DE1908024A1

DE1908024A1 - Druckempfindliches Farbuebertragungsblatt,-band od.dgl.

Info

Publication number: DE1908024A1
Application number: DE19691908024
Authority: DE
Inventors: Newman Douglas Alexander
Original assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Current assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1969-02-18
Publication date: 1970-09-03

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz 1 9 0 8 0 2 A Dr. Gertrud Hauser eooo Manchen 60, I4. Februar 1969 Dipl.-Ing. Gottfried Leiser Ernib_er_e.r.tra„_ei9 Patentanwälte Telegramme ι Labyrinth München

Telefon· 83 15 10 Postscheckkonto« München 117078

COIIMBIA RIBBON AND CARBON
MANUFACTURING CO., INC.,

527 Herb Hill Road
Glen Cove, N.Y./V.St.A.

Unser Zeichen; C 2651

Druckempfindliches Farbübertragungsblatt, - band oder dergleichen

Die Erfindung betrifft neue Farbübertragungsblätter, -bänder und dergleichen und das Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die sogenannten "wachsfreien" Kohlepapiere finden weitverbreitete Verwendung und machen die üblichen aus einer heißen Schmelze aufgebrachten Wachs-Kohlepapiere für viele Verwendungszwecke unnötig. Die "wachsfreien" Kohlepapiere . basieren auf harzartigen Bindern, die mittels flüchtiger organischer lösungsmittel aufgebracht werden, wobei der Harzbinder ein zusammenhängendes, poröses, nicht-übertragbares Netzwerk bildet, welches die unter Druck austretende Farbe als diskontinuierliche Phase einschliesst. Die "Farbe" besteht aus einem nicht-flüchtigen, fließfähigen . Träger, der mit dem Harzbinder unverträglich ist und einen färbenden Stoff, zum Beispiel ein dispergiertea Pigment oder einen gelösten Farbstoff, enthält.

Solche "wachsfreien" Kohlepapiere sind mehrmals wieder-Dr.Ha/KÜ

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verwendbar und wirken, indem eine kleine Menge Farbe bei jeder Druckausübung austritt. Ungleich den mittels einer heißen Wachsschmelze hergestellten Kohlepapieren sind die "wachsfreien" Kohleschichten nicht zerbrechlich und übertragen keine feste Masse des bilderzeugenden Materials auf den Kopierbogen. Die "wachsfreien" Kohlepapiere übertragen lediglich eine fließfähige·Farbe auf jeden Kopierbogen, so dass die darauf gebildeten Bildstellen ' tatsächlich nur aus· Farbflecken bestehen. Solche Flecken enthalten nur wenig färbenden Stoff und besitzen somit in der Regel eine viel geringere Dichte als die mittels Wachs-Kohlepapieren erzeugten festen Bildstellen. Das trifft insbesondere für bereits mehrmals verwendete "wachsfreie" Kohlepapiere zu.

Eines der Hauptprobleme, das sich aus der geringen Pigmentkonzentration der mit einem wachsfreien Kohlepapier oder -band erzeugten Bildstellen ergibt, besteht in der Unfähigkeit, zuverlässig lesbare thermografieehe Kopien davon zu erzeugen. Versuche, dieses Problem durch Einsatz größerer Pigmentmengen, wie Ruß, oder durch Verwendung von Pigmenten, wie Graphit, mit ausgeprägter Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung zu überwinden, waren nicht völlig erfolgreich, da die Pigmentmenge, die nach mehrma-· liger Verwendung des Kohlebogens oder -bands auf einen Kopierbogen austreten kann, verhältnismässig klein bleibt und da der Zusatz von zu viel Pigment ein Kohlepapier mit ungleichmässigen Abnutzungseigenschaften ergibt. So sind die ursprünglichen Bildstellen zu dunkel und nicht griffsauber und die Färbekraft des Kohlepapiers nimmt mit der Verwendung allmählich ab.

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Aufgabe der Erfindung ist somit die Überwindung der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten und die Schaffung eines "wachsfreien" Kohlepapiers oder -bands, das Kopien mit gleichförmiger Tönung oder Dichte ergibt, die während ■ der ganzen wirksamen Lebensdauer des Kohlepapiers oder -bande zuverlässig thermografisch reproduziert werden können.

Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung näher ersichtlich.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Peststellung, dass die bisherigen Versuche zur Verbesserung der Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung von mit "wachsfreien¹¹ Kohlepapieren erzeugten Bildstellen insofern in die falsche Richtung gingen, als nunmehr gefunden wurde, dass man das gewünschte Ergebnis während der ganzen Leb nsdauer ' des Kohlepapiers erzielen kann, indem man lediglich feste Zusätze mit hoher Absorptionsfähigkeit für Infrarotstrahlung verwendet. Die Erfindung "beruht somit auf der Feststellung, dass dieses Ergebnis durch Verwendung eines Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffs, der in den Farbträgern löslich ist und mindestens primär im gelösten Zustand zur Anwendung kommt, erzielt werden kann. Tatsächlich wandelt der gelöste Anteil des Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffs den Farbträger in einen Infrarotstrahlung absorbierenden Träger um, so dass die damit erzeugten Bildstellen so lange für eine thermografische Reproduktion geeignet sind als die Kohlepapiere und -bänder unter der Einwirkung eines bilderzeugenden Drucks Farbe austreten lassen können.

Wenn, gemäss einer spezifischen Ausführungsform, der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff in vollständig .

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gelöstem Zustand verwendet wird, stört er nicht die verwendbare Pigmentmenge oder die Gleichmässigkeit der Tönung der kopierten Bildstellen während der Lebensdauer des Kohlepapiers oder -"bands.

Die "wachsfreien" Kohlepapiere und -bänder, welche gemäss der Erfindung modifiziert werden können, sind die üblichen, auf einem synthetischen Harzbinder, einem fließfähigen, mit dem Binder unverträglichen Farbträger, einer in dem Farbträger gelösten oder dispergierten bestimmten Pigment- oder Färbstoff menge und gegebenenfalls einem !Füller oder Streckmittel bestehenden, wobei die Farbschicht als Lösung des Binders in einem oder mehreren flüchtigen Lösungsmitteln aufgebracht wird. Geeignete Zusammensetzungen, die gemäss der Erfindung modifiziert werden können, und die Verfahren zu ihrer Herstellung und Aufbringung auf einen flexiblen Träger unter Bildung von Kohlepapieren und -bändern sind in den nachstehenden USA-Patentschriften beschrieben, auf welche hier Bezug genommen wird: 2 820 717 ; 2 984 582; 3 037 879; 2 944 037 und 3 117 018. Der fließfähige Farbträger kann halbfeste, ölige Stoffe, wie Lanolin, Paraffinöl und dergl. enthalten, wie dies in der vorstehend genannten USA-Patentschrift 2 984 582 erwähnt ist, wobei diese Stoffe die Fließfähigkeit der Farbe unter Druck nicht herabsetzen oder zerstören.

Die für die erfindungsgemässen Zwecke geeigneten, Infrarotstrahlung absorbierenden Zusätze sind öllös.lich, da als Farbträger allgemein ölige Stoffe in Betracht kommen. In vielen Fällen ist jedoch die Öllöslichkeit dieser Zusätze sehr gering. Es ist dies ohne Bedeutung, vorausgesetzt, dass der Löslichkeitsgrad ausreicht, dass

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mindestens eine kleine Menge des Zusatzes in Lösung geht. In den meisten Fällen beträgt die Menge an gelöstem Zusatz etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Färbträgers. Wenn die Menge des gelösten Zusatzes infolge seiner geringen Löslichkeit in der Ölphase klein ist, dann muss der Zusatz in dem zur Aufbringung der Übertragungsmasse auf den Träger verwendeten flüchtigen organischen Lösungsmittel löslich sein. Auf diese Weise werden die Pigmente oder die gegenbenenfalls in der öligen Farbphase anwesenden Füllstoffe mit dem Zusatz überzogen und/oder imprägniert und der Zusatz wird bei Verdampfung des flüchtigen Lösungsmittels darauf und/oder darin mit niedergeschlagen. Auf diese Weise kann man sicher gehen, dass die auf den Kopierbogen übertragene. Gesamtmenge des Zusatzes zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses ausreicht.

Die erfindungsgemäss bevorzugt verwendeten Infrarotstrahlung absorbierenden Zusätze sind Aminophenyl-aminiumsalze mit der folgenden chemischen Struktur:

In dieser Formel bedeutet Y insgesamt 3 gleiche oder verschiedene Reste der dargestellten Struktur, R und R₁ sind gleiche oder verschiedene niedrige Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methyl- und Aethylgruppen oder p-Dialkylaminophenylreste, in welchen die Alkylgruppen 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten und vorzugsweise Methyl- und Aethylgruppen sind und X~ ist ein Anion einer starken

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Säure, zum Beispiel ein Pikrat, Benzolsulfonat, Perchlorate. Hexafluorantimonat, Fluorborat, Trichloracetat, Hexafluorarsenat oder dergl..

Weitere geeignete, Infrarotstrahlung absorbierende Zusätze sind die Bis (p-aminophenyl)-vinylcarboniumverbindungen," wie sie in der USA-Patentschrift 2 813 802 beschrieben sindj die Mangankomplexe von aromatischen ο-Nitrosohydroxyverbindungen, wie sie in der USA-Patentschrift 2 971 921 beschrieben sind; die in der. USA-Patentschrift 3 000 833 beschriebenen Salze von 9-Phenylfluoren-9-ol.

Natürlich kann nicht jeder der Zusätze in jeder der²⁷in Betracht kommenden "wachsfreien" Zusammensetzungen verwendet werden. Der Zusatz muss vielmehr einem Farbträger zugesetzt werden, in welchem er den gewünschten Löslichkeitsgrad besitzt und dieser Farbträger muss mit einem Harzbinder verwendet werden, mit welchem er den erforderlichen Grad der Unverträglichkeit aufweist, damit man ein wachsfreies Kohlepapier oder -band vom Ausquetschtyp erhält. Der Zusatz ist vorzugsweise in dem zur Aufbringung des Überzugs verwendeten flüchtigen Lösungsmittel löslich, um so die Auflösung in der Ölphase zu unterstützen, wobei das öl ebenfalls in dem Lösungsmittel des Überzugs löslich sein soll.

Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung eines wachsfreien Übertragungselements der erfindungsgemässen Art, ohne dass die Erfindung jedoch auf diese beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.

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Beispiel 1

Bestandteile Gewichtsteile

Vinylchlorid-Vinylacetat-

Copolymerisat (Vinylite VYHH) 10

Ölsäure 12

Mineralöl	Beispiel 2	8
Specköl	Bestandteile	8
Getönter Ruß	Polystyrol	3
Alkaliblau	Rizinusöl	2
Infrarotstrahlung absorbierender Stoff I	Ölsäure	2
Toluol	Getönter Ruß	15
Aethylacetat	Alkaliblau	45
Tonerde
Infrarotstrahlung absorbierender Stoff II	Gewichtsteile
Methylenchlorid	10
10
5
3
2
10
2
70

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Beispiel 3	Bestandteile	Gewichtsteile
Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymerisat	7
Me thylme thacrylat	IO
Polystyrol	2
Dioctylphthalat	CVJ
Rizinusöl	20
Ölsäure	2
Alkaliblau	IO
Getönter Ruß	6
Infrarotstrahlung absorbierender Stoff I	3
Toluol	10
Methylaethy!keton	60

Die in den vorstehenden Beispielen angegebenen Zusammensetzungen werden auf einen beliebigen flexiblen Träger, zum Beispiel Papier oder einen Kunststoffilm, aufgebracht und die flüchtigen Lösungsmittel werden unter Bildung von farbabgebenden Bögen und/oder Bändern in üblicher Weise verdampft. Der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff wird jedoch zweckmässig, mindestens bis zu einem gewissen Grad, in dem Earbträger vorgelöst.

Die Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffe in den Beispielen sind die folgenden:

Der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff I ist p- Bis [(p-diaethylaminophenyl) amino] phenyl-bis (p-diaethy1aminophenyl) aminiumhexafluorantimonat und besitzt die Struktur:

0 0 9 8 3 6 / 0 7 6 B

Der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff II ist Tris (p-diaethylaminophenyl) aminiumfluorborat und "besitzt die Struktur:

(C₂H₅).,

Eine Anzahl öliger'Stoffe mit dem erforderlichen Lösungsvermögen für die Infratorstrahlung absorbierenden Zusätze zeigt auch ein gewisses Lösungs-oder Weichmachungsvermögen für eine Anzahl der Harzbinder, wenn sie in ausreichend großen Mengen verwendet werden. In solchen Fällen hat sich die Verwendung nicht-weichmachender Mengen solcher öliger, den gelösten Zusatz enthaltender Stoffe in Mischung mit größeren Mengen der üblicheren, nichtweichmachenden öligen Farbträger, wie tierische, pflanzliche und Mineralöle, als möglich erwiesen, mit welchen sie verträglich sind und die keine Lösungsmittel für den Infrarotstrahlung absorbierenden Zusatz bilden müssen.

Typische ölige Stoffe, welche ausreichende Mengen der erfindungsgemässen Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffe lösen, sind heterocyclische Verbindungen, wie Tetrahydrofuran, organische Ester, wie Dibutylphthalat, Dioctylphthalat und Trikresylphosphat, organische Aether und Alkohole, z.B. Aethylenglykol, Monoaethylaether und Propylenglykol, Fettsäuren, z.B. Oelsäuren, Fettsäureester, wie sie sich im Rizinusoel finden, Fettalkohole, z.B.Oleylalkohol und dergl.. Der ölige Stoff muss ein ausreichend gutes Lösungsmittel für den Zusatz darstellen, so dass die Menge an gelöstem Zusatz gleich der erforderlichen Menge von etwa 1 bis etwa 10 fi_t bezogen auf das Gesamtgewicht des öligen Farbträgers, ist. Am unteren Ende dieses Bereichs, nämlich bei 1 bis 4 #» sind zweckmässig noch zusätzlich

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4 bis 1 $> ungelöster Zusatz in oder auf dem Pigment vorhanden, wie vorstehend bereits besprochen wurde.

Mit den erfindungsgemässen Kohlepapieren und - bändern erzeugte Bildstellen sind nach den bekannten Infrarotstrahlungsverfahren thermografisch reproduzierbar. Bei einem dieser Verfahren werden die im Handel unter dem eingetragenen Warenzeichen Thermo-Fax befindlichen, wärmereaktionsfähigen Kopierbögen verwendet. Solche · Kopierbogen ergeben durch eine durch Wärme hervorgeru- ' fene Reaktion an der Stelle der auf dem Originalbogen anwesenden Bildstellen entsprechenden Stellen Kopien der auf dem Kopierbogen befindlichen Bildstellen. Bei einem anderen Verfahren werden im Handel unter dem Warenzeichen Transofax befindliche Wärmeübertragungsbögen verwendet. Solche Bögen übertragen eine bilderzeugende Zusammensetzung auf einen getrennten Kopierbogen unter dem Einfluss von durch die mit Infrarotstrahlung belichteten Bildstellen erzeugte Wärme,. Eine Anzahl anderer mit Infrarotstrahlung arbeitende Kopierverfahren kann ebenfalls Anwendung finden, wie sich für den Fachmann von selbst ergibt.

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Claims

- li -

Patentansprüche

Druckempfindliches Farbübertragungsblatt, -band oder dergl. zur Aufbringung von thermografisch mittels Infrarotstrahlung reproduzierbaren Bildstellen, enthaltend einen im wesentlichen nicht-übertragbaren synthetischen Harzbinder, in welchem eine aus einem unter Druck fließfähigen öligen, mit dem Binder unverträglichen Träger und einem färbenden Stoff bestehende Farbe dispergiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ölige Träger etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Trägers, eines Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffes der aus Aminophenylaminiumsalzen, Bis (p-aminophenyl) vinylcarboniumverbindungen, Mangankomplexen von aromatischen o-Nitrosohydroxyverbindungen und Salzen von 9-Phenylfluoren-9-ol bestehenden Gruppe in gelöstem Zustand enthält.

Druckempfindliches Farbübertragungsblatt oder -band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder aus einem Vinylharz und der ölige Träger aus einem flüssigen OeI besteht.

Druckempfindliches Parbübertragungsblatt oder -band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff ein Aminophenylaminiumsalz der Formel

Έ -

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ist, worin T drei gleiche oder verschiedene Reste mit der dargestellten 'Struktur bedeutet, R und R₁ die gleichen oder verschiedene niedrige Alkylgruppen mit 1 "bis 5 Kohlenstoffatomen oder p-Dialkylaminophenylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen sind und X~" ein Anion ist.

4·) Druckempfindliches Farbübertragungsblatt oder -band nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahlung absorbierende. Stoff p- feis (p-diaethylaminophenyl) amino!phenyl bis-(p-diaethylaminophenyl)-aminiumhexafluorantimonat ist.

5.) Druckempfindliches Farbübertragungsblatt oder -band nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahlung absorbierende Stoff Iris (p-diaethylaminophenyl) aminiumfluoborat ist,

6.) Druckempfindliches Farbübertragungsblatt oder -band nach Anspruch 3_t enthaltend ein Vinylharz als Binder, eine Fettsäure, einen Fettsäureester oder einen Fettalkohol als öligen Träger, färbenden Stoff und einen Infrarotstrahl«ng absorbierenden Stoff gemäss Anspruch

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