EP0039383B1 - Registriermetallpapier - Google Patents

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EP0039383B1
EP0039383B1 EP81100488A EP81100488A EP0039383B1 EP 0039383 B1 EP0039383 B1 EP 0039383B1 EP 81100488 A EP81100488 A EP 81100488A EP 81100488 A EP81100488 A EP 81100488A EP 0039383 B1 EP0039383 B1 EP 0039383B1
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EP
European Patent Office
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lacquer
recording paper
layer
printing ink
pigments
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EP81100488A
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EP0039383A3 (en
EP0039383A2 (de
Inventor
Richard Dr. Dipl.-Chem. Höhn
Werner Jung
Gerhard Dipl.-Ing. Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • B41M5/245—Electroerosion or spark recording

Definitions

  • the invention is based on a registration metal paper with a paper support onto which a lacquer or printing ink layer pigmented with carbon black and then a vapor-deposited, burn-out metal layer are applied.
  • a registration metal paper is known for example from GB-A 13 25 033.
  • the record carrier for recording devices described there has a tape-like carrier made of paper, to which a layer of lacquer is initially applied.
  • a burn-out metal layer preferably an aluminum layer, is evaporated onto this intermediate layer.
  • a matting agent is added to the lacquer layer in order to achieve a clearer typeface.
  • the matting agents according to this document which generally have a particle diameter between 0.01 and 25 ⁇ m and are contained in the lacquer layer with a weight fraction between 1% and 400% of the resin, are said to bring about the roughness required to improve the surface mattness.
  • a pigment for example carbon black
  • the matting agent can be added to the liquid lacquer.
  • only the pigment carbon black is added, which is said to cause the required roughness of the metal surface by a high proportion by weight.
  • the publication gives no information about the particle size of the added pigments.
  • the final grain size of the matting particles that are still subjected to a grinding process during the production process of the lacquer is also not specified.
  • the object of the present invention is to reduce the high proportion by weight of soot in the lacquer layer if the required roughness of the surface of the metal layer is to be achieved with this pigment.
  • the diameter of at least some of the pigments is greater than the thickness of the lacquer or printing ink layer and that these pigments consist of soot agglomerates (secondary grains).
  • the coarse grain of the pigments keeps the hot recording electrode away from the coating or printing ink film, since the electrode does not slide on the actual coating or printing ink surface during recording, but on the outstanding soot grains.
  • the term “diameter” generally stands for the grain size of the soot agglomerate, which is generally not a spherical structure.
  • a further improvement of the registration metal paper according to the invention results from the fact that in addition to carbon black agglomerates, other pigments are added to the lacquer or the printing ink, as a result of which special effects can be achieved.
  • 10 denotes a paper tape onto which a lacquer or printing ink layer 11 is applied.
  • Pigments 12 and 13 are embedded in the layer 11, with 12 carbon black pigments of different diameters and 13 another pigment.
  • a burnable metal layer 14 preferably an aluminum layer, which is evaporated in a vacuum.
  • the metal layer could also consist of zinc and / or cadmium.
  • the diameter of at least some of the pigments is greater than the thickness of the lacquer or printing ink layer 11.
  • the paper support has a thickness of approximately 50 to 100 .mu.m, the thickness of the lacquer or printing ink layer is in the range between 1 and 10 microns, preferably at 2 pm.
  • the pigments embedded here consist on the one hand of small soot agglomerates with a diameter ⁇ 1.0 ⁇ m, which are completely embedded in the lacquer or printing ink layer.
  • the soot agglomerates used according to the invention, the so-called secondary grains are compressed primary pigments which are then broken down to the desired grain size in a comminution process.
  • the diameter of the soot agglomerates is in the range between approximately 2 and 20 ⁇ m, preferably in the range between 5 and 15 ⁇ m, with a focus on one diameter of about 5 ⁇ m.
  • the proportion of the carbon black pigments is approx. 3% by weight of the wet proportion of the lacquer or printing ink; this proportion can vary in the range from about 0.5 to 5% by weight.
  • the thickness of the evaporated metal layer is between about 0.01 and 0.1 ⁇ m, preferably between about 0.05 and 0.1 ⁇ m.
  • the lacquer or printing ink layer can be added as a further pigment 13, for example one or more of the substances iron oxide, barium sulfate, silicates, nickel titanate or phthalocyanines, in particular heliogen blue, with a grain size of approximately 2 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the addition of undyed calcium carbonate causes a certain gray coloration of the black contrast layer due to the carbon black pigments, which is avoided by coloring the pigment calcium carbonate accordingly.
  • the coloring or coloring of the calcium carbonate takes place with dyes dissolved in solvents and therefore requires a porous structure of the pigment to be colored.
  • the precipitation of the calcium carbonate from a solution leads to a porous structure which is well suited for staining or staining.
  • Another possibility is to use calcium carbonate in the presence of dark compounds, e.g. Manganese salts to precipitate.
  • the preceding statements concern paper as a carrier material for the recording medium.
  • a more stable plastic carrier as the base.
  • the invention can also be applied in the same way to such a plastic carrier.
  • the coarse-grained pigments inevitably also fulfill the function of matting the surface, which is already present to a certain extent due to the rougher paper surface, especially in the case of less satin paper.
  • the lacquer layer contains fine-grained soot, which provides the blackness required for the contrast and also the micro-roughness required for the legibility and self-cleaning of the electrodes.
  • the writing electrodes heat up so strongly that thermal decomposition of the lacquer creates residues on the writing electrodes, which settle on them and lead to a firmly adhering, electrically insulating layer on the writing electrodes. This disrupts or even completely interrupts the writing process.
  • the hot electrode is kept away from the coating film by suitable pigmentation. This is done by selecting the type, size and number of pigments so that the writing electrode is wholly or partly carried by the pigments protruding from the film while sliding over the surface of the recording metal paper.
  • the hardness of the pigments is chosen so that, on the one hand, the protruding parts of the grains are not removed too much by the electrode and, on the other hand, the electrodes do not wear out too much.
  • Particularly good results have been achieved with the mixture of different pigments, in particular with a mixture with the carbon black. With this measure, practically no more deposits appeared on the electrode or electrodes.
  • Tape-like material is usually used as the carrier and the finished registration metal paper is then in roll form.
  • Tape-like material is usually used as the carrier and the finished registration metal paper is then in roll form.

Landscapes

  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Color Printing (AREA)

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Registriermetallpapier mit einem Träger aus Papier, auf den eine mit Ruß pigmentierte Lackoder Druckfarbenschicht und hierauf eine aufgedampfte, ausbrennfähige Metallschicht aufgebracht sind. Ein derartiges Registriermetallpapier ist beispielsweise aus der GB-A 13 25 033 bekannt. Der dort beschriebene Aufzeichnungsträger für Registriergeräte besitzt einen bandförmigen Träger aus Papier, auf den zunächst eine Lackschicht aufgebracht ist. Auf diese Zwischenschicht ist eine ausbrennfähige Metallschicht, vorzugsweise eine Aluminiumschicht aufgedampft. Zur Erzielung eines klareren Schriftbildes wird der Lackschicht ein Mattierungsmittel zugesetzt. Die Mattierungsmittel gemäß dieser Druckschrift, die allgemein einen Partikeldurchmesser zwischen 0,01 und 25 µm haben und mit einem Gewichtsanteil zwischen 1 % und 400 % des Harzgewichtes in der Lackschicht enthalten sind, sollen die zur Verbesserung der Oberflächenmattigkeit notwendige Rauheit bewirken. Zusätzlich zu dem Mattierungsmittel kann dem flüssigen Lack ein Pigment, beispielsweise Ruß, beigefügt werden. In einem Ausführungsbeispiel der GB-A 13 25 033 wird lediglich das Pigment Ruß zugesetzt, das durch einen hohen Gewichtsanteil die erforderliche Rauheit der Metalloberfläche bewirken soll. Über die Partikelgröße der zugesetzten Pigmente macht die Druckschrift keine Angaben. Auch die endgültige Korngröße der während des Herstellungsverfahrens des Lackes noch einem Mahlprozess unterworfene Mattierungspartikel ist nicht angegeben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den hohen Gewichtsanteil an Ruß in der Lackschicht, wenn mit diesem Pigment die erforderliche Rauheit der Oberfläche der Metallschicht bewirkt werden soll, zu senken.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchmesser wenigstens eines Teiles der Pigmente größer ist als die Dicke der Lack- oder Druckfarbenschicht und daß diese Pigmente aus Ruß-Agglomeraten (Sekundärkörner) bestehen. Durch die Grobkörnung der Pigmente wird die heiße Aufzeichnungselektrode vom Lack- oder Druckfarbenfilm ferngehalten, da die Elektrode beim Aufzeichnen nicht auf der eigentlichen Lack- oder Druckfarbenoberfläche sondern auf den herausragenden Ruß-Körnern gleitet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß Ablagerungen an den Schreibelektroden verhindert werden, die durch thermische Zersetzung des Lackes bei hochbelasteten Elektroden entstehen können und die den Schreibvorgang stören oder gar vollständig unterbrechen könnten.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Registriermetallpapiers möglich.
  • Unter Berücksichtigung einer im Mikrometer-Bereich liegenden Dicke der Lack- oder Druckfarbenschicht hat sich ein Durchmesser der Ruß-Agglomerate im Bereich von 2 bis 20 µm, vorzugsweise von 5 bis 15 um, bewährt. Der Ausdruck "Durchmesser" steht in diesem Zusammehang allgemein für die Korngröße des Ruß-Agglomerats, bei dem es sich in der Regel nicht um kugelförmige Gebilde handelt. Bezogen auf den nassen Anteil an Lack- oder Druckfarbe hat sich ein Rußanteil von 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise von 3 Gew.%, besonders bewährt.
  • Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Registriermetallpapiers ergibt sich dadurch, daß dem Lack oder der Druckfarbe außer Ruß-Agglomeraten weitere Pigmente zugesetzt werden, wodurch sich Spezialeffekte erzielen lassen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt, wobei die tatsächlichen Größenverhältnisse aus Gründen der Darstellung nicht exakt eingehalten worden sind.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • In der Figur ist mit 10 ein Papierband bezeichnet, auf das eine Lack- oder Druckfarbenschicht 11 aufgebracht ist. In die Schicht 11 sind Pigmente 12 und 13 eingebettet, wobei mit 12 Ruß-Pigmente verschiedenen Durchmessers und mit 13 ein weiteres Pigment bezeichnet sind. Über der Lackoder Druckfarbenschicht 11 mit den eingebetteten Pigmenten 12 und 13 liegt eine im Vakuum aufgedampfte, ausbrennfähige Metallschicht 14, vorzugsweise eine Aluminiumschicht. Die Metallschicht könnte auch aus Zink und/oder Cadmium bestehen.
  • Erfindungswesentlich ist, daß der Durchmesser wenigstens eines Teiles der Pigmente, im gezeichneten Fall der größeren Rußpigmente 12 und der weiteren Pigmente 13, größer ist als die Dicke der Lack- oder Druckfarbenschicht 11. In der Praxis hat der Träger aus Papier eine Dicke von ca 50 bis 100 um, die Dicke der Lack- oder Druckfarbenschicht liegt im Bereich zwischen 1 und 10 µm, vorzugsweise bei 2 pm. Die hierin eingebetteten Pigmente bestehen zum einen aus kleinen Rußagglomeraten mit einem Durchmesser < 1,0 µm, welche vollständig in die Lack- oder Druckfarbenschicht eingebettet sind. Die erfindungsgemäß verwendeten Ruß-Agglomerate, die sogenannten Sekundärkörner, sind komprimierte Primärpigmente, welche dann in einem Zerkleinerungsverfahren auf die gewünschte Korngröße zerteilt werden.
  • Der Durchmesser der Ruß-Agglomerate liegt im Bereich zwischen ca 2 und 20 µm, vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 15 um, mit einem Schwerpunkt bei einem Durchmesser von etwa 5 µm. Der Anteil der Rußpigmente beträgt ca 3 Gew. % des nassen Anteils des Lackes oder der Druckfarbe; dieser Anteil kann schwanken im Bereich von etwa von 0,5 bis 5 Gew. %. Die Dicke der aufgedampften Metallschicht liegt zwischen etwa 0,01 und 0,1 um, vorzugsweise zwischen etwa 0,05 und 0,1 um.
  • Außer dem Pigment Ruß 12 kann der Lackoder Druckfarbenschicht als weiteres Pigment 13 beispielswiese einer oder mehrere der Stoffe Eisenoxid, Bariumsulfat, Silikate, Nickeltitanat oder Phthalocyanine, insbesondere Heliogenblau beigefügt werden, mit einer Korngröße von etwa 2 um bis 20 um. Durch die Zugabe von ungefärbtem Kalziumkarbonat tritt eine gewisse Graufärbung der durch die Rußpigmente schwarzen Kontrastschicht auf, was durch ein entsprechendes Färben des Pigmentes Kalziumkarbonat vermieden wird. Das Anfärben bzw. Durchfärben des Kalziumkarbonats erfolgt mit in Lösungsmitteln gelösten Farbstoffen und setzt daher eine poröse Struktur des zu färbenden Pigmentes voraus. Das Ausfällen des Kalziumkarbonates aus einer Lösung führt zu einer porösen Struktur, welche sich zum An- oder Durchfärben gut eignet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Kalziumkarbonat in Gegenwart von dunkle Verbindungen ergebenden Salzen, z.B. Mangansalzen, zu fällen.
  • Die vorhergehenden Ausführungen betreffen Papier als Trägermaterial für den Aufzeichnungsträger. Alternativ hierzu kann es bei Sonderwendungen vorteilhaft sein, einen stabileren Kunststoffträger als Basis zu verwenden. Auch bei einem derartigen Kunststoffträger läßt sich die Erfindung in gleicher Weise anwenden. Hier erfüllen die grobkörnigen Pigmente in zwingender Weise auch die Funktion der Mattierung der Oberfläche, welche aufgrund der rauheren Papieroberfläche, insbesondere bei geringer satiniertem Papier, ohnehin im gewissen Maß vorhanden ist.
  • Heute üblicherweise verwendetes Registriermetallpapier, welches, wie sein Name sagt, als Trägermaterial ein Papierband besitzt, ist vor der Bedampfung mit einer Schicht aus Nitrozelluloselack versehen. Die Lackschicht enthält als Pigment feinkörnigen Ruß, der die für den Kontrast erforderliche Schwärze und außerdem die für die Lesbarkeit und die Selbstreinigung der Elektroden erforderliche Mikrorauhigkeit liefert. Bei intensivem Beschreiben des Trägers, d.h. bei weitgehender oder gar vollständiger Schwärzung der gesamten Fläche, erwärmen sich die Schreibelektroden so stark, daß durch thermische Zersetzung des Lackes Rückstände an den Schreibelektroden entstehen, die sich an diesen absetzen und zu einer festhaftenden, elektrisch isolierenden Schicht an den Schreibelektroden führen. Hierdurch wird der Schreibvorgang gestört oder gar vollständig unterbrochen. Bei der vorliegenden Erfindung wird durch eine geeignete Pigmentierung die heiße Elektrode vom Lackfilm ferngehalten. Dies geschieht dadurch, daß Art, Größe und Anzahl der Pigmente so gewählt sind, daß die Schreibelektrode während des Gleitens über die Oberfläche des Registriermetallpapiers von den aus dem Film herausragenden Pigmenten ganz oder teilweise getragen wird. Die Härte der Pigmente ist so gewählt, daß einerseits die herausragenden Partien der Körner durch die Elektrode nicht zu stark abgetragen werden und daß andererseits die Elektroden sich nicht zu stark abnützen. Besonders gute Ergebnisse sind bei der Mischung verschiedener Pigmente, insbesondere bei einer Mischung mit dem Pigmente Ruß erzielt worden. Durch diese Maßnahme traten praktisch keine Ablagerungen an der oder den Elektroden mehr auf.
  • Als Träger wird üblicherweise bandförmiges Material verwendet und das fertige Registriermetallpapier liegt dann in Rollenform vor. Für spezielle Anwendungen kann es jedoch vorteilhafter sein, geschichtete Einzelblätter zu beschreiben, welche nach der Bedampfung des bandförmigen Materials auf ein bestimmtes Format zugeschnitten worden sind.

Claims (7)

1. Registriermetallpapier mit einem vorzugsweise bandförmigen Träger, vorzugsweise aus Papier, auf den eine mit Ruß pigmentierte Lack- oder Druckfarbenschicht und hierauf eine aufgedampfte, ausbrennfähige Metallschicht, vorzugsweise eine Aluminiumschicht, aufgebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser wenigstens eines Teiles der Pigmente größer ist als die Dicke der Lack- oder Druckfarbenschicht und daß diese Pigmente aus Ruß-Agglomeraten (12) (Sekundärkörner) bestehen.
2. Registriermetallpapier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruß-Agglomerate (12) einen Durchmesse, von 2 bis 20 µm, vorzugsweise von 5 bis 15 um, haben.
3. Registriermetallpapier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rußanteil (12), bezogen auf den nassen Anteil an Lack- oder Druckfarbe (11), 0,5 bis 5 Gew.%, vorzugsweise 3 Gew.%, beträgt.
4. Registriermetallpapier nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack- oder Druckfarbenschicht (11) außer Ruß weitere Pigmente (13) zugesetzt sind.
5. Registriermetallpapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als weiteres Pigment Kalziumkarbonat (13) mit poröser Struktur zugesetzt ist, welches mit einem vorgegebenen Farbton eines löslichen Farbstoffes angefärbt oder durchgefärbt ist.
6. Registriermetallpapier nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lack- oder Druckfarberischicht (11) zusätzlich als Pigment, ein oder mehrere Stoffe der Gruppe der Stoffe Eisenoxid, Bariumsulfat, Silikate, Nickeltitanat und/oder Phthalocyanine, insbesondere Heliogenblau, zugesetzt sind.
7. Registriermetallpapier nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzlich zugesetzte Pigment (13) eine Korngröße von 2 bis 20 11m hat.
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EP0039383A3 EP0039383A3 (en) 1982-03-31
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