DE4002875A1 - Loeschbarer aufzeichnungstraeger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen löschbaren Aufzeich­ nungsträger, vorzugsweise in Band- oder Blattform, aufge­ baut aus einer Trägerfolie und einer Aufzeichnungs­ schicht, deren Lichtextinktion durch Temperaturänderung reversibel veränderbar ist.

Eine Trägerfolie mit einer solchen Schicht ist aus der EP-A-00 14 826 bekannt geworden. Dieser Gegenstand besitzt eine Aufzeichnungsschicht mit reversibel fixier­ ter und temperaturabhängiger Lichtextinktion. Bei Ver­ wendung des Gegenstandes als löschbaren optischen Auf­ zeichnungsträger werden durch partielle Einwirkung von Wärme Bilder erzeugt, die zur Aufzeichnung von Daten benutzt werden können. Durch erneute Wärmeeinwirkung können die durch Wärme erzeugten Aufzeichnungen wieder gelöscht werden. Die hierzu vorgesehene Trägerfolie ist transparent und besteht beispielsweise aus Polyester (Polyterephthalsäureglycolester).

Der bekannte Gegenstand zeigt allerdings den Nachteil, daß die Änderung der Lichtextinktion in der Aufzeich­ nungsschicht für das menschliche Auge nur schwierig zu erkennen ist. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, den löschbaren Aufzeichnungsträger dahingehend zu verbessern, daß die auf diesem erzeugten optischen Informationen für das Auge ohne optische Hilfsmittel leicht lesbar sind.

Diese Aufgabe wird durch einen löschbaren Aufzeichnungs­ träger mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben zweckmäßige Weiterbildun­ gen des Aufzeichnungsträgers an.

Unter Aufzeichnungsträger ist ein Träger zum Speichern von Informationen und Daten zu verstehen, worunter Zah­ len, Buchstaben, Bilder, Muster und dergleichen zu ver­ stehen sind.

Erfindungsgemäß besteht die Trägerfolie aus einer biaxial streckorientierten Folie aus thermoplastischem Kunst­ stoff, vorzugsweise aus Polyester, insbesondere Polyethy­ lenterephthalat (vgl. US-A-41 87 113) oder Polyester­ mischungen, oder Polypropylen (vgl. US-A-43 03 708, US-A- 46 63 219), die durch einen Gehalt an festen inerten Teilchen und Vakuolenstruktur der Trägerfolie ein opakes, vorzugsweise weißes Aussehen verleihen. Durch die Viel­ zahl von Mikrohohlräumen, die durch das Aufreißen der Polymermatrix an den Oberflächen der inerten Teilchen beim Streckvorgang entstanden sind, ist die Dichte der Folie relativ niedrig im Vergleich zu der rein rechneri­ schen Dichte, die sich aus dem Polymeranteil und dem Teilchenanteil ergibt.

Das Polypropylen der Trägerfolie ist ein isotaktisches Homopolymerisat mit einem n-heptanlöslichen Anteil von höchstens 15 Gew.-% oder Mischpolymerisat des Propylens mit Ethylen und/oder alpha-Olefinen mit 4 bis 8 C-Atomen oder eine Mischung aus diesen Polymeren und/oder anderen Polyolefinen. In den Mischpolymerisaten beträgt die Comonomermenge von Ethylen und den alpha-Olefinen jeweils im allgemeinen maximal 10 Gew.-%, bezogen auf das Misch­ polymerisat. Bevorzugte Monomere sind Ethylen und/oder Buten-(1). Geeignete Polyolefine in der Polymermischung sind HDPE, LDPE und LLDPE, wobei der Anteil dieser Poly­ olefine jeweils 15 Gew.-%, bezogen auf die Polymer­ mischung, nicht übersteigt.

Die Trägerfolie ist ein- oder mehrschichtig, insbesondere zwei- oder dreischichtig aufgebaut. Bei zweischichtigem Aufbau ist vorzugsweise die äußere Schicht, welche eine der beiden äußeren Oberflächen des Aufzeichnungsträgers bildet, teilchenfrei. Bei dreischichtigem Aufbau sind die Teilchen nur in der mittleren Schicht vorhanden. Die einzelnen Schichten bestehen beispielsweise aus Polyester und/oder Copolyester oder aus den genannten Homo­ und/oder Mischpolymerisaten des Propylens, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Polyolefinen.

Die teilchenhaltige Schicht einer Trägerfolie aus Poly­ propylen zeigt eine verringerte Dichte von 0,4 bis 0,8 g/cm³, die auf eine große Anzahl von Mikrohohlräumen (Vakuolen) zurückzuführen ist, welche beim Strecken der Folie nach der Extrusion, bzw. der Coextrusion der mehr­ schichtigen Folie, entstanden sind. Beim Strecken wird die Polymermatrix an den Korngrenzen der Füllstoffteil­ chen aufgerissen, was zu freien, leeren, ungefüllten Räumen in der Folie führt. Diese Mikrohohlräume sind über das ganze Folienvolumen, soweit dort Füllstoffteil­ chen vorhanden sind, verteilt. Infolge der Brechung des Lichtes an diesen Hohlräumen zeigt die Folie ein opakes, perlmuttartig glänzendes Aussehen. Sofern die äußere Oberfläche der Trägerfolie beschreibbar sein soll, wird eine nur einschichtige füllstoffhaltige Trägerfolie ein­ gesetzt, welche aufgrund ihrer porigen Struktur eine rauhe Oberfläche zeigt. Diese Trägerfolie ist als synthetisches Papier bekannt. Sofern die Trägerfolie mehrschichtig ist, muß zumindest die äußere Schicht die Vakuolenstruktur besitzen, um eine beschreibbare rauhe Oberfläche zu gewährleisten. Die Gesamtdicke der Träger­ folie beträgt 12 bis 180, vorzugsweise 30 bis 80 Mikro­ meter.

Die Menge an Füllstoffteilchen beträgt 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerfolie. Der ein­ gesetzte Füllstoff hat eine mittlere Teilchengröße von 1 bis 10 Mikrometer. Bei den Füllstoffen handelt es sich um die bei opaken Folien üblichen anorganischen Teilchen, wie Calciumcarbonat (Kreide), Siliciumdioxid und/oder Titandioxid. Geeignet sind auch pulverförmige organische Polymere, die mit dem Material der Trägerfolie unverträg­ lich sind, z. B. Teilchen aus Polyamid, Polycarbonat oder Polyester in der Polypropylenschicht.

Die Trägerfolie enthält ferner übliche Additive wie sie bei extrudierten Kunststoffolien zweckmäßig sind, wie z. B. Antioxidantien, Antistatika, Gleitmittel, Antiblock­ mittel und/oder Stabilisatoren in einer jeweils wirksamen Menge.

Die Trägerfolie wird durch Extrusion der Polymerschicht bzw. durch Coextrusion der die einzelnen Schichten bildenden schmelzflüssigen Polymermaterialien durch eine Flachdüse, Abschreckung und Verfestigung des Schmelz­ films, anschließendes biaxiales Streckorientieren in Längs- und Querrichtung und abschließendes Hitzefixieren hergestellt. Zum biaxialen Strecken wird die Folie erhitzt und zuerst in Längsrichtung und anschließend in Querrichtung oder zuerst in Querrichtung und dann in Längsrichtung gestreckt. Die Längsstreckung erfolgt beispielsweise bei 120 bis 130°C im Verhältnis 5 : 1 bis 7 : 1 und die anschließende Querstreckung bei 160 bis 170°C im Verhältnis 8 : 1 bis 10 : 1, die Hitzefixierung bei 150 bis 170°C etwa 0,5 bis 10 s lang.

Auf der Oberfläche der Trägerfolie, welche der Aufzeich­ nungsschicht zugewandt ist, ist eine dunkle Farbstoff­ schicht vorhanden. Unter einer dunklen Farbstoffschicht ist eine Schicht zu verstehen, die das sichtbare Licht weitgehend absorbiert. Sie zeigt vorzugsweise graues bis tiefschwarzes Aussehen, es ist aber auch eine dunkelrote, dunkelblaue, dunkelgrüne oder dunkelbraune Farbgebung möglich. Die Farbstoffschicht enthält entsprechende anorganische und/oder organische Farbstoffe oder Farb­ pigmente üblicher Pigmentgröße, insbesondere anorganische Schwarzpigmente wie Bleioxid, Eisenoxidschwarz, Eisen- Mangan-Schwarz, Spinellschwarz, Pigment-Ruß oder Graphit- Teilchen oder dunkelfarbige Pigmente wie Kobaltblau, Ultramarinblau, Eisenblau oder Manganblau oder Mischungen dieser Pigmente. Bevorzugt ist die Farbstoffschicht allerdings tiefschwarz. Außer dem Farbstoff enthält die Farbstoffschicht übliche Füllstoffe und Bindemittel. Die Farbstoffschicht kann allerdings auch aus einer dunkel gefärbten Kunststoffolie bestehen, beispielsweise aus Polyester wie Polyethylenterephthalat, oder Polyolefin wie Polypropylen, welche vorzugsweise Rußteilchen enthal­ ten. Die Dicke der Farbstoffschicht beträgt im allgemei­ nen 0,5 bis 15 Mikrometer, insbesondere 2 bis 10 Mikro­ meter. Wird eine Farbstoff enthaltende Kunststoffolie eingesetzt, ist die Dicke dieser Folie 6 bis 50, insbesondere 15 bis 30 Mikrometer.

Es ist für die Zwecke der Erfindung günstig, wenn zusätz­ lich auch die Trägerfolie anorganische und/oder organi­ sche Farbstoffe enthält. Im allgemeinen enthält die Trägerfolie allerdings keine dunklen Farbstoffe, sondern nur ein Weißpigment, um ihren papierartigen Charakter zu unterstreichen.

Die Farbstoffschicht befindet sich üblicherweise direkt auf der Trägerfolie und wird beispielsweise durch Bedruckung oder Lackierung auf die Oberfläche der Träger­ folie aufgebracht. Bei ungenügender Haftung wird gegebe­ nenfalls ein Haftvermittler oder Klebstoff zwischen der Trägerfolie und der Farbstoffschicht eingesetzt. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Farbstoffschicht aus einer eingefärbten Kunststoffolie besteht, welche sich nicht ohne weiteres mit der Trägerfolie verbindet.

In diesem Fall kann der Klebstoff auch aus einem heiß­ siegelfähigen Material bestehen.

Die Aufzeichnungsschicht, die in der EP-A-00 14 826 beschrieben wird, besteht aus einem Stoffpaar (A und B). Um die Veränderung der Lichtextinktion zu beschreiben, seien die Temperaturen T₁, T₂ und T₃ wie folgt definiert: T₁ kleiner T₂ kleiner T₃. Ausgehend von T₁ ist die Auf­ zeichnungsschicht durch Erwärmung auf die Temperatur T₂ in einen transparenten und durch Erwärmung auf T₃ in einen nicht transparenten Zustand veränderbar. Ausgehend von T₂ erhält man beim anschließenden Abkühlen unter einen unteren Temperturwert T₁ eine besonders hohe Licht­ extinktion, beim Erwärmen auf eine Temperatur T₃ und anschließendem Abkühlen unter T₁ eine minimale Licht­ extinktion.

Der eine Stoff (A) besteht aus wenigstens einem Polymer­ und/oder Harzmatrixmaterial, beispielsweise einem Poly­ esterharz. Der andere Stoff (B) des Stoffpaars ist wenigstens eine organische niedermolekulare Substanz, die zumindest teilweise als disperse unlösliche Phase im Stoff (A) enthalten ist, beispielsweise eine oder mehrere Fettsäuren. Weitere geeignete Stoffpaare (A und B) sind in der genannten Literaturstelle angegeben. Die Dicke der Aufzeichnungsschicht beträgt gewöhnlich 2 bis 50, insbesondere 10 bis 25 Mikrometer.

In der Aufzeichnungsschicht lassen sich durch einfache Wärmeentwicklung ohne Nachbehandlung und ohne chemische Naßverfahren Aufzeichnungen erzeugen, die ebenfalls aus­ schließlich durch Wärmeeinwirkung gelöscht werden können. Nach dem Löschen der Aufzeichnungen kann die Aufzeich­ nungsschicht erneut für Datenaufzeichnungen verwendet werden. Beim Beschriften der Folie werden die Informa­ tionen beispielsweise bei der Temperatur T₂ in trans­ parenter Form aufgezeichnet, wenn die Folie ursprünglich in nicht transparenter Form vorlag. Ebenso ist es mög­ lich, den Schreibvorgang umzukehren und eine ursprüng­ liche transparente Folie durch partielles Aufheizen auf T₃ mit einer Information zu versehen.

Die auf der Aufzeichnungsschicht enthaltenen Bilder lassen sich mit dem Auge wesentlich deutlicher und leich­ ter erkennen als bei bekannten Aufzeichnungsträgern.

Die Aufzeichnungsschicht befindet sich im allgemeinen direkt auf der Farbstoffschicht. Sofern allerdings Gefahr besteht, daß das Material oder eine Komponente der Aufzeichnungsschicht in die Farbstoffschicht auswandert, oder umgekehrt, daß eine oder mehrere Komponenten der Farbstoffschicht in die Aufzeichnungsschicht eindringt, so wird zwischen den beiden Schichten eine geeignete Trennschicht vorgesehen, vorzugsweise eine pigmentfreie, glasklare Kunststoffolie geringer Dicke, beispielsweise aus Polyester wie Polyethylenterephthalat oder Polyolefin wie Polypropylen. Die Dicke der Trennschicht liegt im Bereich von 0,5 bis 75, insbesondere 2 bis 36 Mikrometer.

Um die Aufzeichnungsschicht vor mechanischen Einwirkungen zu schützen, ist sie zweckmäßigerweise mit einer transpa­ renten kratzfesten Schutzschicht abgedeckt. Geeignet hierfür ist ein hochtransparenter Schutzlack, beispiels­ weise aus durch Strahlung härtenden Polymeren, oder eine glasklare Kunststoffolie mit ausreichender Festigkeit, z. B. eine Polyesterfolie, welche mit einem geeigneten Klebstoff mit der Aufzeichnungsschicht verbunden wird. Die Dicke der Schutzschicht hängt ab von der Bean­ spruchung und sollte mindestens 1 Mikrometer betragen, im allgemeinen sind maximal 75 Mikrometer ausreichend. Wird eine Kunststoffolie als äußere Schutzschicht verwendet, beträgt ihre Dicke 2 bis 35, insbesondere 4 bis 15 Mikro­ meter. Die Dicke der Klebstoffschicht ist vergleichsweise gering und beträgt maximal 2 Mikrometer.

Der Aufzeichnungsträger ist gewöhnlich band- oder blatt­ förmig, er kann auch bahnförmig in aufgerolltem Zustand in den Handel gebracht werden und vor Gebrauch auf das gewünschte Format zugeschnitten werden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Eine opake Polypropylenfolie mit einer Dichte von 0,45 g/cm³, aufgebaut aus einer Trägerschicht aus 80 Gew.-Tl. Propylenhomopolymerisat und 20 Gew-Tl. pulverförmigem Calciumcarbonat, mittlere Teilchengröße 3 bis 4 Mikro­ meter, und beidseitigen Deckschichten (Dicke jeweils 1 Mikrometer) aus einem C₂/C₃-Copolymerisat (C₂-Anteil 4 Mol-%), Gesamtdicke 80 Mikrometer, wurde als Trägerfolie einseitig mit einer Pigment-Ruß enthaltenden tief schwar­ zen Farbschicht bedruckt, Dicke der Farbschicht 3 Mikrometer. Die Farbschicht wurde mit einer Aufzeich­ nungsschicht aus Polyesterharz und einem Gemisch von Fettsäuren versehen. Auf die Aufzeichnungsschicht wurde mittels Rasterwalze im Flexo- oder Tiefdruck ein hochtransparenter Schutzlack auf Basis einer Mischung aus Polyurethan und PVC mit einer Dicke von 2 Mikrometer aufgebracht.

Beispiel 2

Eine opake Polypropylenfolie mit einer Dichte von 0,40 g/cm³, aufgebaut aus 75 Gew.-Tl. Propylenhomopolymerisat und 25 Gew.-Tl. pulverförmigem Calciumcarbonat, mittlere Teilchengröße 3 bis 4 Mikrometer, und beidseitigen Deck­ schichten wie die Trägerfolie des Beispiels 1, Gesamt­ dicke 60 Mikrometer, wurde wie in Beispiel 1 mit einer Farbschicht und einer Aufzeichnungsschicht versehen. Als äußere Schutzschicht wurde eine biaxial streckorientierte und thermofixierte Polyethylenterephthalatfolie, Dicke 12 Mikrometer, mit einer Klebstoffschicht auf Basis eines Zweikomponenten-Polyurethanklebers, Dicke 1 Mikrometer, auf die Aufzeichnungsschicht aufgebracht.

Beispiel 3

Der Aufzeichnungsträger zeigte den Aufbau analog Beispiel 2. Zusätzlich wurde eine Trennfolie aus einer biaxial streckorientierten und thermofixierten Polyethylen­ terephthalatfolie, Dicke 12 Mikrometer, zwischen der Auf­ zeichnungsschicht und der Farbstoffschicht vorgesehen. Zur Herstellung dieses Aufzeichnungsträgers wurde die Trennfolie auf der einen Seite mit der Farbschicht und auf der anderen Seite mit der Aufzeichnungsschicht ver­ sehen. Die Farbschicht wurde mit einem Klebstoff mit der Trägerfolie und die Aufzeichnungsschicht mit einem Kleb­ stoff mit einer Schutzfolie verbunden.

Beispiel 4

Der Aufzeichnungsträger wurde analog Beispiel 3 herge­ stellt. Als äußere Schutzschicht wurde der hochtrans­ parente Schutzlack des Beispiels 1 direkt auf die Auf­ zeichnungsschicht aufgebracht.

Beispiel 5

Der Aufzeichungsträger wurde analog Beispiel 3 herge­ stellt. Anstelle der Farbschicht und der Trennschicht wurde eine mit Rußpartikel eingefärbte biaxial streck­ orientierte und thermofixierte Polyethylenterephthalat­ folie, Dicke 23 Mikrometer, eingesetzt. Diese wurde mit ihrer einen Oberfläche mit der Trägerfolie mit einem Zweikomponenten-Polyurethankleber verklebt, die andere Oberfläche wurde analog Beispiel 3 mit der Aufzeichnungs­ schicht beschichtet und diese mit einer Schutzfolie ver­ klebt.

Beispiel 6

Der Aufzeichnungsträger wurde analog Beispiel 5 herge­ stellt. Als äußere Schutzschicht wurde der Schutzlack des Beispiels 1 auf die Aufzeichnungsschicht aufgebracht.

Claims (8)

1. Löschbarer Aufzeichnungsträger, vorzugsweise in Band- oder Blattform, aufgebaut aus einer Träger­ folie und einer Aufzeichnungsschicht, deren Licht­ extinktion durch Temperaturänderung reversibel ver­ änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trä­ gerfolie aus einer opaken biaxial streckorientierten Folie aus thermoplastischem Kunststoff besteht, die eine Vakuolenstruktur aufweist, und daß sich zwischen der Trägerfolie und der Aufzeichnungs­ schicht eine dunkle Farbstoffschicht befindet.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerfolie aus Polypropylen besteht.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht mit einer Schutzschicht abgedeckt ist.

4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzschicht aus einer Kunststoffolie besteht, die mit der Aufzeich­ nungsschicht verklebt ist.

5. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dunkle Farbstoff­ schicht Rußteilchen enthält.

6. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffschicht aus einer pigmentierten Kunststoffolie besteht.

7. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Trägerfolie und der Farbstoffschicht eine Klebstoff­ schicht befindet.

8. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Farbstoffschicht und der Aufzeichnungsschicht eine Trennschicht befindet.