DE1253731B - Thermographisches Farbuebertragungsblatt - Google Patents

Description

UNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 41m

Deutsche Kl.: 15 k - 7/05

Nummer: 1253 731

Aktenzeichen: C 31881 Vl b/15 k

Anmeldetag: 15. Januar 1964

Auslegetag: 9. November 1967

Die Erfindung betrifft ein thermographisches Farbübertragungsblatt.

Kurz ausgedrückt beruht die Methode zur Beschriftung von Matrizenbögen mittels Infrarotstrahlung, eines beschrifteten Originalbogens und eines Übertragungsbogens darauf, daß Infrarotstrahlung bei Absorption durch einen Fremdkörper in Wärme umgewandelt wird. Wenn daher ein beschrifteter Orignalbogen mit einem Übertragungsblatt und einem Matrizenbögen zusammengelegt und auf den Originalbogen Infrarotstrahlung gerichtet wird, wird diese Strahlung von den Bildstellen des Originals absorbiert und in Wärme umgewandelt. Diese Wärme wird auf das Übertragungsblatt abgeleitet und bewirkt, daß die darauf befindliche Übertragungsschicht an den Bildstellen des Originals entsprechenden Stellen auf den Matrizenbögen übergeht. Eine solche Methode ist ausführlich in der USA.-Patentschrift 2 769 391 beschrieben.

Obwohl eine solche thermographische Methode gegenüber der manuellen Methode der Beschriftung eines Matrizenbogens z. B. mit einem hektographischen Farbstoff viele bedeutende Vorteile aufweist, bietet sie doch auch viele Probleme, und zwar wegen der Neigung aller bekannten hektographischen Übertragungsblätter, welche die hektographischen Farbstoffe in Form fester einzelner Teilchen enthalten, bis zu einem gewissen Grad Infrarotstrahlung, wenn auch nur in geringem Ausmaß, zu absorbieren und in Wärme umzuwandeln. Wenn daher nicht die Menge der aufgebrachten Strahlung innerhalb enger Grenzen geregelt wird, wird die hektographische Übertragungsschicht durch und durch erwärmt, und als Ergebnis geht ein Teil oder die gesamte Schicht an ungewollten Stellen auf den Matrizenbögen über.

Wenn z. B. solche üblichen Übertragungsschichten in einer mit Infrarotbelichtung arbeitenden Vorrichtung verwendet werden, muß die Geschwindigkeit, mit welcher die zusammengelegten Bögen durch die Maschine laufen, ganz genau geregelt werden, da bei zu hohen Geschwindigkeiten die Belichtung nicht ausreicht, um die Schicht zu schmelzen und zu übertragen, während bei zu geringen Geschwindigkeiten eine Überbestrahlung eintritt, was bedeutet, daß die Schicht zu stark schmilzt und übergeht und man weder scharf noch klar beschriftete Matrizenbögen erhält.

Offensichtlich hängen die optimale Geschwindigkeit und die optimale Belichtungsdauer von Bedingungen, wie z. B. der Fähigkeit der Originalbildstellen zur Strahlungsabsorption, der Nähe und der Stärke der Strahlungsquelle, der Durchsichtigkeit des Origi-Thermographisches Farbübertragungsblatt

Anmelder: .

Columbia Ribbon and

Carbon Manufacturing Co. Inc.,

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser und
Dipl.-Ing. G. Leiser Patentanwälte,
München 60, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Douglas Alexander Newman,

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

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 16. Januar 1963 (251836)

nalbogens und der Temperatur des thermographischen Kopiergerätes, ab. Deshalb ist es nahezu unmöglich, jedesmal, wenn ein Matrizenbögen beschriftet werden soll, die optimale Geschwindigkeit und Belichtungsdauer zu treffen, so daß in der Regel ein oder mehrere Kombinationen aus Ubertragungsbogen und Matrizenbögen verworfen werden müssen, während man versucht, die optimale Geschwindigkeit oder Belichtungsdauer empirisch zu ermitteln.

Die Herstellung thermographischer Ubertragungsblätter zur Erzeugung einzelner Kopien, auf welchen die wärmeübertragbare Schicht aus einer Kombination von zwei Schichten besteht, deren jede eine farblose chemische Verbindung enthält, die mit der Verbindung in der anderen Schicht unter Einwirkung von Wärme unter Bildung eines gefärbten Reaktionsprodukts auf dem Kopierbogen reagiert, ist bekannt. Der Zweck dieser Wärmeübertragungsblätter besteht jedoch darin, auf einem Kopierbogen thermographisch farbige Bildstellen zu erzeugen und nicht in der Erzeugung farbloser Bildstellen auf einem Matrizenbögen, von welchem anschließend beim Spirituskopierverfahren dann viele Kopien erhalten werden können.

Auf dem Gebiet der hektographischen Vervielfältigung sind auch hektographische Übertragungsblätter bekannt, die eine farblose, säureempfindliche,

709 687/370

3 4

farbbildende Farbstoffkomponente enthalten, welche Wärmeausbreitung quer über den Film besitzen als

während des Spirituskopierverfahrens auf einer Reihe Papier gleicher Dicke. Es ist nicht bekannt, ob dies

von sauren Kopierbogen farbige Bildstellen erzeugen auf die Wärmereflexionseigenschaften von Papier

kann. Solche Übertragungsbögen eignen sich jedoch oder auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß Papier

nicht für die Thermographie, da sie entweder nicht 5 aus seitlich verlaufenden Fasern besteht. Auf jeden

durchscheinend sind oder die druckempfindliche Fall hat sich gezeigt, daß ein Kunststoffilm das von

Schicht so dick ist, daß sie für eine thermographische den Originalbildstellen ausgesendete Wärmemuster

Übertragung ungeeignet ist. Außerdem sind diese auf die hektographische Übertragungsschicht unter

Farbstoffkomponenten so stark säureempfindlich, minimaler seitlicher Wärmeausbreitung ableitet, so

daß der Säuregehalt des Trägers oder der Atmosphäre io daß die erwärmten Stellen der Übertragungsschicht

bereits ausreicht, um auf der Übertragungsschicht vor ganz genau der Schärfe und Klarheit der Original-

ihrer Verwendung Verfärbungen hervorzurufen. bildstellen entsprechen.

Im Hinblick auf diese Probleme und Nachteile Die bevorzugten Kunststoffträgerfilme sind solche,

bemüht sich die Erfindung um die Schaffung einer die wärmebeständig sind und unter der Einwirkung

Methode zur zuverlässigeren und einfacheren Be- 15 der in den erhitzten Bildstellen erzeugten hohen Tem-

schriftung eines Matrizenbogens mittels Infrarot- peraturen sich nicht verwerfen oder kräuseln, selbst

strahlung. wenn sie in Form von Filmen mit einer Filmstärke

Die Erfindung schafft ferner neue Übertragungs- von nur 0,012 bis 0,025 mm etwa verwendet werden, blätter, welche viel weniger empfindlich gegenüber Zu dieser bevorzugten Gruppe gehören Polyäthylen-Infrarotstrahlung sind als die bisher bekannten, so ao terephthalatfilme, Polyvinylfluoridfilme, Polytetrafludaß sie unter der Einwirkung variierender Mengen oräthylenfilme u. dgl. Geeignet sind auch Filme aus Infrarotstrahlung beim Hindurchschicken durch ein Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polyolefinen thermographisches Kopiergerät mit unterschiedlichen mit hoher Dichte, z. B. Polyäthylen und Polypropylen, Geschwindigkeiten auf einem Matrizenbogen scharfe aus bestimmten Celluloseacetaten, Kautschukhydroklare Bilder ergeben. 25 chlorid u. dgl.

In der Zeichnung zeigt An Stelle der bevorzugten Kunststoffträgerfilme

F i g. 1 eine schematische Querschnittsansicht in kann man auch dünne, durchsichtige, gut hydrativergrößertem Maßstab eines beschrifteten Original- sierte Papierträger mit äußerst glatten und ebenen bogens, eines Ubertragungsblattes und eines Matrizen- Oberflächen, z. B. aus Seidenpapier, Durchschlagbogens, welche zusammengelegt und der Einwirkung 30 papier u. dgl. mit geeigneter Festigkeit für das Übervon Infrarotstrahlung ausgesetzt werden, der besseren tragungsblatt verwenden. Auch kann man mit einem Erläuterung halber jedoch hier getrennt dargestellt Kunststoff überzogene durchsichtige Papiere versind, und wenden.

F i g. 2 eine vergrößerte schematische Querschnitts- Die erfindungsgemäße Übertragungsschicht ist nahe-

ansicht des Übertragungsblatts und des Matrizen- 35 zu farblos und geht an den erhitzten Stellen als Ganzes

bogens von F i g. 1 nach der Bestrahlung und Tren- oder in Art einer Schablone über und enthält das

nung, wobei man die auf den Matrizenbogen über- farbbildende Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methan in Form

tragenen, zur Erzielung weiterer Kopien geeigneten fester, nicht entwickelter Teilchen, so daß die auf den

Bildstellen erkennt. Matrizenbogen übertragenen Bildstellen nicht ent-

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß die 40 wickelt oder gefärbt sind, vielmehr die konzentrierte

Empfindlichkeit eines Übertragungsblatts für Infra- Farbstoffvorstufe enthalten, die dann zur Beschriftung

rotstrahlung stark herabgesetzt werden kann, wenn das zahlreicher Kopierbogen beim Spiritusverfahren zur

Farbübertragungsblatt aus einem durchsichtigen, nicht Verfügung steht.

sauren Träger, z. B. einem neutralen Kunststoffilm Die erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffvoroder einem neutralen oder alkalischen Papier, mit einer 45 stufen sind die farblosen oder nur leicht gefärbten 7,6 bis 25 μ dicken, nahezu farblosen Übertragungs- Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methane, die beim Zusamschicht besteht, welche ein nahezu farbloses Bis- menbringen mit einer sauren Substanz eine leuchtende (p - dialkylaminoaryl) - methanderivat in fester, unge- Farbe entwickeln. Solche Substanzen sind dem Fachlöster Form, das bei Berührung mit einem sauren mann bekannt, allerdings nicht zur Verwendung für Medium eine intensive Farbe entwickelt, und ein 50 die erfindungsgemäßen Zwecke,
alkalisches Stabilisierungsmittel enthält. Die Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivate sind

Es wurde nun gefunden, daß die Kombination dieser für das erfindungsgemäße thermographische Ver-

Merkmale offenbar eine synergistische Wirkung aus- fahren äußerst wichtig, da sie nahezu farblos sind und

übt, indem die neuen Übertragungsblätter nunmehr ein außergewöhnlich hohes Farbbildungsvermögen

viel längere Zeit viel größeren Strahlungsmengen aus- 55 besitzen, wobei es nur einer Änderung des pH-Wertes

gesetzt werden können als übliche hektographische in den sauren Bereich bedarf, um ihnen eine leuchtende

Übertragungsblätter, ohne daß eine durchgehende Farbe zu verleihen. Dieses außergewöhnliche Farb-

Erwärmung und ein Schmelzen der Übertragungs- bildungsvermögen, das etwa das Doppelte von anderen

schicht stattfinden. farblosen, farbbildenden Chemikalien, z. B. den Azo-

Die neuartigen, unter der Einwirkung von Wärme 60 farbbasen u. dgl., beträgt, ermöglicht ihre wirksame

wirksam werdenden erfindungsgemäßen Übertra- Verwendung in kleinen Mengen und somit in außer-

gungsblätter sind durchsichtig und besitzen einen gewöhnlich dünnen Übertragungsschichten, deren

dünnen, durchsichtigen Papierträger oder einen klaren Dicke nur etwa 0,008 mm oder weniger beträgt.

Kunststoffilm als Träger, dessen Dicke vorzugsweise Solche dünnen Schichten sind äußerst günstig, da sie

nicht mehr als etwa 0,05 mm beträgt. Solche Kunst- 65 wesentlich durchscheinender für Infrarotstrahlung

stoffilme werden dem Papierträger vorgezogen, da sind als entsprechend dickere Schichten und somit

gefunden wurde, daß sie die Wärme zwar durchlassen, schärfere und klarere Bildstellen ergeben. Selbst bei

jedoch eine viel geringere Neigung zur seitlichen Verwendung in Schichten mit einer Dicke bis zu

0,025 mm etwa können die erfindungsgemäßen Farbbildner in etwa der Hälfte der Menge zur Anwendung kommen, die im Falle von festen, farblosen Azofarbbasen zur Erzielung des gleichen Farbbildungsvermögens erforderlich wäre. Dadurch wird der Feststoffgehalt der Übertragungsschicht auf die Hälfte herabgesetzt und infolgedessen die Durchlässigkeit der Schicht für Infrarotstrahlung erhöht.

Die erfindungsgemäßen Übertragungsschichten werden erhalten, indem man die farbbildenden Verbindungen in einem Wachsbinder zusammen mit etwas öl und/oder Lanolin od. dgl. dispergiert und dann die heiße Zusammensetzung auf den durchsichtigen Träger in Form einer dünnen Schicht mit einer Dicke von 0,008 bis zu etwa 0,025 mm aufbringt. Die erfindungsgemäß verwendeten Farbbildner finden verbreitet Verwendung in druckempfindlichen Übertragungsschichten, wie sie z. B. in der USA.-Patentschrift 2 548 366 beschrieben sind; sie kommen dort jedoch in der Regel in gelöster oder verdünnter Form, eingeschlossen in einen Cellulosebinder oder einen hydrophilen Kolloidbinder, zur Anwendung. Solche Binder sind für die Erfindung nicht brauchbar, und zwar weil die weißlich gefärbten Kolloide Infrarotstrahlung absorbieren oder reflektieren; selbstverständlich ist auch die gelöste oder verdünnte Farbstoffvorstufe nur zur Erzeugung einzelner Kopien geeignet und besitzt nicht die Eigenschaft oder die Fähigkeit, noch weitere Kopien zu liefern.

Ein Problem, das in der Regel bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Farbbildner in nicht eingeschlossener Form auftritt, wurde gemäß der Erfindung überwunden. Diese Farbbildner werden durch Kontakt mit einer Säure entwickelt, und nahezu alle Papierträger sind infolge der Anwesenheit von Alaun, das in den Holländern bei der Papierherstellung verwendet wird, sauer. Werden jedoch neutrale Kunststoffträgerfilme verwendet, wird dieses Problem vermieden. Die Zugabe einer kleinen Menge eines alkalischen Stabilisierungsmittels, z. B. Triäthanolamin, oder eines alkalischen Wachsbinders zur Stabilisierung des farbbildenden Stoffs gegen eine vorzeitige Entwicklung hat sich als günstig erwiesen. Bei Verwendung eines Papierträgers kann das Papier mit Alkali imprägniert werden, um es neutral oder basisch zu machen, oder es kann mit einem neutralen oder basischen Oberflächenüberzug versehen werden, um so einen nicht sauren Träger zu ergeben.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel

0,0125 mm dicke Bogen aus einem Polyäthylen-

terephthalatfilm wurden mit einer 0,0125 mm dicken Schicht der folgenden Zusammensetzung überzogen:

Bestandteile Gewichtsteile

Carnaubawachs 16,5

Cardis-Mineralwachs 10,0

Lanolin 8,0

Paraffin 8,0

Mineralöl (auf Paraffinbasis) 10,0

Polyisobutylen 4,0

Wachsartige Fettsäureamide 1,5

Bis-(p-dimethylaminophenyl)-

piperidylmethan 21,0

l,4-Bis[bis-(p-dimethylaminophenyl)-methyl]piperazin 21,0

Der gebildete Überzug war nahezu farblos, und die den Überzug auf den Mylarfilm tragenden Übertragungsblätter waren sehr durchsichtig.

Dann werden, wie dies F i g. 1 der Zeichnung zeigt, die aus dem Trägerfilm 20 und der Ubertragungsschicht 21 bestehenden Übertragungsbögen mit den dünnen, durchsichtigen Papiermatrizenbögen 30 mit glatter, glasierter Arbeitsfläche so zusammengelegt, daß die Ubertragungsschicht an der Arbeitsfläche des

ίο Matrizenbogens anliegt. Dann legt man Originalbögen 10 mit aufgetippten Bildstellen 11 in der in Fig. 1 dargestellten Reihenfolge auf den Ubertragungsbogen und den Matrizenbogen auf und belichtet in einer Thermo-Fax-Maschine bei Geschwindigkeitseinstellungen von 3 bis 9 mit Infrarotlampen 50.

Nach erfolgter Belichtung und Trennung der Bögen

wies der Matrizenbogen in jedem Fall an genau den Bildstellen des Originalbogens entsprechenden Stellen von der Übertragungsschicht 21 scharf und klar übertragene, nahezu farblose Ablagerungen 31 auf. Die mit Geschwindigkeitsein Stellungen von etwa 5 bis etwa 7 beschrifteten Matrizenbogen waren in bezug auf die Schärfe und die Klarheit noch besser, obwohl alle bei einer der angegebenen Geschwindigkeiten beschrifteten Matrizen handelsmäßig brauchbar waren.

Die Matrizenbogen wurden dann auf der Trommel einer üblichen Spirituskopiermaschine befestigt, und man machte eine Anzahl von Kopien davon. Die übliche, Alkohol und Wasser enthaltende Spirituskopierflüssigkeit löste Teile der Farbstoffvorstufe heraus und bewirkte deren Übergang auf die Oberfläche von nacheinander damit in Berührung gebrachten Kopierbogen. Das auf dem Kopierpapier noch befindliche restliche Alaun reichte zur Entwicklung der Farbstoffvorstufe aus, so daß sich auf den Kopierbogen scharfe und klare, tiefblaue Kopien bildeten. Gegebenenfalls können der Spirituskopierflüssigkeit zur Beschleunigung der Entwicklung der Farbstoffvorstufen oder zur Erzielung einer Entwicklung in Fällen, in welchen die Kopierbogen selbst nicht sauer oder nur schwach sauer sind, kleine Mengen einer schwachen Säure, z. B. Milchsäure oder Benzoesäure, zugegeben werden.

Es wurde auch gefunden, daß man neutrale Kopierflüssigkeiten in Fällen verwenden kann, in welchen die Kopierbogen eine saure Spezialbehandlung erfahren oder einen sauren Überzug aufweisen. So können die Kopierbogen mit Lösungen schwacher Säuren, z. B. von Milchsäure oder Benzosäure, überzogen oder imprägniert werden, oder man kann sie mit sauren Stoffen, z. B. Bentonit, Kaolin, Feldspat, Attapulgit od. dgl., überziehen.

An Stelle der in dem Beispiel besonders genannten Leukoverbi ndungen als Farbstoffvorstufen kann eine Mischung der in der USA.-Patentschrift 2 981 733 genannten äquivalenten Stoffe verwendet werden. Andere verwendbare Farbstoffvorstufen sind Lactonfarbbasen, z. B. Kristallviolettlacton, Malachitgrünlacton, oder eines der anderen in der USA.-Patentschrift 2 548 366 beschriebenen Lactone; Carbinolfarbbasen, z. B. die Carbinolbase von Malachitgrün u. dgl.

Der Einfachheit und Einheitlichkeit halber werden die erfindungsgemäß als Vorstufen zu verwendenden Farbbasen als Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivate klassifiziert, welcher Ausdruck alle sauer reagierenden Farbbasen mit 2 oder 3 p-Dialkylaminogruppen an einem einzigen Kohlenstoffatom umfassen soll,

einschließlich der in der USA.-Patentschrift 2 548 366 beschriebenen Lactonderivate, in welchen der Methankohlenstoff einen Teil des Lactonrings bildet und der N-heterocyclisch substituierten Diphenylmethanderivate gemäß der USA.-Patentschrift 2 981 733.

Die erfindungsgemäß beschrifteten Matrizenbögen können zur Erzeugung von Kopien auf andere Weise als nach dem Spirituskopierverfahren vervielfältigt werden. So können z. B. die erfindungsgemäß beschrifteten Matrizenbögen mit einem einen festen, wärmeschmelzbaren Überzug tragenden Kopierbogen zusammengelegt werden, wobei sich ihre Bildstellen in Oberflächenkontakt mit dem Überzug befinden und Wärme oder Infrarotstrahlung ausgesetzt werden, unter deren Einwirkung der Überzug des Kopierbogens schmilzt und etwas von der Farbstoffvorstufe auf den Bildstellen des Matrizenbogens unter Bildung einer trockenen, hektographischen Kopie herauslöst. Geeignete Überzüge für Kopierbogen sind diejenigen auf der Basis fester Stoffe, die als Schmelze Lösungsmittel für die Farbstoffvorstufe bilden. Bevorzugt für diesen Zweck sind Cetylalkohol, Stearylalkohol, Stearinsäure, Palmitinsäure, Carbowachs u. dgl. sowie Mischungen der genannten Stoffe. Wenn der Überzug des Kopierbogens nicht sauer genug ist, um die Färb-Stoffvorstufe zu entwickeln, muß man kleine Mengen einer schwachen Säure, z. B. Milchsäure, Benzoesäure od. dgl., zugeben.

Die Zeichnung, welche die Verwendung von drei Bögen beim thermographischen Verfahren zeigt, dient natürlich nur der Erläuterung, und der Originalbogen kann z. B. weggelassen werden, wenn sich die Originalbildstellen auf einer Seite des Matrizenbogens befinden.

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

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Thermographisches Färb Übertragungsblatt zur Aufbringung scharfe/ und klare/ Kopien liefernder Bildstellen auf einen hektographischen Matrizenbögen mittels Infrarotbestrahlung, bestehend aus einem durchscheinenden, flexiblen Träger mit einer Schicht aus einer wärmeübertragbaren Kopiermasse, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem durchsichtigen, nicht sauren Träger, z. B. einem neutralen Kunststoffilm oder einem neutralen oder alkalischen Papier, mit einer 0,008 bis 0,025 mm dicken, nahezu farblosen Übertragungsschicht besteht, welche ein nahezu farbloses Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivat in fester, ungelöster Form, das bei Berührung mit einem sauren Medium eine

. intensive Farbe entwickelt und ein alkalisches Stabilisierungsmittel enthält.

2. Übertragungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivat eine Lactonfarbbase ist.

3. Übertragungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivat eine Leukofarbbase ist.

4. Übertragungsblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bis-(p-dialkylaminoaryl)-methanderivat eine Carbinolfarbbase ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 107 679, 1 133 740

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 687/370 10. 67 ® Bundesdruckerei Berlin