfassen Olefincopolymere wie z.B. Ethylen-Vinylacetatcopolymer, Polyamidharze, Polyesterharze, natürlicher Gummi, Petroleumharze, Kolophoniumharze, Styrolharze und dgl. Diese Harze können entweder allein oder in Kombination verwendet werden. Falls erforderlich, kann ein Wachs hinzugefügt werden, um die Schmelzviskosität der Tintenschicht abzustimmen. Die Tintenschicht kann des Weiteren vereint sein mit einem partikulären Material wie z.B. Silikapulver oder einem schmierenden Mittel wie z.B. Silikonöl, einem Fluor enthaltenden oberflächenaktiven Stoff oder ähnlichem.

In der Farbtintenschicht verwendbare Farbmittel umfassen verschiedene Pigmente und Farbstoffe. Beispiele für die Pigmente sind Azo-Pigmente, Phthalocyanin-Pigmente, Chinacridon-Pigmente, Thioindigo-Pigmente, Anthrachinon-Pigmente, Isoindolin-Pigmente, Carbon-Black und dgl. Diese Farbmittel können entweder allein oder in Kombination verwendet werden.

Die Dicke der Farbtintenschicht beträgt vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 &mgr;m von den Gesichtspunkten der Anpassung an die Wärmeübertragung und des überbrückenden Übertragungsvermögens auf den rauen Papierbogen.

Das Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann für die Bildung von Mehrfarben- oder Vollfarbenbildern verwendet werden. Das Aufzeichnungsmedium für eine derartige Verwendung kann eine Struktur haben, in der sich vielfach verschiedene Farbtintenschichten, z.B. gelbe Tintenschicht, Magenta-Tintenschicht und Cyan-Tintenschicht und wahlweise schwarze Tintenschicht wiederholt in einer Seite-an-Seite-Anordnung auf einem einzelnen Träger befinden, und eine weitere Struktur, in der sich einzelne Farbtintenschichten auf separaten Trägern befinden.

Die vorliegende Erfindung wird detaillierter anhand von Beispielen erklärt. In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen bedeutet „Teile" Gewichtsteile.

BEISPIEL

Ein Polyethylenterephthalat-Film mit einer Dicke von 2,5 &mgr;m, der auf seiner Rückseite mit einer auf Siliconharz basierenden antiklebenden Schicht mit einer Dicke von 0,2 &mgr;m versehen ist, wurde als Träger verwendet. Beschichtungsflüssigkeit A für die Release-Schicht Maleinsäreanhydrid-aufgepfropftes Polyethylenwachs (Schmelzpunkt: 97°C, Schmelzwärme: 120 mJ/mg, Schmelzviskosität: 30 mPa.s (30 cps)/120°C) 10 Teile Toluol 90 Teile

Die oben erwähnte Beschichtungsflüssigkeit A wurde auf der entgegengesetzten Seite des Trägers in Bezug auf die antiklebende Schicht aufgebracht und getrocknet, um eine Release-Schicht mit einer Dicke von 1,0 &mgr;m zu bilden. Beschichtungsflüssigkeit für die Farbtintenschicht Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (Vinylacetat-Gehalt: 19 Gew-%; Schmelzfluss-Geschwindigkeit: 150) 8 Teile Phthalocyaninblau 2 Teile Toluol 90 Teile

Die oben erwähnte Beschichtungsflüssigkeit wurde auf die Release-Schicht aufgebracht und getrocknet, um eine Tintenschicht mit einer Dicke von 2,0 &mgr;m zu bilden, unter Hervorbringen eines Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmediums.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Die gleichen Methoden wie im Beispiel, mit der Ausnahme, dass die unten erwähnte Beschichtungs-Flüssigkeit B anstelle der Beschichtungs-Flüssigkeit A für die Release-Schicht verwendet wurde, um ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium zu ergeben. Beschichtungsflüssigkeit B für die Release-Schicht Paraffinwachs 5 Teile Mikrokristallines Wachs 5 Teile Toluol 90 Teile

VERGLEICHSBEISPIEL 2

Die gleichen Methoden wie im Beispiel, mit der Ausnahme, dass die unten erwähnte Beschichtungs-Flüssigkeit C anstelle der Beschichtungs-Flüssigkeit A für die Release-Schicht verwendet wurde, um ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium zu ergeben. Beschichtungsflüssigkeit C für die Release-Schicht Modifiziertes Paraffinwachs 10 Teile Toluol 90 Teile

VERGLEICHSBEISPIEL 3

Die gleichen Methoden wie im Beispiel, mit der Ausnahme, dass die unten erwähnte Beschichtungs-Flüssigkeit D anstelle der Beschichtungs-Flüssigkeit A für die Release-Schicht verwendet wurde, um ein Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium zu ergeben. Beschichtungsflüssigkeit D für die Release-Schicht Modifiziertes Paraffinwachs 5 Teile Oxidiertes Polyethylenwachs 5 Teile Toluol 90 Teile

Die physikalischen Werte der Release-Schichten im oben erwähnten Beispiel und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 sind zusammen in Tabelle 1 gezeigt. Die Schmelzwärme wurde mittels eines Differentialabtastungs-Kalorimeters DSC-200, hergestellt von Seiko Instruments Inc., gemessen. Die Schmelzviskosität wurde mittels einer Viskosität-messenden Vorrichtung, erhältlich unter dem Handelsnamen „Soliquid meter MR-300" von Kabushiki Kaisha Reoroji, gemessen.

Unter Verwendung jedes der im oben erwähnten Beispiel und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 erhaltenen Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedien wird das Drucken unter den unten erwähnten Bedingungen durchgeführt, um die Abstufungs-Darstellung auszuwerten.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Druckbedingungen Drucker: MD 5000 (ein variabler Nadeldrucker, hergestellt von Alps Electric Co., Ltd.) Modus: Grauskala, VD Photocolor-Modus Druckerpapier: government postcard Bilddaten: Portrait (ISO/DIS 12640 eingetragene Bilddaten)

Auswertungsmethode

In Bezug auf die erhaltenen Bilder wurde die Glätte der Abstufung mit dem blossen Auge beurteilt.

  • O: gut
  • &Dgr;: Lücken in Bereichen niedriger Dichte und zusammenfallende Punkte in Bereichen hoher Dichte treten auf
  • X: Lücken-ähnliche Erscheinung über das gesamte Bild

TABELLE 1

Zusätzlich zu den im Beispiel verwendeten Materialien und Ingredienzen können andere Materialien und Ingredienzen in der vorliegenden Erfindung wie in der Beschreibung dargelegt verwendet werden, um im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse zu erhalten.

Wie oben beschrieben, können, wenn das Drucken unter Verwendung des Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung mit einem variablen Nadeldrucker durchgeführt wird, Bilder von hoher Qualität, besonders Mehrfachabstufungs-Farbbilder von hoher Qualität gebildet werden, sogar auf einem rauen Papierbogen.

Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium, umfassend einen Träger und mindestens eine durch Hitze schmelzbare Release-Schicht und eine durch Hitze erweichungsfähige Farbtintenschicht, die in dieser Reihenfolge auf dem Träger gestapelt sind, wobei die Release-Schicht ein Wachs als Hauptbestandteil aufweist und die Release-Schicht einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 cps/120°C hat.


Anspruch[de]
  1. Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium, umfassend einen Träger und mindestens eine durch Hitze schmelzbare Release-Schicht und eine durch Hitze erweichungsfähige Farbtintenschicht, die in dieser Reihenfolge auf dem Träger gestapelt sind, wobei die Release-Schicht ein Wachs als Hauptbestandteil aufweist und die Release-Schicht einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 85°C, eine Schmelzwärme von nicht mehr als 140 mJ/mg und eine Schmelzviskosität von nicht mehr als 50 mPa·s (50 cps)/120°C hat.
  2. Wärmeübertragungs-Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Wachs als ein Hauptbestandteil in der Release-Schicht ein mit Maleinsäureanhydrid aufgepfropftes, modifiziertes Wachs hat.
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