Dr. Gertrud Hauser 8Q0O Münclien 6üj 7.November 1967
DipL-Ing. Gottfried Leiser £rns.b.«ng*rstr««e i»
Patentanwälte
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A,
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Unser Zeichen: C 2455
Druckempfindliches magnetisches i'arbübertragungsblatt oder
-band vom Ausquetschtyp und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der magnetischen Abtastung
und insbesondere die Schaffung druckempfindlicher Parbübertragungsblätter
oder -bänder, welche unter verschiedenen Umständen in zuverlässiger Weise magnetisch abtastbare
Bildstellen ergeben; die Erfindung umfasst auch das Verfahren zur Herstellung solcher Parbübertragungsblätter
oder -bänder. '
Magnetische IParbübertragungsblätter und -bänder sind
dem Fachmann bekannt. Vieler solcher Elemente besitzen einen Kunststoffträgerfilm, auf welchem sich eine
zerbrechliche, durch Druck übertragbare Schicht auf
der
Dr.Ha/Kü.
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der Basis eines Bindemittels, z.B. Wachs oder eines synthetischen Harzes, das ein magnetisierbares Pigment,
z.B. Eisenoxidschwarz enthält, befindet.
Magnetische Abtastsysteme und Vorrichtungen besitzen
bestimmte kritische Toleranzen, die, wenn sie überschritten werden, ein Versagen des Systems und Unbrauchbarkeit
der verarbeiteten Daten zur Folge haben. Für MICR Arbeit hat die American Bankers Association Toleranzen
in Bezug auf den Signalpegel der magnetischen Amplitude, der Leerstellen- und Randtoleranzen usw.
festgesetzt. Der Signalpegel eines spezifischen magnetischen
Zeichens muss 50-bis 200$ eines als "May 27,1958 Reference" bekannten Standard-Pegels, gemessen auf einer Testvorrichtung
für Magnetdruck von der General Electric, betragen? die Leerstellen in den Buchstaben dürfen nicht größer
sein als eine Fläche, die von einem Quadrat mit Abmessungen von 0,15 x 0,15 mm vollständig umfasst wird,
und die Randunregelmässigkeiten dürfen nicht um mehr als
±0,062 mm von dem Nennwert der Randabmessung des Buchstabens abweichen.
Obwohl zerbrechliche magnetische Übertragungselemente
in der Regel für eine Direktbeschriftung geeignet sind, wobei der bilderzeugende Druck direkt auf das Übertragungselement
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ausgeübt wird, zum Beispiel in Form eines scharfen Schlages einer Schreibmaschinentype, eignen sie sich
nicht zur Verwendung im Innern eines aus mehreren Blättern bestehenden Satzes oder in Vorrichtungen, bei denen die
Beschriftung mittels einer Druckwalze erfolgt. Zerbrechliche Übertragungsschichten besitzen in Bezug auf
die Überträgungsdrücke enge Grenzen. Unterhalb eines
bestimmten Drucks erfolgt keine Übertragung; nur innerhalb
eines besonders schmalen Bereichs ist eine perfekte Übertragung möglich und oberhalb dieses Bereichs erfolgt
eine zu starke Übertragung. Die sich aus einem zu schwachen oder zu starken Druck ergebenden Fehler sind
in erster Linie Hohlräume, Randunregelmässigkeiten und
eine zu starke Hintergrundfärbung oder die Bildung von Fremdteilchen rund um die Bildstellen. Wenn solche
zerbrechlichen magnetischen Farbübertragungselemente im Innern eines aus mehreren Blättern bestehenden Satzes
verwendet oder mittels einer Druckwalze beschriftet werden, ist der auf die Übertragungsschicht übertragene
Druck zu gering, so dass keine oder kaum eine Übertragung
stattfindet und die Bildstellen, wenn überhaupt welche entstehen, große Leerstellen und Randunregelmässigkeiten
aufweisen, welche sie für eine genaue magnetische
Abtastung oder Ablesung ungeeignet machen. Versuche,
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die magnetische Amplitude oder den Signalpegel derart
schwacher Bilder durch Erhöhung der Menge des magnetischen Pigments in der zerbrechlichen Übertragungsmasse
zu erhöhen » ergeben ein Übertragungselement, welches
für eine Beschriftung durch direkte Druckbeaufschlagung
ungeeignet ist und zwar wegen des hohen Signalpegels
der HintergrundVerfärbung, die auf diese Weise entsteht,
und des hohen Signalpegels der gebildeten Randunregel-
■ ■ ■
mässigkeiten. Die Herstellung eines zerbrechlichen magnetischen
Übertragungselements, welches sich für die im normalen Geschäftsverkehr auftretenden vielfältigen
Anwendungszwecke zuverlässig eignet, ist daher nicht möglich.
Bs wurde nun erkannt, dass druckempfindliche Übertragungsmassen
vom Ausquetschtyp unter der Einwirkung verschiedener Arten und Stärken eines bilderzeugenden
Drucks gleichmässig Farbe austreten lassen. Obwohl aus solchen Übertragungsmassen gebildete Bildstellen
verhältnismässig frei von Leerstellen und Randunregelmässigkeiten
sind, besitzen sie doch nicht einen ausreichend hohen magnetischen Signalpegel bei Verwendung
üblicher magnetischer Pigmente, da sie mit Parbausquetschung
arbeiten und somit keine feste schwere Hasse
übertragen,* wie dies bei zerbrechlichen Übertragungsmassen der lall ist. Obwohl man in einigen Fällen
den Mindestsignalpegel von 50$ mit üblichen Ausquetsch-
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übertragungsbögen
übertragungsbögen überschreiten kann, eignen sich solche
Bögen doch nicht für die gewerbliche Verwendung, da der Signalpegel sehr oft unter den Wert von 50$ absinkt
und zwar Je nach den Verwendungsbedingungen der ÜbertragungsTslätter,
z.B, ge nach dem angewendeten Druck,
der Qualität des Kopierpapiers und der Stellung des Ubertragungsbogens relativ zu der bilderzeugenden
Torrichtung. Mir praktische Zwecke muss ein Übertragungsbogen
Bildstellen mit einem Signalpegel von mindestens 90$ und nicht über 150$ des Standardwerts liefern,
so dass die absoluten Signalpegeltoleranzen unter den
variierenden Verwendungsbedingungen eingehalten werden.
Die vorliegende Erfindung hat nun ergeben, dass die für eine magnetische Abtastung aufgestellten Toleranzen
bei Verwendung von Übertragungselementen mit zerbrechlischen
oder druckübertragbaren magnetischen Schichten nicht in zuverlässiger Weise eingehalten werden können,
insbesondere nicht bei aus mehreren Bögen bestehenden Sätzen und bei der Beschriftung mittels Druckwalzen.
Die magnetische Schicht darf vielmehr unter der Einwirkung eines bilderzeugenden Drucks nicht als Masse
übertragen werden, sondern soll unter der Einwirkung
selbst eines leichten bilderzeugenden Drucks beliebiger
Art
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ORIGINAL INSPECTED
Art eine bestimmte Menge einer flüssigen magnetischen
Farbe austreten lassen, die sehr viel magnetisches Pigment enthält. Die vorliegende Erfindung schafft
somit geeignete Übertragungsmassen und Farbübertragungsbögen
dieser Art.
Druckempfindliche Übertragungsbögen vom Ausquetschtyp sind auf dem Gebiet des Kohlepapiers und der Schreibmaschinenbänder
bekannt, und zum Beispiel in den US-Patentschriften No.2 820 717 und 3 037 879 beschrieben,
Versuche, den RuB oder die anderen Pigmente solcher bekannten Kohlepapiere durch übliche magnetische Pigmente
zur Erzeugung magnetischer Übertragungsbögen zu ersetzen, lieferten unbefriedigende Ergebnisse, da übliche magnetische
Pigmente nicht in ausreichend großen Mengen solchen bekannten Zusammensetzungen zugegeben werden
können, dass man Kopien mit ausreichend magnetischer Amplitude erhält, die mit den derzeit verwendeten Abtastvorrichtungen
zuverlässig und genau abgetastet werden können, insbesondere wenn sich solche übertragungsbögen
im Innern eines aus mehreren Bögen bestehenden Satzes befinden. Über einer bestimmten maximalen Menge
machen die üblichen magnetischen Pigmente den öligen
!Träger so dick, dass er unter Druckeinwirkung nicht
mehr austritt und unter oder bei einer solchen maximalen
Menge
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Menge enthalten die erzeugten Bildstellen eine zu geringe
Menge des magnetischen Pigments, um die erforderliche magnetische Amplitude öder den erforderlichen
Signalpegel zu ergeben. Dieser Fehler ist dann besonders
schwerwiegend, wenn solche Obertragungsbögen im Innern
von aus mehreren Bögen bestehenden Sätzen verwendet oder mittels Walzen unter Druck gesetzt werden.
UnterBerücksichtigung der vorstehenden Ausführungen
ist daher Aufgabe der Erfindung die Schaffung druckempfindlicher Obertragungsbögen, die große Mengen an
magnetisierbarer Pigment enthalten und gegenüber einem
bilderzeugenden Druck so empfindlich sind, dass sie
gleichmässige, scharfe Kopien mit hoher magnetischer
Amplitude selbst dann ergeben, wenn sie sich im Innern eines aus mehreren Bögen befindlichen Satzes befinden
und wenn sie mittels Rollen oder Walzen unter Druck
gesetzt werden.
Nachstehend wird die Erfindung näher erläutert.
Gemäss der Erfindung können druckempfindliche Übertragungs
elemente mit nicht zerbrechler Obertragungsschieht vom Ausquetschtyp so hergestellt werden, dass man magnetische
Kopien mit dem erforderlichen Signalpegel erhält, indem
man
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man die unter Druck: austretende magnetische Herbe
aus einer großen Menge eines magnetiSiierbaren. Pigments
einer bestimmten spezifischen Art; in Kombination, mit
einem flüssigen., öligem !Träger zusammensetzt * welch©
das magnetisierbare Pigment verhältnismässig schwach
absorbiert*
Die ftir die Erfindung geeigneten magnetieierbaren Pigmente
sind solche mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 5 Mikron und vorzugsweise weniger als
1 Mikron und einem ASTM-Mindestwert der Klopfdichte
von mindestens etwa 14 g pro ZoIl^ und vorzugsweise
über etwa 20 g/Zoll^ und mit einer maximalen ASTM-OeI-absorption
von 40 und vorzugsweise unter etwa 20, bestimmt nach der Spatelmethode. Die Klopfdichte des
magnetischen Pigments wird nach der ASTM-Methode so bestimmt, dass man die maximale Menge des jeweiligen
magnetischen Pigments wiegt, welche in einem Zoll5 unter
Klopfen gegen den Behälter verdichtet werden kann. Es ist dies ein Maß für die Oberflächeneigenschaften und
die Beweglichkeit des Pigments, da je glatter und je
regelmässiger die Oberfläche der Pigmentteilchen ist, diese sich um so leichter bewegen und in so größerer
Zahl in einem bestimmten Raum verdichtet werden können.
Der Oelabsorptionswert ist ein Maß für das Mindestgewicht
an
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an reinem, rohem Leinsamenoel, welches erforderlich ist,
Tim 100 g des jeweiligen anagnetisierbaren Pigments unter
Bildung einer steifen, kittartigen Paste, die nicht "bricht, vollständig zu "benetzen. Pigmente, welche
das OeI stark absorbieren, benötigen viel mehr OeI
zur Benetzung von 100 g Pigment als Pigmente, welche das OeI nur schwächer absorbieren.
Während auf dem Gebiet der Kohlepapiere für Kohlepapiere vom Ausquetschtyp die Verwendung stark absorbierender
Pigmente zur Erzielung dunkelschreibender Bögen günstig ist, trifft diese Überlegung nicht auf die Herstellung
magnetisch abtastbarer Bildstellen zu, da hier die magnetische Amplitude, welche die Bildstelle erzeugen
können, die wesentliche Eigenschaft ist. Ein Bild, welches ein schwarzes Pigment mit absorbiertem OeI
enthält, erscheint viel schwärzer für das Auge, enthält jedoch weniger Pigment als eine Bildstelle, die ein
schwarzes Pigment mit weniger absorbiertem1. OeI enthält
und aus der gleichen Art von Ausquetsehbogen mit dem ' gleichen Anteil an OeI und Pigment erhalten wurde. Für
eine magnetische Abtastung muss die größtmögliche Menge
des magnetisierbaren Pigments auf den Kopierbogen zur
Erzeugung der größtmöglichen Amplitude tibertragen werden
und
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und die Intensität oder die visuelle Lesbarkeit solcher Bildstellen ist unwesentlich.
Übliche Erkennungssysteme für Buchstaben aus magnetischer Farbe (MICR) sind so empfindlich, dass sie Bildstellen,
welche eine magnetische Wellenform mit einer Amplitude von 50$ oder mehr des Standardwerts erzeugen, feststellen
und ablasen. Obwohl man magnetische Farben mit einer Amplitude von 50$ des Standardwertes für den Direktdruck
verwenden kann, da die Schärfe der gedruckten Buchstaben
und das Gewicht der aufgedruckten Farbe leicht zu kontrollleren und konstant zu halten sind, kann, man solche
Farben für die erfindungsgemässen Übertragungsbögen wegen der wichtigen Unterschiede in ihrem Endverwendungszweck ,
welcher eine Kontrolle der Schärfe der gebildeten Bildstellen und ihres Gehalts ihrer magnetischen Farbe
unmöglich macht, nicht verwenden. Wenn das Übertragungsblatt im Innern eines aus mehreren Bögen bestehenden
Satzes verwendet oder mittels Druckwalzen unter Druck
gesetzt wird, gibt es weniger magnetische Farbe frei und erzeugt eine geringere Amplitude, als wenn es für
den Direktdruck verwendet oder mit einer Schreibmaschinentype beaufschlagt wird. Selbst bei Verwendung in identischer
Weise variiert die magnetische Amplitude der gebildeten Bildstellen je nach der Stelle, an welcher sididas
Übertragungsblatt
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innerhalb des Satzes befindet oder der Wirksamkeit oder dem Abnutzungsgrad der die Druckwalzen enthaltenden
Vorrichtung.
In der Praxis wurde gefunden, dass die erfindungsgemäss
zu verwendenden Farben eine magnetische Amplitude von mindestens 90$ des Standardwertes bei Verwendung unter
idealen Bedingungen und vorzugsweise von nicht, über lü>0£
des Standardwertes erzeugen sollen. Es wurde gefunden, dass ,wenn die magnetische farbe diese Mindestkapazität
bei Erzeugung der Bildstellen durch direktes Tippen auf das Übertragungsblatt und übertragung der Farbe auf einen
gut aufnahmefähigen Bogen besitzt, dann die erflndungsgemässen Übertragungsblätter unter allen normalen Betriebsbedingungen,
z.B. im Innern eines aus mehreren Blättern gebildeten Satzes und unter Verwendung von
Druckwalzen, brauchbar sind. Obwohl die Amplitude der nach diesen letzteren Methoden erzeugten Bildstellen
weit unter 90# des Standardwertes liegt, sinkt sie doch
nie unter den 5O?6 Toleranzwert üblicher MIGR-Systeme ab.
Es wurde gefunden, dass die bisher für übertragungsbögen
verwendeten magnetisierbarer Pigmente in Übertragungsbögen
vom Ausquetschtyp , die sich im Innern eines aus mehreren Bögen bestehenden Satzes befinden oder mit
einer
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einer Druckwalze behandelt werden» nicht brauchbar sind.
Das am häufigsten verwendete magnetische Pigment ist
IBN-lOO, ein Terro-Ferrioxid (Pe^CL·}, das im Handel
von der G.E« Williams & Go., Eastoiir Pennsylvania zu
haben ist. Obwohl dieses Material zur Verwendung:
in zerbrechlichen Übertragungssehichten völlig geeignet
ist, ist es für die erfindungsgemässe Verwendung wegen
seiner rauhen Oberfläche und seiner hohen Oelabsorption.
völlig ungeeignet. Bie Klopf dichte dieses Materials,
das eine mittlere !!teilchengröße von weniger als 1 Mikron
besitzt, ist etwa 12±1 g/Zoll und seine Oelabsorption
ist etwa 50. Das ist im Gegensatz zu den für die erfindungsgemässe
Verwendung bevorzugten magnetischen Pigmenten, deren Oelabsorptionswerte unter etwa 20 und
deren Klopfdichte über etwa 20 liegt. Ein solches bevorzugtes Pigment ist MO-7029, ein von der Pfizer & Co.,
New York in den Handel gebrachtes Perro-Ferrioxid mit
einer Klopfdichte von etwa 33 und einer Oelabsorption von
etwa 12.
Nachstehend wird eine Liste anderer magnetisierbarer
Eisenoxidpigmente, wie sie von der Pfizer & Go. in den
Handel gebracht werden und für die Erfindung geeignet sind,
aufgeführt* Diese geeigneten Materialien stellen nur einen Bruchteil der für eine Vielzahl von Verwendungszwecken
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zwecken im Handel befindliehen magnetisierbarer Pigmente
dar, wie sie in Druckerfarben "und Magnetbändern verwendet
werden, wovon die meisten für die erfindungsgemässen
Zwecke ungeeignet sind. .
Handelsbeaceichnung Klopfdichte Oelabsorption
Zoll3 100 g
MO-8629 |
30 |
14 |
MO-8/29 . |
30 |
14 |
MO-7029 |
33 |
12 |
MO-4526 |
18 |
30 |
MO-4326 |
15±1 : |
30 |
MO-3528 |
15Ϊ1 |
30 |
MO-2530 |
15+1 |
36+4 |
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung9 ohne
sie jedoch zu beschränken.
XK
Beispiel
Bestandteile Gewichtsteile
Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymerisat (Tinylite YYHH) 8,5
Butylstearat 6,0
Sulfoniertes pflanzliches OeI 1»5
raffiniertes Rapssamenöl 6,0
Schwarzes Eisenoxid (MO-7029) 20,0
loluol
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Bestandteile Gewichtsteile
Toluol
Aethylacetat Methylethylketon
Das magnetische Pigment wird zuerst in mindestens einem
gleichen Gewicht eines oder mehrerer der OeIe dispergiert
und dann der das restliche OeI enthaltenden Lösung des Harzes zugegeben. Die Mischung wird dann auf einen flexiblen Träger,
z.B. Papier oder einen Kunststoff-Film, aufgebracht und
durch Verdampfung der flüchtigen Lösungsmittel unter Bildung der festen, druckempfindlichen Ausquetschschicht getrocknet.
Ein Versuch, das MO-7029 in der obigen Zusammensetzung
durch eine gleiche Menge eines üblicheren magnetischen Pigments, z.B. ΙΕ8Γ-100, zu ersetzen, ergab eine Schicht,
die unter der Einwirkung eines bilderzeugenden Drucks keine lesbare Kopie ergibt. Das OeI wird von dem IHN-IOO absorbiert,
so dass keine fließfähige flüssige Farbphase mehr vorhanden
ist. Die Zugabe von mehreren weiteren Gewichtsteilen OeI
macht die Farbphase fließfähig und ermöglicht die Bildung lesbarer, schwarzer Kopien unter der Einwirkung eines
direkten Drucks einer Schreibmaschinentype. Die magnetische Amplitude solcher Bildstellen beträgt Jedoch nur etwa 20$
des
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Standardwerts, verglichen mit einer magnetischen Amplitude von etwa 120$ des Standardwerts, wie sie
mit von dem tfbertragungsbogen des Beispiels erhaltenen Bildstellen erzielt wird,
Außer den kritischen Beschränkungen in Bezug auf das
magnetisierbar Pigment sind die übrigen Komponenten der erfindungsgemässen Ausquetschübertragungsschichten
und ihre Eigenschaften die gleichen, wie sie bisher für Kohlepapiere verwendet wurden, wie sie z.B. in den
US-Patentschriften No. 2 820 717 und 3 037 879 beschrieben
sind. Obwohl Yinylharzbindemittel bevorzugt sind, können
doch auch andere Stoffe wie die Acrylharze und Polycarbonate,
die auf dem Gebiet der Ausquetschkohlepapiere bekannt sind, verwendet werden. Der oelige Träger muss
bei gewöhnlicher Raumtemperatur rasch fließen und darf von dem magnetisierbaren Pigment im wesentlichen nicht
absorbiert werden. Wenn der Trägerbogen Papier ist,
welches dazu neigt, das OeI aus der Farbschicht zu absorbieren,
bringt man zweckmässig eine oelundurchlässige, harzartige Zwischenschicht zwischen der farbschicht
und dem Träger an. Bevorzugt verwendet man jedoch einen
Kunststoff-Film als Träger, z.B. einen Film aus Bolyäthylenterephthalat
(Mylar) oder dergleichen sowie eine Kunststoffzwischenschicht zwischen dem Trägerfilm und der Farbschicht
zur
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zur Bildung einer Verbindung zwischen den beiden und
um mverhindern, dass die larbsehich.t als Ganzes
durchDruck übertragen wird, insbesondere bei den von
einigen magnetischen Druckvorrichtungen ausgeübtem höheren Drücken,*
Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren.,
ohne dass dadurch ihr Rahmen verlassen wird.
Patentansprüche s
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