DE2110785B2 - Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfahren - Google Patents
Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches SchnelldruckverfahrenInfo
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Description
55
Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnetldruckverfahren.
Die Arbeitsgeschwindigkeit elektronischer Datenverarbeitungsanlagen
ist zum Teil so groß, daß mechanische Schnelldrucker als Ausgabegerät für gedruckte
Informationen zu langsam, also unwirtschaftlich sind. Bei den nichtmechanischen Schnelldruckverfahren
wird der Kraft und Zeit benötigende mechanische Druckvorgang durch physikalische und
chemische Verfahren ersetzt, die fast trägheitsfrei,
mit geringem Energieaufwand und geräuschlos arbeiten, .j,.
Es sind elektrostatische, magnetische und elektrochemische Scbnelldruckverfabren in Gebrauch, während
sich elektrotherraische Verfahren nicht bewährt haben.
Die elektrochemischen Schnelldruckverfahren beruhen auf der Verfärbung von Elektrolyten beim
Stromdurchgang. Das als Aufzeichnungsträger dienende Papier wird durch Anfeuchten mit einem
Elektrolyten vor dem Druckvorgang leitfähig gemacht. Als Elektrolyt ist z.B. die Dispersion von
Zinkverbindungen mit geringen Verunreinigungen, z. B. Kupfer, in einem Bindemittel aus Methacrylpolymeren
bekannt Doch werden nur wenig kontrastreiche Aufzeichnungen mit solchen Papieren erhalten.
Aufgabe der Erfindung ist nun ein Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfalv
ren, der diesen Nachteil nicht zeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich die elektrochemisch wirksame Schien;
des Trägers zusammensetzt aus einem Epoxy-Kunststoff, dem in Verhältnissen zwischen 150:100 bis
1000 :100 Teilen Kunststoff Titandioxyd, dotiert mit einem oder mehreren Elementen, ausgewählt aus
Niob, Antimon, Tantal, Molybdän und Wolfram beigemengt ist.
Gegebenenfalls können Metallseifen von Fettsäuren beigemengt werden.
Hierbei werden die erfindungsgemäß verwendeten Epoxy-Kunststoffe durch Kondensation von Epichlorhydrin
und Bisphenol A gewonnen, ferner werden Epoxy-Kunststoffe verwendet, wie sie als Beschichtungsmassen
bekannt sind, die aus Phenolen als Ausgangsmaterial bzw. aus aliphatischen Verbindungen
als Ausgangsmaterial hergestellt sind.
Epoxy-Verbindungen sind für die Schicht des Aufzeichnungsträgers der Erfindung ausgewählt, weil
diese Verbindungen ausgezeichnete Klebkraft an der Basis besitzen und in dünner Schicht auch bei großen
Mengen Pigment noch gut biegsam bleiben. Keine andere Kunststoffart vereinigt diese für den vorgesehenen
Zweck so günstigen Eigenschaften. Als Härtemittel können die für Epoxy-Beschichtungs-Kunststoffe
bekannten Mittel benutzt werden, z.B. alipha· tische Amine, wie Äthylend'Hmin, Diäthylentriamin.
Monoäthanolamin, Propanolamin und Aminoäthyläthanolamin; aromatische Amine, wie Metaphenylendiamiiie,
p, p' — Diaminodiphenylmethan, Benzylmethylamin und Dimethylaminomethylphenol; Polyamide,
wie die Kondensationsprodukte ungesättigter aliphatischer Dimer-Säuren mit Polyaminen. Ferner
können Amin-Anlagerungsverbindungen Verwendung finden. Die Kombination von Epoxy-Kunststoff
des Typs: Bisphenol A — Epichlorhydrin und Polyamid-Härtemitteln ist für die Zwecke der
Erfindung besonders zu empfehlen.
Als Titanhalbleiter kann für die Zwecke der Erfindung jedes Titandioxyd Verwendung finden. Als
Verunreinigung (Dotierung) kann ein Element aus der Gruppe Niob, Antimon, Tantal, Molybdän und
Wolfram ausgewählt werden. Die Menge der Dotierung liegt zwischen 0,05 und 5,0 Molprozent. Die
Menge des dotierten Titandioxyds liegt zwischen 150 und 1000 Teilen, vorzugsweise zwischen 300 und
600 Teilen, auf 100 Teile Kunststoff.
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Bei weniger als 150 Teilen ist die Deckung ungenügend, andererseits liegen die Kosten bei Verwendung von über 1000 Teilen unwirtschaftlich hoch,
auch sinkt die Haftfähigkeit und die Biegsamkeit der Schient. Für die Aufzeichnung bestehen nur geringfügige Unterschiede zwischen Trägern, deren Schich
ten 600 bis 1000 Teile oder 300 bis 600 Teile Titandioxyd enthalten. In allen Fällen wird das dotierte
Titandioxyd elektrolytisch zu Titan reduziert.
Als Metall-Fettsäure-Seifen werden erfindungsgeraäß Seifen von Metallen wie Aluminium, Kupfer,
Zink, Blei, Eisen, Magnesium, Kobalt, Barium, Nikkei und Lithium mit Fettsäuren wie Palmitinsäure,
Oleinsäure, Stearinsäure und Caprylsäure verwendet. Die Verbindungen werden für sich oder in Mischungen
verwendet
Diese Fettsäure-Seifen dienen der Ausbreitung bzw. Egalisierung der Schicht und der Erleichterung
der Aufzeichnung, sie erniedrigen außerdem die zur Aufzeichnung erforderliche elektrische Spannung.
Höhere Spannungen, welche die Schicht durch elektrischen Strom oder elektrische Entladung u. dgl. zerstören
können, werden also vermieden. Ferner machen die Seifen die Schicht plastisch (Weichmacherwirkung)
und begünstigen ihre Biegsamkeit. 100 Teile Kunststoff enthalten 5 bis 80, vorzugsweise
10 bis 60 Teile Seifen. Ist dev Gehalt an Metallseife geringer als 5 Teile, so ist eine höhere Spannung zur
Aufzeichnung erforderlich, die Schicht wird rauh und verliert an Biegsamkeit. Auch wenn die Seifenmenge
über 80 Teile steigt, braucht man eine höhere Betriebsspannung, und die Haftung der Schicht am Träger
wird geringer.
Gemäß einer weiteren Au gestaltung der Erfindung können metallische oder nichtmetallische elektrische
Leiter, wie Kohle (Ruß), Graphit, Titansesquioxyd, Silber, Kupfer: Halbleiterverbindungen wie
GaP, GaAs, InAs, InSb einzeln oder in Mischung den Zusammensetzungen der Erfindung beigefügt
werden, wodurch der Kontrast der Aufzeichnungen steigt. Die Titanverbindung ist ein Halbleiter. 1 im die
Leitfähigkeit der Schicht auf den erforderlichen Wert zu bringen, müßten derart viel Titanverbindungen in
die Schicht eingebaut werden, daß die Schicht nicht mehr die anderen zur Zweckerfüllung erforderlichen
Eigenschaften besitzen würde. Die Beimengungen von metallischen oder nichtmetallischen Leitern
dient also dem Zweck, die Menge der Titanverbindungen in der Schicht in Grenzen zu halten.
Die Menge der zuzusetzenden nichtmetallischen Leitermaterialien liegt zwischen 0,5 und 5 Teilen aur
100 Teile Kunststoff, vorzugsweise zwischen 1 und 3 Teilen. Wenn weniger als 0,5 Teile zugesetzt werden,
wird die Leitfähigkeit zu gering, während der Kontrast der Aufzeichnungen stark sinkt, wenn mehr
als 5 Teile zugesetzt werden.
Die Menge der zuzusetzenden metallischen Leitcrmaterialien
oder der Halbleitermaterialien liegt zwischen 0,1 und 20 Teilen auf 100 Teile Kunststoff,
vorzugsweise zwischen 0,5 und 10Teilen. Sind weniger als 0,1 Teile vorhanden, so sind die gleichen
Nachteile vorhanden wie an der unteren Grenze der nichtmetallischen Zusätze. Zusätze von mehr als
20 Teile sind unwirtschaftlich.
Zu den genannten Stoffen wird ein organisches Lösungsmittel zugesetzt, in dem die Stoffe dann mittels
einer Kugelmühle oder einer Sandschleiftrommel dispergiert und gemischt werden. Die Mischung wird so
weiterverdünnt, daß ihre Viskosität bei Zugabe von organischen Lösungsmitteln diejenige einer pastösen
Deckfarbe, d. h. geeignet zum Beschichten ist.
Diese Masse wird dann auf einen Träger aufgestrieben, so daß die entstehende Schicht im trockenen Zustand etwa 10 Mikron dick ist. Nach Trocknung erhält man so den Aufzeichnungsträger der Erfindung.
Als Träger für die Schicht bzw. Masse kann Papier
Diese Masse wird dann auf einen Träger aufgestrieben, so daß die entstehende Schicht im trockenen Zustand etwa 10 Mikron dick ist. Nach Trocknung erhält man so den Aufzeichnungsträger der Erfindung.
Als Träger für die Schicht bzw. Masse kann Papier
ίο oder Kunststoffolie benutzt werden, die mit leitenden
Materialien, wie Aluminium, Zinn und/oder Kupfer, z. B. durch Verdampfen belegt ist.
Bei Gebrauch wird die Titanverbindung in der Schicht elektrolytisch zu freiem Titan-Metall reduziert.
Der Aufzeichnungsträger selbst wird dabei nicht beschädigt. Die Haftung der Schicht an dem
Papier ist besser als die Haftung der bekannten Schichten. Die Biegsamkeit des Trägers ist ausgezeichnet.
Die Haltbarkeit des Trägers nach Aufzeich-
ao nung der Zeichen ist daher hcrvonagend gut. Darüber
hinaus ist eine geringe elektrische Spannung nicht nur möglich, sondern sogar erwünscht, weil sie
die Aufzeichnung kontrastreich macht.
Ausführungsbeispiele
1. 450 g Titandioxyd, dotiert mit 0,5 Molprozent
Niob, foOg Epoxy'-Harz und 300 g Methyl-Athyl-Keton
werden in einer Kugelmühle 20 Stunden lang gemischt und dispergiert. Nach dem
Ausschütten aus der Mühle werden noch 4 g Diäthylentriamin beigemischt. Mit dieser Masse
wird ein Papier bestrichen, das vorher mil Aluminium bedampft war. Das Papier wird getrocknet.
Die Schichtdicke beträgt 10 Mikron. 3ei einer Spannung von 20 Volt ergeben sich gute
Kontraste der Aufzeichnungen.
2. In der nach Beispiel 1 zusammengesetzten und behandelten Mischung waren nur 250 μ
statt 450 g Titandioxy 1. Die Betriebsspannung betrug 23 Volt. Die Aufzeichnungen waren
ebenso kontrastreich wie in Beispiel I.
3. In der nach Beispiel 1 zusammengesetzten und behandelten Mischung waren 000 g statt
nur 450 g Titandioxyd, die Betriebsspannung betrug 20 Volt. Die Aufzeichnungen waren
ebenso kontrastreich wie in Beispiel 1.
4. 500 g mit 1,0 Molprozent Tantal dotiertes Titandioxyd, 50 g eines Polyamidharzes, 150 g
Isopropylalkohol und 150 g Toluol wurden 20 Stunden lang in einer Kugelmühle gemischt
und dispergiert und dann aus der Mühle geschüttet. Der Mischung wurden dann noch 60 g
stcarinsaurcs Zink beigefügt und 30 Minuten gerührt. Dann wurde die Mischung mit 50 g eines
Epoxyharz.es und 50 g Methylethylketon zu einer Masse angerührt, mit der ein mit Aluminium
bedampftes Papier bis zu einer Trockcnschichthöhe von 10 Mikron bestrichen wurde,
das anschließend getrocknet wurde. Bei einer Betriebsspannung von 17VoIt, waren die Aufzeichnungen
gut kontrastreich.
5. 250 g Titandioxyd, mit 1 Molprozent Tantal dotiert, wurden mit 40 g olcinsaurcm Kupfer
(statt stearinsaurem Zink, wie in Beispiel 4) versetzt. Die übrigen Komponenten und die Behandlung
ist dieselbe wie in Beispiel 4. Die Betriebsspannung 18VoIt ergibt guten Kontrast
der Aufzeichnungen.
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6. Das Beispiel 4 wurde durch Verwendung von 900 g statt 500 g Titandioxyd und 80 g palmitinsaurera
Zink (statt stearinsaurem) abgewandelt. Die Betriebsspannung betrug 18 Volt.
7. Das Beispiel 4 wurde durch Verwendung von 400 g (statt 500 g) Titandioxyd, 50 g eines
Polyamids (fest) und 20 g stearinsaurem Aluminium (statt 60 g stearinsaurem Zink) abgewandelt,
Dei Betriebsspannung betrug 18 Volt.
8. 400 g Titandioxyd, dotiert mit 1,5 Molprozent Antimon, 30 g eines Polyamids (fest), 150 g
Isopropylalkohol und 150 g Toluol wurden 20 Stunden lang in einer Kugelmühle dispergiert
und gemischt. Der aus der Mühle geschütteten Mischung wurden noch 15 g palmitinsaures Aluminium
beigemengt und 30 Minuten gerührt. Die Mischung wurde schließlich mit 70 g eines
Epoxybarzes und 50 g Methyl-Ätbyl-Keton zu
einer Paste verrührt, die, wie in Beispiel 4, auf ein mit Aluminium belegtes Papier gestrichen
wurde. Die Betriebsspannung betrug 18 Volt.
9, Die gleichen Komponenten und die gleiche Verarbeitung wie in Beispiel 4 wurden verwendet,
jedoch 350 g Titandioxyd, dotiert mit 0,1 Molprozent Wolfram und 2 g Titansesquioxyd
(statt 500 g Titandioxyd mit 1 Molprozent Tantal). Die Betriebsspannung betrug 17 Volt.
10. Die gleichen Komponenten und die gleiche Verarbeitung wie in Beispiel 4, jedoch 400 g Titandioxyd
dotiert mit 0,1 Molprozent Wolfram (statt 500 g Titandioxyd mit 1 Molprozent Tantal)
und 25 g caprylsaures Zink und 3 g Silber (statt 60 g stearinsaures Zink). Die Betriebsspannung
betrug 17 Volt.
Claims (8)
1.
Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfahren, dadurch ge-
kennzeichnet, daß sich die elektrochemisch wirksame Schicht de& Trägers zusammensetzt aus
einem Epoxy-Kunststoff, dem in Verhältnissen zwischen 150:100 bis 1000 · 100 Teilen Kunststoff Titandioxyd, dotiert mit einem oder mehre-
ren Elementen, ausgewählt aus Niob, Antimon, Tantal, Molybdän und Wolfram beigemengt ist
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtmischung noch beigemengt ist:
a) nichtmetallisches Leitermaterial, ausgewählt aus: Kohle, Graphit und/oder Titansesquioxyd
und/oder
b) metallisches Leitermaterial, wie Silber und/ oder Kupfer und/oder
c) Halbleitermaterial, ausgewählt aus: GaP, GaAs, InAs und/oder InSb, und/oder Metallseifen
von Fettsäuren.
3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des nichtmetallischen
Leitermaterials im Bereich von 0,5 bis 5 Teilen auf 100 Teile Kunststoff liegt.
4. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des metallischen Leitermaterials
im Bereich von 0,1 bis 20 Teilen auf 100 Teile Kunststoff liegt.
5. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Halbleitermaterials
im Bereich von 0,1 bis 20 Teilen auf 100 Teile Kunststoff liegt.
6. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall-Seifen die Seifen von
Fettsäuren mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in einer Menge zwischen 5 und 80 Teilen auf
100 Teile Kunststoff dienen.
7. Träger nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Metall-Fettsäure-Seifen Salze von Metallen wie Aluminium, Kupfer, Zink, Blei,
Eisen, Magnesium, Kobalt, Barium, Nickel und oder Lithium mit Fettsäuren wie Palmitinsäure,
Oleinsäure, Stearinsäure und/oder Caprylsäure sind.
8. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemisch
wirksame Schicht in einer Dicke von etwa 10 Mikron auf eine metallierte Papier- oder
Kunststoff-Basis aufgebracht ist.
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