DE3328990C2

DE3328990C2 - Thermofarbband sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE3328990C2
Application number: DE3328990A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 3057 Neustadt Krauter; Wieland 3004 Isernhagen Kuchenreuther; Norbert Dr. 3000 Hannover Mecke
Original assignee: Pelikan GmbH
Current assignee: Pelikan Produktions AG
Priority date: 1983-08-11
Filing date: 1983-08-11
Publication date: 1985-12-12
Also published as: EP0133638A2; US4675063A; EP0133638A3; ATE31049T1; JPS6056583A; DE3467736D1; US4592945A; EP0133638B1; DE3328990A1; EP0133638B2

Abstract

Beschrieben wird ein Thermofarbband, insbesondere ein Thermocarbonband, mit einer Kunststoffolie als Träger und einer auf einer Seite der Kunststoffolie ausgebildeten Schicht aus einer Aufschmelzfarbe. Hierbei wird auf der Rückseite der Kunststoffolie ein organisches Material in Form einer geschlossenen Schicht aufgebracht, das aus einem Wachs, einem wachsartigen Material oder einer Flüssigkeit, die die Kunststoffolie benetzt, nicht fadenziehend und unter Druckbedingungen nicht zersetzbar ist, gebildet ist (Fig. 1).

Description

fertige Thermofarbband aufgerollt und erwärmt der vorschlagen.

wird, wobei das Beschichtungsmaterial an der Kon- 50 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, durch

taktfläche Vorderseite/Rückseite des Thermofarb- die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1

bandes unter Ausbildung einer geschlossenen und 5.

Schicht auf der Oberfläche der Rückseite übertritt. Für die Zwecke der Erfindung kommen beliebige Kunststoffolien in Frage, die auch als Träger bei den

55 herkömmlichen Carbonbändern von Schreibmaschinen

herangezogen werden, die aber auch den erwähnten hohen Temperaturen beim kurzzeitig ablaufenden

Die Erfindung betrifft ein Thermofarbband, insbeson- Druckvorgang standhalten und darüber hinaus bei die-

dere Thermocarbonband, mit einer Kunststoffolie als sen Temperaturen ohne weiteres an der beheizten Stel-

Träger und einer auf einer Seite der Kunststoffolie aus- 60 Ie die insbesondere wachsgebundene Aufschmelzfarbe

gebildeten Schicht aus einer Aufschmelzfarbe, sowie ein freigeben. Die Kunststoffolie besteht insbesondere aus Verfahren zum rückseitigen Beschichten eines auf der thermoplastischen Kunststoffen. Dabei stehen folgende

Vorderseite mit einer Aufschmelzfarbe versehenen Materialien im Vordergrund: im Stand der Technik her- Thermofarbbandes. angezogene Polyester, insbesondere Polyethylenter-

Diese Thermofarbbänder sind bekannt. Sie weisen 65 ephthalat, Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylverbinauf einem folienartigen Träger, der aus Papier, Kunst- düngen, wie insbesondere Polyvinylchlorid, Polyvinyl-

stoff und dgl. bestehen kann, eine Aufschmelzfarbe, ins- acetat, Polyvinylalkohol und Polyvinylpropionat, PoIy-

besondere in Form einer wachsgebundenen Farbstoff- ethylen, Polypropylen und Polystyrol. Bei der erfin-

dungsgemäß heranzuziehenden Kunststoffolie kann es sich auch um eine solche handeln, die aus einem ein- oder beidseitig kunststoffkaschierten Gewebe besteht Selbstverständlich lassen sich für die Zwecke der Erfindung auch ähnlich konzipierte Verbundfolien einsetzen, s die dem Fachmann geläufig sind.

In Einzelfällen kann es für die Zwecke der Erfindung vorteilhaft sein, dem jeweils gewählten Kunststoffträgermaterial einen Weichmacher einzuverleiben, um eine verbesserte Flexibilität zu erzielen. Des weiteren kann auch eine die Wärmeleitfähigkeit erhöhende Substanz eingearbeitet sein. Die Stärke der oben beschriebenen Kunststoffolie wird nach den jeweiligen praktischen Erfordernissen bestimmt In der Regel ist sie jedoch relativ dünn, z. B. 3 bis 6 μΐη, um die erforderlichen Wärmeübergänge optimal ablaufen zu lassen. Dieser Bereich kann aber auch unter- oder überschritten werden.

Auf der dem Druckpapier beim Druckvorgang zugewandten Seite der Kunststoffolie des erfindungsgemä-Ben Thernofarbbandes befindet sich eine Schicht aus der wachsgebundenen und haftenden Aufschmelzfarbe. In diesem Zusammenhang ist der Begriff »Wachs« im Sinne der Erfindung weitestgehend zu verstehen. Ein derartiges Material soll in der Regel folgende Eigenschäften haben: bei 2O⁰C nicht knetbar; fest bis brüchig hart, grob- bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig: über 40° C ohne Zersetzung schmelzbar, allerdings schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend. Beim Druckvorgang wird die Autschmelzfarbe an der gewünschten Stelle von der Kunststoffolie zumindest teilweise abgelöst und auf das Aufnahmepapier übertragen. Bei dem nachfolgenden Abkühlen erstarrt die übertragene Aufschmelzfarbe schnell und bildet einen weitgehend scharfen Druck. Die in dem jeweils gewählten Wachs der Aufschmelzfarbe enthaltenen Farben bzw. Farbstoffe können insbesondere sein: Ruß, farbige Pigmente, insbesondere lichtechte Pigmente, und in Wachs lösliche Farbstoffe, insbesondere Farbstoffe mit einer guten Löslichkeit und einer hohen Lichtechtheit. Im Falle der Verwendung von Ruß wird im Rahmen der Erfindung von einem »Thermocarbonband« gesprochen.

Das eigentliche Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß auf der Rückseite der erwähnten Kunststoffolie ein besonderes Beschichtungsmaterial aufgebracht ist. Hierbei handelt es sich um Materialen, die verschiedenen Bedingungen genügen müssen. Diesen Bedingungen gehorcht regelmäßig ein Wachs bzw. auch wachsartiges Material. Was unter einem »Wachs« zu verstehen ist, wurde vorstehend bereits erläutert. Unter wachsartigen Materialien versteht man solche Materialien, die bezüglich der physikalischen und chemischen Eigenschaften weitgehend den Wachsen ähnein, d. h. sie sollen insbesondere fest bis brüchig hart, grob- bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig sein, über 40⁰C ohne Zersetzung schmelzen, schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend sein. Die für die Zwecke der Erfindung ebenfalls in Frage kommenden Flüssigkeiten der vorstehend bezeichneten Eigenschaften ähneln weitgehend den geschmolzenen Wachsen, d. h. sie haben ähnliche oder gleiche Eigenschaften, wie sie bei Wachsen oberhalb des Schmelz-Punktes in Erscheinung treten.

Zu den erfindungsgemäß in Frage kommenden Materialien zur Ausbildung der Rückseitenbeschichtung der Kunststoffolie haben sich insbesondere als geeignet erwiesen: Paraffine, Silikone, Naturwachs, insbesondere Carnaubawachs, Bienenwachs, Ozokerit und Paraffinwachs, Synthetikwachs, insbesondere Säurewachse, Esterwachse, teilverseifte Esterwachse und Polyethylenwachse, Glykole bzw. Polyglykole und/oder Tenside, wie z. B. ein ethoxyliertes NonylphenoL Die obige Auflistung ist jedoch, wie dem Fachmann erkennbar, keineswegs als erschöpfend anzusehen. Vielmehr ließe sich diese Liste beliebig fortsetzen, weil generell Materialien in Frage kommen, die insbesondere die bereits beschriebenen Anforderungen erfüllen. Darüberhinaus sollten sie bei der herrschenden Drucktemperatur geeignet sein, Resistenz zu zeigen, so daß sie keine nachteiligen Ablagerungen auf dem Thermodruckkopf bilden. Auch sollen sie sich von dem Thermofarbband selbst möglichst nicht lösen, um eine derartige nachteilige Ablagerung auszuschließen.

Die Art wie man auf der Rückseite der Kunststoffolie des erfindungsgemäßen Thermofarbbandes die geschilderte Schicht aufbringt, ist für den angestrebten Erfolg nicht entscheidend. So kann dies auf beliebige herkömmliche Weise durch eine Beschichtung aus der Schmelze, durch Lösungsmittelbeschichtung im Flexodruck, Kupfertiefdruck bzw. durch andere Druckverfahren, durch Bürstenauftrag oder Sprühen und dgl. erfolgen. Unter verfahrenstechnischen Gesichtspunkten heben sich jedoch aus diesen Verfahren Insbesondere zwei Verfahren heraus, die vor allem auch die Ausbildung einer vorteilhaften dünnen Schicht von zweckmäßigerweise nicht mehr als 1 μπι ermöglichen.

So kann zunächst so vorgegangen werden, daß das aufzubringende Material in einem organischen Lösungsmittel gelöst, insbesondere in einem Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol, Xylol und Benzin, oder aus einer Emulsion aufgebracht wird. Dabei kann die geschlossene Phase der Emulsion insbesondere aus Wasser oder wäßrigen Systemen bestehen. Hierbei wird die jeweilige Konzentration des dispergierten Materials im Hinblick auf die gewünschte Schichtstärke eingestellt

Dabei sind in der Regel Konzentrationen von 0,1 bis 2 Gew.-% geeignet. Selbstverständlich können diese Werte auch unter- bzw. überschritten werden. Das Aufbringen der Lösung bzw. Emulsion erfolgt insbesondere nach den Techniken des Walzenauftrags und Flexodrucks. Anschließend wird das Lösungsmittel, das möglichst leicht verdampfbar sein soll, durch übliche Verdampfungstechniken entfernt. Auf diese Weise bildet sich die gewünschte Beschichtung aus.

Besonders günstig läßt sich eine etwa monomolekulare bis 1 μπι starke Schicht aus dem erfindungsgemäß einzusetzenden organischen Material dadurch ausbilden, indem es ursprünglich der Aufschmelzfarbe in möglichst geringer Konzentration, z. B. in einer Konzentration von 0,5% bis 10% einverleibt wird und eine derartige Aufschmelzfarbe in üblicher Weise auf die Kunststoffolie des Thermofarbbandes aufgebracht wird. Ein derartig hergestelltes Band wird dann aufgerollt wodurch jeweils die Rückseite der Kunststoffolie mit der Schicht aus der Aufschmelzfarbe in innigem Kontakt steht. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei der Wärmebehandlung, z. B. in einem Temperaturbereich von 40 bis 60°C während bereits einer geringen Zeitdauer, so z. B. insbesondere von 4 Stunden und mehr, bei dickeren Rollen entsprechend mehr, ein Migrationsvorgang abläuft, bei dem die der Aufschmelzfarbschicht einverleibten und vorstehend geschilderten organischen Materialien zur Oberfläche des Kunststoff-

folienträgers wandern. Die dabei ausgebildete Schicht ist naturgemäß sehr dünn, beispielsweise etwa in der Stärke einer molekularen Schicht, und läßt aber dennoch die gestellte Aufgabe in dem erwünschten Ausmaß lösen. Dieses Verfahren hat gegenüber anderen geeigneten Verfahren den Vorteil, daß man ohne großen technischen Aufwand extrem dünne Schichten ausbilden kann.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteil sind insbesondere darin zu sehen, daß in technisch einfacher Weise ein Thermofarbband hergestellt werden kann, daß bei der Anwendung stets ein Druckbild der gewünschten Schärfe entstehen läßt. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß auch ein gelegentliches Blockieren des Thermofarbbandes am Druckkopf vermieden wird.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert werden.

In den folgenden Figuren bedeuten:

F i g. 1 einen Querschnitt eines Thermofarbbandes und

F i g. 2 ein aufgerolltes Band, zunächst ohne Rückseitenbeschichtung, zur Erläuterung des Verfahrens, bei dem ein Migrationsvorgang genutzt wird.

In der F i g. 1 stellt die dünne Schicht 1 die Rückseitenbeschichtung der Kunststoffolie 2 dar, wobei diese dünne Schicht 1 aus einem Wachs, wachsähnlichen Material oder aus einer Flüssigkeit besteht, deren Charakter dem von geschmolzenen Wachsen gleicht oder ähnelt. Auf der entgegengesetzten Seite der Kunststoffolie

2 befindet sich die Aufschmelzfarbe in Form der Schicht 3.

Bei der F i g. 2 ist zunächst die dünne Rückseitenbeschichtung 1 noch nicht ausgebildet Vielmehr ist dort eine Kunststoffolie 2, die mit einer Schicht 3 der Aufschmelzfarbe versehen ist über eine Rolle 4 aufgerollt Die Kunststoffolie 2 und die Schicht 3 befinden sich in innigem Kontakt damit bei angehobener Temperatur, z. B. bei Temperaturen von mehr als 40° C, in der Schicht

3 enthaltenes Material auf der Oberfläche der damit in Kontakt stehenden Kunststoffolie 2 wandert und dort eine äußerst dünne Rückseitenbeschichtung ausbildet die in der F i g. t als dünne Schicht ί dargestellt ist.

Beispiel 1

Es wird eine Kunststoffolie in Form einer 8 μίτι starken Polyethylenterephthalatfolie auf der einen Seite mit 3 g/m² einer Mischung folgender Materialien beschichtet:

Carnaubawachs

Paraffinwachs

Ruß

Mineralöl

polyoxyethyliertes

Sorbitan

41,50/0

30,7%

19,6%

5,9%

2,4% 100,00/0

Carnaubawachs	42,5O/o
Paraffinwachs	31,5%
Ruß	20,0%
Mineralöl	6,0%
	100,00/o

Eine derartig hergestellte Folie mit lediglich einscitiger Beschichtung wird zu einer Spule aufgerollt, darauf bei 50°C gelagert, um den Migrationsvorgang ablaufen zu lassen. Dabei hat es sich gezeigt daß ein Band ohne Lagerung schlecht beim Schreibvorgang transportiert wird und die Schrift beim Einsatz des Bandes sehr stark verschmiert. Nach einer Lagerung von 2 Stunden bei 50°C zeigt es sich, daß das Band noch ungleichmäßig transportiert wird und die Schrift auch noch stellenweise verschmiert. Eine befriedigende Schriftstärke und ein gleichmäßiger Bandtransport ist dann feststellbar, wenn die Lagerung 4 Stunden lang erfolgt Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn eine Lagerung von etwa 8 Stunden erfolgt, wobei eine besonders gute Schriftstärke feststellbar ist.

60

Auf der Rückseite wird ein Gemisch aus einem Esterwachs und Benzin (2,0% bzw. 98,0%) in einer Menge von 0,05 g/m² aufgetragen. Ein derartiges Band ist unmittelbar einsetzbar und zeigt sehr gute Schriftschärfe.

Beispiel 2
(Herstellung durch Migration)

Ausgegangen wird von einer Kunststoffolie in Form einer Polyethylenterephthalatfolie einer Stärke von 8 \im. In einer Menge von 3 g/m² wird das nachfolgend näher bezeichnete Gemisch aufgebracht:

Beispiel 3
(Vergleichsbeispiel)

Hier wird ebenfalls eine 8 μιη starke Polyethylenterephthalatfolie als Trägermaterial verwendet das mit dem folgenden Gemisch in einer Menge von 3 g/m² beschichtet wird:

Carnaubawachs	42,5%
Paraffinwachs	31,5%
Ruß	20,0%
Mineralöl	6,0
	100,00/o

Ein derartiges Material wird entsprechend der Verfahrensweise des Beispiels 2 aufgerollt und ohne Lagerung und darauf nach 8stündiger Lagerung bei 50" C geprüft Dabei zeigt es sich, daß ein Band ohne Lagerung sehr schlecht beim Schreibvorgang transportiert wird und darüber hinaus die Schrift sehr stark verschmiert Selbst eine 8stündige Lagerung bei 50°C liefert keine wesentliche Verbesserung, d. h. auch hier ist ein sehr schlechter Bandtransport und ein sehr starkes Verschmieren der Schrift feststellbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

55

Claims

oder Rußschicht auf. Diese Aufschmelzfarbe wird bei

Patentansorüche· einem derartigen Übertragungsmaterial mittels eines

^y ' Wärmedruckkopfes geschmolzen und auf ein Aufzeich-

1 Thennofarbband, insbesondere Thermocarbon- nungspapier bzw. ein Druckpapier übertragen. ThermibamuTeiner Kunststoffolie als Träger und einer 5 sehe Drucker bzw. Wärmedruckkopfe. die fur diesen auf einer Seite der Kunststoffolie ausgebildeten Vorgangverwen^¹^^·⁵¹η dfoI3224^45?" Schicht aus einer Aufschmelzfarbe, dadurch ge- 20 62 494 und 24 06 613 sowie der DE-OS 32 24 445 bekennzeichnet, daß auf der Rückseite der kannt Im einzelnen kann dabei z. B. wie folgt vorgegan-Kunststoffolie (2) ein organisches Beschichtungsma- gen werden: in eine Druckwalze aus Weichgummi wird terial in Form einer geschlossenen Schicht (l)aufge- 10 über ein Blattaufzeichnungspapier unc1 über■ ein Therbracht ist, die aus einem Wachs, einem wachsartigen mofarbband der oben beschriebenen Art mittels einer Material oder einer nicht fadenziehenden, unter Feder der Wärmedruckkopf angepreßt Auf dem War-Druckbedingungen nicht zersetzbaren, die Kunst- medruckkopf befindet sich ein aus beheizten Punkten stoffolie benetzenden Flüssigkeit, deren Eigenschaf- bestehendes und aufzudruckendes Symbol z. B em ten denjenigen geschmolzener Wachse ähneln, ge- 15 Buchstabe. Der Warmedruckkopf entwickelt dabei bildet ist. Temperaturen, die im Maximalbereich bei etwa 40O⁰C

2 Thermofarbband nach A nspruch 1, dadurch ge- liegen können. Die unbeschichtete Rückseite des Therkennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in mofarbbandes steht während des Druckvorganges m Form einer dünnen Schicht von nicht mehr als 1 um direktem Kontakt mit dem Wärmedruckkopf und wird vorliegt 2° ^{mit einer} Temperatur von max etwa 400° C belastet Im

3 Thermofarbband nach Anspruch 2, dadurch ge- Zeitpunkt des eigentlichen Druckvorganges beträgt die kennzeichnet daß die dünne Schicht etwa monomo- relative Geschwindigkeit zwischen dem Thermofarblekular bis 0,01 μηι stark ist band und dem Druckpapier Null. Daher haften das

4 Thermofarbband nach Anspruch 2 oder 3, da- Druckpapier und das Thermofarbband aneinander, durch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmate- 25 Durch die erwähnte Zufuhr von Wärme wird die Aerial in Form von Paraffinen, Silikonen, Naturwach- schmelzfarbe in Form des aufzudruckenden Symbols in sen, insbesondere Carnaubawachs, Bienenwachs, dem Thermofarbband auf das Druckpapier übertragen. Ozokerit und Paraffinwachs, Synthetikwachsen, ins- Wenn dann nachfolgend das Thermofarbband von dem besondere Säurewachsen, Esterwachsen, teilverseif- Druckpapier abgelöst wird, um von einer Aufnahmeten Esterwachsen und Polyethylenwachsen, Glyko- 30 spule aufgenommen zu werden, erfolgt die eigentliche len bzw Polyglykolen und/oder Tensiden vorliegt Übertragung der Farbe auf das Druckpapier durch die

5 Verfahren zum rückseitigen Beschichten eines Haftung der flüssigen Farbe auf demselben. Es hat sich auf der Vorderseite mit einer Aufschmelzfarbe ver- jedoch gezeigt, daß das erzielte Druckbild, insbesondere sehenenThermofarbbandes nach einem der Ansprü- bezüglich Schärfe, nicht stets den gestellten Anfordeche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Be- 35 rungen genügt Zur Lösung dieses Problems liefern auch Schichtungsmaterial in Form einer Lösung auf den die nachfolgend erörterten Druckschriften keine Hin-Träger aufgebracht und das Lösungsmittel anschlie- weise. Das DE-GM 17 42 058 betrifft lediglich ein Carßend verdampft wird. bonband bzw. Spiritcarbonband, das in den fünfziger

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Jahren in den damals benutzten Schreibmaschinen mit zeichnet, daß die Lösung nach dem Walzendruck- 40 besonderer Bandtransportvorrichtung eingesetzt wurverfahren aufgebracht wird. de. Der Stand der Technik nach der US-PS 43 20 170

7. Verfahren zum rückseitigen Beschichten eines entspricht weitestgehend dem eingangs bereits umrisseauf der Vorderseite mit einer Aufschmelzfarbe ver- nen.

sehenen Thermofarbbandes nach einem der Ansprü- Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das

ehe 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf- 45 eingangs bezeichnete Thermofarbband so weiterzubil-

schmelzfarbe vor deren Aufbringen auf den Träger den, daß das Druckbild schärfer abgedruckt wird. Des

das Beschichtungsmaterial einverleibt, die Auf- weiteren soll die Erfindung ein besonders geeignetes

schmelzfarbe auf den Träger aufgebracht und das Verfahren zur Herstellung derartiger Thermofarbbän-