DE1944739A1

DE1944739A1 - Vervielfaeltigungs-Material

Info

Publication number: DE1944739A1
Application number: DE19691944739
Authority: DE
Inventors: Thomas Richard Edward; Dalal Rustom Hormusji; Scheuer Raymond Ira; Florence Robert Thompson
Original assignee: AB Dick Co
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1968-09-03
Filing date: 1969-09-03
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1272809A; NO136345C; JPS552354B1; NO136345B; CA930161A; BR6911892D0; FR2017289A1; ES371043A1; SE364473B; BE738380A; US3632364A; NL6913361A; CH557153A

Description

betreffend
"Vervielfältigunga-Material"

Die Erfindung betrifft ein Kopier- oder Vervielfältigungsmaterial für die Herstellung von bild- oder schrifttragenden Kopien oder Abzügen, z»B, als Prüfunterlagen, wobei zuerst ein unsichtbares, also verborgenes Bild oder eine Kombination eines verborgenen und eines sichtbaren Bildes hergestellt und dann das verborgene Bild entwickelt wird.

Ein derartiges informationstragendes System wird bevorzugt angewandt als Lernhilfe oder Lehrmittel sowie zur schnelleren Beurteilung.und Bewertung von Lehrerfolgen. Da» Material zum Selbststudium führt nur bei korrekter Antwort zu einem sichtbaren Bild. I)I^e Entwicklung des sichtbaren Bildes aus dem verborgenen Bild erfolgt mit Hilfe von einer oder mehreren Komponenten an den Stellen des verborgenen

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Bildes mit einer entsprechenden Sehreibeubstanz, die eine oder mehrere weitere Komponenten enthält, so daß sioh ein Farbstoff bildet, also an den markierten Stellen des verborgenen Bildes die Entwicklung zu einem sichtbaren Bild stattfindet.

In Materialien zur Selbstprüfung und für mehrfache Auswahl werden Produkte der gleichen Grundkonzeption angewandt, und zwar handelt es sich dabei im wesentlichen um die Entwicklung eines sichtbaren Bildes aus einem verborgenen Bild (USA-Patentschrift 3 451 143). .

Die Erfindung bringt nun ein Drei-Komgonenten-System zur Herstellung von verborgenen Bildern und daraus EntwÄ-lung eines sichtbaren Bildes durch entsprechende Markierung, sowie ein hierfür geeignetes Material zur Anwendung in der Praxis, welches eine große Variationsmöglichkeit hinsichtlich der Verteilung der Komponenten und der Anwendbarkeit für Lernmittel und Lehrhilfen bietet. Die Entwicklung des sichtbaren Bildes geht sehr schnell, die Farbintensität des entwickelten Bildes ist äußerordentlieh hoch. Das Kopiermaterial, also mit verborgenem Bild, besitzt hohe Lagerzeit und Stabilität bei weit schwankenden Bedingungen hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit. Das Ausgangsmaterial, also das Übertragungspapier oder die Vorlage, eignet sioh zur Verwendung in üblichen Druck-, Kopier- oder, ITmdruokverfahren für die Herstellung einer Anzahl von Kopien mit einem verborgenen Bild all eine oder zusätzlich mit einem sichtbaren Bild.

Das Drei-Komponenten-System nach der Erfindung enthält 1·) ein Jodid, welches durch Oxydation Jod freizusetzen vermag, 2.) ein Oxydationsmittel, welches das Jodid

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zu Jod zu oxidieren vermag und 3.) ein Bildmaterial, welches mit dem freigesetzten Jod zu einem intensiv gefärbten Produkt zu reagieren vermag.

Die Erfindung wird an der Verteilung der drei Komponenten des Systems bei einem Umdruckverfahren erläutert, also dem sogenannten Spiritus-Kopierverfahren zur Herstellung einer Anzahl von Kopien oder Abzügen, die ein verborgenes, zu einem sichtbaren Bild entwickelbaree Bild enthalten,sowie ein Markiermittel, mit welchem die Kopiermaterialien zur Entwicklung des verborgenen Bildes und Aufbau des sichtbaren Bildes entwickelt werden kön^? Bei anderen Vervielfältigungsverfahren können die drei erfindungsgemäßen Komponenten auch auf andere Elemente des Vervielfältigungsmaterials verteilt sein. In Frage kommen dabei als Vervielfältigungsverfahren ein Kopieren über Schablonen, ein Offset- oder Buchdruckverfahren, Anilindruck, Tiefdruck, Siebdruck oder durch händisches Drucken, wie es im Folgenden noch oeschrieben wird.

- Als Jodid bevorzugt man Ammonium- oder Alkalijodide, wie Kaliumiodid und Natriumiodid. Befindet sich das Jodid im Markierungsmaterial, so kann man gefärbte Jodide, die sich durch Oxydation in Jod umwandeln lassen, anwenden.

Als Substanz, die mit freigesetztem Jod zur Ausbildung eines sichtbaren Bildes zu reagieren vermag, verwendet man Stoffe, die im Kopierpapier unsichtbar sind, vorzugsweise Stärke, Polyvinylalkohol oder deren Gemische.

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Als Oxydationsmittel verwendet man eine im Kopierpapier unsichtbare Substanz, vorzugsweise ein lösliches Kupfersalz, wie dag Chlorid, Nitrat, Sulfat, Acetat, Lactat, ßenzoat oder Stearat. Man kann auch Doppelsalze wie OuCl₂.KCl oder Kupfersmuoniumehlorid anwenden. Es eignen sich jedoch auch andere Oxydationsmittel wie Kupfer-m-benzoldisulfonate.

• Hervorragende Ergebnisse erhält man mit unsichtbaren Oxydationsmitteln, die im Folgenden als Oxydationsmittel, ™ enthaltend ein "positives Halogenatom¹¹ bezeichnet werden sollen. In diesen ist das Halogenatom an Stickstoff gebunden, wie l'richlormelamin, N-Chlorsuccinimid, N—Bromsuccinimid, N-G hl or phthalimid, Monobromantin, Dijodantin, Dibromäthyläthyihydantoin, Diehlormethyläthylhydantoin, N-Bromglutarimid, Jü-Chlörglutarimid, N-Haloaminotriazin, Benzolsulfondic'hioramid "Biehloramind B^lf, Dichloräimethylhydantoini^1lHalane^u;.

Kupferchlorid und ähnliche Salze sind stark hygroskopisch und leicht zerfließend, so daß sich manchmal Schwierigkeiten bei der Handhabung bei hoher Luftfeuchtigkeit ergeben, wie in südlichen Gegenden oder an heißen und feuchten Sommertagen, t Die Stabilität des Kupfersalzes wird weitgehend verbessert, indem zusätzlich obige YerbindunJ^angewandt werden« Besonders gute Ergebnisse erhält man bei einer Kombination von Kuperealzen und einem Amin, wie Piperidin, Piperazin, Phenylendiamin, Tallowamin, Triehlormelamin, Triisopropanolamin und Melamin.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung befindet sich das Oxydationsmittel in der Übertragungsschicht, bei Matrizen, wie sie bei Umdruckverfahren oder "Spiritus-Vervielfältigungsverfahren" zur Anwendung gelangen.

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Stärke oder Polyvinylalkohol findet sich im Kopierpapier. Das Jodid wird an der Luft langsam oxydiert und setzt in entsprechendem Ausmaß Jod frei, welches eine deutliche Farbe besitzt. Das Jodid soll also weder im Kopierpapier noch in der zum Aufbau des unsichtbaren Bildes auf dem Kopierpapier verwendeten Druckfarbe vorliegen, sondern vorzugsweise in der Markiermasse, mit welcher das mit dem unsichtbaren Bild versehene Kopierpapier beschrieben oder markiert wird, um das sichtbare Bild zu entwickele Bei einer anderen Ausführungsform kann sich das Aufnahmematerial, wie Stärke und/oder Polyvinylalkohol, mit dem Jodid in der Markiermasse befinden.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Schichtanordnung für Umdruck und die Anordnung der einzelnen Elemente,

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf eine beschriftete Matrize und

Fig. 3 zeigt die Herstellung der Kopie mit Hilfe der Matrize aus Fig. 2·

Nach Fig. 1 befindet sich das Übertragungspapier 2" mit der Umdruokschicht 4 auf der druckenden Fläche der Matrize 6, wie sie für ein Spiritus-Vervielfältigungsverfahren oder ein Umdruckverfahren zur Anwendung gelangt. Die Matrize wird besohriftet oder in anderer Weise mit Informationen versehen duroh Übertragung von Umdruckmaterial aus der Umdrucksohlcht auf die Matrize im allgemeinen

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unter Einwirkung von Schlag oder Druck von einem Stempel, einer Type, mit einem Bleistift oder dergleichen oder infolge einer bildgerechten Erwärmung mit Infrarotstrahlung durch ein sich auf dem Übertragungspapier befindliches, Wärmestrahlung absorbierendes Original. Die Matrize kann noch zusätzlich nach einem üblichen Verfahren mit Informationen versehen werden, die einen alkohol- und/oder wasserlöslichen Farbstoff enthalten, so daß man auf der Matrize Bereiche 8 für sichtbares Bild und Bereiche 10 für unsichtbares Bild erhält·

Das Kopieren erfolgt nun in der Weise, daß die Matrize 6 auf die Walze einer üblichen ümdruckvorrichtung montiert und das Kopierpapier 12 nach Befeuchten der Oberfläche H mit einer alkoholhaltigen !Flüssigkeit g?gen die Matrize gepreßt wird, wobei etwas von dem Umdruckmaterial an den Bildbereichen der Matrize auf das Kopierpapier übertragen wird. Es bildet sich dort dfts unsichtbare Bild 16 aus Oxydationsmittel und das sichtbare Bild 18 aus Farbstoff. Man kann jedoch auch ein Kopierpapier verwenden, das bereits ein sichtbares Bild enthält»

Das Kopierpapier kann nun als Lern- oder Prüfmaterial herangezogen werden· Wird nämlich dieses Kopierpapier mit einer entsprechenden Markiermasse beschriftet oder in sonstiger Weise mit Informationen versehen, so wird in den Bereichen des unsichtbaren Bildes das Jodid der Markierungsmasse umgehend durch das Oxydationsmittel oxydiert. Dabei wird Jod ausgeschieden, das Jod färbt oder reagiert mit Stärke unter Ausbildung eines sichtbaren Bildes mit hoher Färbintensität. Wird die Markiermasse jedoch auf bildfreie Bereiche aufgetragen, so bleibt nur die Farbe des Markierungsmittels an diesem Blatt surüok. _009825/l113

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Im Folgenden wird die Verteilung der drei erfindungsgemäßen Komponenten bei anderen Eeproduktionsverfahren erläutert.

In der Lithographie oder beim Offset-Druck kann sioh das Oxydationsmittel in der Druckfarbe befinden, die auf die oleophilen druckenden Bildbereiche aufgetragen wird, diese haftet nicht an den bildfreien, hydrophilen, mit Wasser benetzten Bereichen.

Bei der Vervielfältigung Über Schablonen oder Masken kann sioh da» Oxydationsmittel in der Schablonenmasse befinden, wobei es in den entsprechenden Ausnehmungen der Maske auf das Kopierpapier zum Aufbau des unsichtbaren Bildes verteilt wird· Beim Buch- oder Hochdruck kann sich das Oxydationsmittel in der Druckfarbe befinden, welche auf das Relief, also die druckenden Bereiche, aufgetragen wird« Beim liefdruck befindet sich das Oxydationsmittel vorzugsweise in der Druckfarbe, welche die ausgeätzten Bildbereiche füllt. Beim Handdrücken oder beim Siebdruck kann ebenfalls die Druckfarbe das Oxydationsmittel enthalten.

Bei allen diesen Verfahren sollte sich das Jodid nur in den Markierungsmassen, mit welchen die Drucke markiert oder beschriftet werden sollen, befinden. Polyvinylalkohol oder Stärke sollte sich zusammen _amit dem Oxydationsmittel in den Druckfarben oder zusammen mit dem Jodid in dem Harkierm:gsmaterial, vorzugsweise in dem Jruckpapier, befind en ο

Die Erfindung wird nun an folgenden Beispielen näher erläutert.

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Beispiel 1 Matrize mit Übertragungemaese

Die Übertragungs- oder Umdruckmasse enthält das Oxydationsmittel. Es handelt sich dabei um eine übliche TJmdruckmasse für das "Spiritus-Tervielfältigungsverfuhren", die zusätzlich zu 8 Gew.-Teilen Dioctylphthalat, 2,5 Gew.-Teilen Äthylcellulose und 40 Gew.-Teilen Toluol verschiedene erfindungsgemäße Oxydationsmittel in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-Teilen enthält, z.B.

Al 10 Gew.-Teile Kupferchlorid, A2 25 Gew.-Teile Trichlormelamin, A3 15 Gew.-Teile Kupfer-m-benzoldisulfonat und 15 Gew.-Teile Trichlormelamin.

Die Bestandteile werden in einer Kugelmühle gemischt und auf eine Papierbahn in einer Menge von 16,2 bis 32,4 g/m (10 bis 20 lbs/3000 sq..ft), bezogen auf Trockengewicht, aufgetragen.

Anstelle des Kupferchlorids kann man die anderen oben erwähnten Kupfersalze anwenden, und zwar in Mengen zwischen 5 und 25 Gew.-Teilen. Anstelle von Trichlormelamin kann man auch die anderen oben erwähnten, ein positives Halogenatom enthaltenden Substanzen anwenden, insbesondere in einer Menge zwischen 15 und 30 Gew.-Teilen.

Das Mengenverhältnis von Kupfersalζ zu der ein positives Halogenatom enthaltenden Substanz kann zwischen 1 j 0,2 und 1 i 2 Gew.-Teilen, insbesondere 1 t 0,5 bis 1 : 2 betragen. Selbstverständlich können außer diesem angegebenen Amin auch noch die anderen erwähnten Amine

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zur Anwendung gelangen, und zwar in einem Mengenverhältnis Kupfersalz ι Amin 1 ί 0,1 "bis 1 t 2, vorzugsweise 1 ι 0,4 bis 1*2.

Kopierpapier

Die Herstellung des Kopierpapiers kann in beliebiger Weise erfolgen, jedoch soll es zumindest 0,1 Gew.-^ Stärke und/oder Polyvinylalkohol enthalten. Bevorzugt wird eine Menge von 0,5 bis 5 Gew.-$. Die Einbringung von Stärke und/oder Polyvinylalkohol in das Papier in gleichmäßiger Verteilung kann entweder als Dispersion oder Lösung in den Papierstoff oder in die Leim- oder Streichmasse oder auf das fertige Papier im Eahmen der üblichen Papierherstellung erfolgen. Bevorzugt wird Stärke und/oder Polyvinylalkohol in bereits gebildetes Papier getränkt, insbesondere in Form einer Lösung, enthaltend 3 bis 10 Gew.-?& Stärke oder Polyvinylalkohol, so daß Stärke oder Polyvinylalkohol an der Papieroberfläche in hoher Konzentration vorliegt und damit für die Reaktion mit dem freigesetzten Jod in größerem Umfang verfügbar ist.

Mark i erung sma s s e

Die Markierungsmasse kann eine -uösung von 1 bis 10 Gew.-Teilen Jodid in 99 bis 90 Gew.-Teilen Wasser sein und zusätzlich noch einen Farbstoff enthalten, wie 0,0005 bis 1 Gew.-$^HCalcofast Spirit Yellow G*. Als Jodid eignet sich das Kalium-, Natrium-, Ammonium- oder Lithiumiodid. Die Konzentration an Jodid in der Markierungsmasse ist nicht kritisch. So kann man z.B. auf 2$ Kaliumiodid 1$ Farbstoff in 97$ Wasser anwenden. Anstelle dieser Markierungsflüssigkeiten kann man auch eine Masse wie sie in einem Wachsstift oder Bleistift vorliegt, anwenden=

Die Herstellung der Umdruckkopien gesohieht wie bei der Erläuterung der Fig. 3 erwähnt.

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Beispiel 2

Es wurde eine Druckfarbe zusammengestellt, die 4 Tropfen Konservierungsmittel (Dioxin), 0,25 g Ammoniumalaun, 9 g Gummi arabicum, 3,5 g Stärkelösung (Penford Gum-200), 0,75 g Formalin, 1 g Natriumstearat, 84 g Wasser, 36,5 g Glycerin, 10 ecm n-Butanol_f 0,725 g Trichlor- ^v melamin und 0,725 g Kupferchlorid enthielt·

Die Stärke wurde gelöst und verkleistert und dann die anderen Produkte eingebracht und in einer Kugelmühle, Kolloidmühle oder dergleichen gemischt.

Die Aufbringung der Druckfarbe auf das Kopierpapier geschieht in üblicher Weise mit Gummistempel, durch Siebdruck, Buchdruck oder dergleichen. Das getrocknete ßild ist unsichtbar und läßt sich durch Aufbringung einer 2#igen Kaliumjodidlösung entwickeln.

In obiger Masse kann anstelle des Trichlormelamin Kupfer-m-benzoldisulfonat angewandt werden. Man kann entweder Trichlormelamin alleine oder Kupferchlorid alleine als Oxydationsmittel in entsprechenden Mengen verwenden. Anstelle des Stärkeprodukts kann man Polyvinylalkohol oder Carboxymethylcellulose verwenden. Dieses oder ein anderes Kupfersalz und/oder die ein positives Halogenatom enthaltenden Oxydationsmittel können in einer Menge von 0,5 bis 10 Gew.-?& in der Druckfarbe vorliegen. /

Führen die, das latente Bild aufbauenden Produkte zu einem geringen Farbton, so kann man dies unschädlich machen, indem man gefärbtes Kopierpapier anwendet, vorzugsweise in demselben Farbton wie das unsichtbare Bild j damit diese» aioherer verschwindet.

009825/1113 - Patentansprüche-

Claims

Patentansprüche

1« Vervielfältigungsmaterial, enthaltend eine Kopierschicht mit einem unsichtbaren Bild und gegebenenfalls einem sichtbaren Bild sowie eine Markiermasse, gekennzeichnet durch ein -vorzugsweise wasser- und/oder alkohollösliches-Bildmaterial, welches unter Einwirkung von Jod einen intensiven Farbstoff zu bilden vermag, ein Jodid, welches durch Oxydation Jod freizusetzen vermag und ein-vorzugsweise wasser- und/oder alkohollöeliches-Oxydationsmittel, welches das Jodid zu Jod zu oxidieren vermag.

2. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Oxydationsmittel und gegebenenfalls das Bildmaterial in der Druckfarbe oder Umdruckmasse befindet.

3. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Jodid in der Markierungsmasse befindet, vorzugsweise in Form einer 1- bis 10$ wässrigen Xiösung.

4· Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet , daß sich das Bildmaterial in dem Kopierpapier, der Übertragungsmasse oder der Markierungsmasse befindet.

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5o Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß das Bildmaterial Stärke und/oder Polyvinylalkohol ist,

6. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1

bis 5, dadurch gkennzeichnet, daß das Oxydationsmittel vorzugsweise ein farbloses Kupfersalz und/oder eine, ein positives Halogenatom enthaltende Substanz ist.

7o Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 6,

dadurch. gekennzeichnet , daß das Kupfersalz das Chlorid, Hitrat, Sulfat, Acetat, Lactat, Benzoat oder Stearat ist.

8. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennz eich net , daß die ein positives Halogenatom enthaltende Substanz Trichlormelamin, N-Chlorsuccinimid, N-Bromsuccinimid, U-Ghlorphthalimid, Monobromantin, Dijodantin, Dibrommethyläthylhydantoin, Dichlormethyläthylhydantoin, N-Bromglutarimid, N-Chlorglutarimid oder ein F-Halogenaminotriazin ist»

9. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Oxydationsmittel ein Kupfersalz und ein Amin in Form von Piperidin, Piperazin, Phenylendiamin, Tallowamin, Trichlormelamin, Triisopropanolamin oder Melamin ist»

10. Vervielfältigungsmaterial nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet , daß das Jodid ein Ammonium- oder Alkalimetalljodid ist.

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