Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft Stoffbänder, die durch ein
Druckelement angeschlagen werden, um mehr als eine Farbe zu
drucken. Die Druckelemente sind typischerweise voll
ausgeformte Zeichenbilder auf einem Typenrad oder eine oder
mehrere Spalten von einzelnen Nadeln. Übertragbare Farben
werden in dem Stoff festgehalten und durch den Preßdruck auf
das Papier oder ein weiteres Druckaufnahmemedium
aufgedruckt. Die Farben sind auf dem Band gewöhnlich in Streifen,
die sich entlang der Länge des Bandes erstrecken, oder in
Blöcken von einer Farbe, die mit Blöcken einer anderen Farbe
entlang der Länge des Bandes abwechseln, angeordnet. Solche
Bänder werden praktisch unbrauchbar, wenn sich die Farben
während der Lagerung oder des Gebrauchs ineinander mischen.
Technischer Hintergrund
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Bisher wurden vielfarbige Stoffbänder typischerweise unter
Verwendung von Standardpigmenten als Färbesubstanz oder
Farbstoffen als Teil der Färbesubstanz hergestellt, wobei
die unterschiedlichen Farben durch eine Art physikalische
Barriere oder Spalt getrennt waren. Die durchschnittliche
Teilchengröße der Standardpigmente beträgt nominal 4 bis 5
µm, während Farbstoffe molekulare Größe aufweisen.
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Tinten nur init Standardpigmenten mischen sich bei
ordnungsgemäßer Lagerung und ordnungsgemäßer Verwendung
nicht ineinander. Dies kann der Tatsache zugeschrieben
werden, daß die Pigmentteilchen relativ groß sind im
Vergleich mit Farbstoffmolekülen und die Umgebungsenergie
(die thermische, osmotische, kapillare, Brown'sche und
weitere Kräfte umfaßt) nicht ausreicht, um solche
Pigmentteilchen deutlich zu bewegen. Unterschiedlich
gefärbte flüssige Tinten mit Standardpigmenten sind zwar auf
Stoffbändern nebeneinander aufgebracht worden, ohne sich zu
vermischen, aber bei solchen Bändern füllen sich gebrauchte
Bereiche nicht gut wieder auf.
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Im Gegensatz hierzu sind Farbstoffmoleküle, die in einem
typischen Tintenträgerstoff aufgelöst sind, so klein, daß
sie durch den Tintenträgerstoff transportiert werden und
beweglich sind, wenn der Tintenträgerstoff unter den
Beanspruchungen der normalen Umgebungswärme sowie durch weitere
Umgebungskräfte bewegt wird. Um diese Bewegung zu steuern,
ist das Band in einer Weise ausgelegt, die die Farbbewegung
blockiert. Gewöhnlich wird die Webung oder Kontinuität des
Bandes an der Grenze zwischen den Farben physikalisch
unterbrochen, etwa durch Hinzufügen eines Haftmittels, das
gehärtet wird, oder durch Quetschen oder Schmelzen des
Bandes.
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Die Erfindung vermeidet vollständig jede Anderung in der
Webung des Bandes. Erfindungsgemäß wird eine teilchenförmige
Färbesubstanz, insbesondere geflushte Pigmente (nominaler
Durchmesser 1/2 bis 1 µm Agglomerationen bis zu 2 µm),
verwendet. Diese Pigmente besitzen eine sehr kleine
Teilchengröße, sie neigen aber nicht dazu, sich zu
vermischen, obwohl der gewebte Stoff des Bandes an der
Grenze zwischen den Tinten unterschiedlicher Farben
kontinuierlich ist. Es wurde gefunden, daß die sehr kleine
Teilchengröße eine gute Lebensdauer des Bandes liefert,
wobei die Teilchen eine ausreichende begrenzte Beweglichkeit
zeigen, so daß sich die Farben nahe den Stellen, an denen
der Druckanschlag auftrat, selbst ausreichend
wiederherstellen.
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Die U.S.Patentschrift Nr. 385 391 von Underwood et al. zeigt
in ihrer Figur 2 eine Ausführungsform, bei der an der Grenze
zwischen den Farben kein Unterschied in dem Band festgelegt
ist. Die weiteren Ausführungsformen dieses Patentes zeigen
Ausführungsformen, bei denen Barrieren gegen das Vermischen
von Farben durch die Art, wie das Band gewebt oder
ausgebildet ist, erzeugt werden. Da die Beschaffenheit der
Färbesubstanz bei der Ausführungsform von Figur 2 nur allgemein
beschrieben ist, wird die Verwendung von geflushten
Pigmenten nicht vorgeschlagen. Die U.S.-Patentschrift Nr.
2 590 200 von Neidich lehrt ein Band, in dem die Faser des
Bandes in der Richtung auf die Grenzen der unterschiedlichen
Farben überwiegt, um ein Vermischen über die Farben hinweg
zu verhindern.
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Obgleich geflushte Pigmente keine breite Anwendung finden,
sind geflushte Pigmente bekannt und allgemein erhältlich,
und es sind geflushte Pigmente in gewebten Bändern
angewendet worden. Es ist keine Verwendung von geflushten
Pigmenten in vielfarbigen Bändern bekannt. Die
U.S.-Patentschrift Nr. 4 574 623 von Neumann wird nur als Erläuterung
zitiert, daß geflushte Pigmente bekannt sind.
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Die englische Patentschrift Nr. 885 813 mit dem Titel
"Improvements in or relating to Ink Ribbons", veröffentlicht
am 26. Dezember 1961, lehrt ein vielfarbiges Band, in dem
die Webung des Bandes nicht modifiziert ist, um das
Vermischen zu verhindern. Statt dessen werden die flüssigen
Trägerstoffe der Tinten so ausgewählt, daß sie nicht
mischbar sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die
Trägerstoffe nicht wesentlich, um das Vermischen zu verhindern,
und die Trägerstoffe für jede Farbe können identisch sein.
Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Stoffband, das vielfarbige
Bereiche von Färbesubstanz in einem flüssigen Trägerstoff
aufweist. Die Färbesubstanz der Bereiche besteht im
wesentlichen nur aus geflushten Pigmenten, was Pigmente einer
Teilchengröße von im allgemeinen weniger als 2 µm und einer
durchschnittlichen Teilchengröße von nominal 1/2 bis 1 µm
sind. (Im Gegensatz dazu besitzen Standardpigmente eine
Teilchengröße von nominal 4 bis 5 µm.) Geflushte Pigmente
wandern unter normalen Bedingungen nicht zwischen den
gefärbten Bereichen, und deshalb wird das Vermischen der
Farben ohne Änderung des Stoffes oder der Verwendung von
Stoff mit speziellen Eigenschaften oder Bereichen vermieden.
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Die Trägerstoffe der verschieden gefärbten Bereiche sind in
Bezug auf die Vermeidung der Wanderung nicht signifikant, da
die geflushten Pigmente nicht mit den Trägerstoffen wandern.
Dennoch besitzen die geflushten Pigmente ausreichende
Beweglichkeit in Bereichen, in denen sich die Tinte durch
Drucken erschöpft hat, um die gebrauchten Flächen des Bandes
wieder mit Pigment zu füllen und damit ein Band mit langer
verwendbarer Lebensdauer bereitzustellen.
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Gefärbte Streifen, die im wesentlichen nur Standardpigmente
aufweisen, neigen zwar nicht dazu zu vermischen, aber die
Bandlebensdauer von Bändern, die nur solche Standardpigmente
aufweisen, ist nicht zufriedenstellend, weil gebrauchte
Flächen nicht gut wiedergeherstellt werden. Geflushte
Pigmente, die von sehr kleiner Teilchengröße sind, bieten
eine zufriedenstellende Lebensdauer. Darüber hinaus ist
keine Barriere erforderlich, um das Vermischen zwischen
Farbbereichen zu verhindern. Die Erfindung besitzt auch die
Fähigkeit, das Vermischen der Bandfarben von Fläche zu
Fläche zu verhindern, wenn sich das Band in einer gefüllten
Kammer befindet, was eine gängige Konstruktion für
Farbbandkassetten ist.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
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Drei subtraktive Farben der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind wie folgt:
Subtraktives Gelb
Komponente
Gewichtsprozent
geflushtes SICO-Gelb MO 12 MO-1434 (Handelsmarkenprodukt der BASF-Corporation)
Butoxyethyloleat (Trägerstoff)
Castoröl (Trägerstoff, steigert die Viskosität)
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12-MO-1434 wird von seinem Lieferanten beschrieben als
25%iges geflushtes Gelbpigment und als mit Mineralöl als
Trägerstoff behandelt. Das ungefähre Verhältnis von Pigment
zu Trägerstoff in der gelben Tinte beträgt daher 12,5 Gew.-%
Pigment zu 87,5 Gew.-% Trägerstoff.
Subtraktives Rot
Komponente
Gewichtsprozent
geflushtes LITHOL-Rubin 45 MO-1998 (Handelsmarkenprodukt der Firma BASF)
Butoxyethyloleat (Trägerstoff)
Castoröl (Trägerstoff, steigert die Viskosität)
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45-MO-1998 wird von seinem Lieferanten beschrieben als
35%iges geflushtes Rotpigment und als mit Mineralöl als
Trägerstoff behandelt. Das ungefähre Verhältnis von Pigment
zu Trägerstoff beträgt in der roten Tinte daher 19 Gew.-%
Pigment zu 81 Gew.-% Trägerstoff.
Subtraktives Blua
Komponente
Gewichtsprozent
geflushtes HELIOGEN-Blau, MO 70 MO-2324 (Handelsmarkenprodukt der Firma BASF)
Butoxyethyloleat (Trägerstoff)
Castoröl (Trägerstoff, steigert die Viskosität)
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70-MO-2324 wird von seinem Lieferanten beschrieben als
37%iges geflushtes Blaupigment mit 58 %
Trägerstoff-Feststoffen und als mit Mineralöl als Trägerstoff behandelt. Das
ungefähre Verhältnis von Pigment zu Trägerstoff beträgt in
der blauen Tinte daher 14 Gew.-% Pigment zu 86 Gew.-%
Trägerstoff und Trägerstoff-Feststoffen.
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Jede der Formulierungen wird in einem
Hochgeschwindigkeitsmischer homogenisiert. Die Formulierungen werden auf jede
herkömmliche Weise auf die nebeneinanderliegenden Bereiche
des Stoffes, z.B. mit einem Umkehrwalzenbeschichter,
aufgebracht. Der Stoff kann ein herkömmlicher gewebter Nylonstoff
sein, wie er gewöhnlich für Anschlagdrucker-Farbbänder
verwendet wird. Insbesondere ist bei der bevorzugten
Ausführungsform der Stoff ein Höchstqualitätsfilament-Nylon
des Typs 6,6, pH von 4,5 - 7, 4,0 mil (ungefähr 0,01016 cm)
Durchmesser, Flächengewicht von 1,6 Unzen pro Squareyard
(ungefähr 54,3 g pro m²) Kette (Längsrichtung) 174,0 Fäden
pro Inch (ungefähr 68,5 Fäden pro cm) und Schuß
(Querrichtung) 114 Fäden pro Inch (ungefähr 45,7 Fäden pro cm).
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Die Einzelheiten des Stoffes werden nicht als einschränkend
angesehen, und Stoffe aus anderen Materialien, wie aus
Baumwolle und weiteren synthetischen Polymeren, werden als
Alternativen zur Verwendung bei der Erfindung angesehen. Die
Fäden des Stoffes können gewebt, verfilzt oder anderweitig
vermischt sein. Wenn jedoch die Maschen außerordentlich weit
sind, was sich beispielsweise aus einer sehr losen
Verfilzung ergeben würde, wären die Grenzen zwischen den Farben
unscharf.
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Der Stoff ist vollständig kontinuierlich. An den Grenzen
zwischen den Tintenbereichen werden keine Änderungen
vorgenommen. Die Tintenbereiche können entlang der Länge des
Bandes angeordnet sein, was nebeneinander gelbe, rote und
blaue Streifen ergibt, von denen sich jeder entlang der
ganzen Länge des Bandes erstreckt, das typischerweise in
eine Kammer einer Farbbandkassette gefüllt oder auf eine
Spule aufgewickelt ist.
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Das Durch- oder Vermischen der Farben des Bandes wird bei
einem normalen Gebrauch nicht beobachtet. Die geflushten
Pigmente verhalten sich wie Farbstoffe in Bezug auf die
Lebensdauer des Bandes und stellen ein Band bereit, das
extensiv wiederverwendet werden kann, was eine Eigenschaft
der Bändern ist, die Farbstoffe als Färbesubstanz aufweisen.
Trotzdem laufen die Farben des Bandes nicht ineinander, was
eine Eigenschaft von Pigmenten ist.
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Geflushte Pigmente werden verstanden als in einer Weise
hergestellt, in der die Pigmente nie ein trockener Feststoff
sind. Die sich ergebenden Pigmente sind im Vergleich zu
Standardpigmenten von viel kleinerer Teilchengröße.
Agglomerate in geflushten Pigmenten können etwa 2 µm groß sein,
während die durchschnittliche Teilchengröße nominal 1/2 bis
1 µm beträgt. Im Vergleich beträgt die durchschnittliche
Teilchengröße von Standardpigmenten nominal 4 bis 5 µm.