DE1206918B - Verfahren zur Beschriftung von bei thermographischen Vervielfaeltigungsverfahren zu verwendenden Originalboegen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 41 c

Deutsche KL: 15 b-4/01

Nummer: 1206 918

Aktenzeichen: C 27753 VI b/15 b

Anmeldetag: 20. August 1962

Auslegetag: 1.6. Dezember 1965

Die Erfindung betrifft ein verbessertes, mit neuen Kohlepapieren arbeitendes Verfahren zur Beschriftung von Originalbögen, die auf thermographischem Wege zur Beschriftung von z. B. hektographischen Matrizenbögen verwendet werden.

Verfahren zur thermographischen Beschriftung hektographischer Matrizenbögen sind bereits seit einiger Zeit bekannt. Nach den bekannten Methoden werden auf einen Infrarotstrahlung absorbierende Bildzeichen tragenden Bogen ein unbeschrifteter Matrizenbögen und ein hektographischer Umdruckbogen, dessen Umdruckmaterial Infrarotstrahlung nicht absorbiert, aufgelegt. Die aufeinanderliegenden Bögen werden dann mit Infrarotstrahlung belichtet, die von der auf dem Originalbogen befindlichen Beschriftung absorbiert, in Wärme übergeführt wird und das Umdruckmaterial an entsprechenden Stellen des Umdruckbogens schmilzt. Dieses geschmolzene Umdruckmaterial fließt dann auf den oder haftet an dem damit in Berührung befindlichen Matrizenbögen, und nach Trennung der Bögen erhält man einen hektographischen Matrizenbögen mit reproduzierbaren hektographischen Bildstellen, die den auf dem Originalbogen befindlichen Bildstellen direkt oder spiegelbildlich entsprechen.

Bei der Durchführung solcher Verfahren haben sich viele Schwierigkeiten ergeben. Die Belichtungsdauer jedes verschiedenen Originalbogens mit Infrarotstrahlung variiert je nach den Absorptionseigenschaften der Zusammensetzung, aus der die Bildstellen bestehen. Zur Bestimmung der richtigen Belichtungsdauer und -intensität müssen Versuche durchgeführt werden, bei welchen das beschriftete Original, der Matrizenbögen und der hektographische Umdruckbogen Infrarotstrahlung ausgesetzt werden. Eine ungenügende Belichtung ergibt eine nicht ausreichende Übertragung der hektographischen Zusammensetzung, und da die Bögen nur einmal ganz genau übereinandergelegt werden können, gehen auf diese Weise Umdruckbögen und Matrizenbögen verloren. Eine zu starke Belichtung ergibt ebenfalls einen Zeit- und Materialverlust, und in einigen Fällen wird infolge Schmelzens und Zerfließens der hektographischen Zusammensetzung die verwendete Einrichtung verunreinigt.

Eine weitere Schwierigkeit tritt bei vorbedruckten Matrizenbögen auf, wobei die Matrizen auf einer Seite einen Vordruck aufweisen, der unter Verwendung von Infrarotstrahlung absorbierenden Druckerfarben aufgebracht wurde. In solchen Matrizen können die freien Stellen unter Verwendung von Infrarotstrahlung absorbierenden Umdruckmassen Verfahren zur Beschriftung von bei
thermographischen Vervielfältigungsverfahren
zu verwendenden Originalbögen

Anmelder:

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:
Douglas Alexander Newman,
Glen Cove, Long Island, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 21. August 1961 (132 839)

ausgefüllt und dann thermographisch mit hektographischer Zusammensetzung beschriftet werden. Das Problem besteht darin, daß übliche strahlungsabsorbierende Umdruckmassen je nach ihrer Zusammensetzung in unterschiedlicher Weise Wärme erzeugen und diese Wärmeerzeugung sich wiederum von derjenigen des auf dem Matrizenbögen befindliehen Vordrucks unterscheidet. Wenn daher der Matrizenbögen so stark belichtet wird, daß der darauf befindliche Vordruck die erforderliche Wärme erzeugt, werden die auf dem Matrizenbögen befindlichen Bildstellen aus dem Umdruckmaterial überhitzt und schmelzen, wobei sie sich unter Bildung eines auseinandergelaufenen Wärmemusters ausbreiten, so daß auf den Matrizenbögen ein verschmiertes hektographisches Bild übertragen wird.
Ein Versuch zur Lösung des Problems der ungleichmäßigen Beschriftung des Originalbogens besteht in der Verwendung eines Umdruckbogens oder Kohlepapiers, das an den Original- oder Matrizenbögen angeheftet werden kann und ein gleichmäßig und stark mit Infrarotstrahlung absorbierenden Stoffen pigmentiertes Umdruckmaterial trägt.

Es wurde nun gefunden, daß man zwar von scharfen Originalbildern mit gleichmäßigen Infrarot-

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strahlung absorbierenden, wärmeerzeugenden Eigen- Die bevorzugten Originalbilder sind diejenigen, schäften ausgehen muß, es jedoch ebenso wichtig ist, die bei den thermographischen Temperaturen von in daß diese Originalbilder stabil sind und ihre Schärfe der Regel zwischen etwa 200 und 350° C nicht in dem bei der thermographischen Methode erzeug- schmelzen. Zu diesen Bildern gehören diejenigen aus ten Temperaturbereich nicht verlieren. Im Falle von 5 Massen auf Basis von Harzbindern oder Seifebindern, üblichen Umdruckmaterialien mit Wachsbindern Geeignet sind auch Bilder aus einem Material auf werden die daraus gebildeten Bildstellen bei der Basis eines wärmeschmelzbaren Wachsbinders, die Absorption von Infrarotstrahlung geschmolzen. jedoch einen Wachsüberzug tragen, der keine InfraWenn sie schmelzen, breiten sie sich auf dem rotstrahlung absorbierenden, wärmeerzeugenden Zu-Originalbogen aus und verunreinigen den Träger- io sätze, z. B. Pigment, Farbstoff, Füller od. dgl. entbogen oder die thermographische Einrichtung. Wich- hält. Beim thermographischen Verfahren absorbiert tiger ist jedoch noch die Tatsache, daß das von den dann der Unterteil oder die an der Unterlage beBildstellen erzeugte Wärmemuster mit dem Umriß findliche Schicht der Bildstellen die Strahlung inder geschmolzenen, verlaufenen Originalbildstellen folge der Anwesenheit eines geeigneten Pigments übereinstimmt, so daß man nach Übertragung der ge- 15 oder Farbstoffs und erhitzt sich. Die so erzeugte schmolzenen hektographischen Umdruckschicht auf Wärme läßt dann den isolierenden Überzug der BiIdden Matrizenbogen dort ebenfalls unscharfe, un- stellen schmelzen und sich auf allen Seiten jeder gleichmäßige Bildstellen erhält. Originalbildstelle auf der Unterlage ausbreiten, wo-

Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung durch jede Bildstelle vollständig abgeschirmt wird,

scharfer Originalbilder für die thermographische Be- 20 so daß der pigmenthaltige Anteil jeder Bildstelle sich

schriftung hektographischer Matrizenbogen unter nicht ausbreiten kann. Auf diese Weise wird die

Verwendung eines unter Druck- oder Schlagein- Schärfe des Strahlungsabsorbierenden Teils jeder

wirkung bilderzeugenden Übertragungsbogens, wobei Bildstelle bewahrt.

die Bildstellen ihre Schärfe nicht durch die bei dem Die folgenden Beispiele erläutern verschiedene

thermographischen Verfahren erzeugte Wärme ein- 25 Arten von Kohlepapieren, die zur Erzeugung von

büßen, vielmehr über einen weiten Bereich von bei Originalbildstellen gemäß der Erfindung verwendet

thermographischen Methoden zur Anwendung korn- werden können,

menden Methoden wärmestabil sind. Die Erfindung Beispiel 1
kennzeichnet sich dadurch, daß ein Übertragungs-

bogen verwendet wird, dessen Übertragungsschicht 30 Die folgenden Bestandteile wurden gründlich zu

ein Infrarotstrahlung absorbierendes Material ent- einer die Aufbringung von Überzügen erlaubenden

hält, welches nicht unter 200° C schmilzt, so daß die Konsistenz gemischt, gleichmäßig auf einem Papier-

davon erhaltenen Originalbildstellen unter dem Ein- träger ausgebreitet, und man ließ die Schicht durch

fluß der durch die absorbierte Strahlung erzeugten Verdampfung des Lösungsmittels erhärten, wobei

Wärme nicht fließen und sich nicht ausbreiten. 35 man einen druckempfindlichen, nach Art einer

Für das thermographische Verfahren als solches Schablone verwendbaren Umdruckbogen erhielt, der

sind zwar z. B. aus der deutschen Patentschrift die erfindungsgemäße Aufbringung nichtschmelzen-

916413 Übertragungsblätter bekannt, die einen der Originalbilder ermöglicht:

hochschmelzenden Überzug tragen. Das verhindert Bestandteile Gewichtsteile

jedoch nicht eine ungenaue Wiedergabe der Original- 40 ...^, , „ , ,. , _c

bildstellen, da diese selbst nicht hochschmelzend Athylcellulosebmder 5

sind und bei den zur Einwirkung kommenden Tem- bcüweinescümalz S

peraturen auseinanderlaufen. °^lsaure ^

In der Zeichnung zeigt ,. _T ^u ".'yV'.'ä 1 ^

F i g. I eine vergrößerte, schematische Quer- 45 Nigrosmfarbstoff . ·········■ JJ

Schnittansicht eines Originalbogens mit einem üb- Losungsmittel (Toluol od. dgl.) 55

liehen Kohlebild A auf Wachsbasis, nichtschmie- _R . .

renden BildstellenB und einem gedruckten BiIdP, Beispiel l

die mit einem Matrizenbogen und einen hektographi- Die folgenden Bestandteile wurden zu einer für

sehen Umdruckbogen zusammengelegt sind, vor der 50 die Aufbringung von Überzügen geeigneten Konsi-

Bestrahlung, stenz gründlich gemischt,, gleichmäßig auf einen

F i g. 2 die Anordnung von F i g. I nach Infrarot- Polyäthylenterephthalatträger aufgebracht, und man

bestrahlung, ließ den Überzug durch Verdampfung des Lösungs-

Fig. 3 eine vergrößerte, schematische Quer- mittels zu einem druckempfindlichen, in Art einer

Schnittansicht eines Matrizenbogens mit den Original- 55 Schablone wirksamen Umdruckbogen erhärten, der

bildstellen auf seiner Arbeitsfläche, aufeinandergelegt sich zur Aufbringung nichtschmelzender öl- und

mit einem hektographischen Umdruckbogen, vor pigmenthaltiger Originalbilder gemäß der Erfindung

Behandlung mit Infrarotstrahlung, eignete:

F i g. 4 die Anordnung von F i g. 3 nach Infrarot- _ . .. ., ,_ . ,. . .,

, . ?. ° ^ö _c Bestandteile Gewichtstelle

bestrahlung, 60

Fig. 5 eine perspektivische Draufsicht auf eine Vinylchlorid-Vinylacetat-

erfindungsgemäße Umdruckeinheit. mischpolymensat-Bmder IO

Die erfindungsgemäß erzeugten Originalbilder Schweineschmalz 17

können verschiedenartig sein, wobei wesentlich nur Ölsäure 10

ist, daß sie das darin enthaltene, strahlungsabsorbie- 65 Ruß 15

rende Pigment unter der Einwirkung der Tempe- Lösungsmittel:

raturen des thermographischen Verfahrens sich nicht Äthylacetat 36

ausbreiten lassen. Toluol 12

Beispiel 3

Die folgenden Bestandteile wurden gründlich gemischt und gleichmäßig auf einen flexiblen Träger in Form einer heißen Schmelze ausgebreitet, worauf man abkühlen ließ:

Bestandteile Gewichtsteile

Karnaubawachs 60

Ceresin ' 4

Lanolin 10

Mineralöl 26

Dann wurden die folgenden Bestandteile gründlich zu einer für die Aufbringung von Überzügen geeigneten Konsistenz gemischt, gleichmäßig auf die vorstehend beschriebene Wachsschicht aufgebracht, zur Verdampfung des Lösungsmittels und zum Verschmelzen der Schichten auf etwa 82° C erhitzt und dann abgekühlt, wobei man einen in Art einer Schablone arbeitenden Umdrackbogen erhielt, der unter der Einwirkung eines bilderzeugenden Drucks Bilder mit einem klären Wachsüberzug ergibt:

Bestandteile Gewichtsteile

Lanolin 10

Polybutylenharz 4

Butylkautschuk 2

Mineralöl 6

Graphit 10

Naphtha 8

Toluol 60

Beispiel 4

Die folgenden Bestandteile wurden gründlich zu einer für die Aufbringung von Überzügen geeigneten Konsistenz gemischt, gleichmäßig auf einen Papierträger aufgebracht und zur Verdampfung des Wassers unter Bildung einer druckübertragbaren seifeartigen Schicht erhitzt:

Bestandteile Gewichtsteile

Ouicurywachs 4

Mikrowachs 4

ölsäure 6

Kaliumhydoxyd

(10%ige wäßrige Lösung) 8

Glyzerin 1

Ruß 25

Wasser 100

Nach einem der vorhergehenden Beispiele erhaltene Umdruckbögen können entlang einer Kante mit einem beliebigen geeigneten Originalbogen unter Verwendung eines schwachen Klebmittels oder einer leicht lösbaren Trennlinie od. dgl. verbunden werden, so daß der beschriftete Originalbogen leicht anschließend von dem Umdrackbogen getrennt werden kann.

Einer der Vorteile der neuen Methode und der dabei verwendeten wärmestabilen Originalbilder besteht darin, daß nunmehr die Belichtungszeit und -temperatur keine wichtige Rolle mehr spielt. Bei Verwendung von Originalbildern auf üblicher Wachsbasis müssen die Zeit und die Temperatur genau geregelt werden, so daß die Bildstellen genügend Wärme entwickeln, um eine Übertragung des hektographischen Materials zu bewirken, wobei diese Wärme jedoch nicht zum Schmelzen und Verschmieren ausreichen darf. Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Bildstellen können sehr lange, ohne zu schmelzen und zu verschmieren, auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden. So können im Fall von bedruckten Matrizenbögen die erfindungsgemäßen Bildstellen unter Erzielung ausgezeichneter Ergebnisse auf diesen Matrizenbögen aufgebracht werden, unabhängig von der Art der verwendeten Druckerfarbe, solange diese nur zu einem gewissen Grad Strahlung absorbiert. Die Ab-Sorptionseigenschaften der Druckerfarbe bestimmen, wieviel Strahlung angewendet werden muß, und die erfindungsgemäß angebrachten Originalbildstellen sind so weit wärmestabil, um Kopien mit ausgezeichneter Schärfe unabhängig von der zur Anwendung kommenden Strahlungsmenge bis zu Temperaturen von etwa 400° C zu liefern.

Der Originalbogen 10 kann ein klarer oder mindestens durchscheinender Kunststofffilm sein, der vorzugsweise zur Verbesserang seiner Aufnahmefähigkeit für die Originalbildstellen mattiert oder mit einem Überzug versehen ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Originalbildstellen direkt entweder auf die Rückseite oder auf die Arbeitsfläche des Matrizenbogens (wie dies F i g. 3 zeigt) aufgebracht werden. Bei einer solchen Anordnung kann der Kohlepapierbogen entlang einer Kante mit einem geeigneten, ausreichend durchscheinenden Matrizenbögen in gleicher Weise verbunden werden, wie dies vorstehend in bezug auf einen Originalbogen erwähnt ist. Praktische Einheiten beider Arten sind in F i g. 5 der Zeichnung dargestellt. Bei Verwendung von Matrizenbögen aus Hanna-Seidenpapier mit ausreichender Festigkeit für das Spirituskopierverfahren ist die Arbeitsfläche zweckmäßig sehr glatt und glasiert, um ihre Aufahmefähigkeit für das geschmolzene hektographische Umdruckmaterial zu verbessern; bei Verwendung von Matrizenbögen aus Kunststoff wird zweckmäßig eine oder beide Seiten mattiert oder wie vorstehend besprochen überzogen, um sie farbaufnahmefähig zu machen.

Zur Beschriftung eines Matrizenbogens mit hektographischem Farbstoff gemäß der Erfindung wird eine Einheit aus Kohlepapier und Originalbogen oder aus Kohlepapier und Matrizenbögen gewählt, je nachdem, ob die aufzubringenden Originalbildstellen bewahrt werden sollen oder nicht.

F i g. 1 und 2 der Zeichnung erläutern die Verwendung eines beschrifteten Originalbogens, der wiederholt zur Erzielung scharfer und klarer, den Originalbildstellen B entsprechender Bildstellen auf einem Matrizenbögen verwendet werden kann.

Für Vergleichszwecke wurde auf dem Originalbogen auch noch eine Bildstelle A aus einem übliehen Material auf Wachsbasis aufgebracht. Auf den so mit Bildstellen versehenen Originalbogen wurde dann ein Matrizenbögen und ein hektographischer Umdrackbogen mit einer einen Infrarotstrahlung nicht absorbierenden hektographischen Farbstoff,

z. B. Kristallviolett, enthaltenden Umdruckschicht gelegt.

Die aufeinandergelegten Bögen wurden mit auf die Originalbildstellen gerichteter Infrarotstrahlung in einer üblichen Thermofaxmaschine belichtet; das nach Entfernung der Lichtquelle und Trennung der Bögen erzielte Ergebnis ist in Fig. 2 dargestellt. Die wärmebeständigen Bildstellen B wurden von der Wärme nicht angegriffen, so daß die entsprechen-

den Farbstoffbildstellen D ebenso scharf und klar waren wie die Originale. Die aus üblichem Material bestehende Bildstelle A war indessen geschmolzen und hatte sich unter der Wärmeeinwirkung ausgebreitet, wie dies durch AA angezeigt ist, und die entsprechende farbige Bildstelle C entsprach dem verschmierten, unklaren Bild^L·! viel mehr als der Originalbildstelle A.

Bildstellen D wurden bei Verwendung des Matrizenbogens bei einem Spirituskopierverfahren zur Beschriftung hektographischer Kopierbogen scharf und klar kopiert, während die Spiritusabdrücke der Bildstelle C breit und verschmiert im Vergleich zu der ursprünglichen Bildstelle A, der sie entsprechen sollten, war.

Fig. 3 der Zeichnung erläutert eine Anordnung, bei welcher die Originalbildstellen A und B sich auf der Arbeitsfläche des Matrizenbogens befinden. Mit dieser Anordnung wurden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, wenn der Matrizenbogen stark durchsichtig oder durchscheinend ist. Da die die Wärme erzeugenden Bildstellen sich mit der hektographischen Umdruckschicht in Oberflächenberührung befinden, geht keine Wärme verloren.

Auf den Matrizenbogen gerichtete Infrarotlampen erzeugen eine Strahlung, die durch den Matrizenbogen hindurchgeht und von den Bildstellen A und B absorbiert wird. Die Bildstelle A schmilzt und breitet sich auf dem Matrizenbogen aus, wie dies durch AA in Fig. 4 dargestellt ist, während die Bildstellen B durch die von der absorbierten Strahlung erzeugte Wärme nicht beeinflußt werden.

Wie F i g. 4 zeigt, entspricht die von den Bildstellen aufgenommene und daran haftende Menge des hektographischen Umdruckmaterials der Schicht 14 eher der Form der erhitzten Bildstellen als der Form der ursprünglichen Bildstellen. Im Fall der Bildstellen B wurde Form und Schärfe durch die Wärme nicht beeinflußt, so daß die aus der hektographischen Schicht übertragenen Anteile D in Form und Schärfe den Originalbildstellen entsprechen. Die Originalbildstelle A aus einem üblichen Material auf Wachsbasis hingegen war geschmolzen und hatte sich in Form der Bildstelle AA ausgebreitet, und der übertragene Anteil C der hektographischen Schicht entspricht der Form der geschmolzenen, ausgebreiteten Bildstelle AA viel mehr als der Form der ursprünglichen Bildstelle A.

Bei der Herstellung der zur Herstellung der Originalbildstellen gemäß der Erfindung verwendeten, sogenannten Kohlepapiere muß der verwendete Farbstoff in hohem Maße Infrarotstrahlung absorbieren und in Wärme umwandeln. Bevorzugt für diesen Zweck sind Pigmente wie Ruß, Kanalruß, Graphit, Lampenruß und Eisenoxyd oder Farbstoffe wie Nigrosin und Indulin und Mischungen derselben.

In bezug auf die verwendbaren hektographischen Umdruckbögen sind keine besonderen Bedingungen einzuhalten, außer daß die verwendeten Farbstoffe Infrarotstrahlung nicht merklich absorbieren dürfen, wie dies für den Fachmann selbstverständlich sein dürfte. Der verwendete Ausdruck »Farbstoffe« umfaßt Farbstoffe aus der Gruppe der Rhodamine, Safranine und Triarylmethanfarbstoffe, die ausgezeichnete Ergebnisse ergeben, sowie die farblosen, farbbildenden, üblicherweise auf diesem Gebiet verwendeten Farbbasen. Auch werden zweckmäßig nichtschmelzende plastische Binder, z. B. Äthylcellulose, an Stelle von Wachs verwendet.

Jede an Infrarotstrahlung reiche Strahlungsquelle, wie Infrarotlampen, Kohlebögenlampen, photographische Blitzlichtlampen u. dgl., können verwendet werden. In den meisten Fällen verwendet man zweckmäßig eine geeignete Einrichtung, wie eine Thermofaxmaschine oder eine Flachformeinrichtung.

Die Erfindung kann weitgehende Abänderungen erfahren, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beschriftung von bei thermographischen Vervielfältigungsverfahren zu verwendenden Originalbögen mittels eines unter Druck- oder Schlageinwirkung bilderzeugenden Übertragungsbogens, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsbogen verwendet wird, dessen Ubertragungsschicht ein Infrarotstrahlung absorbierendes Material enthält, welches nicht unter 200° C schmilzt, so daß die davon erhaltenen Originalbildstellen unter, dem Einfluß der durch die absorbierte Strahlung erzeugten Wärme nicht fließen und sich nicht ausbreiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Originalbild auf die Oberfläche eines Matrizenbogens aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsbogen verwendet wird, dessen Übertragungsschicht einen Wachsbinder enthält und sich über einer bei Druck- oder Schlageinwirkung mit auf den Originalbogen übergehenden, die Originalbildstellen bedeckenden, klaren Schutzschicht befindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 916 413.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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