[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend
i) ein Trägersubstrat und ii) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht, wobei die
wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mindestens einen Farbbildner und mindestens
einen Farbentwickler umfasst und der Farbentwickler oder mindestens einer der Farbenwickler
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen, Alkali- oder
Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden, Carbonsäuren,
Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren, Phytosterinen,
Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren, Extrakten
aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt zumindest
aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere Einheiten.
[0002] Wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien sind seit vielen Jahren bekannt und erfreuen
sich einer hohen Beliebtheit. Diese Beliebtheit ist unter anderem darauf zurückzuführen,
dass ihre Verwendung mit dem Vorteil verbunden ist, dass die farbbildenden Komponenten
in dem Aufzeichnungsmaterial selbst enthalten sind und daher toner- und farbkartuschenfreie
Drucker verwendet werden können. Es ist daher nicht mehr nötig, Toner- oder Farbkartuschen
zu erwerben, zu bevorraten, zu wechseln bzw. aufzufüllen. So hat sich diese innovative
Technologie insbesondere im öffentlichen Personenverkehr und im Einzelhandel weitgehend
flächendeckend durchgesetzt.
[0003] In der näheren Vergangenheit sind jedoch vermehrt Bedenken gegen die Umweltverträglichkeit,
insbesondere von bestimmten (Farb-)Entwicklern, auch als Farbakzeptoren bezeichnet,
teilweise auch von Farbstoffvorläufern, mit denen die (Farb-)Entwickler bei Wärmezufuhr
unter Ausbildung einer visuell erkennbaren Farbe reagieren, aufgekommen, die von der
Industrie und insbesondere vom Handel nicht außer Acht gelassen werden können. So
stehen in letzter Zeit bei den (Farb-)Entwicklern beispielsweise die gut bekannten
und naturwissenschaftlich hervorragend untersuchten Komponenten, bekannt als
- Bisphenol-A, das ist 2,2 bis (4-hydroxyphenyl)-Propan, und
- Bisphenol-S, das ist 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon,
verstärkt im Zentrum öffentlicher Kritik und werden deshalb mitunter ersetzt durch
- Pergafast® 201, das ist N-(4-Methylphenylsulfonyl)-N'-(3-(4-methylphenylsulfonyloxy)phenyl)harnstoff, der Firma BASF SE,
- D8, das ist 4-Hydroxy-4'-isopropoxydiphenylsulfon,
- N-[2-(3-Phenylureido)phenyl]benzolsulfonamid und
- N-{2-[(Phenylcarbamoyl)amino]phenyl}benzolsulfonamid.
[0004] Die eingesetzten Alternativen haben allerdings häufig den Nachteil, dass sie aufgrund
ihres chemisch komplexen Aufbaus in zahlreichen Schritten synthetisiert werden müssen.
Dies führt dazu, dass viele Abfallstoffe, wie beispielsweise während der Synthese
verwendete Lösungsmittel, Nebenprodukte oder Hilfsstoffe, anfallen und dass auch viel
Energie für die Herstellung aufgewendet werden muss. Zudem handelt es sich bei mindestens
einem Teil der für die Synthese eingesetzten Edukte oder Hilfsstoffe um nichterneuerbare
Rohstoffe, d.h. Rohstoffe, bei denen die Geschwindigkeit ihres Verbrauchs die Geschwindigkeit
ihrer Regeneration übersteigt, wie beispielsweise Erdöl.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Farbentwickler für den Einsatz in wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien zu identifizieren, die teilweise oder vollständig aus nachwachsenden
Rohstoffen gewonnen werden können und so zu einer Verbesserung der Ökobilanz (life
cycle assessments, LCA) des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials führen.
[0006] Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend
- i) ein Trägersubstrat und
- ii) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht,
wobei die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mindestens einen Farbbildner und
mindestens einen Farbentwickler umfasst und der Farbentwickler oder mindestens einer
der Farbenwickler ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen,
Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden,
Carbonsäuren, Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren,
Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren,
Extrakten aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt
zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere
Einheiten.
[0007] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die oben genannten Stoffgruppen als
Farbentwickler verwendet werden können.
[0008] Erfindungsgemäß können auch zwei, drei, vier oder mehr der erfindungsgemäß zu verwendenden
Farbentwickler eingesetzt werden, d. h, Mischungen umfassend zwei, drei, vier oder
mehr der Farbenwickler ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen,
Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden,
Carbonsäuren, Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren,
Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren,
Extrakten aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt
zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere
Einheiten.
[0009] Gerbstoffe sind chemische Stoffe, die üblicherweise zum Gerben von Tierhäuten verwendet
werden. Es war daher überraschend, dass Gerbstoffe mit Farbbildnern beim Erhitzen
unter Ausbildung einer Farbe reagieren. Natürliche Gerbstoffe kommen häufig in Pflanzen
vor, zum Beispiel in Blättern, Hölzern, Rinden, Früchten und Wurzeln von Kastanien,
Bananen, Eichen, Fichten, Mimosen, Quebracho, Tee und Kaffee. Erfindungsgemäß lassen
sich sowohl hydrolysierbare Gerbstoffe als auch kondensierte Gerbstoffe verwenden.
Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den natürlichen Gerbstoffen um eine
Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tannin, Catechu, Kastanienholzextrakt,
Mimosaextrakt, Tara und Tanninsäure (CAS-Nummer: 1401-55-4).
[0010] Bei Tannin handelt es sich um Polyhydroxyphenole, die in dikotylen Stauden, Sträuchern
und Baumblättern und anderen Pflanzenteilen verbreitet sind, insbesondere in Pflanzen
der Tropen und Subtropen. Erfindungsgemäß bevorzugt lassen sich hydrolysierbare Tannine
(Gallotannine) und kondensierte Tannine (Catechin-Gerbstoffe), auch bekannt als kondensierte
Proanthocyanidine, verwenden. Bei Catechu handelt es sich um ein aus dem Hartholz
der Gerber-Akazie (
Senegalia catechu) gewonnenes Harz.
[0011] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass sich auch Alkali- oder Erdalkalimetallsalze
von Tanninen als Farbentwickler einsetzen lassen. Erdalkalimetallsalze von Tanninen
und hierbei insbesondere Calcium- und Magnesiumsalze von Tanninen sind hierbei besonders
bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt sind Magnesiumsalze von Tanninen, insbesondere
Magnesiumsalze von Tannin.
[0012] Oligomere Proanthocyanidine, auch oligomere Procyanidine, OPC oder PCO (englisch
oligomeric proanthocyanidins), sind in Pflanzen natürlich vorkommende Stoffe, die
zur Gruppe der Flavanole gehören und den übergeordneten Polyphenolen zuzuordnen sind.
OPC sind zumeist Dimere oder Trimere von Catechinen. Sie bilden mit den polymeren
Proanthocyanidinen die Gruppe der kondensierten Proanthocyanide (Tannine). Es ist
erfindungsgemäß bevorzugt, wenn es sich bei dem Farbentwickler um ein oligomeres Proanthocyanidin
aus Traubenkernextrakt handelt.
[0013] Die Flavonoide sind eine Gruppe sekundärer Pflanzenstoffe, zu denen ein Großteil
der Blütenfarbstoffe gehört. Wie auch oligomere Proanthocyanidine und kondensierte
Proanthocyanide (Tannine) leitet sich der Grundkörper formal vom Flavan (2-Phenylchroman)
ab: zwei aromatische Ringe, die durch einen Tetrahydropyran-Ring verbunden sind.
[0014] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Flavonoiden um eine Verbindung
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quercitrin, Quercetin, schwer lösliches Catechin,
(+)-Catechin, (-)-Catechin, Guarana-Catechin, Acacia-Catechin, (-)-Epicatechin und
(+)-Epicatechin, besonders bevorzugt um eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus (+)-Catechin, (-)-Catechin, (-)-Epicatechin und (+)-Epicatechin.
[0015] Bei Guarana-Catechin, Acacia-Catechin und schwer löslichem Catechin handelt es sich
um Extrakte aus natürlichen Catechinquellen, die neben Catechin als Hauptbestandteil
auch weitere Verbindungen umfassen können. Durch die Verbindungen, die neben Catechin
vorliegen, unterscheiden sich diese Catechine beispielsweise bezüglich des Schmelzpunktes
und der Farbe vom reinen Catechin.
[0016] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Carbonsäuren um eine Verbindung
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zitronensäure, L-(+)-Ascorbinsäure, Ascorbinsäure,
Salicylsäure, Mandelsäure, 6-Palmitoyl-L-Ascorbinsäure, Bernsteinsäure und 2,5-Furandicarbonsäure.
[0017] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass sich diese Carbonsäuren besonders gut als
Farbentwickler eignen. Zusätzlich vorteilhaft ist es, dass diese Verbindungen bereits
sehr gut untersucht sind und keine Toxizität aufweisen.
[0018] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Sacchariden um Verbindungen ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Cellobiose, Glucose, Saccharose und Maltose. Erfindungsgemäß
besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Sacchariden um Maltose.
[0019] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Saccharidderivaten um Uronsäuren
oder um oxidierte Saccharide. Hierbei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Uronsäure
eine Verbindung ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus D-Glucuronsäure, Schleimsäure
und D-Saccharolacton. Bei den oxidierten Sacchariden handelt es sich erfindungsgemäß
bevorzugt um oxidierte Cellobiose.
[0020] Unter Harzsäuren werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Diterpensäuren verstanden,
die die Hauptbestandteile der Balsame (Harze) verschiedener Nadelbäume bilden. Erfindungsgemäß
bevorzugt handelt es sich bei den Harzsäuren um Kolophonium, einer Mischung verschiedener
Harzsäuren, und Abietinsäure.
[0021] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei dem Phytosterinen um β-Sitosterin und
bei dem Cumarinen um Umbelliferon.
[0022] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den monomeren Phenolverbindungen um
eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vanillin, Vanillinsäure, Syringaaldehyd,
Syringasäure, Resorcinol und Phloroglucinol.
[0023] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Ligninen um Pyrolyselignin, gefälltes
Lignin aus Delignifizierungsprozessen, Strohlignin (vorzugsweise mithilfe von hydrothermaler
Karbonisierung hergestelltes Strohlignin (HTC Strohlignin)), Sulfatlignin oder Organosolvlignin,
vorzugsweise um Pyrolyselignin aus Buchenholz, Fichtenholz oder Tannenholz.
[0024] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Lignanen um Pinoresinol, ((+)-Pinoresinol,
(-)-Pinoresinol oder eine Mischung daraus) oder rohes Pinoresinol.
[0025] Unter Delignifizierungsprozessen werden Verfahren, insbesondere chemische Aufschlussverfahren
der Zellstoff- und Cellulosegewinnung mit dem Ziel der Entfernung von Lignin und anderer
Begleitstoffe (Polyosen, Harze) von der Cellulose verstanden. Im Sinne dieses Dokuments
dienen diese Verfahren zur Gewinnung von Extrakten, Lignin, beispielsweise als gefälltes
Lignin, und dergleichen.
[0026] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Fettsäuren um Stearinsäure, Myristinsäure
oder Laurinsäure.
[0027] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Extrakten aus Delignifizierungsprozessen
um hydrophobe Extrakte aus Buchen-Organosolvablauge, hydrophobe Extrakte aus Buchen-Sulfatablauge
oder um hydrophobe Extrakte aus Kiefern-Sulfatablauge. Die Extrakte aus Delignifizierungsprozessen
umfassen komplexe Mischungen aus monomeren und höhermolekularen Phenolen.
[0028] Erfindungsgemäß bevorzugt können die Extrakte aus Delignifizierungsprozessen auch
methyliert vorliegen. Hierfür werden die Extrakte mit einem Methylierungsmittel, beispielsweise
Tetramethylammoniumhydroxid, umgesetzt.
[0029] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Carboxymethylcellulosen (CMC) Celluloseether,
Derivate der Cellulose, verstanden, bei denen zumindest ein Teil der Hydroxygruppen
der Cellulose als Ether mit einer Carboxymethyl-Gruppe (-CH
2-COOH) verknüpft sind. Die Carboxymethyl-Gruppe kann dabei modifiziert, z.B. als Salz
oder Ether vorliegen. Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Carboxymethylcellulosen
um (teil-)hydrolysierte Carboxymethylcellulose, Natrium-Carboxymethylcellulose, Methylether-Carboxymethylcellulose
oder um die Säureform der Carboxymethylcellulosen.
[0030] Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei Polykondensationsprodukten
um Polymere, die durch Polykondensation von Monomeren hergestellt wurden. Als Monomere
werden erfindungsgemäß Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure
eingesetzt, wobei auch weitere Monomere (wie beispielsweise Triethanolamin, Stearinsäure
und Glycerin) verwendet werden können. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt handelt
es sich bei dem Polykondensationsprodukt um
- a) ein Polymer hergestellt aus Pinoresinol, Mandelsäure und Stearinsäure als Monomere,
- b) ein Polymer hergestellt aus Catechin (vorzugsweise D-Catechin), Bernsteinsäure
und Triethanolamin als Monomere,
- c) ein Polymer hergestellt aus Catechin (vorzugsweise D-Catechin) und Zitronensäure
als Monomere,
- d) ein Polymer hergestellt aus Bernsteinsäure und Glycerin als Monomere
oder
- e) ein Polymer hergestellt aus Mandelsäure und Glycerin als Monomere.
[0031] Erfindungsgemäß bevorzugt können die als Entwickler verwendeten Verbindungen, nämlich
Farbentwickler ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen, Alkali-
oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden,
Carbonsäuren, Sacchariden, Saccharidderivaten, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren,
Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren,
Extrakten aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt
zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere
Einheiten, einfach, zweifach, dreifach oder mehr als dreifach alkyliert vorliegen.
Es handelt sich dann um Alkylderivate der entsprechenden Verbindung.
[0032] Eigene Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, dass durch eine Alkylierung
der Verbindungen die Eigenschaften als Farbentwickler verbessert werden können. Ohne
sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, wird davon ausgegangen, dass
die Alkylgruppen zu einer Stabilisierung des Farbbildners beitragen.
[0033] Erfindungsgemäß bevorzugt handelt es sich bei den Alkylgruppen um Alkylgruppen mit
1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Alkylguppen
um Methyl-, Ethyl-, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl,
Pentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Hesadecyl-
oder Octadecyl-Gruppen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Alkylgruppen um
Methylgruppen.
[0034] Unter einer alkylierten Verbindung werden Derivate der Verbindung verstanden, bei
denen eine, zwei, drei oder mehr als drei Alkylgruppen in die Verbindung eingeführt
werden. Üblicherweise werden dabei die Kohlenstoffatome der Verbindung alkyliert,
wobei auch ein Alkylieren von Heteroatomen möglich ist, sofern die Verbindungen Heteroatome
enthalten.
[0035] Erfindungsgemäß ebenfalls möglich ist es, dass die Alkylierung, d.h. das Einführen
mindestens einer Alkylgruppe, durch Veresterung oder Ausbildung eines Ethers erfolgt.
[0036] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
das Trägersubstrat ein Papier, synthetisches Papier oder eine Kunststofffolie ist.
Als Trägersubstrat ist ein nicht oberflächenbehandeltes Streichrohpapier besonders
bevorzugt, da es eine gute Recyclingfähigkeit und eine gute Umweltverträglichkeit
aufweist. Unter einem nicht oberflächenbehandelten Streichrohpapier ist ein Streichrohpapier
zu verstehen, das nicht in einer Leimpresse oder in einer Beschichtungsvorrichtung
behandelt wurde. Als Kunststofffolien sind Folien aus Polypropylen oder anderen Polyolefinen
bevorzugt. Erfindungsgemäß bevorzugt sind auch Papiere, die mit einem oder mehreren
Polyolefinen (insbesondere Polypropylen) beschichtet sind.
[0037] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, zusätzlich
enthaltend eine zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
gelegene Zwischenschicht, wobei die Zwischenschicht vorzugsweise Pigmente enthält.
Bei den Pigmenten kann es sich um organische Pigmente, anorganische Pigmente oder
um eine Mischung aus organischen Pigmenten und anorganischen Pigmenten handeln.
[0038] Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die flächenbezogene Masse der Zwischenschicht
im Bereich von 5 bis 20 g/m
2, bevorzugt im Bereich von 7 bis 12 g/m
2 liegt.
[0039] Für den Fall, dass die Zwischenschicht Pigmente enthält, ist es in einer Ausgestaltung
der Erfindung bevorzugt, wenn es sich bei den Pigmenten um organische Pigmente, vorzugsweise
um organische Hohlkörperpigmente handelt.
[0040] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die Einbindung von organischen Pigmenten
in die Zwischenschicht vorteilhaft ist, da organische Pigmente ein hohes Wärmereflexionsvermögen
aufweisen. Durch eine gesteigerte Wärmereflexion der mit organischen Pigmenten ausgestalteten
Zwischenschicht wird das Ansprechverhalten der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
gegenüber Wärme erhöht, da die eingestrahlte Wärme zumindest teilweise in die wärmeempfindliche
Aufzeichnungsschicht reflektiert wird, statt sie an das Trägersubstrat zu leiten.
Dadurch wird die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen des wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials deutlich erhöht und ferner die Druckgeschwindigkeit im Thermodrucker
gesteigert. Zudem kann der Energie-verbrauch während des Druckvorgangs gesenkt werden,
was insbesondere bei mobilen Geräten vorteilhaft ist. Hohlkörperpigmente weisen in
ihrem Inneren Luft auf, wodurch sie üblicherweise eine noch höhere Wärmereflexion
aufweisen und die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen des wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials können noch weiter erhöht werden.
[0041] Für den Fall, dass die Zwischenschicht Pigmente enthält, ist es in einer alternativen
Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, wenn es sich bei den Pigmenten um anorganische
Pigmente handelt, vorzugsweise ausgewählt aus der Liste bestehend aus kalziniertem
Kaolin, Siliziumoxid, Bentonit, Kalziumcarbonat, Aluminiumoxid und Böhmit.
[0042] Werden in die zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Substrat gelegene Zwischenschicht
anorganische Pigmente eingebunden, können diese Pigmente die durch Hitzeeinwirkung
des Thermokopfes verflüssigten Bestandteile (z.B. Wachse) der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
bei der Schriftbildausbildung aufnehmen und begünstigen damit eine noch sicherere
und schnellere Funktionsweise der wärmeinduzierten Aufzeichnung.
[0043] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die anorganischen Pigmente der Zwischenschicht
eine Ölabsorption von mindestens 80 cm
3/100 g und noch besser von 100 cm
3/100 g, bestimmt nach der japanischen Norm JIS K 5101, aufweisen. Kalziniertes Kaolin
hat sich aufgrund seines großen Absorptionsreservoirs in den Hohlräumen besonders
bewährt. Auch Mischungen aus mehreren, verschiedenartigen anorganischen Pigmenten
sind vorstellbar.
[0044] Das Mengenverhältnis zwischen organischem und anorganischem Pigment ist eine Kombination
der von den beiden Pigmentarten bewirkten Effekte, der besonders vorteilhaft gelöst
wird, wenn die Pigmentmischung zu einem Massenanteil von 5 bis 30 % bzw. besser zu
8 bis 20 % aus organischem und zu einem Massenanteil von 95 bis 70 % bzw. besser zu
92 bis 80 % aus anorganischem Pigment besteht. Pigmentmischungen aus unterschiedlichen
organischen Pigmenten und/oder anorganischen Pigmenten sind vorstellbar.
[0045] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
die Zwischenschicht ggf. neben den anorganischen und/oder organischen Pigmenten, mindestens
ein Bindemittel enthält, vorzugsweise auf Basis eines synthetischen Polymers, wobei
StyrolButadien-Latex besonders gute Ergebnisse liefert. Die Verwendung eines synthetischen
Bindemittels unter Beimischung mindestens eines natürlichen Polymers, wie besonders
bevorzugt Stärke, stellt eine besonders geeignete Ausführungsform dar. Im Rahmen von
Versuchen mit anorganischen Pigmenten wurde ferner festgestellt, dass ein Bindemittel-Pigment-Verhältnis
innerhalb der Zwischenschicht zwischen 3:7 und 1:9, jeweils bezogen auf den prozentualen
Massenanteil in der Zwischenschicht, eine besonders geeignete Ausführungsform darstellt.
[0046] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
der Farbbildner ausgewählt ist aus Derivaten von Verbindungen aus der Gruppe bestehend
aus Fluoran, Phthalid, Lactam, Triphenylmethan, Phenothiazin und Spiropyran.
[0047] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass diese Farbbildner besonders gute Eigenschaften
in Kombination mit dem erfindungsgemäß verwendeten Farbentwickler aufweisen.
[0048] Ein bevorzugtes, erfindungsgemäßes, wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial weist
als Farbbildner vorzugsweise Verbindungen des Fluorantyps auf, ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus 3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-Diethylamino-6-methyl-7-(3'-methylphenylamino)fluoran
(6'-(diethylamino)-3'-methyl-2'-(m-tolylamino)-3H-spiro[isobenzofuran-1,9'-xanthen]-3-one;
ODB-7), 3-Di-n-pentyl-amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(Diethylamino)-6-Methyl-7-(3-Methylphenylamino)fluoran,
3-Di-n-butylamino-7-(2-chloranilino)fluoran, 3-Diethylamino-7-(2-chloranilino)fluoran,
3-Diethylamino-6-methyl-7-xylidinofluoran, 3-Diethylamino-7-(2-carbomethoxy-phenylamino)fluoran,
3-Pyrrolidino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-Pyrrolidino-6-methyl-7-(4-n-butyl-phenylamino)fluoran,
3-Piperidino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-N-n-Dibutylamin-6-methyl-7-anilinofluoran
(ODB-2), 3-(N-Methyl-N-cyclohexyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(N-Methyl-N-propyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran,
3-(N-Methyl-N-tetrahydrofurfuryl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran), 3-(N-Ethyl-N-isoamyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran,
3-(N-Ethyl-N-tolyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(N-Ethyl-N-tetrahydrofuryl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran,
3-(N-Ethyl-N-isopentylamino)-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-(N-Ethyl-4-toluidino)6-methyl-7-(4-toluidino)fluoran
und 3-(N-Cyclopentyl-N-ethyl)amino-6-methyl-7-anilinofluoran.
[0049] Ebenfalls bevorzugt sind erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien,
die als Farbbildner die in den Absätzen [0049] bis [0052] der
EP 2 923 851 A1 genannten Verbindungen enthalten.
[0050] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial,
wobei der Farbbildner ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3-N-Di-n-butylamin-6-methyl-7-anilinofluoran
(ODB-2) und 3-(N-Ethyl-N-isopentylamino)-6-methyl-7-anilinofluoran.
[0051] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
die wärmeempfindliche Schicht neben den erfindungsgemäß verwendeten Farbentwicklern
zusätzlich Farbentwickler enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
N-(4-Methylphenylsulfonyl)-
N'-(3-(4-methylphenylsulfonyloxy)phenyl)harnstoff (Pergafast® 201), 4-Hydroxy-4'-isopropoxydiphenylsulfon
(D8),
N-[2-(3-Phenylureido)phenyl]benzolsulfonamid,
N-{2-[(Phenylcarbamoyl)amino]phenyl}benzolsulfonamidundN-{2-[(Phenylcarbamoyl)-amino]phenyl}benzolsulfonamid.
N-{2-[(Phenylcarbamoyl)amino]phenyl}benzolsulfonamid kann dabei je nach eingesetzter
Kristallstruktur der Verbindung einen Schmelzpunkt von ca. 158 oder ca. 175 °C aufweisen.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist N-{2-[(Phenylcarbamoyl)-amino]phenyl}benzolsulfonamid
mit einem Schmelzpunkt von 175 °C.
[0052] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht einen Sensibilisator enthält.
[0053] Bei Verwendung eines Sensibilisators wird der Sensibilisator während der Zuführung
von Wärme während des Druckvorgangs zuerst geschmolzen und der geschmolzene Sensibilisator
löst die in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht nebeneinander vorliegenden
Farbbildner und Farbentwickler und/oder senkt die Schmelztemperatur der Farbbildner
und Farbentwickler, um eine Farbentwicklungsreaktion herbeizuführen. Der Sensibilisator
nimmt an der Farbenwicklungsreaktion selbst nicht teil.
[0054] Unter einem Sensibilisator werden daher Substanzen verstanden, die zur Einstellung
der Schmelztemperatur der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht dienen und mit denen
vorzugsweise eine Schmelztemperatur von ca. 70 bis 80 °C eingestellt werden kann,
ohne dass die Sensibilisatoren selbst an der Farbenwicklungsreaktion beteiligt sind.
[0055] Erfindungsgemäß können als Sensibilisatoren beispielsweise Fettsäuresalze, Fettsäureester
und Fettsäureamide (z.B. Zinkstearat, Stearinsäureamid, Palmitinsäureamid, Oleinsäureamid,
Laurinsäureamid, Ethylen- und Methylenbisstearinsäureamid, Methylolstearinsäureamid),
Naphthalinderivate, Biphenylderivate, Phtalate und Terephtalate eingesetzt werden.
[0056] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial,
wobei der Sensibilisator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,2-Bis(3-methyl-phenoxy)ethan,
1,2-Diphenoxyethan, 1,2-Di(m-methylphenoxy)ethan, 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-p-cresol,
2,2'-Bis(4-methoxyphenoxy)diethylether, 4,4'-Diallyloxydiphenylsulfon, 4-Acetylacetophenon,
4-Benzybiphenyl, Acetoessigsäureanilide, Benzyl-2-naphthylether, Benzylnaphthylether,
Benzyl-4-(benzyloxy)benzoat, Benzylparaben, Bis(4-chlorbenzyl)-oxalatester, Bis(4-methoxyphenyl)ether,
Dibenzyloxalat, Dibenzylterephthtalat, Dimethylterephtalat, Dimethylsulfon, Diphenyladipat,
Diphenylsulfon, Ethylenbisstearinsäureamind, Fettsäureanilide, m-Terpenyl, N-Hydroxymethylstearinsäureamind,
N-Methylolstearamid, N-Stearylharnstoff, N-Stearylstearinsäureamid, p-Benzylbiphenyl,
Phenylbenzolsulfonatester, Salicylsäureanilid, Stearamid und α,α'-Diphenoxyxylen,
wobei Benzylnaphthylether, Diphenylsulfon, 1,2-Di(m-methylphenoxy)ethan und 1,2-Diphenoxyethan
besonders bevorzugt sind.
[0057] Ebenfalls bevorzugt sind erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien,
die als Sensibilisator die in den Absätzen [0059] bis [0061] der
EP2923851A1 genannten Verbindungen enthalten.
[0058] Entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführung werden diese Sensibilisatoren jeweils
allein, das bedeutet, nicht in Kombination mit den anderen genannten Sensibilisatoren
aus der vorstehenden Liste, eingesetzt. Entsprechend einer zweiten, gleichsam bevorzugten
Ausführung werden mindestens zwei Sensibilisatoren, ausgesucht aus der vorstehen-den
Liste, in die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht eingebunden.
[0059] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
der Sensibilisator einen Schmelzpunkt von 60 °C bis 180 °C, bevorzugt einem Schmelz-punkt
von 80 °C bis 140 °C aufweist.
[0060] Bevorzugt sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, wobei die wärmeempfindliche
Aufzeichnungsschicht ein Bindemittel enthält, vorzugsweise ein vernetztes oder unvernetztes
Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylalkohol, carboxylgruppenmodifiziertem
Polyvinylalkohol, Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, einer Kombination aus Polyvinylalkohol
und Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, silanolgruppen-modifiziertem Polyvinylalkohol,
diaceton-modifiziertem Polyvinylalkohol, Acrylat-Copolymer und filmbildenden Acrylcopolymeren.
[0061] Bevorzugt enthält die Beschichtungsmasse zur Ausbildung der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials neben einem oder mehreren
Bindemitteln ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel. Bevorzugt
ist das Vernetzungsmittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zirconiumcarbonat,
Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydroxy bis(ammonium lactato)titanium(IV)
(CAS-Nr. 65104-06-5; Tyzor® LA) und Glyoxalderivaten.
[0062] Ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen wärmeempfindliche
Aufzeichnungsschicht aus einer solchen Beschichtungsmasse, enthaltend ein oder mehrere
Bindemittel und ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel, gebildet
ist, enthält in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht ein oder mehrere durch
Umsetzung mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln vernetzte Bindemittel, wobei
das oder die Vernetzungsmittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Zirconiumcarbonat,
Polyamidaminepichlorhydrinharzen, Borsäure, Glyoxal, Dihydro-xy bis(ammonium lactato)titanium(IV)
(CAS-Nr. 65104-06-5; Tyzor® LA) und Glyoxalderivaten. Unter "vernetztes Bindemittel"
wird dabei das durch Umsetzung eines Bindemittels mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln
gebildete Reaktionsprodukt verstanden.
[0063] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
die flächenbezogene Masse der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht im Bereich von
1,5 bis 6 g/m
2 liegt, vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis 5,5 g/m
2 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 4,8 g/m
2 liegt.
[0064] Ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial,
wobei der Massenanteil des Farbentwicklergemisches in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
35 bis 15 % beträgt, vorzugsweise 31 bis 19 %, besonders bevorzugt 28 bis 22 %, bezogen
auf den gesamten Feststoffanteil der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht.
[0065] In erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien können zusätzlich noch Bildstabilisatoren,
Dispergiermittel, Antioxidationsmittel, Trennmittel, Entschäumer, Lichtstabilisatoren,
Aufheller, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, eingesetzt werden. Jede der
Komponenten wird üblicherweise mit einem Massenanteil von 0,01 bis 15 %, insbesondere
- mit Ausnahme von Entschäumer - 0,1 bis 15 %, vorzugsweise 1 bis 10 % eingesetzt,
bezogen auf den gesamten Feststoffmassenanteil der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht.
Bei Einsatz von Entschäumern in den diesbezüglichen Rezepturen kann in den erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsmaterialien der Entschäumer mit einem Massen-anteil von 0,03 bis 0,05
% vorhanden sein, bezogen auf den gesamten Feststoffanteil der wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsschicht.
[0066] In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
wird die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht vollständig oder teilweise mit einer
Schutzschicht bedeckt. Durch die Anordnung einer die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht
abdeckenden Schutzschicht ist die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht auch nach
außen bzw. zum Trägersubstrat der nächsten Lage innerhalb einer Rolle abgeschirmt,
sodass ein Schutz vor äußeren Einflüssen erfolgt.
[0067] Eine derartige Schutzschicht hat in solchen Fällen neben dem Schutz der unter der
Schutzschicht angeordneten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht vor Umwelteinflüssen
häufig den zusätzlichen positiven Effekt, die Bedruckbarkeit des erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, insbesondere im Indigo-. Offset- und Flexodruck
zu verbessern. Aus diesem Grund kann es für bestimmte Anwendungs-fälle erwünscht sein,
dass das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial eine Schutzschicht
aufweist, obwohl durch die Präsenz eines Farbentwicklergemisches wie oben definiert
in der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials die Beständigkeit eines auf einem erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterial erhältlichen Thermoausdrucks gegenüber Stoffen ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus Wasser, Alkoholen, Fetten, Ölen und deren Mischungen auch
ohne Schutzschicht bereits ausreichend ist.
[0068] Bevorzugt enthält die Schutzschicht des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
ein oder mehrere vernetzte oder unvernetzte Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus mit Carboxylgruppen modifizierten Polyvinylalkoholen, mit Silanolgruppen
modifizierten Polyvinylalkoholen, acetoacetyl-modifizierten Polyvinylalkohol, Diaceton-modifizierten
Polyvinylalkoholen, teil- und vollverseiften Polyvinylalkoholen und filmbildenden
Acrylcopolymeren.
[0069] Bevorzugt, sofern vorhanden, enthält die Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht
des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials neben einem oder mehreren
Bindemitteln ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel. Bevorzugt
ist das Vernetzungsmittel dann ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen,
Epoxyharzen, Dialdehyden, Formaldehydoligomeren, Epichlorhydrinharzen, Natriumglyoxylat,
Calciumglyoxylat, Natrium/Calciumglyoxylat, Adipinsäuredihydrazid, Melaminformaldehyd,
Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat, Polyamidepichlorhydrinharzen
und Dihydro-xybis(ammonium lactato)titanium(IV) Tyzor® LA (CAS-Nr. 65104-06-5).
[0070] Ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen Schutzschicht
aus einer solchen Beschichtungsmasse, enthaltend ein oder mehrere Bindemittel und
ein oder mehrere Vernetzungsmittel für das oder die Bindemittel, gebildet ist, enthält
in der Schutzschicht ein oder mehrere durch Umsetzung mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln
vernetzte Bindemittel, wobei das oder die Vernetzungsmittel ausgewählt sind aus der
Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen, Epoxyharzen, Dialdehyden, Formaldehydoligomeren,
Epichlorhydrinharzen, Natriumglyoxylat, Calciumglyoxylat, Natrium/Calciumglyoxylat,
Adipinsäuredihydrazid Melaminformaldehyd, Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat,
Polyamidepichlorhydrinharzen und Dihydroxybis(ammonium lactato)titanium(IV) Tyzor®
LA (CAS-Nr. 65104-06-5). Unter "vernetztes Bindemittel" wird dabei das durch Umsetzung
eines Bindemittels mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln gebildete Reaktionsprodukt
verstanden.
[0071] In einer ersten Ausführungsvariante ist die die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht
ganz oder teilweise abdeckende Schutzschicht erhältlich aus einer Beschichtungsmasse
umfassend einen oder mehrere Polyvinylalkohole und ein oder mehrere Vernetzungsmittel.
Es ist bevorzugt, dass der Polyvinylalkohol der Schutzschicht mit Carboxyl- oder insbesondere
Silanolgruppen modifiziert ist. Auch Mischungen verschiedener Carboxylgruppen- oder
Silanol-modifizierter Polyvinylalkohole sind bevorzugt einsetzbar. Eine solche Schutzschicht
besitzt eine hohe Affinität gegenüber der im Offset-Druckprozess eingesetzten, bevorzugt
UVvernetzenden Druckfarbe. Dies unterstützt entscheidend dabei, die Forderung nach
einer hervorragenden Bedruckbarkeit innerhalb des Offset-Drucks zu erfüllen.
[0072] Das oder die Vernetzungsmittel für die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante
sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Polyaminen, Epoxyharzen,
Dialdehyden, Formaldehydoligomeren, Polyaminepichlorhydrinharz, Adipinsäuredihydrazid,
Melaminformaldehyd und Dihydroxybis(ammonium lactato)titanium(IV) Tyzor® LA (
CAS-Nr. 65104-06-5). Auch Mischungen verschiedener Vernetzungsmittel sind möglich.
[0073] Bevorzugt liegt in der Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht gemäß
dieser Ausführungsvariante das Gewichtsverhältnis des modifizierten Polyvinylalkohols
zu dem Vernetzungsmittel in einem Bereich von 20 : 1 bis 5 : 1 und besonders bevorzugt
in einem Bereich von 12 : 1 bis 7 : 1. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis des
modifizierten Polyvinylalkohols zum Vernetzungsmittel im Bereich von 100 Masseteilen
zu 8 bis 11 Masseteilen.
[0074] Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante
zusätzlich ein anorganisches Pigment enthält. Dabei ist das anorganische Pigment vorzugsweise
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumdioxid, Bentonit, Aluminiumhydroxid,
Kalziumcarbonat, Kaolin und Mischungen aus den genannten anorganischen Pigmenten.
[0075] Es ist bevorzugt, die Schutzschicht gemäß dieser Ausführungsvariante mit einer flächenbezogenen
Masse in einem Bereich von 1,0 g/m
2 bis 6 g/m
2 und besonders bevorzugt von 1,2 g/m
2 bis 3,8 g/m
2 aufzutragen. Dabei wird die Schutzschicht bevorzugt einlagig ausgebildet.
[0076] In einer zweiten Ausführungsvariante umfasst die Beschichtungsmasse zur Ausbildung
der Schutzschicht ein wasserunlösliches, selbstvernetzendes Acrylpolymer als Bindemittel,
ein Vernetzungsmittel und einen Pigmentbestandteil, wobei der Pigmentbestandteil der
Schutzschicht aus einem oder mehreren anorganischen Pigmenten besteht und mindestens
mit einem Massenanteil von 80 % aus einem hoch gereinigten alkalisch aufbereiteten
Bentonit gebildet sind, das Bindemittel der Schutzschicht aus einem oder aus mehreren
wasserunlöslichen, selbstvernetzenden Acrylpolymeren besteht und das Bindemittel-/Pigmentverhältnis
in einem Bereich von 7 : 1 bis 9 : 1 liegt.
[0077] Ein selbstvernetzendes Acrylpolymer innerhalb der Schutzschicht gemäß der hier beschriebenen
zweiten Ausführungsvariante ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Styrol-Acrylsäureester-Copolymerisaten, Acrylamidgruppen enthaltenden Copolymerisaten
aus Styrol und Acrylsäureester sowie Copolymeren auf Basis von Acrylnitril, Methacrylamid
und Acrylester. Letztere sind bevorzugt. Als Pigment kann alkalisch aufbereiteter
Bentonit, natürliches oder gefälltes Kalziumkarbonat, Kaolin, Kieselsäure oder Aluminiumhydroxid
in die Schutzschicht eingebunden sein. Bevorzugte Vernetzungsmittel sind ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus zyklischem Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat
und Polyamidepichlorhydrinharzen.
[0078] Durch die Wahl eines wasserunlöslichen, selbstvernetzenden Acrylpolymers als Bindemittel
und dessen Massenverhältnis (i) zum Pigment in einem Bereich von 7 : 1 bis 9 : 1 sowie
(ii) zum Vernetzungsmittel größer als 5 : 1 ist schon bei einer Schutzschicht mit
relativ geringer flächenbezogener Masse eine hohe Umweltresistenz des erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials gegeben. Solche Massenverhältnisse sind
somit bevorzugt.
[0079] Die Schutzschicht selbst kann mithilfe üblicher Streichwerke aufgetragen werden,
wofür unter anderem eine Streichfarbe nutzbar ist, bevorzugt mit einer flächenbezogenen
Masse in einem Bereich von 1,0 bis 4,5 g/m
2. In einer alternativen Variante ist die Schutzschicht aufgedruckt. Verarbeitungstechnisch
und hinsichtlich ihrer technologischen Eigenschaften besonders geeignet, sind solche
Schutzschichten, die unter Zuhilfenahme aktinischer Strahlung härtbar sind. Unter
dem Begriff "aktinische Strahlung" sind UV- oder ionisierende Strahlungen, wie Elektronenstrahlen,
zu verstehen.
[0080] Das Erscheinungsbild der Schutzschicht wird maßgeblich durch die Art der Glättung
und der die Friktion im Glättwerk und Kalander beeinflussenden Walzenoberflächen und
deren Materialien bestimmt. Insbesondere wegen bestehender Marktanforderungen wird
eine Rauhigkeit (Parker Print Surf Rauigkeit) der Schutzschicht von kleiner als 1,5
µm (bestimmt entsprechend der ISO-Norm 8791, Teil 4) als bevorzugt angesehen. Besonders
bewährt hat sich im Rahmen der dieser Erfindung vorausgegangenen Versuchsarbeiten
die Verwendung von Glättwerken, bei denen NipcoFlex™- oder zonengeregelte Nipco-P™-Walzen
zum Einsatz kommen; die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.
[0081] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines Farbenwicklers
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen, Alkali- oder Erdalkalimetallsalze
von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden, Carbonsäuren, Saccharide,
Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren, Phytosterinen, Cumarinen,
monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren, Ex-trakten aus Delignifizierungsprozessen
und Polykondensationsprodukten hergestellt zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure
und/oder Mandelsäure als monomere Einheiten in wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien.
[0082] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials als Eintrittskarten, Flug-, Bahn-, Schiff-
oder Busticket, Glücksspielbeleg, Parkticket, Etikett, Kassenbon, Bankauszüge, Selbstklebeetikett,
medizinisches Diagrammpapier, Faxpapier, Sicherheitspapier oder Barcode-Etiketten.
[0083] Ein weiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Produkte, vorzugsweise Eintrittskarten,
Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket, Glücksspielbeleg, Parkticket, Etikett, Kassenbon,
Bankauszüge, Selbstklebeetikett, medizinisches Diagrammpapier, Faxpapier, Sicherheitspapier
oder Barcode-Etiketten, umfassend ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial.
[0084] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, mindestens umfassend folgende Verfahrensschritte:
- i. Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrates;
- ii. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung, umfassend einen
Farbbildner und einen Farbenwickler ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen
Gerbstoffen, Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen,
Flavonoiden, Carbonsäuren, Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen,
Harzsäuren, Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen,
Fettsäuren, Extrakten aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten
hergestellt zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure
als monomere Einheiten,
- iii. Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf das bereitgestellte oder hergestellte Trägersubstrat;
- iv. Trocknen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung einer
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht.
[0085] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Verfahren zusätzlich umfassend die Verfahrensschritte
- a) Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung umfassend Pigmente;
- b) Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf dem Trägersubstrat;
- c) Trocknen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung einer
Zwischenschicht;
wobei die Verfahrensschritte a) bis c) vor dem Verfahrensschritt ii. durchgeführt
werden und die Zwischenschicht zwischen dem Trägersubstrat und der wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsschicht angeordnet ist. Sofern eine Zwischenschicht ausgebildet wird,
erfolgt das Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
in Schritt iii. des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die ausgebildete Zwischenschicht
und nicht direkt auf das bereitgestellte oder hergestellte Trägersubstrat.
[0086] Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt ist ein Verfahren zusätzlich umfassend die Verfahrensschritte
- A) Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung;
- B) Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht;
- C) Trocknen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung einer
Schutzschicht;
wobei die Verfahrensschritte A) bis C) nach dem Verfahrensschritt iv. durchgeführt
werden und die Schutzschicht auf der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht angeordnet
ist.
[0087] Die nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele werden die Erfindung weiter verdeutlichen:
Beispiel:
[0088] Die einzelnen Verbindungen wurden auf ihre Eignung als potentieller Entwickler in
einem Screening getestet. Das Screening der potentiellen Entwickler erfolgte in einer
Schmelzpunktbestimmungsapparatur nach Thiele. Die als Entwickler zu testende Substanz
wird in einem Massenverhältnis von 1 : 1 oder 4 : 1 mit 3-N-n-Dibutylamin-6-methyl-7-anilinofluoran
(ODB-2) als Farbbildner vermischt und anschließend in einer Schmelzkapillare in einer
Schmelzpunktbestimmungsapparatur nach Thiele bis zu einer Temperatur von 230 °C erhitzt.
Mögliche Schmelzpunkte oder Farbumschlagstemperaturen werden notiert. Die Schmelzkapillaren
werden dabei etwa 3 mm hoch mit dem Probengemisch gefüllt. Sofern die Probengemische
flüssig oder pastös sind, werden diese mithilfe von Spritzen mit langen Spritzenaufsätzen
in die Schmelzkapillaren eingebracht. Die Ergebnisse werden in der nachfolgenden Tabelle
wiedergegeben:
Substanz |
Schmelzpkt. [°C] |
Eigenfarbe |
Farbe der erhitzten Mischung |
Verfärbungstemp. der Mischung [°C] |
Catechu |
- |
hellbraun |
schwarz |
175-230 |
Tannin |
- |
hellbeige |
schwarz |
150-179 |
Kastanienholzextrakt |
- |
mittelbraun |
schwarz |
190-225 |
Mimosaextrakt |
- |
beige |
schwarz |
190-230 |
Tara |
- |
hellbeige |
schwarz |
120-180 |
Traubenkernextrakt |
- |
hellbraun |
schwarz |
130-230 |
Quercetin |
- |
gelb |
schwarz |
180-230 |
Quercitrin |
172 |
gelb |
grau/schwarz |
158 |
schwer lösliches Catechin |
142 |
beige |
dunkelbraun/schwarz |
130-137 |
D-Catechin |
140 |
beige |
schwarz |
134 |
Guarana-Catechin |
200 |
beige |
grau/schwarz |
138 |
Acacia-Catechin |
198 |
beige |
schwarz |
140 |
L-Epicatechin |
237 |
hellbeige |
schwarz |
170-217 |
D-Epicatechin |
228 |
hellbeige |
schwarz |
165-185 |
Zitronensäure |
150 |
weiß |
schwarz |
142 |
L-(+)-Ascorbinsäure |
189 |
weiß |
schwarz |
175 |
Salicylsäure |
158 |
weiß |
schwarz |
115 |
Ascorbinsäure |
189 |
weiß |
schwarz |
178 |
D-Glucuronsäure |
165 |
weiß |
schwarz |
160-172 |
β-Sitosterin |
140 |
hellbeigeweiß |
schwarz |
150 |
Umbelliferon |
230 |
hellbeige |
schwarz |
155-180 |
Vanillin |
82 |
weiß |
schwarz |
81-82 |
Vanillinsäure |
212 |
hellbeige |
grau/schwarz |
168-195 |
Syringaaldehyd |
113 |
beige-weiß |
dunkelgrün |
113-118 |
Syringasäure |
207 |
beige |
schwarz |
179-205 |
Pyrolyselignin (Buche) |
- |
mittelbraun |
schwarz |
135-170 |
Pyrolyselignin (Fichte/Tanne) |
- |
mittelbraun |
schwarz |
130-150 |
Pyrolyselignin |
- |
mittelbraun |
schwarz |
130-230 |
Organosolvlignin |
- |
mittelbraun |
dunkelbraun/ schwarz |
150-179 |
Sulfatlignin (Buche) |
- |
dunkelbraun |
schwarz |
140-162 |
Sulfatlignin (Kiefer) |
- |
dunkelbraun |
schwarz |
170-179 |
d-l-Pinoresinol |
150 |
weiß |
schwarz |
143 |
Pinoresinol |
151 |
weiß |
schwarz |
135 |
Organosolvextrakt |
- |
orange-rot |
schwarz |
55 |
Sulfatextrakt (Buche) |
- |
schwarz |
schwarz |
120 |
Sulfatextrakt (Kiefer) |
- |
rot |
schwarz |
100 |
1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend
i) ein Trägersubstrat und
ii) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht,
wobei die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht mindestens einen Farbbildner und
mindestens einen Farbentwickler umfasst und der Farbentwickler oder mindestens einer
der Farbenwickler ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen,
Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden,
Carbonsäuren, Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren,
Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenol-verbindungen, Ligninen, Lignanen, Fettsäuren,
Extrakten aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt
zumindest aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere
Einheiten.
2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei den natürlichen
Gerbstoffen um eine Verbindung handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tannin,
Catechu, Kastanienholzextrakt, Mimosaextrakt, Tara und Tanninsäure (CAS-Nummer: 1401-55-4).
3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei der Farbentwickler
ein oligomeres Proanthocyanidin aus Traubenkernextrakt ist.
4. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Flavonoiden
um eine Verbindung handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Quercitrin, Quercetin,
schwer lösliches Catechin, (+)-Catechin, (-)-Catechin, Guarana-Catechin, Acacia-Catechin,
(-)-Epicatechin und (+)-Epicatechin.
5. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Carbonsäuren
um eine Verbindung handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zitronensäure,
L-(+)-Ascorbinsäure, Salicylsäure, Ascorbinsäure, Mandelsäure, 6-Palmitoyl-L-Ascorbinsäure,
Bernsteinsäure und 2,5-Furandicarbonsäure.
6. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich den Saccharidderivaten
um eine Verbindung handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus oxidierte Cellobiose,
D-Glucuronsäure, Schleimsäure und D-Saccharolacton.
7. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Phytosterinen
um β-Sitosterin handelt und bei dem Cumarinen um Umbelliferon handelt.
8. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei den monomeren
Phenolverbindungen um eine Verbindung handelt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Vanillin, Vanillinsäure, Syringaaldehyd, Syringasäure, Resorcinol und Phloroglucinol.
9. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei es sich bei den Ligninen
um gefälltes Lignin aus Delignininfizierungsprozessen, Strohlignin, Sulfatlignin oder
Organosolvlignin handelt und sich bei den Extrakten aus Delignininfizierungsprozessen
um hydrophobe Extrakte aus Buchen-Organosolvablauge, hydrophobe Extrakte aus Buchen-Sulfatablauge
oder um hydrophobe Extrakte aus Kiefern-Sulfatablauge.
10. Verwendung einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus natürlichen Gerbstoffen,
Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von Tanninen, oligomere Proanthocyanidinen, Flavonoiden,
Carbonsäuren, Saccharide, Saccharidderivate, Carboxymethylcellulosen, Harzsäuren,
Phytosterinen, Cumarinen, monomere Phenolverbindungen, Ligninen, Lignanen, Extrakten
aus Delignifizierungsprozessen und Polykondensationsprodukten hergestellt zumindest
aus Pinoresinol, Catechin, Bernsteinsäure und/oder Mandelsäure als monomere Einheiten
in wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien, vorzugsweise als Farbentwickler.