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Wärmeempfindliches Kopiermaterial
Wärmeempfindliche Kopierpapiere dienen zur Herstellung von Kopien von graphischen Originalen.
Ein zu vervielfältigendes Blatt wird mit einer Lampe bestrahlt. An den dunklen Stellen werden dieWärme- strahlen absorbiert, an den unbeschrifteten, helleren Stellen jedoch teils reflektiert, teils durchgelassen.
Dadurch wird im Original an den dunklen Stellen ein Wärmemuster erzeugt. Dieses Wärmemuster wird auf ein in wärmeleitenden Kontakt befindliches Kopienblatt übertragen.
Solche Kopierpapiere sind bereits bekannt. Bei einer Ausführungsform ist dieses Kopierpapier so auf- gebaut, dass auf einem dunklen Trägerblatt eine undurchsichtige, wachsartige Schicht aufgebracht ist. Die Undurchsichtigkeit wird erreicht, indem man die wachsartige Substanz mit einer geringen Menge eines Bindemittels gemeinsam in möglichst fein verteilter Form aufträgt. Durch die vom Original übertragene Wärme werden die Wachsteilchen an den dem Original entsprechenden Stellen geschmolzen, wodurch die Schicht an diesen Stellen transparent und die Farbe des Trägermaterials sichtbar wird.
Man hat auch vorgeschlagen, auf einem flexiblen Trägermaterial eine Schicht aufzutragen, die aus einem Bindemittel besteht, das unter 1500C unschmelzbar und nicht flüchtig ist ; in diesem Bindemittel sind zwei bei Raumtemperatur feste chemische Reagenzien verteilt, die bei Wärmeeinwirkung miteinander unter Farbbildung reagieren, wobei mindestens eines davon bei Temperaturen über 600C flüssig sein muss. Ein solches Kopierpapier wird mit dem zu vervielfältigenden Original in wärmeleitenden Kontakt gebracht und mit einer Lampe bestrahlt, wodurch an den dunklen Stellen des Originals die Strahlen absorbiert werden.
Das im Original entstehende Wärmemuster wirkt auf das Kopienblattein, so dass an den dem Original entsprechenden Stellen die beiden wärmeempfindlichen Komponenten miteinander unter Farbbildung reagieren und eine dem Original entsprechende Kopie erzeugen.
Die erstgenannte Art von wärmeempfindlichen Kopierpapieren hat den Nachteil, dass die wärmeempfindliche Schicht druck-, wisch-und kratzempfindlich ist. Die zweite Art von wärmeempfindlichen Kopierpapieren hat den Nachteil, dass die Herstellung dieser Papiere schwierig ist, da genau darauf Bedacht genommen werden muss, dass die beiden Substanzen nicht schon während des Herstellungsvorganges miteinander reagieren. Deshalb muss die Auftragung der Schicht und die Entfernung des Lösungsmittels bei Raumtemperaturen vorgenommen werden, da zumindest eine der beiden Substanzen einen sehr tiefen Schmelzpunkt hat. Als Farbreaktionskomponente werden vorzugsweise Eisenstearat und Gallussäure verwendet.
Dabei muss meistens der Auftragsmasse Oxalsäure oder ein ähnlicher Komplexbildner als Maskierungsmittel für etwa auftretende Färbungen des Eisensalzes zugesetzt werden. Der Zusatz von Maskierungsmitteln erhöht nicht nur den Preis des Papiers, sondern erschwert auch die Herstellung, da die genaue Bestimmung des jeweils notwendigen Zusatzes von Komplexbildnern verhältnismässig schwierig ist. Gibt man zu wenig zu, tritt während des Herstellungsvorganges auf jeden Fall eine Farbreaktion ein und das Papier ist unbrauchbar ; gibt man nur etwas zu viel Komplexbildner zu, ist das fertige Papier wiederum unbrauchbar, da dann beim Kopieren während der verhältnismässig kurzen Durchlaufzeit durch den Apparat keine intensiven und gut sichtbaren Schriftzeichen entstehen.
Man hat auch schon vorgeschlagen, das eine der beiden farbbildenden Reagenzien gemeinsam mit einem Bindemittel aus der Lösung bzw. Dispersion auf ein Trägermaterial aufzubringen, den Auftrag zu trocknen und darüber dann eine zweite Schicht aufzubringen, die aus einem mit dem ersten Reagenz unterFarbbildung reagierendenReagenz und dem gleichen Bindemittel besteht, wie es für die erste Schicht verwendet wurde. Zum Lösen bzw. Dispergieren der beiden Substanzen wurde dabei das gleiche Lösungs-
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bzw. Dispergiermittel verwendet wie bei der ersten Schicht. Dadurch, dass jeweils das gleiche Lösungsund Bindemittel verwendet wird, kommt es an den Grenzflächen zu einem Ineinanderfliessen der beiden Schichten, so dass auf dem Trägerblatt schliesslich eine einzige Schicht aufliegt.
Da im Berührungsbereich der beiden Schichten Teilchen der beiden-Farbreagenzien nebeneinanderliegen, wird man, um eine vorzeitigeReaktion zu verhindern, ebenfalls Komplexbildner zusetzen müssen. Weitere Ausführungsformen der beschriebenen Kopierpapiere tragen über der wärmeempfindlichen Schicht eine Schutzschicht.
Weiters hat man. vorgeschlagen, auf ein geeignetes Trägermaterial eine Bindemittelschicht mit einem der beiden farbbildendenReagenzien aufzubringen unddarüberdanndaszweitefarbbildendeReagenz ebenfalls gemeinsam mit einem Bindemittel, wobei aber für die beiden Schichten verschiedene Bindemittel verwendet werden und der Auftrag so vorgenommen wurde, dass auf dem Trägerblatt zwei voneinander getrennte, deutlich unterscheidbare Schichten auflagen. Dies wurde auch gleichzeitig dadurch erreicht, dass man zum Lösen bzw. Dispergieren der Bestandteile der zweiten Schicht ein Lösungs- bzw. Dispergiermittel verwendete, das weder das Bindemittel, noch das farbbildende Reagenz der ersten Schicht anlöste.
Als Bindemittel wurden dabei nur Stoffe ausgewählt, die bei der Schmelz- und Reaktionstemperatur der farbbildenden Substanzen unschmelzbar sind. Dies hat den Nachteil, dass die beiden Farbkomponenten durch zwei unschmelzbare Bindemittelschichten voneinander getrennt nur schwer miteinander reagieren, da das nach dem"Herausschmelzen"der einen Farbreaktionskomponente zurückbleibende Bindemittelgerüst das Zusammenkommen der beiden Farbreaktionskomponenten behindert.
Gegenstand der Erfindung ist ein wärmeempfindliches Kopierpapier, das diese Nachteile vermeidet.
Gemäss der Erfindung wird vorgeschlagen, ein wärmeempfindliches Kopierpapier so herzustellen, dass man auf ein Trägermaterial ein chemisches Reagenz, das befähigt ist, mit einem zweiten unter Farbbildung zu reagieren, gemeinsam mit einem Bindemittel aufbringt, dessen Schmelzpunkt bei oder unter dem Schmelzpunkt des einen der beiden farbbildenden Reagenzien liegt. Darüber wird dann eine zweite Schicht aus einem Bindemittel aufgebracht, das bei der Schmelztemperatur des einen der beiden farbbildenden Reagenzien unschmelzbar ist. Mindestens eines der Reagenzien muss im Bereich von 60 bis 1500C schmelzbar sein. Besonders vorteilhaft ist es, die äussere der beiden Bindemittellagen z. B. mit Titanweiss so anzufärben, dass sie einen starken optischen Kontrast zur Farbe der beim Kopiervorgang entstehenden Schriftzeichen liefert.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, auf ein transparentes Trägermaterial eine Bindemittelschicht des einen der beiden farbbildenden Reagenzien unter Verwendung eines bei oder unter 1500C schmelzbaren Bindemittels aufzubringen. Darüber wird dann eine Bindemittelschicht mit dem zweiten farbbildenden Reagenz aufgebracht, wobei als Bindemittel Cellulosederivate verwendet werden und die Schicht in an sich bekannter Weise aus einer Mischung von Lösungsmittel und Fällungsmittel für das Cellulosederivat so aufgebracht wird, dass dieses anläuft.
Eine weitere Ausfill) rungsform sieht vor, dass über den beiden Bindemittelschichten eine transparente Schutzschicht angebracht wird. In diesem Fall ist es zweckmässig, ein opakes Trägermaterial, z. B. ein Papierblatt oder eine opak gefärbte Kunststoffolie zu verwenden, die einen starken optischen Konstrast zu den beim Kopiervorgang entstehenden Schriftzeichen liefern.
Es hat sich aber als besonders vorteilhaft erwiesen, ein transparentes Trägermaterial zu verwenden.
In diesem Fall ist es zweckmässig, eine transparent oder opak gefärbte Schutzschicht über den beiden wärmeempfindlichen Schichten anzuordnen oder als Schichtbildner z. B. Cellulosederivate zu verwenden und in an sich bekannterweise aus einer Mischung von Lösungsmittel, und Fällungsmittel für das Cellulosederivat so aufzubringen, dass dieses anläuft.
Bei der Ausgestaltung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen wärmeempfindlichen Kopierpapieres mit einer Schutzschicht ist es natürlich nicht notwendig, dass nur für die innere Schicht ein bei oder unter Schmelztemperatur des oder der farbbildenden Substanzen schmelzbares Bindemittel verwendet wird, sondern es kann auch für die äussere der beidenBindemittelschichten ein im beschriebenen Sinn schmelzbares Bindemittel verwendet werden, so dass also beide Schichten ein schmelzbares Bindemittel enthalten.
Es kann aber auch für die innere Schicht ein unschmelzbares und für die äussere Schicht ein schmelzbares Bindemittel verwendet werden.
Die Erfindung kann auch in der Form ausgeführt werden, dass ein Farbreagenz ohne Bindemittel in Form einer Schicht aufgebracht wird. Dazu verwendet man zweckmässig das zwischen 60 und 1500C schmelzbare Reagenz, z. B. Eisen- -Stearat, das sich vermöge seiner wachsartigen Beschaffenheit gut zur Schichtbildung eignet. Das zweite Reagenz wird wie oben beschrieben mittels eines Bindemittels aufgetragen.
Bei Ausführung der Erfindung ist es aber auch möglich, Kombinationen von Farbreaktionskomponenten
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zu verwenden, von denen keine im Bereich von 60 bis 1500C schmelzbar ist. Allerdings muss dann zu- mindest eines der beiden Reagenzien in dem "schmelzbaren" Bindemittel löslich sein ; dieses Reagenz wird vorzugsweise in der das schmelzbare Bindemittel enthaltenden Schicht eingetragen sein.
Die Erfindung bezieht sich aber nicht allein auf Systeme, bei denen zur Farbbildung zwei Komponenten notwendig sind, z. B. Eisensalz und Gallussäure, sie umfasst vielmehr auch Systeme, bei denen zur Farb- bildung mehr als zwei Komponenten, z. B. zwei Farbbildner und ein Kupplungsreagenz, notwendig sind.
Bei dieser Ausführungsform werden die verschiedenen Reagenzien ebenfalls in zwei getrennten Schichten verteilt aufgetragen, z. B. eine Komponente in der inneren Schicht und zwei in der äusseren.
In der Praxis hat es sich als nachteilig erwiesen, dass bei nicht ganz sachgemässer Handhabung am
Kopiergerät, nämlich bei zu starker Erhitzung, Teile der obersten Schicht auf die mit ihr in Berührung stehende Fläche abgeklatscht werden. Dies lässt sich dadurch vermeiden, dass man in die äusserste Schicht eine gewisse Menge eines saugfähigen Pigmentes, z. B. Kaolin, einbringt. Dieses Pigment kann deckend oder nicht deckend sein. Durch die richtige Auswahl geeigneter Pigmente kann man auf diese Weise so- wohl die Kontrastwirkung verstärken als auch das lästige Abklatschen verhindern.
Das entscheidende Charakteristikum der Erfindung, das jeder Ausführungsform eigen ist, liegt darin, dass die beiden Schichten, welche die Farbreagenzien enthalten, getrennt aufgetragen werden, ver- schiedene Schmelzpunkte haben, in verschiedenen Lösungsmitteln gelöst bzw. lösbar sind und dass auf jeden Fall das Lösungsmittel der zuletzt aufgetragenen Schicht die erste Schicht nicht löst. Das fertige
Kopiermaterial besteht demnach aus einem Träger und zwei deutlich voneinander unterscheidbaren
Schichten, von denen jede mindestens ein Farbreagenz enthält. Darüber kann dann als dritte Schicht eine durchsichtige, transparente oder opake Schutzschicht aufgebracht sein.
Infolge der Unterbringung derReaktionskomponenten in zwei getrenntenschichten hat das erfindungs- gemässe Kopiermaterial den grossen praktischen Vorteil, dass es gegen Wärme- und Lichteinwirkungen, wie sie in normalen Arbeitsräumen vorkommen, sowie auch gegen längere Sonnenbestrahlungunemp- findlich ist.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemässe Kopiermaterial angegeben : Beispiel l) : Auf ein transparentes Papier von zirka 40 g/m wird in an sich bekannter Weise aufgetragen :
Erste Schicht : 90 Teile Hartparaffin (Schmelzpunkt zirka 1000C) werden geschmolzen und
10 Teile Pyrogallol werden eingerührt und durch Reiben fein verteilt.
Aus der Schmelze wird auf das oben genannte Papier ein Auftrag von zirka 3 bis 5 g/m aufgebracht.
Zweite Schicht : 20 Teile Polystyrol werden in
60 Teilen Trichloräthylen gelöst ;
20 Teile Eisen-III-Stearat werden eingerührt und durch Reiben in der Kugelmühle fein verteilt.
Der Trockenauftrag beträgt 4 - 6 g/m'Z.
Beispiel 2) : Das in Beispiel 1 beschriebene Kopiermaterial wird mit einer Schutzschicht versehen, die den getrockneten Rückstand einer Lösung von
20 Teilen Acetylcellulose in
70 Teilen Aceton und
10 Teilen Wasser darstellt.
Durch Anblasen unmittelbar nach dem Auftrag wird ein weisses Anlaufen der Schichte erzielt.
Trockenauftrag 3 - 5 g/m2.
Bei s pie 1 3) : Auf das in Beispiel 1 genannte Rohpapier wird aufgetragen :
Erste Schicht : 2 - 3 g/m2 Eisen-III-Stearat, aufgetragen aus der Schmelze.
Zweite Schicht : 10 Teile Äthylcellulose
10 Teile Gallussäure
60 Teile Aceton
10 Teile Kaolin
10 Teile Wasser werden in einer Kugelmühle gelöst bzw. gerieben.
Der Trockenauftrag beträgt zirka 7 g/m. Durch Anblasen der Schicht unmittelbar nach dem Auftrag wird ein weisses Anlaufen derselben erzielt.
Beispiel 4) : Auf das in Beispiel 1 genannte Rohpapier wird aufgetragen :
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Erste Schicht : 10 Teile Gallussäure werden in
90 Teile L-Wachs (Hoechst) in der Schmelze gelöst.
Der aus der Schmelze aufgebrachte Auftrag beträgt zirka 6 g/m2.
Zweite Schicht : 20 Teile Polystyrol
20 Teile Eisen-ni-Sulfat
60 Teile Trichloräthylen werden in der Kugelmühle gelöst bzw. gerieben.
Der Trockenauftrag beträgt 4 - 6 g/m2.
Darüber wird eine Schutzschicht aufgebracht, die den getrocknetenRückstand folgender Auftragsmasse darstellt :
10 Teile Acetylcellulose
20 Teile Titanweiss
70 Teile Aceton.
Der Trockenauftrag beträgt 3-5 g/m2.
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