FR1504046A - Milieu de transfert supporté par un matériau spongieux - Google Patents

Description

Milieu de transfert supporté par un matériau spongieux.
L'invention est relative à la technologie des matériaux plastiques synthétiques, et à l'incorporation dans ces derniers de matériaux de marquage. Elle concerne plus particulièrement la fabrication de milieux de transfert améliorés, tel les papiers carbones.
Un milieu unitaire et spongieux de transfert, fabriqué à partir de résine synthétique, est décrit dans l'art antérieur. L'avantage primordial présenté par une telle structure unitaire réside dans le fait qu'elle permet d'obtenir un milieu de transfert mince. La minceur de ce milieu permet de rehausser la qualité de l'impression et d'abaisser le prix de revient, proportionnellement aux plus faibles quantités de matériaux utilisés. D'autre part, la minceur du milieu de transfert améliore considérablement les capacités de stockage disponibles, étant donné qu'une plus grande quantité de ces matériaux peut être stockée dans un même espace.
Les couches de transfert spongieuses sont bien connues dans l'art antérieur et il n'y a aucun obstacle physique qui empêche que ces couches soient déposées sur des supports préformés tels que des feuilles minces en téréphtalate de polyéthylène glycol ou polyéthylène. Le matériau support peut être présenté sous forme de rouleau, avant d'être traité pour former le milieu de transfert final. Ce traitement peut s'effectuer en faisant dérouler continuellement le matériau support dans un dispositif d'application, contenant le milieu de transfert spongieux sous forme de dispersion, lequel sera déposé sur le matériau support. Très peu de temps après la couche de transfert est durcie, soit par évaporation d'un solvant, soit par d'autres traitements.Le milieu de transfert se compose de la couche de transfert et du matériau support et est fabriqué comme on vient juste de le décrire. Il peut être découpé soit pour former des rubans de machines à écrire, soit pour former des feuilles de papier carbone.
Pour permettre une manipulation adéquate du matériau support préformé, en cours de traitement, il est nécessaire que ce matériau soit relativement épais. Du fait que la qualité d'impression et le stockage se trouvent améliorés par l'emploi de milieu de transfert d'épaisseur décroissante il est donc contre-indiqué d'utiliser un support préformé. Il est ainsi souhaitable de pouvoir obtenir un élément de transfert dans lequel il n'est pas nécessaire que la couche support soit traitée séparément, ce qui lui permet d'avoir une épaisseur beaucoup plus mince.
Il a été décrit dans l'art antérieur, un élément de transfert sans couche support séparée, ainsi qu'un élément de transfert spongieux dans lequel la couche de transfert a été fabriquée la première, et a été ensuite recouverte par une couche support.
La présente invention est relative à un élément de transfert d'un type généralisé qui comprend une couche support en plus de la couche de transfert spongieuse. On a observé que la présence d'une couche support est souvent désirable pour augmenter la résistance de l'élément de transfert au cours des opérations manuelles normales. Par ailleurs, la couche support permet de sceller effectivement la face arrière de l'élément de transfert, de telle sorte que le matériau de marquage ne puisse pas être exprimé, ce qui représente un point important lorsque l'élément de transfert doit être utilisé comme papier carbone.
Une caractéristique significative de tout élément de transfert est de ne pas être salissant au cours de manipulation normale. Les éléments de transfert de tout type sont, bien entendu, fréquemment manipulés au cours de leur utilisation. Les rubans de machine à écrire par exemple sont manipulés lorsqu'ils sont posés dans les mécanismes d'alimentation de ces machines. Les papiers carbones sont mani- pulés encore plus fréquemment, du fait qu'ils sont intercalés entre diverses feuilles de papier ou autre matériau. II est par ailleurs souhaitable que le matériau marqueur ne transsude pas et abîme les feuilles de matériau de transfert, ou autres avoisinants.
Un objet de l'invention est de présenter un milieu de transfert très mince qui est beaucoup plus propre à manipuler.
Un autre objet de l'invention est de présenter un milieu de transfert très mince qui ne transsude pas au cours de stockage ou de manipulation normale.
Suivant les principes de la présente invention la migration de couches d'encre et de couches résineuses décrites dans l'art antérieur est utilisée de façon soigneusement contrôlée, pour permettre d'obtenir un milieu de transfert plus propre. Dans ces aspects les plus larges l'invention envisage d'effectuer le contrôle de la migration par une sélection des matériaux utilisés, de manière à obtenir la migration d'une couche de matériaux utilisés, de manière à obtenir la migration d'une couche de matériau relativement dépourvue d'encre, au-delà de la couche support. On a découvert que les matériaux utilisés peuvent être ajustés, ou sélectionnés, par expérimentation de telle sorte qu'il est possible de choisir entre une immigration vers, ou une immigration s'éloignant de l'élément support temporaire, par simple sélection de matériau.
On a noté que le matériau le plus soluble dans l'agent solvant a tendance à suivre ce dernier lorsqu'il est dispersé. En général la meilleure façon de disperser une résine est de lui faire subir une solvatation. Au cours du traitement d'une couche de matériau quelconque déposée sur un support temporaire, le solvant ne peut s'échapper en grande quantité que par la surface de couche la plus éloignée dudit support. Suivant l'invention, une nouvelle séquence complète d'étapes de fabrication est utilisée.
Une couche résineuse dépourvue d'encre est déposée sur un support temporaire. Ensuite, une couche de matériau d'impression et de résine dispersée est déposée sur la couche dépourvue d'encre. La migration qui s'effectue à l'intérieur de la couche contenant l'encre est contrôlée par le choix approprié des composants, .de façon que la résine pure n'ait qu'une faible tendance à émigrer au-delà du support temporaire, au cours de l'évaporation du milieu solvant. Cette nouvelle séquence de fabrication permet d'obtenir sur la surface de la couche de transfert la plus éloignée du sup. port, une zone dépourvue d'encre.Cette zone empêche toute migration d'encre au cours de manipulation et de stockage normal, mais on a observé que l'encre peut être expulsée hors de la couche résineuse et transférée sur une feuille de papier où elle donne une impression de très haute qualité.
Dans son mode de réalisation préféré l'invention diffère radicalement de l'art antérieur par sa nouvelle séquence de fabrication, et plus spécialement par le nouveau mode de contrôle de la migration, qui permet d'obtenir un élément de transfert dont la surface extérieure est dépourvue d'encre et qui, de ce fait, n'est pas salissant. Dans l'art antérieur, on jugeait nécessaire que la face encreuse du matériau en résine spongieuse soit en contact avec le support temporaire, pour fournir un élément de transfert présentant une surface de contact très lisse.
En ce qui concerne la présente invention, la présence d'une telle surface lisse n'est pas considérée nécessaire. Bien que dans le présent mode de réalisation, la face la plus éloignée du matériau support temporaire soit utilisée comme face d'impression, des expériences ont démontré qu'on n'en obtient pas moins une impression de très bonne qualité.
L'art antérieur décrit une solution pour couche de transfert qui contient 450 g de nylon et 450 g de graphite, ces deux éléments étant dissous et dispersés dans 3 680 g d'alcool éthylique dénaturé. Fondamentalement cette méthode diffère cependant des principes de la présente invention. Elle est utilisée primordialement pour former des rubans de machine à écrire et de ce fait ne tient pas compte des caractéristiques salissantes du produit ainsi obtenu. Ainsi, bien qu'une proportion à peu près semblable de solvant soit utilisée, les caractéristiques de solubilité des matériaux sont très différentes, de sorte que la surface contactant le support temporaire (dans le cas de l'art antérieur ci-dessus) est beaucoup plus encré, ceci étant dû à la migration de la résine vers la face la plus éloignée dudit support.Dans la présente invention, les facteurs de solubilité sont contrôlés de sorte que la migration du matériau, vers une couche riche en encre et une couche résineuse, est faible mais néanmoins significative. La surface dépourvue d'encre est utilisée dans le produit final comme surface d'impression, lequel présente ainsi une pellicule qui retient le matériau d'impression au cours de manipulation et de stockage normal et qui, de ce fait, n'est pas salissant au toucher. En cours d'utilisation, on a observé que l'encre est expulsée de manière satisfaisante et donne une impression de haute qualité, bien que ladite encre doit être bien entendu forcée au travers de la pellicule, au cours d'une impression.
D'autres objets, avantage et caractéristiques de l'invention ressortiront de l'exposé suivant dans lequel est décrit un mode de réalisation préféré de ladite invention.
Suivant les principes de l'invention, le mélange d'encre est formé en premier. Il peut être formé à n'importe quel moment et stocké indéfiniment. Ce mélange d'encre forme le matériau d'impression qui sera mélangé avec un matériau résineux solvaté, et qui sera déposé primordialement dans les trous du matériau résineux après que le produit ait été fabriqué. Le mélange encreux se compose de la façon suivante :

Dans la formule ci-dessus, la quantité de noir bichrome a été choisie par tâtonnement, du fait qu'il présente d'excellentes qualités de reproduction. Il présente une nuance bleutée qui donne en pratique une bonne impression de couleur noire. On a aussi découvert que ce matériau passe au travers des pores de la résine spongieuse plus facilement que d'autres pigments, tout au moins en ce qui concerne le milieu décrit ici. Le monopalmitate de sorbite est une substance solide semblable à la cire. Il est utilisé comme mouillant dans le présent mode de réalisation, de sorte que le pigment puisse être plus aisément contrôlé par les mouvements physiques de l'agent véhiculeur. L'huile minérale est bien entendu l'agent véhiculeur utilisé pour ledit pigment.Le choix de cette huile minérale n'est important qu'en ce qui concerne la présente invention, comme cela sera rendu plus claire ci-dessous. Diverses quantités et directions de migration d'une couche riche en résine vers une face, et d'une couche riche en encre vers une autre face, sont obtenues suivant la nature chimique de l'agent véhiculeur utilisé. Etant donné que suivant les principes de l'invention, on désire obtenir une quantité très modérée de dispersion, l'huile minérale spécifiée a été choisie en tenant compte de cette spécification.
La dispersion de l'encre est obtenue au moyen d'un laminoir à trois cylindres de 127 mm sur 305 mm. Dans ce dispositif, le mélange est versé sur le cylindre d'alimentation et ressort par le cylindre de sortie. Le mélange encreux est obtenue par simple mélange de ses trois constituants. En premier lieu, on les fait passer deux fois dans le laminoir de dispersion, au cours de chacun de ces deux passages de cylindre d'alimentation exerce une pression de 3,5 kg par cm et le cylindre de sortie exerce une pression de 7 kg par cm . Le mélange est achevé par trois autres passages dans le laminoir. Au cours de ces passages, le cylindre d'alimentation exerce une pression de 10,5 kg par cm , tandis que le cylindre de sortie exerce une pression de 14 kg par cm .Une fois que cette opération est proprement effectuée le mélange de la composition est permanent et aucun sédiment n'apparaîtra pendant une période de temps indéfinie.
Au cours de la fabrication d'un milieu de transfert effectué suivant les principes de l'invention, le mélange de la couche de transfert est formé. Ce mélange qui par la suite sera appliqué comme décrit ci-dessous se compose des éléments suivants :

Le Lexan n[deg] 105 se présente sous forme d'une solution à 10 % de chlorure de méthylène. Les deux parts (en poids sec) du polycarbonte de la formule ci-dessus sont ainsi supplémentées par une quantité additionnelle de 18 parts de chlorure de méthylène. Cet élément forme le solvant et agent de dispersion pour la solution de la couche transfert. La solution de la couche de transfert est complètement dispersée, c'est-àdire que le polycarbonate et les véhicules sont dissous et que les autres matériaux sont suspendus indéfiniment, en mélangeant simplement tous les matériaux formant la solution de la couche de transfert pendant un court -moment et à la température ambiante, dans un dispositif de Cowles.Après application de la couche de transfert, l'agent dispersant sera évaporé ne laissant que la couche de résine qui retient l'encre, tout comme le ferait une éponge.
Le polycarbonate est utilisé dans la solution de la couche de transfert car c'est une résine très robuste qui résistera donc à l'action cisaillante d'une barre d'impression percutante. La terre de diatomées est basiquement un matériau bouche-trou très fin et chimiquement inerte, utilisé avec le polycarbonate de façon à rendre le produit plus robuste, ainsi que pour favoriser l'expulsion du matériau de marquage hors des pores dudit produit. Si un tel matériau n'est pas utilisé, certains composants du matériau marqueur ont tendance à être expulsée trop vigoureusement et le pigment est fréquemment retenu prisonnier. L'encre est bien entendu le matériau de marquage fondamental.
Comme dans l'art antérieur, cette encre est principalement incompatible avec la résine.
Cependant, il est important que l'agent véhiculeur de l'encre soit choisi en tenant compte de l'objet de la présente invention. L'huile nathtanique minérale utilisée n'est pas tout à fait, mais presque, aussi soluble que le polycarbonate dans le chlorure de méthylène. Ceci est important en ce qui concerne le mécanisme dans lequel une couche résineuse pure a tendance à émigrer dans une direction, tandis que la couche riche en encre a tendance à émigrer dans la direction opposée au cours de l'extraction du solvant. La migration est aussi minimisée par la réduction de la quantité de dispersant (chlorure de méthylène) utilisée, et ceci est un facteur qui a été pris en considération dans le mode de réalisation préféré de l'invention.L'huile minérale a été choisie d'après cette théorie mais primordialement à la suite d'expérimentations, pour obtenir une composition dans laquelle la quantité de migration est significative mais non élevée. Comme cela sera expliqué plus clairement par la suite, ce type de migration permet d'obtenir l'élément de transfert propre qui fait l'objet de l'invention.
Les structures utilisées pour appliquer les mélanges et pour évaporer les solvants de façon à ce que l'on puisse obtenir le milieu de transfert, sont presque semblables à celles décrites dans l'art antérieur. Cependant, et suivant les principes de la présente invention, on applique en premier lieu, une couche pure d'une solution de polycarbonate dans 10 % par poids de chlorure de méthylène. La quantité appliquée peut être contrôlée de façon à ce que après séchage, l'épaisseur soit d'environ 0,006 mm, ou de 0,025 mm ou plus. Une épaisseur de 0,025 mm permet d'obtenir un dispositif extrêmement robuste qui résiste à l'impacte d'une barre d'impression. D'un autre côté, une épaisseur de 0,006 mm, en vertu de sa plus faible valeur, permet d'obtenir une qualité d'impression très satisfaisante.Ce mélange polycarbonate pur est placé dans un dispositif d'application par rouleau tel que celui représenté dans l'art antérieur. Un support temporaire en téréphtalate de polyéthylène glycol est déroulé dans ce dispositif où le rouleau applicateur le revêt de la couche support. Le dispositif amène ensuite le matériau dans un four de séchage pourvu d'extracteurs appropriés.
Un passage complet est effectué dans ce dispositif, pendant lequel une couche de solution polycarbonate pure est déposée sur le film en téréphtalate de polyéthylène glycol et est ensuite séchée, après quoi le dit film est enroulé à l'extrémité terminale du dispositif de séchage. Ce rouleau de matériau est ensuite amené au dispositif qui permettra d'apliquer le solvant sur le matériau. Le réservoir du bain est alors rempli avec le mélange formant la couche de transfert qui a été décrite ci-dessus. L'opération entière est alors répétée, le rouleau applicateur déposant la couche de transfert. Le polycarbonate est appliqué de façon à ce que son épaisseur (sèche) se trouve de préférence entre 0,012 mm et 0,025 mm.Une épaisseur de 0,012 mm ne permet pas d'emmagasiner autant d'encre dans le milieu de transfert mais permet d'obtenir une qualité d'impression améliorée.
Une épaisseur de 0.025 mm permet d'emmagasiner un peu plus d'encre et donne une période vie prolongée du matériau au dépend de la qualité d'impression.
Le téréphtalate de polyéthylène glycol, recouvert de la couche support et de la couche de transfert, défile dans les fours de séchage où la fabrication s'achève par l'évaporation du solvant hors de la couche de transfert. Lorsque cette opération est terminée, le produit obtenu se présente sous forme d'un rouleau de téréphtalate de polyéthylène glycol recouvert d'un milieu de transfert. Ce milieu de transfert peut être dépouillé du support en téréphtalate et découpé soit sous forme de feuilles de papier carbone, soit sous forme de rubans de machines à écrire.
Le produit finalement obtenu se compose de deux couches, la couche de transfert et la couche de support. La couche de transfert possède deux faces opposées dont une est liée à la couche support et l'autre est exposée à l'air libre.
Lorsque ce matériau est utilisé, la barre d'impression entre en contact avec la couche support et expulse le mélange d'encre par le côté libre de la couche de transfert et l'amène sur le papier où tout autre matériau récepteur. L'encre est normalement contenue dans les pores de la couche de transfert où elle se présente sous forme de globules.
Par un choix judicieux des matériaux, suivant les principes de l'invention, les globules d'encre ont légèrement émigré vers la couche support et le polycarbonate pur a légèrement émigré vers la face libre de la couche de transfert; ceci a été vérifié au microscope. Une couche extérieure de résine pure très mince et presque uniforme est ainsi obtenue dans laquelle la quantité de trous, par rapport à la quantité totale de résine, est réduite de façon significative. On a observé que cette couche extérieure permet de manipuler et de stocker l'élément de transfert unitaire sans que cela produise une perte appréciable de matériau marqueur. L'élément de transfert est donc de ce fait d'utilisation propre.Néanmoins, lorsqu'au cours d'une opération d'impression la barre à caractères contacte violamment l'élément de transfert, l'encre s'en trouve expulsée, et passe au travers de la couche extérieure, la qualité d'impression ainsi obtenue étant de très bonne qualité. On suppose que la couche extérieure contient un nombre suffisant de fissures ou de pores contenant le matériau marqueur, qui permet à ce dernier d'en être expulsé.
Bien que l'on ait pas eu la possibilité de décrire de façon utile et quantitative l'ampleur des effets de dispersion qui se manifeste dans les couches riches et dans les couches pauvres en encre, le principe de fonctionnement des maté-

Claims (1)

1. riaux obtenus est néanmoins compréhensible. Ce produit semble être tout à fait nouveau et, comme tel, établit un nouveau critère dans la technologie. En plus de la couche relativement dépourvue d'encre à travers laquelle le matériau retenu prisonnier est expulsé, le produit obtenu se caractérise par une phase continue contenant un polymère synthétique qui est utilisé comme composant structurel principal (il est bien entendu souvent désirable que la phase continue contienne aussi un matériau de remplissage). Le produit obtenu se caractérise en outre par le fait que sa phase expulsable se compose fondamentalement d'un nombre de composants dont le poids total est presque égal, ou inférieur, au poids total des composants qui forment sa phase continue. Dans les milieux de transferts de l'art antérieur la phase discontinue est constamment plus importante que la phase continue, lorsque cette dernière comprend un polymère synthétique. Il est très opportun que les polymères synthétiques soient utilisés dans la présente technologie étant donné qu'ils résistent au facteur d'ambiance qui se présente au cours de conditions normales de manipulation, et qu'ils sont peu coûteux. Il apparaît cependant que dans l'art antérieur on n'a pas compris le processus de dispersion qui se manifeste dans les couches riches et dans les couches pauvres en encre, lequel aurait pu être contrôlé comme cela est le cas dans la présente invention. Bien que de telles dispersions aient pues se produirent quelquefois, dans l'art antérieur, la conception du produit ne permettait pas de les compenser proprement. Il en résulte que l'art antérieur décrit de façon uniforme, des couches de transfert supportées d'un type généralisé décrit ici (c'està-dire dispersion possible des couches pour former une couche neutre permettant une manipulation propre, et utilisation d'un matériau en polymère synthétique) qui, par rapport à la présente invention, présentait une phase expulsable surchargée. Il est probable que cette surchage était jugée nécessaire par des expérimentations empiriques, pour que le produit final soit capable d'expulser une quantité suffisante d'encre. Cependant, en vue de la présente description, il ne fait aucun doute que l'art antérieur ajustera ses techniques pour obtenir une dispersion contrôlée, qui fournit un produit de manipulation propre. Il semble possible par exemple, d'extraire le solvant hors des deux faces d'une feuille fluide, suivant des proportions qui permettent de contrôler l'effet de dispersion obtenu. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède les caractéristiques essentielles d'un mode de réalisation préféré de l'invention, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toute modification de forme et de détail qu'il juge utile sans pour cela sortir du cadre de l'invention. RÉSUMÉ L'invention a pour objet une couche spongieuse de transfert ayant une zone relativement libre d'encre caractérisée en ce que la zone libre d'encre se trouve du côté de l'impression. L'invention a aussi pour objet le procédé de dépôt par solvant utilisé pour établir ladite couche de transfert sur un substrat temporaire et ensuite pour la conserver seule; elle est alors caractérisée par une sélection de matériaux telle que une migration faible apparaît durant l'expulsion du dispersant de la façon à former une zone libre d'encre sur le côté destiné à l'impression c'est-à-dire le côté opposé à la zone de contact avec le support temporaire. L'invention est de plus caractérisée par les points suivants pris isolément ou en combinaison : a. Dans la fabrication, cette dernière est effectuée conformément au processus suivant : Une couche résineuse dépourvue d'encre et déposée sur un support temporaire, ensuite après séchage une couche de matériau d'impression et de résine dispersée (mélange de transfert) est déposée sur la première couche; b. La migration qui s'effectue à l'intérieur de la couche contenant l'encre est contôlée par le choix approprié de composant, de façon que la résine pure n'ait qu'une faible tendance à émigrer en direction opposée à celle du support temporaire au cours de l'évaporation du milieu solvant; c. Le mélange d'encre qui forme le matériau d'impression, qui peut être formé en premier et stocké indéfiniment, est mélangé à un matériau résineux solvaté pour former le mélange de transfert; d. Le mélange encreux se compose préférentiellement des éléments suivants :

   Le choix de l'huile minérale qui est l'agent véhiculeur pour le pigment est important pour l'invention puisque de lui dépendent au sein du mélange de transfert, les quantités et les directions de migration de la couche riche en résine et de la couche riche en encre. e. Le milieu de transfert définitif est donc de préférence composé de : Polycarbonate : 2 parts (en poids sec) , Terre de diatomées : 1 part, Mélange encreux ci-dessus : 3 parts; f. Le polycarbonate est fourni sous forme d'une solution à 10 % de chlorure de méthylène qui forme le solvant et l'agent de dispersion pour la couche de transfert.