DE1198388B - Verfahren zur Herstellung von nicht-abschmierendem Kohlepapier - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B41n

Deutsche Kl.: 151-7/02

Nummer: C 21797 VI b/151

Aktenzeichen: 1198 388

Anmeldetag: 29. Juni 1960

Auslegetag: 12. August 1965

Die üblichen Kohlepapiere sind seit vielen Jahren bekannt und stellen heute die meistgebrauchten Vervielfältigungsbogen dar. Sie werden durch Überziehen von Papier mit einer Schicht von geschmolzenem, pigmenthaltigem Wachs hergestellt. Nach dem Abkühlen erhält man so ein Kohlepapier, das eine Schicht von unter Druck übertragbarem Wachs trägt, in dem ein Pigment wie Ruß oder Graphit homogen verteilt ist.

Man hat erkannt, daß diese bekannten Kohlepapiere viele schwerwiegende Nachteile aufweisen. Infolge der homogenen Verteilung des Pigments in der ganzen Wachsschicht färbt das Kohlepapier bei Berührung ab und muß daher durch den Benutzer mit großer Sorgfalt gehandhabt werden. Ein weiteres Problem liegt darin, daß das übertragene Bild, ζ. Β. Maschinen- oder Handschrift, ebenfalls bei Berührung abfärbt und bei der üblichen Handhabung verschmiert.

Ein weiterer wichtiger Nachteil dieser bekannten Kohlepapiere besteht in der großen Menge Pigment, die verwendet werden muß, wobei der größte Teil davon verschwendet wird.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, nichtabschmierende Kohlepapiere, insbesondere hektographische Kohlepapiere, herzustellen, indem man auf die Kohleschicht einen Überzug aufbringt, der keinen Ruß bzw. keinen hektographischen Farbstoff enthält. Ein solcher Überzug macht zwar das Kohlepapier selbst nichtabschmierend, besitzt jedoch keinen Einfluß auf das von dem Kohlepapier übertragene Bild, welches weiterhin bei Berührung und der üblichen Handhabung ab- und verschmiert.

Ein Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung von Kohlepapier und Farbbändern, die hellfarbig sind und beim Berühren nicht abfärben. Die Unterlage kann Papier sein oder irgendein Kunststofffilm wie Zelluloseacetat, Cellophan, Polyäthylenterephthalat (Mylar), Vinylpolymere usw.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung von Kohlepapier und -bändern, die verschmiersichere Bilder mit gefärbten oder magnetischen Pigmenten übertragen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung von Kohlepapieren und -bändern unter Verwendung von weniger Pigment als bisher möglich war.

Diese und andere Ziele werden erfindungsgemäß erreicht. In der Zeichnung stellt

F i g. 1 eine schematische Querschnittsansicht der Umdruckbögen der Erfindung in vergrößertem Maßstab dar;

Verfahren zur Herstellung von
nicht-abschmierendem Kohlepapier

Anmelder:

Columbia Ribbon and Carbon
Manufacturing Co., Inc., Glen Cove,
Long Island, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Douglas Alexander Newman,

Glen Cove, Long Island, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. November 1959
(854342)

F i g. 2 ist in vergrößertem Maßstab die schematische Querschnittsansicht eines Kopierbogens, der ein Bild trägt, das von den neuen Umdruckbögen übertragen wurde.

Es wurde festgestellt, daß sich durch die Erfindung die vielen Schwierigkeiten vermeiden lassen, die sich aus dem Gebrauch der üblichen Kohlepapiere ergeben und sauberere Kohlepapier- und Farbbänder von besserem Aussehen hergestellt werden können. Bei der Erfindung wird eine Pigmentlösung oder -Dispersion auf die Oberfläche irgendeiner üblichen spröden Wachsschicht, die von einem Unterlagebogen 10 getragen wird, aufgebracht und diese Masse bis zur Erweichungs- oder Schmelztemperatur des Wachses erhitzt, wobei der flüssige Pigmentträger verdampft und das Pigment in die Wachsschicht 11 einsickert und durch diese absorbiert wird. Beim Abkühlen verfestigt sich daher das Wachs der Übertragungsschicht wieder über der Pigmentschicht 12, die dicht unter der Wachsoberfläche gehalten wird. Auf diese Weise wird die Pigmentschicht gegen Be-

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rührung bei der Handhabung isoliert, da sie durch das ist z. B. Alkohol, Wasser, Petroläther oder Essigdas verfestigte Wachs überzogen ist. Genauso ist sie ester, löslich sein. Daher wird Äthylzellulose als

auch gegen Kontakt mit dem Unterlagebogen isoliert, Bindemittel bei Äthanol als Lösungsmittel bevorzugt, da sie die Wachsschicht nicht völlig bis auf den Es wird darauf hingewiesen, daß bei Verwendung

Unterlagebogen durchdrungen hat, wie durch Fig. 1 5 eines wasserlöslichen Binders bei Wasser als Lösungs-

der Zeichnung gezeigt wird. (mittel eines der üblichen Netzmittel, wie z. B.

Bei der Anwendung von Druck gegen die Rück- Diamylnatriumsulfosuccinat, zugesetzt werden sollte, seite des Umdruckmittels, ζ. B. durch Schreibfeder, In einer weiteren Verkörperung der Erfindung Bleistift, Schreibmaschinentype oder Griffel, wird ein kann die Wachsschicht auf dem Unterlagebogen vor Bild auf einen Kopierbogen 20 umgedruckt. Dieses io ihrer Aufbringung auf das Papier in der üblichen Bild ist verschmierfest, da es an seiner Oberfläche Weise pigmentiert werden. Es wurde z. B. festgestellt, kein Pigment enthält, wobei die Oberfläche des BiI- daß, wenn die Wachsschicht mit einem blauen oder des derjenige Teil der Umdruckschicht ist, der der einem anderen hellfarbigen Pigment wie Titandioxyd Unterlage des Kohlepapiers zunächst lag. Die Ober- oder einem anderen weißen Pigment pigmentiert ist fläche des Bildes besteht daher aus sauberem Wachs, 15 und dann durch Schmelzen mit einem schwarzen oder und die Pigmentschicht 12 ist unterhalb dieser Ober- einem anderen dunkelfarbigen Pigment überzogen fläche enthalten, wie in F i g. 2 der Zeichnung gezeigt wird, das Umdruckmittel viel heller aussieht, als wird. Um sicherzustellen, daß das Wachs erweicht wenn das Blau oder Weiß und das Schwarz in einem oder gerade im richtigen Ausmaß schmilzt, damit das gemischt wären, wobei aber das unter Druck übertra-Pigment absorbiert und bedeckt wird, ist es nötig, 20 gene Bild eine dunklere Farbe besitzt, als man bei Temperaturen im Bereich von etwa 66 bis 120° C dem hellen Aussehen des Bogens erwartet haben anzuwenden. Die Dauer des Erhitzens ist abhängig würde. Der Grund hierfür scheint ein Vermischen vom Schmelzpunkt der verwendeten Wachsschicht oder Zusammenschmelzen der Pigmente unter Druck und den angewandten Temperaturen, aber im all- zu sein. Wenn in der Wachsschicht ein weißes Piggemeinen wird nur so lange erhitzt, wie der Bogen 25 ment verwendet wurde, so stellte sich überraschenbraucht, um die Heizvorrichtung bei normaler Ge- derweise heraus, daß das gebildete Kohlepapier soschwindigkeit einer Beschichtungsmaschine zu durch- wohl auf schwarze wie auch auf weiße Kopierbogen laufen. vervielfältigen kann. Wird beispielsweise auf einen

Bei einer anderen Form der Erfindung wird der weißen Kopierbogen vervielfältigt, so erscheint das Pigmentdispersion ein nichtflüchtiger Weichmacher 30 entstandene Bild schwarz, offenbar infolge einer Verzugesetzt. Nach dem Aufbringen der Pigmentdisper- mischung des weißen Pigments des Bildes mit dem sion auf die Wachssicht und dem Erhitzen bis zur weißen Hintergrund, Wird mit dem gleichen Bogen Schmelze bewirkt der Weichmacher, daß das Pigment auf einen schwarzen Kopierbogen vervielfältigt, so benetzt wird und sich absetzt und an der Berührungs- erscheint das entstandene Bild weiß, offenbar infolge fläche mit der Wachsschicht vermischt oder ver- 35 einer Vermischung des schwarzen Pigments des BiI-mengt. Derart hergestellte Bögen und Bänder besitzen des mit dem schwarzen Hintergrund. Diese Eigenverbesserte Trockenabriebseigenschaften, und die schaft ist besonders wichtig, z. B. bei der Herstellung übertragenen Bilder weisen eine erhöhte Wider- von Soll- und Habenbögen, bei denen entweder der Standsfähigkeit gegen Verschmieren auf. Weich- Soll- oder der Habenspalte ein schwarzer Hintermacher, die Öle enthalten wie pflanzliche Öle, Poly- 40 grund gegeben wird. Dabei erscheint, obwohl nur ein alkylenglycole wie wasserunlöslicher Polybutylen- einziges Kohlepapier verwendet wird, der Habenglycol, und Ester wie Butylstearat und Trikresyl- posten auf der Quittung oder dem Kopierbogen in phosphat, liefern ausgezeichnete Ergebnisse. schwarz, während das Saldo- oder das Sollkonto in

Bei einer weiteren Form der Erfindung wird der weiß erscheint oder umgekehrt. Desgleichen wurde Pigmentdispersion ein Bindemittel zugesetzt, zusam- 45 festgestellt, daß Titandioxyd oder ein anderes weißes men mit oder ohne den Weichmacher. Dieses unter- Pigment in der Wachsschicht auf dem Unterlagebogen stützt die Bildung einer verbesserten Dispersion und einverleibt werden kann und darauf magnetisches wird beispielsweise in einem Waringmischer züge- Eisenoxyd oder ein anderes magnetisches Pigment mischt. Die Wachsschicht wird mit der Dispersion mittels der Schmelzmethode angewendet werden überzogen und, wie beschrieben, erhitzt oder ge- 50 kann. Nach der Übertragung bedeckt das weiße Pigschmolzen. Durch dieses Erhitzen wird an der Beruh- ment das magnetische Eisenoxyd so, daß das Bild rungsfläche ein Vermischen, bewirkt und liefert so selbst verborgen ist oder ganz hellfarbig erscheint, eine verhältnismäßig harte Oberfläche, die das Pig- aber in jeder Weise magnetisch empfindlich bleibt,
ment gut abgedeckt enthält, und zwar sowohl durch Die folgenden Beispiele werden nur zur Verandas Bindemittel als auch durch die Unterschicht aus 55 schaulichung gegeben und stellen keine Einschrän-Waehs. Offenbar vermischt sich dabei die Unter- kung dar.
schicht mit dem Bindemittel, so daß ein besonders Beisoiel I
sauberer Bogen resultiert. Als Bindemittel kann jede

Substanz verwendet werden, die mindestens teilweise Dieses Beispiel zeigt den Grundschritt der Auf-

mit der Wachsschicht der Unterlage mischbar ist. 60 bringung einer nichtmodifizierten Pigmentdispersion

Kunststoffe wie Äthylzellulose, Methylzellulose und auf einen mit Wachs überzogenen Bogen. Es enthält

Hydroxyäthylzellulose können dabei verwendet wer- folgende Schritte:

den. Auch läßt sich jedes spröde Wachs, wie z.B. 1. Gewöhnliches Kraftpapier wird in üblicher

das in der Wachsschicht der Unterlage verwendete, Dicke mit einer Schicht einer Wachszusammenset-

genauso wie Walrat oder Cetylalkohol erfolgreich 65 zung aus folgenden Bestandteilen überzogen:
verwenden. Vorzugsweise soll das Bindemittel nicht

nur mit der Wachsunterschicht mischbar, sondern Carnaubauwachs 30,0%

auch mindestens teilweise im Träger des Pigments, Rohmontanwachs 1,5 °/o

Claims (1)

5 6 Bienenwachs 2,6 % setzung 1 und eines Weichmachers in der Pigmentdi- Lanolin 3,0% spersion der Zusammensetzung 2, wie unten definiert. Mineralöl 15O°/o ^' ^e m Schritt 1 von Beispiel I wird übliches xr j · iVi „',".";"'; o',n, Kraftpapier mit Wachs überzogen. NiedrigmolekularesPolyisobutylen .... 2,4% 5 2/^as wachsüberzogeneS Papier des obigen Lecithin 0,5% Schrittes 1 wird dann in zwei Portionen geteilt. Jede Ton 35,0% dieser Portionen wird dann auf ihrer Wachäober- Pigment (Titandioxyd) 10,0% fläche mit einem dünnen Überzug einer dispergierten Mischung einer der beiden folgenden Zusammenset- 2. Dieses wachsüberzogene Papier wird dann auf io zungen überzogen: der Wachsoberfläche mit einer Pigmentdispersion, wie z. B. Graphit in Alkohol dispergiert, überzogen. Zusammensetzung 1 Die Menge des verwendeten Graphits ist von der ^ug ^ 0, gewünschten Farbstärke auf dem Bogen abhängig, „ ,''''.'.'"'"',.' rto , und die Einstellung liegt im Erfahrungsbereich des 15 Alkoho1 (Äthanol) 98% Fachmanns. Athylzellulose 1% 3. Ein Teil des Produkts von Schritt 2 wird dann auf eine Temperatur von etwa 38° C zum Abziehen Zusammensetzung 2 des Alkohols erhitzt. Nach dem Abkühlen ist dieser Graphit oder Ruß 1% Bogen unbrauchbar, da der Graphit lediglich auf der 20 Alkohol (Äthanol) 90% Wachsoberfläche liegt und bei der Handhabung des _ „ , , _ „' Bogens abgerieben wird. Dow Polyol B-500 4. Der Rest des Produkts von Schritt 2 wird nun (wasserunlösliches Polybutylenglycol) .. 9 % durch Dampf auf eine Temperatur von etwa 100 bis 108° C kurzzeitig erhitzt, um dem Wachs das Schmel- 25 3. Die mit diesen verschiedenen Pigmentdisperzen und Absorbieren des Graphits zu ermöglichen. sionen überzogenen einzelnen Bögen werden dann Dann wird das Erhitzen gestoppt und der Bogen ab- auf eine Temperatur zwischen etwa 104 und 108° C kühlen gelassen. Dieser Bogen färbt bei Berührung kurzzeitig erhitzt, um der Wachsschicht auf dem nicht ab und liefert unter Druck verschmierfeste Unterlagebogen das Schmelzen und Absorbieren der Bilder. 30 bindemittelhaltigen Pigmentdispersion zu ermög- B eispiel II liehen. Diese Bögen färben nach dem Abkühlen beim Berühren in keiner Weise ab, besitzen ein helles Aus- Dieses Beispiel zeigt die Anwendung einer binde- sehen, und das gebildete Bild ist dunkelfarbig und mittelhaltigen Pigmentdispersion, eines Kunststoff- verschmiert nicht. Unterlagematerials und magnetischen Pigments. 35 Die in diesen Beispielen angegebenen Stoffe und

1. Ein dünner Bogen von Polyäthylenterephthalat- Zusammensetzungen dienen lediglich als Erläuterung, film (Mylar) einer Dicke von 0,012 mm wird mit und es lassen sich fachgemäße Abänderungen ohne einer Schicht von unter Druck übertragbarem Wachs weiteres machen. So läßt sich z. B. jedes der üblichen folgender Zusammensetzung überzogen: Wachse auf tierischer, pflanzlicher, mineralischer

Carnaubawachs 54,5% 4° oder synthetischer Basis an Stelle der in den Bei-

Rohmontanwachs '.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'".'.'.'.'.'.'.' 2,8 % ,^sP^ielen .abgeführten verwenden, und die Anteile

_. , . _„, lassen sich entsprechend der im Endprodukt ge-

Bienenwachs 4,7 % wünschten Härte oder Klebrigkeit variieren.

Lanolin 5,6% Es stellte sich als günstig heraus, als Pigmentdisper-

Mineralöl 27,5 % 45 sion im Handel erhältliche Dispersionen von Ruß

Lecithin 0,9 % °der Graphit in wasserunlöslichen Polyalkylen-

Niedrigmoiekulares Polyisobutylen''.'.'.'. 4,0 % Stolen zu verwenden, ζ. Β eine lO°/oige Dispersion

von Graphit in wasserunlöslichem Polybutylenglycol.

2. Das wachsüberzogene Mylar wird dann mit Genauso läßt sich auch eine 20%ige Dispersion von einer Pigmentdispersion überzogen, die aus magneti- 50 Graphit in Isopropanol verwenden. Die Pigmentschem Eisenoxyd und Äthylzellulosebinder enthalten- dispersion läßt sich aber auch zusammensetzen durch dem Alkohol in etwa folgenden Anteilen besteht: Mischen des gewünschten Pigments in der gewünsch-

Magnetisches Eisenoxyd 39,3 % ^ten Menge mit einem wasserunlöslichen Polyalkylen-

Alkohol (Äthanol) 58,7% ^f¹- „ . .... „ , . , .

_K , , _]T . 55 An Stelle der angeführten Pigmente lassen sich auch

Athylzellulose 2,0% Hektographenfarbstoffe wie Kristallviolett oder

3. Das Produkt des obigen Schrittes 2 wird dann Flachdruckpigmente wie Nigrosinschwarz und Bisdurch Dampf auf eine Temperatur von etwa 104 bis marckbraun verwenden.

108° C wenige Minuten erhitzt, um dem Wachs das

Schmelzen und Absorbieren des benetzten Pigments 60 Patentansprüche:
zu erlauben. Nach dem Abkühlen weist der Kohlebogen ausgezeichnete Sauberkeit auf, und das ge- 1. Verfahren zur Herstellung von nichtabformte Bild verschmiert nicht und ist gegen magne- schmierendem Kohlepapier, auf der Basis von tische Abtastung völlig empfindlich. pigmenthaltigen Wachsschichten, dadurch Beispiel III ^6s gekennzeichnet, daß ein Unterlagsbogen

mit einer Schicht von unter Druck übertragbarem

Dieses Beispiel zeigt die Verwendung eines Binde- Wachs überzogen, auf die Wachsoberfläche eine

mittels in der Pigmentdispersion der Zusammen- Dispersion aus einem Pigment und einem flücb-

. tigen Träger aufgebracht, dann der Bogen auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die Wachsschicht unter Absorption des Pigments erweicht und der flüchtige Träger verdampft, worauf man unter Erstarrung der Wachsschicht abkühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Unterlagsbogen eine Schicht aus pigmenthaltigem Wachs aufgebracht, wird. ίο

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Wachsschicht eine einen nichtflüchtigen Weichmacher enthaltende Dispersion aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Weichmacher ein wasserunlöslicher Polyalkylenglykol verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die Dispersion ein Bindemittel enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Äthylzellulose, Methylzellulose oder Hydroxyäthylzellulose verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterlagsbogen aus Kunststoffilm verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisches Pigment verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wächsschicht zur Erweichung auf eine Temperatur von 66 bis 120° C erhitzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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