DE2847071A1

DE2847071A1 - Abriebfestes farbband fuer aufschlagfreies drucken

Info

Publication number: DE2847071A1
Application number: DE19782847071
Authority: DE
Inventors: William Joseph Weiche
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-12-15
Filing date: 1978-10-28
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2411712A1; FR2411712B1; GB2010515A; IT7830417A0; CA1103924A; GB2010515B; IT1160298B; JPS5487234A

Description

Anmelderin; International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

heb-om

Abriebfestes Farbband für aufschlagfreies Drucken

Die Erfindung betrifft ein Farbband zur Verwendung bei auf-. schlagfreiem Drucken und insbesondere die für den Umdruck auf
diesem Farbband aufgebrachte Farbschicht. Der Druckvorgang geht ,dabei in der Weise vor sich, daß diese den Umdruck bewirkende ' Farbschicht durch örtliche Erwärmung des Farbbandes von. diesem
auf das Papier übertragen wird. Eine derartige örtliche Erwärmung kann beispielsweise durch Berührung des Farbbandes
mit Punktelektroden oder einer breitflächigen Elektrode er--■reicht werden. Die während eines angelegten Spannungsimpulser. ] ι in der Nachbarschaft der punkförmigen Elektroden auftretenden . ,hohen Stromdichten erzeugen eine sehr starke, intensive ort- ^! !liehe Erwärmung, die die übertragung der Farbschicht von ' dem Farbband nach einem mit dem Farbband in Berührung stehen- !

ι den Papier bewirkt.

Stand der Technik

JDie US-Patentschriften 2 713 822 und 3 744 611 beschreiben
ibeide aufschlagfreie Druckverfahren unter Verwendung eines ' 'Farbbandes, das aus einem Substrat und einer Farbschicht be- j Isteht. Im Stand der Technik bestand diese Farbschicht aus I

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!einer Mischung von Kohlenstoff, Farbe und Wachsen, die bei '

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etwa 85 - 90 C schmelzen. Eine solche Farbschicht v/eist nur _f sehr geringe Abriebfestigkeit auf. Aufgabe der Erfindung ist J ies, eine abriebfeste Farbschicht auf Farbbändern für auf-'schlagfreies Drucken zu schaffen.

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Zusammenfassung der Erfindung

jDurch die Erfindung wird ein neuartiges Farbband für auf-Ischlagfreies Drucken geschaffen, das nicht nur abriebfest ist, ^sondern auch einen dichten Abdruck hoher Auflösung gestattet. [Die Farbschicht besteht aus einem Farbstoff, beispielsweise Lampenruß oder Ruß, einem oder mehrerer Farbstoffe oder beides und einem thermoplastischen polymeren Harz mit einem Schmelzpunkt zwischen 4O°C und 16O°C. Es ist dabei wichtig, daß das thermoplastische polymere Harz in einem Lösungsmittel lösbar ist, das wiederum das Substrat nicht angreift.

Außergewöhnlich gute Ergebnisse wurden bei Verwendungen von Polyamiden als thermoplastische polymere Harze erzielt. Beispiele solcher Polyamide sind die von General Mills Inc. erzeugten Versamid-Polyamide. Versamid-Polyamide sind die Reaktionsprodukte dibasischer Säuren mit Diaminen. Sie bauen auf polymerisierten Fettsäuren oder Dimer-Säuren auf, die durch Polymerisation ungesättigter Fettsäuren gebildet sind. Diese Stoffe sind an sich gut bekannt und werden beispielsweise in dem "Handbook of Adhesives" von Skeist, herausgegeben durch Reinhold Publishing Corporation, New York, 1962, ab Seite 425 beschrieben.

Andere brauchbare thermoplastische polymere Harze sind beiipielsweise die Phenol-Formaldehydharze vom Typ Amberol 226 und Amberol ST137 der Firma Röhm & Haas. Ebenso sind brauchbare thermoplastische polymere Harze die Äthylen-Vinylacetat-Copolymere.

Andere thermoplastische polymere Harze sind beispielsweise die Styrol-Polymere, deren Copolymere und deren Mischungen. Beispielsweise kann eine Mischung aus 65% Polystyrol und 35% N-Butylmethacrylat verwendet werden. Polystyrol kann außerdem auch mit anderen Polymeren vermischt werden, beispielweise mit Cumaron-Inden Harzen. Thermoplastische

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polymere Harze werden außerdem aus Polyolefinen hergestellt, lindem man daraus Kolophonium-Ester herstellt.

Es ist dabei erforderlich, daß das in der Farbschicht verwendete polymere Harz in einem Lösungsmittel löslich ist, das das 'Substrat des Farbbandes nicht angreift. Das hier vorgezogene Substrat ist ein Polycarbonat-Harz, das leitende Kohlenstoff-Iteilchen enthält. Als Beispiele für Lösungsmittel, die das !Substrat nicht angreifen und in denen die polymeren thermo- ₍ plastischen Harze löslich sind, können Alkohole erwähnt werden/ insbesondere N-Propanol oder Isopropanol und andere Mischungen |

eines oder mehrerer Alkohole mit Wasser. Toluol ist ebenfalls ein brauchbares Lösungsmittel. Mit Hilfe solcher Lösungsmittel wird die Farbstoffschicht unmittelbar während der Fertigung auf das Farbbandsubstrat aufgebracht.

Es ist erforderlich, daß die Farbstoffschicht ein farbgebendes Material enthält. Im allgemeinen wird dazu Ruß vorgezogen. Falls erwünscht, kann zusätzlich zu dem Ruß noch eine v/eitere Farbe oder noch weitere Farben vorgesehen sein. Man nimmt im allgemeinen etwa 30 Gewichtsprozent Ruß und etv/a 3% Farbe für die Farbschicht.

Die gemäß der Erfindung aufgebauten Farbbänder lassen sich besonders gut handhaben. Es findet keine Farbübertragung vom Farbband auf die Hände statt. Wird das Farbband bei aufschlagfreiem Druck verwendet, dann wird die Farbschicht bei einer Energie übertragen, die gleich oder kleiner ist als die für Tinten auf Wachsbasis. Außerdem findet ein Farb-(übergang durch Aufschlag nicht statt.

Das wohl am meisten wünschenswerte Merkmal beim Druck in einem aufschlagfreien Druckverfahren unter Verwendung eines !Farbbandes gemäß der Erfindung, das ein geeignetes thermoplastisches polymeres Harz ,enthält, besteht darin, daß der Druck trocken und gegen Feuchtigkeit abriebfest ist, eine

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hohe Auflösung und ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild liefert.

Die folgenden Beispiele sind nur der Erläuterung halber ge- !geben und sollen nicht als Beschränkung der Erfindung aufge ι faßt werden, da viele Abwandlungen ohne Abweichen vom Wesen lund Schutzbereich der Erfindung möglich sind.

ι ,Beispiel 1

Ii9,2 g eines Polyamid (General Mills Versamid 950)wurden in J89 g Propyl-Alkohol aufgelöst. Dieser Lösung wurden 2,84 g !Kohlenstoff und 0,28 g Methyl-Violett-Farbe beigemischt.

(Diese Mischung wurde dann für 45 Minuten kräftig umgerührt.

jDiese Dispersion wurde dann auf ein zu 70% aus Polycarbonat und 30% aus leitendem Kohlenstoff bestehendes Substrat aufgebracht, dessen spezifischer Flächenwiderstand bei etwa 400 0hm je Quadrat lag. Die aus einem thermoplastischen polymeren Harz bestehende Farbschicht wurde dann zum Austreiben überschüssigen Lösungsmittels getrocknet. Die Dicke

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der trockenen Stärke der Farbschicht betrug 5 jum. J

Das Farbband wurde auf einem Druckautomaten oder Schreib- j automaten befestigt, wobei die Farbschicht dem Papier gegen- I lüber lag. Ein Druckkopf mit Wolfram-Elektroden von 0,05 mm Durchmesser wurden mit der Rückseite des Farbbandes in Eingriff gebracht. Der Drucker vmrde bei einer Geschwindigkeit ^! von 25,4 cm je Sekunde bei einer Leistung von 35 V, 80 inA ι und einer Impulsdauer von 1 Millisekunde betrieben. Nach j jHerausnehmen des Papiers aus dem Schreibautomaten wurde ein I !dichter, schwarzer Druck hoher Auflösung auf dem Papier festgestellt. Der Druck war gegen mechanisches Radieren, jtrocken und naß, widerstandsfähig. I

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'Beispiel 2

|Das gleiche Farbband, wie im Beispiel 1, wurde in den Schreib-- ' !automaten eingelegt und ohne Verwendung von elektrischem Strom bei einer Druckgeschwindigkeit von 25,4 cm je Sekunde | [betrieben. Nach Herausnahme des Farbbandes war kein Druck ! !festzustellen. Dieser Versuch zeigte, daß das Farbband aufschlagfest ist, und zeigt außerdem, daß ein Druck nur durch

!Verwendung eines Stromes erzielt werden kann, der bewirkt, !daß das thermoplastische Harz in der Farbstoffschicht schmilzt und an dem Papier oder einem anderen Aufzeichnungsträger anhaftet.

Beispiel 3

Eine Farbstoffschicht wurde in gleicher Weise hergestellt wie im Beispiel 1. Die Dispersion wurde dann, ebenso wie in Beispiel 1 auf das Substrat aufgebracht, mit der Ausnahme, daß zuvor eine 1000 A* starke Zwischenschicht von aufgedampften Aluminium auf dem Substrat niedergeschlagen worden war, was eine sehr gut leitende Erdungsebene liefert.

Das Farbband wurde dann in einen Schreibautomaten eingelegt 'und es wurde mit einer Geschwindigkeit von 25,4 cm je Sekunde

,gedruckt. Bei dieser Anordnung waren eine Spannung von 13 V und ein Strom von 60 mA zur Herstellung eines schwarzen abriebfesten Abdrucks auf Papier ausreichend.

Beispiel 4

¹EIn Farbstoffüberzug oder eine Farbschicht wurden genau wie in Beispiel 1 hergestellt, nur daß der Kohlenstoff durch ein B'arbpigment "Litho Rot" ersetzt war. Die Farbschicht wurde dann auf das in Beispiel 1 beschriebene Substrat aufgebracht. Beim Druck im Schreibautomaten wurde ein roter abriebfester Druck beobachtet.

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Beispiel 5

Ein Farbband wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß der Kohlenstoff ! oder Ruß durch ein Farbpigment ersetzt war, das als "Viktoria- ^! Blau" bekannt ist. Beim Druck im Schreibautomaten ergab sich ein blauer abriebfester Druck.

Beispiel 6

Ein Farbband wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 | beschrieben, hergestellt, nur mit der Ausnahme, daß der Ruß i oder Kohlenstoff durch ein Farbpigment ersetzt war, das unter dem Namen "Elgin-Grün" bekannt ist. Beim Druck im Schreibautomaten ergab sich ein grüner abriebfester Abdruck. |

Beispiel 7

Ein Farbband wurde genau wie im Beispiel 1 vorbereitet, nur daß das Versamid-Harz durch ein als Amberol ST137 bekanntes thermoplastisches polymeres Harz ersetzt war, das ein Phenol-Formaldehyd von Röhm & Haas ist und das einen Schmelzbereich von 60 - 7O°C besitzt. Beim Druck im Schreibautomaten ergab sich ein schwarzer abriebfester Abdruck.

Beispiel 8

Ein Farbband wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß das Versamid durch ein thermoplastisches polymeres Harz ersetzt wurde, das unter dem Handelsnamen Elvax bekannt ist und daß ein copolymeres von Äthylen- und Vinyl-Acetat mit einem Schmelzpunkt von 13O°C ist und von der Firma Dupont erhältlich ist. Zusätzlich wurde die Farbstoffschicht mit Toluol als Lösungsmittel anstelle von Alkoholen angesetzt. Beim Druck wurde ein schwarzes abriebfestes Abbild beobachtet.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Farbband für aufschlagfreien Abdruck, gekennzeichnet durch

ein elektrisch leitendes Substrat und eine Farbschicht, die aus einem farbgebenden Material und einem thermoplastischen polymeren Harz besteht, dessen Schmelzpunkt in Bereich zwischen 40°C und 160°C liegt und in einem Lösungsmittel lösbar ist, das das Substrat nicht angreift.

Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische polymere Harz ein Polyamid ist.

Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische polymere Harz ein Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt ist.

4. Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

j daß das thermoplastische polymere Harz ein Äthylen-

Vinylacetat-Copolymeres ist.

'5. Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

. daß das elektrisch leitende Substrat ein Polycarbonat-

harz ist, das als elektrisch leitende Teilchen Ruß

, enthält.

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ORIGINAL INSPECTED