DE69315150T2

DE69315150T2 - Latent image receiving layer and microcapsules used in this layer

Info

Publication number: DE69315150T2
Application number: DE69315150T
Authority: DE
Inventors: Robert W Brown; Lucy Feldman; Robert E Miller; Lowell Schleicher
Original assignee: Appleton Papers Inc
Current assignee: Appvion LLC
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2013-09-08
Also published as: EP0587411B1; ATE160113T1; CA2092232A1; JPH06210156A; EP0587411A3; FI933936L; FI109190B; ES2108831T3; DE69315150D1; EP0587411A2; CA2092232C; FI933936A0

Abstract

A latent image receiving sheet comprises a substrate bearing microcapsules having walls of a nonmeltable polymer which is a thermosetting aminoplast resin. The walls of the microcapsules have an elongation less than 1%, and the image receiving sheet and microcapsules are resistant to heat. Surprisingly, the latent image receiving sheet capsules nonetheless rupture upon application to the record material of a point source energy input or pulse comprising a DELTA T of at least 115 DEG C per one millisecond. The latent image receiving sheet may be an ink transfer sheet or print plate, a gravure sheet, a cryptic message receiving sheet or an imageable sheet.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial in Form eines Latentbildaufnahmebogens.This invention relates to a recording material in the form of a latent image recording sheet.

Aufzeichnungsmaterialsysteme sind in der Technik gut bekannt und werden in vielen Patenten&sub1; z.B. den U.S.-Patent Nr. 3,539,375; 3,674,535; 3,746,675; 4,151,748; 4,181,771; 4,246,318 und 4,470,057 beschrieben, die für eine genaue Information herangezogen werden können. In thermisch ansprechenden Systemen sind ein basisches chromogenes Material und ein saures Farbentwicklermaterial in einer Beschichtung auf einem Substrat enthalten, die, wenn sie auf eine geeignete Temperatur erwärmt wird, schmilzt oder sich erweicht, um eine Reaktion der Materialien zu ermöglichen, wobei eine farbige Markierung erzeugt wird.Recording material systems are well known in the art and are described in many patents, e.g., U.S. Patent Nos. 3,539,375; 3,674,535; 3,746,675; 4,151,748; 4,181,771; 4,246,318 and 4,470,057, which can be consulted for detailed information. In thermally responsive systems, a basic chromogenic material and an acidic color developer material are contained in a coating on a substrate which, when heated to an appropriate temperature, melts or softens to allow the materials to react producing a colored mark.

US-Patent Nr. 4,529,681 offenbart ein licht- und wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, welches auf der Verwendung von durchlässigen Kapseln beruht, die auf Wärme angewiesen sind, um ein Durchdringen der färbenden Komponente durch die thermoplastische Kapselwand zu bewirken.US Patent No. 4,529,681 discloses a light and heat sensitive recording material based on the use of permeable capsules that rely on heat to cause the coloring component to penetrate through the thermoplastic capsule wall.

US-A-48731 68 offenbart eine Wärmebehandlung eines Abbildungsblattes, welches eine Beschichtung von Mikrokapseln enthält, enthaltend eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung und ein verbundenes abbildungsbildendes Mittel. Die Abbildung wird nicht durch Erwärmen, sondern durch Aussetzen der Mikrokapseln einer einheitlichen Brechkraft erreicht, nachdem sie abbildungsartig mit aktinischer Strahlung behandelt wurden.US-A-4873168 discloses a heat treatment of an imaging sheet containing a coating of microcapsules containing a radiation-curable composition and an associated image-forming agent. Imaging is achieved not by heating but by exposing the microcapsules to a uniform refractive power after they have been image-treated with actinic radiation.

US-A-4682194 offenbart ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial, welches Mikrokapseln mit einer Glasübergangstemperatur von 60 bis 200ºC inkorporiert aufweist.US-A-4682194 discloses a heat-sensitive recording material which has microcapsules having a glass transition temperature of 60 to 200°C incorporated.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Latentbildaufnahmebogen unter Verwendung von nicht schmelzbaren Mikrokapseln bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide a latent image recording sheet using non-meltable microcapsules.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Latentbildaufnahmebogen bereitgestellt umfassend ein Substrat, das ein Kemmaterial enthaltende Mikrokapseln enthält, dadurch gekennzeichnet, daßAccording to the present invention, a latent image receiving sheet is provided comprising a substrate containing microcapsules containing a core material, characterized in that

(a) die Mikrokapselwände aus einem nicht schmelzbaren Polymer sind, welches eine Dehnung von nicht mehr als 1 % aufweist und durch in situ Polymerisation in einem wäßrigen Herstellungsvehikel von Harzen ausgewählt aus Melamin und Formaldehyd, Methylolmelamin oder methyliertem Methylolmelamin hergestellt sind, worin die Polymerisation bei einer Temperatur von mindestens 65ºC, bevorzugt etwa 75ºC durchgeführt wird;(a) the microcapsule walls are of a non-meltable polymer having an elongation of not more than 1% and are prepared by in situ polymerization in an aqueous preparation vehicle of resins selected from melamine and formaldehyde, methylolmelamine or methylated methylolmelamine, wherein the polymerization is carried out at a temperature of at least 65°C, preferably about 75°C;

(b) die Mikrokapseln wärmebeständig sind, wie dadurch bestimmt wird, daß sie im nicht nennnenswert durchlässig werden, wenn sie für eine Minute in einen Ofen bei 150 ºC gegeben werden;(b) the microcapsules are heat stable as determined by the fact that they do not become appreciably permeable when placed in an oven at 150 ºC for one minute;

(c) die Mikrokapseln jedogh nach Zuführen einer Energiemenge von einer punktfärmigen Quelle, umfassend ein ΔT von mindestens 115ºC, bevorzugt von mindestens 145ºC pro Millisekunde darauf, zerstörbar sind;(c) the microcapsules are, however, destructible upon application of an amount of energy from a point source comprising a ΔT of at least 115°C, preferably of at least 145°C per millisecond thereto;

mit der Maßgabe, daß der Latentbildaufnahmebogen keine komplementären, wechselseitig reaktiven Abbildungsreagenzien auf der gleichen Oberfläche des Bogens enthält.provided that the latent image recording sheet does not contain complementary, mutually reactive imaging reagents on the same surface of the sheet.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwendung des Latentbildaufnahmebogens in einem Wärmeabbildungsverfahren und auf das Latentabbildverfahren selbst.The invention also extends to the use of the latent image receiving sheet in a thermal imaging process and to the latent imaging process itself.

Der Latentbildaufnahmebogen kann die Form einer Vielzahl von nützlichen Produkten annehmen, umfassend:The latent image recording sheet can take the form of a variety of useful products, including:

a) einen Tintenübertragungsbogen oder eine Druckplatte.(a) an ink transfer sheet or a printing plate.

In dieser Ausführungsform enthalten die Mikrokapseln einen Farbstoff, eine Tinte, ein Pigment oder einen Farbstoffvorläufer Das latente Bild wird mittels der Zufuhr einer Energiemenge von einer punktförmigen Quelle oder eines Pulses, umfassend ein ΔT von mindestens 115 ºC pro Millisekunde aufgezeichnet. Der Bogen wird dann gegen einen zweiten Bogen gedrückt, was im Transfer eines sichtbaren Abbilds resultiert, das den Kapseln auf dem Latentbildbogen entspricht, die durch den Energiepuls der punkförmigen Quelle gebrochen wurden. Sublimierbare Farbstoffe können in einer Variation verwendet werden und das latente Bild kann nach dem Brechen der Kapseln durch Erwärmen des Latentbildbogens übertragen werden, um einen Farbstofftransfer auf einen zweiten Bogen zu bewirken.In this embodiment, the microcapsules contain a dye, ink, pigment or dye precursor. The latent image is recorded by applying an amount of energy from a point source or pulse comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond. The sheet is then pressed against a second sheet, resulting in the transfer of a visible image corresponding to the capsules on the latent image sheet that were broken by the energy pulse from the point source. Sublimable dyes may be used in a variation and the latent image may be transferred after the capsules have been broken by heating the latent image sheet to effect dye transfer to a second sheet.

b) Einen günstigen Tiefdruckbogen.b) A cheap gravure sheet.

In dieser Ausführungsform enthalten die Mikroskapseln ein Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt oder hohem Dampfdruck oder ein Gas. Der Latentbildaufnahmebogen resultiert in einem Bogen mit einem ausgewählten Gebiet an gebrochenen Kapseln, wenn eine Energiemenge von einer punktförmigen Quelle oder ein Puls umfassend ein ΔT von mindestens 115 ºC pro Millisekunde zugeführt wird. Die gebrochenen Kapseln definieren das latente Bild. Im Lauf der Zeit verdampfen die Bestandteile der gebrochenen Kapseln, was einen günstigen Tiefdruckbogen ergibt. Eine Tinte kann mit einer Gummiwalze auf den Bogen aufgebracht werden, um die durch die gebrochenen Kapseln gebildeten Leerstellen zu füllen. Ein zweiter Bogen kann dann gegen den Latentbildaufnahmebogen gedrückt werden, um einen Transfer eines den gebrochenen Kapseln entsprechenden Bildes zu bewirken.In this embodiment, the microcapsules contain a low boiling point or high vapor pressure solvent or a gas. The latent image receiving sheet results in a sheet having a selected area of ruptured capsules when an amount of energy from a point source or a pulse comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond is applied. The ruptured capsules define the latent image. Over time, the constituents of the ruptured capsules evaporate, resulting in a favorable gravure sheet. An ink can be applied to the sheet with a rubber roller to capture the ruptured capsules created by the latent image. to fill the voids formed by the broken capsules. A second sheet can then be pressed against the latent image receiving sheet to effect transfer of an image corresponding to the broken capsules.

c) Einen Aufnahmebogen für eine cryptische Nachricht.c) A recording sheet for a crypto message.

In dieser Ausführungsform enthalten die Mikroskapseln, ähnlich zu b) oben, ein Lösungsmittel mit einem niedrigem Siedepunkt oder mit einem hohem Dampfdruck oder ein Gas. Der Latentbildaufnahmebogen resultiert, wenn eine Energiemenge von einer punktförmigen Quelle oder ein Puls umfassend ein ΔT von mindestens 115 ºC pro Millisekunde zugeführt wird, in einem Bogen mit einem ausgewählten Gebiet an gebrochenen Kapseln. Wie in b) oben stellt dieses ausgewählte Gebiet ein latentes Bild dar, das hinsichtlich eines vorbestimmten Musters ausgewählt sein kann. Das Bild kann durch Aufbringen von getönten feinen Partikel, wie etwa xerographischen Tonern auf den Bogen entwickelt werden. Diese haften bevorzugt an den gebrochenen Kapselstellen.In this embodiment, similar to b) above, the microcapsules contain a solvent with a low boiling point or with a high vapor pressure or a gas. The latent image receiving sheet, when supplied with an amount of energy from a point source or a pulse comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond, results in a sheet with a selected area of ruptured capsules. As in b) above, this selected area represents a latent image which may be selected according to a predetermined pattern. The image may be developed by applying tinted fine particles such as xerographic toners to the sheet. These adhere preferentially to the ruptured capsule sites.

d) Einen mit einem Bild versehbaren Bogen.d) A sheet that can be provided with a picture.

In dieser Ausführungsform enthalten die Mikroskapseln entweder ein Chromogen oder einen Entwickler. Der Latentbildaufnahmebogen resultiert, wenn eine Energiemenge von einer punktförmigen Quelle oder ein Puls, umfassend ein ΔT von mindestens 115 ºC pro Millisekunde zugeführt wird, in einem Bogen mit einem ausgewählten Gebiet oder Muster an gebrochenen Kapseln. Die gebrochenen Kapsel definieren ein latentes Bild. Das Bild kann durch Aufbringen eines Lösungsmittels oder einer Dispersion auf den Latentbildaufnahmebogen sichtbar gemacht werden, das bzw. die den zweiten Bestandteil von Chromogen oder Entwickler enthält, was immer von den Kapselbestandteilen weggelassen wurde.In this embodiment, the microcapsules contain either a chromogen or a developer. The latent image receiving sheet, when an amount of energy from a point source or a pulse comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond is applied, results in a sheet having a selected area or pattern of broken capsules. The broken capsules define a latent image. The image can be visualized by applying to the latent image receiving sheet a solvent or dispersion containing the second component of chromogen or developer, whichever is omitted from the capsule components.

Die Erfindung wird nun unter besonderer Berücksichtigung der verwendeten Kapseln ausführlicher beschrieben.The invention will now be described in more detail with particular reference to the capsules used.

Der Latentbildaufnahmebogen der Erfindung umfaßt ein Substrat, das Mikrokapseln enthält, die Wände ausgewählt aus einem nicht schmelzbaren oder einem wärmeaushärtendem Harz aufweisen. Die Wände der Mikrokapseln werden so ausgewählt, daß sie eine Dehnung von nicht mehr als 1 % aufweisen. Überraschenderweise brechen die nicht schmelzbaren Wände der Mikrokapseln nach Zufuhr einer Energiemenge von einer punktförmigen Quelle umfassend ein ΔT von mindestens 115 ºC pro Millisekunde darauf.The latent image receiving sheet of the invention comprises a substrate containing microcapsules having walls selected from a non-meltable or a thermosetting resin. The walls of the microcapsules are selected to have an elongation of no more than 1%. Surprisingly, the non-meltable walls of the microcapsules rupture upon application thereto of an amount of energy from a point source comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond.

Der Latentbildaufnahmebogen weist anhaftende Mikrokapseln auf, die Wände aus einem wärmeaushärtenden oder nicht schmelzbarem Harz mit, was entscheidend ist, einer Dehnung von nicht mehr als 1 % aufweisen. Das wärmeaushärtende Harz ist ausgewählt aus methyliertem Methylolmelamin oder ausgewählt aus Kombinationen von Melamin und Formaldehyd oder Methylolmelamin, polymerisiert bei einer Temperatur von mindestens 65 ºC, bevorzugt etwa 75 ºC. Die Mikrokapselwände sind nicht schmelzbar.The latent image receiving sheet has adherent microcapsules having walls of a thermosetting or non-fusible resin having, critically, an elongation of not more than 1%. The thermosetting resin is selected from methylated methylolmelamine or selected from combinations of melamine and formaldehyde or methylolmelamine polymerized at a temperature of at least 65°C, preferably about 75°C. The microcapsule walls are non-fusible.

Die Zufuhr einer Energiezumenge von einer punktförmigen Quelle umfassend ein ΔT ("Temperaturänderung") von mindestens 115 ºC pro Millisekunde zu dem Latentbildaufnahmebogen zerstört die Kapseln und es wird die Theorie aufgestellt, daß dies aufgrund von induzierten oder erzeugten Spannungen auftritt.The application of an energy input from a point source comprising a ΔT ("temperature change") of at least 115ºC per millisecond to the latent image recording sheet destroys the capsules and it is theorized that this occurs due to induced or generated stresses.

Die Mikrokapseln können jedes Kemmaterial enthalten, welches üblicherweise bei der Mikroeinkapselung verwendet wird. Diese können verschiedene Kombinationen eines Lösungsmittels, eines hydrophoben oder hydrophilen Materials, einer Flüssigkeit, bevorzugt einer hydrophoben Flüssigkeit, eines Gases, eines Entwicklers oder Chromogens, von Tinten, Farbstoffen, Tonen oder Pigmenten umfassen.The microcapsules may contain any core material commonly used in microencapsulation. These may include various combinations of a solvent, a hydrophobic or hydrophilic material, a liquid, preferably a hydrophobic liquid, a gas, a developer or chromogen, inks, dyes, clays or pigments.

Der neue Bogen mit Mikrokapseln der Erfindung hat eine Vielzahl von neuen Verwendungen. Nach Zufuhr einer Energiemenge von einer punktförmigen Quelle umfassend ein ΔT ("Temperaturänderung") von mindestens 115 ºC pro Millisekunde zu dem Bogen mit Mikrokapseln mit brechen die Mikrokapseln.The new microcapsule sheet of the invention has a variety of new uses. Upon supplying an amount of energy from a point source comprising a ΔT ("temperature change") of at least 115 ºC per millisecond to the microcapsule sheet, the microcapsules rupture.

Auch wenn die Mikrokapsel- und Bogenmaterial-Eigenschaften in Form einer Energiezufuhr einer punktförmigen Quelle, wie etwa ein Wärmedruckkopf, beschrieben werden, ist es leicht ersichtlich und zu verstehen, daß ein solches Aufzeichnungsmaterial oder ein solcher Bildaufnahmebogen mit einer größeren Zufuhrvorrichtung abgebildet werden kann, wie etwa einem sich schnell wärmenden Block oder einer Vielzahl von Wärmedruckköpfen, die in einer größeren Einheit angeordnet sind. Punktförmige Quellen für die Zwecke der Erfindung können die Form eines Wärmedruckkopfes, Lasers, fokussierten Heißjets, erhitzten Nadel u.ä. annehmen. Die Fähigkeit, eine Temperaturänderung von mindestens 115ºC pro Millisekunde an der Oberfläche des Aufnahmebogens zu bewirken, wird benötigt, um das unübliche Zerbrechen der nicht schmelzbaren Kapseln der Erfindung zu bewirken. Es wird vermutet, daß das Zerbrechen induzierten oder erzeugten, thermischen Spannungen zuzuordnen ist, auch wenn die hierin offenbarte Erfindung nicht als durch diese eine zugrundeliegende Theorie begrenzt aufgefaßt werden sollte, da auch andere Mechanismen funktionieren können.Although the microcapsule and sheet material properties are described in terms of energy delivery from a point source such as a thermal print head, it will be readily appreciated and understood that such a recording material or image receiving sheet can be imaged using a larger delivery device such as a rapidly heating block or a plurality of thermal print heads arranged in a larger unit. Point sources for the purposes of the invention may take the form of a thermal print head, laser, focused hot jet, heated needle, and the like. The ability to cause a temperature change of at least 115°C per millisecond at the surface of the receiving sheet is required to cause the unusual rupture of the non-fusible capsules of the invention. It is believed that the fracture is due to induced or generated thermal stresses, although the invention disclosed herein should not be construed as limited by this one underlying theory, as other mechanisms may also operate.

Nach Zufuhr des geeigneten ΔT an den Bogen in einem selektiven Muster wird ein latentes Bild auf dem Bogen durch Brechen der Mikrokapseln aufgezeichnet, die man sich als eine Anordnung von geschlossenen Flaschen vorstellen kann, von denen einige jedoch selektiv zerschlagen werden, so daß sie offene Oberseiten haben, und folglich offene Behälter werden. Ein geeignetes Entwicklermaterial kann auf die Oberfläche des Bogens durch herkömmliche Auftragungsmittel aufgetragen werden, wie etwa Schwammauftragen, Sprühen, einen Baumwolltupfer oder eine andere Auftragungsvorrichtung, um das Bild zu entwickeln. Alternativ wird, wenn ein hydrophobes Material in die Kapsel eingebracht ist, eine hydrophobe Tinte oder ein hydrophober Farbstoff, die bzw. der auf die Oberfläche des Bogens aufgetragen wird, bevorzugt an das hydrophobe Material anhaften, was in einem Bild resultiert.After supplying the appropriate ΔT to the sheet in a selective pattern, a latent image is recorded on the sheet by breaking the microcapsules, which can be thought of as an array of closed bottles, but some of which are selectively broken to have open tops and thus become open containers. A suitable developer material can be applied to the surface of the sheet by conventional application means, such as sponging, spraying, a cotton swab or other application device, to develop the image. Alternatively, if a hydrophobic material is incorporated into the capsule, a hydrophobic ink or dye applied to the surface of the sheet will preferentially adhere to the hydrophobic material, resulting in an image.

Die Kapseln des Latentbildaufnahmebogens, im Gegensatz zum Stand der Technik, schmelzen nicht oder werden porös, sondern brechen vielmehr aufgrund der schnellen Temperaturänderung oder Energiezufuhr.The capsules of the latent image recording sheet, in contrast to the state of the art, do not melt or become porous, but rather break due to the rapid change in temperature or energy supply.

Wenn die Mikrokapseln derart konstruiert sind, daß sie ein hydrophobes Material einkapseln, dann kann nach Aufzeichnen eines latenten Bildes auf dem Aufnahmebogen mit einem Wärmedruckkopf eine hydrophobe Tinte auf die Oberfläche des Bogens aufgebracht werden und sie wird bevorzugt die Kapseln mit zerbrochenen Oberseiten belegen, die hydrophobes Materials zeigen, wenn die frei aufgetragene hydrophobe Tinte von der Oberfläche des Bogens gerakelt oder weggewischt wird. Umgekehrt können hydrophile Materialien zur Verwendung mit hydrophilen Tinten eingekapselt werden. Die Folge ist eine günstige Tiefdruck-Druckplatte oder ein günstiger Transferbogen. Alternativ können Tinte oder Farbstoff in die Kapseln eingekapselt werden, um ebenfalls einen ähnlichen Transferbogen zu bilden.If the microcapsules are designed to encapsulate a hydrophobic material, then after recording a latent image on the receiver sheet with a thermal print head, a hydrophobic ink can be applied to the surface of the sheet and will preferentially leave the capsules with broken tops showing hydrophobic material when the freely applied hydrophobic ink is doctored or wiped away from the surface of the sheet. Conversely, hydrophilic materials can be encapsulated for use with hydrophilic inks. The result is an inexpensive gravure printing plate or transfer sheet. Alternatively, ink or dye can be encapsulated in the capsules to also form a similar transfer sheet.

Wenn die Verwendung als Druckplatte in Betracht gezogen wird, wird das Substrat typischerweise aus einem steiferen Material oder sogar aus Kunststoff zur besseren Haltbarkeit ausgewählt.When considering use as a printing plate, the substrate is typically selected from a stiffer material or even plastic for better durability.

Der Latentbildaufnahmebogen kann als optisches Aufzeichnungsmedium verwendet werden, wie etwa zum Aufzeichnen von digitalisierten Informationen durch einen Laser oder einen Wärmedruckkopf.The latent image recording sheet can be used as an optical recording medium, such as for recording digitized information by a laser or a thermal print head.

Der Latentbildaufnahmebogen findet auch Verwendung für die Übertragung von Informationen in latenter Form. Die Übertragung von cryptischen Nachrichten, die durch einen Wärmedruckkopf erzeugt wurden, wurde möglich gemacht. Das latente Bild kann anschließend, wie hierin vorstehend beschrieben, entwickelt werden.The latent image recording sheet is also used for the transmission of information in latent form. The transmission of cryptic messages generated by a thermal print head was made possible. The latent image can then be developed as described hereinabove.

Die Kapseln des Aufnahmebogens, anders als der Stand der Technik, schmelzen nicht oder werden porös nach Energiezufuhr, sondern brechen vielmehr aufgrund einer schnellen Temperaturänderung oder Energiezufuhr, wie etwa einem Energiepuls. Die Zufuhr einer Energiemenge zu dem Aufnahmebogen, wie etwa mit einem Wärmedruckkopf oder einer anderen Quelle, die in der Lage ist, das geeignete ΔT zu bilden, bricht die Mikrokapseln und codiert das latente Bild.The capsules of the receiver sheet, unlike the prior art, do not melt or become porous upon application of energy, but rather rupture due to a rapid change in temperature or application of energy, such as an energy pulse. Application of an amount of energy to the receiver sheet, such as with a thermal print head or other source capable of producing the appropriate ΔT, ruptures the microcapsules and encodes the latent image.

Die Kapseln des Latentbildaufnahmebogens schmelzen, anders als der Stand der Technik, nicht nach Energiezufuhr, sondern scheinen eher von der schnellen Temperaturänderung oder Energiezufuhr zu brechen. Von Bedeutung ist, daß dies ein neues Material ergibt, welches wärmebeständig ist. Überraschenderweise kann der erfindungsgemäße Latentbildaufnahmebogen in einen heißen Ofen (150ºC) für beträchtliche Zeitdauern, wie etwa 1 Minute, gegeben werden und die Kapseln werden nicht durchlässig. Im Gegensatz dazu bildet herkömmliches Wärmepapier in einem Ofen praktisch sofort ab.The capsules of the latent image receiving sheet do not melt upon application of energy, unlike the prior art, but rather appear to break from rapid temperature change or application of energy. Importantly, this provides a new material which is heat resistant. Surprisingly, the latent image receiving sheet of the present invention can be placed in a hot oven (150°C) for considerable periods of time, such as 1 minute, and the capsules do not become permeable. In contrast, conventional heat paper images in an oven virtually instantly.

Die isolierenden Eigenschaften des Wandmaterials und die Abwesenheit einer Wärmeableitung über eine Phasenänderung scheint zu einer hohen Energiekonzentration an der Kontaktfläche zwischen der punktförmigen Quelle und der Kapsel zu führen.The insulating properties of the wall material and the absence of heat dissipation via a phase change seem to lead to a high energy concentration at the contact surface between the point source and the capsule.

Der Dehnungswert für das Wandmaterial der Mikrokapseln kann aus Tabellen für die verschiedenen Harze entnommen werden. Die veröffentlichten Werte korrelierten gut mit den beobachteten Phänomenen und stellen ein günstiges Mittel dar, geeignete Harze auszuwählen. Harze mit Dehnungswerten von nicht mehr als 1 %, die ausgewählt werden, um als Wandmaterial verwendet zu werden, resultieren in Mikrokapseln mit nicht schmelzbaren polymeren Schalen oder einem Wandmaterial, das die ungewöhnlichen Eigenschaften des Zerbrechens, welches induzierten thermischen Spannungen zuzuordnen ist, zeigen.The elongation value for the wall material of the microcapsules can be obtained from tables for the various resins. The published values correlate well with the observed phenomena and provide a convenient means of selecting suitable resins. Resins with elongation values of no more than 1% selected to be used as wall material result in microcapsules with non-meltable polymeric shells or a wall material that exhibits the unusual properties of the fracture, which can be attributed to induced thermal stresses.

Tabelle 1 faßt Dehnungswerte für eine Anzahl von Harzmaterialien zusammen. TABELLE 1 Table 1 summarizes elongation values for a number of resin materials. TABLE 1

Die Dehnung der polymeren Schalen oder Wand wird für Zwecke der Erfindung aus dem Dehnungswert (%) der Harzmasse, nach der Polymerisation und unter Verwendung von Standardtests, wie etwa dem ASTM-Testverfahren D638, bestimmt.The stretch of the polymeric shell or wall is determined for purposes of the invention from the elongation value (%) of the resin mass, after polymerization, and using standard tests such as ASTM Test Method D638.

Praktischer sind Tabellen der Dehnungswerte (%) für eine Vielzahl von Harzen von einer Vielzahl von Quellen erhältlich, einschließlich der Seiten 532 - 537 von Principles of Polymer Systems, 2. Ausgabe von Ferdinand Rodriguez der Cornell University, veröffentlicht von Hemisphere Publishing Corporation (1970). Die Dehnungswerte für das Rohmaterial korrelierten gut als überraschende Vorhersage von Harzen, die in der Erfindung funktionstüchtig sind.More conveniently, tables of elongation values (%) for a variety of resins are available from a variety of sources, including pages 532 - 537 of Principles of Polymer Systems, 2nd edition by Ferdinand Rodriguez of Cornell University, published by Hemisphere Publishing Corporation (1970). The elongation values for the raw material correlated well as a surprising prediction of resins functional in the invention.

Anstatt zu schmelzen, plastifiziert mit anderen geschmolzenen Materialien zu werden oder in der Durchlässigkeit aufgrund einer Phasenumwandlung anzusteigen, scheint die Wand der Kapseln der Erfindung zu brechen. Das Brechen der Kapselwand scheint einem hohen Temperaturgradienten und einem Ungleichgewichtszustand des Wärmetransfers zuzurechnen zu sein. Solche Bedingungen schaffen lokalisierte thermische Spannungen. Die Größe der Spannung hängt von den Eigenschaften des Materials ab. Eine spröde Wand kann eine geringere Spannung aushalten und bricht folglich.Instead of melting, becoming plasticized with other molten materials, or increasing in permeability due to a phase transformation, the wall of the capsules of the invention appears to fracture. The fracture of the capsule wall appears to be attributable to a high temperature gradient and a non-equilibrium state of heat transfer. Such conditions create localized thermal stresses. The magnitude of the stress depends on the properties of the material. A brittle wall can withstand less stress and consequently fractures.

Dehnungseigenschaften scheinen gut mit der Sprödigkeit der Wand zu korrelieren und erleichtern die Auswahl eines Harzes.Elongation properties seem to correlate well with the brittleness of the wall and facilitate the selection of a resin.

Die erfindungsgemäßen Kapseln brechen überraschenderweise nach Zuführen einer Energiemenge von einer punktförmigen Quelle, umfassend eine Temperaturänderung (ΔT) von mindestens 115ºC pro Millisekunde.The capsules according to the invention surprisingly break after supplying an amount of energy from a point source comprising a temperature change (ΔT) of at least 115°C per millisecond.

ΔT kann nach der FormelΔT can be calculated using the formula

S = Eα(T - To)S = Eα(T - To)

S bezeichnet die SpannungS denotes the voltage

E ist das ElastizitätsmodulE is the elastic modulus

α ist der lineare thermische Expansionskoeffizient berechnet werden.α is the linear thermal expansion coefficient can be calculated.

ΔT ist T - To in der obigen Formel. S, das die Spannung darstellt, liegt für Melaminformaldehydpolymere im Bereich von 5 × 10³ psi bis 13 × 10³ psi und für Phenolformaldehydpolymere im Bereich von etwa 5 × 10³ psi bis etwa 9 × 10³ psi. Um die untere praktische Energiezufuhr einer punktförmigen Quelle zu berechnen, wird 5 als (5 × 10³) psi angenommen. Das Elastizitätsmodul liegt im Bereich von etwa (11 × 10&sup5;) psi bis (14 × 10&sup5;) psi. Im unteren Bereich wird E somit als 11 × 10&sup5; angenommen. Der lineare thermische Expansionskoeffizient ist 4 × 10&supmin;&sup5;) ºC.ΔT is T - To in the above formula. S, which represents the stress, ranges from 5 x 10³ psi to 13 x 10³ psi for melamine formaldehyde polymers and from about 5 x 10³ psi to about 9 x 10³ psi for phenol formaldehyde polymers. To calculate the lower practical energy input of a point source, 5 is taken as (5 x 10³) psi. The elastic modulus ranges from about (11 x 10⁵) psi to (14 x 10⁵) psi. Thus, in the lower range, E is taken as 11 x 10⁵. The linear thermal expansion coefficient is 4 × 10⁻⁵ºC.

Deshalb, 5 × 10³ = (11 × 10&sup5;) (4 × 10&supmin;&sup5;) (T - To) (T - To) = ΔT = 113,6º oder etwa 115ºC pro Millisekunde.Therefore, 5 × 10³ = (11 × 10⁵) (4 × 10⁻⁵) (T - To) (T - To) = ΔT = 113.6º or about 115ºC per millisecond.

Bei diesem Verfahren beträgt der berechnete Grenzwert ΔT etwa 115ºC.Using this method, the calculated limit value ΔT is approximately 115ºC.

Ein zweites Verfahren, um zu ΔT zu gelangen, ist mittels der von Beispiel 1 stammenden Daten. Beispiel 1 zeigt, daß die Temperatur an der Oberfläche des Aufzeichnungssystems, wenn ein herkömmliches Fax, wie etwa ein Canon Fax 230 verwendet wird, größer als 170ºC ist. Dies ist die Temperatur, die die Oberfläche des Papiers oder Mediums sieht. Die Temperatur des Wärmedruckkopfs ist höher, aber die an der Oberfläche des Mediums beobachtete Temperatur ist allein relevant hinsichtlich der thermischen Spannungen, denen die Kapseln an der Oberfläche des Papiers ausgesetzt sind.A second method of arriving at ΔT is using the data from Example 1. Example 1 shows that the temperature at the surface of the recording system when using a conventional fax such as a Canon Fax 230 is greater than 170ºC. This is the temperature seen by the surface of the paper or media. The temperature of the thermal print head is higher, but the temperature seen at the surface of the media is only relevant to the thermal stresses experienced by the capsules on the surface of the paper.

Die Raumtemperatur beträgt etwa 25ºC und sollte von der gemessenen Temperatur abgezogen werden, 170ºC - 25ºC = 145ºC. Bezogen auf die vorliegende Farbstoffmenge wurde ΔT, um ein Brechen zu bewirken, als etwa mindestens 115ºC pro Millisekunde berechnet, aber bevorzugt 145ºC pro Millisekunde.The room temperature is about 25ºC and should be subtracted from the measured temperature, 170ºC - 25ºC = 145ºC. Based on the amount of dye present, ΔT to cause breaking was determined to be about at least 115ºC per millisecond, but preferably 145ºC per millisecond.

Da die Kapseln einen nicht schmelzbaren oder duroplastischen Charakter aufweisen, gibt es keine Latentwärmekapazität und im wesentlichen keine Phasenänderung.Since the capsules have a non-fusible or thermosetting character, there is no latent heat capacity and essentially no phase change.

In den Beispielen resultierte der Latentbildaufnahmebogen, wenn er mit einem Wärmedruckkopf behandelt wurde, in gebrochenen Kapseln, die mit einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet wurden.In the examples, the latent image recording sheet, when treated with a thermal print head, resulted in broken capsules, which were observed with a scanning electron microscope.

Das Kapselkernmaterial kann Tinten, Farbstoffe, Toner, Chromogene, Lösungsmittel, Gase, Flüssigkeiten und Pigmente umfassen. Das Kapselkernmaterial wird relativ unabhängig ausgewählt. Der Kern kann jedes Material sein, welches im wesentlichen wasserunlöslich ist. Ausführliche Listen anderer Kemmaterialien sind im US-Patent 4,001,140 aufgelistet. Das Kernmaterial kann jedes in Wasser dispergierbare und durch das Wandmaterial umhüllbare Material sein. Dies kann Luft umfassen. Als eine genauere Beschreibung eines geeigneten Kernmatenals kann ein Abbildmaterial, wie etwa ein Chromogen, ein Farbstoff, ein Toner oder ein Pigment u.dgl. in die Mikrokapseln als Kernmaterial vorgelegt werden. Der Kern kann ausgewählt sein, um farblose Elektronen abgebende Verbindungen, ein Farbstoffvorläufer oder Chromogene zu sein, die durch Umsetzen mit einem Entwicklermaterial eine Farbe bilden. Repräsentative Beispiele solcher Verbindungen umfassen im wesentlichen farblose Verbindungen, die eine Lacton-, eine Lactam-, eine Sulfon-, eine Spiropyran-, eine Ester- oder eine Amidostruktur in ihrem Teilgrundgerüst aufweisen, wie etwa Triarylmethanverbindungen, Bisphenylmethanverbindungen, Xanthenverbindungen, Fluorane, Thiazinverbindungen, Spiropyranverbindungen u.ä.The capsule core material may include inks, dyes, toners, chromogens, solvents, gases, liquids and pigments. The capsule core material is selected relatively independently. The core may be any material that is substantially water insoluble. Detailed lists of other core materials are listed in U.S. Patent 4,001,140. The core material may be any material that is dispersible in water and can be encased by the wall material. This may include air. As a more specific description of a suitable core material, an imaging material such as a chromogen, a dye, a toner or a pigment, etc., may be presented in the microcapsules as a core material. The core may be selected to be colorless electron donating compounds, a dye precursor, or chromogens that form a color by reacting with a developer material. Representative examples of such compounds include essentially colorless compounds having a lactone, a lactam, a sulfone, a spiropyran, an ester or an amido structure in their partial skeleton, such as triarylmethane compounds, bisphenylmethane compounds, xanthene compounds, fluorans, thiazine compounds, spiropyran compounds and the like.

Auswählbare Elektronen abgebende Farbstoffvorläufer, welche chromogene Verbindungen sind, wie etwa die Phthalid-, Leucauramin- und Fluoranverbindungen, zur Verwendung in dem Farbbildnersystem sind gut bekannt. Beispiele der Chromogene umfassen Kristall-Violett-Lacton (Crystal Violet Lactone) (3,3-Bis(4-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalid, U.S. Patent Nr. Re. 23,024); Phenyl-, Indol-, Pyrrol- und Carbazoi-substituierte Phthalide (z.B. in den US. Patent Nr. 3,491,111; 3,491,112; 3,491,116; 3,509,174); Nitro-, Amino-, Amido-, Sulfonamido-, Aminobenzyliden-, Halogen-, Anilino-substituierte Fluorane (z.B. in den U.S. Patent Nr. 3,624,107; 3,627,787; 3,641,011; 3,642,828; 3,681,390); Spirodipyrane (U.S. Patent Nr. 3,971,808) und Pyridin- und Pyrazinverbindungen (z.B. in den U.S. Patent Nr. 3,775,424 und 3,971,808) und Pyridin- und Pyrazinverbindungen (z.B. in den U.S. Patent Nr.3,775,424 und 3,853,869). Andere spezifisch auswählbare chromogene Verbindungen, was die Erfindung in keiner Weise einschränken soll, sind: 3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran (U.S. Patent Nr. 3,681,390); 2-Anilino-3-methyl-6-dibutylaminofluoran (U.S. Patent 4,510,513), auch bekannt als 3-Dibutylamino-6-methyl-7- anilino-fluoran; 3-Dibutylamino-7-(2-chloranilino)fluoran; 3-(N-ethyl-N- tetrahydrofurfurylamino)-6-methyl-7,3,5'6-tris(di-methylamino)spiro[9H- fluoren-9'1(3'H)-isobenzofuran]-3'-on; 7-(1-Ethyl-2-methylindol-3-yl)-7-(4- diethylamino-2-ethoxyphenyl)-5,7-dihydrofuro[3,4-b]pyridin-5-on (U.S. Patent Nr. 4,246,318); 3-Diethylamino-7-(2-chloranilino)fluoran (U.S. Patent Nr. 3,920,510); 3-(N-methylcyclohexylamino)-6-methyl-7-anilino-fluoran (U.S. Patent Nr. 3,959,571); 7-(1-Octyl-2-methylindol-3-yl)-7-(4-diethylamino-2- ethoxyphenyl)-5,7-dihydrofuro[3,4-b]pyridin-5-on; 3-Diethylamino-7,8- benzofluoran; 3,3-Bis(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)phthalid; 3-Diethylamino-7- anilinofluoran; 3-Diethylamino-7-benzylamino-fluoran; 3'-Phenyl-7- dibenzylamino-2,2'-spiro-di-(2H-1-benzo-pyran] und Gemische mit beliebigen der folgenden.Selectable electron donating dye precursors which are chromogenic compounds, such as the phthalide, leucauramine and Fluoran compounds for use in the color former system are well known. Examples of chromogens include crystal violet lactone (3,3-bis(4-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalide, U.S. Patent No. Re. 23,024); phenyl-, indole-, pyrrole- and carbazoi-substituted phthalides (e.g., in U.S. Patent Nos. 3,491,111; 3,491,112; 3,491,116; 3,509,174); Nitro-, amino-, amido-, sulfonamido-, aminobenzylidene-, halogen-, anilino-substituted fluorans (e.g. in US Patent Nos. 3,624,107; 3,627,787; 3,641,011; 3,642,828; 3,681,390); spirodipyrans (US Patent No. 3,971,808) and pyridine and pyrazine compounds (e.g. in US Patent Nos. 3,775,424 and 3,971,808) and pyridine and pyrazine compounds (e.g. in US Patent Nos. 3,775,424 and 3,853,869). Other specifically selectable chromogenic compounds, which are not intended to limit the invention in any way, are: 3-diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran (US Patent No. 3,681,390); 2-anilino-3-methyl-6-dibutylaminofluoran (US Patent 4,510,513), also known as 3-dibutylamino-6-methyl-7-anilino-fluoran; 3-dibutylamino-7-(2-chloroanilino)fluoran; 3-(N-ethyl-N-tetrahydrofurfurylamino)-6-methyl-7,3,5'6-tris(di-methylamino)spiro[9H-fluoren-9'1(3'H)-isobenzofuran]-3'-one; 7-(1-Ethyl-2-methylindol-3-yl)-7-(4-diethylamino-2-ethoxyphenyl)-5,7-dihydrofuro[3,4-b]pyridin-5-one (US Patent No. 4,246,318); 3-Diethylamino-7-(2-chloroanilino)fluorane (US Patent No. 3,920,510); 3-(N-methylcyclohexylamino)-6-methyl-7-anilino-fluoran (US Patent No. 3,959,571); 7-(1-Octyl-2-methylindol-3-yl)-7-(4-diethylamino-2-ethoxyphenyl)-5,7-dihydrofuro[3,4-b]pyridin-5-one; 3-diethylamino-7,8-benzofluoran; 3,3-bis(1-ethyl-2-methylindol-3-yl)phthalide; 3-diethylamino-7-anilinofluoran; 3-diethylamino-7-benzylamino-fluoran; 3'-phenyl-7-dibenzylamino-2,2'-spiro-di-(2H-1-benzo-pyran] and mixtures with any of the following.

Lösungsmittel, wie die folgenden, können gegebenenfalls in den Mikrokapseln enthalten sein:Solvents such as the following may optionally be contained in the microcapsules:

1. Dialkylphthalate, in denen die Alkylgruppen davon von 4 bis 13 Kohlenstoffatome aufweisen, z.B. Dibutylphthalat, Dioctylphthalat, Dinonylphthalat und Ditridecylphthalat1. Dialkyl phthalates in which the alkyl groups have from 4 to 13 carbon atoms, e.g. dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, dinonyl phthalate and ditridecyl phthalate

2. 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat (U.S. Patent Nr. 4,027,065)2. 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate (U.S. Patent No. 4,027,065)

3. Ethyldiphenylmethan (U.S. Patent Nr. 3,996,405)3. Ethyldiphenylmethane (U.S. Patent No. 3,996,405)

4. Alkylbiphenyle, wie etwa Monoisopropylbiphenyl (U.S. Patent Nr. 3,627,581)4. Alkylbiphenyls, such as monoisopropylbiphenyl (U.S. Patent No. 3,627,581)

5. C&sub1;&sub0;-C&sub1;&sub4;-Alkylbenzoie, wie etwa Dodecylbenzol5. C₁₀-C₁₄-alkylbenzols, such as dodecylbenzene

6. Diarylether, Di(aralkyl)ether und Arylaralkylether, Ether wie etwa Diphenylether, Dibenzylether und Phenylbenzylether6. Diaryl ethers, di(aralkyl) ethers and arylaralkyl ethers, ethers such as diphenyl ether, dibenzyl ether and phenylbenzyl ether

7. flüssige höhere Dialkylether (mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen)7. liquid higher dialkyl ethers (with at least 8 carbon atoms)

8. flüssige höhere Alkylketone (mit mindestens 9 Kohlenstoffatomen)8. liquid higher alkyl ketones (with at least 9 carbon atoms)

9. Alkyl- oder Aralkylbenzoate, z.B. Benzylbenzoat9. Alkyl or aralkyl benzoates, e.g. benzyl benzoate

10. alkylierte Naphthaline10. alkylated naphthalenes

11. teilweise hydrierte Terphenyle11. partially hydrogenated terphenyls

Das Lösungsmittel, falls enthalten, kann ausgewählt sein, um das Lösen des Farbstoffgemisches, falls vorhanden, zu erleichtern. Wenn die Kapseln Chromogene umfassen, kann das latente Bild des Aufnahmebogens durch verschiedene herkömmliche saure Entwicklermaterialien sichtbar gemacht werden, die bevorzugt als Dispersionen oder Lösungen auf den Latentbildaufnahmebogen nach Aufbringen des latenten Bildes aufgebracht werden. Andere Variationen können die Präpositionierung des sauren Entwicklermaterials in einer im wesentlichen benachbarten Beziehung zu dem chromogenen Material umfassen. Der Entwickler kann in den Kapseln vorgelegt sein und das Chromogen nach dem Brechen aufgebracht werden oder alternativ kann das Chromogen in den Kapseln vorhanden sein.The solvent, if included, may be selected to facilitate dissolution of the dye mixture, if present. When the capsules comprise chromogens, the latent image of the receiver sheet may be visualized by various conventional acidic developer materials, preferably applied as dispersions or solutions to the latent image receiver sheet after application of the latent image. Other variations may include prepositioning the acidic developer material in substantially adjacent relationship to the chromogenic material. The developer may be provided in the capsules and the chromogen applied after rupture, or alternatively, the chromogen may be present in the capsules.

Beispiele von auswählbarem saurem Entwicklermaterial umfassen: Tone, behandelte Tone (U.S. Patent Nr. 3,622,364 und 3,753,761); aromatische Carbonsäuren, wie etwa Salicylsäure; Derivate von aromatischen Carbonsäuren und Metallsalze davon (U.S. Patent Nr. 4,022,936); phenolische Entwickler (U.S. Patent Nr. 3,244,550 und 4,573,063); saures Polymermaterial, wie etwa Phenolformaldehydpolymere usw. (U.S. Patent Nr. 3,455,721 und 3,672,935) und metallmodifizierte Phenolharze (U.S. Patent Nr. 3,732,120; 3,737,410; 4,165,102; 4,165,103; 4,166,644 und 4,188,456).Examples of selectable acidic developer material include: clays, treated clays (US Patent Nos. 3,622,364 and 3,753,761); aromatic carboxylic acids such as salicylic acid; derivatives of aromatic carboxylic acids and metal salts thereof (US Patent No. 4,022,936); phenolic developers (US Patent Nos. 3,244,550 and 4,573,063); acidic polymer material such as phenol-formaldehyde polymers, etc. (US Patent Nos. 3,455,721 and 3,672,935) and metal-modified phenolic resins (US Patent Nos. 3,732,120; 3,737,410; 4,165,102; 4,165,103; 4,166,644 and 4,188,456).

Verfahren zur Mikroeinkapselung sind gegenwärtig in der Technik gut bekannt. U.S. Patent Nr. 4,100,103 beschreibt ein Verfahren zur Kapselbildung, umfassend eine Reaktion zwischen Melamin und Formaldehyd. Das britische Patent Nr. 2,062,750 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln mit Wänden, die durch eine Polymerisation von Melamin und Formaldehyd in Gegenwart einer Styrolsulfonsäure hergestellt wurden. Das Verfahren des U.S. Patents Nr. 4,552,811 ist bevorzugt. Diese Patente können für weitere Details herangezogen werden.Methods of microencapsulation are currently well known in the art. U.S. Patent No. 4,100,103 describes a method of capsule formation involving a reaction between melamine and formaldehyde. British Patent No. 2,062,750 describes a method of making microcapsules having walls made by polymerizing melamine and formaldehyde in the presence of a styrene sulfonic acid. The method of U.S. Patent No. 4,552,811 is preferred. These patents may be consulted for further details.

Der Latentbildaufnahmebogen umfaßt ein Substrat oder Trägermaterial, welches in Bogenform ist. Für Zwecke dieser Erfindung können Bögen als Trägerelemente bezeichnet werden und werden auch verstanden als Gewebe, Rollen, Bänder, Streifen, Gürtel, Folien, Karten u.ä. Bögen bezeichnen Gegenstände, die zwei große Oberflächendimensionen und eine vergleichbar kleine Dicke-Dimension aufweisen. Das Substrat oder Trägermaterial kann opak, transparent oder durchscheinend sein und kann selbst gefärbt oder nicht gefärbt sein. Das Material kann faserartig sein, einschließlich z.B. Papier und faserartiges synthetisches Material. Es kann eine Folie umfassend z.B. Cellophan und synthetische Polymerbögen, die gegossen, extrudiert oder anders gebildet wurden, sein.The latent image receiving sheet comprises a substrate or carrier material, which is in sheet form. For purposes of this invention, sheets may be referred to as carrier elements and are also understood to include webs, rolls, tapes, strips, belts, foils, cards and the like. Sheets refer to objects having two large surface dimensions and a comparatively small thickness dimension. The substrate or carrier material may be opaque, transparent or translucent and may itself be colored or uncolored. The material may be fibrous, including, for example, paper and fibrous synthetic material. It may be a film comprising, for example, cellophane and synthetic polymer sheets cast, extruded or otherwise formed.

Es kann ein Bindemittelmaterial enthalten sein, um das Anhaften der Kapseln an das Substrat zu unterstützen und es kann Materialien, wie etwa Polyvinylalkohol, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Stärke, modifizierte Stärken, Gelatine u.dgl. umfassen. Latex, wie etwa Polyacrylat, Styrol-Butadien, Kautschuklatex, Polyvinylacetat und Polystyrol können ebenfalls vorteilhaft verwendet werden.A binder material may be included to assist in adhering the capsules to the substrate and may contain materials such as polyvinyl alcohol, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, starch, modified starches, gelatin, and the like. Latex such as polyacrylate, styrene-butadiene, rubber latex, polyvinyl acetate and polystyrene may also be used advantageously.

Die folgenden Beispiele sind angegeben, um die Erfindung zu veranschaulichen und sollen nicht als einschränkend betrachtet werden. In den Beispielen sind alle Teile oder Verhältnisse auf das Gewicht bezogen und alle Maßangaben sind im metrischen System, falls nicht anders angegeben.The following examples are given to illustrate the invention and are not to be considered limiting. In the examples, all parts or ratios are by weight and all measurements are in the metric system unless otherwise indicated.

EXAMPLE 1 Determining the surface temperature of media when using a fax machine

Beschichtungen einer Farbbildnerdispersion wurden auf einem dünnen, lichtdurchlässigen Papiersubstrat hergestellt. Segmente der Beschichtungen wurden auf ein Haftpapierblatt aufgeklebt und als das Kopierblatt in einer Canon Fax-230 verwendet. Schmelzen war leicht ersichtlich als klare (amorphe) Merkmale auf einem relativ opaken Untergrund. Unter Verwendung dieser Technik mit einem Canon Fax-230 wurde bestimmt, daß die Temperatur an der Oberfläche der Medien oder der Probe mindestens oberhalb 170ºC lag. Coatings of a color former dispersion were prepared on a thin, translucent paper substrate. Segments of the coatings were adhered to a pressure sensitive paper sheet and used as the copy sheet in a Canon Fax-230. Melting was readily apparent as clear (amorphous) features on a relatively opaque substrate. Using this technique with a Canon Fax-230, the temperature at the surface of the media or sample was determined to be at least above 170ºC.

+ wie unter Verwendung abgeschliffener Bestandteile auf einer Kofler Hot Bar bestimmt+ as determined using ground components on a Kofler Hot Bar

EXAMPLE 2

MikrokapselherstellungMicrocapsule production

Internal Phase (IP)

20g N10220g N102

180 g Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA) monomer180 g trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) monomer

2 g 2-Isopropylthioxanthon Photoinitator2 g 2-isopropylthioxanthone photoinitator

2 g Ethyl-4-dimethylamino-benzoat Photoinitiator2 g ethyl 4-dimethylamino benzoate photoinitiator

24 g 2, 2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon Photoinitiator24g 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone photoinitiator

Man vereine die ersten zwei Bestandteile und löse sie unter Wärme, dann löse man die Photomitiatoren.Combine the first two components and dissolve them under heat, then dissolve the photoinitiators.

External Phase (EP)

25 g Colloid 351 (etwa 25 % Feststoffe) Acrylpolymer, Rhone-Poulenc (Butylacrylat)25 g Colloid 351 (approximately 25% solids) Acrylic polymer, Rhone-Poulenc (Butyl acrylate)

198 g Wasser198 g water

Man stelle den pH-Wert auf 5 unter Verwendung von 20 % NaOHAdjust the pH to 5 using 20% NaOH

Emulsification

Man gebe 170 g EP in einen Mischer und füge unter milder Bewegung die IP- Lösung zu. Man erhöhe die Mischergeschwindigkeit, um die gewünschte Tropfengröße zu erhalten (z.B. 50 % des Volumens etwa 4,0 µ), gemessen mit einem Microtrac Teilchengrößenanalysator (Partide Size Analyzer) von Leeds and Northrup Instruments, North Wales, PA 19454.Place 170 g of EP in a mixer and add the IP solution with gentle agitation. Increase mixer speed to obtain the desired droplet size (e.g. 50% of volume approximately 4.0 µ) as measured using a Microtrac Particle Size Analyzer from Leeds and Northrup Instruments, North Wales, PA 19454.

Encapsulation

Man vereinige die folgenden:Combine the following:

25 g Colloid 351 (etwa 25 % Feststoffe)25 g Colloid 351 (about 25% solids)

42 g Wasser,42 g water,

pH mit 20 % NaOH auf 4,8 eingestelltpH adjusted to 4.8 with 20% NaOH

30 g Cymel* 385 (etwa 80 % Feststoffe)30 g Cymel* 385 (approximately 80% solids)

Man gebe 70 g davon zu der Emulsion und überführe in ein Gefäß in einem Wasserbad. Unter Rühren erwärme man die Emulsion auf 65ºC und ermögliche dem Verfahren, einige Stunden abzulaufen, damit eine Einkapselung auftritt.Add 70 g of this to the emulsion and transfer to a vessel in a water bath. While stirring, heat the emulsion to 65ºC and allow the process to proceed for a few hours so that encapsulation occurs.

* Cymel ist eine Marke der American Cyanamid Company. Cymel 385 ist ein verethertes Methylolmelaminoligomer.* Cymel is a trademark of American Cyanamid Company. Cymel 385 is an etherified methylol melamine oligomer.

BeschichtenCoating

Man vereinige gleiche Gewichtsteile von:Combine equal parts by weight of:

1. der fertigen Kapseldispersion1. the finished capsule dispersion

2. einer 10 %-igen wäßrigen Lösung von Airvol 1032. a 10% aqueous solution of Airvol 103

Dieses Gemisch wird auf Papier oder ein anderes gewünschtes Substrat unter Verwendung von z.B. einer Appuziereinrichtung mit einer auf 2,54 × 10&supmin;&sup5; m (0,001 Zoll) eingestellten festen Öffnung. Die resultierende getrocknete Beschichtung kann verwendet werden, um eine latente Kopie in einem Wärmedrucker, wie etwa in einer kommerziellen Faksimilemaschine, herzustellen.This mixture is applied to paper or other desired substrate using, for example, an applicator with a fixed aperture set at 2.54 x 10-5 m (0.001 inches). The resulting dried coating can be used to make a latent copy in a thermal printer, such as a commercial facsimile machine.

Die Latentbildkopie kann durch lnkontaktbringen mit oder Aufbringen auf einen geeigneten Entwickler für den N102 Farbbildner entwickelt werden. Ein typisches Beispiel wäre eine 20 %-ige Lösung von Durez #27691 (p- Phenylphenolformaldehydharz) in Xylol. Das Harz kann auch in Form einer wäßrigen Dispersion oder Emulsion angewendet werden und dann erwärmt werden, um die Entwicklung der schwarzen Kopie zu fördern.The latent image copy can be developed by contacting or applying it to a suitable developer for the N102 color former. A typical example would be a 20% solution of Durez #27691 (p-phenylphenol formaldehyde resin) in xylene. The resin can also be applied in the form of an aqueous dispersion or emulsion and then heated to promote development of the black copy.

Falls gewünscht, kann die resultierende Kopie "fixiert" oder im Hinblick auf Wärme- und/oder Druckansprechen durch Aussetzen an UV, um die Bestandteile zu polymerisieren&sub1; deaktiviert werden. Etwa 5 Sekunden Aussetzen an eine 15 Watt GE Glühbirne (F15T8-BLB) reicht aus, um die Kopie zu "fixieren". Nach dem Fixieren ist das Blatt gegenüber abnutzungs- oder abriebsinduzierten Markierungen beständig.If desired, the resulting copy can be "fixed" or modified for heat and/or pressure response by exposure to UV to Approximately 5 seconds of exposure to a 15 watt GE light bulb (F15T8-BLB) is sufficient to "fix" the copy. Once fixed, the sheet is resistant to wear or abrasion induced markings.

Aufgrund der reaktiven Natur der Beschichtung vor dem Fixieren kann die Beschichtung beim Handhaben Schaden erleiden. Dieser Schaden kann durch Aufbringen einer Deckschicht verringert werden, die weder das thermische Abbilden noch die nachfolgende Fixierbehandlung stört. Eine typische Deckschicht würde die Anwendung einer 10 %igen wäßrigen Lösung von Airvol* 540 unter Verwendung eines #3 drahtumwickelten Stabes sein.Due to the reactive nature of the coating prior to fusing, the coating may suffer damage during handling. This damage can be reduced by applying a topcoat that does not interfere with thermal imaging or subsequent fusing treatment. A typical topcoat would be the application of a 10% aqueous solution of Airvol* 540 using a #3 wire wound rod.

* Airvol ist eine Marke der Air Products and Chemicals, Inc. und ist ein Polyvinylalkohol.* Airvol is a trademark of Air Products and Chemicals, Inc. and is a polyvinyl alcohol.

Die Photomitiatoren können bei den Kapseln des Latentbildaufnahmebogens weggelassen werden. Ein Chromogen kann gegebenenfalls eingeschlossen oder ausgeschlossen werden, wie gewünscht.The photoinitiators may be omitted from the latent image acquisition sheet capsules. A chromogen may be included or excluded as desired.

EXAMPLE 3 DRY DEVELOPMENT

a. Zwei Bögen wurden hergestellt:a. Two bows were made:

- Die Mikrokapselformulierung von Beispiel 2 wurde auf einen Bogen beschichtet- The microcapsule formulation of Example 2 was coated onto a sheet

- eine Farbentwicklerformulierung wurde auf einen anderen beschichtet.- one color developer formulation was coated onto another.

b. Der Kapsel enthaltende Bogen wurde mit einem Wärmedruckkopf abgebildet.b. The sheet containing the capsule was imaged using a thermal print head.

c. Der abgebildete Kapselbogen wurde direkt mit einem Farbentwicklerbogen gekoppelt. Der Entwicklerbogen ist ein Bogen, der mit einer Phenolharzdispersion Durez 32421 Phenolharzdispersion ( 50 % Feststoffe) Benzoesäure, 2-Hydroxypolymeer, mit Formaldehyd, Nonylphenol und Zinkoxid beschichtet ist. Die beiden aneinander gekoppelten Bögen wurden zwischen zwei auf 110 ºC erwärmte Schmelzwalzen geleitet.c. The capsule sheet shown was directly coupled to a color developer sheet. The developer sheet is a sheet coated with a phenolic resin dispersion Durez 32421 Phenolic Resin Dispersion (50% solids) Benzoic Acid, 2-Hydroxy Polymer, with Formaldehyde, Nonylphenol and Zinc Oxide. The two coupled sheets were passed between two fusing rollers heated to 110ºC.

d. Das Substrat des Farbentwicklermatenals wurde abgezogen. Es zeigte sich ein vollständig entwickeltes Bild, welches auf dem Abbildbogen verblieb.d. The substrate of the color developer material was removed. A fully developed image appeared, which remained on the image sheet.

EXAMPLE 4 INTERNAL PHASE (IP)

160 g TMPTA160 g TMPTA

40 g Durez 27691 (p-Phenylphenolformaldehydharz)40 g Durez 27691 (p-phenylphenol formaldehyde resin)

12 g 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon (Photomitiator)12 g 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (photoinitiator)

Unter Erwärmen löse man das Harz in dem TMPTA, dann gebe man den Photoinitiator hinzu und löse. Diese IP wurde wie in Beispiel 2 eingekapselt und die resultierende Kapseldispersion beschichtet und überschichtet. Das beschichtete Medium wurde durch eine herkömmliche Facsimiliemaschine geschickt, um ein Bild zu erzeugen. Dieses Bild wurde durch Verwendung eines kommerziellen Toners, wie etwa Minolta MT-Toner II entwickelt. Die schwarzen Tonerpartikel haften selektiv an die bildartig gebrochenen Kapseln. Toner im Untergrund wurde durch vorsichtiges Abbürsten usw. entfernt. Der Toner wird durch Erwärmen in einem Ofen oder auf einer erwärmten Trommel o.dgl. geschmolzen.Dissolve the resin in the TMPTA with heating, then add the photoinitiator and dissolve. This IP was encapsulated as in Example 2 and the resulting capsule dispersion coated and overcoated. The coated medium was passed through a conventional facsimile machine to produce an image. This image was developed using a commercial toner such as Minolta MT-Toner II. The black toner particles selectively adhere to the image-wise broken capsules. Toner in the background was removed by gentle brushing, etc. The toner is melted by heating in an oven or on a heated drum or the like.

EXAMPLE 5

Genauso wie Beispiel 4, aber Abbilden mit einem Fax und die Toneranwendungsschritte wurden wiederholt, um eine zweite Farbe hinzuzufügen. Mehrfarbige Abbildungen können unter Verwendung von Wiederholungen des Verfahrens erhalten werden.Same as Example 4, but imaging with a fax and the toner application steps were repeated to add a second color. Multi-colored images can be obtained using repetitions of the process.

EXAMPLE 6 UNCOATED PAPER/TRANSFER IMAGE

a. Ein mit einem Toner abgebildeter Plastikbogen (wie in Beispiel 3 oder 4) wurde mit Banknotenpapier gekoppelt und beide Bögen wurden zusammen zwischen zwei auf 90 ºC erwärmte Schmelzwalzen geschickt.a. A plastic sheet imaged with a toner (as in Example 3 or 4) was coupled with banknote paper and both sheets were sent together between two fusing rollers heated to 90 ºC.

b. Der Plastikbogen wurde entfernt.b. The plastic sheet has been removed.

c. Das Transferbild wurde auf unbeschichtetem Papier erhalten.c. The transfer image was obtained on uncoated paper.

EXAMPLE 7 IMAGE WITH TONERS

a. Melamimformaldehyd (MF) Mikrokapseln, die nur ein sec-Butylbiphenyl- Lösungsmittel (Suresol 290) enthielten, wurden gemäß der Erfindung hergestellt.a. Melamine formaldehyde (MF) microcapsules containing only a sec-butylbiphenyl solvent (Suresol 290) were prepared according to the invention.

b. Ein Abbildungsbogen wurde durch Beschichten von Mikrokapseln auf einen Kunststoffbogen und Aufbringen einer PVA-Deckbeschichtung hergestellt.b. An imaging sheet was prepared by coating microcapsules on a plastic sheet and applying a PVA topcoat.

c. Ein latentes Bild wurde unter Verwendung einer Canon 230 Faxmaschine im Kopiermodus hergestellt.c. A latent image was created using a Canon 230 fax machine in copy mode.

d. Ein Teil der Probe wurde in einen Behälter mit einem kommerziellen Toner gegeben (elektrostatischer Kopiertoner).d. A portion of the sample was placed in a container containing a commercial toner (electrostatic copier toner).

e. Der Behälter wurde dicht verschlossen und geschüttelt, um Toner auf der Probenoberfläche abzulagern.e. The container was tightly closed and shaken to deposit toner on the sample surface.

f. Nachdem überschüssiger Toner von der Probe unter Verwendung einer Bürste entfernt wurde, wurde ein rotes Abbild auf weißem Untergrund erhalten.f. After excess toner was removed from the sample using a brush, a red image on a white background was obtained.

EXAMPLE 8 IMAGE WITH HEAT TRANSFER TAPE

a. Ein Mikrokapsel Latentabbildbogen, der keinen Farbstoff oder Farbentwickler enthielt, wurde verwendet.a. A microcapsule latent image sheet containing no dye or color developer was used.

b. Ein latentes Bild wurde auf dem Bogen unter Verwendung einer Canon 230 Facsimilemaschine aufgezeichnet.b. A latent image was recorded on the sheet using a Canon 230 facsimile machine.

c. Der abgebildete Bogen mit selektiv gebrochenen Kapseln oder einem latenten Bild wurde in Kontakt mit der beschichteten Seite eines Wärmeübertragungsbandes gebracht und durch erwärmte Schmelzwalzen geschickt.c. The imaged sheet with selectively ruptured capsules or a latent image was brought into contact with the coated side of a heat transfer ribbon and passed through heated fusing rollers.

d. Wenn der Kunststoff des Wärmeübertragungsbandes entfernt wurde, wurde ein farbiges Bild auf dem Mikrokapselabbildbogen erhalten.d. When the plastic of the heat transfer ribbon was removed, a colored image was obtained on the microcapsule image sheet.

EXAMPLE 9 TRANSFER SHEETS

a. Ein latentes Bild wurde unter Verwendung einer Canon 230 Facsimilemaschine auf einem Bogen aufgezeichnet, der leere oder Mikrokapseln mit nur Lösungsmittel enthielt.a. A latent image was recorded using a Canon 230 facsimile machine on a sheet containing empty or solvent-only microcapsules.

b. Tinte blauer Farbe wurde gleichmäßig auf der Oberfläche des obigen Bogens verteilt.b. Ink of blue color was evenly spread on the surface of the above sheet.

c. Die überschüssige Tinte wurde durch Pressen des mit Tinte behandelten Bildbogens gegen ein glattes mit Ton beschichtetes Papier entfernt.c. The excess ink was removed by pressing the inked image sheet against a smooth clay-coated paper.

d. Die mit Tinte behandelte Oberfläche des obigen Bogens wurde oben auf einem unbeschichteten Papierbogen positioniert und durch ein Quetschwalzenpaar aus Stahl geleitet (angewandter Druck = 170 pli). Ein blauer Druck mit hohem Kontrast auf Papier wurde erhalten. pli = pounds pro laufendem Inch.d. The inked surface of the above sheet was placed on top of an uncoated paper sheet and passed through a pair of steel nip rollers (applied pressure = 170 pli). A high contrast blue print on paper was obtained. pli = pounds per linear inch.

e. In einer Variation wurde schwarze kommerzielle Druckpreßtinte verwendet. Überschüssige Tinte wurde von der Probe unter Verwendung eines klingenartigen Werkzeugs entfernt. Nach der Übertragung auf Papier wurde ein schwarzer Druck auf einem sauberen weißen Untergrund erhalten.e. In a variation, black commercial printing press ink was used. Excess ink was removed from the sample using a blade-like tool. After transfer to paper, a black print on a clean white background was obtained.

EXAMPLE 10 TRANSFER SHEET

Interne Phase (IP)Internal Phase (IP)

20 g 1,3,3-Trimethylindolino-6'chlor- 8'methoxypbenzopyrylospiran20 g 1,3,3-trimethylindolino-6'chloro-8'methoxypbenzopyrylospiran

12 g 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon (Photoinitiator)12 g 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (photoinitiator)

Man vereinige die Bestandteile und löse unter Wärme. Diese IP wurde wie in Beispiel 1 eingekapselt und die resultierende Kapseldispersion auf ein geeignetes Substrat unter Verwendung eines #12 Draht umwickelnden Stabes aufgebracht. Die Beschichtung wurde getrocknet und mit einer 10 %-igen wäßrigen Lösung von Airvol 540 unter Verwendung eines #3 Draht umwickelten Stabes iiberschichtet. Das beschichtete Medium wurde durch eine kommerzielle Facsimilemaschine geschickt, um ein Masterabbild zu erzeugen. Wenn das Masterabbild in Kontakt mit einem Entwicklerbogen erwärmt wurde, wurde eine Kopie aufgrund der Sublimation des Spirans von den bildartig gebrochenen Kapseln erhalten. Die abgebildete Kopiervorlage konnte mehrmals verwendet werden, um zusätzliche Kopien herzustellen. Abgebildete Kopien werden auf einen kommerziell erhältlichen kohlenstofffreien CF-Bogen erhalten, z.B. auf einem, der ein Harz vom p- Phenylphenolformaldehydtyp umfaßt.Combine the ingredients and dissolve with heat. This IP was encapsulated as in Example 1 and the resulting capsule dispersion applied to a suitable substrate using a #12 wire-wound rod. The coating was dried and overcoated with a 10% aqueous solution of Airvol 540 using a #3 wire-wound rod. The coated medium was run through a commercial facsimile machine to produce a master image. When the master image was heated in contact with a developer sheet, a copy was obtained due to sublimation of the spirane from the image-wise broken capsules. The imaged master could be used several times to make additional copies. Imaged copies are obtained on a commercially available carbonless CF sheet, e.g. one comprising a p-phenylphenol formaldehyde type resin.

Claims

1. A latent image recording sheet comprising a substrate containing microcapsules containing a core material, characterized in that:

(a) the microcapsule walls are of a non-meltable polymer having an elongation of not more than 1% and are prepared by in situ polymerization in an aqueous preparation vehicle of resins selected from melamine and formaldehyde, methylolmelamine or methylated methylolmelamine, wherein the polymerization is carried out at a temperature of at least 65°C, preferably about 75°C;

(b) the microcapsules are heat stable as demonstrated by the fact that they do not become appreciably permeable when placed in an oven at 150 ºC for one minute;

(c) the microcapsules are, however, destructible upon application of an amount of energy from a point source comprising a ΔT of at least 115 ºC per millisecond, preferably at least 145 ºC per millisecond thereto;

provided that the latent image recording sheet does not contain any complementary, mutually reactive imaging reagents on the same surface of the sheet.

2. The latent image receiving sheet according to claim 1, wherein the core material comprises an ink, a dye, a toner, a chromogen, a solvent, a gas, a hydrophobic liquid or a pigment.

3. A latent image receiving sheet according to claim 1 or 2, wherein the sheet is an ink transfer sheet or a printing plate.

4. A latent image receiving sheet according to claim 1 or 2, wherein the sheet is a gravure sheet.

5. A latent image recording sheet according to claim 1 or 2, wherein the sheet is a cryptic message recording sheet.

6. A latent image receiving sheet according to claim 1 or 2, wherein the sheet is an imageable sheet.

7. A method of forming a latent image on a latent image receiving sheet according to any preceding claim, comprising the step of selectively supplying to the sheet an amount of energy from a point source comprising a ΔT of at least 115°C per millisecond, preferably at least 145°C per millisecond.

8. Use of a latent image receiving sheet according to claim 1 in a thermal imaging process in which a latent image is created by the selective application to the sheet of a point source energy supply comprising a ΔT of at least 115ºC per millisecond, preferably at least 145ºC per millisecond.