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Dokumentenidentifikation EP1527900 30.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001527900
Titel Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, seine Verwendung und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Mitsubishi HiTec Paper Flensburg GmbH, 24941 Flensburg, DE
Erfinder Wagner, Dr., Wolfgang, 24943 Flensburg, DE;
Stork, Dr., Gerhard, 24943 Flensburg, DE
DE-Aktenzeichen 502004001785
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 27.10.2004
EP-Aktenzeichen 040255366
EP-Offenlegungsdatum 04.05.2005
EP date of grant 18.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.2006
IPC-Hauptklasse B41M 5/30(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht als nach außen abschließende obere Schicht. Dabei enthält die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht neben Calciumcarbonat und Bindemittel einen oder mehrere Farbstoffvorläufer sowie eine Verbindung aus der Gruppe der N-p-toluenesulfonyl-N'-(3-ptoluenesulfonyloxy-phenyl)-Harnstoffe, die als Entwickler unter dem Einfluss von Wärme eine farbbildende Reaktion mit dem oder den Farbstoffvorläufer(n) eingeht.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Aus den die Herstellung der vorstehend genannten Entwickler betreffendenWO 00 / 35679 A1 und US 6,624,117 B1 ist auch ein Aufzeichnungsmaterial der eingangs beschriebenen Art bekannt. Ein Einsatzgebiet für das bekannte Aufzeichnungsmaterial ist aus der Schrift nicht ersichtlich. Es wird offenbart, dass die neben Calciumcarbonat weitere Pigmente aufweisende Aufzeichnungsschicht bevorzugt mit einer Schutzschicht abzudecken ist.

Mit dem Ziel, ein hochsensitives wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das über eine hervorragende Lagerungsstabilität und Beständigkeit gegenüber Chemikalien verfügen soll und mit dem ein dichtes Druckbild unter Minimierung einer Hintergrundvergrauung ermöglicht wird, schlägt die EP 1 321 306 A2 für eine sehr spaltfeste Beschichtungsstruktur die Einstellung eines bestimmten Benetzungsvermögens an der Oberfläche des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials vor. Beschrieben wird dieses Benetzungsvermögen durch eine Oberflächenspannung mit einem Mindestkontaktwinkel von 20° bei Verwendung von destilliertem Wasser. Das bekannte Aufzeichnungsmaterial weist mit Blick auf die zugrunde liegende Aufgabe bevorzugt eine Schutzschicht sowie zwingend Vernetzungs- und verklebende Mittel in der oberflächennahen Schicht auf.

Die EP-A-1 208 994 offenbart für eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht die Kombination von Entwicklern der benannten Gruppe mit einem oder mehreren Pigmenten aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxid, amorphem Siliziumdioxid, Kaolin und Talkum. Als Ziele dieser Schrift werden die Beständigkeit gegenüber Wasser, Hitze, Licht und Weichmacher sowie eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit angegeben. Da gemäß den Beispielen dieser Schrift die Aufzeichnungsschicht mit einer die Herstellungskosten verteuernden Schutzschicht abgedeckt ist, lassen die erzielten Ergebnisse darauf schließen, dass die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen noch nicht voll befriedigend ist.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das über einen einfachen Aufbau verfügt und zu geringen Herstellungskosten herstellbar ist. Insbesondere soll das neue Aufzeichnungsmaterial keiner zusätzlichen Schutzschicht zur Abdeckung der Aufzeichnungsschicht bedürfen, aber gleichwohl eine hohe Lagerstabilität sowohl des Aufzeichnungsmaterials selbst als auch des erzeugten Schriftbildes aufweisen und einen guten Kontrast zwischen Schriftbild und unbeschrifteter Aufzeichnungsschicht gewährleisten.

Des weiteren soll das beschriftete Aufzeichnungsmaterial über eine gute Beständigkeit gegenüber Substanzen wie Fettungsmitteln, Wachsen, (Poly-) Glykolen und Polypropylenabkömmlingen verfügen, die üblicherweise bei Leder eingesetzt werden, das zur Herstellung von Geldbörsen, Brieftaschen und Einstecketuis für Führerscheine verwendet wird. Durch die Analyse von Verbrauchern und deren Verhalten wurde zuvor erkannt, dass speziell ein Bedarf an möglichst kostengünstigen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien insbesondere mit den zuvor aufgeführten Beständigkeiten besteht, da Parktickets und Buchungsund/oder Kaufbelege oft wochenlang in den Geldbörsen bzw. Brieftaschen verweilen, bis sie später zum Nachweis getätigter Zahlungen vorgezeigt und noch über einen längeren Zeitraum archiviert werden. Dabei darf es auch nach längeren Aufbewahrungszeiten zu keinen nennenswerten Einschränkungen bei der Entzifferung ausgebildeter Thermodruckbilder kommen.

Folgerichtig sieht die Erfindung ein weiteres Ziel in der Entwicklung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, das zur Ausstellung von Belegen wie Parktickets, Kassenbons, Garantiebelegen und Quittungen an einer Registrierkasse mit einem darin installierten Thermodrucker verwendet werden kann.

Schließlich will die Erfindung auch ein Verfahren zur Verfügung stellen, das eine einfache und kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ermöglicht.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht als nach außen abschließende obere Schicht vor, wobei die Aufzeichnungsschicht

  • a) einen oder mehrere Farbstoffvorläufer,
  • b) als Entwickler eine Verbindung aus der Gruppe der N-p-toluenesulfonyl-N'-(3-p-toluenesulfonyloxyphenyl) Harnstoffe, der unter Einfluss von Wärme eine farbbildende Reaktion mit dem oder den Farbstoffvorläufer(n) eingeht,
  • c) Calciumcarbonat sowie
  • d) Bindemittel enthält

    und das Aufzeichnungsmaterial dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • e) die Aufzeichnungsschicht einen polaren Teil der Oberflächenspannung von 5 bis 9,5 mN/m nach Owens-Wendt aufweist und das Verhältnis des dispersen Teils zum polaren Teil zwischen 3,5 :1 und 7,0 : 1 liegt,
  • f) das Verhältnis von Calciumcarbonat zu Bindemittel in der Aufzeichnungsschicht in einem Bereich von 1,8 : 1 bis 3,3 : 1 liegt und
  • g) Calciumcarbonat als einziges Pigment in der Aufzeichnungsschicht vorliegt.

Die gute Beständigkeit beispielsweise gegenüber den Substanzen, die bei der Herstellung von Leder verwendet werden und die bei der Aufbewahrung von zum Beispiel Quittungen in Geldbörsen und Brieftaschen auf das mit einem durch Thermodruck beschriftete Aufzeichnungsmaterial einwirken, erklärt sich dadurch, dass durch die anionische Gruppe im Entwicklermolekül der elektrochemische Oberflächencharakter des Entwicklers stark beeinflusst wird. Hierdurch werden die polaren Gruppen abgebunden und der polare Anteil der Oberflächenspannung reduziert. Die Erfinder erkannten, dass sich dieser Effekt verstärkt zeigt, wenn in der Umgebung des Entwicklers Calciumcarbonat-Partikel im erhöhten Umfang vorliegen. Die in Bezug auf die Aufgabe besten Ergebnisse ergeben sich, wenn das Verhältnis von Calciumcarbonat zu Bindemittel in der auch den Entwickler und den einen oder mehrere Farbstoffvorläufer enthaltenden Aufzeichnungsschicht in dem erfindungsgemäßen Bereich von 1,8 : 1 bis 3,3 : 1 liegt.

Insbesondere hat sich ein Verhältnis von Calciumcarbonat zu Bindemittel in einem Bereich von 2,2 : 1 bis 3,2 : 1 als geeignet erwiesen. Dabei beziehen sich die hier in der Beschreibung wie auch in den Ansprüchen gemachten Angaben zum Verhältnis von Calciumcarbonat zu Bindemittel jeweils auf das "atro"-Gewicht, das bedeutet auf absolut trockene Gewichtsteile.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem in der Aufzeichnungsschicht vorliegenden Calciumcarbonat um gefälltes Calciumcarbonat.

In den dieser Schrift vorausgegangenen zahlreichen Versuchsreihen zeigte es sich als vorteilhaft und wird in Folge dessen besonders bevorzugt, wenn das Calciumcarbonat eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,20 µm ± Rundungskonvention, d. i. der Bereich von 0,15 µm bis 0,24 µm, und eine spezifische Oberfläche (BET) nach DIN 66132 von 10 m2/g ± Rundungskonvention, d. i. der Bereich von 5 m2/g bis 14 m2/g, aufweist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können als Bindemittel Stärke, Zellulosederivate wie CMC und Kunststoffdispersionen auf Basis von Acrylat, Butadienstyrol, Polyvinylacetat allein oder in Abmischung in der Aufzeichnungsschicht eingesetzt werden. Insbesondere ist jedoch Polyvinylalkohol allein oder in Abmischung mit anderen Bindemitteln geeignet. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante handelt es sich um teilweise oder vollständig verseiften Polyvinylalkohol, der alleine, in Kombination mit anderen Polyvinylalkoholen oder allgemein mit anderen Bindemitteln in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht eingebunden ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich überdies erwiesen, dass die Aufzeichnungsschicht mit einer relativ geringen Auftragsstärke vorliegen kann, nämlich mit einer flächenbezogenen Masse von 2,0 bis 3,8 g/m2, insbesondere mit einer flächenbezogenen Masse ≤ 3,3 g/m2, wobei sich die hier in der Beschreibung wie auch in den Ansprüchen gemachten Angaben zu den flächenbezogenen Massen der Aufzeichnungsschicht jeweils auf das "atro"-Gewicht, das bedeutet auf absolut trockene Gewichtsteile, beziehen. Zum Auftrag werden bevorzugt Vorhangbeschichter oder egalisierende Auftragswerke vom Messer- und Rollrakeltyp verwendet. So wird eine ebene Aufzeichnungsschicht bewirkt, die zu keinerlei Störungen beim Passieren des Thermokopfes während des Thermodruckprozesses führen kann. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist die zur Ausbildung der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht genutzte Streichfarbe wässerig. Die anschließende Trocknung der Streichfarbe kann mittels Mikrowellenbestrahlung geschehen. Üblicherweise und bewährt ist ein Verfahren, bei dem Wärme zugeführt wird, wie es durch Heißluft-Schwebetrockner oder auch Kontakttrockner, wie beispielsweise Trockenzylinder, geschieht. Auch denkbar ist eine Kombination aus den aufgeführten Trockenverfahren.

Ohne auf die im Folgenden genannten Farbstoffvorläufer beschränkt zu sein, haben sich die folgenden Komponenten in einem besonderen Maße bewährt und gelten aus diesem Grund als besonders bevorzugt:

  • 3-N-propyl-N-methylamino-6-methyl-7-anilinofluoran
  • 6'-(dibutylamino)-3'-methyl-2'-(phenylamino)-spiro[isobenzofuran-1 (3H),9'-[9H]xanthen]-3-one sowie
  • 3,3-Bis-(p-dimethyl-aminophenyl)-6-dimethylaminophthalid
sowie weitere Fluoranverbindungen, wie
  • 3-(Ethylisoamylamino)-6-methyl-7-anilinofluoran.

Zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Substrat des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ist zweckmäßigerweise eine Bindemittel und ölabsorbierendes Pigment enthaltende Zwischenschicht angeordnet. Als Pigmente der Zwischenschicht haben sich neben den anorganischen ölabsorbierenden Pigmenten bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, umfassend natürliches wie kalziniertes Kaolin, Silizium(di)oxid, Bentonit, Calciumcarbonat sowie Aluminium(di)oxid und hier besonders Böhmit auch organische Hohlraumpigmente bewährt, wobei die Pigmente einzeln wie auch in Kombination untereinander eingesetzt werden können. Eine solche Zwischenschicht kann einerseits einen positiven Beitrag zur Egalisierung der Substratoberfläche leisten, womit sich die Menge an notwendigerweise aufzubringender Streichfarbe für die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht noch weiter reduziert auf einen bevorzugten Bereich von 1,0 bis 3,0 g/m2. Aus diesem Grund bieten sich zum Auftrag der Zwischenschicht egalisierende Streichwerke an, wie beispielsweise Walzenstreichwerke, Streichmesser- oder (Roll-) Rakelstreichwerke. Andererseits können die Pigmente dieser Zwischenschicht die durch Hitzeeinwirkung verflüssigten Wachsbestandteile der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht bei der Schriftbildausbildung aufnehmen und begünstigen so eine sichere und schnelle Funktionsweise der wärmeinduzierten Aufzeichnung. Aus diesem Grund umfasst die bevorzugt vorgesehene Zwischenschicht auch mindestens ein öl- bzw. wachsabsorbierendes Pigment. Die flächenbezogene Masse der pigmentierten Zwischenschicht liegt bevorzugt zwischen 5 und 20 g/m2 und noch besser zwischen 7 und 10 g/m2 (atro).

Als Substrat zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ist insbesondere eine Papierbahn geeignet, auch wenn die Erfindung nicht auf Papier als Substrat beschränkt ist. Dabei kann die Papierbahn auf der Seite, die der Seite mit der Aufzeichnungsschicht gegenüberliegt, mit einer Präparation bevorzugt auf Stärkebasis versehen sein, die idealerweise in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 g/m2 aufgetragen ist.

In geeigneter Weise weist das Aufzeichnungsmaterial zumindest auf seiner mit der Aufzeichnungsschicht versehenen Seite eine Bekkglätte von 400 bis 1000 sec auf.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass das Aufzeichnungsmaterial unmittelbar nach einer mit einer Energie von 10 bis 11,5 mJ/mm2 durchgeführten Bedruckung bei 300 dpi Auflösung eine Bilddichte von 1,20 bis 1,35 ODU (= Optical Density Units) aufweist.

Zur Gewährleistung eines guten Kontrasts zwischen Schriftbild und unbeschrifteter Aufzeichnungsschicht weist das Aufzeichnungsmaterial bevorzugt eine Weiße in einem Bereich von 90 bis 98 %, gemessen nach ISO 2469 / ISO 2470, auf, wobei jedoch D65-Licht verwendet wird bei einem Betrachtungswinkel von 8°.

Eine Verwendung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ist in vielen Bereichen möglich. Infolge der überraschend hohen Alterungsbeständigkeit des erzeugten Schriftbildes als auch des Aufzeichnungsmaterials bzw. seiner Aufzeichnungsschicht ist das Aufzeichnungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung jedoch ganz besonders zur Ausstellung von Belegen insbesondere zur Erstellung von Quittungen und Garantiescheinen an einer mit einem Thermodrucker ausgerüsteten Registrierkasse geeignet. Hierbei ist der einfache Aufbau des Aufzeichnungsmaterials ohne Schutzschicht und die infolgedessen kostengünstige Herstellbarkeit von erheblichem Vorteil.

Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials in einer seiner möglichen Ausführungsformen umfasst zunächst die Bereitstellung eines Substrates. Hierzu bietet sich insbesondere eine Papierbahn an, die eine flächenbezogene Masse bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 75 g/m2 (atro) aufweist. Die Komponenten der Papierbahn sind im Sinne der Erfindung nicht eingeschränkt, jedoch bietet sich besonders zum einen ein Polyolefin beschichtetes Rohpapier oder ein in der Masse geleimtes Rohpapier mit aufgetragener Zwischenschicht in eingeebneter Ausführung an. In diesem Fall weist das Rohpapier gewöhnlich aus gebleichten und gemahlenen Zellstoffen neben den üblichen Beischlagstoffen wie z.B. Retentionsmitten bevorzugt Harzleim in einem Bereich von 0,3 bis 1,2 Gew.-% (atro) und noch besser von 0,45 bis 0,9 Gew.-% (atro), bezogen auf das Feststoffgewicht des Rohpapiers, auf. Die Zwischenschicht weist neben Bindemitteln in erster Linie ein oder mehrere anorganische Pigmente zur Ölabsorption und gegebenenfalls auch organische Hohlraumpigmente auf, die dann geeignet sind, vom Thermokopf zur Druckbildausbildung in der Aufzeichnungsschicht stammende Hitze, die zunächst durch die Aufzeichnungsschicht hindurch gedrungen ist, auf die Aufzeichnungsschicht zurück zu reflektieren. Eine solche Fähigkeit der Hohlraumpigmente in der Zwischenschicht trägt zu einer besseren Effektivität des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials bei. Bei vorgesehener Zwischenschicht geschieht die Auftragung der Zwischenschicht in der Regel mit einem egalisierenden Streichwerk, wie es z.B. ein Walzenstreichwerk, ein Streichmesser- oder (Roll) Rakelstreichwerk darstellt.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst dann das flächige Auftragen einer bevorzugt wässerigen Beschichtungsmasse für die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mit

  • einem oder mehreren Farbstoffvorläufer(n),
  • einer Verbindung aus der Gruppe der N-p-toluenesulfonyl-N'-(3-ptoluenesulfonyloxyphenyl) Harnstoffe als Entwickler, der unter Einfluss von Wärme eine farbbildende Reaktion mit dem oder den Farbstoffvorläufer(n) eingeht,
  • Calciumcarbonat, insbesondere gefälltes Calciumcarbonat, als einziges Pigment,
  • Bindemittel, wobei hier insbesondere teilweise oder vollständig verseifter Polyvinylalkohol bevorzugt ist,
wobei das Verhältnis von Calciumcarbonat zu Bindemittel in der Aufzeichnungsschicht in einem Bereich von 1,8 : 1 bis 3,3 : 1 liegt (atro).

Die flächenbezogene Masse, mit der die Aufzeichnungsschicht aufgetragen wird, soll dabei bevorzugt in einem Bereich von 2,0 bis 3,8 g/m2 bzw. kleiner gleich 3,3 g/m2 und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,0 bis 3,3 g/m2 (atro) liegen. Die Aufzeichnungsschicht wird dabei bevorzugt mit einem Vorhangbeschichter, einem Streichmesser- oder einem Rollrakel-Auftragswerk aufgetragen. Die sich anschließende Trocknung geschieht bevorzugt mit einem Heizluft-Schwebetrockner in Kombination mit Trockenzylindern, zwischen denen das ausgebildete Aufzeichnungsmaterial mäanderförmig durchgeführt wird. Zwischen Heizluft-Schwebetrockner und Trockenzylindern kann das Aufzeichnungsmaterial nochmals ein- oder beidseitig befeuchtet werden. Diese Befeuchtung kann mit einem Dampfblaskasten oder mittels Befeuchtungszylindern bzw. - auftragswerken geschehen. Vor der endgültigen Aufrollung des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials wird dieses bevorzugt zunächst einer Glättwerkbehandlung und zusätzlich einer Kalanderbehandlung unterzogen. Während das Aufzeichnungsmaterial bei der Glättwerkbehandlung durch die Spalten (Nips) von jeweils zwei, gegebenenfalls unterschiedlich beschichteten, Stahlwalzen durchgeführt wird, sieht die Kalanderbehandlung eine Durchführung des Aufzeichnungsmaterials durch die Spalten (Nips) von jeweils einer papierbeschichten Walze und einer Stahlwalze vor. Dabei umfassen sowohl Glättwerk wie auch Kalander jeweils mehrere Nips, bei denen die Walzen zur Einstellung einer geeigneten Friktion untereinander und auch in Bezug auf das durchgeführte Aufzeichnungsmaterial unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen können.

Die Bestimmung der Oberflächenspannung nach Owens Wendt erfolgt wie in Journal of Applied Polymer Science, Vol. 13, 1969, Seiten 1741-1747: Estimation of the Surface Free Energy of Polymers; D.K. Owens, R.C. Wendt angegeben.

Die nachfolgenden Beispiele 1 bis 3 dienen der Erläuterung der Erfindung:

Herstellung einer Substrat-Bahn:

Eine Substratbahn wird aus gebleichten und gemahlenen Laub- und Nadelholzzellstoffen unter Zugabe von 0,6 Gew.-% (atro) Harzleim als Masseleimung sowie weiterer üblicher Beischlagstoffe, bezogen auf den Feststoffgehalt (atro) der Substratbahn, mit einer flächenbezogenen Masse von (A) g/m2 hergestellt. Frontseitig wird auf die jeweiligen Substratbahnen der Beispiele 1 und 2 eine kalziniertes Kaolin als Pigment, Styrol-Butadien-Latex als Bindemittel und Stärke als Cobinder neben weiteren Hilfsmitteln aufweisende Zwischenschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 9 g/m2 aufgebracht; rückseitig wird das Trägerpapier mit einer Stärkepräparation mit einer flächenbezogenen Masse von 0,2 g/m2 versehen.

Herstellung und Auftrag der Aufzeichnungsschicht:

Auf die Zwischenschicht wird mittels einer Beschichtungsvorrichtung (B) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mit einer flächenbezogenen Masse von (C) g/m2 mit der Tabelle 1 zu entnehmenden Zusammensetzung aufgetragen, wobei alle Angaben als atro- Gewichtsteile, zu verstehen sind.

Nach Trocknung der Beschichtungsmasse wird die Papierbahn auf einem Superkalander behandelt, so dass die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht eine Bekkglätte von (D) sec aufweist. Die Bekkglätte wird nach dem in der DIN 53107 angegebenen Verfahren bestimmt. Zu den Einzelheiten des Messverfahrens wird auf die DE 100 14 351 A1 verwiesen.

Zur Erklärung der Zusammensetzungen der Beschichtungsmassen für die Aufzeichnungsschicht, deren Auftragsgewicht, zu den eingesetzten Beschichtungsvorrichtungen und zu den erzielten Prüfdaten wird auf die Tabellen 1 und 2 bzw. deren Anhang verwiesen. Polyvinylalkohol * 11,5 Entwickler** 20,0 Farbstoffvorläufer*** (X) 8,7 Sensibilisator (BNE)**** 20,0 Pigment***** 25,0 Optischer Aufheller 0,5
Anhang zu Tabelle 1

*Mowiol 15-99™ ; Verseifungsgrad 99%
**N-p-toluenesulfonyl-N'-(3-p-toluenesulfonyloxyphenyl) Harnstoff (C21 H20O6N2S2) *** siehe Tabelle 2 ****Benzylnaphthylether *****gefälltes Calciumcarbonat, Teilchengröße D50-Wert 0,2 µm Beispiele 1- 3: Beispiel 1 2 3 Einheit A 41 43 45 g/m2 B Vorhangbeschichter Rollrakel Rollrakel C 2,5 2,8 3,0 g/m2 D 900 620 650 sec E 1,34 1,31 1,28 ODU X ODB2TM: 8,7 ODB2 TM: 8,7 ODB2 TM: 7,8 & 0,9 S205™ Gew.- Teile Y 6,3 8,3 7,9 mN/m Z 5,65 : 1 4,14 : 1 4,25 : 1

Es wird ein Thermoprobeausdruck mit einem Gerät der Type Atlantek 400 der Fa. Atlantek (USA) durchgeführt und die Druckdichte mit dem Densitometer Gretag MacBeth TYPE D19C NB/U gemessen (Fa Gretag MacBeth, 8105 Regensdorf, Schweiz).

Dabei wurde mit einem Thermokopf mit 300 dpi bei 11mJ/mm2 eine Druckdichte von (E) ermittelt.

Die Messung der Oberflächenspannung erfolgte mit einem Gerät des Typs DSA10 MK2 der Firma KRÜSS GmbH (Hamburg).

Es wurde ein polarer Anteil der Oberflächenspannung von (Y) in mN/m sowie ein Verhältnis des dispersen Teils zum polaren Teil der Oberflächenspannung von (Z) ermittelt.

Die im Rahmen der Beispiele 1 bis 3 hergestellten, erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien verfügen über den geforderten einfachen Aufbau, weisen jedoch gleichwohl eine hohe Lagerstabilität sowohl des Aufzeichnungsmaterials selbst als auch des erzeugten Schriftbildes auf und gewährleisten einen guten Kontrast zwischen Schriftbild und unbeschrifteter Aufzeichnungsschicht. Ferner überzeugen die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien durch gute Beständigkeit gegenüber Substanzen wie Fettungsmitteln, Wachsen, (Poly-) Glykolen und Polypropylenabkömmlingen, wie sie üblicherweise bei Leder für Geldbörsen und Brieftaschen eingesetzt werden.


Anspruch[de]
  1. Aufzeichnungsmaterial mit einem Substrat und einer wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht als nach außen abschließende obere Schicht, enthaltend:
    • a) ein oder mehrere Farbstoffvorläufer,
    • b) als Entwickler eine Verbindung aus der Gruppe der N-p-toluenesulfonyl-N'-(3-p-toluenesulfonyloxyphenyl) Harnstoffe, der unter Einfluss von Wärme eine farbbildende Reaktion mit dem oder den Farbstoffvorläufer(n) eingeht,
    • c) Calciumcarbonat,
    • d) Bindemittel,

      dadurch gekennzeichnet, dass
    • e) die Aufzeichnungsschicht einen polaren Teil der Oberflächenspannung von 5 bis 9,5 mN/m nach Owens-Wendt aufweist und das Verhältnis des dispersen Teils zum polaren Teil zwischen 3,5 : 1 und 7,0 : 1 liegt,
    • f) das Verhältnis von Calciumcarbonat : Bindemittel in der Aufzeichnungsschicht in einem Bereich von 1,8 : 1 bis 3,3 : 1 liegt und
    • g) Calciumcarbonat als einziges Pigment in der Aufzeichnungsschicht vorliegt.
  2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumcarbonat gefälltes Calciumcarbonat ist.
  3. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel Polyvinylalkohol ist oder enthält.
  4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumcarbonat eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,20 µm und eine spezifische Oberfläche (BET) nach DIN 66132 von 10 m2/g aufweist.
  5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 2,0 bis 3,8 g/m2 aufgebracht ist.
  6. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufzeichnungsschicht mit einer flächenbezogenen Masse ≤ 3,3 g/m2 aufgebracht ist.
  7. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Substrat eine Bindemittel und ölabsorbierendes Pigment enthaltende Zwischenschicht angeordnet ist.
  8. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die mit der Aufzeichnungsschicht versehene Seite des Aufzeichnungsmaterials eine Bekkglätte von 400 bis 1000 sec aufweist.
  9. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial unmittelbar nach einer mit einer Energie von 10 bis 11,5 mJ/mm2 durchgeführten Bedruckung bei 300 dpi Auflösung eine Bilddichte von 1,20 bis 1,35 ODU aufweist.
  10. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmaterial eine Weiße in einem Bereich von 90 bis 98 % nach ISO 2469 / ISO 2470 aufweist.
  11. Verwendung des Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Ausstellung von Belegen an einer mit einem Thermodrucker ausgerüsteten Registrierkasse.
  12. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfassend folgende Verfahrensschritte:
    • Flächiges Auftragen einer die in den Ansprüchen 1 bis 4 angegebenen Komponenten enthaltenden wässerigen Beschichtungsmasse auf ein Substrat, insbesondere eine Papierbahn, mit einer flächenbezogenen Masse, wie in den Ansprüche 5 und 6 angegeben,
    • Egalisierung und Trocknung der aufgetragenen Beschichtungsmasse
    dadurch gekennzeichnet,
    • dass das Aufzeichnungsmaterial zumindest;auf seiner mit der Beschichtungsmasse beaufschlagten Seite geglättet wird.






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