DE3644369A1 - Verfahren zur uebertragung von kationischen farbstoffen in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen form - Google Patents
Verfahren zur uebertragung von kationischen farbstoffen in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen formInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Übertragung von
kationischen Farbstoffen mit Cyaninchromophor, in ihrer deprotonierten,
elektrisch neutralen Form von einem Träger auf ein beschichtetes Papier.
Beim Sublimations-Transferverfahren wird ein Transferblatt, welches einen
sublimierbaren Farbstoff, gegebenenfalls zusammen mit einem Bindemittel,
auf einem Träger enthält, mit einem Heizkopf durch kurze Heizimpulse von
der Rückseite her erhitzt, wobei der Farbstoff sublimiert oder verdampft
und auf ein als Aufnahmemedium dienendes Papier transferiert wird. Der
wesentliche Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Steuerung der
zu übertragenden Farbstoffmenge (und damit die Farbabstufung) durch
Einstellung der an den Heizkopf abzugebenden Energie leicht möglich ist.
Allgemein wird die Farbaufzeichnung unter Verwendung der drei subtraktiven
Grundfarben Gelb, Magenta und Cyan (und gegebenenfalls Schwarz)
durchgeführt. Um eine optimale Farbaufzeichnung zu ermöglichen, sollten
die Farbstoffe folgende Eigenschaften besitzen:
- - leichte Sublimier- oder Verdampfbarkeit (im allgemeinen ist diese Anforderung bei den Cyanfarbstoffen am schwierigsten zu erfüllen);
- - hohe thermische und photochemische Stabilität sowie Resistenz gegen Feuchtigkeit und chemische Stoffe;
- - für subtraktive Farbmischung die geeigneten Farbtöne aufweisen;
- - einen hohen molekularen Absorptionskoeffizienten aufweisen;
- - leicht technisch zugänglich sein.
Die meisten der bekannten, für den thermischen Transferdruck verwendeten
Farbstoffe erfüllen diese Forderungen nicht in ausreichendem Maße.
So wird in der DE-A-23 59 515 ein Verfahren zum Färben und Bedrucken von
Polyacrylnitrilgewebe vorgeschlagen, wobei Salze kationischer Farbstoffe
unter Wärmeeinwirkung von einem Träger auf das Polyacrylnitrilmaterial
transferiert werden. Die Salze sollen sich dabei von Säuren ableiten,
deren pK A -Wert größer als 3 ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß der
Thermotransfer dieser Salze nur zu ungenügenden Ausfärbungen führt, da man
eine hohe Energie benötigt, um diese Farbsalze durch Verdampfung oder
Sublimation in die Gasphase überzuführen. Außerdem werden die Farbstoffe
unter diesen Bedingungen teilweise zersetzt.
Die EP-A-1 78 832 beschreibt den Thermotransfer von Salzen kationischer
Farbstoffe mit weichen anionischen Basen auf Polyester.
Schließlich lehrt die DE-A-25 21 988 das Färben und Bedrucken von
Polyacrylnitril durch Thermotransfer elektroneutraler, deprotonierter
kationischer Farbstoffe in Gegenwart eines zusätzlichen
Indikatorfarbstoffs. Die Anwesenheit eines Indikatorfarbstoffs ist
notwendig, um die Bildung von fehlerhaften Drucken zu vermeiden. Der
Thermotransfer erfolgt bei einer Temperatur von 195°C. Es ist aber
bekannt, daß viele kationische Farbstoffe in Form ihrer freien Farbbase
nicht hitzestabil sind, d. h., während der Hitzeeinwirkung tritt häufig
eine partielle Zersetzung der neutralen Farbbase ein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, ein Verfahren zur
Übertragung von Farbstoffen bereitzustellen, wobei die Farbstoffe unter
den Anwendungsbedingungen eines Thermokopfes leicht sublimier- oder
verdampfbar, keine thermische und photochemische Zersetzung erleiden, sich
zu Druckfarben verarbeiten lassen und den koloristischen Anforderungen
genügen sollten. Außerdem sollten sie technisch leicht zugänglich sein.
Es wurde gefunden, daß die Übertragung von Farbstoffen von einem Träger
auf einen Acceptor durch Sublimation oder Verdampfung der Farbstoffe mit
Hilfe eines Thermokopfs vorteilhaft gelingt, wenn man einen Träger
verwendet, auf dem sich kationische Farbstoffe mit Cyaninchromophor, die
mindestens eine N-H-Gruppierung aufweisen, die Bestandteil des
Cyaninchromophors ist, in ihrer an der N-H-Gruppierung deprotonierten,
elektrisch neutralen Form befinden, und diese deprotonierten Farbstoffe
auf ein beschichtetes Papier überträgt.
Unter kationischen Farbstoffen mit Cyaninchromophor sind solche Farbstoffe
zu verstehen, die konjugierte Doppelbindungen aufweisen, wobei sich an
mindestens einem Ende des konjugierten Systems ein Stickstoffatom
befindet, und bei denen die Delokalisierung der positiven Ladung in
alternierender Weise entlang des konjugierten Systems (Chromophorkette)
erfolgt.
Die graphische Darstellung der Delokalisierung der positiven Ladung
erfolgt nach an sich bekannter Weise durch eine punktierte Linie entlang
des konjugierten Systems, wobei in diesem Fall in den Formeln jeweils nur
die Einfachbindung gezeichnet wird.
Vorzugsweise überträgt man kationische Farbstoffe, deren Kation die
Formel I aufweist
in der
R¹, R² und R⁷gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch
C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkylthio, Halogen, Cyano, Hydroxy oder Phenyl
substituiert ist oder C₅-C₇-Cycloalkyl oder R¹ und R² zusammen mit dem
sie verbindenden Stickstoffatom einen 5- oder 6gliedrigen,
gesättigten heterocyclischen Rest,
R³ und R⁵gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils
Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen,
R⁴Wasserstoff oder zusammen mit R⁵ einen anellierten Benzoring,
R⁶Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkoxy,
C₁-C₄-Alkylthio, Halogen, Cyano, Hydroxy oder Phenyl substituiert ist,
C₅-C₇-Cycloalkyl oder den Rest
in dem R⁸, R⁹ und R¹⁰ gleich oder verschieden sind und unabhängig
voneinander jeweils für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder
Halogen stehen, und
ASauerstoff oder Schwefel bedeuten, in ihrer deprotonierten, elektrisch
neutralen Form.
Eine weitere bevorzugte Verfahrensweise besteht darin, daß man kationische
Farbstoffe, deren Kation die Formel II aufweist
in der
R¹¹die heterocyclischen Reste
oder
in denen R¹⁴ für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl,
das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy oder C₁-C₄-Alkoxy
substituiert ist, oder C₁-C₄-Alkoxy, R¹⁵ und R¹⁶ gleich oder
verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils für
Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy,
C₁-C₄-Alkoxy oder Phenyl substituiert ist, oder gegebenenfalls durch
C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl, W für
Schwefel oder Di-C₁-C₄-Alkylmethylen und T für den Rest CH oder
Stickstoff stehen,
R¹²Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen oder
C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist, oder gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkyl,
C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl,
R¹³Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen oder
C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist,
Xund Y gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils
den Rest CH oder Stickstoff,
Zden Rest
und
m0 oder 1 bedeuten, oder in der, falls m 1 ist,
die Gruppierung
auch für die Reste
steht, in denen
R¹³ und R¹⁵ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, mit der Maßgabe, daß, wenn m 0 ist, X und Y nicht gleichzeitig die Bedeutung von Stickstoff besitzen sollen, in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form überträgt.
R¹³ und R¹⁵ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, mit der Maßgabe, daß, wenn m 0 ist, X und Y nicht gleichzeitig die Bedeutung von Stickstoff besitzen sollen, in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form überträgt.
Die in den Formeln I und II auftretenden Alkylreste können sowohl
geradkettig als auch verzweigt sein. Als Halogen werden jeweils Fluor,
Chlor oder Brom besonders bevorzugt.
R¹, R², R⁶ und R⁷ in Formel I stehen beispielsweise für Wasserstoff;
Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl;
2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl- 2-Propoxyethyl, 2-Isopropoxyethyl,
2-Butoxyethyl, 2-sec-Butoxyethyl, 2-Methoxypropyl, 1-Methoxyprop-2-yl,
2-Methoxybutyl, 2-Ethoxybutyl, 4-Isopropoxybutyl; 2-Methylthioethyl,
2-Ethylthioethyl, 2-Propylthioethyl, 2-Isopropylthioethyl,
2-Butylthioethyl, 2-Isobutylthioethyl, 2-Methylthiopropyl,
2-Ethylthioprop-1-yl, 2-Methylthiobutyl, 2-Ethylthiobutyl,
4-Ethylthiobutyl, 4-Propylthiobutyl; Fluormethyl, Chlormethyl,
Difluormethyl, Trifluormethyl, 2-Fluorethyl, 2-Chlorethyl, 2-Bromethyl,
Pentafluorethyl, 2-Chlor-1,1,2,2,-Tetrafluorethyl, Nonafluorbutyl;
Cyanomethyl, 2-Cyanoethyl, 2-Cyanopropyl, 3-Cyanopropyl, 2-Cyanobutyl,
4-Cyanobutyl; 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 1-Hydroxyprop-2-yl,
3-Hydroxypropyl, 2-Hydroxybutyl, 4-Hydroxybutyl; Benzyl, 2-Phenylethyl;
Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl.
R¹ und R² in Formel I stehen außerdem zusammen mit dem sie verbindenden
Stickstoffatom beispielsweise für folgende heterocyclischen Reste:
Pyrrolidino, Piperidino, Morpholino, N-Methylpiperazino,
N-Ethylpiperazino, N-Propylpiperazino, N-Isopropylpiperazino,
N-Butylpiperazino, N-Isobutylpiperazino oder N-sec-Butylpiperazino.
R⁶ in Formel I steht außerdem beispielsweise für Phenyl; 2-Methylphenyl,
2-Ethylphenyl, 2-Propylphenyl, 2-Isopropylphenyl, 2-Butylphenyl,
2,6-Dimethylphenyl, 2,6-Diethylphenyl, 2,4,6-Trimethylphenyl;
2-Methoxyphenyl, 2-Ethoxyphenyl, 2-Propoxyphenyl, 2-Isopropoxyphenyl,
2-Butoxyphenyl, 2,4-Dimethoxyphenyl, 2,6-Dimethoxyphenyl;
2-Methoxy-4-Methylphenyl; 2-Fluorphenyl, 2-Chlorphenyl, 2-Bromphenyl,
2,4-Dichlorphenyl oder 2,4,6-Trichlorphenyl.
R³ und R⁵ in Formel I stehen beispielsweise für Wasserstoff; Methyl,
Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl; Methoxy,
Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy oder sec-Butoxy; Fluor,
Chlor, Brom oder Iod.
R¹², R¹³, R¹⁴ und R¹⁶ in Formel II stehen beispielsweise für
Wasserstoff; Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl,
tert-Butyl; 2-Methoxyethyl, 2-Ethoxyethyl, 2-Propoxyethyl,
2-Isopropoxyethyl, 2-Butoxyethyl, 2-sec-Butoxyethyl, 2-Methoxypropyl,
1-Methoxyprop-2-yl, 2-Methoxybutyl, 2-Ethoxybutyl, 4-Isopropoxybutyl;
Chlormethyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, 2-Fluorethyl, 2-Chlorethyl,
2-Bromethyl, Pentafluorethyl, 2-Chlor-1,1,2,2-Tetrafluorethyl oder
Nonafluorbutyl.
R¹² sowie R¹⁵ und R¹⁶ in Formel II stehen weiterhin beispielsweise für
Phenyl; 2-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 2-Ethylphenyl, 4-Ethylphenyl,
4-Isopropylphenyl, 4-Butylphenyl, 2,4-Dimethylphenyl,
2,4,6-Trimethylphenyl; 2-Methoxyphenyl, 4-Methoxyphenyl, 4-Ethoxyphenyl,
2,4-Dimethoxyphenyl; 2-Chlorphenyl, 4-Fluorphenyl, 4-Bromphenyl oder
2,6-Dichlorphenyl.
R¹⁴ in Formel II kann weiterhin z. B. Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy,
Butoxy, Isobutoxy oder sec-Butoxy bedeuten.
R¹⁴, R¹⁵ und R¹⁶ bedeuten weiterhin beispielsweise 2-Hydroxyethyl,
2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 2-Hydroxybutyl oder 4-Hydroxybutyl.
R¹⁴ und R¹⁵ können weiterhin auch z. B. Benzyl oder 2-Phenylethyl bedeuten.
W in Formel II steht beispielsweise für Schwefel; Prop-2-yliden,
But-2-yliden, Pent-3-yliden, Hex-2-yliden, Hept-4-yliden oder
Non-5-yliden.
Eine besonders bevorzugte Verfahrensweise besteht darin, daß man
kationische Farbstoffe, deren Kation die Formel I aufweist, in der R¹, R²
und R⁷ gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils
Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkoxy,
Halogen, Cyano oder Hydroxy substituiert ist, oder R¹ und R² zusammen mit
dem sie verbindenden Stickstoffatom Pyrrolidino, Piperidino oder
Morpholino, R³ und R⁵ gleich oder verschieden sind und unabhängig
voneinander jeweils Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy, R⁴
Wasserstoff, R⁶ den Rest
in dem R⁸ und R⁹ gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy und R¹⁰ für
Wasserstoff stehen und A Sauerstoff bedeuten, in ihrer deprotonierten
elektrisch neutralen Form überträgt.
Eine weitere besonders bevorzugte Verfahrensweise besteht darin, daß man
kationische Farbstoffe, deren Kation die Formel I aufweist, in der R¹, R²
und R⁷ gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils
Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkoxy,
Halogen, Cyano oder Hydroxy substituiert ist, oder R¹ und R² zusammen mit
dem sie verbindenden Stickstoffatom Pyrrolidino, Piperidino oder
Morpholino, R³ und R⁵ gleich oder verschieden sind und unabhängig
voneinander jeweils Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy, R⁴
Wasserstoff, R⁶ C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkoxy,
Halogen, Cyano oder Hydroxy substituiert ist, und A Sauerstoff bedeutet, in
ihrer deprotonierten elektrisch neutralen Form überträgt.
Ganz besonders hervorzuheben ist die Übertragung kationischer Farbstoffe,
deren Kation die Formel I aufweist, in der R¹, R² und R⁷ gleich oder
verschieden sind und unabhängig voneinander jeweils Wasserstoff oder
C₁-C₄-Alkyl, R³ und R⁵ jeweils Wasserstoff, oder C₁-C₄-Alkyl, R⁴
Wasserstoff, R⁶ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder den Rest
in dem R⁸ und R⁹ gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy und R¹⁰ für
Wasserstoff stehen, und A Sauerstoff bedeuten.
Eine weitere besonders bevorzugte Verfahrensweise besteht darin, daß man
kationische Farbstoffe, deren Kation die Formel II aufweist, in der R¹¹
den heterocyclischen Rest
in dem R¹⁴ für Wasserstoff, R¹⁵ für C₁-C₄-Alkyl und W für
Di-C₁-C₄-Alkylmethylen stehen, R¹² durch C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy
substituiertes Phenyl, R¹³ Wasserstoff, X und Y jeweils den Rest CH und m
0 bedeuten, in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form überträgt.
Weitere für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete kationische
Farbstoffe, die in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form
übertragen werden, sind solche deren Kationen die Formeln III und IV
aufweisen
in denen R¹⁷ jeweils C₁-C₄-Alkyl bedeutet.
In den bisherigen Ausführungen wurden von den genannten kationischen
Farbstoffen jeweils nur deren Kationen (Formeln I bis IV) genannt. Es ist
jedoch selbstverständlich, daß die betreffenden kationischen Farbstoffe in
Salzform vorliegen und jeweils noch ein Anion aufweisen. Als Anionen
kommen alle gebräuchlichen Anionen in Betracht, insbesondere zu nennen
sind Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Sulfat, Methosulfat, Ethosulfat,
Carbonat, Perchlorat, Borat, Tetrafluoroborat, Tetrachlorozinkat,
Phosphat, Methylsulfonat, Phenylsulfonat, 4-Methylphenylsulfonat oder
Carboxylate wie Formiat, Acetat, Propionat, Butyrat, 2-Ethylhexanoat,
Benzoat oder 4-Methylbenzoat. Die Verwendung von Tetrachlorozinkat-Salzen
zur Erzeugung der deprotonierten, elektrisch neutralen Farbstoff-Form ist
dabei bevorzugt.
Die Farbstoffe, deren Kationen den Formeln I bis IV entsprechen, sind an
sich bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden erhalten werden.
So erhält man beispielsweise diejenigen Farbstoffe, deren Kation der
Formel I, in der A für Sauerstoff steht, entsprechen, nach den in der
DE-A-21 58 121, DE-A-30 11 154, EP-A-5 451, EP-A-38 736 oder GB-A-10 18 797
angegebenen Herstellmethoden. Die entsprechenden Thiazinderivate
(A = Schwefel) können durch oxidative Kupplung geeigneter 1,4-Diaminobenzolderivate
mit Anilinderivaten und anschließender Umsetzung mit
Schwefelwasserstoff oder mit Thiosulfat hergestellt werden.
Die anderen kationischen Farbstoffe, die im erfindungsgemäßen Verfahren in
ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form übertragen werden, können
ebenfalls nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, wie sie
z. B. in K. Venkatamaran "The Chemistry of Synthetic Dyes", Band IV,
S. 161; Ullmann, "Enzyklopädie der Technischen Chemie", 4. Auflage,
Band 13, S. 571; oder Rev. Prog. Coloration, Vol. 5, S. 65, 1974,
beschrieben sind.
Zur Herstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten
Farbstoffträger werden zweckmäßig zunächst Lösungen der kationischen
Farbstoffe, zweckmäßig in Form des Tetrachlorozinkat-Salzes, bereitet.
Geeignete Lösungsmittel sind inerte organische Lösungsmittel, z. B.
Isobutanol, Toluol, Xylol oder Chlorbenzol. Diese Lösungen werden dann mit
überschüssigem Alkalialkanolat, z. B. Natriummethanolat oder Natriumethanolat
versetzt, um den kationischen Farbstoff in seine deprotonierte,
elektrisch neutrale Form überzuführen. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, mit einem 1,1- bis 1,3fachen molaren Überschuß, bezogen auf den
kationischen Farbstoff, an Alkalialkanolat zu arbeiten.
Die resultierende, den deprotonierten, elektrisch neutralen Farbstoff
enthaltende Lösung wird mit einem Bindemittel zu einer Druckfarbe
verarbeitet. Diese enthält den deprotonierten Farbstoff in gelöster oder
dispergierter Form. Die Druckfarbe wird mittels einer Rakel auf den
inerten Träger aufgetragen und die Färbung an der Luft getrocknet.
Als Bindemittel kommen z. B. Ethylcellulose, Polysulfone oder Polyethersulfone
in Betracht. Inerte Träger sind z. B. Seidenpapier, Löschpapier
oder Pergaminpapier sowie Kunststoffolien mit guter Wärmebeständigkeit,
z. B. gegebenenfalls metallbeschichteter Polyester, Polyamid
oder Polyimid. Die Dicke des Trägers beträgt vorzugsweise 3 bis 30 µm.
Weitere für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Trägermaterialien,
Bindemittel sowie Lösungsmittel zur Herstellung der Druckfarben sind in
der DE-A-35 24 519 beschrieben.
Acceptoren im erfindungsgemäßen Verfahren sind beschichtete Papiere,
insbesondere solche mit sauer modifizierter Beschichtung. Als
Beschichtungsmaterialien dienen entsprechende organische oder anorganische
Materialien, die ausreichend thermostabil sind.
Geeignete organische Beschichtungsmaterialien sind z. B. sauer modifiziertes
Polyacrylnitril, Kondensationsprodukte auf der Basis Phenol/Formaldehyd
(s. z. B. US-A-40 82 713), spezielle Salicylsäurederivate (s. z. B.
DE-A-26 31 832) oder sauer modifizierter Polyester, wobei letzter
bevorzugt ist.
Als anorganische Beschichtungsmaterialien kommen z. B. sauer aktivierte
Clays in Betracht, wie sie in chemischen Durchschreibepapieren
Verwendung finden (s. z. B. Wochenblatt für Papierfabrikation, Band 21,
Seite 767, 1982).
Die Übertragung des deprotonierten Farbstoffs vom Träger auf den Acceptor
erfolgt mittels eines Thermokopfs, der genügend Heizleistung an den Träger
abgeben muß, so daß der deprotonierte Farbstoff innerhalb einiger
Millisekunden verdampft oder sublimiert und dabei auf das mit Kunststoff
beschichtete, sauer modifizierte Papier transferiert wird. Der Transfer
erfolgt bei einer Temperatur von 100 bis 400°C, vorzugsweise 150 bis
300°C.
In manchen Fällen, insbesondere bei Verwendung von Papier mit nicht sauer
modifiziertem Beschichtungsmaterial, kann es zweckmäßig sein, nach dem
Transfer das als Acceptor dienende Papier noch einer sauren Nachbehandlung,
z. B. mit gasförmigen Chlorwasserstoff oder mit verdünnter Essigsäure,
zu unterwerfen.
Nachdem die Thermolabilität von elektrisch neutralen Farbbasen bekannt
ist, war es überraschend, daß im erfindungsgemäßen Verfahren die kationischen
Farbstoffe in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form unter
den genannten Transferbedingungen keinen thermischen Zersetzungs- oder
Umwandlungsreaktionen unterliegen, sondern in schneller und problemloser
Weise auf den Acceptor übertragen werden können.
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden:
Um das Transferverhalten der deprotonierten Farbstoffe quantitativ und in
einfacher Weise prüfen zu können, wurde der Thermotransfer mit
großflächigen Heizbacken statt eines Thermokopfes durchgeführt und bei der
Herstellung der zu prüfenden Farbstoffträger auf ein Bindemittel
verzichtet.
Zunächst wird eine gesättigte Lösung des kationischen Farbstoffs in Form
des Tetrachlorozinkats in einem Gemisch aus Isobutanol und Chlorbenzol
(1 : 1 v/v) hergestellt. Diese Lösung wird mit einem 1,2molaren Überschuß,
bezogen auf den kationischen Farbstoff, an Natriummethanolat versetzt,
wobei sich die deprotonierte, elektrische neutrale Form des Farbstoffs
bildet. Die Bildung der Farbbase ist leicht zu erkennen an der resultierenden
Farbänderung des Reaktionsgemisches. Danach wird das Gemisch
abfiltriert und das Filtrat mit einer 20-µm-Rakel ein- bis fünfmal auf
Trägerpapier abgezogen und an der Luft getrocknet. Gegebenenfalls kann das
Trägerpapier auch mit Filtrat besprüht werden.
Die mit dem zu prüfenden Farbstoff beschichtete Papierschicht (Geber) wird
mit derjenigen Seite auf der sich die Farbstoffschicht befindet, auf ein
beschichtetes Papier (Acceptor) gelegt und angedrückt. Geber/Acceptor
werden dann mit Alu-Folie umwickelt und zwischen zwei beheizten Platten
30 sec lang erhitzt. (Der relativ lange Zeitraum von 30 sec wird aus
meßtechnischen Gründen gewählt. Damit ist nämlich gewährleistet, daß der
Acceptor nach erfolgtem Transfer in optimaler Weise photometrisch
vermessen werden kann.) Bei Verwendung eines mit Polyester beschichteten
Papiers als Acceptor wird das Papier nach dem Transfer kurzzeitig mit
gasförmigem Chlorwasserstoff behandelt.
Die in das Papier übergewanderte Farbstoffmenge wird photometrisch
bestimmt. Dabei werden die aus den Remissionsmessungen erhaltenen
Transmissionswerte T nach der Beziehung: A = -log T in Extinktionswerte
umgerechnet. Trägt man dann den Logarithmus der bei verschiedenen
Temperaturen (Bereich: 100 bis 200°C) gemessenen Extinktion A des jeweils
angefärbten Papiers gegen die zugehörige reziproke absolute Temperatur
auf, so erhält man Geraden, aus deren Steigerung die Aktivierungsenergie
Δ E T für das Transferexperiment berechnet wird:
Zur vollständigen Charakterisierung wird aus den Auftragungen zusätzlich
die Temperatur T * [°C] entnommen, bei der die Extinktion A des angefärbten
Papiers den Wert 1 erreicht.
In den folgenden Tabellen werden jeweils nur die kationischen Formen der
Farbstoffe aufgeführt. Als Anion diente, wie oben bereits genannt, in
allen Fällen Tetrachlorozinkat. Me und Et in den Formeln stehen für Methyl
und Ethyl.
Die in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 genannten kationischen
Farbstoffe wurden nach Methode A) in ihre deprotonierte, elektrisch
neutrale Form übergeführt und auf einen Träger gebracht, dieser wurde nach
Methode B) auf das Sublimations- oder Verdampfungsverhalten geprüft. Als
Acceptor diente mit Polyester beschichtetes Papier. In den Tabellen sind
jeweils der resultierende Farbton sowie die Thermotransferparameter T * und Δ E T aufgeführt.
Die in den nachfolgenden Tabellen 3 und 4 genannten kationischen
Farbstoffe wurden nach Methode A) in ihre deprotonierte, elektrisch
neutrale Form übergeführt und auf einen Träger gebracht, dieser wurde nach
Methode B) auf das Sublimations- oder Verdampfungsverhalten geprüft. Als
Acceptor diente ein Papier mit sauer aktiviertem Clay als Beschichtungsmaterial.
Der Transfer erfolgte hier während 30 sec bei einer Temperatur
von 130°C.
Der in den Tabellen 3 und 4 aufgeführte Ausdruck "Abs" steht für
Absorption. Die Absorption ist mit der Transmission T durch folgende
Gleichung verknüpft: Abs = 1-T.
Die in der folgenden Tabelle 5 aufgeführten kationischen Farbstoffe wurden
in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form unter den für Tabelle 1
gültigen Bedingungen übertragen.
Ähnliche Resultate wurden mit den in den Tabellen 6 und 7 genannten
kationischen Farbstoffen bei Übertragung ihrer deprotonierten, elektrisch
neutralen Form auf mit sauer aktiviertem Clay beschichtetes Papier erzielt.
Der resultierende Farbton ist jeweils angegeben.
Claims (3)
1. Verfahren zur Übertragung von Farbstoffen von einem Träger auf einen
Acceptor durch Sublimation oder Verdampfung der Farbstoffe mit Hilfe
eines Thermokopfs, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Träger
verwendet, auf dem sich kationische Farbstoffe mit Cyaninchromophor,
die mindestens eine N-H-Gruppierung aufweisen, die Bestandteil des
Cyaninchromophors ist, in ihrer an der N-H-Gruppierung deprotonierten,
elektrisch neutralen Form befinden, und diese deprotonierten Farbstoffe
auf ein beschichtetes Papier überträgt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
kationische Farbstoffe, deren Kation die Formel I aufweist
in derR¹, R² und R⁷gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch
C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkylthio, Halogen, Cyano, Hydroxy oder
Phenyl substituiert ist, oder C₅-C₇-Cycloalkyl oder R¹ und R²
zusammen mit dem sie verbindenden Stickstoffatom einen 5- oder
6gliedrigen, gesättigten heterocyclischen Rest,
R³ und R⁵gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen,
R⁴Wasserstoff oder zusammen mit R⁵ einen anellierten Benzoring,
R⁶Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkoxy,
C₁-C₄-Alkylthio, Halogen, Cyano, Hydroxy oder Phenyl substituiert
ist, C₅-C₇-Cycloalkyl oder den Rest
in dem R⁸, R⁹ und R¹⁰ gleich oder verschieden sind und unabhängig
voneinander jeweils für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy
oder Halogen stehen, und
ASauerstoff oder Schwefel bedeuten, in ihrer deprotonierten,
elektrisch neutralen Form überträgt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
kationische Farbstoffe, deren Kation die Formel II aufweist
in derR¹¹die heterocyclischen Reste
oder
in denen R¹⁴ für Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl,
das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy oder C₁-C₄-Alkoxy
substituiert ist, oder C₁-C₄-Alkoxy, R¹⁵ und R¹⁶ gleich oder verschieden
sind und unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff,
C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy,
C₁-C₄-Alkoxy oder Phenyl substituiert ist, oder gegebenenfalls
durch C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen substituiertes
Phenyl, W für Schwefel oder Di-C₁-C₄-Alkylmethylen und T für den
Rest CH oder Stickstoff stehen,
R¹²Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen oder
C₁-C₄-Alkoxy substituiert ist, oder gegebenenfalls durch
C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen substituiertes Phenyl,
R¹³Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl, das gegebenenfalls durch Halogen
oder C₁-C₄-Alkoxy substituert ist,
Xund Y gleich oder verschieden sind und unabhängig voneinander
jeweils den Rest CH oder Stickstoff,
Zden Rest
und
m0 oder 1 bedeuten, oder in der, falls m 1 ist,die Gruppierung
auch für die Reste
steht, in denen
R¹³ und R¹⁵ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, mit der Maßgabe, daß, wenn m 0 ist, X und Y nicht gleichzeitig die Bedeutung von Stickstoff besitzen sollen, in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form überträgt.
R¹³ und R¹⁵ jeweils die obengenannte Bedeutung besitzen, mit der Maßgabe, daß, wenn m 0 ist, X und Y nicht gleichzeitig die Bedeutung von Stickstoff besitzen sollen, in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form überträgt.
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| EP87118714A EP0273307B1 (de) | 1986-12-24 | 1987-12-17 | Verfahren zur Übertragung von kationischen Farbstoffen in ihrer deprotonierten, elektrisch neutralen Form |
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| JP62323009A JP2731906B2 (ja) | 1986-12-24 | 1987-12-22 | カチオン染料をその脱プロトン化した電気的に中性の形で転写する方法 |
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