NO139515B - Trykkfoelsomt overfoeringsmateriale omfattende et belegg av voks, polysiloksanpolymer, polyetylenpartikler og et visuelt eller maskinelt paavisbart materiale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et trykkfølsomt over-f^ringsmateriale omfattende et belegg av voks, polysiloksanpolymer, polyetylenpartikler og et visuelt eller maskinelt påvisbart materiale. En slik beleggsammensetning kan overføres fra overføringsmaterialet til et kopimedium. Overføringstrykket påsettes ved trykk alene eller ved kombinasjon av trykk og varme, f.eks. ved slag fra en satstype eller trykk fra andre tegnsett-ende instrumenter på bestemte områder, enten til baksiden av et overføringsmedium som er påført den overførbare beleggsammensetning eller til baksiden av et kopimedium, hvor det forår-

sakes en overføring av beleggsammensetningen fra overførings-

arket og en fastklebing av disse overførte partier av beleggsammensetningen til kopiarket.

Overføringsmaterialer som blåpapir og skrivemaskinbånd,

er naturligvis kjent og brukt i mange år. I det siste har imidlertid anbringelse av forskjellige typer trykte tegn på kopi-media som skal håndteres og avsøkes av dataregistrerende utstyr fått økende interesse og spesielle overføringsark og avstrykk-bånd er utviklet for å fylle behovene for slik dataregistrerende utstyr. Nevnte overføringsmaterialer kan brukes for koding eller trykking av forskjellige papirer, som sjekker, bankinnskudds- og -uttaksslipper, sorn påtrykkes magnetiske symboler. Trykkingen av magnetiske symboler er et vanlig og etterhvert meget viktig trekk i moderne forretningsdrift og dagligliv generelt. Anvendelse av magnetisk koding med trykk-masse som kan registreres av mennesker og likeledes registreres eller avsøkes av megnetiske, elektroniske eller optiske av-søkirigsorgaher, gir stor fleksibilitet når det gjelder informa-

sjonsbehandling og er en hjelp ved utvikling av apparater og systemer som håndterer en rekke informasjonskilder.

Et av de største problemer som er forbundet med tegn trykt på slike kopimedia i form av forskjéllige registrerings-papirer er tendensen for de trykte tegn til utgnidning og. ut-visking. Tegnene som er trykt på kopimediet vil vanligvis bli gnidd utover når det trykte mediet gjennomgår vanlige handelstransaksjoner og når det passerer dataregistrerende utstyr. Dette utgnidningsproblem finnes selv hos de siste typer over-føringsmaterialer. Når slik utgnidning forekommer vil pålite-ligheten i den automatiske avsøking og avlesing bli betraktelig dårligere, selv om forringelsen enkelte ganger kan være nokså liten ved visuell bedømmelse.

Ved fremstilling og bruk av belagte overføringsmaterialer har det alltid vært behov for et materiale som befordrer hefting eller adhesjon mellom mottagermediet og belegget, når dette

overføres. Man har vanligvis brukt vokstyper for å fremkalle denne adhesjon eller klebing og vokser har alltid vist seg å oppfylle denne funksjon meget tilfredsstillende. Imidlertid fant man tidlig at en voks kombinert med resten av beleggsammensetningen fremkaller klebing mellom et fiberholdig eller porøst underlag og sammensetningen, og således hindrer en fullstendig overføring av belegget fra fiberunderlaget til mottagermediet. Man fant en løsning på dette problem ved at voksen ble benyttet som et tynt toppbelegg, slik at voksen ville samvirke med mottagermediet, men ikke med fiberunderlaget og således ikke ha innvirkning på frigivelsen av belegget fra fiberunderlaget. En ytterligere videreutvikling av teknikken har vært bruk av polysiloksan som et slikt slipp-befordrende materiale som be-virker frigivelse av belegget fra underlaget. Men bruk av polysiloksaner var ikke tilstrekkelig til å avhjelpe de uheldige virkninger fra kombinasjonen av voks med resten av sammensetningen. Når både den klebe-befordrende og den slipp-befordrende forbindelse ble kombinert i ett enkelt skikt-belegg, hadde hver kompo-nent tendens til å motvirke den andre komponentens ønskede virkning. Inntil utvikling av foreliggende oppfinnelse, har adhesjonsbefordrende forbindelser (klebemidler) og løsne-befordrende midler (slippmidler) bare vært benyttet effektivt når "disse,..har. befunnet seg i belegg som inneholdt minst to lag,

hvilket øket fremstillingsomkostningene for overføringsmaterialet og gjorde mediet mer innviklet.

Foreliggende oppfinnelse er basert på den oppdagelse at hvis en polyetylen eller en kopolymer av polyetylen settes til en beleggsammensetning som omfatter en siloksanpolymer og en voks, har en slik sammensetning den uventede dobbelte egenskap at sammensetningen får øket slippevne fra underlaget og samtidig øket hefteevne overfor mottagermediet.

Klebe- og slippmidlene foreligger i det tørre belegg som - individuelle partikler og blir ikke oppløst av oppløsningsmidlet som brukes for fremstilling av beleggsammensetningen. På grunn av det tilsatte midlets tosidige egenskap, kan sammensetningen belegges som et enkelt sjikt hvor ingen av hjelpestoffenes virkning motvirkes av hverandre. Belegget vil lett frigis på grunn av slippmidlet og vil etter frigivelsen hefte sterkt til mottagermediet på grunn av heftemidlet.

Ennå en fordel med den partikkelformede tilsetning er, ettersom den fordeles homogent i belegget, at partiklene som befinner seg på overflaten av belegget stikker noe opp fra overflaten og bibringer mediet en glatt og utgnindningsbestandig karakter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et overføringsmateriale omfattende et underlag som på en av sine overflater har en beleggsammensetning som ved trykk kan overføres til mottageroverflaten på et kopimedium, hvor nevnte sammensetning omfatter 3-40 vekt-% av en polysiloksangummi, 10-60 vekt-% av en polysiloksanharpiks, 1-65 vekt-% av et visuelt eller maskinelt påvisbart materiale, 0,5-10 vekt-%

av en voks, og 1-10 vekt-% polyetylen eller en kopolymer derav, basert på den totale tørrvekt av beleggsammensetningen, og dette overføringsmaterialet er kjennetegnet ved at polyetylenet eller dens kopolymer er tilstede i beleggsammensetningen som et partikkelformet, findelt, fast stoff, idet partiklene har en midlere diameter på 0,1-5,0 mikron.

Det er foretrukket at beleggsammensetningen omfatter. 15-25 vekt-% av polysiloksangummien, 15-25 vekt-% av polysiloksanharpiksen, 2-20 vekt-% av det visuelt eller maskinelt

påvisbare materiale, 1-5 vekt-% av voksen, og 2-7 vekt-% av polyetylenet. eller en kopolymer derav.

Dette overføringsmaterialet, kan fremstilles ved at voksen og polyetylenet eller en kopolymer derav, oppløses i et flyktig organisk oppløsningsmiddel, polyetylenet eller dens kopolymer utfelles som findelte partikler fra oppløsningen ved avkjøling, polysiloksangummien, polysiloksanharpiksen og det visuelt eller maskinelt påvisbare materiale, tilsettes til den således oppnådde dispersjon, dispersjonen påføres på nevnte underlag, og ved at det flyktige oppløsningsmiddel får avdampe og dette etterlater et belegg avsatt på underlaget.

Overføringsmaterialet ifølge oppfinnelsen kan produsere egnede trykte tegn på et kopimedium, og har tilstrekkelig motstandsevne overfor utgnidning når det trykte medium går gjennom vanlige handelstransaksjoner og gjennom databehandlingsutstyr.

Man vil forstå at alt etter typen av påvisbart materiale som innarbeides i overføringsbeleggsammensetningen, vil de på-førte tegn kunne registreres eller spores visuelt, optisk, foto-elektrisk, magnetisk, ved elektrisk ledning eller på andre måter som blir mulig ved hjelp av det påvisbare materialet i belegget. Overføringsmaterialet kan være påført fargede overførbare beleggsammensetninger som kan brukes ved avtrykking av fargede kodestaver på kopimedia som kartongmerkelapper, som brukes av handelsinstitusjoner for å holde rede på lagerlisten.

Polysiloksangummien som benyttes kan ha molvekt fra 200 000 til 1 000 000, fortrinnsvis 300 000 til 700 000. Den kan være substituert for eksempel med alkylgrupper som metyl eller etyl eller med arylgrupper som fenyl eller tolyl, eller med alkenylgrupper som vinyl eller propenyl eller blandinger av slike substituenter langs polysiloksankjeden.

Polysiloksanharpiksen kan ha molvekt fra 300 til 100 000.

Den kan f.eks. være substituert med alkylgrupper som metyl eller etyl, arylgrupper som fenyl eller tolyl, eller alkenylgrupper som vinyl eller propenyl eller også blandinger av disse i polysiloksanets kryssbundne struktur.

Voksen som brukes i henhold til foreliggende oppfinnelse har et smeltepunkt mellom 60 og 105°C, fortrinnsvis 69 til 93°C målt i henhold til ASTM D-127. Egnede vokser er naturlige vokser, som carnaubavoks og montanvoks og blandinger av disse, syntetiske vokser som hydrogenert, amidert eller klorert voks, og forskjellige andre vokstyper og deres blandinger, samt olje-vokser som mikrokrystallinsk voks og parafinvokser, samt deres blandinger.

Betegnelsen voks i foreliggende betydning angir en klasse vokser som karakteriseres ved en spesiell hårdhetsgrad målt ved nålinntrengningsprøven ASTM D-1321. Denne nålinntrengnings-prøven måler dybden som en belastet nål trenger inn i en voksprøve. Ved nålinntrengningsprøven smeltes en voksprøve ved oppvarming til ca. 17°C over dens smeltepunkt og stivnes ved avkjøling til 25°C. Voksens hårdhet måles med en inntrengnings-måler hvor en standard nål med en belastning på 100 g påsettes voksprøven i 5 sek. Den dybden som nålen trenger inn i voksen

i løpet av disse 5 sek., måles i tiendedels millimeter. Hvis nålen trenger inn i voksen i en dybde på 0,2 mm, er hårdhets-graden for voksen 2. Hvis nålen trenger inn i voksen i en dybde på 0,8 mm er voksens hårdhetsgrad 8 og så videre. De vokser som er egnet for bruk i henhold til oppfinnelsen er vokser med hårdhetsgrader fra 0,5 til 10, fortrinnsvis 1 til 9. Voksen kan være animalsk, mineralsk, syntetisk, vegetabilsk eller av jordoljeopprinnelse eller også blandinger av disse, sålengde voksen er stabil, kan smeltes, emulgeres eller dispergeres, har den ønskede hårdhetsgrad og det ovenfor angitte smeltepunktområde.

Nevnte klebe- og slippmidler er polyetylen eller en kopolymer av polyetylen med mykningspunkt mellom ca. 8 2 og 132, fortrinnsvis 93 til 121°C, mål ifølge ASTM E-28 og en partikkel-størrelse på mellom 0,1 og 5,0 mikron midlere diameter. Videre bør hefte- og slippmidlet ha en hårdhet på 0,5 til 90, fortrinnsvis 0,5 til 2,5 målt ifølge ASTM D-5, og en molvekt på

1 000 til 12 000, fortrinnsvis 1 500 til 6 000.

Egnede klebe/slipp-midler kan være: polyetylen, etylen/vinylacetat-kopolymer, etylen/alkylmetakrylat-kopolymer, hvor alkylgruppen f.eks. inneholder mindre enn 5 C-atomer, etylen/alkylakrylat-kopolymer, hvor alkylgruppen f.eks. inneholder mindre enn 5 C-atomer, etylen/vinylklorid-kopolymer, etylen/propylen-kopolymer og kopolymere av polyetylen og akryl-syre. Foretrukne klebe/slipp-midler er polyetylen,•etylen/ vinylacetat-kopolymer, etylen/etylmetakrylat-kopolymer og etylen/ vinylklorid-kopolymer.

Det visuelt eller maskinelt påvisbare materialet kan . være en uorganisk eller organisk forbindelse eller materiale som f.eks. et magnetisk materiale, et fargestoff eller et annet materiale som vil kunne registreres og som kan forenes med beleggsammensetningen.

Egnede slike påvisbare materialer omfatter: magnetiske metålloksyder som jernoksyd, koboltoksyd, kromdioksyd og nikkeloksyd, findelte metaller, og metall-legeringer som bronse, rustfritt stål, jern, kobolt, nikkel og krom, fargestoffer som ftalocyaniner, rodaminer, xantener,_krys:tallfiolett .lakton og. malakittgrønt lakton, pigmenter som kadmiumrosa, kromgult, titandioksyd og sinkoksyd, samt forskjellige fargestoffer som sotsvart, elektrisk ledende kullstøv og trekull.

De ovennevnte påvisbare materialer utgjør bare en liten del av de mange forskjellige materialer som kan brukes til over-føringsmaterialer i henhold til foreliggende oppfinnelse. De påvisbare materialer kan brukes alene eller kombinert med hverandre eller i kombinasjon med andre egnede stoffer som ikke spesielt er nevnt. Det påvisbare materialet behøver bare være egnet for den ønskede, type avsøkning, ha høy motstandsevne mot utgnidning når beleggsammensetningen overføres til kopimediet,

og være forenelig med beleggsammensetningen.

Underlaget som beleggsammensetningen påføres, kan være

et tynt materiale som en film, bane, ark, bånd eller duk. Det foretrukne underlaget er en film av polyetylen-tereftalat.

Andre underlag kan imidlertid også brukes. For eksempel kan celluloseholdige underlag, som papir, cellofan, nylon, gummi-hydroklorid, polyetylen og polypropylen være egnede underlag i form av film, bane, ark, bånd eller duk. Underlaget bør ha en tykkelse på 5 til 50 mikron, fortrinnsvis 7,5 til 20 mikron. Underlaget børe være av en slik type at den overførbare beleggsammensetning hefter til underlaget på egnet måte før overføring til kopimediet og slik at den overførbare beleggsammensetning frigis eller løsner fra underlaget på egnet måte ved slik over-føring. Underlaget bør ha relativt liten tykkelse, slik at man fullt oppnår evnen hos det overførbare belegget til å avsette merker på kopimediet med en skarp, klar kant. Underlaget bør også ha tilstrekkelig seighet og bruddstyrke og andre fysikalske egenskaper, som sikrer jevn overføring av beleggsammensetningen til kopimediet.

Den overførbare beleggsammensetning som inneholder det påvisbare materialet kan påføres underlaget på den nedenstående måte for fremstilling av et overføringsmateriale i helhold til oppfinnelsen. Voksen og klebe/slipp-midlet dispergeres i 10 til 25% av mengden av flyktig organisk oppløsningsmiddel og dispersjonen oppvarmes under røring til voksen og klebe/slipp-midlet er oppløst. Man tar bort varmen og under fortsatt om-røring avkjøles systemet ved rask tilsetning av resten av opp-løsningsmidlet. Denne tilsetning fremkaller utfelling av findelte partikler av klebe/slipp-middel i voksoppløsningen. Til den omrørte dispersjon av klebe/slipp-middel setter man poly-siloksanguttmien, polysiloksanharpiksen og det påvisbare materilaet idet gummien og harpiksen vil oppløses og det påvisbare materialet dispergeres. Den dannede dispersjon males f.eks. i en kule-mølle inntil det påvisbare materialet er tilstrekkelig findelt og homogenisert. F.eks. kan en egnet partikkelstørrelsé være ca. 3 mikron og når en slik malegrad er oppnådd, er beleggsammensetningen ferdig for påføring.

Den overførbare beleggsammensetning kan påføres underlaget ved utvalsing, utstrykning eller på annen egnet måte.

Det flyktige organiske oppløsningsmiddel kan inndampes ved romtemperatur eller ved svak oppvarming og etterlater en beleggsammensetning med en tykkelse på 2,5 til 10, fortrinnsvis 3,7 5 til 7,5 mikron på underlaget.

Egnede flyktige organiske oppløsningsmidler kan være alifatiske og aromatiske hydrokarboner som mineralterpentin, nafta, xylen, toluen og deres blandinger. Andre egnede organiske oppløsningsmidler er isopropylalkohol, isobutylalkohol, 3 heptanol, isoamylacetat, etylamylketon, diisobutylketon, karbon-tetraklorid, karbondisulfid og blandinger av disse. Polysiloksangummien og polysiloksanharpiksen bør bære oppløselig eller delvis oppløselig i oppløsningsmidlét, slik at polysiloksangummien og harpiksen blandes omhyggelig med hverandre. En av de ovennevnte

. oppløsningsmidler eller blandinger kan velges med dette forhold

i mente.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen og utførelser av denne.

Eksempel 1

Man fremstiller overføringsmaterialer inneholdende magnetisk jernoksyd på den følgende måte, med flytende beleggsammensetninger som fremgår av følgende tabell:

Flytende beleggsammensetninger

(1) Dette er en dimetyl-polysiloksangummi med midlere molvekt 340 000 - 390 000 og en William-plastisitet nr. på 75 til 120 målt i henhold til ASTM D-926 ved romtemperatur i tre minutter. (2) Harpiksen er en hydroksyherdende, metylfenylharpiks med OH-innhold på 1% og molvektfordeling mellom 300 og 100 000. Harpiksen har et silikoninnhold på tørrbasis lik 59 vekt-% i toluen og en viskositet på 20 til 50 centipois ved 25°C. Harpiksen beskrives i Dow Corning Bulletin 07-321 datert juni 1969 og U.S. patent 2.718.483. (3) Materialet er en homopolymer av etylen som har et mykningspunkt på.ll5°C, (ASTM E-28) , og en hårdhet på 1,0

(ASTM D-5), og leveres i pulverform.

(4) Voksen er en parafinvoks med et smeltepunkt på

69°C og nålinntrengning lik 9 (ASTM D-1321).

Ovenstående flytende beleggsammensetning uten klebe/ slipp-middel fremstilles ved å blande polysiloksangummien, polysiloksanharpiksen, voksen og toluenet i en 500 ml Erlenmeyer-kolbe under stadig omrøring, hvorved det dannes en sammensetning med jevn konsistent.. Det påvisbare materialet tilsettes under stadig omrøring og sammensetningen males i kule-mølle i en 150 ml beholder av rustfritt stål inneholdende 4 0 ml ,;^.3 mm;.frustfrie stålkuler, til partikkelstørrelsen er ca. 3

mikron. Malingen utføres i en malingsrysteapparatur.

Den flytende beleggsammensetning inneholdende klebe/ slipp-midlet fremstilles på omtrent samme måten som ovenfor med det unntak at voksen og klebe/slipp-midlet før tilsetning av polysiloksanforbindelsene, oppvarmes og omrøres inn i ca. 10 ml toluen til en oppløsning, hvorpå oppløsningen avkjøles ved å tilsette resten av toluenet uten varme. Avkjølingen forår-

saker utfelling av findelt klebe/slipp-middel i form av partikler som dispergeres i voksoppløsningen. Derpå tilsettes polysiloksangummi, -harpiks og påvisbart materiale på samme måte som ovenfor beskrevet.

De fremstilte flytende beleggsammensetninger belegges derpå på en film av polyetylen,8 til 9 mikron tykk, ved hjelp av en trådomviklet stav, til en beleggvekt på ca. 18 mg væske pr. 6,45 cm 2film. Toluenet avdampes ved romtemperatur og etterlater en tørr overførbar beleggsammensetning med tykkelse 5 til 7,5 mikron på filmen. Den belagte filmen oppskjæres til trykkingsbånd.

Trykkingsbånd med og uten klebe/slipp-middel sammen-lignes med hensyn på avtrykksegenskaper, og man finner at båndet uten klebe/slipp-middel ifølge oppfinnelsen danner ujevn overføring av sammensetningen og dårlig kantskarphet for det overførte materiale, mens bånd inneholdende klebe/slipp-middel ifølge oppfinnelsen, gir fullstendig overførte tegn og fremragende kantskarphet, uten forvrengning.

Eksempel 2

Dette eksempel er som eksempel 1 med unntak av at poly-etylenmaterialet i eksempel 1 erstattes med en kopolymer av etylen/vinylacetat. Den anvendte etylen/vinylacetat-kopolymer kan være av den typen som markedsføres under betegnelsen "AC-401". Dette materialet har et mykningspunkt på 102°C (ASTM E-28), en hårdhet på 4,0 (ASTM D-5), og et vinylacetatinnhold på 10 vekt-%. Sammenligningsresultatet med denne sammensetningen er som for eksempel 1 ovenfor.

Eksempel 3

Man velger de samme materialer som i eksempel 1 når

det gjelder art og mengde, bortsett fra at parafinvoksen og den magnetiske jernoksyd i eksempel 1 erstattes med mikrokrystallinsk voks og kjønrøk. Typen kjønrøk kan være "Raven 30". Mikro-

krystallvoksen har et smeltepunkt på 85-88°C, en nålinntrengning lik 3 (ASTM D-1321). Mikrokrystallvoksen kan være den type som har betegnelsen "WB-2". Denne sammensetning inneholdende angitt klebe/slipp-middel leverer fremragende overførte tegn med ut-merket linjeskarphet uten forvrengning.

Eksempel 4

Man bruker samme type og mengde stoffer som i eksempel 1 med det Unntak at man bruker magnetisk koboltpulver som det påvisbare materiale og en etylen/akrylsyre-kopolymer som klebe/ slipp-middel ("AC-540" med mykningspunkt på 107°C (ASTM E-28), hårdhet 2,0 (ASTM D-5) og akrylsyreinnhold lik ca. 40 vekt-%). Sammenlignede forsøk viser at sammensetning inneholdende klebe/ slipp-middel er overlegen i forhold til sammensetningen uten klebe/slipp-middel.

Claims (2)

1. Overføringsmateriale omfattende et underlag som på en av sine overflater har en beleggsammensetning som ved trykk kan overføres til mottageroverflaten på et kopimedium, hvor nevnte sammensetning omfatter 3-4 0 vekt-% av en polysiloksangummi, 10-60 vekt-% av en polysiloksanharpiks, 1-65 vekt-% av et visuelt eller maskinelt påvisbart materiale, 0,5-10 vekt-% av en voks, og 1-10 vekt-% polyetylen eller en kopolymer derav, basert på den totale tørrvekt av beleggsammensetningen, karakterisert ved at polyetylenet eller en kopolymer derav er tilstede i beleggsammensetningen som et partikkelformet, findelt, fast stoff, idet partiklene har en midlere diameter på 0,1-5,0 mikron.

2. Overføringsmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at beleggsammensetningen, omfatter 1-25 vekt-% av polysiloksangummien, 15-25 vekt-% av polysiloksanharpiksen,"2-20 vekt-% av det visuelt eller maskinelt påvisbare materiale, 1-5 vekt-% av voksen, og 2-7 vekt-% av polyetylenet eller en kopolymer derav.