DE2110785C3 - Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfahren - Google Patents

Description

haben.

Die elektrochemischen Schnelldruckverfahren beruhen auf der Verfärbung von Elektrolyt beim Stromdurchgang. Das als Aufzeichnungstr^-r 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 Aufzeichnungsao träger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfahren, der diesen Nachteil nicht zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsg' maß dadurch gelöst, daß sich die elektrochemisch wirksame Schicht des Trägers zusammensetzt aus einem Epoxy-Kunstdem 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 Auf-Zeichnungsträgers 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 vorgese-

oder Lithium mit Fettsäuren wie Palmitinssure, 45 henen Zweck so günstigen Eigenschaften. Als Härte-Oleinsäure, Stearinsäure und/oder Caprylsäure miliel können die für Epoxy-Beschichtungs-Kunst-

stoffe bekannten Mittel benutzt werden, z. B. aliphatische Amine, wie Athylendiamin, Diäthylentriamin, Monoäthanolamin, Propanolamin und Aminoäthyläthanolamin; aromatische Amine, wie Metaphenylendiamine, 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

sind.

8. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemisch wirksame Schicht in einer Dicke von etwa 10 Mikron auF eine metallteile Papier- oder Kunststoff-Basis aufgebracht ist.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverfahren.

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 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.

Bei weniger a!s 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 Schicht. Für die Aufzeichnung bestehen nur geringfügige Unterschiede zwischen Trägern, deren Schichten 600 bis 1000 Teile oder 300 bis 600 Teile Titandioxyd enthalten. In allen Fällen wird das dotierte Titandioxyd elektrolytisch zu Titan reduziert.

Als Metail-Fettsäure-Seifen werden erfindungsgemäß 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 Te.le Kunststoff enthalten 5 bis 80, vorzugsweise 10 bis 60 Teile Seifen. Ist der 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 Ausgestaltung der Erfindung können metallische oder nichtmetallische elektrische Leiter, wie Kohle (Ruß), Giaphit, Titansev quioxyd. 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. Um 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 Leitermatierialien liegt zwischen 0,5 und 5 Teilen auf 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 Leitermaterialien oder der Halbleitermaterialien liegt zwischen 0,1 und 20 Teilen auf 100 Teile Kunststoff, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Teilen. Sind weniger als G',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 aufgestri-S chen, 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 CeDrauch 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 hervorragend 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, 100 g Epoxy-Harz und 300 g Methyl-Äthyl-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 mit Aluminium bedampft war. Das Papier wird getrocknet. Die Schichtdicke beträgt 10 Mikron. Bei einer Spannung von 20 Volt ergeben sich gute Kontraste der Aufzeichnungen.

2. In der nach Beispiel 1 zusammengesetzten und behandelten Mischung waren nur 250 g statt 450 g Titandioxyd. Die Betriebsspannung betrug 23 Volt. Die Aufzeichnungen waren ebenso kontrastreich wie in Beispiel 1.

3. In der nach Beispiel 1 zusammengesetzten und behandelten Mischung waren QOOg statt nur 450 g Titandioxyd, die Betriebsspannung betrug 20VoIt. 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 stearinsaures Zink beigefügt und 30 Minuten gerührt. Dann wurde die Mischung mit 50 g eines Epoxyharzes und 50 g Methyläthylketon zu einer Masse angerührt, mit der ein mit Aluminium bedampftes Papier bis zu einer Trockenschichthöhe von 10 Mikron bestrichen wurde, das anschließend getrocknet wurde. Bei einer Betriebsspannung von 17 Volt, waren die Aufzeichnungen gut kontrastreich.

5. 250 g Titandioxyd, mit 1 Molprozent Tantal dotiert, wurden mit 40 g oleinsaurem 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.

6. Das Beispiel 4 wurde durch Verwendung von 900 g statt 500 g Titandioxyd und 80 g palmitinsaurem 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 Stunder lang in einer Kugelmühle dispergiert und gemischt Der aus der Mühle geschütteten Mischung wurden noch 15 g palmitinsai-rcs Aluminium beigemengt und 30 Minuten gerührt. Die Mischung wurde schließlich mit 70 g eines Epoxyharzes und 50 g Methyl-ÄiJiyl-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 (7)

2 IiO Patentansprüche:

1. Aufzeichnungsträger für ein elektrochemisches Schnelldruckverf ahren, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrochemisch wirksame Schicht des Trägers zusammensetzt aus einem Epoxy-Kunststoff, dem in Verhältnissen zwischen 150:100 bis 1000:100 Teilen Kunststoff Titandio'xyd, dotiert mit einem oder mehreren Elementen, ausgewählt aus Niob, Antimon, Tantal, Molybdän und Wolfram beigemengt ist.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtmischung noch beigemengt ist: ts

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 gekennizeichnet, daß die Menge des nichtmetallischen 25 stoff, 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 Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-Fettsäure-Seifen Salze von Metallen wie Aluminium, Kupfer, Zink, Blei, Eisen, Magnesium, Kobalt, Barium, Nickel und chemische Verfahren ersetzt, die fast trägheitsfrei, mit geringem Energieaufwand und geräuschlos arbeiten.

Es sind elektrostatische, magnetische und elektrochemische Schnelldruckverfahren in Gebrauch, während sich elektrothermische Verfahren nicht bewährt