CH446043A

CH446043A - Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial

Info

Publication number: CH446043A
Application number: CH1457062A
Authority: CH
Inventors: Alexander Newman Douglas
Original assignee: Columbia Ribbon Carbon Mfg
Priority date: 1961-05-05
Filing date: 1962-12-11
Publication date: 1967-10-31

Description

Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial Das Hauptpatent betrifft ein druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial mit mindestens einem Grund blatt und einer durch Druck und Schlag übertragbaren Farbmasse, welche einen Teil einer Oberfläche des erwähnten Grundblattes derart bedeckt, dass Randteile des Blattes ganz frei von Farbmasse bleiben, dadurch gekennzeichnet, dass über der Farbmasse eine mit derselben übertragbare Schutzschicht angebracht ist, welche sich bis auf mindestens zwei gegenüberliegende farbfreie Randteile erstreckt,

sodass sie die Farbschicht vollständig bedeckt und mindestens zwei der an die erwähnten Randteile angrenzenden gegenüberliegende Ränder derselben abdichtet.

Das neue Vervielfältigungsmaterial ist ausserge- wöhnlich sauber beider Berührung, doch weist es infolge der Natur der verwendeten Farbmasse gewisse Nachteile auf. Farbmassen auf Wachsbasis müssen nach dem sogenannten Heisschmelzverfahren aufgebracht werden, bei welchem die Masse auf eine streichfähige Konsistenz geschmolzen und anschliessend auf die Unterlage ge druckt und zwecks Festigung gekühlt wird.

Bei der Herstellung des üblichen Vervielfältigungsmaterials wird die aufgebrachte Masse üblicherweise mit Hilfe eines Messers oder einer Rakel zu gleichmässiger und richtiger Dicke ausgebreitet, doch ist dies nicht möglich, wenn gedruckte Blätter hergestellt werden, da jedes Ausbreiten dazu führen würde, auf die farbfreien Randpartien und den Rand des Blattes mindestens auf einer Seite zu schmieren.

Zweitens sind Heisschmelz-Wachsmassen schwer gleichmässig auf ein Grundblatt zu drucken, insbesonde re auf plastische Filme da das heisse Wachs und Öl dazu neigen, die Druckwalzen und den plastischen Film zu erhitzen und auszudehnen und auf die sauberen Randflächen zu fliessen und der Farbschicht eine nicht voraussehbare Dicke und eine unregelmässige Randlinie zu verleihen, was das Aussehen und die Erscheinung des fertigen Blattes ernstlich beeinträchtigt.

Sobald die aus gedehnte Filmgrundlage sich zusammenzieht, bewirkt sie ferner öfters, dass die Farbmasse flockt und sich von der Grundlage löst.

Die unregelmässige Randlinie der Farbschicht wird während des Anbringens der Wachsdeckschicht noch etwas intensiviert, da diese Schutzschicht ebenfalls als Heisschmelzmasse aufgebracht wird und dazu neigt, die darunter liegende Farbschicht wieder zu schmelzen und sie dazu zu veranlassen, sich auf die farbfreien Randflä chen auszubreiten.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein druck empfindliches Vervielfältigungsmaterial zu schaffen, das diese Nachteile alle nicht aufweist. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die Farbmasse eine Schicht aus synthetischem, filmbildendem Bindematerial und ein Pigment aufweist.

Zweckmässig besitzt die Farbmasse einen hohen Schmelzpunkt, um nicht bei erhöhten Temperaturen, wie z. B. während des Auftrages einer Heisschmelzwachs- schutzschicht geschmolzen oder ausgebreitet zu wer den.

Zur Herstellung des druckempfindlichen Vervielfälti- gungsmaterials kann man flüssige Massen verwenden, welche vorteilhaft bei Zimmertemperatur aufgebracht werden, wodurch die Probleme der Wärmeausdehnung mer Druckwalzen, der Grundlage und dgl. vermieden werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand .der Zeich nung, die Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert wer den. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine kontinuierliche Vervielfältigungsmaterialbahn, auf welche eine Deck schicht als kontinuierliche Schicht aufgetragen ist, wel che sich über die ganze Oberfläche der Grundbahn erstreckt; Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Vervielfältigungsblatt, das aus der kontinuierlichen Bahn von Fig. 1 ausge schnitten wurde;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer kontinuierlichen Grundbahn, welche mit getrennten Applikationen von Farbmasse bedruckt wurde; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht entsprechend Fig. 3; 5 eine perspektivische Ansicht der bedruckten Bahn von Fig. 1, welche mit einer Wachsschutzschicht überzo gen ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht durch Verwendung einer Farbmasse, welche auf harzar tigen oder filmbildenden Bindematerialien beruhen und in kaltem Zustand als Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel auf die Grundlage aufgedruckt wird. Eine derartige Masse wird gleichmässiger auf der Grundlage als Schicht von gleichmässiger und genauer Dicke verteilt infolge ihrer Natur einer richtigen Lösung des Bindematerials.

Die Farbmasselösung enthält im allge meinen etwa /a flüchtiges Lösungsmittel, sodass die aufgebrachte Masse in flüssigem Zustand eine Dicke von etwa dem dreifachen von dem aufweist, welches in trockenem Zustand nach Verdampfung des Lösungsmit tels übrigbleibt. Dies ist ein äusserst wichtiger Faktor bei der Aufbringung von gedruckten Farbschichten von genauerer Dicke, da gedruckte Schichten nicht zur gewünschten Dicke mit Hilfe von Rakeln oder derglei chen ausgebreitet werden können, ohne ihre scharf gedruckten Ränder zu unterbrechen.

Druckwalzen und ähnliche Vorrichtungen können nicht so genau geschliffen werden, dass sie Farbschich- ten von 12 l!. mit völliger Genauigkeit aufbringen. Im allgemeinen weisen derartige Vorrichtungen Genauigkei ten von 2,5 it auf, sodass beim Auftragen von Farbschichten auf Wachsbasis von12 ,ft Dicke die Variationsgrenze der Dicke etwa 20 0/0 beträgt.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird jedoch, wenn eine trockene Farbschicht von 12 ,It erwünscht ist, diese in Form eines Lösungsüberzuges von 38 ,u Dicke aufgetra gen und die Variationsgrenze der Dicke beträgt 1 Teil auf 15 oder weniger als 6,7 0/0. Infolge der Flüchtigkeit des Lösungsmittels beginnt die Farbmasse sofort, nach dem sie auf die Grundlage aufgedruckt wurde, fest zu werden, sodass praktisch kein Fluss auf nicht überzoge ne Randteile erfolgt und die Randlinie der gedruckten Schicht gerade und scharf ist.

Wenn sich das Lösungsmittel vollständig verflüchtigt hat, sei es bei Zimmertemperatur oder unter Anwendung von Hitze, ist die erhaltene Farbschicht wärmebeständig und kann bis auf eine Temperatur weit über .etwa 150 C erhitzt werden, ohne einen fliessbaren Zustand zu erreichen. Wenn daher eine Deckschicht in geschmol zenem Zustand über die Farbschicht aufgebracht wird, besteht keine Neigung diese zu schmelzen und sie dazu zu veranlassen, auf den farbfreien, schmalen Rand zu fliessen, um unregelmässige Ränder zu bilden.

Ebenso können härtere Wachse mit höherem Schmelzpunkt in den Deckschichtmassen verwendet werden, um Deck schichten zu erzeugen, welche beständiger sind gegen Entfernung während der Handhabung, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen, und auf diese Weise einen besseren Schutz gegen die Beschmutzung von Händen, Kleidern und dergleichen ergeben, was sehr wichtig ist für druckempfindliches Vervielfältigungsma- terial.

Die erfindungsgemäss verwendeten Farbmassen basie- ren auf synthetischen, filmbildenden Bindematerialien welche ein oder mehrere Öle, ölige Stoffe oder Wachse enthalten können, um die Masse brüchiger oder besser druckübertragbar zu gestalten.

In den meisten Fällen wird vorzugsweise ein mischbares Gemisch von zwei Ölen verwendet, von denen das eine mindestens zu 75 0/0 mit dem Bindematerial verträglich ist und das andere mindestens zu 75 % mit dem Bindematerial nicht ver- träglich ist.

Infolge ihrer Mischbarkeit wird das unver trägliche Öl davor bewahrt, aus der Farbschicht ausge schieden zu werden, während das verträgliche Öl davor bewahrt wird, das Bindematerial bis zum Punkt der Nichtbrüchigkeit weich zu machen. Die gebildete Farb schicht weist selbst nach ausgedehnten Lagerperioden ausgezeichnete übertragbarkeit durch Druck auf.

Der Farbstoff in der Masse kann jeden üblichen, gegenwärtig für Vervielfältigungsmaterial verwendeten Farbstoff umfassen, einschliesslich farbbildenden, farblo sen Farbstoffkomponenten und komplementären chemi schen Reagenzien welche aus Bequemlichkeitsgründen unter die Bezeichnung Farbstoff genommen werden. Ein kritisches Erfordernis besteht darin, -dass der Farbstoff ein Material sein muss, welches in dem besonderen, zum Auftragen der Masse verwendeten flüchtigen Lösungs mittel unlöslich ist.

Im allgemeinen werden vorzugsweise grosse Mengen Farbstoff in der Farbmasse verwendet im Bereich von etwa 35 % bis etwa 70 %, bezogen auf das totale Gewicht der trockenen Farbschicht nach Verdam pfung des flüchtigen Lösungsmittels.

Das empfindliche Pigment kann in der Masse jedes Material umfassen, welches magnetisch, elektrisch oder optisch empfindlich ist, einschliesslich magnetische Pig menten, wie magnetisches Eisenoxyd, Eisenspäne oder Eisenpulver; leitende Pigmente, wie Silberpulver und ähnliche leitende metallische Pulver; und undurchsichti ge Pigmente, wie Gasruss, channel black , Graphit und Nigrosin.

Für das synthetische harzartige oderfilm bildende Bindematerial der erfindungsgemäss verwendeten Farb- masse besteht keine besondere kritische Voraussetzung, ausgenommen in bezug auf die Farbmassen, bei welchen vorzugsweise solche Bindemittel verwendet werden, wel che mindestens teilweise in :den üblichen Vervielfälti- gungslösungsmitteln löslich sind, welche Alkohol, z. B. Aethylalkohol und Wasser umfassen. In dieser Bezie hung schliessen die bevorzugten Materialien zellulosear- tige Filmbildner ein, wie z.

B. Aethylzellulose; Vinylhar- ze, wie z. B. Polyvinylacetat; alkohollösliche Nylonpo- lyamide; chlorierte Polyphenylharze, wie z. B. die Arochlore ; unveresterte Kolophonium-Maleinsäure- harze, wie z. B. die Amberole und dergleichen.

Andere geeignete Bindemittel umfassen Winylchlorid-Vinylace- tat-Copolymere wie Vinylit VYHH, Zelluloseacetat, Me- thylzellulose, Carboxymethylzellulose, Styrolhomopoly- mere und -copolymere, wie Styrolisopren und andere. Diese Bindemittel werden im folgenden als synthetische, filmbildenden Bindematerialien bezeichnet.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert: Beispiel 1:
EMI0002.0116

Bestandteile <SEP> Gew.-teile
<tb> Aethylzellulose <SEP> 5
<tb> Mineralöl <SEP> (unverträglich) <SEP> 7
<tb> Oleinsäure <SEP> (verträglich) <SEP> 3
<tb> Farbstoff <SEP> (du <SEP> Pont <SEP> Spirit <SEP> Black <SEP> Nr. <SEP> 3) <SEP> 20
<tb> Lösungsmittel <SEP> (Toluol) <SEP> 55 Beispiel 2:
EMI0003.0001

Bestandteile <SEP> Gew.-teile
<tb> Arochlor <SEP> 5460 <SEP> (chloriertes
<tb> Biphenylharz) <SEP> 10
<tb> Bienenwachs <SEP> 5
<tb> Farbstoff <SEP> (kristallviolett) <SEP> 30
<tb> Tetrachlorkohlenstoff <SEP> 85 Beispiel 3:

EMI0003.0002

Bestandteile <SEP> Gew.-teile
<tb> Polyvinylbutyral <SEP> (Vinylit <SEP> XYSG) <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Chloriertes <SEP> Polyphenylharz
<tb> ( Arochlor <SEP> 1254) <SEP> 2,5 <SEP> g
<tb> Nigrosin <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Magnetisches <SEP> Eisenoxyd <SEP> 12 <SEP> g
<tb> Methanol <SEP> 100 <SEP> cc Beispiel 4:
EMI0003.0003

Bestandteile <SEP> Gew.-teile
<tb> Styrol-Copolymer <SEP> ( Isopol <SEP> P114 <SEP> AM) <SEP> 10 <SEP> g
<tb> Bienenwachs <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Gasruss <SEP> 8 <SEP> g
<tb> Graphit <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Erdölnaphtha <SEP> 85 <SEP> g Die vorliegenden Farbmassen können auf geeignete, biegsame Unterlagen, wie z. B. Papier oder einen Film von Polyäthylen, Terephtalat usw. nach jedem bekann ten Druckverfahren, wie z. B.

Rotationsdruck, Seidenga- zedruck, überziehen durch Matrizen und dergleichen aufgedruckt werden. Im allgemeinen wird das Drucken in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt, in dem man auf eine, in Bewegung gehaltene Grundlage bahn eine Serie von getrennten Farbmassen, welche im Abstand voneinander gehalten sind und vorzugsweise auf allen Seiten von einem schmalen Rand der Grundla ge umgeben sind, wie in Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt, aufbringt.

Falls erwünscht, können jedoch auch einzelne vorgeschnittene Blätter bedruckt werden, um zum selben Resultat zu gelangen und es können kontinuierlich oder individuell Blätter hergestellt werden, auf denen die Randflächen nur an zwei Enden vorhan den sind, z. B. entlang jeder Seite des Blattes oder entlang dem Kopf und dem Fuss desselben.

In der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine endlose Grundlagebahn 10, auf welcher eine Serie von individuellen übertragungsapplikationen 20 der Farb- masse aufgedruckt wurde und anschliessend mit einer kontinuierlichen Deckschicht 30 überzogen wurde. Jede Farbmasse ist auf der Grundlage aufgedruckt, z. B. durch Berührung der Grundlage mit einer rotierenden Druckwalze, welche die Lösung der Farbmasse trägt, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt.

Die aufgebrachte Masse neigt dazu, infolge der Verdampfung des flüchtigen Lösungs mittels rasch zu einer festen Schicht zu härten, was durch Erwärmen mit Infrarotlampen oder durch Blasen mit einem Fächer oder dergleichen beschleunigt werden kann. Die Schichten 20 sind derart angebracht, dass sie eine farbfreie schmale Randpartie 20 auf der Grundlage um jede Schicht herum ergeben, welche Partie nur die Deckschicht trägt.

In den Fig. 3 und 4 ist die Grundlagenbahn 20 von der Walze 10 abgezogen, zwischen der Walze 10 und der Auftragswalze 15 durchgeführt und schliesslich auf die Walze 12 aufgewickelt. Die Auftragswalze erhält die Lösungsmittel-Farbmasse von der rotierenden Druck walze 13 in Form von vier getrennten Applikationen pro Umdrehung.

Die rotierende Druckwalze weist vier ge trennte Druckköpfe auf, da si mit zwei gegenüberliegen den, horizontalen Rillen 14 (wie in Fig. 3 und 4) und einer vertikalen Rille 14a (in Fig. 4 dargestellt) in d er Mitte der Walze rund um deren ganzen Umfang verse hen ist.

Die rotierende Druckwalze erhält die Lösungs- mittel-überzugsmasse von einer Farbwalze 13a, welche teilweise in den Bottich 16 eintaucht, der die Masse enthält, und mit Kühlmitteln versehen sein kann, um eine vorzeitige Verdampfung des flüchtigen Lösungsmit tels zu verhindern.

Nachdem die Bahn mit der Lösungs mittelmasse 21 bedruckt ist und bevor sie auf die Walze 12 aufgewickelt wird, wird sie vorzugsweise der Einwir kung von Infrarotlampen oder von Gebläsen ausgesetzt, um die Verdampfung des flüchtigen Lösungsmittels und das Härten der Farbschichten zu beschleunigen. Die Bahn wird sodann mit einer Schutzschicht versehen und auf zweckmässige Grösse geschnitten.

Fig. 5 zeigt ein Verfahren zum Aufbringen einer Deckschicht auf die bedruckte Bahn von Fig. 4. Im Fall von Vervielfältigungsmaterial besteht die Deckschicht masse im allgemeinen aus Wachs oder einem Gemisch von Wachsen und wird zum Schutz aufgetragen. Im Fall von magnetischen oder anderen empfindlichen Kohle blättern kann es erwünscht sein, dass eine Deckschicht der Farbschicht bessere Adhäsion an das Kopierblatt oder das Aufzeichnungsblatt verleiht. In diesem Falle besteht die Farbmasse aus klebrigen Wachsen wie z. B.

Bienenwachs, oder klebrigen Harzen, wie Indopol H- 300 oder Vistanex (Polybutenharz), Isopol (Styrol- isopren-copolymer) und Gemischen dieser Stoffe mit üblichen Wachsen.

Die Deckschichtmasse ist in einem erhitzten Bottich (nicht gezeigt) enthalten, in welchen die Auftragswalze 18 eintaucht. Die Deckschichtmasse wird von der Walze 18 auf die Auftragswalze 17 und schliesslich auf die Oberfläche der bedruckten Bahn als Deckschicht 30 aufgetragen. Die derart überzogene Bahn wird sodann auf -die Walze 25 aufgewickelt, um einer Endbearbeitung unterzogen zu werden, wie z. B. Schneiden in einzelne Blätter, kontinuierliche Streifen oder dergleichen.

Es ist besonders vorteilhaft, Deckschichten auf jenem erfin- dungsgemässen Vervielfältigungsmaterial zu verwenden, welches ölige Bestandteile enthält, da Öle im allgemeinen dazu neigen zu schwitzen oder aus der Farbschicht beim Altern ausgeschieden zu werden, was zum Verlust der Brüchigkeit führt. Die Deckschicht wirkt hingegen als Sperre und hält die Öle in der Farbschicht zurück.

Die Wachsdeckschicht kann durch einen Überzugs kopf gedruckt werden, welcher breiter ist als die Farb- schicht aber schmäler als die Grundlagebahn.

Es ist ferner selbstverständlich, dass das vorliegende Vervielfältigungsmaterial einzeln unter Verwendung vorgeschnittener Grundlageblätter oder auf kontinuierli che Weise unter Verwendung einer Grundlagebahn, wie in der Zeichnung dargestellt, hergestellt werden können. Ebenso können breitere Bahnen verwendet werden, sodass zwei oder drei oder mehr Vervielfältigungsmate- rialblätter gleichzeitig in parallelen Serien über die Bahn hergestellt werden können.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäss herge stellten Vervielfältigungsmaterials, insbesondere mit einem farbfreien Rand an allen vier Seiten des Blattes, besteht darin dass es besonders gut geeignet ist zur Verwendung in sogenannten Hitzeübertragungsverfah- ren, wie Thermographie und Xerographie. Dies ist auf die nicht schmelzenden Eigenschaften der Farbschicht zurückzuführen, welche eine Erhitzung auf 230 C und mehr erlaubt um klebrig und übertragbar zu werden, ohne jedoch flüssig oder fliessbar zu werden.

Die vier farbfreien Randpartien sorgen dafür, dass nichts von der färbenden Farbmasse an dem Träger oder den Bändern oder Walzen des Vervielfältigungsapparates, wie z. B. einer Thermofax-Maschine haftet oder darauf übertra gen wird. Eine derartige Verschmutzung wird bei Ver wendung üblicher Übertragungsblätter, insbesondere Hektographenblätter, oft angetroffen und bildet ein kritisches Problem.

Claims

YA1'ENTANSYRUCH Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial, nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes, dadurch gekenn zeichnet, dass die erwähnte Farbmasse eine Schicht aus synthetischem, filmbildendem Bindematerial und ein Pigment aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1. Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzüberzug aus einem Film aus heiss schmelzendem Wachs besteht. 2.

Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die farbfreien Randpartien sich auf allen vier Seiten des Blattes .erstrecken und die Schutzschicht sich auf die Randpartien an mindestens zwei gegenüberliegenden Rändern des Grundblattes erstreckt. 3. Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schutzschicht ganz auf die anderen beiden farbfreien Randpartien des Blattes erstreckt. 4.

Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schutzschicht auf die äusseren Ränder der farbfreien Randpartien des Blattes erstreckt. 5. Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment -derart beschaffen ist, dass die damit auf einem Kopierblatt gebildeten Bilder automatisch gefühlt wer den können.

6. Druckempfindliches Vervielfältigungsmaterial nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet dass das Pigment derart beschaffen ist, dass die damit auf einem Kopierblatt gebildeten Bilder automatisch durch elektri sche oder magnetische Fühhnittel gefühlt werden kön nen.