DE2202630A1

DE2202630A1 - Thermographisches Farbblatt und damit arbeitendes thermographisches Kopierverfahren

Info

Publication number: DE2202630A1
Application number: DE19722202630
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: 1971-01-25
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1972-08-17
Also published as: GB1362475A; JPS5112423B1; US3751318A

Description

Bieonographi β ehe s Faz'bblatt und damit arbeitendes thermographisches Kopierverfahren

Dar. thermographische Kopierverfahren wird derzeitig zur Beschriftung einzelner Kopien, hektographiGchsr Hatri&r-m und Flachdruckplatten entsprechend einem bescliriftaten Originalbogen mittels Infrarotstrahlung und unter Verwendung einer thermograph! schon Farbübertragungenohicht angewendet. Die Originalbildstellen v/ei'den durch das Infrarotlicht erhitzt und die Wärme schmilzt entsprechende Stellen der Übertragungsschicht, so daß diese feucht werden und an dem jeweiligen Bogen unter Bildung der gev/ün^chtf;n Kopie, Matrize oder Flachdruckplatte Iviiten.

E.in wefjefitliehur Nachte 11 der bekannten thermographischen Farbblätter und Verfahren bestehI; in ihrer Unfähigkeit, eben no sehe.rfo und kltü-o beschriftete Kopien, Matrizen odor Druckplatten (üacliLjtehend allgemein als Kopien bezeichnet) wie die Or igj.nalbildi.: teilen auf dem Orjgina zu erzeugen. Tn der Hitue scliraelzende thormographische

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ORlGfNAL INSPECTED

Wachsschichten "besitzen einen gewissen engen kritischen Temperaturbereich, unterhalb dem sie nicht übertragen werden und oberhalb dem sie stark fließen. Jedoch selbst innerhalb der Grenzen dieses engen kritischen Temperaturbereichs leitet eine Wachsübertragungsschicht Wärme sowohl seitlich als auch durch die Dicke der Schicht hindurch und diese seitliche Wärmeleitung verursacht eine Verbreiterung des durch Wärme erzeugten Bildmusters. Die Wachsschicht erweicht somit und schmilzt in einem Bereich, der etwas breiter ist als die Abmessungen des Originalbilds, so daß das auf den Kopierbogen übertragene Bild nicht ebenso scharf und klar ist wie das Original. Die Fehler in äcv Kopie v/erden dann noch, vergrößert, wenn der Kopierbogen eine Ijatr.i.ze oder Flachdruckplatte ist, wovon hunderte von Kopien nach dem Spirituskopier- oder Flachdruckverfahren hergestellt werden; die Anzahl erhältlicher annehmbarer Kopien ist somit beschränkt.

Übliche als Lösung in einem Lösungsmittel aufgebrachte harzartige thermographische Übertragungenehichteri wc:edm zwar bei thermographischen Temperaturen nicht verflüssigt, weisen jedoch Hafteigenöchaften auf, die eine scharfe Trennung zwischen den erhitzten und nicht-erhitzten ,TUO.len. während der Übertragung vereiteln. Solche Schichten besitzen auch im allgemeinen höhere Erweichungstemperaturen als Wachsschichten und sind ebenso wärmeleitend wie Wachsschichten, so daß Wärme von den Bildstellen auf benachbarte Stellen unter Verbreiterung des durch Wärme er?eu;:i,en Bildmußters übergeht.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekanntem the.-:,:·-- graphischen Farbblätter, der zur Erzeugung .ft.hlerhaf U::</

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thermograph!scher Kopien führt, liegt in der Art des Verfahrens selbst. Während der Wärmebestrahlung wird die thermographische Übertragungsschicht in Bildform auf den Kopierbogen aufgeschmolzen. Nach der Bestrahlung und Abkühlung müssen das Farbblatt und der Kopierbogen auseinandergezogen werden, wobei die auf den Kopierbogen aufgeschmolzenen Stellen der Übertragungsschicht aus dem Rest dieser Übertragungssschicht herausgerissen werden. Da3 hat oft zur Folge, daß die mit dem Kopierbogen verschweißten Stellen benachbarte Stellen der Übertragungsschicht mit auf den Kopierbogen hinüberziehen, die an sich während der Abkühlung sich wieder mit dem erhitzten Stellen der Übertragungsschicht verbunden hatten. Es zeigt sich dies in der Regel in der Bildung ausgefüllter !Buchstaben und tritt sowohl bei den mit den üblichen Wachsschichten air. auch bei den mit harzartigen Wärmeübertragungsschichten arbeitenden Verfahren auf.

Hauptaufgabe der Erfindung ist dalier die Schaffung neuer thermographischer Farbschichten, die schärfere und genauere thermographische Kopien liefern als dies bisher möglich war.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten thermographischen Kopierverfahrens, bei welchem die Endstufe der Trennung von Farbblatt und Kopierbogen no vereinfacht ist, daß der Übergang nichterhitzter Stellen aus der Farbschicht vermieden wird.

Diese und v/eitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch ein thermographisches Kopierverfahren erfüllt, das mit neuen thermograph!acheii Farbblättern

mit einer wärmeübertragbaren Schicht arbeitet, die aus einzelnen Teilchen besteht, welche bei den Temperaturen des thermographischen Verfahrens erweichen und an einem Kopierbogen haften können.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt die Verv/endung der erfindungsgemäßen Farbblätter bei einer Ausführung des thermograph!3chen Kopierverfahrens.

Die Erfindung beruht auf der Peststellung, daß man verbesserte thermographische Färbschichten erhalten kann, wenn man die Farbmasse als Dispersion in einem flüchtigen Träger herstellt, diese Dispersion auf eine aufnähmefähige flexible Unterlage aufbringt und dann den Träger unter Bildung einer diskontinuierlichen Schicht aus einzelnen festen durch Wärme erweichbaren Partikelchen verdampft.

Es wurde gefunden, daß eine solche diskontinuierliche Schicht aus einzelnen Teilchen mindestens zwei kritische Eigenschaften aufweist, welche Anlass für eine unerwartete Verbesserung bei den thermographischen Kopierverfahren bilden. Zunächst schafft die Diskontinuität der Farbschicht eine Vielzahl einseiner Teilchen, die jeweils mindestens zum Teil vom nächsten durch eine Zwischenfläche und Lufträume getrennt sind. Diese Lufträume ergeben eine Isolierung zwischen den Teilchen und verringern wesentlich die Wärmeübertragung zwischen einzelnen Teilchen, wodurch die seitliche Wärmeausbreitung über die Farbschicht wesentlich verringert wird.

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Zweitens ermöglicht die diskontinuierliche Struktur der Farbschicht es, daß die erhitzten, zusammengeschmolzenen Teile der Farbschicht sich scharf von den nicht-erhitzten Stellen trennen. Die Luftzwischenräume und die Zwischenschichten ergeben zwischen erhitzten und nicht-erhitzten Stellen geschwächte Trennstellen, so daß die mit dem Kopierbogen verbundenen erhitzten Bildstellen leicht und scharf von den nicht-erhitzten Stellen wegbrechen. Das erleichtert das Trennen des Farbblatts von den beschrifteten Kopierbogen und verringert die Fähigkeit der mit dem Kopierbogen verschmolzenen Teile der Farbschicht, benachbarte Teile der nicht-erhitzten Farbmasse von dem Farbblatt abzuziehen.

Die erfindungsgemäßen Farbmassen enthalten einen wachs- oder harzartigen Binder und in den meisten Fällen Weichmacher oder Plastifizierungsmittel und einen färbenden Stoff. Der wachsartige Binder kann ein übliches Wachs, z.B. Karnaubawachs, Ouricurywachs, mikrokristallines Wachs, Bienenwachs, Montanwachs oder eine Mischung derselben sein. Andere wachsartige Stoffe mit den Eigenschaften von Wachs sind allein oder in Mischung mit Wachsen ebenfalls geeignet. Es sind dies die niedrigmolekularen Polymethylene, z.B. A-O Polyaethylen 400, feste Carbowachse, Polyvinylstearat und dergl. Außerdem kann eine kleinere Menge eines filmbildenden Binder*:: mit einer höheren Schmelztemperatur als das Wachs einen Teil des Binders bilden, um so die Schmelztemperatur der Dispersion ^r/,u erhöhen und die erhitzten Stellen besser an dem Kopierbogen kleben zu machen. Geeignete Filmbildner sind u.a. cellulooeartige Stoffe, z.B. Aethylcellulose, Vinylverbindungen, z.B. Polyvinylbutyral Polybutenharze und dergl. Der

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filmbildende Binder kann in Mengen zwischen etwa 5 "bis zu etwa 35 #, bezogen auf das Gesamtgewicht des Binders, verwendet werden.

Harzdispersionen sind ebenfalls geeignet und diese enthalten in der Regel verträgliche Ölweichmacher oder Plastifizierungsmittel, um so Harzteilchen mit dem gewünschten Erweichungspunkt innerhalb des thermograph!sehen Temperaturbereichs von etwa 66 bis 104° C zu ergeben. Bevorzugte Harze sind z.B. Polyvinylacetat, Polystyrol, Styrol-Butadiencopolymerisate, Celluloseester und - aether, z.B. Aethylcellulose und Celluloseacetat-butyrat und Acrylsäureharze, z.B. Methylmethacrylat und Aethylacrylat sowie Copolymerisate von jedem. Geeignete Weichmacher und verträgliche öle variieren von Harz zu Harz und die Wahl geeigneter Stoffe und Mengen, welche die erforderliche Erweichungstemperatur ergeben, ist für den Fachmann kein Problem.

Wenn ein färbender Stoff zugegen ist, darf d.ieser nicht in merklichem Ausmaß Infrarotstrahlung absorbieren. Die bevorzugten Stoffe sind die Kristallviolettfarbstoffe, die in kleinen gelösten Mengen im Falle der Herstellung einzelner Kopien und in großen ungelösten Mengen im Falle der Herstellung hektographischer Matrizen verwendet v/erden. Übliche farblose farbbildende reaktionsfähige chemische Stoffe können ebenfalls verwendet werden. Für die Beschriftung von Flachdruckplatten ist kein bilder zeugend efj Material erforderlich, da der Wachsbinder oleophil iat; trotzdem kann eine kleine Menge gelöster Farbstoff vorzugsweise zugesetzt werden, um ein Korrekturlesen zu ermöglichen.

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Die Übertragungsmasse wird auf eine aufnahmefähige flexible Unterlage, z.B. auf dünnes Papier oder einen Kunststoff-Film, in Form einer Dispersion in einem flüchtigen Träger aufgebracht, wobei die Dispersion etwa 3 "bis etwa 10 % Feststoffe enthält. Der Träger kann Wasser oder ein flüchtiges organisches Lösungsmittel, z.B. Alkohol, Toluol, Lackbenzin oder dergl. sein. Die Dispersion kann auf beliebige bekannte Weise hergestellt werden, z.B. indem man den Binder und färbenden Stoff in dem Träger unter Rühren vermahlt. Vorzugsweise wird im Fall einer Wachsmasse das Wachs mit dem färbenden Stoff zusammen geschmolzen und langsam in den Träger gegossen, der dann zur Bildung der Dispersion abgeschreckt wird.

Die Dispersion wird in Form einer dünnen Schicht mit einem Trockengewicht von etwa 1 bis 4 Pfund/Ries, bestehend

ρ
aus 3300 Fuß , aufgebracht. Der Träger wird bei ziemlich niedriger Temperatur, die unterhalb der Erweichungstemperatur der Partikelchen liegt, verdampft. Bei den wachsartigen Zusammensetzungen besitzen die Y/achsteilchen in der Regel eine Erweichungs- und Schmelztemperatur innerhalb des Bereichs von etwa 66 bis 93° C.

Das folgende Beispiel erläutert eine Ausführungsforrn. der Erfindung.

00 g Karnaubawachs und 20 g Aethylcellulose werden bei 93 0 miteinander geschmolzen. Die Aethylcellulose löst sich offensichtlich in dem geschmolzenen Karnaubawachs eher als daß sie schmilzt, man erhält jedoch eine homogene Schmelze. Alsdann wird diese Schmelze langsam in 1 900 ρ auf etwa - 7° C abgekühlten Aethylalkohol ein-

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gegossen. Der Alkohol wird während des Eingießens gerührt und man erhält eine feine milchige Dispersion der Schmelze mit einem Feststoffgehalt von etwa 5 %.

Diese Dispersion wird dann als gleichmäßige dünne Schicht auf einen 1/2 Mil dicken Mylarfilm (Polyethylenterephthalat) ausgebreitet und der Alkohol wird verdampft, wobei eine Abscheidung von etwa 2¹/2 Pfund der trockenenen Dispersion pro 3300 Fuß² Film zurückbleibt. Der Alkohol verleiht der Dispersion eine Affinität für den Mylarfilm. Die Trocknung der Schicht erfolgt bei etwas erhöhten Temperaturen, jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der dispergierten Teilchen und die gebildete Schicht besitzt ein weißliches, perlartiges Aussehen und ist durchscheinend. Die Zeichnung zeigt den gebildeten Übertragungsbogen 10, der aus dem Trägerfilm 11 und der Dispersionsschicht 12 besteht.

Dieser Bogen wird zur Erzeugung scharfer, klarer oleophiler Bildstellen auf einer thermischen Flachdruckplatte entsprechend auf einem beschrifteten Originalbogen anwesenden Bildstellen auf die in der Zeichnung dargestellte Weise benutzt. Die Platte 20 besteht aus einem Trägerfilm 21 mit einer Flachdruckoberfläche 22. Der Originalbogen kann ein beliebiger, Infrarotstrahlung absorbierende Bildstellen 31 tragender Bogen sein. Die Bögen werden in der gezeigten Reihenfolge aufeinandergelegt und mit Infrarotlicht einer Quelle 40 bestrahlt. Die Infrarotstrahlung durchdringt die Originalbildstelle 31, wo sie unter Erzeugung eines bildweisen Wärmemusters absorbiert wird, und ein bildweises Wärmemuster erzeugt, das unter Erweichen einer entsprechenden Stelle der feinteiligen Schicht 12 zurückgeleitet wird. Die erweichte Stelle haftet an der Oberfläche 22 der Platte 20 und geht beim Trennen dor Bögen in Form einer nicht aus Einze-lteilchen be !s

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oleophilen Bildstelle 23 darauf über. Die Bildstelle trennt sich scharf und leicht von den angrenzenden Stellen der Schicht 12, da diese angrenzenden Stellen feinteilig und nicht fest mit dem Teil verbunden sind, der erhitzt und unter Bildung der Bildstelle 23 übertragen wurde.

Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

Thermographisehes Kopierverfahren zur Herstellung einer Kopie von einem Originalbildstellen tragenden Bogen mittels Infrarotstrahlung, wobei ein Infrarotstrahlung absorbierende Bildstellen tragender Originalbogen, ein Kopierbogen und ein Farbblatt übereinandergelegt werden, so daß die Farbschicht des Farbblatts an dem Kopierbogen anliegt, woraiif man Infrarotstrahlung zur Erhitzung der Originalbildstellen und entsprechender Stellen der Farbschicht unter Verhaftung dieser Stellen mit dem Kopierbogen zur Einwirkung bringt und dann die Bögen unter Übergang der Stellen der Farbschicht auf den Kopierbogen in Form von den Originalbildstellen entsprechenden "Bildstellen voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht einzelne, durch Wärme erweichbare Teilchen enthält und daß die Originalbildstellen bis zum Erweichen der Teilchen in entsprechenden Stellen der Farbschicht mit Infratorstrahlung bestrahlt v/erden, so daß diese Bildstellen an dem Kopierbogen haften und leicht von dem Farbblatt darauf übergehen.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Farbschicht aus einer größeren Gewichtsmenge Wachs und einer kleineren Gewichtsmen^e eine;π fumbildenden Binders mit einem höheren Schmelzpunkt alü das Wachs bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der Farbschicht aus einem nietlrigmolekularen Polyaethylen bestehen.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen oleophil sind und der Kopierbogen eine Flachdruckplatte wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht eine kleinere Gewichtsmenge eines färbenden Stoffs enthält.

6. Thermographisches Farbblatt, bestehend aus einem flexiblen Träger mit einer unter der Einwirkung von Wärme unter Bildung von auf einen Kopierbogen übertragbaren Stellen erweichenden gleichförmigen dünnen Farbschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht einzelne Teilchen enthält, die bei Tempersturen zwischen etwa 66 und 104° C erweichen und daß die Schicht weniger wärmeleitend ist als eine zusammenhängende Schicht der gleichen Zusammensetzung.

7. Farbblatt nach Anspruch 6, dadurch gakonimeichne^;;, daß die Teilchen aus einer Mischung aus einer größeren Gewicht einenge Wachs und einer kleineren Gewichtsmengo eines fumbildenden Binders mit einem höheren Schmelzpunkt als das Wachs bestellen.

8. Farbblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus einem nicclrigmolekularen Polyaethylen bestehen,

9. Farbblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Farbschicht in einer Gewichtsmenge zwischen

2
etwa 1 und 4 Pfund pro 3500 Fuß Träger zugegen ist.

10. Farbblatt nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht eine kleinere Gewicht sßiGnge eines färbenden Stoffes enthält.

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