DE1771288B2

DE1771288B2 - Verfahren zur herstellung eines uebertragungsmaterials

Info

Publication number: DE1771288B2
Application number: DE19681771288
Authority: DE
Inventors: Hugh Thomas Lexington Ky. Findlay (V.St.A.)
Priority date: 1967-05-03
Filing date: 1968-04-30
Publication date: 1976-04-22
Also published as: GB1219685A; JPS5316325B1; DE1771288A1; CA920892A; US3484508A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Übertragungsmaterials, das einen Kunststoffilrn mit einer Vielzahl von Poren und fließfähiger Übertragungsfarbe in diesen Poren aufweist, bei dem ein Gemisch aus Übertragungsfarbe, filmbildendem Polymerem und Lösungsmittel für das Polymere ausgebildet wird, eine Schlicht dieses Gemisches auf einen Träger aufgebracht wird, das Lösungsmittel verdampft und der so gebildete Film von dem Träger abgezogen wird. Gegebenenfalls kann dieses Übertragungsmaterial eine Trägerschicht aufweisen, die nach der Herstellung auf die äußere Oberfläche des gebildeten Films aufgetragen wird.

Schwammartige Ubertragungsmaterialien, die eine poröse Harzmatrix und in den Poren dieser Matrix vorliegende Übertragungsfarbe aufweisen, sowie ihre Herstellung sind bekannt und ziemlich weit entwickelt (DT-AS 1213438). Die Matrixschicht ist grundsätzlich eine Schicht aus einem filmbildenden Harz, das poröse Struktur aufweist, und in den Poren dieses schwammartigen Matrixmaterials wird ein fließfähiges Markierungsmaterial bzw. eine Übertragungsfarbe schwammartig festgehalten. Dieses Matrixübertragungsmaterial kann durch mehrere bekannte Verfahren ausgebildet werden und das erhaltene Produkt eine westntliche Erhöhung der durchschnittlichen Größe des Porenvolumens vorliegt.

In der DT-AS 1 771 287 wird ein ähnliches Übertragungsmaterial vorgeschlagen, in welchem eine

kleine Menge der Übertragungsfarbe aus den Poren entfernt ist, so daß die Einwirkung der Umgebungsbedingungen nicht bewirkt, daß flüssige Übertragungsfarbe an die Oberfläche des Ubertragungsmaterials gepreßt wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Übertragungsmaterials, das einen Kunststoffilm mit einer Vielzahl von Poren und fließfähiger Übertragungsfarbe in diesen Poren sowie gegebenenfalls eine Trägerschicht aufweist, durch Aus-

bildung eines Gemisches aus Übertragungsfarbe, filmbildendem Polymerem und Lösungsmittel für das Polymere, Aufbringen einer Schicht dieses Gemisches auf einen Träger, Verdampfen des Lösungsmittels und Abziehen von dem Träger und gegebenenfalls Auftragen eines bleibenden Trägerfilms auf die äußere Oberfläche des gebildeten Films, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man bei der Ausbildung des Gemisches aus Übertragungsfarbe, filmbildendem Polymerem und Lösungsmittel einen Bestandteil mit merklich geringerer Flüchtigkeit, der jedoch verdampfbar ist, zusetzt und aus dem wie vorstehend gebildeten, Übertragungsfarbe enthaltenden Kunststoffilm diesen Bestandteil mit geringerer Flüchtigkeit aus den Poren verdampft, so daß eine unvollständige Füllung der Poren mit Übertragungsfarbe erreicht wird.

Auf diese Weise wird ein Übertragungsmaterial erhalten, bei dem unter dem Schreibdruck ein Fluß von Übertragungsfarbe an die Oberfläche stattfindet.

Dieses Material ist daher relativ häufig benutzbar und liefert dichtere Schriftbilder.

Dies scheint darauf zurückzuführen zu sein, daß die teilweise gefüllten Poren, die erhebliche leere Be-

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reiche aufweisen, eine Entstehung einer beträchtlichen Bewegung und einer erheblichen kinetischen Energie der festen Markierungspigmente und gegebenenfalls der Farbstoffe ermöglichen, die anderweitig nicht erzielbar ist und die ermöglicht, daß sich eine größere Menge dieses Farbmittels zur Schreiboberfläche hin bewegt. Ein erfindungsgemäßes Übertragungsmaterial ist beim Schreiben und bei anderen Druckanwendungen, bei denen nur ein geringer Schreibdfuck erzeugt wird, besonders brauchbar. Die Anwendung von geringem Schreibdruck ist im allgemeinen erwünscht, da hierdurch ein geringerer Verschleiß des Bands und eine geringere Einprägung des beschriebenen Materials erfolgt, so daß die Erfindung für die meisten Anwendungszwecke vorteilhaft ist.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein solcher Anteil des Bestandteils mit merklich geringerer Flüchtigkeit als das Lösungsmittel zugesetzt, daß nach Entfernung dieses Anteils das Volumen des Durchschnitts der Poren zu weniger als 85%, vorzugsweise zu etwa 75%, mit fließfähiger Übertragungsfarbe gefüllt ist.

Mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Einzelheiten können die erfindungsgemäßen Übertragungsmaterialien im allgemeinen wie in der oben beschriebenen deutschen Auslegeschrift 1213438 beschrieben oder wie in der obengenannten Patentanmeldung beschrieben oder gemäß anderen Arbeitsweisen auf dem Gebiet der Matrix-Übertragungsmaterialien hergestellt werden. Im allgemeinen ist der Körper der Matrix oder schwammartigen Schicht gemäß der Erfindung Nylon, vermischt mit merklichen Mengen fein verteiltem Füllstoff. Nylon ist auf Grund seiner Festigkeit und Beständigkeit gegen die Einschneidewirkung unter dem direkten Aufschlag einer Type bevorzugt. Es hat sich auch im allgemeinen als notwendig bei der Herstellung von Schreibmaschinenbändern erwiesen, eine Trägerschicht vorzusehen, und diese Trägerschicht sollte im allgemeinen keine flüssige Farbe und keine anderen Bestandteile in einer ausreichenden Menge, um die Trägerschicht bezüglich des Einschneidens von auf treffenden Typen zu schwächen, enthalten. Bei Kohlepapieren schützt die Rückseitenschicht das darauf befindliche Papierblatt davor, von dem darunter befindlichen Ubertragungsmedium bedruckt zu werden.

Dementsprechend kann Beispiel 1 der obengenannten deutschen Auslegeschrift 1213 438 oder die spezielle in Verbindung mit Fig. 1 der obengenannten Patentanmeldung beschriebene Ausführungsform als grundsätzliche Beschreibung der spezielleren Aspekte der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Ausnahme der dargelegten oder ersichtlichen Unterschiede angesehen werden. Ein Holzmehlfüllstoff ist auch hier der bevorzugte Füllstoff. Das gemäß diesen beiden Verfahren erzeugte Band liefert nicht ganz so dichte Abbildungen, wie sie erwünscht sind, wenn es als Schreibmaschinenband in Schreibmaschinen, die mit nur geringem Aufschlagdruck arbeiten, verwendet wird, wie beispielsweise bei den bekannten Schreibkopf-Schreibmaschinen. Um die erhaltene Schriftdichte merklich zu erhöhen, werden die folgenden Arbeitsweisen während der Herstellung des Schreibmaschinenbandes angewendet.

In die Mischung von Rohmaterialien, aus der das Ubertragungsmaterial hergestellt wird, wird eine Flüssigkeit von verhältnismäßig niedriger Flüchtigkeit eingebracht. Dann wird eine feste Übertragungs^ schicht durch Aufbringen und Entfernen des Lösungsmittelshergestellt. Erfindungsgemäß ist das Material von geringer, jedoch merklicher Flüchtigkeit, vorzugsweise ein synthetisches Kerosin (beschrieben

in Römpp, Chemielexikon, 6. Aufl. 1966, Seite 3017, Stichwort »Isopar«). Es ist als Anteil im Rest dei Mischung der Rohmaterialien enthalten und wird als Anteil des Restes der Mischung aufgebracht. Das Volumen des flüssigen Farbanteils der Mischung, einschließlich der Pigmente der Farbe, wird so gewählt daß es etwa 'Z₄ des Volumens der Kombination von flüssiger Farbe und zugesetztem synthetischem Kerosin ausmacht.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn man bei der Herstellung des Übertragungsmaterials die Porosität so . einstellt, daß die Poren zumindest ²/₃ des Gesamtvolumens des Übertragungsmaterials nahe der zum Schreiben zu verwendenden Oberfläche des Übertragungsmateriais ausmachen.

Die Zusammensetzung der Mischung von Rohmaterialien, aus der die Übertragungsschicht durch Aufbringen und Entfernen des Alkohollösungsmittels hergestellt wird, kann die folgende sein: 6 Gewichtsteile Nylon, 5 Gewichtsteile Holzmehl, 16 Gewichts- teile fließfähige Farbe (einschließlich Pigmenten), 5 Gewichtsteile synthetisches Kerosin. Zur vollständigen Lösung oder Solvatisierung oder Dispersion aller Komponenten wird ausreichend denaturierter Äthylalkohol verwendet. Die flüssige Farbe ist die einzige Komponente in dieser Zusammensetzung, die mehr als einen Bestandteil aufweist. Die flüssige Farbe kann aus den folgenden Bestandteilen bestehen:

Gewichtsprozent Schwarzpigment 1686 (Farbstoff -

und Ruß-Zusammensetzung) 6,0

2451 L Schwarzpigment (Farbstoff- und Ruß-Zusammensetzung) 10,0
Nigrosinoleat (1 Gewichtsteil

Nigrosinbase N, 2 Gewichtsteile

ölsäure) 63,0

Methylviolett-Base 3,0

gemischte Octylester von ölsäure 18,0

100,0

In dem durch das obige Verfahren gebildeten Endprodukt beträgt das mittlere Porenvolumen nahe der Oberfläche, das von der Farbe während der normalen Schreibarbeitsgänge übertragen wird, zumindest das Doppelte des Volumens der Nylon- und Füllstoffphase und wahrscheinlich tatsächlich erheblich mehr als das Zweifache dieses Volumens.

Die weitere Behandlung kann im wesentlichen die gleiche wie die in der DAS 1213438 oder DAS 1771287 sein, mit Ausnahme der hier beschriebenen oder offensichtlichen Unterschiede. Die obige Mischung von Nylon und den anderen Rohmaterialien für die Übertragungsschicht wird auf eine Arbeitsunterlage aufgebracht, die vorzugsweise Papier ist, wie es in der genannten Patentanmeldung beschrieben ist. Das Papier bewegt sich durch eine Kammer, in der das Lösungsmittel, der Äthylalkohol, ziemlich rasch verdampft wird. In der gleichen Kammer, jedoch mit viel geringerer Rate, wird auch das synthetische Kero-

sin, das gegenüber Äthylalkohol schwerer flüchtig ist, verdampft. Die Fördergeschwindigkeit der Papierunterlage durch die Kammer braucht nicht merklich herabgesetzt zu werden. Es besteht kein wirklicher Zwei-

fei, daß der Äthylalkohol weitgehend 'erdampft wird, während das synthetische- Kerosin in großen Mengen zurückbleibt. Anschließend wird eine Trägerschicht in der gewünschten Dicke aus zusätzlichem Nylon, wie in Beispiel 1 der DAS 1213438 und in der DAS 1 771287 beschrieben ist, im allgemeinen bis zu einer Trockendichte in der Größenordnung von etwa 0,0125 mm aufgebracht. Diese Schicht kann aufgebracht werden, nachdem die gesamte Papierunterlage durch die Auftragsvorrichtung unter Bildung des festen Matrixmaterials hindurchgeführt wurde, indem die Papierunterlage dann als Vorratsrolle zum Eingang des Beschichters gebracht und erneut durch den Beschichter geführt wird, wobei dieses Mal die Auftragsvorrichtung Nylon in einem Gemisch von Äthylalkohol und Wasser auf die obere Seite des Matrix-Übertragungsmaterials aufträgt.

Die erfindungsgemäßen Übertragungsmaterialien ergeben eine 25%ige Erhöhung der Intensität der Bildfarbe im Vergleich zu anderen vergleichbaren Übertragungsmaterialien bei dem gleichen Schreibdruck. Durch sorgfältige Analysen wurde festgestellt, daß die Porengröße und andere derartige Faktoren in den erfindungsgemäßen Produkten im wesentlichen die gleiche Größe und Anordnung haben, die für ein Produkt erwartet würden, das aus dem flüssigen Gemisch mit einer Menge an nichtflüchtiger Flüssigkeit hergestellt ist, die das gleiche Volumen wie die Kombination von flüssiger Farbe und Kerosin aufweist. Das Volumen des Durchschnitts der Poren ist nach der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform zu etwa ³/₄ gefüllt. Die Eigenschaften bezüglich der wiederholten Verwendung als Schreibmaschinenfarbband sind gut. Sorgfältige Analysen haben gezeigt, daß fast nur Spurenmengen an synthetischem Kerosin in dem Endprodukt verbleiben und somit, daß der Mechanismus, der zu der dichteren Schrift führt, nur durch die physikalische Konfiguration der Poren und nicht durch eine Änderung in dem Farbträger auf Grund des Vorhandenseins des synthetischen Kerosins hervorgerufen wird.

Häutsächlich auf Grund der verhältnismäßig größeren Löslichkeit von Nylon gegenüber der relativ geringeren Löslichkeit des Farbträgers, wenn beide in Äthylalkohol vorliegen, ergibt sich eine Schichtung, wie in Fig. 3 der obengenannten DAS 1 771287 und auch in der DAS 1213438 erörtert ist. Die Schichtung der Poren und des Harzkörpers ist derart, daß mehr Poren und daher mehr Farbe sich an der Oberfläche des Übertragungsmaterials befinden, die die Oberfläche sein soll, von der auf Papier oder eine andere aufnahmefähige Oberfläche geschrieben wird. Wie bereits erwähnt wurde, weist die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform an der Oberfläche, von der aus geschrieben wird, auch ein durchschnittliches Porenvolumen auf, das zumindest doppelt so groß wie das Volumen der kontinuierlichen Phase ist.

Zwei Faktoren, die bei der obengenannten deutschen Patentanmeldung eine Rolle spielen, werden bei dieser bevorzugten Ausführungsform verwendet. Der eine Faktor ist, daß keine Farbe spontan zu der Oberfläche des Produkts gepreßt wird, selbst wenn dieses extremen Bedingungen hoher Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Wie in der genannten DT-AS 1 771 287 dargelegt ist, ist Nylon hygroskopisch und quillt durch die absorbierte Feuchtigkeit, wodurch Farbe an die Oberfläche gepreßt wird. Ein schmutziges Schriftbild und schiechte Eigenschaften bezüglich der Handhabung sind die Folge. Bei dem Verfahren nach der genannten DT-AS 1771287 werden verhältnismäßig kleine Mengen an Farbe aus einer solchen Übertragungsschicht vor der Verwendung entfernt, um diese E:- scheinung auszuschalten. Da erfindungsgemäß große leere Räume in den Poren erzeugt werden, wird die Neigung Farbe auszupressen ebenfalls theoretisch einfach durch die Entfernung des Materials mit niedriger Flüchtigkeit ausgeschaltet.

xo Da dies eine theoretische oder durchschnittliche Wirkung ist, hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß die Feuchtigkeitsbehandlung in einer absorptionsfähigen Schichtstruktur, wie sie in der DT-AS 1 771 2«7 beschrieben ist, zweckmäßig ist, da sonst verhähnismäßig kleine Mengen von Farbe in gewisser. Fällen durch hohe Feuchtigkeit selbst nach Austreiben des Materials mit niedriger Flüchtigkeit an die Oberfläche gepreßt werden könnten. Zum zweiten gab es vor der genannten deutschen Patentanmeldung keine Ar-

beitsweise, um ein in der Praxis durchführbares und wirksames Aufbringen auf Papier oder ein anderes verbrauchbares Unterlagsmaterial zu ermöglichen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Vorratsrolle von Matrix-Übertragungsmaterial auf Papier hergestellt und bei 32° C und 90% relativer Feuchtigkeit behandelt. Dies führt zu einer Trennung des Papiers von dem Übertragungsmateriai und die beiden lassen sich leicht trennen.

Das erzeugte Produkt wird natürlich je nach

Wunsch geschnitten und verpackt. Die bevorzugte Form ist ein Schreibmaschinenband für eine Schreibmaschine mit nur einem geringen Schreibaufschlag. Zur Verwendung wird daher das Übertragungsmaterial geschlitzt und auf Spulen oder Rolle η zur Verwe η -

dung; als Schreibmaschinenband aufgerollt.

Es ist ersichtlich, daß der Bestandteil mit niedriger Flüchtigkeit nicht ein synthetisches Kerosin sein muß, um die Erfindung durchzuführen. Eine Anzahl von Materialien mit verhältnismäßig niedriger Flüchtigkeit, die die Fähigkeit besitzen, aus dem gebildeten festen Matrixmaterial ausgetrieben zu werden, wurden mit guten Ergebnissen verwendet. Im allgemeinen ist es jedoch bevorzugt, daß der zugegebene Bestandteil nicht hochgradig mit dem flüssigen Anteil der fließfähigen Farbe mischbar ist, da die Entfernung des Bestandteils dann in einer Umgebung, die nur verhältnismäßig schlecht zum Verdampfen führt, erfolgen kann. Der Bestandteil mit niedriger Flüchtigkeit sollte mit der fließfähigen Farbe schwach mischbar sein, so daß er zu Beginn die im wesentlichen ebenfalls von dieser Farbe besetzten Poren füllt. Die Entfernung von Farbe zur Erzielung von merklich an Farbe verarmten Poren kann auch durch andere Arbeitsweisen, wie beispielsweise durch eine Druckbehandlung

^₅ in einer Schichtanordnung mit einem absorbierenden Material, vorgenommen werden. Eine solche Druckbehandlung wurde ebenfalls durchgeführt. Bei Laboratoriumsversuchen unter Anwendung von Druck und einer absorptionsfähigen Oberfläche zum Abziehen verhältnismäßig großer Mengen der flüssigen Farbe in einem Matrix-Übertragungsmaterial wurde eine Erhöhung der Schriftdichte, wie gemäß der obigen Beschreibung der Erfindung erwartet, erzielt.

Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß die hier beschriebenen Merkmale nicht auf die Hersiciiungsform beschränkt sind, wie sie in den deutschen Auslegeschriften 1213438 oder 1771287 beschrieben ist. Insbesondere werden die Matrix-Über-

tragungsmatcrialien häufig durch Aufbringen eines fließfähigen Gemischs von Rohmaterialien auf eine Unterlage, die ein Papier oder eine harzartige Unterlage sein kann, hergestellt, wobei die Unterlage dauernd als Teil des Endprodukts verbleibt. Die Einstellung der relativen Menge von Flüssigkeit in den bei solchen Verfahren gebildeten Poren kann auf verschiedenen Wegen gemäß der obigen technischen

Lehre erfolgen. Auch braucht die Farbe nicht zu allen Zeiten flüssig zu sein. So kann die Farbe ein Gel oder eine andere unter den Umgebungsbedingungen feste Substanz sein, solange sie bei Beaufschlagung mit den Drucken beim Schreiben oder Drucken fließt. Es ist ersichtlich, daß die Schichtung der Poren zwischen der Schreiboberfläche und der Trägerschicht kein für die Erfindung wesentlicher Faktor ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Übertragungsmaterials, das einen Kunststoffilm mit einer Vielzahl von Poren und fließfähiger Übertragungsfarbe in diesen Poren sowie gegebenenfalls eine Trägerschicht aufweist, durch Ausbildung eines Gemisches aus Übertragungsfarbe, filmbildenden Polymeren und Lösungsmittel für das Polymere, Aufbringen einer Schicht dieses Gemisches auf einen Träger, Verdampfen des Lösungsmittels und Abziehen von dem Träger und gegebenenfalls Auftragen eines bleibenden Trägerfilms auf die äußere Oberfläche des gebildeten Films, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Ausbildung des Gemisches aus Übertragungsfarbe, fümbiidendem Polymerem und Lösungsmittel einen Bestandteil mit merklich geringerer Flüchtigkeit als das Lösungsmittel, der jedoch verdampfbar ist, zusetzt und aus dem wie vorstehend gebildeten, Übertragungsfarbe enthaltenden Kunststoffilm diesen Bestandteil mit geringerer Fl jchtigkeit aus den Poren veßdampft, so daß eine unvollständige Füllung der Poren mit Übertra- »5 gungsfarbe erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der fließfähigen Übertragungsfarbe einen solchen Anteil des flüchtigen

kann eine zusätzliche Trägerschicht aufweisen.

Bei dem bekannten Verfahren wird im allgemeinen die Matrixstruktur aus entsprechenden Rohmaterialien so ausgebildet, daß sie die fließfähige Farbe einschließt. Meist wird der Harzkörper der Matrix zu Beginn in einem Lösungsmittel für das Harz gelöst oder in einem Dispergiermittel dispergiert und die flüssigen oder sonstigen Farbmaterialien werden in dieser Lösung dispergiert. Die Lösung wird dann auf eine Unterlage aufgebracht und die Matrixübertragungsschicht wird gebildet, indem lediglich die Materialien, die das Harz lösen odersolvatisieren, entfernt werden. Bei dieser Arbeitsweise sowie auch bei anderen bekannten Arbeitsweisen hat das erhaltene Produkt Poren, die im wesentlichen vollständig mit der fließfähigen Übertragungsfarbe gefüllt sind.

Es wurde nun gefunden, daß überraschenderweise eine bessere Schriftdichte während des Gebrauchs des Übertragungsmaterials unter normalen Druck- und Schreibbedingungen erreicht werden kann, wenn die ursprünglich in den Poren vorliegende Menge der Übertragungsfarbe vermindert wird.

Erfindungsgemäß wird daher ein verhältnismäßig großer Anteil des in den Poren der Matrix vorliegenden Materials als Teil der Herstellung eines Übertragungsmaterials vor dem ersten normalen Gebrauch dieses Übertragungsmaterials zum Drucken oder Schreiben entfernt. Im allgemeinen wird die gewünschte Druckqualität dann erhalten, wenn die Ent

Bestandteils zusetzt und daraus später entfernt, 30 fernung in einem Teil der Matrixschicht erfolgt, in dem

daß das Volumen des Durchschnitts der Poren zu weniger als 85%, vorzugsweise zu etwa 75%, mit fließfähiger Übertragungsfarbe gefüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bestandteil mit geringerer Flüchtigkeit ein Material verwendet, das mit der fließfähigen Übertragungsfarbe teilweise mischbar ist.