DE2609747A1

DE2609747A1 - Auf druck ansprechendes uebertragungselement

Info

Publication number: DE2609747A1
Application number: DE19762609747
Authority: DE
Inventors: Douglas Alexander Newmann
Original assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Current assignee: Columbia Ribbon and Carbon Manufacturing Co Inc
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1976-03-09
Publication date: 1977-07-21
Also published as: ZA76768B; AU1146576A; PH12403A; AU502788B2; ATA192376A; US4087579A; CH616883A5; AT343691B; BE839197A

Description

PATENTANWALTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

fg. HRl 187* • If, München, '

S/wf - C 3642

COLUMBIA RIBBON AND CARBON MANUFACTURING CO., INC.

527 Herbhill Road, Glen Cove, New York, USA

Auf Druck ansprechendes Übertragungselement

Die Erfindung betrifft ein auf Druck ansprechendes Übertragungselement und mehr im einzelnen die Schaffung von Ubertragungsblättern und -bändern mit Filmgrundlagen aus plastischem Material, die außerordentlich fest und bruchsicher sind und die die erforderliche Verformbarkeit an der den Typen ausgesetzten Oberfläche unter der Einwirkung des Typendrucks aufweisen, während sie widerstandsfähig gegen eine Beibehaltung von Prägungen sind.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Schaffung solcher Blätter und Bänder, die in ihren Abmessungen bei Änderung des Zuges und der Temperatur und

DR. C. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DIP L.-ING. W. GRÄMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASS-E I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MÜNCHEN. KONTO-NUMMER 72

TEL. (089) 224211. TELEX S-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK: MÖNCHEN 77O62-8O5

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bei wiederholter Druckwirkung stabil bleiben, wobei sie gute Abbildungseigenschaften beibehalten.

Die Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Erkenntnis, daß eine ideale Filmgrundlage mit außerordentlicher Festigkeit, Verformbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Prägungen sowie Stabilität in ihren Abmessungen dadurch hergestellt werden kann, daß zwei dünne Filme miteinander laminiert werden, von denen einer ein gestrecktes, as/rrmetrisch orientiertes Polyäthylen-Terephtalat mit großer Zugfestigkeit und geringer Dehnung in % ist, der normalerweise vergleichsweise spröde aber widerstandsfähig gegen die Beibehaltung von Prägungen ist, während der andere Film aus der Gruppe gewählt ist, die aus Polyäthylen, Polypropylen, symmetrisch orientiertem nicht gestrecktem Polyäthylen-Terephtalat und Nylon besteht und eine geringere Zugfestigkeit und eine höhere Dehnung in % sowie eine größere Tendenz aufweist Prägungen beizubehalten. Die Kombination führt zu einem Filmverbund, der die einzigartigen Eigenschaften Jedes der Komponenten aufweist. Während zu erwarten war, daß der schwächere Film mit der guten Verformbarkeit und der hohen Dehnung in % durch Laminierung mit dem festeren, weniger verformbaren Film verstärkt würde, ergibt sich unerwarteter Weise, daß das Laminat fester, weniger spröde und widerstandsfähiger gegen Zerspringen, Aufreißen, Aufsplittern und Brechen ist als der Polyester-Film also solcher, und daß das Laminat leichter verformbar ist als ein Polyester-Film gleicher Stärke und widerstandsfähiger gegen die Beibehaltung von Prägungen als der schwächere Film als solcher. Das aus zwei Filmen zusammengesetzte Laminat weist auch eine größere Stabilität der Abmessungen unter der Einwirkung von Zug- und Temperaturänderungen auf, als der schwächere Film ansich. Es scheint, daß dies das Ergebnis davon ist, daß die beiden Filme unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, so daß einer stabil bleibt wenn der andere dazu neigt, durch Wärme oder Zug beeinträchtigt zu werden, undder stabile Film den anderen daran hindert seine Abmessungen

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zu verändern.

Die Doppelfilm-Grundlage gemäß der Erfindung besteht aus einem Laminat aus zwei einzelnen Filmen von denen jeder eine maximale Dicke von etwa 0,025 mm (1 mil) aufweist. Vorzugsweise ist ein Film dünner als der andere und weist eine maximale Dicke von etwa 0,0125 mm (0,5 mil) auf. Das untere Ende des Diekenbererches von jedem Film ist in den meisten Fällen durch die kommerzielle Bezugsmöglichkeit gegeben und dürfte bei etwa 0,005 mm (0,2 mil) liegen.

Der feste Film, wie er beispielsweise von Du Pont unter dem Markenzeichen Mylar T bezogen werden kann, weist eine maximale Zugfestigkeit in der Bearbeitungsrichtung - nachfolgend mit (MD) bezeichnet - von

2
3164 kp/cm (45,000 psi) bei einer Dicke von 0,025 mm (1 mil), und

2
eine Zugfestigkeit von 2252 kp/cm (MDI 32,000 psi) bei einer Dicke von 0,023 mm (0,92 mil) auf, wobei die Dehnung (MD) etwa 40 % bei einer Dicke von 0,025 mm (1 mil) und 37 % bei einer Dicke von 0,023 mm (0,92 mil) ausmacht. Andere, ähnlich gestreckte, asymmetrisch orientierte Polyäthylen-Terephfalat-Filme mit einer Zugfestigkeit (MD)

2
über etwa 2180 kp/cm (31,000 psi) und einer Dehnung in % (MD) unter etwa 60 (bezogen auf eine Dicke von 0,025 mm = 1 mil) sind jedoch ebenfalls geeignet.

Der bevorzugte schwächere Film ist Nylon, wie er von Du Pont Canada unter der Markenbezeichnung Dartek bezogen werden kann. Dieser Film

2 hat eine Zugfestigkeit von etwa 872 kp/cm (12,400 psi) und eine Dehnung von etwa 400 % . Andere geeignete schwächere Filme sind symmetrisch orientierte, nicht gestreckte Polyäthylen-Terephtalate, die unter der Bezeichnung Mylar A bezogen werden können und eine Zugfestigkeit (MD)

2
von etwa 1750 kp/cm (25,000 psi) und eine Dehnung (MD) von etwa 120 % aufweisen; orientiertes Polypropylen, das eine Zugfestigkeit (MD)

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2
von etwa 1190 kp/cm (17,000 psi) aufweist und eine Dehnung (MD) von etwa 160 %; und hochdichtes Polyäthylen, das eine Zugfestigkeit

2
(MD) von etwa 497 kp/cm (7100 psi) und eine Dehnung (MD) von etwa 360 % aufweist. In allen Fällen weist der sogenannte schwächere

2 oder zweite Film eine Zugfestigkeit (MD) unter etwa 1820 kp/cm (26,000 psi) und eine Dehnung (MD) über 100 % auf. Das angewandte Meßverfahren zur Ermittlung der Zugfestigkeit und der prozentualen Dehnungswerte ist ASTM D-882-73 (Verfahren A) und bezieht sich auf die Prüfung von Filmen mit einer Dicke von 0,025 mm (1 mil).

Ein gestreckter Polyäthylen-Terephtalat-Polyester-Film, der gewöhnlich auch als asymmetrisch orientierter und gehärteter Poyäthylen-Terephtalat-Film bezeichnet wird, wird dadurch hergestellt, daß man einen amorphen Film aus Polyäthylen-Terephtalat durch Extrudieren herstellt, den Film abkühlt, den Film weiterhin in einer Richtung mehr als in der anderen streckt und schließlich den gestreckten Film über seine Glas-Übergangstemperatur erwärmt, um ihn hierbei zu härten während er gleichzeitig weiterhin gehalten wird, um ein Schrumpfen zu verhindern.

Der amorphe Film wird mehr im einzelnen bei einer Temperatur von etwa 275° C bis 310° C extrudiert, auf etwa 60° C bis 80° C abgekühlt, auf 80 C bis 90 C erwärmt und in einer Richtung gestreckt, wie z. B. in der Querrichtung auf etwa 3,4 bis 3,7 mal seiner ursprünglichen Breite. Der in einer Achse gestreckte Film wird nun auf 110 C bis 150 C erwärmt und in einem größeren Ausmaß in der anderen Richtung, wie z.B. in der Maschinenrichtung bzw. Extrudierrichtung gestreckt, d.h. von 4,3 bis 5 mal seiner, ursprünglichen Länge. Als nächstes wird der in zwei Richtungen orientierte Film bei einer Temperatur durch Wärme gehärtet, die höher ist als die Temperatur des zweiten Streckschrittes, d. h. bei einer Temperatur von 160° C bis 230 C, wobei der Film z. B. in einem Spannrahmen unter Zug gehalten wird, um ein Schrumpfen zu verhindern.

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Schließlich wird der wärmegehärtete Film auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei er noch unter Spannung gehalten wird, und dann freigegeben

Derartige asymmetrisch orientierte wäremgehärtete Filme haben eine erheblich verbesserte Widerstandskraft gegen Dehnung und gegen das Beibehalten von Prägungen im Vergleich zu ähnlichen konventionellen PaVäthylen-Terphfalat-Filmen, die symmetrisch orientiert sind. Das Beibehalten von Prägungen bezeichnet die Eigenschaft des Filmes bei schlagartigem Druck deformiert zu werden und nicht zu dem relativ flachen, glatten Zustand zurückzukehren, wenn der Druck nachläßt.

Die Filme werden auf übliche Weise miteinander laminiert, vorzugsweise unter Verwendung eines dünnen Klebstoff-Überzuges zwischen den Filmen, so daß zwischen beiden eine dauerhafte Bindung gegeben ist. Wenn ein Klebeüberzug verwendet wird, kann durch Wärme aktivierbarer Klebstoff, der in kaltem Zustand nicht klebrig ist, auf einen der Filme aufgebracht werden, so daß die Filme vor dem Laminieren leicht in Übereinstimmung übereinander gelegt werden können. Die Filme werden zu engem Kontakt zusammengepreßt und zur Aktivierung des Klebstoffes und Bindung der Filme aneinander erwärmt. Die Kanadischen Patentschriften 578 286 und 712 135 beziehen sich auf Verbindungen und Verfahren für Klebebindungen zwischen Filmen. Wenn der Klebeüberzug durch ein flüchtiges Lösungsmittel aufgebracht wird, muß dafür gesorgt werden, daß kein Lösungsmittel zwischen den Filmen eingeschlossen wird, da dies Blasen verursacht. Der Klebeüberzug kann auch ohne Lösungsmittel als flüssige, Kunstharz-formende Materialien aufgebracht werden, die reagieren und sich beim Härten verfestigen, wie beispielsweise Epoxy-Harz-Stoffe, flüssige Acryl-Monomere, Prepolymere und dergleichen.

Ein weiterer Vorteil der Filmgrundlage besteht darin, daß sie unterschied-

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liehe Oberflächen mit unterschiedlichen Hafteigenschaften bezüglich der abbildenden Schicht aufweisen. Übertragungsschichten auf Wachsbasis mit hohem Schmelzpunkt sind oleophil und weisen eine gute Aufnahmefähigkeit im Bezug auf Polyolefin-Filme auf und eine relativ schlechte Aufnahmefähigkeit bezüglich Mylar T. Mit Wasser als Lösungsmittel aufgebrachte Überzüge weisen eine relativ schlechte Aufnahmefähigkeit bezüglich Polyolefin-Filmen auf und eine bessere bezüglich Mylar T. In ähnlicher Weise können die beiden Filme wesentlich unterschiedliche Lösungseigenschaften haben, so daß die abbildende Schicht mit einem Lösungsmittel an einen Film gebunden werden kann, welches den anderen Film nicht angreift und somit die Festigkeit der Grundlage nicht erheblich beeinträchtigt ist.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung und sollen nicht beschränkend betrachtet werden.

Beispiel 1

Eine aus zwei Filmen bestehende Grundlage wird dadurch gebildet, daß ein Film einer Dicke von 0,023 mm (0,92 mil) aus gestrecktem Polyäthylen Terephtalate-Polyester und ein Film einer Dicke von 0,0127mm (0,5 mil) aus Nylon mittels einer 0,0025 mm (0,1 mil) dicken Zwischenschicht eines Polyester-Kunstharzklebstoffes zu einem einheitlichen Film mit einer Dicke von etwa 0,04 mm (1,6 mil) verbunden werden. Diese Film-Grundlage wird nun an der Poyester-Oberflache mit einer 0,005 mm (0,2 mil) dicken Bindelage aus Polyvinyliden-Chlorid-Harz (Saran) mittels eines flüchtigen Lösungsmittels beschichtet. Nach Entfernung des Lösungsmittels wird die unten angegebene Farbverbindung auf die Oberfläche der Bindungslage aufgebracht und die Lösemittel verdampft, so daß eine verfestigte Farbschicht mit einer Dicke von etwa 0,015 mm (0,6 mil) hergestellt ist. Vor der Verflüchtigung erweicht das Äthyl-

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Azetat-Lösungsmittel die Saran-Oberflache und ermöglicht hierdurch eine innige Bindung mit der Farbschicht.

Bestandteile	Gewichtsteile
Vinyl Chlorid-Vinyl-Azetat- Copolymer (Vinylite VYHH)	9,0
Getöntes Kohlenstoff-Schwarz -	5,0
Blau getöntes Pigment	1,5
Fettsäure-Ester	5,0
Pflanzliches Öl	4,8
Ben etzungsm itte I	1,2
Toluol	18,0
Methyl-Äthyl-Keton	18,0
Äthyl-Acetat	7,0

Die beschichtete Bahn wird nun zu Rollen zusammengewickelt und anschließend zu Blättern oder Bändern geschnitten, um somit mehrfach verwendbare, auszudrückende Übertragungselemente zu gewinnen, die außerordentliche klare, scharfe Duplikat-Bilder unter der Wirkung eines Bilddruckes herzustellen gestatten.

Beispiel 2

Eine aus zwei Filmen bestehende Grundlage wird dadurch gebildet, daß zunächst auf einen 0,0127 mm (0,5 mil) dicken Film aus gestrecktem Mylar T Polyäthylen-Terephthalat ein dünner geschlossener Überzug aus Polyurethan-Kunstharz (Daltosec), gelöst in einem flüchtigen Lösungsmittel, aufgebracht und das Lösungsmittel verdampft wird, so daß eine Polyurethan-Schicht mit einer Dicke von 0,0025 (0,1 mil) gebildet ist. Die beschichtete Seite des Mylar-Filmes wird dann auf einen 0,0127mm (0,5 mil) dicken Film aus Polypropylen aufgebracht und die Kombination

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in den Spalt geheizter Walzen gebracht, so daß die Filme eng zusammengedrückt werden, während das Polyurethan auf etwa 150° C erwärmt wird, um dieses zu vernetzen oder zu härten und es zu veranlassen, sich mit dem Polypropylen zu verbinden und einen einheitlichen Film zu bilden, der eine Dicke von etwas über 0,025 mm (1 mil) aufweist.

Diese Filmgrundlage wird nun an der Polypropylen-Oberfläche mit der folgenden heiß geschmolzenen Farbverbindung beschichtet:

Bestandteile Gewichtsteile

Carnauba Wachs 41

Bienenwachs 4

Lanolin 5

Mineralöl 20

Methyl-Violett-Base 1

Getönter schwarzer Farbstoff 15

Lecithin 1

Die beschichtete Bahn kann zu Blättern oder Bändern geschnitten werden, die eine ausgezeichnete Festigkeit, Verformbarkeit und stabile Abmessungen aufweisen und die zur Herstellung von scharfen Bildern unter der Wirkung eines Bilddrucks für einmaligen Gebrauch dienen.

Nach den Beispielen hergestellte Bänder weisen eine viel größere Stabilität in ihren Abmessungen bei Änderungen der Temperatur und/oder der Spannung unter wiederholter Einwirkung der Typen z.B. einer Schreibmaschine auf, als der sogenannte schwächere Film als solcher und eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Zerspringen, Aufreißen und/oder Brechen als der gestreckte Polyesterfilm an sich. Die Bänder wurden unter

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unterschiedlichen Graden geringerer Spannung auf Spulen aufgewickelt und Temperaturschwankungen und wiederholten Typen-Einwirkungen unterworfen und periodisch untersucht. Alle Veränderungen in der Dichte oder Lockerung des Bandes auf der Spule oder irgendwelche Zunahme der Größe des Bandes sind innerhalb annehmbarer Grenzen.

Nach den Beispielen hergestellte Kohlepapierblätter weisen bessere Stabilität in ihren Abmessungen auf, Widerstandsfähigkeit gegen Aufreißen und Brechen sowie Widerstandsfähigkeit gegen bleibende Prägungen als Kohleblätter mit einer Filmgrundlage, die aus einem einzigen der erwähnten Filme besteht.

Es sei darauf hingewiesen, daß die oben gegebenen Werte spezifische Werte für spezifische Filme einer Dicke von 0,025 mm (1,0 mil) sind, und daß andere, ähnliche Filme, gestreckt und nicht gestreckt, aus Polyäthylen-Terephtalat, Nylon, Polyäthylen und Propylen höhere oder geringere Werte der Zugfestigkeit und der Dehnung in % (innerhalb von durch die Natur des Filmes gegebenen Grenzen) aufweisen wird, und zwar in Abhängigkeit von dem Herstellungsverfahren, dem Grad der Orientierung, der Reinheit und anderen Faktoren die der Fachwelt bekannt sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Auf Druck ansprechendes Übertragungselement, mit einer Plastikfilmgrundlage, die eine verfestigte Schicht trägt, die auf Druck übertragbares Abbildungsmaterial enthält, das auf ein Kopierblatt unter der Wirkung eines Typendruckes übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlage ein Laminat aus zwei unterschiedlichen, extrudierten Plastikfilmen aufweist, von denen jeder eine maximale Dicke von 0,025 mm (1 mil) aufweist, daß einer der Filme ein gestreckter, asymmetrisch orientierter Polyäthylen-Terephtalat-Film

2 mit einer Zugfestigkeit (MD) größer als etwa 2182 kp/cm (31,000 psi) und einer Dehnung (MD) in % von weniger als 60 ist und eine relativ geringe Verformbarkeit und eine geringe Beibehaltung von Prägungen bei der Einwirkung von Drucktypen aufweist, daß der andere Film aus der Gruppe gewählt ist, die aus Nylon, nicht-gestrecktem, symmetrisch orientiertem Polyäthylen-Terephtalat, Polyäthylen und

2 Polypropylen besteht und eine Zugfestigkeit (MD) unter etwa 1828 kp/cm (26,000 psi) und eine Dehnung in % größer als etwa 100 aufweist, wobei dieser andere Film sich leichter um eine Typenfläche unter der Einwirkung des Typendruckes verformt und eine stärkere Beibehaltung von Prägungen aufweist als der eine Film, und daß diese Filme mittels einer dünnen zwischenIlegenden Klebeschicht miteinander verbunden sind und ein Laminat bilden, das eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Zerspringen, Aufreißen und Brechen unter der Einwirkung von Drucktypen aufweist als der eine Film und eine größere Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen bleibende Prägungen als der andere Film.

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2. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundlage ein Laminat einschließt mit Nylon als der andere Film.
3. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schicht auf der Grundlage vom zerbrechlichen, druckübertragenden Typ für einmaligen Gebrauch ist.
4. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schicht auf der Grundlage eine poröse Struktur aus synthetischen thermoplastischem Kunststoff aufweist, in dessen Poren sich das abbildende Material befindet.
5. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der andere Film Polypropylen und die Schicht mit dem abbildenden Material eine oleophile Wachsschicht ist, die sich auf dem Polypropylen Film befindet und eine große Affinität zu diesem aufweist.
6. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Schicht mit dem abbildenden Material auf dem Laminat lösungsmittelgebunden ist und mittels eines flüchtigen Lösungsmittels auf dieses aufgebracht worden ist, das auch ein solches für eine Komponente des Laminats ist.
7. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der eine Film eine Dicke zwischen etwa 0,0127 mm (0,5 mil) und 0,025 mm (1,0 mil) aufweist.
8. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der andere Film eine Dicke zwischen etwa 0,0064 mm

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(O₇25 mil) und 0,0191mm (0,75 mil) aufweist.
9. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne farbbindende Schicht aus synthetischem Kunstharz sich auf der Oberfläche des Laminats befindet, die die Schicht von abbildendem Material trägt.

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