DE3328990A1 - Thermofarbband sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Thermofarbband sowie verfahren zu dessen herstellung

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Description

Pelikan Aktiengesellschaft 9.8.1983
Hannover 83/5
Thermofarbband sowie Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Thermofarbband/ insbesondere Thermocarbonband, mit einer Kunststoffolie als Träger und einer auf einer Seite der Kunststoffolie ausgebildeten Schicht aus einer Aufschmelzfarbe.
Diese Thermofafbbänder sind bekannt. Sie weisen auf einem folienartigen Träger, der aus Papier, Kunststoff und dgl. bestehen kann, eine Aufschmelzfar be, insbesondere in Form einer wachsgebundenen Farbstoff- oder Rußschicht auf. Diese Aufschmelzfarbe wird bei einem derartigen Übertragungsmaterial mittels eines Wärmedruckkopfes geschmolzen und auf ein Aufzeichnungspapier bzw. ein Druckpapier übertragen. Thermische Drucker bzw.
Wärmedruckköpfe, die für diesen Vorgang verwendet werden, sind z. B. aus den DE-ASen 2 062 494 und 2 406 613 sowie der DE-OS 3 224 445 bekannt. Im einzelnen kann dabei z. B. wie folgt vorgegangen werden: In eine Druckwalze aus Weichgummi wird über ein Blattaufzeichnungspapier und über ein Thermofarbband der oben beschriebenen Art mittels einer Feder der Wärmedruckkopf angepreßt. Auf dem Wärmedruckkopf befindet sich ein aus beheizten Punkten bestehendes und aufzudruckendes Symbol, z. B. ein Buchstabe. Der Wärmedruckkopf entwickelt dabei Temperatüren, die im Maximalbereich bei etwa 400 0C liegen können. Die unbeschichtete Rückseite des Thermofarbbandes steht während des Druckvorganges in direktem Kontakt mit dem Wärmedruckkopf und wird mit einer Temperatur von max. etwa 400 0C belastet. Im Zeitpunkt des eigentlichen Druck-Vorganges beträgt die relative Geschwindigkeit zwischen
dem Thermofarbband und dem Druckpapier Null. Daher haften das Druckpapier und das Thermofarbband aneinander. Durch die erwähnte Zufuhr von Wärme wird die Aufschmelzfarbe in Form des aufzudruckenden Symbols in dem Thermofarbband auf das Druckpapier übertragen.Wenn dann nachfolgend das Thermofarbband von dem Druckpapier abgelöst wird, um von einer Aufnahmespule aufgenommen zu werden, erfolgt die eigentliche übertragung der Farbe auf das Druckpapier durch die Haftung der flüssigen Farbe auf demselben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das erzielte Druckbild, insbesondere bezüglich Schärfe, nicht stets den gestellten Anforderungen genügt.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Thermofarbband so weiterzubilden, daß die aufgezeigten Mangel behoben werden. Des weiteren soll die Erfindung ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung derartiger Thermofarbbänder vorschlagen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Rückseite der Kunststoffolie ein organisches Material in Form.einer geschlossenen. Schicht aufgebracht ist, die aus einem Wachs, einem wachsartigen Material oder einer Flüssigkeit, die die Kunststoffolie benetzt, nicht fadenziehend und unter Druckbedingungen nicht zersetzbar ist, gebildet ist.
Für die Zwecke der Erfindung kommen beliebige Kunststofffolien in Frage, die auch als Träger bei den herkömmlichen Carbonbändern von Schreibmaschinen herangezogen werden, die aber auch den erwähnten hohen Temperaturen beim kurzzeitig ablaufenden Druckvorgang standhalten und darüber hinaus bei diesen Temperaturen ohne weiteres an der beheizten Stelle die insbesondere wachsgebundene Aufschmelzfarbe freigeben« Die Kunststoffolie besteht insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen. Dabei ste-
hen folgende Materialien im Vordergrund: im Stand der Technik herangezogene Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, Polycarbonate, Polyamide, Polyvinylverbindungen, wie insbesondere Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol und Polyvinylpropionat, Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Bei der erfindungsgemäß heranzuziehenden Kunststoffolie kann es sich auch um eine solche handeln, die aus einem ein- oder beidseitig kunststoff kaschierten Gewebe besteht. Selbstverstädnlich lassen sich für die Zwecke der Erfindung auch ähnlich konzipierte Verbundfolien einsetzen, die dem Fachmann geläufig sind.
In Einzelfällen kann es für die Zwecke der Erfindung vorteilhaft sein, dem jeweils gewählten Kunststoffträgermaterial einen Weichmacher einzuverleiben, um eine verbesserte Flexibilität zu erzielen. Des weiteren kann auch eine die Wärmeleitfähigkeit erhöhende Substanz eingearbeitet sein. Die Stärke der oben beschriebenen Kunststofffolie wird nach den jeweiligen praktischen Erfordernissen bestimmt. In der Regel ist sie jedoch relativ dünn, ζ. B. 3 bis 6 um, um die erforderlichen Wärmeübergänge optimal ablaufen zu lassen. Dieser Bereich kann aber auch unter- oder überschritten werden.
Auf der dem Druckpapier beim Druckvorgang zugewandten Seite der Kunststoffolie des erfindungsgemäßen Thermofarbbandes befindet sich eine Schicht aus der wachsgebundenen und haftenden Aufschmelzfarbe. In diesem Zusammenhang ist der Begriff "Wachs" im Sinne der Erfindung weitestgehend zu verstehen. Ein derartiges Material soll in der Regel folgende Eigenschaften haben: bei 20 0C nicht knetbar, fest bis brüchig hart,grob- bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig: über 40 0C ohne Zersetzung schmelzbar, allerdings schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnis-
mäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend. Beim Druckvorgang wird die Aufschmelzfarbe an der gewünschten Stelle von der Kunststoffolie zumindest teilweise abgelöst und auf das Aufnahmepapier übertragen. Bei dem nachfolgenden Abkühlen erstarrt die übertragene Aufschmelzfarbe schnell und bildet einen weitgehend scharfen Druck. Die in dem jeweils gewählten Wachs der Aufschmelzfarbe enthaltenen Farben bzw. Farbstoffe können insbesondere sein: Ruß/ farbige Pigmente, insbesondere lichtechte Pigmente/ und in Wachs lösliche Farbstoffe, insbesondere Farbstoffe mit einer guten Löslichkeit und einer hohen Lichtechtheit. Im Falle der Verwendung von Ruß wird im Rahmen der Erfindung von einem "Thermocarbonband" gesprochen.
- Das eigentliche Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß auf der Rückseite der erwähnten Kunststofffolie ein besonderes Beschichtungsmaterial aufgebracht ist. -Hierbei handelt es sich um Materialien, die verschiedenen Bedingungen genügen müssen. Diesen Bedingun-9en gehorcht regelmäßig ein Wachs bzw. auch wachsartiges Material. Was unter einem "Wachs" zu verstehen ist, wurde vorstehend bereits erläutert. Unter wachsartigen Materialien versteht man solche Materialien, die bezüglich der physikalischen und chemischen Eigenschaften weitgehend den Wachsen ähneln, d. h. sie sollen insbesondere fest bis brüchig hart, grob- bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig sein, über 40 0C ohne Zersetzung schmelzen, schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend sein. Die für die Zwecke der Erfindung ebenfalls in Frage kommenden Flüssigkeiten der vorstehend bezeichneten Eigenschaften ähneln weitgehend den geschmolzenen Wachsen, d„ h. sie haben ähnliche oder gleiche Eigenschaften, wie sie bei Wachsen oberhalb des Schmelzpunktes in Erscheinung treten.
Zu den erfindungsgemäß in Frage kommenden Materialien zur Ausbildung der Rückseitenbeschichtung der Kunststoffolie haben sich insbesondere als geeignet erwiesen: Paraffine, Silikone, Naturwachs, insbesondere Carnaubawachs, Bienenwachs, Ozokerit und Paraffinwachs, Synthetikwachs, insbesondere Säurewachse, Esterwachse, teilverseifte Esterwachse und Polyethylenwachse, Glykole bzw. Polyglykole und/oder Tenside, wie z. B. ein ethoxyliertes Nonylphenol. Die obige Auflistung ist jedoch, wie dem Fachmann erkennbar, keineswegs als erschöpfend anzusehen. Vielmehr ließe sich diese Liste beliebig fortsetzen, weil generell Materialien in Frage kommen, die insbesondere die bereits beschriebenen Anforderungen erfüllen. Darüberhinaus sollten sie bei der herrschenden Drucktemperatur geeignet sein,Resistenz zu zeigen, so daß sie keine nachteiligen Ablagerungen auf dem Thermodruckkopf bilden. Auch sollen sie sich von dem Thermofarbband selbst möglichst nicht lösen, um eine derartige nachteilige Ablagerung auszuschließen.
Die Art, wie man auf der Rückseite der Kunststoffolie des erfindungsgemäßen Thermofarbbandes die geschilderte Schicht aufbringt, ist für den angestrebten Erfolg nicht entscheidend. So kann dies auf beliebige herkömmliche Weise durch eine Beschichtung aus der Schmelze, durch Lösungsmittelbeschichtung im Flexodruck, Kupfertiefdruck bzw. durch andere Druckverfahren, durch Bürstenauftrag oder Sprühen und dgl. erfolgen. Unter verfahrenstechnischen Gesichtspunkten heben sich, jedoch aus diesen Ver-
3Q fahren insbesondere zwei Verfahren heraus, die vor allem auch die Ausbildung einer vorteilhaften dünnen Schicht von zweckmäßigerweise nicht mehr als 1 ..um ermöglichen.
So kann zunächst so vorgegangen werden, daß das aufzubringende Material in einem organischen Lösungsmittel gelöst, insbesondere in einem Kohlenwasserstoff, wie
Benzol, Toluol, Xylol und Benzin, oder aus einer Emulsion aufgebracht wird. Dabei kann die geschlossene • Phase der Emulsion insbesondere aus Wasser oder wäßrigen Systemen bestehen. Hierbei wird die jeweilige Konzentration des dispergierten Materials im Hinblick auf die gewünschte Schichtstärke eingestellt.
Dabei sind in der Regel Konzentrationen von 0,1 bis 2 Gew.% geeignet. Selbstverständlich können diese Werte auch unter- bzw. überschritten werden. Das Aufbringen der Lösung bzw. Emulsion erfolgt insbesondere nach den Techniken des Walzenauftrags und Flexodrucks. Anschließsend wird das Lösungsmittel, das möglichst leicht verdampfbar sein soll, durch übliche Verdampfungstechniken entfernt. Auf diese Weise bildet sich die gewünschte Beschichtung aus.
Besonders günstig läßt sich eine etwa monomolekulare bis 1 um starke Schicht aus dem erfindungsgemäß einzusetzenden organischen Material dadurch ausbilden, indem es ursprünglich der Aufschmelzfarbe in möglichst geringer Konzentration, z. B. in einer Konzentration von 0,5 % bis 10 % einverleibt wird und eine derartige Aufschmelzfarbe in üblicher Weise·· auf die Kunststoffolie des Thermofarbbandes aufgebracht wird. Ein derartig hergestelltes Band wird dann aufgerollt, wodurch jeweils die Rückseite der Kunststoffolie mit der Schicht aus der Aufschmelzfarbe in innigem Kontakt steht. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei der Wärmebehandlung,
«Ο z. B. in einem Temperaturbereich von 40 bis 60 0C während bereits einer geringen Zeitdauer, so z. B. insbeondere von 4 Stunden und mehr, bei dickeren Rollen entsprechend mehr, ein Migrationsvorgang abläuft, bei dem die der Aufschmelzfarbschicht einverleibten und vorste-
g5 hend geschilderten organischen Materialien zur Oberfläc,he des Kunststoffolienträgers wandern. Die dabei aus-
gebildete Schicht ist naturgemäß sehr dünn, beispielsweise etwa in der Stärke einer molekularen Schicht, und läßt aber dennoch die gestellte Aufgabe in dem erwünschten Ausmaß lösen. Dieses Verfahren hat gegenüber anderen geeigneten Verfahren den Vorteil, daß man ohne großen technischen Aufwand extrem dünne Schichten ausbilden kann.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß in technisch einfacher Weise ein Thermofarbband hergestellt werden kann, das bei der Anwendung stets ein Druckbild der gewünschten Schärfe entstehen läßt. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß auch ein gelegentliches Blockieren des Thermofarbbandes am Druckkopf vermieden wird.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen näher erläutert werden.
In den folgenden Figuren bedeuten:
Fig. 1: einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Thermofarbbandes und
Fig. 2: ein aufgerolltes Band, zunächst ohne Rückseitenbeschichtung, zur Erläuterung des er
findungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein Migrationsvorgang genutzt wird.
In der Fig. 1 stellt die dünne Schicht 1 die Rückseitenbeschichtung der Kunststoffolie 2 dar, wobei diese dünne Schicht 1 aus einem Wachs, wachsähnlichen Material oder aus einer Flüssigkeit besteht, deren Charakter dem von geschmolzenen Wachsen gleicht bzw. ähnelt.Auf der entgegengesetzten Seite der Kunststoffolie 2 befindet sich die Aufschmelzfarbe in Form der Schicht 3.
Bei der Fig. 2 ist zunächst die dünne Rückseitenbeschichtung 1 noch nicht ausgebildet. Vielmehr ist dort eine Kunststoffolie 2, die mit einer Schicht 3 der Aufschmelzfarbe versehen ist, über eine Rolle 4 aufgerollt. Die Kunststoffolie 2 und die Schicht 3 befinden sich in innigem Kontakt, damit bei angehobener Temperatur, z. B. bei Temperaturen von mehr als 40 0C, in der Schicht 3 enthaltenes Material auf die Oberfläche der damit in Kontakt stehenden Kunststoffolie 2 wandert und dort eine äußerst dünne Rückseitenbeschichtung ausbildet, die in der Fig. 1 als dünne Schicht 1 dargestellt ist.
Beispiel 1
Es wird eine Kunststoffolie in Form einer 8 μΐη starken 15
Polyethylenterephthalatfolie auf der einen Seite mit 3 g/m2 einer Mischung folgender Materialien beschichtet:
Carnaubawachs 42,5 %
Paraffinwachs 31 ,5 %
Ruß 20,0 %
Mineralöl 6,0 %
100,0 %
Auf der Rückseite wird ein Gemisch aus einem Esterwachs 25
und Benzin (2,0 %. bzw. 98,0 %) in einer Menge von 0,05 g/m2 aufgetragen. Ein derartiges Band ist unmittelbar einsetzbar und zeigt sehr gute Schriftschärfe.
Beispiel 2 (Herstellung durch Migration)
Ausgegangen wird von einer Kunststoffolie in Form einer Polyethylenterephthalatfolie einer Stärke von 8 μπι. In einer Menge von 3 g/m2 wird das nachfolgend näher bezeichnete Gemisch aufgebracht:
35
Al
"J" 		3328990
Carnaubawachs 41 ,5 %
Paraffinwachs 30,7 %
Ruß 19,6 %
Mineralöl 5,9 %
polyoxyethyliertes
Sorbitan		 2,4 %
Sorbitan
100,0 %
Eine derartig hergestellte Folie mit lediglich einseitiger Beschichtung wird zu einer Spule aufgerollt, darauf bei 50 0C gelagert, um.den Migrationsvorgang ablaufen zu lassen. Dabei hat es sich gezeigt, daß ein Band ohne Lagerung schlecht beim Schreibvorgang transportiert wird und die Schrift beim Einsatz des Bandes sehr stark verschmiert. Nach einer Lagerung von 2 Stunden bei 50 0C zeigt es sich, daß das Band noch ungleichmäßig transportiert wird und die Schrift auch noch stellenweise verschmiert. Eine befriedigende Schriftstärke und ein gleichmäßiger Bandtransport ist dann feststellbar, wenn die Lagerung 4 Stunden lang erfolgt. Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn eine Lagerung von etwa 8 Stunden erfolgt, wobei eine besonders gute Schriftstärke feststellbar ist.
Beispiel 3 {Vergleichsbeispiel)
Hier wird ebenfalls eine 8 μΐη starke Polyethylenterephthalatfolie als Trägermaterial verwendet, das mit dem folgenden Gemisch in einer Menge von 3 g/m2 beschichtet wird:
Carnaubawachs 42,5 %
Paraffinwachs 31,5 %
Ruß 20,0 %
Mineralöl 6,0 %
100,0 % 35
Ein derartiges Material wird entsprechend der Verfahrensweise des Beispiels 2 aufgerollt und ohne Lagerung und darauf nach 8stündiger Lagerung bei 50 0C geprüft. Dabei zeigt es sich, daß ein Band ohne Lagerung sehr schlecht beim Schreibvorgang transportiert wird und darüber hinaus die Schrift sehr stark verschmiert.Selbst eine 8stündige Lagerung bei 50 0C liefert keine wesentliche Verbesserung, d. h.auch hier ist ein sehr schlechter Bandtransport und ein sehr starkes Verschmieren der Schrift feststellbar. 10

Claims (9)

  1. Pelikan Aktiengesellschaft 9.8.1983
    83/5 Hannover
    Patentansprüche
    Thermofarbband/ insbesondere Thermocarbonband, mit einer Kunststoffolie als Träger und einer auf einer Seite der Kunststoffolie ausgebildeten Schicht aus einer Aufschmelzfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite der Kunststofffolie (2) ein organisches Material in Form einer geschlossenen Schicht (1) aufgebracht ist, die aus einem Wachs, einem wachsartigen Material oder einer Flüssigkeit, die die Kunststoffolie benetzt, nicht fadenziehend und unter Druckbedingungen nicht zersetzbar ist, gebildet ist.
  2. 2. Thermofarbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in Form einer dünnen Schicht von nicht mehr als 1 μπι vorliegt.
  3. 3. Thermofarbband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht etwa monomolekular bis 0,01 μπι stark ist.
  4. 4. Thermofarbband nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial in Form von Paraffinen, Silikonen, Naturwachsen, insbesondere Carnaubawachs, Bienenwachs, Ozokerit und Paraffinwachs, Synthetikwachsen, insbesondere Säurewachsen, Esterwachsen, teilverseiften Esterwachsen und Polyethylenwachsen, Glykolen bzw. Polyglykolen und/oder Tensiden vorliegt.
  5. 5. Thermofarbband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolie (2) aus einem Polyester besteht.
  6. 6. Thermofarbband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1) der Aufschmelzfarbe aus einer wachsgebundenen Farbstoff- oder Rußschicht besteht.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Beschichtungsmaterial auf den Träger in Form einer Lösung aufgebracht und das Lösungsmittel anschließend verdampft wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung nach dem Walzendruckverfahren aufgebracht wird.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial der Aufschmelzfarbe vor deren Aufbringen auf den Träger einverleibt wird, die Aufschmelzfarbe auf den Träger aufgebracht und die angestrebte Schicht des organischen Beschichtungsmaterials durch Wärme behandlung unter Migrationsvorgängen auf die Rückseite des fertigen und aufgerollten Thermofarbbandes aufgebracht wird.
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