DE3007330A1

DE3007330A1 - Verfahren zum herstellen eines mit einer kontrastmittelhaltigen lackschicht und einer aluminiumhaltigen schicht ueberzogenen aufzeichnungstraegers und dadurch hergestellte aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3007330A1
Application number: DE19803007330
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Dr. 7033 Herrenberg Bahr; Marian Dipl.-Ing. 7030 Böblingen Briska
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-09-03
Also published as: EP0035106A3; EP0035106B1; EP0035106A2; DE3171865D1; US4483902A; CA1153639A

Description

Anmelderin: IBM Deutschland GmbH,

7000 Stuttgart 80

Verfahren zum Herstellen eines mit einer kontrastmittelhaltigen Lackschicht und einer aluminiumhaltigen Schicht überzogenen Aufzeichnungsträgers und dadurch hergestellte Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einer kontrastmittelhaltigen Lackschicht und einer vorzugsweise aus Aluminium bestehenden oder Aluminium enthaltenden metallischen Schicht überzogenen Aufzeichnungsträgers.

Beim Drucken auf mit Aluminium beschichtetem Papier, wie auch auf Papieren oder Kunststoffolien, die mit einem anderen metallischen Überzug versehen sind, müssen die Schreibelektroden ständigen Kontakt mit der metallischen Schicht aufweisen, d. h. sie schleifen dauernd auf dem Aufzeichnungsträger. Obgleich andere metallische Überzüge verwendet werden können, sollen im folgenden die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten und die durch die Erfindung geschaffenen Lösungen grundsätzlich, im Zusammenhang mit einem mit Aluminium beschichteten Aufzeichnungsträger beschrieben werden. Da die Elektroden das Aluminium beim Schleifen auf dem Aufzeichnungsträger überwiegend mit ihren Vorderkanten in Schreibrichtung ausbrennen, laufen sie in den ausgebrannten Stellen auf der darunter liegenden, meist schwarz oder dunkel eingefärbten Lackschicht. Während des Ausbrennvorgangs erhitzen sie; sich an ihrer Spitze, die in ihrem heißen Zustand den oberen Teil der Lackschicht zersetzt, wodurch unter anderem Dämpfe entstehen, die sich in den normalerweise staubförmigen Schreibrückständen um die Elektroden herum niederschlagen, d. h. kondensieren. Mit der Zeit bildet sich dort ein zäher bis harter Kuchen, der, sobald er die Elektroden vollständig einhüllt, den Schreibvorgang soweit stört, daß

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nicht mehr gedruckt werden kann. Ob bzw. wie schnell ein derartiges "Backen" auftritt, hängt unter anderem von der Schreibfrequenz, d. h. vom Schwarzanteil des Drückens ab.

Eine Möglichkeit, diese sehr störende Erscheinung zu verringern, bzw. überhaupt zu beseitigen, besteht darin, höher temperaturfeste Lacke zu verwenden. Bisher konnte allerdings eine vollständige Unterdrückung dieser Erscheinung auf diesem Wege nicht erreicht werden, da an den Elektrodenspitzen Temperaturen von mehr als 1000 C auftreten können.

Man könnte an sich daran denken, dem Lack hochtemperaturfeste Pigmente beizumischen, deren Korn größer als die Lacktrockenschichtdicke ist, so daß sie aus dem Lack teilweise herausragen. Wird ihre Dichte hoch genug erwählt, so kann erreicht werden, daß die Elektroden nur auf den Spitzen der Pigmente laufen und mit dem Lack gar nicht oder nur selten in Berührung kommen. Solche Pigmentbeimischungen sind bereits angewendet worden. Es wurden allerdings Stoffe gewählt, die entweder so hart sind, wie z. B. Siliciumdioxid, daß der Elektrodenabrieb unerträglich hoch wird, oder aber die in ihrer Struktur so empfindlich sind, wie zum Beispiel amorphes SiO₃: Diatomeenerde, daß sich die Abriebeigenschaften nach einmaligem überstreichen so drastisch ändern, daß bei überlappt schreibenden Elektroden sich ein ungleichmäßiger Abrieb über deren Elektrodendurchmesser ergibt, so daß sie nicht mehr mit ihrer ganzen Fläche zu schreiben vermögen. Diatomeenerde zeigt aber selbst gegenüber reiner Kohlenstoffpigmentierung immer noch einen bis zu 10mal stärkeren Abrieb.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das die Bildung derariger zäher und harter Rückstände mit Sicherheit vermieden wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Lackschicht mit einem Anteil von 0,5 bis 5 Gewichtsprozent aus feinver-

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teiltem, feinkörnigem Calciumcarbonat (CaCO₃) mit einer Korngröße von etwa 2 bis etwa 10 ,um pigmentiert wird. Vorzugsweise wird dabei ein gefälltes Calciumcarbonat mit einer engen Korngrößenverteilung verwendet. Von besonderem Vorteil ist es, wenn man in Verbindung mit dem Calciumcarbonat (CaCO₃) einen hitzebeständigen Lack verwendet. Als hitzebeständiger Lack kann man mit besonderem Erfolg einen der Ester der Acetylzellulose einsetzen. Besonders günstig wird es, wenn man einen Celluloseacetobutyrat enthaltenden Lack verwendet.

Da Calciumcarbonat von Natur aus weiß oder farblos ist, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, das Calciumcarbonat zur Erhöhung des Konstrates einzufärben. Vorzugsweise wird man dabei die Einfärbung an die Färbung des Lackes angleichen, d. h. bei einer kohlenstoffhaltigen Lackschicht wird man das Calciumcarbonat dunkel einfärben. Diese dunkle Färbung kann man beispielsweise durch Eindiffusion mit Schwermetallen erreichen. Besonders vorteilhaft ist das Einfärben des Calciumcarbonats durch gemeinsammes Ausfällen mit einem farbigen Schwermetallion, wie z. B. ein Farbkation enthaltende Eisencarbonate oder z. B. Mn . Dabei ist es ganz wesentlich, daß das Calciumcarbonat für sich vor der Beimischung zu dem Lack mit der gewünschten, eng begrenzten Korngrößenverteilung hergestellt wird.

Obwohl grundsätzlich Kunststoffolien als Grundmaterial verwendet werden können, ist es hier von besonderem Vorteil, wenn als Grundmaterial Papier verwendet wird.

Dadurch erhält man ein metallisiertes Aufzeichnungsträgermaterial mit einer Trägerschicht, einer dunklen Lackschicht und einer metallischen, vorzugsweise aluminiumhaltigen Deckschicht, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die Lackschicht aus einem hitzebeständigen Lack be-

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steht/ der etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent an feinverteiltem, feinkörnigem Calciumcarbonat mit einer Korngröße von etwa 2 ,um bis 10 ,um enthält und wobei vorzugsweise die Lackschicht etwa 2000 bis 5000 CaCO₃ Körner je ram enthält und das feinverteilte, feinkörnige Calciumcarbonatmaterial dunkel eingefärbt ist.

Dieses neue Verfahren hat nun ganz außerordentliche Vorteile, wenn man sich an die angegebenen Verfahrensregeln hält. Der hitzebeständige Lack, für den ein Ester der Acetylcellulose verwendet werden könnte, für den aber vorzugsweise ein im wesentlichen aus Celluloseacetobutyrat bestehender Lack verwendet wird, der als Pigment Kohlenstoff enthält, wird nun wie folgt zubereitet. Das Calciumcarbonat läßt sich mit der gewünschten engen zwischen etwa 2 ,um bis etwa 10 ,um liegenden Korngrößenverteilung unmittelbar durch Ausfällen herstellen. Dadurch wird der Mahlvorgang, der mit Sicherheit auch Korngrößen unter 2 ,um liefern würde, vermieden. Die Lackbestandteile werden für sich angesetzt und in üblicher Weise mit einem Lösungsmittel und einem Bindemittel versetzt. Diesem flüssigen Lack wird dann das Calciumcarbonat beigemischt. Da Calciumcarbonat bekanntlich weiß ist, muß es zur Erhöhung des Kontrastes eingefärbt werden. Wenn kohlenstoffhaltige Lacke verwendet werden, sollte das Calciumcarbonat entsprechend dunkel eingefärbt werden. Dies läßt sich vorzugsweise durch Eindiffusion mit Schwermetallen, insbesondere aber mit großem Vorteil durch gemeinsames Ausfällen mit farbigen Schwermetallionen erreichen. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß gerade Calciumcarbonat wie kaum ein anderes Material in genau definierter Korngröße hergestellt werden kann, wenn es durch Ausfällung gewonnen wird. Durch die vorgeschlagene Einfärbung wird die Korngrößenverteilung kaum beeinflußt.

Eine enge Korngrößenverteilung ist sehr wichtig, da zu kleine Körner als solche wirkungslos sind, weil sie nur den Lack ausfüllen, ohne jedoch über die Lackoberfläche her-

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auszuragen und außerdem den für den Kontrast notwendigen Kohlenstoff den Platz wegnehmen. Ist die Körnung zu groß, dann heben die Elektroden zu weit von der Aluminiumoberfläche ab, wodurch der Schreibvorgang unnötig erschwert wird.

Die Forderung nach einem temperaturfesten oder hitzebeständigem Lack, wie z. B. Celluloseacetobutyrat ist darauf zurückzuführen, daß die Pigmente nicht aus dem Lackfilm herausgelöst werden dürfen, weil sie sich sonst lose zwischen Elektrodenstirnfläche und Papieroberfläche bewegen, so daß die Elektroden wie auf Kugeln laufen und den Schreibvorgang empfindlich stören. Dies heißt beispielsweise, daß Nitrocellulose als Lackfilm hier völlig ungeeignet ist.

Bei Verwendung von Calciumcarbonat gemäß der Erfindung spielen noch weitere Vorgänge eine Rolle. An den heißen Elektrodenspitzen zerfällt das Calciumcarbonat an der Oberfläche bei Berührung mit den Elektroden zu Calciumoxid und Kohlendioxid CaCO₃ —£ CaO+CO₂· Außerdem bildet sich in dem Lichtbogen an der Elektrodenspitze Calciumcarbid CaC₃. Beide Stoffe gehören bekanntlich zu den stärksten hygroskopischen Materialien, die es gibt. Sie binden sofort das bei der Zersetzung von Nitraten und Acetaten freiwerdende Wasser, wirken somit als Trockenmittel und halten die gesamten Rückstände zwischen den Elektroden trocken, so daß kein "Backen" auftreten kann.

Ferner ist Calciumcarbonat an sich weich und so wenig scharfkantig, daß der Elektrodenabrieb nur etwa doppelt so hoch ist wie bei reiner Kohlenstoffpigmentierung, jedoch hart genug, damit die Pigmentierungsteilchen nicht durch die Elektroden zerstört werden. Ferner ist Calciumcarbonat äußerst billig und läßt sich zudem dem Lack leicht beimischen.

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Man erkennt also, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren ein Aufzeichnungsträgermaterial geschaffen worden ist, das auch bei sehr feinen Elektrodenspitzen und bei sehr hohen Schreibgeschwindigkeiten, die bisher durch das "Backen" der staubförmigen Schreibrückstände entstehenden Schwierigkeiten vollkommen beseitigt.

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Claims

PAT E NTAN S P RÜCHE

1. Vorfahren zum Herstellen eines mit einer kontrastmittelhaltigen Lackschicht und einer vorzugsweise aus Aluminium bestehenden oder Aluminium enthaltenden
metallischen Schicht überzogenen Aufzeichnungsträgers, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lackschicht mit einem Anteil von 0,5 bis
5 Gewichtsprozent aus feinverteiltem, feinkörnigen Calciumcarbonat (CaCO₃) mit einer Korngröße von etwa 2 ,um bis etwa 10 ,um pigmentiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gefälltes Calciumcarbonat mit einer engen
Korngrößenverteilung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit dem Calciumcarbonat (CaCO₃) ein hitzebeständiger Lack verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein hitzebeständjger Lack aus Estern der Acetylcellulose verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein im wesentlichen Celluloseacetobutyrat enthaltender Lack verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbonat (CaCO₃) zur Erhöhung des
Kontrastes eingefärbt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbonat dunkel eingefärbt wird.

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8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Calciumcarbonat durch Eindiffusion mit Schwermetallen eingefärbt wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,

daß das Calciumcarbonat durch gemeinsames Ausfällen

4+ mit einem farbigen Schwermetallion, wie z. B. Mn , eingefärbt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumcarbonat für sich vor der Beimischung zu dem Lack auf die gewünschte Korngröße zerkleinert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundmaterial Papier verwendet wird.

12. Metallisiertes Aufzeichnungsträgermaterial hergestellt gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 mit einer Trägerschicht, einer dunklen Lackschicht und einer metallischen, vorzugsweise aluminiumhaltigen Deckschicht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Lackschicht aus einem hitzebeständigen Lack besteht, der etwa 0,5 bis 5 Gewichtsprozent an feinverteilten, feinkörnigem Calciumcarbonat mit einer Korngröße von etwa 2 ,um bis 10 ,um enthält.

13. Aufzeichnungsträgermaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lackschicht etwa 2000 bis 5000 CaCO-. Körner

je mm enthält.

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14. Aufzeichnungsträgermaterial nach den Ansprüchen oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das feinverteilte, feinkörnige Calciumcarbonatmaterial dunkel eingefärbt ist.

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