[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend
oder bestehend aus a) einem Trägersubstrat (vorzugsweise Papiersubstrat) und b) einer
auf einer Seite des Trägersubstrats bzw. Papiersubstrats angeordneten Schmelzschicht,
wobei die Schmelzschicht i) ein Amidwachs, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von
60 °C bis 180 °C aufweisen, ii) ein anorganisches Pigment und iii) ein polymeres Bindemittel
umfasst oder daraus besteht. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine Beschichtungszusammensetzung
zur Herstellung einer entsprechenden Schmelzschicht, ein Verfahren zur Herstellung
eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und die Verwendung eines wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials.
[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 Ausbildung des Schriftbildes
lediglich durch Einstrahlung von Wärme erfolgt und somit 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 bezüglich der Umweltverträglichkeit
von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien aufgekommen. Bei Systemen, bei denen
die Ausbildung des Bildes durch eine chemische Reaktion zwischen zwei oder mehr Komponenten
induziert wird, bestehen Bedenken bezüglich der in den wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschichten
eingesetzten Bestandteile. Hierbei sind insbesondere bestimmte (Farb-)Entwickler,
auch als Farbakzeptoren bezeichnet, und teilweise auch Farbstoffvorläufer, mit denen
die (Farb-)Entwickler bei Wärmezufuhr unter Ausbildung einer visuell erkennbaren Farbe
reagieren, in die Kritik geraten. So stand beispielsweise bei den (Farb-)Entwicklern
das Bisphenol-A (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan) verstärkt im Zentrum öffentlicher
Kritik und darf beispielsweise innerhalb der EU seit dem Jahr 2020 nicht mehr als
(Farb-)Entwickler eingesetzt werden. Die Industrie ist auf alternative (Farb-)Entwickler,
wie beispielsweise das
N-(4-Methylphenylsulfonyl)-
N'-(3-(4-methylphenylsulfonyloxy)phenyl)harnstoff oder das 4-Hydroxy-4'-isopropoxydiphenylsulfon,
umgestiegen oder hat Systeme entwickelt, die ohne (Farb-)Entwickler auskommen.
[0004] In der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 2019/183471 A1 wird ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial beschrieben, das ohne (Farb-)Entwickler
auskommt. Auf einem Substrat werden zwei Schichten angeordnet, die jeweils Partikel
enthalten, wobei in einer Schicht eine erste Partikelsorte und in der zweiten Schicht
eine zweite Partikelsorte angeordnet ist. Während der Einwirkung von Wärme schmilzt
dabei eine Partikelsorte und die geschmolzenen Partikel werden von den anderen Partikeln
in der anderen Schicht aufgenommen. Hierdurch werden die Schichten transparent bzw.
semitransparent und das darunterliegende, gefärbte Substrat wird sichtbar, wodurch
ein Druckbild ausgebildet wird. Als Partikel wird insbesondere der Einsatz von Polymerpartikeln,
z. B. Polyethylen oder Polystyrol, beschrieben.
[0005] Auch in der internationalen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer
WO 2012/145456 A1 wird ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial beschrieben, das ohne (Farb-)Entwickler
oder Farbakzeptoren auskommt. In einer auf einem Substrat angeordneten Schicht werden
Polymerteilchen mit einer Kern-Hüllenstruktur angeordnet, wodurch diese Schicht opak
ist. Unter Einwirkung von Hitze schmelzen die Polymerteilchen und die Kern-Hüllenstruktur
kollabiert, wobei die vorher opake Schicht transparent wird und das darunterliegende,
gefärbte Substrat sichtbar wird.
[0006] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die im Stand der Technik beschriebenen
bzw. die käuflich erwerblichen Aufzeichnungsmaterialien keine ausreichende Weiße besitzen
bzw. dass sie bläulich oder gräulich gefärbt sind. Bei vielen Anwendungen ist es allerdings
erwünscht, wenn das Papier einen hohen Weißheitsgrad nach ISO 2470-1:2016-09 (auch
als Brightness bezeichnet) aufweist.
[0007] Die Primäre Aufgabe der der vorliegenden Erfindung war es daher, ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das ohne (Farb-)Entwickler hergestellt
werden kann und dabei gleichzeitig einen hohen Weißheitsgrad nach ISO 2470-1:2016-09
(auch als Brightness bezeichnet) aufweist.
[0008] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die im Stand der Technik beschriebenen
bzw. die käuflich erwerblichen Aufzeichnungsmaterialien einen geringen Kontrast zwischen
bedruckten und nicht bedruckten Bild aufweisen. Dies liegt daran, dass der Hintergrund,
d.h. der nicht bedruckte Bereich des Papieres, einen geringen Weißheitsgrad aufweist.
Zudem wird der Kontrast des Bildes während der Lagerung bei hohen Temperaturen signifikant
verschlechtert, was zu einer Verschlechterung der Lesbarkeit führt. Beispielsweise
beim Lagern der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien in einem in der Sonne
abgestellten Auto während der Sommermonate kann sich der Innenraum des Autos auf Temperaturen
von bis zu ca. 65 °C erwärmen. Dies kann dazu führen, dass wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien
(z. B. ein Parkticket) nicht mehr oder nur schlecht lesbar werden.
[0009] Eine weitere Aufgabe der der vorliegenden Erfindung war es daher, ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, dass einen verbesserten Kontrast zwischen
nicht bedruckten und bedruckten Bereich aufweist, insbesondere nach Lagerung des Aufzeichnungsmaterials
bei hohen Temperaturen (wie sie beispielsweise im Sommer in einem Auto auftreten können).
Es soll somit ein Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung gestellt werden, das eine bessere
Lesbarkeit des gedruckten Bildes aufweist.
[0010] Die im Stand der Technik beschriebenen Aufzeichnungsmaterialien haben auch den Nachteil,
dass Mikro- oder Nanoplastik in den Schichten eingesetzt wird. Die Verschmutzung der
Umwelt durch Mikro- oder Nanopartikel stellt ein Problem für Ökosysteme dar und neuste
Forschungsergebnisse legen nahe, dass entsprechende Partikel Risiken für kleinere
Organismen aber auch für den Menschen aufweisen können.
[0011] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, das ohne Mikro- oder Nanoplastik hergestellt
werden kann und hierdurch eine ausgezeichnete Umweltverträglichkeit bei gleichzeitig
ausgezeichneter Bedruckbarkeit aufweist.
[0012] Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die primäre Aufgabe sowie weitere
Aufgaben und/oder Teilaufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden durch ein
wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) umfassend oder bestehend aus
- a) einem Trägersubstrat (2)
und
- b) einer auf einer Seite des Trägersubstrats angeordneten Schmelzschicht (3),
wobei die Schmelzschicht (3)
- i) ein oder mehrere Amidwachse, welche einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis
180 °C aufweisen,
- ii) ein oder mehrere anorganische Pigmente
und
- iii) ein oder mehrere polymere Bindemittel
umfasst oder daraus besteht.
[0013] Die Erfindung sowie erfindungsgemäß bevorzugte Kombinationen bevorzugter Parameter,
Eigenschaften und/oder Bestandteile der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten
Ansprüchen definiert. Bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden auch in
der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Beispielen angegeben bzw. definiert.
[0014] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass erfindungsgemäße wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterialien einen hohen Weißheitsgrad (bestimmt nach ISO 2470-1:2016-09)
aufweisen.
[0015] Es wurde überraschenderweise gefunden, dass mit erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien ein hoher Kontrast zwischen bedruckten und nicht bedruckten
Bereichen erhalten werden kann. Ein hoher Kontrast führt zu einer hohen Lesbarkeit
des Schriftbildes. Dies ist beispielsweise bei Barcodes, die maschinell ausgelesen
werden, oder bei Schrift, die vom Benutzer gelesen wird, besonders vorteilhaft. Dabei
hat sich überraschenderweise auch gezeigt, dass der hohe Kontrast auch bei einer längeren
Lagerung (z. B. 24 Stunden) bei hohen Temperaturen (z. B. 90 °C) erhalten bleibt.
Eigene Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass der hohe Kontrast durch die Verwendung
eines Amidwachses in Kombination mit einem anorganischen Pigment erhalten werden kann.
Ohne sich auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen wird davon ausgegangen, dass
das Amidwachs aufgrund der hydrophoben Kohlenwasserstoffreste und der hydrophilen
Amid-Gruppe besonders gut mit anorganischen Pigmenten kompatibel sind. Dabei haben
eigene Untersuchungen gezeigt, dass die Amidwachse während des Druckvorgangs überraschenderweise
nicht (bzw. nicht wesentlich) von den anorganischen Pigmenten aufgenommen werden,
sondern in der Schmelzschicht verbleiben bzw. teilweise von den benachbarten Schichten
aufgenommen werden. Nach dem Druckvorgang bilden die Amidwachse gemeinsam mit den
anorganischen Pigmenten eine nahezu transparente Schicht, durch die das darunterliegende
Trägersubstrat oder andere Schichten gesehen werden können. Vor dem Druckvorgang bilden
die Amidwachse mit den anorganischen Pigmenten allerdings eine sehr blickdichte Schicht,
die eine hohe Abdeckung des eingefärbten Substrats aufweist. Hierdurch wird ein hoher
Kontrast erhalten.
[0016] Es versteht sich natürlich, dass ein hoher Kontrast nur erhalten werden kann, wenn
eine unter der Schmelzschicht liegende Schicht farbig ist. Vorzugsweise ist das Substrat
oder die gefärbte Zwischenschicht (4) schwarz oder weist einen dunklen Farbton, wie
beispielsweise blau oder rot auf. Möglichkeiten das Trägersubstrat einzufärben oder
beispielsweise mit einer gefärbten Zwischenschicht, beispielsweise einer Druckfarbe,
(konventionell) zu bedrucken sind dem Fachmann bekannt. Erfindungsgemäß bevorzugt
wird eine gefärbte Zwischenschicht (4) eingesetzt, die Ruß und ein anorganisches Pigment,
vorzugsweise natürliches Kaolin oder Calciumcarbonat, umfasst. Alternativ besteht
die Möglichkeit das Trägersubstrat mit Ruß (oder anderen Farbstoffen) einzufärben.
Die Verwendung von Ruß weist den Vorteil auf, dass es eine sehr gute Temperaturbeständigkeit
und Lichtstabilität aufweist. Die Verwendung von anorganischen Pigmenten in der Zwischenschicht
dient lediglich dazu, die Farbe der Zwischenschicht bestmöglich einstellen zu können.
Abhängig vom verwendeten Farbstoff in der Zwischenschicht ist es auch möglich, dass
die Zwischenschicht keine anorganischen Pigmente enthält. Die technische Wirkung der
Schmelzschicht wird hierdurch nicht beeinträchtigt.
[0017] Das Vorliegen eines gefärbten Trägersubstrats oder einer gefärbten Zwischenschicht
ist allerdings nicht unbedingt notwendig, auch wenn dies bevorzugt ist. So kann beispielsweise
auch bereits ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial erhalten werden, wenn eine
entsprechende Schmelzschicht auf einem handelsüblichen weißen Papier (d.h. nicht eingefärbten)
oder einer transparenten Folie als Trägersubstrat aufgetragen wird. Nach dem Bedrucken
durch selektive Wärmeeinwirkung kann auch ohne ein gefärbtes Trägersubstrat oder eine
gefärbte Zwischenschicht ein Druckbild erkannt werden. Ein möglicherer Einsatzbereich
dieser Ausführungsform sind Sicherheitspapiere, bei denen das Druckbild zunächst kaum
sichtbar ist und erst durch Bestrahlung des Papieres mit Licht einer bestimmten Wellenlänge
(z. B. UV-Licht) sichtbar wird. So kann beispielsweise als Trägersubstrat oder Zwischenschicht
(4) ein Material verwendet werden, das (unsichtbares) ultraviolettes und blaues Lichts
absorbiert und längerwelliges sichtbares Lichts ausstrahlt, während die Schmelzschicht
keine Fluoreszenz aufweist. Nach dem Bedrucken des Papiers ist das Druckbild für das
menschliche Auge zunächst nicht oder kaum sichtbar und wird nach Einstrahlung von
Licht einer bestimmten Wellenlänge, die das Substrat zur Fluoreszenz anregt, sichtbar.
Sofern das Trägersubstrat transparent ist, kann auch eine farbige Schicht auf der
Rückseite des Trägersubstrats aufgebracht werden oder ein Kontrast kann erhalten werden,
wenn das bedruckte Aufzeichnungsmaterial auf eine farbige Oberfläche gelegt wird.
[0018] Erfindungsgemäß bevorzugt ist allerdings ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial,
bei dem das Trägersubstrat eine Färbung aufweist oder eine zwischen Trägersubstrat
und Schmelzschicht angeordnete Farbschicht angeordnet ist. Hierbei ist es insbesondere
bevorzugt, wenn das Papiersubstrat oder die zwischen Papiersubstrat und Schmelzschicht
angeordnete Farbschicht eine optische Dichte (Schwärzung) von mindestens 0,50, vorzugsweise
mindestens 1,0, weiter bevorzugt von mindestens 1,20 aufweist.
[0019] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass erfindungsgemäße wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterialien sehr gut zur Ausbildung eines Druckbildes geeignet sind,
ohne dass sie Mikro- oder Nanoplastik, (Farb-)Entwickler oder Leukoverbindungen eingesetzt
werden müssen. Denn es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Schmelzschicht zumindest
eine, bevorzugt beide der nachfolgenden Bedingungen erfüllt:
- a) die Schmelzschicht umfasst vorzugsweise im Wesentlichen kein Mikro- oder Nanoplastik
- b) die Schmelzschicht umfasst vorzugsweise im Wesentlichen keine (organischen) (Farb-)Entwickler
oder Leukoverbindungen.
[0020] Besonders bevorzugt ist es, wenn die oben aufgeführten Bedingungen a) und b) von
dem gesamten wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial erfüllt werden.
[0021] Der Begriff "im Wesentlich kein Mikro- oder Nanoplastik" bedeutet im Rahmen der vorliegenden
Erfindung, dass die Schmelzschicht bzw. das wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial
weniger als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Mikro- oder Nanoplastik
aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelzschicht bzw. des wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials. Besonders bevorzugt wird kein Mikro- oder Nanoplastik zugesetzt,
sodass kein Mikro- oder Nanoplastik vorhanden ist. Geringe Mengen an Mikro- oder Nanoplastik
können allerdings nicht ausgeschlossen werden, da sie möglicherweise in einigen Ausgangsmaterialien
als Verunreinigungen enthalten sind, beispielsweise in den in einer Ausführungsform,
bei der als Trägersubstrat ein Papier eingesetzt wird, dass einen Anteil an Recyclingfasern
aufweist.
[0022] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Mikro- oder Nanoplastik kleine
Kunststoffpartikel, beispielsweise aus PET (Polyethylenterephthalat), PP (Polypropylen),
PE (Polyethylen) oder anderen Kunststoffen, bezeichnet, welche kleiner als 5 mm sind.
Nanoplastik bezeichnet dabei eine Untergruppe von Mikroplastik und unterscheidet sich
lediglich durch die Partikelgröße, wobei Nanoplastik eine Partikelgröße von kleiner
1 µm aufweist, während Mikroplastik eine Partikelgröße von größer gleich 1 µm und
kleiner 5 mm aufweist.
[0023] Der Begriff "im Wesentlich keine (organischen) (Farb-)Entwickler oder Leukoverbindungen"
bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die Schmelzschicht bzw. das wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterial weniger als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-%,
weiter bevorzugt weniger als 0,02 Gew.-% (Farb-)Entwickler und Leukoverbindungen aufweist,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmelzschicht bzw. des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.
Besonders bevorzugt werden der Schmelzschicht keine (Farb-)Entwickler und Leukoverbindungen
zugesetzt, sodass kein (Farb-)Entwickler und Leukoverbindungen vorhanden ist. Geringe
Mengen an (Farb-)Entwickler und Leukoverbindungen können allerdings nicht ausgeschlossen
werden, da sie möglicherweise in einigen Ausgangsmaterialien als Verunreinigungen
enthalten sind.
[0024] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass erfindungsgemäße wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterialien zudem den Vorteil haben, dass sie gegenüber einigen Chemikalien
eine hohe Beständigkeit aufweisen. So hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt,
dass die Schmelzschicht im Tape-Test, eine hohe Weiße behalten und es nicht zu einer
Vergrauung der Schmelzschicht kommt während Aufzeichnungsmaterialien aus dem Stand
der Technik eine Vergrauung der jeweiligen Aufzeichnungsschicht zeigen. Beim Tape-Test
wird ein Teil einer Probe mit handelsüblichem Klebeband beklebt und für 24 einwirken
lassen. Anschließend wird die Probe begutachtet. Es hat sich gezeigt, dass bedruckte
Teile der Aufzeichnungsmaterialien gleich schwarz bleiben während bei Vergleichsproben
der unbedruckte Teil eine gräuliche Verfärbung der Schmelzschicht nach Lagerung bei
Umgebungstemperatur aufweist. Eine erkennbare Verfärbung tritt bereits nach 96h auf
und ist nach 21 Tagen deutlich ausgeprägt. Im Gegensatz zu Probe der vorliegenden
Erfindung tritt dieser Effekt beim unbedruckten Teil der Vergleichsproben bei Lagerung
beziehungsweise Aufbewahrung der Probe über einen längeren Zeitraum, beispielsweise
bereits nach einem Zeitraum von mehreren Tagen bis zu einigen Wochen, noch stärker
hervor, was sich somit für die längere Lagerung beziehungsweise Aufbewahrung, z.B.
von Belegen, als sehr nachteilig erweist. Hier schafft die vorliegende Erfindung somit
eine bedeutende Verbesserung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik.
[0025] Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Schmelzschicht (im ungedruckten Zustand)
eine Opazität nach ISO 2471 von mindestens 50 %, vorzugweise mindestens 60 %, besonders
bevorzugt mindestens 70 % aufweist. Üblicherweise weisen die Schmelzschichten in erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsmaterialien eine Opazität von über 75 %, über 80 % oder sogar über 85
% auf.
[0026] Die Bestimmung der Opazität der Schmelzschicht erfolgt nach ISO 2471, wobei die isolierte
Schicht vermessen wird. Dazu kann beispielsweise eine Schmelzschicht mit gleicher
Zusammensetzung und Dicke auf einem vollständig transparenten Träger (z.B. Quarzglas)
aufgebracht und vermessen werden.
[0027] Als anorganisches Pigment können zahlreiche in der Papierherstellung üblicherweise
verwendeten Pigmente eingesetzt werden, beispielsweise Pigment ausgewählt ist aus
der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, natürlichem Kaolin, Kaolinit, Magnesiumsilikathydrat,
Siliziumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat, Calciumsilkathydrat, Calciumaluminatsulfat,
Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Böhmit.
[0028] Allerdings haben eigene Untersuchungen gezeigt, dass nicht alle dieser Pigmente gleichgute
Ergebnisse liefert. So hat es sich beispielsweise gezeigt, dass von den oben aufgeführten
Pigmenten natürliches Kaolin die schlechtesten Ergebnisse liefert. Bei der Verwendung
von natürlichem Kaolin als Pigment hat sich gezeigt, dass die dynamische Druckdichte
bei Energiemengen von mehr als 9 mJ/mm
2 wesentlich schlechter ausfällt. Auch die Verwendung von Siliziumdioxid, Aluminiumhydroxid
und Aluminiumoxid führt zu wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien mit guten aber
nicht optimalen dynamischen Druckdichten.
[0029] In einer Ausführungsform ist es daher erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Schmelzschicht
kein natürliches Kaolin enthält.
[0030] In einer Ausführungsform ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Schmelzschicht
und vorzugsweise das gesamte wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial keine organischen
Pigmente enthält. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn die Schmelzschicht und
vorzugsweise das gesamte wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial keine Hohlkugelpigmente
(z. B. Kern-Hüllenpigmente) enthält.
[0031] In einer Ausführungsform ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Schmelzschicht
kein Aluminiumtrihydrat (ATH), Calciumcarbonat, Polyethylen, Polystyrol und/oder Siliciumdioxid
umfasst.
[0032] In einer Ausführungsform ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn das gesamte wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterial kein Aluminiumtrihydrat (ATH), Polyethylen, Polystyrol und/oder
Siliciumdioxid umfasst.
[0033] In einer Ausführungsform ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Schmelzschicht,
vorzugsweise das gesamte Aufzeichnungsmaterial kein Aluminiumhydroxid und/oder Aluminiumoxid
enthält. Insbesondere bei Aufzeichnungsmaterialien, die in direkten Kontakt mit dem
Konsumenten oder mit Lebensmitteln stehen können, ist der Einsatz von Aluminiumhydroxid
und/oder Aluminiumoxid weniger bevorzugt, da der Markt aufgrund der umstrittenen Wirkung
von Aluminiumverbindungen auf den menschlichen Körper Materialien fordert, die keine
Aluminiumverbindungen aufweisen.
[0034] Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, wenn das anorganischen Pigment ein (vorzugsweise
durchschnittliches) Aspektverhältnis von 3 bis 100 aufweist, vorzugsweise von 5 bis
95 aufweist, insbesondere bevorzugt von 10 bis 90 aufweist. In einer bevorzugten Ausgestaltung
ist das (vorzugsweise durchschnittliche) Aspektverhältnis des anorganischen Pigments
größer als 15. Bei dem Aspektverhältnis (auch "Aspect ratio" oder "Shape-Faktor" genannt)
handelt es sich um den Quotienten zwischen dem Durchmesser und der Dicke des Plättchens
des anorganischen Pigments vor dem Vermischen mit den weiteren Komponenten. Ein Aspektverhältnis
von 15 bedeutet, dass der Durchmesser des Plättchens 15-mal größer ist, als die Dicke
des Plättchens.
[0035] Die Form der anorganischen Pigmente ist vorzugsweise plättchenförmig oder stäbchenförmig,
wobei stäbchenförmige Pigmente besonders bevorzugt sind.
[0036] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verwendung von plättchenförmigen oder
stäbchenförmigen Pigmenten zu besonders vorteilhaften Schmelzschichten führt. Ohne
sich hier auf eine bestimmte Theorie festlegen zu wollen, wird davon ausgegangen,
dass entsprechend Pigmente besonders geordnete Schichten ausbilden, die eine hohe
Opazität aufweisen. Plättchenförmige Pigmente können sich dabei so übereinanderlegen,
dass sie eine Art "Schuppenstruktur" ausbilden, die besonders dicht ist. Auch stäbchenförmige
Pigmente können sich entsprechend Anordnen und bilden sehr dichte Schichten. Es ist
daher überraschend und war für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass in einem erfindungsgemäßen
System eine Transparenz der Schmelzschicht erhalten werden kann, wenn diese mit Wärme
behandelt wird. Der Fachmann hätte nämlich nicht erwartet, dass Schichten mit plättchen-
oder stäbchenförmigen Pigmenten, die eine sehr (blick)dichte Schicht ausbilden, durch
die Einwirkung von Wärme transparent werden.
[0037] Erfindungsgemäß bevorzugt sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, bei denen
das anorganische Pigment einen Partikeldurchmesser d
50 im Bereich von 0,8 bis 2,0 µm, vorzugsweise 1,0 bis 1,8 µm, weiter bevorzugt im Bereich
von 1,2 bis 1,6 µm aufweist.
[0038] Erfindungsgemäß bevorzugt sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, bei denen
das anorganische Pigment einen Partikeldurchmesser d
97 im Bereich von 2,0 bis 15,0 µm, vorzugsweise 6,0 bis 10,0 µm, weiter bevorzugt im
Bereich von 7,0 bis 9,0 µm aufweist.
[0039] Die Messung der Partikeldurchmesser kann dabei mittels Lasergranulometrie (beispielsweise
mit einem Cilas 1064) bestimmt werden.
[0040] Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterialien
mit den oben angegebenen anorganischen Pigmenten besonders gute Eigenschaften bezüglich
der hohen Opazität vor dem Drucken und einer hohen Transparent nach dem Drucken aufweisen.
Dies wäre nicht zu erwarten, da die Partikel ein im Vergleich mit der Wellenlänge
von visuellen Licht (400 bis 800 nm) größeren Partikeldurchmesser aufweisen.
[0041] Überaschenderweise hat es sich gezeigt, dass von den oben aufgeführten anorganischen
Pigmenten das Calciumsilikat besonders gute Eigenschaften aufweist und zu wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien mit besonders guten Eigenschaften führt (hoher Weißwert der
nicht bedruckten Schmelzschicht mit hoher Opazität und sehr geringe Opazität nach
dem Druck). Die Verwendung von Calciumsilikat, vorzugsweise als Calciumsilikathydrat
ist daher erfindungsgemäß besonders bevorzugt.
[0042] Eigene Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass von den Calciumsilikaten das Xonotlit
besonders bevorzugt ist.
[0043] In einer bevorzugten Ausführungsform weist das anorganische Pigment einen nach DIN
EN ISO 787-9:2019-06 bestimmten pH-Wert von größer 7 auf, vorzugsweise im Bereich
von größer gleich 9 bis kleiner gleich 14, besonders bevorzugt im Bereich von größer
gleich 10,5 bis kleiner gleich 12,5 auf. Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass
durch die Verwendung von alkalischen Pigmenten auf den Einsatz von Bioziden verzichtet
werden kann. Dies ist insbesondere bei Aufzeichnungsmaterialien vorteilhaft, die unmittelbar
mit Lebensmitteln oder dem Anwender in Kontakt stehen können. Erfindungsgemäß bevorzugt
ist daher ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei die Schmelzschicht und
vorzugsweise das gesamte wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial keine Biozide enthält.
Die Verwendung von alkalischen Pigmenten wurde bisher in wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
vermieden, da ein hoher pH-Wert einen negativen Einfluss auf die (Farb)-Entwickler
bzw. Farbstoffvorläufer hat.
[0044] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Bioziden jeglichen Stoff oder jegliche
Gemische verstanden, wie sie in Artikel 2 der Verordnung (EU) Nr. 528/2012 (Biozid-Verordnung)
der Europäischen Union definiert sind.
[0045] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt,
bei dem die Schmelzsicht und vorzugsweise das gesamte Aufzeichnungsmaterial im Wesentlichen
keine der nachfolgenden Verbindung umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Diphenylsulfon (DPS), Diphenoxyethan (DPE), Ethyleneglycol-m-tolylether (EGTE) und
beta-Naphthylbenzylether (BON). Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass diese in
wärmempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien üblicherweise als Sensibilisierungsmittel
eingesetzten Verbindungen keine Vorteile in erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien
aufweisen und daher auf diese Verbindungen verzichtet werden kann. Hierdurch ist es
möglich, Systeme zu verwenden, die möglichst wenige Komponenten aufweisen. Dies verbessert
die Umweltverträglichkeit der Aufzeichnungsmaterialien, wie Recyclingfähigkeit und
reduziert die Kosten während der Herstellung.
[0046] Der Begriff "im Wesentlich keine" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung im
Zusammenhang mit den oben angegebenen Verbindungen, dass die Schmelzschicht bzw. das
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial in der Summe weniger als 0,5 Gew.-%, vorzugsweise
weniger als 0,1 Gew.-% der oben angegebenen Sensibilisierungsmittel aufweist, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Schmelzschicht bzw. des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials.
Besonders bevorzugt wird keines der oben angegebenen Sensibilisierungsmittel zugesetzt,
sodass keines der oben angegebenen Sensibilisierungsmittel vorhanden ist.
[0047] Das in erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien eingesetzte Amidwachs kann beispielsweise
ausgewählt sein aus der Gruppe bestehen aus Lauramid (
CAS Nr. 1120-16-7), Palmitamid (
CAS Nr. 629-54-9), Stearamid (
CAS Nr. 124-26-5), 12-Hydroxystearamid (
CAS Nr. 7059-49-6), Oleamid (
CAS Nr. 301-02-0), Erucamid (
CAS Nr. 112-84-5), N-Stearyl stearamid (
CAS Nr. 13276-08-9), N-Stearyloleamid (
CAS Nr. 6592-63-2), N-Oleyl stearamid (
CAS Nr. 41562-24-7), N-Stearyl erucamid (10094-45-8), N-Methylolstearamid (
CAS Nr. 3370-35-2), Ethylenebis oleamid (
CAS Nr. 110-31-6), Hexamethylenebis oleamid (
CAS Nr. 6283-37-0), N,N'-Dioleyl adipamid (
CAS Nr. 85888-37-5), Methylenebis stearamid (
CAS Nr. 109-23-9), Ethylenebis capramid (
CAS Nr. 51139-08-3), Ethylenebis lauramid (
CAS Nr. 7003-56-7), Ethylenebis stearamid (
CAS Nr. 110-30-5), Ethylenebis 12-hydroxystearamid (
CAS Nr. 123-26-2), Ethylen-bis-behenamid (
CAS Nr. 7445-68-3), Hexamethylene-bis-stearamid (
CAS Nr. 4112-25-8), Hexamethylen-bis-behen-amid (
CAS Nr. 96548-58-2), Hexamehylenebis 12-hydroxystearamid (
CAS Nr. 55349-01-4) und N,N'-Distearyl adipamid (
CAS Nr. 25151-31-9), vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Lauramid (
CAS Nr. 1120-16-7), Palmitamid (
CAS Nr. 629-54-9), Stearamid (
CAS Nr. 124-26-5), 12-Hydroxystearamid (
CAS Nr. 7059-49-6), Erucamid (
CAS Nr. 112-84-5), N-Stearyl stearamid (
CAS Nr. 13276-08-9), N-Methylolstearamid (
CAS Nr. 3370-35-2), Ethylenebis oleamid (
CAS Nr. 110-31-6), Hexamethylene-bis-oleamid (
CAS Nr. 6283-37-0) und N,N'-Dioleyl adipamid (
CAS Nr. 85888-37-5).
[0048] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass es besonders bevorzugt ist, wenn das Amidwachse
Stearamid (Octadecanamid,
CAS Nr. 124-26-5) oder N-Methylolstearamid (N-(Hydroxymethyl)octadecanamid,
CAS Nr. 3370-35-2) ist. Stearamid führt in eigenen Untersuchungen zu den besten Ergebnissen uns ist
erfindungsgemäß besonders bevorzugt.
[0049] Abhängig von Einsatzgebiet des wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials kann es
Vorteilhaft, wenn das Amidwachs einen auf das Einsatzgebiet abgestimmten Schmelzpunkt
aufweist. Eigene Untersuchungen haben überraschenderweise gezeigt, dass wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterialien besonders bevorzugt sind, wenn das Amidwachs einen Schmelzpunkt
im Bereich von 80 bis 120 °C aufweist. Diese wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
zeigen beim klassischen Drucken in einem Thermodrucker die besten Eigenschaften.
[0050] Erfindungsgemäß bevorzugt sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien, bei denen
das Amidwachs ein Fettsäuremonoamid ist. Hierbei ist es insbesondere bevorzugt, wenn
das Amidwachs ein Monoamid einer gesättigten Fettsäure ist, deren Fettsäurerest eine
Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von ≥ 14 bis ≤ 20, vorzugsweise im Bereich
von ≥ 16 bis ≤ 18 aufweist.
[0051] Vorzugsweise handelt es sich bei dem Amidwachs um ein synthetisch hergestelltes Wachs,
welches vorzugsweise durch Reaktion von einerseits technischen Fettsäuren, Fettsäureestern
und/oder Triacylglycerolen mit anderseits Ammoniak, einwertigen Aminen, mehrwertigen
Aminen und/oder mit Aminoalkoholen hergestellt wird.
[0052] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das Mengenverhältnis zwischen i) dem einen oder den mehreren Amidwachsen (in Summe)
und ii) dem einen oder den mehreren anorganischen Pigmenten (in Summe) einen Wert
im Bereich von 2 : 8 bis 9 : 1 aufweist, vorzugsweise von 2,5 : 7,5 bis 7,5 : 2,5,
weiter bevorzugt von 0,3 : 0,7 bis 0,7 : 0,3, und besonders bevorzugt 6,5 ± 0,3 :
3,5 ± 0,3 aufweist.
[0053] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das Amidwachs in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent, vorzugsweise
von ≥ 44 bis ≤ 73 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt im Bereich von 50 bis
67 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht. Bei zu
hohen Amidwachsanteilen besteht die Möglichkeit, dass sich Teile des Wachses auf dem
Druckkopf ablagern und hierdurch das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial unbrauchbar
wird. Bei zu geringen Mengen des Amidwachses besteht die Möglichkeit, dass keine ausreichende
Transparenz der Schmelzschicht während des Druckens erzeugt werden kann.
[0054] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das Bindemittel in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 1 bis ≤ 30 Massenprozent, vorzugsweise
von ≥ 2 bis ≤ 20 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt von ≥ 4 bis ≤ 16 Massenprozent
vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht. Zu hohe Mengen des Bindemittels
können zu einer zu geringen Opazität des Aufzeichnungsmaterials vor dem Bedrucken
führen. Ohne bzw. bei zu geringe Mengen (häufig weniger als 1 Massenprozent) besteht
die Möglichkeit, dass die Haftung der Schmelzschicht auf dem Substrat beeinträchtigt
wird.
[0055] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das anorganische Pigment in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 18 bis ≤ 50 Massenprozent,
vorzugsweise von ≥ 22 bis ≤ 45 Massenprozent vorliegen, besonders bevorzugt im Bereich
von ≥ 25 bis ≤ 39 Massenprozent vorliegt, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
[0056] Unter "Trockenmasse" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise die (unter
Laborbedingungen bei 23 °C und 50 % r.F.) gemessene, wasser- und feuchtigkeitsfreie,
Masse einer Probe (hier: der Schmelzschicht) verstanden. Für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise die Trockenmasse - wie auf dem Fachgebiet üblich - an
der zu untersuchenden Probe (hier: der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht)
bestimmt, die vor der Bestimmung bei 105 °C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet worden
war. Dem Fachmann sind Methoden zur Bestimmung der Trockenmasse einer Probe bekannt:
Beispielsweise kann die Trockenmasse einer Probe (insbesondere einer Probe der Schmelzschicht)
für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bestimmt werden, indem man eine Probe definierter
Masse vor Trocknung (z.B. 1,5 g der Probe vor Trocknung) fünf Stunden lang bei 105
°C im Trockenofen trocknet und anschließend auf an sich bekannte Weise nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur (im Zweifel auf 23 °C) auf Gewichtskonstanz prüft (Probe z.B. durch
nochmaliges Erhitzen und erneute Massebestimmung), wobei natürlich eine Wiederaufnahme
von Wasser beim Abkühlvorgang vermieden werden muss (Exsikkator).
[0057] Ebenso kann die Trockenmasse einer Probe (insbesondere einer Probe der Schmelzschicht)
für die Zwecke der vorliegenden Erfindung auf an sich bekannte Weise mit Hilfe eines
Feuchtebestimmungsgerätes, beispielsweise eines an sich bekannten Halogen-Feuchtebestimmungsgerätes,
unter den vorstehend angegebenen Bedingungen (105 °C, Erhitzen bis zur Gewichtskonstanz)
bestimmt werden.
[0058] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
die flächenbezogene Trockenmasse der Schmelzschicht im Bereich von ≥ 2 g/m
2 bis ≤ 15 g/m
2, vorzugsweise im Bereich von ≥ 3,0 g/m
2 bis ≤ 12 g/m
2, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 4,0 g/m
2 bis ≤ 10 g/m
2 liegt.
[0059] Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, wobei
das Trägersubstrat ein Papier, synthetisches Papier oder eine Kunststofffolie ist.
Als Trägersubstrat ist ein Streichrohpapier besonders bevorzugt, da es eine gute Recyclingfähigkeit
und eine gute Umweltverträglichkeit aufweist. Unter einem Streichrohpapier ist ein
Papier zu verstehen, das in einer Leimpresse oder in einer Beschichtungsvorrichtung
behandelt wurde. Als Kunststofffolien sind Folien aus Polypropylen oder anderen Polyolefinen
bevorzugt.
[0060] Ein einer besonders bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Trägersubstrat
um ein Papiersubstrat. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Papiersubstrat einen Anteil
von ≥ 80 Massenprozent an Recyclingfasern enthält, bezogen auf die Gesamtmasse des
lufttrockenen Papiersubstrats.
[0061] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das Papiersubstrat einen Anteil von ≤ 25 Massenprozent an Frischfasern enthält, bezogen
auf die Gesamtmasse des lufttrockenen Papiersubstrats.
[0062] Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird die Masse eines vorstehend angegebenen
"lufttrockenen" Papiersubstrats unter üblichen Umgebungsbedingungen (23 °C, 50 % r.F.,
1013 hPa) bestimmt. Dabei wird für ein lufttrockenes Papiersubstrat - wie auf dem
Fachgebiet üblich - ein Wassergehalt des Papiersubstrats von 10 Massenprozent angenommen.
[0063] In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials
kann auch ein hoher Anteil von mehr als 80 Massenprozent an Frischfasern verwendet
werden oder es werden ausschließlich Frischfasern verwendet. Dies hat den Vorteil,
dass das resultierende Material weniger Verunreinigungen aufweist und auch Substrate
mit geringen Grammaturen (z. B. kleiner gleich 42 oder 30 g/m
2) eingesetzt werden können.
[0064] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
das eine oder die mehreren polymere Bindemittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus Stärke und Polyvinylalkohol (PVA).
[0065] Es ist bevorzugt, wenn das als Bindemittel eingesetzte Polyvinylalkohol einen Verseifungsgrad
von mehr als 99 Mol.-% und eine nach DIN 53015 an einer wässrigen Lösung mit 4 Masse-%
bei 20 °C gemessene Viskosität von mehr als 7 mPas, vorzugsweise mehr als 12 mPas,
besonders bevorzugt mehr als 15 mPas aufweist.
[0066] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial
bevorzugt, wobei auf der Schmelzschicht zusätzliche eine weitere Schicht (6) angeordnet
ist, die
- a) ein oder mehrere Amidwachse, welche jeweils einen Schmelzpunkt im Bereich von 60
°C bis 180 °C, vorzugsweise 80 bis 120 °C aufweisen
und
- b) ein oder mehrere polymere Bindemittel
aber im Wesentlichen kein organisches oder anorganisches Pigment umfasst. Eigene Untersuchungen
haben gezeigt, dass die Schicht (6) als Releaseschicht dienen kann, insbesondere zeigt
die Schicht (6) eine gute dehäsive Wirkung, wenn der Amidwachsanteil bei über 70 Gew.-%
liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht (6).
[0067] Die Formulierung "im Wesentlichen kein organisches oder anorganisches Pigment" bedeutet
im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die weitere Schicht (6) weniger als 0,5
Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% organische und anorganische Pigmente aufweist,
bezogen auf das Gesamtgewicht der weiteren Schicht (6). Besonders bevorzugt werden
der weiteren Schicht (6) keine Pigmente zugesetzt, sodass keine Pigmente vorhanden
sind.
[0068] Ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial ist erfindungsgemäß bevorzugt, wobei
auf der Schmelzschicht eine zusätzliche Schutzschicht (5) angeordnet ist.
[0069] In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
wird die Schmelzschicht vollständig oder teilweise mit einer Schutzschicht (5) bedeckt.
Durch die Anordnung einer die Schmelzschicht abdeckenden Schutzschicht (5) ist die
Schmelzschicht auch nach außen bzw. zum Trägersubstrat der nächsten Lage innerhalb
einer Rolle abgeschirmt, sodass ein Schutz vor äußeren Einflüssen erfolgt.
[0070] Eine derartige Schutzschicht (5) hat in solchen Fällen neben dem Schutz der unter
der Schutzschicht (5) angeordneten Schmelzschicht vor Umwelteinflüssen häufig den
zusätzlichen positiven Effekt, die Bedruckbarkeit des erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials insbesondere im Indigo-. Offset- und Flexodruck zu verbessern.
[0071] Bevorzugt enthält die Schutzschicht (5) 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, Diaceton-modifizierten Polyvinylalkoholen,
teil- und vollverseiften Polyvinylalkoholen, Ethylen-Acrylsäure Copolymerwachsen und
filmbildenden Acrylcopolymeren.
[0072] Bevorzugt, sofern vorhanden, enthält die Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht
(5) 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,
Adipinsäuredihydrazid, Melaminformaldehyd, Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat,
Polyamidepichlorhydrinharzen und Dihydroxybis(ammonium lactato)titanium(IV) Tyzor
® LA (
CAS-Nr. 65104-06-5).
[0073] Ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, dessen Schutzschicht
(5) 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 (5) 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, Adipinsäuredihydrazid Melaminformaldehyd,
Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat, Polyamidepichlorhydrinharzen
und Dihydroxybis(ammonium lactato)titanium(IV) Tyzor
® LA (
CAS-Nr. 65104-06-5).
[0074] Unter "vernetztes Bindemittel" wird dabei das durch Umsetzung eines Bindemittels
mit einem oder mehreren Vernetzungsmitteln gebildete Reaktionsprodukt verstanden.
[0075] In einer ersten Ausführungsvariante ist die die Schmelzschicht ganz oder teilweise
abdeckende Schutzschicht (5) erhältlich aus einer Beschichtungsmasse umfassend einen
oder mehrere Polyvinylalkohole und ein oder mehrere Vernetzungsmittel. Es ist bevorzugt,
dass der Polyvinylalkohol der Schutzschicht (5) mit Carboxyl- oder insbesondere Silanolgruppen
modifiziert ist. Auch Mischungen verschiedener Carboxylgruppen- oder Silanol-modifizierter
Polyvinylalkohole sind bevorzugt einsetzbar. Eine solche Schutzschicht (5) 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.
[0076] Das oder die Vernetzungsmittel für die Schutzschicht (5) 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.
[0077] Bevorzugt liegt in der Beschichtungsmasse zur Ausbildung der Schutzschicht (5) 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 Gewichtsteilen
zu 8 bis 11 Gewichtsteilen.
[0078] Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Schutzschicht (5) 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. Die Verwendung von Siliziumdioxid und Aluminiumhydroxid ist in einigen
Ausführungsformen allerdings weniger bevorzugt.
[0079] Es ist bevorzugt, die Schutzschicht (5) gemäß dieser Ausführungsvariante mit einer
flächenbezogenen Masse in einem Bereich von 0,5 g/m
2 bis 6 g/m
2 und besonders bevorzugt von 0,75 g/m
2 bis 3,8 g/m
2, weiter bevorzugt im Bereich von 0,95 bis 2,0 g/m
2 aufzutragen. Dabei wird die Schutzschicht (5) bevorzugt einlagig ausgebildet.
[0080] In einer zweiten Ausführungsvariante umfasst die Beschichtungsmasse zur Ausbildung
der Schutzschicht (5) ein wasserunlösliches, selbstvernetzendes Acrylpolymer als Bindemittel,
ein Vernetzungsmittel und einen Pigmentbestandteil, wobei der Pigmentbestandteil der
Schutzschicht (5) aus einem oder mehreren anorganischen Pigmenten besteht und mindestens
80 Gew.-% aus einem hoch gereinigten alkalisch aufbereiteten Bentonit gebildet sind,
das Bindemittel der Schutzschicht (5) aus einem oder aus mehreren wasserunlöslichen,
selbstvernetzenden Acrylpolymeren besteht und das Bindemittel-/Pigmentverhältnis in
einem Bereich von 7 : 1 bis 9 : 1 liegt.
[0081] Ein selbstvernetzendes Acrylpolymer innerhalb der Schutzschicht (5) 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 (die letzten zwei Pigmente sind dabei weniger bevorzugt) in
die Schutzschicht (5) eingebunden sein. Bevorzugte Vernetzungsmittel sind ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus zyklischem Harnstoff, Methylolharnstoff, Ammoniumzirconiumcarbonat
und Polyamidepichlorhydrinharzen.
[0082] Durch die Wahl eines wasserunlöslichen, selbstvernetzenden Acrylpolymers als Bindemittel
und dessen Gewichtsverhältnis (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
(5) mit relativ geringer flächenbezogener Masse eine hohe Umweltresistenz des erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials gegeben. Solche Gewichtsverhältnisse sind
somit bevorzugt.
[0083] Die Schutzschicht (5) selbst kann mittels üblicher Streichwerke aufgetragen werden,
wofür unter anderem eine Streichfarbe nutzbar ist, bevorzugt mit einer flächenbezogenen
Masse in einem Bereich von 0,5 bis 4,5 g/m
2, weiter bevorzugt im Bereich von 0,75 bis 3 g/m
2. In einer alternativen Variante ist die Schutzschicht (5) aufgedruckt. Verarbeitungstechnisch
und hinsichtlich ihrer technologischen Eigenschaften besonders geeignet, sind solche
Schutzschicht (5)en, die mittels aktinischer Strahlung härtbar sind. Unter dem Begriff
"aktinische Strahlung" sind UV- oder ionisierende Strahlungen, wie Elektronenstrahlen,
zu verstehen.
[0084] Das Erscheinungsbild der Schutzschicht (5) 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 Rauhigkeit) der Schutzschicht (5) 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.
[0085] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials kann die Schmelzschicht
auf beiden Seiten des Papiersubstrats angeordnet sein. Hierdurch lassen sich Aufzeichnungsmaterialien
herstellen, die beidseitig bedruckbar sind. Sofern das Papiersubstrat eingefärbt ist
können beide Schmelzschichten direkt auf das Papiersubstrat aufgetragen werden. Andernfalls
kann zwischen das Papiersubstrat und jeweils eine Schmelzschicht eine gefärbte Zwischenschicht
angeordnet werden.
[0086] In einer besonderen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial
als Etikett mit rückseitiger (Selbst)Klebeschicht ausgerüstet. Der übliche Aufbau
sieht dann ein Trägersubstrat, bevorzugt ein Papiersubstrat, vor, das eine Vorderseite
und eine ihm gegenüberliegende Rückseite aufweist. Rückseitig weist dann das wärmeempfindliche
Aufzeichnungsmaterial die (Selbst)Klebeschicht auf. Vorderseitig kann dann die Schmelzschicht
und ggf. eine die Schmelzschicht teilweise oder vollständig abdeckende Schutzschicht
(5) aufgetragen werden. Zwischen Trägersubstrat und Schmelzschicht kann zusätzlich
eine gefärbte Schicht aufgetragen werden, beispielsweise, wenn das Trägersubstrat
nicht selbst gefärbt ist.
[0087] Je nach Bedarf kann die Klebeschicht mit einem Releasematerial wie beispielsweise
einem silikonhaltigen Releasepapier abgedeckt sein oder die äußere Schmelzschicht
ausgebildete Schutzschicht (5) des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials wird mit
einer zusätzlichen Releaseschicht (7) versehen, die bevorzugt mittels eines sogenannten
Fünf-Walzen-Auftragswerks aufgebracht ist. Die Releaseschicht weist dabei Trennmittel
bevorzugt auf Basis von Silikonöl bzw. Silikonen auf. Durch die Ausführung der Releaseschicht
mit Silikonöl bzw. Silikonen kann das vorgeschlagene Aufzeichnungsmaterial mit rückseitiger
Selbstklebeschicht ohne Releasepapier in einer Rolle aufgewickelt werden, so dass
in der Rolle die Selbstklebeschicht und die Releaseschicht in Kontakt kommen, ohne
dass es zu einer dauerhaften Verklebung kommt. Die Releaseschicht kann in einigen
Ausführungsformen auch direkt auf die Schmelzschicht aufgetragen werden.
[0088] Eigene Untersuchungen haben zudem gezeigt, dass aufgrund des in der Schmelzschicht
(3) enthaltenen Amidwachses in einigen Ausführungsformen sogar auf die Verwendung
einer Releaseschicht verzichtet werden kann. Insbesondre bei höheren Amidwachsanteilen
von über 70 Gewichtsprozent in der Schmelzschicht hat es sich in eigenen Untersuchungen
gezeigt, dass diese häufig ausreichend dehäsiv ausgeformt sind und auf eine weitere
Releaseschicht verzichtet werden kann. Es versteht sich natürlich, dass dies auch
abhängig von dem verwendeten Klebstoff ist. Dem Fachmann sind Klebstoffe bekannt,
die für selbstklebende Etiketten verwendet werden können. Eigene Untersuchungen haben
ebenfalls gezeigt, dass auch eine auf der Schmelzschicht angeordnete Schicht (6) als
Releaseschicht dienen kann.
[0089] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Releaseschicht unter dem Einfluss
von energiereicher Strahlung, wie beispielsweise UV- oder Elektronenstrahlung, härt-
bzw. vernetzbar. Sofern die Releaseschicht mittels UV-Strahlen gehärtet werden soll,
müssen die zur Herstellung dieser Schicht verwendeten Monomere bzw. Prepolymere in
bekannter Weise Zusätze von Photoinitiatoren enthalten. Durch Elektronenstrahlhärtung
konnte eine über ihren Querschnitt besonders gleichmäßig ausgebildete, das bedeutet
ausgehärtete Releaseschicht erzielt werden.
[0090] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Aufzeichnungsmaterial, zusätzlich in der Schmelzschicht
umfassend ein oder mehrere Prozess-Hilfsmittel, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Entschäumer, Dispergiermittel, und Benetzungsmittel, vorzugsweise in
einer Gesamtmenge von ≤ 5 Massenprozent, besonders bevorzugt in einer Gesamtmenge
im Bereich von ≥ 0,1 bis ≤ 3 Massenprozent und mehr bevorzugt im Bereich von ≥ 0,1
bis ≤ 2 Massenprozent, bezogen auf die Trockenmasse der wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht.
In einigen Fällen kann es auch dienlich sein, wenn Biozide in der Schmelzschicht enthalten
sind, wobei dies erfindungsgemäß weniger bevorzugt ist. Auf den Einsatz von Bioziden
kann insbesondere verzichtet werden oder die Menge des eingesetzten Biozids kann signifikant
reduziert werden, wenn alkalische Pigmente eingesetzt werden.
[0091] Die ein oder mehreren Prozess-Hilfsmittel dienen vorzugsweise dazu, die Verarbeitung
einer erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schmelzschicht
im industriellen Fertigungsprozess, insbesondere im industriellen Prozess der Papierherstellung
zu erleichtern bzw. zu ermöglichen.
[0092] In einigen Fällen kann ein vorstehend angegebenes erfindungsgemäßes wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial bevorzugt sein, welches zusätzlich einen oder mehrere optische
Aufheller umfasst. Die optischen Aufheller können in der Schmelzschicht, in dem Trägersubstrat
oder in der Schutzschicht (5) enthalten sein. Sofern ein erfindungsgemäßes wärmeempfindliches
Aufzeichnungsmaterial zusätzlich einen oder mehrere optische Aufheller umfasst, ist
es bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial diesen
einen oder diese mehreren optischen Aufheller höchstens in einer Gesamtmenge von ≤
1 Massenprozent enthält, weiter bevorzugt in einer Gesamtmenge von ≤ 0,75 Massenprozent,
bezogen auf die Trockenmasse der jeweiligen Schicht. Besonders bevorzugt enthält das
vorstehend angegebene erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial keine
optischen Aufheller.
[0093] Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial
(1) umfassend oder bestehend aus
- a) einem Papiersubstrat (2)
und
- b) einer auf einer Seite des Papiersubstrats angeordneten Schmelzschicht (3),
wobei die Schmelzschicht (3)
- i) ein oder mehrere Amidwachse, welche einen Schmelzpunkt im Bereich von 80 °C bis
120 °C aufweisen, vorzugsweise in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent,
besonders bevorzugt von ≥ 44 bis ≤ 73 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt im
Bereich von 50 bis 67 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht,
- ii) ein oder mehrere anorganische Pigmente, vorzugsweise in einer Gesamtmenge im Bereich
von ≥ 18 bis ≤ 50 Massenprozent, besonders bevorzugt von ≥ 22 bis ≤ 45 Massenprozent
vorliegen, weiter bevorzugt im Bereich von ≥ 25 bis ≤ 39 Massenprozent vorliegt, bezogen
auf die Trockenmasse der Schmelzschicht
und
- iii) ein oder mehrere polymere Bindemittel, vorzugsweise in einer Gesamtmenge im Bereich
von ≥ 1 bis ≤ 30 Massenprozent, vorzugsweise von ≥ 2 bis ≤ 20 Massenprozent vorliegen,
weiter bevorzugt von ≥ 4 bis ≤ 16,5 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse
der Schmelzschicht
umfasst oder daraus besteht.
[0094] Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsmaterials und diesbezüglich möglicher Kombinationen von einem oder mehreren
hier vorstehend angegebenen Aspekten der Erfindung miteinander, gelten die nachstehend
für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schmelzschicht
und/oder das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Verwendung jeweils
angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.
[0095] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Temperaturindikator
umfassend oder bestehend aus
a) einem Trägersubstrat (2),
b) einem auf einer Seite des Trägersubstrats angeordneten Druck (8),
und
b) einer auf dem Druck angeordneten Schmelzschicht (3),
wobei die Schmelzschicht (3)
- i) ein oder mehrere Amidwachse, welche einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis
180 °C aufweisen,
- ii) ein oder mehrere anorganische Pigmente
und
- iii) ein oder mehrere polymere Bindemittel
umfasst oder daraus besteht.
[0096] Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass entsprechende Temperaturindikatoren geeignet
sind, die Temperatur eines Produktes zu Überwachen und zu Dokumentieren. Hierdurch
kann ein Nachweis erbracht werden, ob Produkte oder Geräte, über eine Temperatur hinaus
erhitzt wurden. Die Temperaturindikatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie unumkehrbar
sind und - anders als bei im Stand der Technik bekannten - Temperaturindikatoren ein
Druckbild angezeigt werden kann. So kann es sich bei dem Druckbild beispielsweise
um eine Warnung (als Text, Code oder Piktogramm) handeln, die auf eine überschrittene
Temperatur hinweist. Die im Stand der Technik bekannten Temperaturindikatoren zeichnen
sich durch eine Verfärbung aus, sodass ein mit dem Thermochromen bedruckter Bereich
verfärbt wird.
[0097] Durch Wahl eines entsprechenden Amidwachses mit einem entsprechenden Schmelzpunkt
oder einer Mischung aus zwei oder mehr Amidwachsen kann der Temperaturindikator auf
eine gewünschte Umschlags- bzw. Auslösetemperatur eingestellt werden. Erfindungsgemäß
lassen sich Temperaturindikatoren mit einer Umschlagstemperatur im Bereich von 60
bis 180 °C herstellen.
[0098] Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Temperaturindikators und diesbezüglich möglicher Kombinationen von einem oder mehreren
Aspekten der Erfindung miteinander, gelten die vorstehend für das erfindungsgemäße
Aufzeichnungsmaterial angegebenen Ausgestaltungen und Ausgestaltungskombination entsprechen.
Die trifft insbesondere für die als bevorzugt oder besonders bevorzugt angegebenen
Ausgestaltungen zu.
[0099] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials als Temperaturindikator.
[0100] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung
zur Herstellung einer Schmelzschicht eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterial
(vorzugsweise eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials) umfassend die Bestandteile
i) bis iii), wie weiter oben definiert.
[0101] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Beschichtungszusammensetzung als Druckfarbe. Es hat sich überraschenderweise gezeigt,
dass erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzungen auch al Druckfarbe verwendet
werden können. So ist es möglich ein Druckbild (z.B. Text oder Bilder) zu drucken.
Dieses Druckbild wird vorzugsweise auf ein farbiges Substrat gedruckt und scheint
nach dem Druck zunächst weiß. Sofern Hitze auf das Druckbild einwirkt, wird dieses
Transparent und das Druckbild verschwindet bzw. ist nicht mehr sichtbar.
[0102] Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Beschichtungszusammensetzung und diesbezüglich möglicher Kombinationen von einem oder
mehreren Aspekten der Erfindung miteinander, gelten die vorstehend für das erfindungsgemäße
Aufzeichnungsmaterial angegebenen Ausgestaltungen und Ausgestaltungskombination entsprechen.
Die trifft insbesondere für die als bevorzugt oder besonders bevorzugt angegebenen
Ausgestaltungen zu.
[0103] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, vorzugsweise eines erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, umfassend die folgenden Schritte
- a. Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrats, vorzugsweise eines Papiersubstrats;
- b. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung
einer Schmelzschicht, wobei die Beschichtungszusammensetzung folgende Bestandteile
umfasst
i) ein oder mehrere Amidwache, welche einen Schmelzpunkt im Bereich von 80 °C bis
120 °C aufweisen,
ii) ein oder mehrere anorganische Pigmente
und
ii) ein oder mehrere polymere Bindemittel
- c. Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf eine Seite des Trägersubstrats;
- d. Trocknen der in Schritt c aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung
einer Schmelzschicht.
[0104] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren zusätzlich
die folgenden Schritte:
e. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung
einer Schutzschicht (5),
f. Aufbringen der in Schritt e. bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf die Schmelzschicht;
g. Trocknen oder Härten der in Schritt f aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung
unter Ausbildung einer Schutzschicht (5).
[0105] Die Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schutzschicht (5) kann dabei
gleiche Ausgestaltung aufweisen, wie weiter oben für das wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial
beschrieben.
[0106] Als Trägersubstrat in einem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein gefärbtes Trägersubstrat,
beispielsweise ein gefärbtes Papiersubstrat oder eine gefärbte Folie, eingesetzt werden.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass auf dem Trägersubstrat zunächst eine gefärbte
Zwischenschicht (4) aufgetragen wird, die zwischen Trägersubstrat und Schmelzschicht
angeordnet ist. In diesem Fall umfasst das erfindungsgemäße Verfahrend zusätzlich
die folgenden Schritte:
- i. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung
einer gefärbten Zwischenschicht, vorzugsweise umfassend einen Farbstoff, vorzugsweise
Ruß, und ein anorganisches Pigment, vorzugsweise Kaolin oder Calciumcarbonat,
- ii. Aufbringen der in Schritt i. bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf das Trägersubstrat;
- iii. Trocknen der in Schritt ii aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung
einer gefärbten Zwischenschicht.
[0107] Die Schritte i werden nach Schritt a und vor Schritt b durchgeführt. In diesem Fall
wird die Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schmelzschicht in Schritt
c nicht auf das Trägersubstrat, sondern auf die gefärbte Zwischenschicht aufgetragen.
[0108] Die gefärbte Zwischenschicht kann vollständig oder lediglich teilweise auf das Trägersubstrat
aufgetragen werden.
[0109] Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und diesbezüglich
möglicher Kombinationen von einem oder mehreren hier vorstehend angegebenen Aspekten
der Erfindung miteinander, gelten die vorstehend für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
und/oder für das erfindungsgemäße wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterial und/oder
für die erfindungsgemäße Verwendung einer erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsschicht
jeweils angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.
[0110] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials als Eintrittskarte, Beleg, selbstklebendes
Etikett, Ticket, TITO-Ticket (Ticket-in, Ticket-out), Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket,
Parkticket, Etikett, Glücksspielbeleg, Kassenbon, Bankauszug, medizinisches und/oder
technisches Diagrammpapier, Faxpapier oder Sicherheitspapier.
[0111] Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen
Verwendung eines erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials und diesbezüglich
möglicher Kombinationen von einem oder mehreren hier vorstehend angegebenen Aspekten
der Erfindung miteinander, gelten die vorstehend für das erfindungsgemäße wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterials und/oder für die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung
jeweils angegebenen Erklärungen entsprechend, und umgekehrt.
[0112] Weitere Ausführungsformen ergeben sich den anhand der in den Figuren näher erläuterten
Ausführungsbeispielen und dem Beispiel. In den Figuren zeigen:
- Fig. 1 bis 8
- schematisch mögliche Schichtaufbauten von erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien.
- Fig. 9
- Abbildungen von Mustern von drei verschiedenen Proben beim Tape-Test (Weichmacherbeständigkeit)
(24 Stunden, 50 % r.F. 23°C und 20 Tage bei Umgebungsbedingungen). Hierbei ist die
Probe 9a erfindungsgemäß.
- Fig. 10
- Abbildungen von Mustern von drei verschiedenen Proben beim Lagerungstest bei 60°C
(24 Stunden). Hierbei ist die Probe 10a erfindungsgemäß.
- Fig. 11
- Abbildungen von Mustern von drei verschiedenen Proben beim Lagerungstest bei 90°C
(1 Stunde). Hierbei ist die Probe 11a erfindungsgemäß.
- Fig. 12
- Wiedergabe der dynamischen Druckdichte der Aufzeichnungsmaterialien aus Beispiel 17
und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 als Diagramm.
- Fig. 13
- Wiedergabe der dynamischen Sensitivität der Aufzeichnungsmaterialien aus Beispiel
17 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 als Diagramm.
- Fig. 14
- zeigt eine Fotographie eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials, das mit Schwarzlicht
(UV-Licht) bestrahlt wird.
[0113] Figur 1 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1), dass ein Trägersubstrat
2) und eine auf einer Seite des Trägersubstrats angeordnete Schmelzschicht (3) umfasst.
Das Trägersubstrat besteht aus einem mit Ruß eingefärbten Papier während die Schmelzschicht
i) Stearamid als Amidwachs, ii) Calciumsilikathydrat als anorganisches Pigment und
iii) ein PVA als polymeres Bindemittel umfasst. Alternativ kann es sich bei dem Trägersubstrat
auch um eine Folie, eine transparente Folie oder ein weißes Papier handeln.
[0114] Figur 2 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1), dass ein Trägersubstrat
2), eine auf einer Seite des Trägersubstrats angeordneten gefärbten Zwischenschicht
(4) und eine auf der gefärbten Zwischenschicht (4) angeordneten Schmelzschicht (3)
umfasst. Das Trägersubstrat besteht aus Papier. Auf dem Trägersubstrat ist eine gefärbte
Zwischenschicht angeordnet, die PVA als Bindemittel, Ruß als Farbstoff und Kaolin
als anorganisches Pigment. Die auf der gefärbten Zwischenschicht angeordnete Schmelzschicht
umfasst i) Stearamid als Amidwachs, ii) Calciumsilkathydrat als anorganisches Pigment
und iii) ein PVA als polymeres Bindemittel umfasst. Alternativ kann es sich bei dem
Trägersubstrat auch um eine Folie handeln eine transparente Folie handeln.
[0115] Figur 3 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß Figur 1 bei
dem auf der Schmelzschicht (3) ist eine Schutzschicht (5) angeordnet.
[0116] Figur 4 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß Figur 2 bei
dem auf der Schmelzschicht (3) ist eine Schutzschicht (5) angeordnet.
[0117] Figur 5 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß Figur 3 bei
dem auf bei dem die gefärbte Zwischenschicht (4) nicht vollständig auf dem Trägersubstrat
2 aufgebracht ist und hierdurch ein Schriftbild (hier Text) ausgebildet wird. Es handelt
sich hierbei um einen Druck (8). Durch erwärmen der Schmelzschicht 3 auf eine bestimmte
Temperatur wird diese transparent und das Schriftbild wird von außen sichtbar. In
den Bereichen, in denen die gefärbte Zwischenschicht (4) nicht auf dem Trägersubstrat
(2) angeordnet ist kann die Schmelzschicht direkt auf dem Trägersubstrat 2 aufliegen
(hier nicht abgebildet). Auf der Rückseite des Trägersubstrats 2 kann optional eine
Klebeschicht (9, hier nicht abgebildet) angeordnet werden. In einer Ausführungsform
handelt es sich bei dem in Figur 6 abgebildeten Aufzeichnungsmaterial um einen Temperaturindikator,
der - sofern eine Klebeschicht 9 vorhanden ist - auf Oberflächen gelebt werden kann.
[0118] Figur 6 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1), dass ein Trägersubstrat
2) und eine auf einer Seite des Trägersubstrats angeordnete Schmelzschicht (3) umfasst.
Das Trägersubstrat besteht aus einer transparenten Folie während die Schmelzschicht
i) Stearamid als Amidwachs, ii) Calciumsilikathydrat als anorganisches Pigment und
ii) ein PVA als polymeres Bindemittel umfasst. Auf der Rückseite des Trägersubstrats
ist ein Druck 8 angeordnet. Das Drucken des Druckes 8 (hier Text) erfolgt dabei vorzugsweise
Spiegelverkehrt. Nach dem Erwärmen der Schmelzschicht 3 wird diese transparent und
das Druckbild wird aufgrund der transparenten Folie von oben sichtbar. Auf dem Druck
8 kann optional eine Klebeschicht (9, hier nicht abgebildet) angeordnet werden. In
einer Ausführungsform handelt es sich bei dem in Figur 6 abgebildeten Aufzeichnungsmaterial
um einen Temperaturindikator, der - sofern eine Klebeschicht 9 vorhanden ist - auf
Oberflächen gelebt werden kann.
[0119] Figur 7 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß Figur 2 bei
dem auf der Rückseite des Trägermaterials eine Klebeschicht 9 angeordnet ist.
[0120] Figur 8 zeigt ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) gemäß Figur 4 bei
dem auf der Rückseite des Trägermaterials eine Klebeschicht 9 und auf der Schutzschicht
5 eine Releaseschicht 7 angeordnet ist.
[0121] Figur 9 zeigt Abbildungen der in während der Bestimmung der Weichmacherbeständigkeit
(Tape-Test) von Beispiel 17 (Figur 9a) und Vergleichsbeispiel 7 (Figur 9b) und Vergleichsbeispiel
8 (Figur 9c). Bei dem Test werden Proben bedruckt, mit einem Streifen transparenten
Klebeband beklebt und für 24 Stunden bei 50 % r.F. und 23°C und für 20 weitere Tage
bei Umgebungsbedingungen stehen gelassen. Den Figuren kann entnommen werden, dass
es bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial (Figur 9a) zu keiner Verfärbung
des unbedruckten Teils (helle Bereiche) kommt. Der aufgeklebte Klebebandstreifen ist
kaum zu erkennen. Bei den Aufzeichnungsmaterialien aus den Vergleichsbeispielen 7
und 8 ist zu erkennen, dass die Bestandteile des Klebebandes (Weichmacher) zu einer
Verfärbung der unbedruckten Bereiche führen. Es ist derzeit nicht bekannt, welche
Komponenten in den Aufzeichnungsmaterialien zu der Verfärbung führen, es wird allerdings
davon ausgegangen, dass die in diesen Proben eingesetzten Sensibilisierungsmittel
mit den Weichmachern des Klebebandes reagieren und eine Dunkelfärbung hervorrufen.
[0122] Figur 10 zeigt Abbildungen der in während der Bestimmung der Temperaturbeständigkeit
von Beispiel 17 (Figur 10a) und Vergleichsbeispiel 7 (Figur 10b) und Vergleichsbeispiel
8 (Figur 10c). Bei dem Test werden Proben bedruckt, und für 24 Stunden bei 60°C gelagert.
Es ist zu erkennen, dass die Proben aus Vergleichsbeispiele 7 (Figur 10b) und Vergleichsbeispiel
8 (Figur 10c) wesentlich dunkler ausgeprägt sind, als die erfindungsgemäße Probe aus
Beispiel 17 (Figur 10a).
[0123] Figur 11 zeigt Abbildungen der in während der Bestimmung der Temperaturbeständigkeit
von Beispiel 17 (Figur 11a) und Vergleichsbeispiel 7 (Figur 11b) und Vergleichsbeispiel
8 (Figur 11c). Bei dem Test werden Proben bedruckt, und für 21 Stunde bei 90 °C gelagert.
Es ist zu erkennen, dass die Proben aus Vergleichsbeispiele 7 (Figur 11b) und Vergleichsbeispiel
8 (Figur 11c) wesentlich dunkler ausgeprägt sind, als die erfindungsgemäße Probe aus
Beispiel 17 (Figur 11a).
[0124] Figur 12 zeigt die Wiedergabe der Dynamischen Druckdichte der Aufzeichnungsmaterialien
aus Beispiel 17 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 als Diagramm.
[0125] Figur 13 zeigt die Wiedergabe der Dynamischen Sensitivität der Aufzeichnungsmaterialien
aus Beispiel 17 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8 als Diagramm.
[0126] Figur 14 zeigt eine Fotographie eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials, dass
mit Schwarzlicht (UV-Licht) bestrahlt wird. Das Aufzeichnungsmaterial wurde hergestellt,
indem ein konventionell erhältliches weißes Schreibpapier mit einer in Beispiel 17
beschriebenen Schmelzschicht beschichtet wurde. Anschließend erfolgte ein Testdruck
in einem konventionellen Thermodrucker. Das erhaltene bedruckte Aufzeichnungsmaterial
wurde anschließend mit Schwarzlicht belichtet. Das als Trägersubstrat verwendete Schreibpapier
zeigt eine hohe Fluoreszenz, die lediglich an den bedruckten Bereichen sichtbar wird.
Ohne die Einwirkung von Schwarzlicht ist der bedruckte Bereich nicht bzw. nur sehr
schwer zu erkennen.
Beispiele:
[0127] Die nachfolgend angegebenen Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben und
erklären, ohne ihren Umfang zu beschränken.
[0128] In der Papierherstellung und in den nachfolgenden Beispielen werden drei Grade für
den Trockengehalt von Papier und Zellstoff unterschieden "atro" (absolut trocken),
"lutro" (lufttrocken) und "otro" (ofentrocken). Die Angabe erfolgt jeweils in "% atro",
"% lutro" und "% otro". Wobei "atro" für ein Papier oder Zellstoff mit 0 % Wassergehalt
steht. Für "lutro" wird hierbei ein "normaler" (für das Papier grundsätzlich notwendiger)
Feuchtigkeitsgehalt als Basis der Berechnung eingesetzt. Bei Zellstoff und Holzschliff
bezieht sich die Rechnungsmasse in der Regel auf 90:100, das heißt 90 Teile Stoff,
10 Teile Wasser. Der Zustand von Papier oder Zellstoff nach der Trocknung unter festgelegten,
definierten Bedingungen wird als "otro" bezeichnet.
Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 und 2: Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials
und Variation des Verhältnisses zwischen Amidwachs und anorganischen Pigment:
[0129] Auf einer Langsieb-Papiermaschine wird als Trägersubstrat eine Papierbahn aus gebleichten
und gemahlenen Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einer flächenbezogenen Masse von
42 g/m
2 unter Zusatz üblicher Zuschlagstoffe in üblichen Mengen und Ruß hergestellt. Das
hergestellte Papiersubstrat war tiefschwarz.
[0130] Zur Herstellung einer für die Herstellung der Schmelzschicht benötigen Beschichtungszusammensetzung
werden zunächst zwei Suspensionen, eine Wachssuspension und eine Pigmentsuspension,
hergestellt und anschließend mit den in der Tabelle 3 angegebenen Verhältnissen gemischt.
Die Bestandteile der Suspensionen sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 angegeben:
Tabelle 1: Zusammensetzung der Pigmentdispersion
Pigmentdispersion: |
Bestandteil |
Otro-Menge [%] |
Lutro [g] |
Wasser |
- |
53,55 |
Calciumsilkathydrat |
85 |
117,10 |
PVA |
15 |
79,35 |
Summe |
100 |
250 |
Tabelle 2: Zusammensetzung der Wachsdispersion
Wachsdispersion: |
Bestandteil |
Otro-Menge [%] |
Lutro [g] |
Wasser |
- |
0,33 |
Stearamid |
85 |
170,32,10 |
PVA |
15 |
79,35 |
Summe |
100 |
250,00 |
Tabelle 3: Zusammensetzung der Beschichtungszusammensetzung
Herstellung der Beschichtungszusammensetzung aus beiden hergestellten Suspensionen |
Beispiele |
Mengenanteil Pigmentsuspensionen |
Mengenanteil Wachssuspensionen |
Vgl. Beispiel 1 (3,5) |
100 % |
- |
Beispiel 1 (4,7) |
70 % |
30 % |
Beispiel 2 (5,8) |
50 % |
50 % |
Beispiel 3 (6,9) |
30 % |
70 % |
Vgl. Beispiel 2 (4,6) |
- |
100 % |
[0131] Unter Verwendung einer Streichmaschine wird auf die Filzseite der hergestellten Papierbahn
(Papiersubstrat) mittels Rollrakel-Streichwerk eine Beschichtungszusammensetzung zur
Herstellung einer Schmelzschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 5,0 g/m
2 aufgetragen und nach dem Auftrag konventionell getrocknet.
[0132] Zur Ermittlung der maximalen dynamischen Druckdichte der in untenstehender Tabelle
4 angegebenen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils schwarz/
weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit einem GeBE-Drucker erstellt, wobei
die wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien (vgl. Tabelle 4) mit einer Energie
im Bereich von 3 bis 16 mJ/mm
2 ausgedruckt wurden. Jeder Thermoprobeausdruck wurde anschließend mit einem Spektral-Densitometer
des Typs TECHKON
® SpectroDens Advanced untersucht. Die mit Hilfe eines Densitometers erhaltenen Messergebnisse
(als Druckdichteangaben in ODU) sind in der untenstehenden Tabelle 4 gegenüber den
entsprechenden Energieeinträgen angegeben.
Tabelle 4: Dynamische Sensitivität (Druckdichte) von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial |
Energieeintrag [mJ/mm2] |
3,22 |
4,62 |
6,07 |
7,49 |
8,88 |
10,32 |
11,74 |
13,17 |
14,57 |
16,00 |
Vgl. Bsp. 1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Bsp. 1 |
0,44 |
0,46 |
0,50 |
0,50 |
0,48 |
0,49 |
0,48 |
0,47 |
0,45 |
0,44 |
Bsp. 2 |
0,52 |
0,67 |
0,79 |
0,89 |
0,90 |
0,88 |
0,84 |
0,81 |
0,78 |
0,75 |
Bsp. 3 |
0,72 |
0,87 |
1,11 |
1,35 |
1,51 |
1,55 |
1,62 |
1,58 |
1,55 |
1,53 |
Vgl. Bsp. 2 |
0,76 |
0,91 |
1,10 |
1,35 |
1,54 |
1,68 |
1,75 |
1,76 |
1,75 |
1,73 |
[0133] Die wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien gemäß Vergleichsbeispiel 1 waren
nicht druckbar. Aus den vorstehend in Tabelle 4 angegebenen Daten ist ersichtlich,
dass die erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien (Beispiele
1 bis 3) eine gute dynamische Sensitivität aufweisen. Aufzeichnungsmaterialien gemäß
Vergleichsbeispiel 2 zeigte ebenfalls eine gute dynamische Sensibilität allerdings
kam es zu starken Ablagerungen auf dem Thermodruckkopf, sodass dieses Aufzeichnungsmaterial
nicht verwendet werden kann.
Beispiele 4 bis 9 und Vergleichsbeispiele 3 bis 6: Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials:
[0134] Das vorherige Beispiel wurde wiederholt, allerdings wurde die flächenbezogenen Masse
der Schmelzschicht auf 3,0 oder 7,0 g/m
2 geändert. Die Verhältnisse zwischen Wachssuspension und eine Pigmentsuspension wurden
beibehalten und sind jeweils in den Beispielen 1, 4 und 7 bzw. 2, 5 und 8, bzw. 3,
6 und 9 sowie vgl. Bsp. 1, vgl. Bsp. 3 und vgl. Bsp. 5 bzw. Bsp. 2, vgl. Bsp. 4 und
vgl. Bsp. 6 identisch.
[0135] Die Ergebnisse der Bestimmung der dynamischen Sensitivität sind in den nachfolgenden
Tabellen 5 und 6 wiedergegeben:
Tabelle 5: Dynamische Sensitivität (Druckdichte) von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
mit einer flächenbezogenen Masse von 3,0 g/m
2
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial |
Energieeintrag [mJ/mm2] |
3,22 |
4,62 |
6,07 |
7,49 |
8,88 |
10,32 |
11,74 |
13,17 |
14,57 |
16,00 |
Vgl. Bsp 3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Bsp. 4 |
0,87 |
0,91 |
0,92 |
0,90 |
0,92 |
0,90 |
0,88 |
0,86 |
0,88 |
0,88 |
Bsp. 5 |
0,94 |
1,01 |
1,06 |
1,09 |
1,08 |
1,04 |
1,05 |
1,00 |
1,01 |
0,99 |
Bsp. 6 |
0,71 |
0,85 |
1,05 |
1,26 |
1,44 |
1,53 |
1,56 |
1,55 |
1,54 |
1,50 |
Vgl. Bsp 4 |
1,04 |
1,21 |
1,34 |
1,47 |
1,58 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,63 |
1,65 |
Tabelle 6: Dynamische Sensitivität (Druckdichte) von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
mit einer flächenbezogenen Masse von 7,0 g/m
2.
Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial |
Energieeintrag [mJ/mm2] |
3,22 |
4,62 |
6,07 |
7,49 |
8,88 |
10,32 |
11,74 |
13,17 |
14,57 |
16,00 |
Vgl. Bsp 5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Bsp. 7 |
0,26 |
0,29 |
0,31 |
0,31 |
0,33 |
0,34 |
0,33 |
0,33 |
0,31 |
0,32 |
Bsp. 8 |
0,35 |
0,42 |
0,55 |
0,69 |
0,76 |
0,82 |
0,86 |
0,81 |
0,74 |
0,74 |
Bsp. 9 |
0,60 |
0,65 |
0,75 |
0,96 |
1,25 |
1,52 |
1,69 |
1,72 |
1,73 |
1,73 |
Vgl. Bsp 6 |
0,61 |
0,66 |
0,72 |
0,74 |
0,84 |
1,20 |
1,43 |
1,55 |
1,67 |
1,64 |
[0136] Die wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien gemäß Vergleichsbeispielen 3 und
5 waren nicht druckbar. Aus den vorstehend in den Tabellen 5 und 6 angegebenen Daten
ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
(Beispiele 4 bis 9) eine gute dynamische Sensitivität aufweisen. Beste Druckergebnisse
konnten bei einem Verhältnis zwischen Wachsamid und anorganischem Pigment von 7 :
3 erhalten werden bei einer flächenbezogenen Masse der Schmelzschicht von 7 g/m
2. Auch bei den Vergleichsbeispielen 4 und 6 kam es zu starken Ablagerungen auf dem
Thermodruckkopf, sodass dieses Aufzeichnungsmaterial nicht verwendet werden kann.
Beispielsweise in Beispiel 9 konnte ein ausgezeichneter Kontrast von 1,13 erhalten
werden.
[0137] Alle erfindungsgemäßen Beispiele zeigten einen hohen Weißheitsgrad, wobei dieser
mit steigendem Pigmentanteil besser wurde.
Beispiele 10 bis 16: Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials und Variation des Bindemittelanteils:
[0138] Beispiel 9 wurde widerholt, allerdings wurde der Bindemittelanteil variiert. Das
Verhältnis zwischen Pigment und Amidwachs wurde konstant bei 3 : 7 gehalten.
Tabelle 7: Anteil Bindemittel der Beschichtungszusammensetzung
Beispiele |
Anteil Bindemittel (PVA) |
Beispiel 10 |
4% |
Beispiel 11 |
8% |
Beispiel 12 |
12 % |
Beispiel 13 |
16 % |
Beispiel 14 |
20 % |
Beispiel 15 |
24 % |
Beispiel 16 |
28 % |
[0139] Von den erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien wurde die maximale dynamische Druckdichte
wie in den vorherigen Beispielen bestimmt.
Tabelle 8: Dynamische Druckdichte der Beispiele 10 bis 16
sample |
3,22 (mJ/mm2) |
4,62 (mJ/mm2) |
6,07 (mJ/mm2) |
7,49 (mJ/mm2) |
8,88 (mJ/mm2) |
10,32 (mJ/mm2) |
11,74 (mJ/mm2) |
13,17 (mJ/mm2) |
14,57 (mJ/mm2) |
16,00 (mJ/mm2) |
4% Binder |
0,36 |
0,42 |
0,50 |
0,67 |
0,87 |
1,11 |
1,39 |
1,49 |
1,55 |
1,56 |
8% Binder |
0,39 |
0,44 |
0,54 |
0,71 |
0,92 |
1,19 |
1,41 |
1,50 |
1,59 |
1,61 |
12% Binder |
0,56 |
0,60 |
0,67 |
0,78 |
1,00 |
1,25 |
1,48 |
1,59 |
1,68 |
1,73 |
16% Binder |
0,85 |
0,88 |
0,89 |
0,94 |
1,10 |
1,33 |
1,51 |
1,64 |
1,78 |
1,78 |
20% Binder |
1,09 |
1,09 |
1,09 |
1,13 |
1,24 |
1,41 |
1,54 |
1,65 |
1,78 |
1,81 |
24% Binder |
1,16 |
1,19 |
1,18 |
1,21 |
1,31 |
1,48 |
1,58 |
1,73 |
1,76 |
1,79 |
28% Binder |
1,21 |
1,26 |
1,26 |
1,27 |
1,41 |
1,53 |
1,63 |
1,75 |
1,80 |
1,82 |
[0140] Besonders gut Eigenschaften können mit einem Bindermittelanteil zwischen 4 und 16
% erreicht werden. Unterhalb von 4 % kann der Weißwert der Schmelzschicht verbessert
werden, allerdings verschlechtert sich die Haftung der Schmelzschicht auf dem Papiersubstrat.
Bei einem Bindemittelanteil von über 20 % wird die Opazität der Schmelzschicht erniedrigt.
Beispiel 17
[0141] Auf einer Langsieb-Papiermaschine wird als Trägersubstrat eine Papierbahn aus gebleichten
und gemahlenen Laub- und Nadelholzzellstoffen mit einer flächenbezogenen Masse von
42 g/m
2 unter Zusatz üblicher Zuschlagstoffe in üblichen Mengen und Ruß hergestellt. Das
hergestellte Papiersubstrat war tiefschwarz.
[0142] Zur Herstellung einer für die Herstellung der Schmelzschicht benötigen Beschichtungszusammensetzung
wurde eine mit den in der Tabelle 9 angegebenen Zusammensetzung hergestellt.
Tabelle 9: Zusammensetzung der Dispersion
Beschichtungszusammensetzung: |
Bestandteil |
Otro-Menge [%] |
Wasser |
- |
Calciumsilkathydrat |
28,0 |
Stearamid |
60,0 |
PVA |
12,0 |
Summe |
100,0 |
[0143] Unter Verwendung einer Streichmaschine wird auf die Filzseite der hergestellten Papierbahn
(Papiersubstrat) mittels Rollrakel-Streichwerk eine Beschichtungszusammensetzung zur
Herstellung einer Schmelzschicht mit einer flächenbezogenen Masse von 7,0 g/m
2 aufgetragen und nach dem Auftrag konventionell getrocknet.
Beispiel 18
[0144] Das Beispiel 17 wurde in mehreren Versuchen nachgearbeitet, wobei Mengen der Bestandteile
verwendet wurden, die innerhalb des in der Tabelle 9a angegebenen Bereiches lagen.
Tabelle 9a: Zusammensetzung der Dispersion
Beschichtungszusammensetzung: |
Bestandteil |
Otro-Menge [%] |
Wasser |
- |
Calciumsilkathydrat |
28,0 bis 39,0 |
Stearamid |
50,0 bis 67 |
PVA |
4,0 bis 16,0 |
Summe 100,0 |
[0145] Die hergestellten Aufzeichnungsmaterialien zeigten gute Eigenschaften bezüglich der
Sensitivität, dynamischen Druckdichte, des Kontrastes, der Weichmacherstabilität (Tape-Test)
und der optischen Erscheinung (Weißheit).
Vergleichsbeispiel 7
[0146] Es wurde ein im Markt verfügbares Produkt mit Hohlkörperpigmenten in der Schmelzschicht
verwendet.
Vergleichsbeispiel 8
[0147] Es wurde ein weiteres im Markt verfügbares Produkt mit Hohlkörperpigmenten in der
Schmelzschicht verwendet.
Vergleich des Beispiels 17 mit den Vergleichsbeispielen 7 und 8:
[0148] Das Aufzeichnungsmaterial aus Vergleichsbeispiel 7 hat auf der bedruckbaren Seite
eine grün-grauliches Erscheinung. Das Material aus Vergleichsbeispiel 8 hat auf der
bedruckbaren Seite eine blau-graue Erscheinung. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial
aus Beispiel 17 hat eine weiß-gräuliche Erscheinung.
[0149] Zur Ermittlung der maximalen dynamischen Druckdichte der in untenstehender Tabelle
10 angegebenen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien wurden jeweils schwarz/
weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit einem GeBE-Drucker erstellt, wobei
die wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien (vgl. Tabelle 4) mit einer Energie
im Bereich von 3 bis 16 mJ/mm
2 ausgedruckt wurden. Jeder Thermoprobeausdruck wurde anschließend mit einem Spektral-Densitometer
des Typs TECHKON
® SpectroDens Advanced untersucht. Die mit Hilfe eines Densitometers erhaltenen Messergebnisse
(als Druckdichteangaben in ODU) sind in der untenstehenden Tabelle 10 gegenüber den
entsprechenden Energieeinträgen angegeben.
Tabelle 10: Dynamischen Druckdichte aus Beispiel 17 und den Vergleichsbeispielen 7 und 8
Beispiel |
3,22 |
4,62 |
6,07 |
7,49 |
8,88 |
10,32 |
11,74 |
13,17 |
14,57 |
16,00 |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
(mJ/ mm2) |
Vgl. Bsp. 7 |
0,49 |
0,57 |
0,75 |
0,95 |
1,07 |
1,22 |
1,29 |
1,32 |
1,35 |
1,35 |
Beispiel 17 |
0,42 |
0,49 |
0,63 |
0,88 |
1,13 |
1,32 |
1,37 |
1,38 |
1,41 |
1,32 |
Vgl. Bsp. 8 |
0,47 |
0,60 |
0,91 |
1,20 |
1,34 |
1,35 |
1,33 |
1,30 |
1,25 |
1,23 |
[0150] Die Ergebnisse sind zur besseren Übersicht in Figur 13 graphisch abgebildet.
Bestimmung der Temperaturbeständigkeit von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
(bei 60°C für 24 Stunden):
[0151] Zur messtechnischen Erfassung der Temperaturbeständigkeit eines Thermoausdrucks auf
den wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien des erfindungsgemäßen Beispiels 17
und der Vergleichsbeispiele 7 und 8 wurden jeweils auf den zu testenden wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien schwarz/weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit
einem Gerät des Typs Atlantek 400 der Firma Printrex (USA) erstellt, wobei ein Thermokopf
mit einer Auflösung von 300 dpi und einer Energie pro Flächeneinheit von 16 mJ/mm
2 zum Einsatz kam.
[0152] Nach der Erstellung des schwarz/weiß-karierten Thermoprobeausdruckes wurde nach einer
Ruhezeit von mehr als 5 Minuten an jeweils drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen
und der ungefärbten Flächen des Thermoprobeausdruckes eine Bestimmung der Druckdichte
mittels eines Densitometers Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen
Messwerten der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils
der Mittelwert gebildet.
[0153] Ein Thermoprobeausdruck wurde bei 60°C in einen Wärmeschrank gehängt. Nach 24 Stunden
wurde der Thermopapierausdruck entnommen, auf Raumtemperatur abgekühlt und es wurde
erneut an je drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen
des Thermoprobeausdrucks eine Bestimmung der Druckdichte mittels eines Densitometers
Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen Messwerten schwarz gefärbten
Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils der Mittelwert gebildet.
[0154] Die Beständigkeit des Druckbildes in % entspricht dem Quotienten aus dem gebildeten
Mittelwert der Druckdichte der gefärbten Flächen vor und nach der Lagerung im Klimaschrank
multipliziert mit 100.
[0155] Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 zusammengefasst. Abbildungen der hergestellten
Thermoprobeausdrucke sind in der Figur 10 abgebildet.
Bestimmung der Temperaturbeständigkeit von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
(bei 90°C für 1 Stunde):
[0156] Zur messtechnischen Erfassung der Temperaturbeständigkeit eines Thermoausdrucks auf
den wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien des erfindungsgemäßen Beispiels 17
und der Vergleichsbeispiele 7 und 8 wurden jeweils auf den zu testenden wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien schwarz/weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit
einem Gerät des Typs Atlantek 400 der Firma Printrex (USA) erstellt, wobei ein Thermokopf
mit einer Auflösung von 300 dpi und einer Energie pro Flächeneinheit von 16 mJ/mm
2 zum Einsatz kam.
[0157] Nach der Erstellung des schwarz/weiß-karierten Thermoprobeausdruckes wurde nach einer
Ruhezeit von mehr als 5 Minuten an jeweils drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen
und der ungefärbten Flächen des Thermoprobeausdruckes eine Bestimmung der Druckdichte
mittels eines Densitometers Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen
Messwerten der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils
der Mittelwert gebildet.
[0158] Ein Thermoprobeausdruck wurde bei 90°C in einen Wärmeschrank gehängt. Nach einer
Stunde wurde der Thermopapierausdruck entnommen, auf Raumtemperatur abgekühlt und
es wurde erneut an je drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten
Flächen des Thermoprobeausdrucks eine Bestimmung der Druckdichte mittels eines Densitometers
Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen Messwerten schwarz gefärbten
Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils der Mittelwert gebildet.
[0159] Die Beständigkeit des Druckbildes in % entspricht dem Quotienten aus dem gebildeten
Mittelwert der Druckdichte der gefärbten Flächen vor und nach der Lagerung im Klimaschrank
multipliziert mit 100.
[0160] Die Ergebnisse sind in der Tabelle 11 zusammengefasst. Abbildungen der hergestellten
Thermoprobeausdrucke sind in der Figur 11 abgebildet.
Bestimmung der Klimabeständigkeit von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien
(bei 40°C und 90 % r.F. für 24 Stunden):
[0161] Zur messtechnischen Erfassung der Klimabeständigkeit eines Thermoausdrucks auf den
wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien des erfindungsgemäßen Beispiels 17 und
der Vergleichsbeispiele 7 und 8 wurden jeweils auf den zu testenden wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien schwarz/weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit
einem Gerät des Typs Atlantek 400 der Firma Printrex (USA) erstellt, wobei ein Thermokopf
mit einer Auflösung von 300 dpi und einer Energie pro Flächeneinheit von 16 mJ/mm
2 zum Einsatz kam.
[0162] Nach der Erstellung des schwarz/weiß-karierten Thermoprobeausdruckes wurde nach einer
Ruhezeit von mehr als 5 Minuten an jeweils drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen
und der ungefärbten Flächen des Thermoprobeausdruckes eine Bestimmung der Druckdichte
mittels eines Densitometers Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen
Messwerten der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils
der Mittelwert gebildet.
[0163] Ein Thermoprobeausdruck wurde bei 40°C und einer relativen Feuchtigkeit von 90 %
in einen Klimaschrank gehängt. Nach 24 Stunden wurde der Thermopapierausdruck entnommen,
auf Raumtemperatur abgekühlt und es wurde erneut an je drei Stellen der schwarz gefärbten
Flächen und der ungefärbten Flächen des Thermoprobeausdrucks eine Bestimmung der Druckdichte
mittels eines Densitometers Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen
Messwerten schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils der
Mittelwert gebildet.
[0164] Die Beständigkeit des Druckbildes in % entspricht dem Quotienten aus dem gebildeten
Mittelwert der Druckdichte der gefärbten Flächen vor und nach der Lagerung im Klimaschrank
multipliziert mit 100.
[0165] Die so erhaltenen Messergebnisse sind in Tabelle 11:
Tabelle 11
Parameter |
Vgl. Bsp. 7 |
Bsp. 17 |
Vgl. Bsp.8 |
Hitzebeständigkeit (60°C, 24h) |
vorher |
image |
Dd |
1,34 |
1,37 |
1,23 |
background |
Dd |
0,47 |
0,40 |
0,45 |
contrast |
Dd |
0,87 |
0,97 |
0,78 |
nachher |
image |
Dd |
1,34 |
1,36 |
1,23 |
background |
Dd |
0,46 |
0,39 |
0,44 |
contrast |
Dd |
0,88 |
0,98 |
0,79 |
Stabilität |
image |
% |
100,2 |
99,5 |
100,0 |
contrast |
% |
101,5 |
100,3 |
101,3 |
Hitzebeständigkeit (90°C, 1h) |
vorher |
image |
Dd |
1,36 |
1,37 |
1,24 |
background |
Dd |
0,47 |
0,40 |
0,45 |
contrast |
Dd |
0,89 |
0,97 |
0,78 |
nachher |
image |
Dd |
1,39 |
1,34 |
1,27 |
background |
Dd |
0,89 |
0,35 |
0,63 |
contrast |
Dd |
0,51 |
0,99 |
0,64 |
Stabilität |
image |
% |
102,7 |
97,8 |
103,0 |
contrast |
% |
56,9 |
102,1 |
81,7 |
Klimabeständigkeit (40°C, 90% r.h., 24h) |
vorher |
image |
Dd |
1,34 |
1,38 |
1,22 |
background |
Dd |
0,47 |
0,40 |
0,45 |
contrast |
Dd |
0,87 |
0,98 |
0,77 |
nachher |
image |
Dd |
1,34 |
1,37 |
1,21 |
background |
Dd |
0,46 |
0,40 |
0,44 |
contrast |
Dd |
0,89 |
0,97 |
0,77 |
Stabilität |
image |
% |
100,5 |
99,5 |
99,7 |
contrast |
% |
101,9 |
99,3 |
100,4 |
Bestimmung der Weichmacherbeständigkeit (tape-test)
[0166] Zur messtechnischen Erfassung der Weichmacherbeständigkeit (tape-test) eines Thermoausdrucks
auf den wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien des erfindungsgemäßen Beispiels
17 und der Vergleichsbeispiele 7 und 8 wurden jeweils auf den zu testenden wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterialien schwarz/weiß-kariert gestaltete Thermoprobeausdrucke mit
einem Gerät des Typs Atlantek 400 der Firma Printrex (USA) erstellt, wobei ein Thermokopf
mit einer Auflösung von 300 dpi und einer Energie pro Flächeneinheit von 16 mJ/mm
2 zum Einsatz kam.
[0167] Nach der Erstellung des schwarz/weiß-karierten Thermoprobeausdruckes wurde nach einer
Ruhezeit von mehr als 5 Minuten an jeweils drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen
und der ungefärbten Flächen des Thermoprobeausdruckes eine Bestimmung der Druckdichte
mittels eines Densitometers Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen
Messwerten der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils
der Mittelwert gebildet.
[0168] Auf einen Teil des Druckbereiches wurde ein Streifen handelsüblichen Klebebandes
geklebt. Der beklebte Thermoprobeausdruck wurde bei 23°C und einer relativen Feuchtigkeit
von 50 % in einen Klimaschrank gehängt. Nach 24 Stunden wurde der Thermopapierausdruck
entnommen und erneut an je drei Stellen der schwarz gefärbten Flächen und der ungefärbten
Flächen des Thermoprobeausdrucks eine Bestimmung der Druckdichte mittels eines Densitometers
Techkon SpectroDens Advanced durchgeführt. Aus den jeweiligen Messwerten schwarz gefärbten
Flächen und der ungefärbten Flächen wurde jeweils der Mittelwert gebildet.
[0169] Die Beständigkeit des Druckbildes in % entspricht dem Quotienten aus dem gebildeten
Mittelwert der Druckdichte der gefärbten Flächen vor und nach der Lagerung im Klimaschrank
multipliziert mit 100.
[0170] Nach 20 weiteren Tagen wurden die Proben erneut begutachtet (21 Tage nach dem Druck
und dem Bekleben). Dabei ist zu erkennen, dass das Muster aus Vergleichsbeispiel 7
eine sehrstarke Vergrauung des Hintergrundes (unbedruckter Bereich) (vgl. Figur 9b),
das Muster aus Vergleichsbeispiel 8 eine mäßige Vergrauung des Hintergrundes (vgl.
Figur 9c) und das erfindungsgemäße Muster aus Beispiel 17 keine Vergrauung aufweist
(vgl. Figur 9a). Abbildungen der hergestellten Thermoprobeausdrucke sind in der Figur
9 abgebildet, dabei zeigt Figur 9a das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial, Figur
9b das Aufzeichnungsmaterial aus Vergleichsbeispiel 7 und Figur 9c das Aufzeichnungsmaterial
aus Vergleichsbeispiel 8.
[0171] Die Ergebnisse sind in der Tabelle 12 zusammengefasst.
Tabelle 12: Ergebnisse des Tape-Tests nach 24 Stunden
|
Vgl. Bsp. 7 |
Bsp. 17 |
Vgl. Bsp.8 |
tape test |
(23°C, 50% r.h., 24 Stunden) |
vorher |
Dd |
1,19 |
1,17 |
1,09 |
nachher |
Dd |
1,21 |
1,20 |
1,12 |
Stabilität |
% |
101,7 |
102,8 |
102,1 |
1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) umfassend
a) ein Trägersubstrat (2)
und
b) eine auf einer Seite des Trägersubstrats angeordneten Schmelzschicht (3),
wobei die Schmelzschicht (3)
i) ein Amidwachs, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis 180 °C aufweisen,
ii) ein anorganisches Pigment
und
iii) ein polymeres Bindemittel
umfasst.
2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Mengenverhältnis
zwischen i) dem Amidwachs und ii) dem anorganischen Pigment einen Wert im Bereich
von 2 : 8 bis 9 : 1 aufweist, vorzugsweise von 2,5 : 7,5 bis 7,5 : 2,5, weiter bevorzugt
von 0,3 : 0,7 bis 0,7 : 0,3, und besonders bevorzugt 6,5 ± 0,3 : 3,5 ± 0,3 aufweist.
3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachs in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent, vorzugsweise
von ≥ 44 bis ≤ 73 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt im Bereich von 50 bis
67 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
4. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Bindemittel in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 1 bis ≤ 30 Massenprozent, vorzugsweise
von ≥ 2 bis ≤ 20 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt von ≥ 4 bis ≤ 16,5 Massenprozent
vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
5. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 18 bis ≤ 50 Massenprozent,
vorzugsweise von ≥ 22 bis ≤ 45 Massenprozent vorliegen, besonders bevorzugt im Bereich
von ≥ 25 bis ≤ 39 Massenprozent vorliegt, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
6. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachs ein Monoamid einer gesättigten Fettsäure ist, deren Fettsäurerest eine
Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von ≥ 14 bis ≤ 20, vorzugsweise im Bereich
von ≥ 16 bis ≤ 18 aufweist.
7. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachse Stearamid (Octadecanamid, CAS Nr. 124-26-5) ist.
8. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die flächenbezogene Trockenmasse der Schmelzschicht im Bereich von ≥ 2 g/m2 bis ≤ 15 g/m2, vorzugsweise im Bereich von ≥ 3,0 g/m2 bis ≤ 12 g/m2, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 4,0 g/m2 bis ≤ 10 g/m2 liegt.
9. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, natürlichem
Kaolin, Kaolinit, Magnesiumsilikathydrat, Siliziumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat,
Calciumsilkathydrat, Calciumaluminatsulfat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Böhmit.
10. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment Calciumsilikat, vorzugsweise Calciumsilkathydrat ist.
11. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment einen Partikeldurchmesser d50 im Bereich von 0,8 bis 2,0 µm, vorzugsweise 1,0 bis 1,8 µm, weiter bevorzugt im Bereich
von 1,2 bis 1,6 µm aufweist.
12. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das eine oder die mehreren polymere Bindemittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus Stärke und Polyvinylalkohol.
13. Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schmelzschicht eines wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterial, umfassend die Bestandteile i) bis iii), wie in einem der vorherigen
Ansprüche definiert.
14. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, umfassend
die folgenden Schritte
a. Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrats;
b. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung
einer Schmelzschicht, wobei die Beschichtungszusammensetzung folgende Bestandteile
umfasst
i) ein Amidwachs, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis 180 °C aufweisen,
ii) ein anorganisches Pigment
und
iii) ein polymeres Bindemittel
c. Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf eine Seite des Trägersubstrats;
d. Trocknen der in Schritt c aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung
einer Schmelzschicht.
15. Verwendung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche
1 bis 12 als Temperaturindikator, Sicherheitspapier, Eintrittskarte, Beleg, selbstklebendes
Etikett, Ticket, TITO-Ticket (Ticket-in, Ticket-out), Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket,
Parkticket, Etikett, Glücksspielbeleg, Kassenbon, Bankauszug, medizinisches und/oder
technisches Diagrammpapier, Faxpapier oder Sicherheitspapier.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (1) umfassend
a) ein Trägersubstrat (2)
und
b) eine auf einer Seite des Trägersubstrats angeordneten Schmelzschicht (3), wobei
die Schmelzschicht (3)
i) ein Amidwachs, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis 180 °C aufweisen,
wobei das Amidwachs in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent
vorliegt, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht,
ii) ein anorganisches Pigment
und
iii) ein polymeres Bindemittel
umfasst, wobei die Schmelzschicht im Wesentlichen keine (Farb-)Entwickler oder Leukoverbindungen
umfasst.
2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, wobei das Mengenverhältnis
zwischen i) dem Amidwachs und ii) dem anorganischen Pigment einen Wert im Bereich
von 2 : 8 bis 9 : 1 aufweist, vorzugsweise von 2,5 : 7,5 bis 7,5 : 2,5, weiter bevorzugt
von 0,3 : 0,7 bis 0,7 : 0,3, und besonders bevorzugt 6,5 ± 0,3 : 3,5 ± 0,3 aufweist.
3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachs in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 44 bis ≤ 73 Massenprozent vorliegen,
bevorzugt im Bereich von 50 bis 67 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse
der Schmelzschicht.
4. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Bindemittel in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 1 bis ≤ 30 Massenprozent, vorzugsweise
von ≥ 2 bis ≤ 20 Massenprozent vorliegen, weiter bevorzugt von ≥ 4 bis ≤ 16,5 Massenprozent
vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
5. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 18 bis ≤ 50 Massenprozent,
vorzugsweise von ≥ 22 bis ≤ 45 Massenprozent vorliegen, besonders bevorzugt im Bereich
von ≥ 25 bis ≤ 39 Massenprozent vorliegt, bezogen auf die Trockenmasse der Schmelzschicht.
6. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachs ein Monoamid einer gesättigten Fettsäure ist, deren Fettsäurerest eine
Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen im Bereich von ≥ 14 bis ≤ 20, vorzugsweise im Bereich
von ≥ 16 bis ≤ 18 aufweist.
7. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Amidwachse Stearamid (Octadecanamid, CAS Nr. 124-26-5) ist.
8. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
die flächenbezogene Trockenmasse der Schmelzschicht im Bereich von ≥ 2 g/m2 bis ≤ 15 g/m2, vorzugsweise im Bereich von ≥ 3,0 g/m2 bis ≤ 12 g/m2, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 4,0 g/m2 bis ≤ 10 g/m2 liegt.
9. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus kalziniertem Kaolin, natürlichem
Kaolin, Kaolinit, Magnesiumsilikathydrat, Siliziumdioxid, Bentonit, Calciumcarbonat,
Calciumsilkathydrat, Calciumaluminatsulfat, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid und Böhmit.
10. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment Calciumsilikat, vorzugsweise Calciumsilkathydrat ist.
11. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das anorganische Pigment einen Partikeldurchmesser d50 im Bereich von 0,8 bis 2,0 µm, vorzugsweise 1,0 bis 1,8 µm, weiter bevorzugt im Bereich
von 1,2 bis 1,6 µm aufweist.
12. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
das eine oder die mehreren polymere Bindemittel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus Stärke und Polyvinylalkohol.
13. Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung einer Schmelzschicht eines wärmeempfindlichen
Aufzeichnungsmaterial, umfassend die Bestandteile i) bis iii), wie in einem der vorherigen
Ansprüche definiert, wobei die Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen keine
(Farb-)Entwickler oder Leukoverbindungen umfasst und das Amidwachs in einer Gesamtmenge
im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse
der Beschichtungszusammensetzung.
14. Verfahren zur Herstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, umfassend
die folgenden Schritte
a. Bereitstellen oder Herstellen eines Trägersubstrats;
b. Bereitstellen oder Herstellen einer Beschichtungszusammensetzung zur Herstellung
einer Schmelzschicht, wobei die Beschichtungszusammensetzung folgende Bestandteile
umfasst
i) ein Amidwachs, welches einen Schmelzpunkt im Bereich von 60 °C bis 180 °C aufweisen,
wobei das Amidwachs in einer Gesamtmenge im Bereich von ≥ 40 bis ≤ 78 Massenprozent
vorliegen, bezogen auf die Trockenmasse der Beschichtungszusammensetzung,
ii) ein anorganisches Pigment
und
iii) ein polymeres Bindemittel, wobei die Beschichtungszusammensetzung im Wesentlichen
keine (Farb-)Entwickler oder Leukoverbindungen umfasst,
c. Aufbringen der bereitgestellten oder hergestellten Beschichtungszusammensetzung
auf eine Seite des Trägersubstrats;
d. Trocknen der in Schritt c aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung unter Ausbildung
einer Schmelzschicht.
15. Verwendung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials nach einem der Ansprüche
1 bis 12 als Temperaturindikator, Sicherheitspapier, Eintrittskarte, Beleg, selbstklebendes
Etikett, Ticket, TITO-Ticket (Ticket-in, Ticket-out), Flug-, Bahn-, Schiff- oder Busticket,
Parkticket, Etikett, Glücksspielbeleg, Kassenbon, Bankauszug, medizinisches und/oder
technisches Diagrammpapier, Faxpapier oder Sicherheitspapier.