DE2807603A1 - Uebertragungselement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein auf Druck ansprechendes,wiederverwendbares übertragungselement.

V/iederverwendbare übertragungselemente, die durch Auspressen des Farbstoffes wirksam sind, sind auf dem Gebiet der sogenannten Kohlepapier und Farbbänder wohlbekannt. Solche übertragungselemente besitzen einen mikroporösen, aus Harz bestehenden Grundaufbau, der unter der Einwirkung des Bilddruckes oder Schreibdruckes im wesentlichen nicht übertragbar ist und der einen öligen Farbstoff in seinen Poren enthält, der unter diesem Druck eine übertragung bewirkt. Wenn die mikroporöse aus Harz bestehende Struktur nicht zureichend mit der Grundlage verbunden ist, erfolgt ein Zusammen- und Aufbrechen,und ein übertragen auf das Kopienblatt geschieht punkt- oder klaksartig, so daß das übertragungselement zur Herstellung einer guten, gleichmäßigen Kopie nicht weiterverwendbar ist.

Nach der ITS-PS 3 037 879 ist es bekannt, eine aus Harz bestehende Verbindungsschicht zwischen einer flexiblen Grundlage und einer mikroporösen wiederverwendbaren Transferoder Übertragungsschicht vorzusehen, wobei die letztere durch Anlösung mit der Bindeschicht verbunden ist, um ein übertragen der mikroporösen aus Harz bestehenden Struktur während des Gebrauchs zu verhüten. Das wird dadurch erreicht, daß die Harz enthaltende Farbschicht unter Benutzung eines flüchtigen organischen Lösungsmittels aufgebracht wird, das das Harz der Bindeschicht anzulösen imstande ist und dadurch die Oberfläche der Bindeschicht anlöst, so daß sie sich mit der mikroporösen,Harz enthaltenden Struktur der Farbschicht zu einem Ganzen verbindet.

Nach der US-PS 3 3^k 814 ist es bekannt, eine mikroporöse, aus Harz bestehende,ausdrückbare Farbschicht aus wässrigen

909834/0530

Lösungssystemen unter Verwendung von filmbildenden Materialien, beispielsweise Polyvinyl-Alkohol₉zu erzeugen, die in Wasser . oder in Gemischen aus Wasser und Alkohol löslich sind. Wässrige Zusammensetzungen werden durch die Harzoberflächen, beispielsweise durch Kunststoffilme und harzbeschichtete Filme und Papiere abgestoßen, jedoch verbessert das Hinzufügen eines aliphatischen Alkohols die Affinität der wässrigen Gemische für solche Oberflächen. Dennoch ist die entstehende Bindung nicht so stark wie eine mit Lösungsmittel oder durch Anlösen erzeugte Bindung und derartige Übertragungselemente widerstehen bei wiederholter Verwendung einem Zusammenbrechen nicht in dem erwünschten Ausmaß. Versuche, dieses Problem durch die Verwendung einer auf einem wasserlöslichen Bindermaterial wie Polyvinyl-Alkohol oder einem wasser-emulgierbaren Bindermaterial wie Polyvinyl-Acetat-Latex zu überwinden, haben sich als nicht erfolgreich erwiesen. Eine Polyvinyl-Alkohol-Bindeschicht läßt die flexible Grundlage, ob es sich nun uni Papier oder einen Kunststof film handelt, so stark kräuseln und einrollen, daß das entstandene Transferelement nicht wirtschaftlich einsetzbar ist. Eine Polyvinyl-Acetat-Bindeschicht wird .beim Austrocknen unlöslich und kann also nicht durch Anlösen beim Aufbringen der Farbschicht verbunden werden. Nach der US-PS 3 901+ 803 können diese Probleme durch die Verwendung von Bindeschichten überwunden werden, die auf einem Gemisch eines wasserlöslichen harzigen Bindermaterials und eines wasserunlöslichen harzigen Bindermaterials innerhalb eines gewissen vorgeschriebenen Mischungsverhältnisses basieren.

Obwohl solche Bindeschichten zu ausgezeichneten Ergebnissen führen, ist es doch erforderlich, daß die verschiedenen Bindermaterialien in den erforderlichen Mischungsverhältnissen angemischt werden. Darüberhinaus werden solche Bindeschichten durch das beim Aufbringen der Farbschicht verwendete Lösungsmittel angegriffen, da sowohl wasserlösliche als auch durch organische

909834/0530

Lösungsmittel anlösbare Harzmaterialien enthalten sind. Dieser Lösungsmittelangriff kann die Gleichmäßigkeit der Färbewirkung der erzeugten Ubertragungs- oder Durchschlagblätter und Farbbänder beeinträchtigen, wenn der Anteil des in der Farbschicht enthaltenen Lösungsmittels und die Trockengeschwindigkeit der Farbschicht nicht genau in engem Rahmen gesteuert werden, übermäßiger Lösungsmittelangriff auf die Bindeschicht läßt diese erweichen und Lösungsmittel wird in ihr zurückgehalten, wodurch wieder das übertragungselement, d.h. die Farbfolien oder das Farbband,bei dem darauf folgenden Verdampfen des Lösungsmittels zum Einrollen oder Kräuseln gebracht wird.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine harzartige Bindeschicht zu schaffen, die auf eine flexible Kunststoffilmgrundlage mittels eines wässrigen Lösungsmittels aufgebracht werden kann, ohne ein unvorteilhaftes Kräuseln oder Einrollen zu bewirken und die eine ausgehärtete inerte Bindeschicht ergibt, die auf Berührung hin klebrig ist und eine starke Bindung mit einer auf einem in Wasser dispergierbaren, einen Film bildenden, mittels eines wässrigen Lösungsmittels aufgetragenen Bindermaterial beruhenden mikroporösen, . Harz enthaltenden Farbschicht ergibt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein auf Wasser basierendes Gemisch zu schaffen, das auf eine Kunststoffilmgrundlage aufgebracht werden kann und eine ausgehärtete inerte Bindeschicht ergibt, die auf Druck klebrig ist md außerordentlich gute Bindeeigenschaften gegenüber mikroporösen mit einem Wasserträger aufgebrachten Farbschichten ergibt und gleichzeitig gegenüber dem Angriff dieses Trägers inert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

909834/0530

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß eine nicht übertragbare mikroporöse Farbschicht zufriedenstellend mit einer inerten, an einer Kunststoffilmgrundlage vorhandenen Bindeschicht so verbunden werden kann, daß eine Massenübertragung der Farbschicht unter der Einwirkung eines Abbildedruckes verhindert wird, vorausgesetzt, daß die inerte Bindeschicht eine klebrige Oberfläche besitzt, die eine physikalische Affinität für die Farbschicht aufweist.

Nicht übertragbare mikroporöse Farbschichten ergeben wiederverwendbare Transferelemente dadurch, daß das mikroporöse Harzgerüst mit der -Grundlage verbunden bleibt, während ein Teil oder ein Anteil der in den Poren des Gerüsts vorhandenen Farbe auf ein Kopierblatt unter Einwirkung eines Abbildedruckes übertragen wird. Solang das mikroporöse harzartige Grundgerüst mit der Grundlage verbunden bleibt, kann das übertragungselement mehrmals verwendet werden. Wie bereits erwähnt, wurde eine zureichende Verbindung nach dem Stand der Technik durch Verwendung einer Bindeschicht geschaffen, die eine Anlöseverbindung zwischen der Bindeschicht und der Farbschicht gestattete. Wenn eine solche Anlöseverbindung nicht vorhanden war, war das mikroporöse harzige Gerüst nicht genügend mit der Bindeschicht verankert, so daß es unter der Einwirkung eines Bild- oder Abbilddruckes auf das Kopienblatt übertragen wurde. Die neuartige erfindungsgemäße Bindeschicht besitzt jedoch eine physikalische Affinität für mikroporöse. Harz enthaltende oder aus Harz bestehende Farbschichten statt einer chemischen Affinität und ist gegenüber dem flüchtigen Lösungsmittel oder Träger, das oder der beim Aufbringen der Farbschicht verwendet wird, inert. So kann das Lösungsmittel oder der Träger die Bindeschicht nicht erweichen»unabhängig von der Menge des vorhandenen Lösungsmittels oder Trägers und ohne Rücksicht auf die Verweilzeit dieser Mittel auf der Bindeschicht bis zu ihrer Verdampfung. Damit wird keine un-

909834/0530

gleichmäßige Wirkung hervorgerufen und gleichzeitig tritt kein Kräuseln oder Einrollen auf, die sonst durch übergroßen Angriff eines Lösungsmittels auf die Bindeschicht hervorgerufen werden.

Die bevorzugten, bei der Herstellung der Bindeschicht nach der Erfindung verwendeten Geraische basieren auf wasserunlöslichen, in '//asser dispergierbaren und selbstvernetzenden Acryl-Polymeren wie beispielsweise Ucar 152 von der Firma Union Carbide Company. Ucar 152 ist eine 58 % Feststoffe enthaltende wässrige Dispersion eines wasserunlöslichen selbstvernetzenden Acrylpolymers, das während des Auftrocknens vernetzt und eine klebrige Bindeschicht bildet, die gegenüber Wasser und organischen Lösungsmitteln inert ist.

Falls das übertragungselement nicht in einem fortlaufenden Arbeitsgang hergestellt wird, ist es nötig, der Bindeschicht einen Anteil eines aus Teilchen bestehenden Oberflächenmaterials zuzugeben, das beispielsweise aus Stärke, Kügelchen aus einem inerten Polymer, Ton, Glaskügelchen oder anderen inerten Festmaterialien bestehen kann, wobei das Material gleichmäßig innerhalb der Bindeschicht verteilt wird und sich über deren Oberfläche hinaus erstreckt. Auf diese V/eise können die Oberflächenmaterialien eine Distanzschicht ergeben, die die Rückfläche der Grundschicht daran hindert, auf der Bindeschicht festzukleben, wenn die beschichtete Grundschicht auf eine Walze aufgerollt wird, damit darauffolgend die Farbschicht aufgetragen wird. Die Menge des verwendeten Oberflächenmaterials hängt von seiner Größe und seinem spezifischen Gewicht ab. Im allgemeinen werden solche Materialien mit einem Anteil von zwischen 1 bis mehr als 15 % verwendet, je nach dem Feststoffgehalt des Bindeschichtgemisches.

909834/0530

Vorzugsweise wird als Oberflächenmaterial solches verwendet, dessen Teilchen die Stärke der getrockneten Bindeschicht übertreffen, um sicherzustellen, daß die gleichmäßig in der Schicht verteilten Teilchen zumindest ein wenig über die Oberfläche der Bindeschicht herausragen. Da die getrocknete Bindeschicht nach der Erfindung eine Stärke von etwa 0,6^äm bis 2,5 /<-m aufweist (= 0,000025" bis 0,0001"),vorzugsweise von etwa
1,27 bis l,91^Ä.m (= 0,00005 bis 0,000075"), sollten die durchschnittliche Teilchengröße des aus Teilchen bestehenden Oberflächenmaterials die jeweilige Stärke der Binderschicht, in die das Material aufgenommen wird, um mindestens 10 % übertreffen.

Vorzugsweise wird auch eine geringe Menge eines Netzmittels den vorhandenen Bindeschichtgemischen zugegeben, falls als Grundschicht oder als Grundlage ein Kunststoffilm wie Polyäthylen, Polyäthylen-Terephthalat, Polypropylen, Nylon, Zellulose-Acetat oder ein anderes glattes Filmmaterial verwendet wird, das keine Affinität für wässrige Gemische besitzt. Im allgemeinen werden anionische Netzmittel bevorzugt und zwar im Bereich von etwa 0,5 % bis etwa 5 % je nach dem Feststoffgehalt des Bindeschichtgemisches.

Das folgende Beispiel beschreibt eine Bindeschichtzusammensetzung zur Erläuterung:

Beispiel
Bestandteile Gewichtsprozent

Acryl-Polymer-Emulsion Ucar 152

(58 % Feststoffgehalt) k7,5

Stärkepartikel 2,0

Anionisches Netzmittel 0,5

Wasser 50,0

909834/0530

Die Bestandteile werden zu einem gleichförmigen Gemisch verarbeitet und bilden ein Beschichtungsgemisch mit einem Feststoff gehalt von etwa 26 %. Dieses Gemisch wird als gleichmäßig dünne Schicht auf eine Grundlage aufgetragen, die aus einem 12,7^m (= 0,5 mil) starken Polypropylen-Film besteht und wird durch Verdampfen des V/assers getrocknet, so daß sich eine Bindeschicht mit einer Stärke von etwa 1,27^-m (= 0,05 mil) bildet. Das Acryl-Polymerharz vernetzt sich selbst und härtet während dec Trockenprozesses so auf, daß es auf Berührung an der Oberfläche klebrig ist. Die verteilten Stärketeilchen stehen jedoch über die Fläche aus ausgehärtetem Acryl-Polymer so vor, daß der beschichtete Film aufgerollt werden kann, ohne befürchten zu müssen, daß die Bindebeschichtung im wesentlichen oder in einem schädlichen Ausmaß an der unbeschichteten. Rückseite der Filmgrundschicht anklebt. Mit anderen V/orten gesagt: Der Harzanteil der Bindeschicht ist auf Berührung klebrig in den Bereichen, die zwischen den hervorstehenden Stärketeilchen liegen, jedoch ergeben die Teilchen einen Abstand, durch den andere Schichten oder flache Elemente davor bewahrt werden, den klebrigen Harzanteil der Schicht so weit zu berühren, daß eine Verbindung entsteht.

Falls das fertige Übertragungselement in einem Arbeitsgang hintereinander beschichtet wird, d.h. wenn die Bindeschicht unmittelbar nach Trocknen und Vernetzen mit der Farbschicht versehen wird, ist es nicht nötig, in die Bindeschichtzusammencetzung Stärke- oder andere Teilchen einzumischen. Die in dem Beispiel erwähnte Gemischzusammensetzung kann auf diese Weise für in einem Arbeitsgang vorgesehene Beschichtungen geändert werden.

Die beschriebene Unterschichtzusammensetzung ergibt eine inerte, gegen Kräuseln oder Einrollen beständige Schicht mit ausgezeichneten Bindeeigenschaften in bezug auf die Kunststoff-

909834/0530

film-Grundlage und gleichfalls mit Bezug auf die aus Harz bestehende,mit einem wässrigen Träger aufgebrachte Ausdrück-Farbschicht.

Dafür geeignete auf Wasser basierende Gemische zum Aufbringen der harzigen Ausdrück-Farbschicht über die beschriebene inerte Bindeschicht sind in der US-PS 3 31 ^f 814 beschrieben. Als besonders geeignet ist darunter die aus wasserlöslichem Polyvinyl-Alkohol als Harzbindermaterial, aus inkompatiblem Öl und Farbstoff bestehende Mischung erwiesen. Andere in Wasser dispergierbare filmbildende Bindermaterialien können gleichfalls verwendet werden, beispielsweise wasserlösliche und in V/asser emulgierbare Filmbildner mit Einschluß von aus Polyvinyl-Acetat bestehenden Gemischen.

Es wird der Aufbau und die Herstellung eines druckempfindlichen wiederverwendbaren Transferelementes mit Druckfärbung beschrieben, das eine flexible Kunststoffilmgrundlage umfaßt, auf der eine mit Wasser aufgetragene mikroporöse aus Harz bestehende und Farbstoff abgebende Schicht aufgebracht wird, die eine mikroporöse Struktur oder ein mikroporöses Gerüst eines in Wasser dispergierbaren^einen Film bildenden Bindermaterials umfaßt, das innerhalb seiner Poren einen durch Druck abgebbaren Farbstoff aus einem inkompatiblen öl und einem Färbemittel enthält. Die Erfindung wird charakterisiert durch die Verwendung einer klebrigen Bindeschicht, die auf die Filmgrundlage als wässriges Gemisch aus einem in Wasser dispergierbaren, in Wasser unlöslichen Acryl-Polymer-Bindermaterial aufgetragen wird, das während des Trocknens vernetzt und aushärtet und eine klebrige Schicht mit starker Affinität für die Filmgrundschicht bildet und in dem zum Auftragen der Farbschicht benutzten Wasser unlöslich ist.

909834/0530

Claims (7)

PATENTANWÄLTE *8U76U3 MANITZ, FINSTERWALD & GRÄM1COW Columbia Ribbon and Carbon München, den 22.2.1978 Manufacturing Co., Inc., , . Herbhill Road, Glen Cove, N.Y. ü/^/υο-ο Übertragungselement und Verfahren zu seiner Herstellung Patentansprüche :

1. Druckempfindliches wiederverwendbares übertragungselement, dadurch gekennzeichnet, daß eine flexible plastische Filmgrundlage vorgesehen ist, daß darauf eine mikroporöse aus Harz bestehende Farbschicht mit Wasser aufgebracht ist, die ein mikroporöses Gerüst aus einem in Wasser dispergierbaren, einen Film bildenden Bindermaterial umfaßt, das in seinen Poren einen durch Druck abgebbaren flüssigen Farbstoff aus einem inkompatiblen Öl und einem Färbematerial enthält und daß eine Bindeschicht zwischen der Filmgrundlage und der Farbschicht vorgesehen ist, die auf Berührung klebrig ist, die in dem zum Auftragen der Farbschicht benutzten Wasserträger unlöslich ist und ein selbstvernetztes, ausgehärtetes, wasserunlösliches Acryl-Polymer-Bindermaterial enthält.

ORIGINAL INSPECTED -

909834/0530

DR. C. MANITZ · DIPU-ING. M. FINSTERWALD DIPL.-ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

β MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO IBAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270

TEL. (069) 22 42 II, TELEX OS-29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (07III56 72 61 POSTSCHECK t MÖNCHEN 7 7 O 6 2 - 80S

2. Transferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich η e t, daß die Farbschicht als Bindermaterial Polyvinylalkohol enthält.

3. Übertragungselement nach Anspruch 1-, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die Binderschicht einen geringen Anteil eines inerten, aus Teilchen bestehenden Oberflächenmaterials enthält, dessen durchschnittliche Teilchengröße die Stärke der Binderschicht so übertrifft, daß die. Teilchen über die Oberfläche der Binderschicht hervorstehen.

k. Übertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Binderschicht eine Stärke zwischen etwa 0,64 m bis 2,5k m besitzt (= 0,000025" bis 0,0001").

5. Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen wiederverwendbaren übertragungselementes, dadurch .gekennzeichnet, daß

a) eine flexible Kunststoffilmgrundlage mit einer zusammenhängenden gleichförmigen Schicht aus einem wässrigen Bindergemisch beschichtet wird, die ein wasserunlösliches, in V/asser dispergierbares, selbstvernetzendes Acrylpolymer-Bindermaterial enthält,

b) die Schicht durch Verdampfen des Wassers so getrocknet wird, daß das Acrylpolymer vernetzt wird und daß eine dünne, klebrige, ausgehärtete Binderschicht auf der Grundlage gebildet wird,

c) die Oberfläche der Binderschicht mit einer zusammenhängenden gleichförmigen Schicht aus einem Farbschichtgemisch bedeckt wird, die ein filmbildendes Bindermaterial, ein inkompatibles Öl, eine Farbsubstanz und einen flüchtigen, wässrigen Träger enthält, der die Binderschicht nicht anlöst, und

909834/0530

d) die Farbschicht durch Verdampfen des flüchtigen wässrigen Trägers getrocknet wird, um ein mikroporöses Gerüst aus dem filmbildenden Bindermaterial zu bilden, das fest an die klebrige Binderschicht angehängt wird und innerhalb seiner Poren das inkompatible Öl und die Farbsubstanz als durch Druck abgebbares Färbemittel enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß dem Bindergemisch zusätzlich ein geringer Gewichtsanteil eines inerten, aus Teilchen bestehenden Oberflächenmaterials zugegeben wird, dessen durchschnittliche Teilchengröße die Stärke der gebildeten Binderschicht so überschreitet, daß das Oberflächenmaterial über die Fläche der klebrigen Binderschicht hervorsteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das filbildende Bindermaterial des Farbschichtgemisches Polyvinylalkohol enthält.

909834/0530