DE3816636C2 - - Google Patents
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- B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
- B41M5/40—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used characterised by the base backcoat, intermediate, or covering layers, e.g. for thermal transfer dye-donor or dye-receiver sheets; Heat, radiation filtering or absorbing means or layers; combined with other image registration layers or compositions; Special originals for reproduction by thermography
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Thermofarb
bandes
mit einer kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe und einer Kunststoffschicht.
Thermofarbbänder sind seit langem bekannt. Sie weisen auf einem folien
artigen Träger, der z. B. aus Papier oder Kunststoff bestehen kann, eine
Schicht einer Aufschmelzfarbe auf, so in Form einer schmelzbaren
wachs- oder kunststoffgebundenen Farbmittel- oder Rußschicht. Die Auf
schmelzfarbe wird bei diesen Thermofarbbändern mittels eines Wärme
druckkopfes geschmolzen und auf ein Aufzeichnungspapier bzw. eine Auf
zeichnungsfolie übertragen. Hier wird allgemein von einem Thermotrans
ferband oder TCR-Band gesprochen ("Thermal Carbon Ribbon").
Beim Druckvorgang mit einem Thermofarbband wird im allgemeinen wie
folgt vorgegangen: Der Druckkopf eines thermischen Druckers drückt das
Thermofarbband auf das Aufzeichnungssubstrat. Er entwickelt dabei
Temperaturen, die bei maximal etwa 400°C liegen können. Die unbe
schichtete Rückseite des Thermofarbbandes bzw. der folienartigen Träger
stehen während des Druckvorganges in direktem Kontakt mit dem Druck
kopf bzw. des darauf ausgebildeten Wärmesymbol. Im Zeitpunkt des
eigentlichen Druckvorganges beträgt die relative Geschwindigkeit
zwischen dem Thermofarbband und dem Druckpapier bzw. der Druckfolie
Null. Durch Einwirkung des Drucksymbols wird die Aufschmelzfarbe in
Form des aufzudruckenden Symbols durch einen Schmelzvorgang von dem
Thermofarbband auf das Aufzeichnungssubstrat übertragen. Beim Ablösen
des Thermofarbbandes von dem Aufzeichnungssubstrat bleibt das ge
schmolzene Symbol hierauf haften und erstarrt.
Neben den oben geschilderten Thermofarbbändern mit einfachen folien
artigen Trägern gibt es auch noch solche Thermofarbbänder, bei denen
das Wärmesymbol nicht durch einen Wärmedruckkopf, sondern durch
Widerstandsbeheizung eines speziell ausgestalteten folienartigen Trägers
oder durch besondere Ausgestaltung der Aufschmelzfarbe erfolgt. Die
Aufschmelzfarbe, die die eigentliche "Funktionsschicht" beim Druck
vorgang darstellt, enthält ebenfalls die bereits oben geschilderten
Materialien. ln der Fachwelt spricht man von einem elektro-thermischen
Transferprozeß ("Electro Thermal Ribbon").
Die handelsüblichen Thermocarbonbänder weisen regelmäßig, wie es sich
aus den vorstehenden Ausführungen ergibt, einen folienartigen Träger
auf, der in der Regel aus einem Polyester oder Polycarbonat besteht. Mit
dem Einsatz dieser Träger sind hohe Materialkosten verbunden. Eine
Rezyklisierung ist nach Gebrauch regelmäßig ausgeschlossen. Daher wird
bereits in der EP-A-0 1 20 230 ein Thermofarbband besonderer Struktur
vorgeschlagen, das keine Trägerfolie aufweist und somit kostengünstig
ist. Dies ist dadurch möglich, daß die Aufschmelzfarbe des bekannten
Thermofarbbandes im wesentlichen aus mindestens einem ersten harten
Polymer, einem filmbildenden Werkstoff, einem zweiten Polymer, das in
erster Linie ein Haftmittel oder ein Mittel mit niedrigem Schmelzpunkt
ist, und einer farbgebenden Materie besteht. Dieses Thermocarbonband
soll ausreichende Haftmerkmale aufweisen, um sein Ziehen in Längs
richtung als durchlaufendes, selbsttragendes Material zu gestatten. Beim
praktischen Gebrauch eines solchen Thermofarbbandes ist es erforderlich,
dieses zur Stützung über ein Endlosband zu führen, was einen erhöhten
mechanischen und damit erhöhten Kostenaufwand bedeutet. Auch muß
hierfür ein spezieller Drucker herangezogen werden.
Die DD-PS 1 24 512 betrifft ein farbabgebendes Material für Farbbänder
von Schreib- und ähnlichen Büromaschinen sowie für Durchschreibeblätter,
wobei eine selbsttragende oder auf einer
Trägerfolie aufgebrachte farbabgebende Schicht aus einer porösen
Polymerschicht mit eingelagertem Farbstoff besteht. Die poröse
Polymerschicht wird dadurch hergestellt, indem ein anorganischer
Füllstoff einer Polymerlösung einverleibt wird. Die Polymerlösung
wird nach dem Auftragen unter Verdunsten des Lösungsmittels
verfestigt. Anschließend erfolgt eine Tränkung der farbabgebenden
Schicht mit dem Farbstoffsystem. Dieses farbabgebende
Material ist nicht für Thermofarbbänder vorgesehen und außerdem
kompliziert herzustellen. Es dient ersichtlich dem mehrfachen
Gebrauch bzw. dem "Multiuse". Auch das trägerlose Carbonmaterial
nach der DE-OS 30 10 859 ist ein übliches Schreibmaschinenband
bzw. ein Drucktuch für übliche Schnelldrucker. Dies ergibt sich
daraus, daß es in der Farbschicht ein Lösungsmittel enthält. Die
DE-OS 35 20 308 befaßt sich zwar mit einem Thermofarbband für
den Thermotransferdruck. Dieses kann mehr als 20mal ohne Beeinträchtigung
der Druckqualität überschrieben werden. Bei der Herstellung
dieses Thermofarbbandes wird die Aufschmelzfarbe dadurch
ausgebildet, indem eine Beschichtungsflüssigkeit, die ein
thermoplastisches Bindemittel gelöst und das schmelzbare Wachs
bzw. eine wachsähnliche Substanz in fein verteilter fester Form
enthält, in an sich bekannter Weise auf eine vorgefertigte
Trägerfolie des Thermofarbbandes aufgetragen wird. Die Beschichtungsflüssigkeit
enthält eine Mischung eines Lösers für das
thermoplastische Bindemittel bei Raumtemperatur und eines Nichtlösers
hierfür. Das Nichtlöser/Löser-Gemisch wird unter gleichzeitiger
Herabsetzung seiner Lösefähigkeit für das thermoplastische
Bindemittel abgedampft.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines Thermofarbbandes vorzuschlagen, bei dem auf eine
teure vorgefertigte Trägerfolie verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einer Seite einer
Folie aus kunststoffgebundener Aufschmelzfarbe
- a) eine Lösung eines beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren, filmbildenden Polymers aufgetragen und das Lösungsmittel unter Ausbildung einer Kunststoffschicht eine Stärke bis zu 15 Mikrometern abgedampft wird oder
- b) eine Dispersion eines beim Thermodruckvorgang nicht schmelzbaren, filmbildenden Polymers aufgetragen und das Dispersionsmittel unter Ausbildung einer Kunststoffschicht einer Stärke von 0,5 bis 15 Mikrometern abgedampft wird oder
- c) ein Monomer und/oder ein Prepolymer aufgetragen und dieses anschließend unter Ausbildung einer nicht-schmelzbaren Kunststoffschicht einer Stärke bis zu 15 Mikrometern einer in-situ-Polymerisation unterzogen und ein nicht-schmelzbares Polymer gebildet wird.
Die Erfindung geht demzufolge von einer Schicht einer wachs- und/oder
kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe aus, die nicht von einer Trägerfolie
aufgetragen wird, sondern auf die bzw. auf deren eine Seite, die
beim Druckvorgang dem Thermodruckkopf zugewandt ist, in der geschilderten
Weise eine Polymerschicht ausgebildet wird. Hierbei lassen
sich billigste Materialien heranziehen. Darüber hinaus läßt sich die
Schichtstärke der Polymerschicht vorzugsweise in Bereiche bis zu etwa
0,5 bis 6 Mikrometern einstellen. Entscheidend ist es bei der Einstellung
der Schichtstärke allein, daß diese ausreicht, um beim Thermodruckvorgang
zu verhindern, daß der Thermodruckkopf durch Kontakt mit der
Aufschmelzfarbe verschmutzt wird. Ferner ist diese Minimalschicht dazu
nötig, den Ausdruck geschlossener Buchstaben, wie beispielsweise des
Buchstabens "O" zu ermöglichen. Würde die Schutzschicht ganz entfallen,
dann würde ein vollflächiges "o" auf dem zu bedruckenden Substrat abgebildet
werden.
Auf jeden Fall ist es ersichtlich, daß neben den oben beschriebenen
Funktionen der Polymerschicht die eigentliche Trägerfunktion nicht mehr
relevant ist. Demgegenüber weisen die im Stand der Technik erhältlichen
Thermocarbonbänder regelmäßig Trägerfolien einer Stärke in der Größenordnung
von etwa 3 bis 20 Mikrometern auf.
Die kunststoffgebundene Aufschmelzfarbe kann jedoch ohne weiteres
auch einen gewissen Anteil an Wachsen bzw. wachsähnlichen Materialien
aufweisen. Wesentlicher Bestandteil der Aufschmelzfarbe ist vorzugsweise
ein Thermoplast. Thermoplaste sind bei gewöhnlicher Temperatur
harte oder sogar spröde Kunststoffe, die bei Wärmezufuhr reversibel
erweichen und mechanisch leicht verformbar werden, um schließlich bei
hohen Temperaturen in den Zustand einer viskosen Flüssigkeit überzugehen.
Sie durchlaufen einen Erweichungs- oder Schmelzbereich. Im
Rahmen der Erfindung werden vorzugsweise folgende thermoplastische
Kunststoffe eingesetzt: Polystyrol, Polyvinylacetat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid,
Polyamid, Polyethylen, Polymerisate aus Vinylacetat und
Vinylchlorid, Polyvinylether, Polyvinylpropionate, Polyacrylate,
Ethylen/Vinylacetat-Copolymere.
Dem thermoplastischen Bindemittel bzw. der Aufschmelzfarbe können
geeignete bekannte Weichmacher einverleibt werden, so z. B. Phthalsäureester,
wie Di-2-ethylhexylphthalat, Diisononylphthalat und Di-isodecylphthalat,
aliphatische Dicarbonsäureester, wie die von Adipinsäure, insbesondere
Di-2-ethylhexyladipat und Diisodecyladipat, Phosphate, wie Tricresylphosphat
und Triphenylphosphat, Fettsäureester, wie Triethylenglykol-2-(2-ethylbutyrat)
und dergleichen. In Einzelfällen kann es auch
vorteilhaft sein, dem thermoplastischen Bindemittel bzw. der Aufschmelzfarbe
Stabilisatoren einzuverleiben.
Der kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe sind übliche
Farbmittel einverleibt, d. h. Pigmente und/oder Farbstoffe. Als Pigmente
kommen insbesondere Ruße, organische und/oder anorganische Farbpigmente,
aber auch sogenannte Füllstoffe, wie Kreide, China-Clay,
Kaolin, Tonerde usw. in Frage.
Die kunststoffgebundene Aufschmelzfarbschicht, die
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Polymerschicht versehen
wird, läßt sich nach vielfältigen Technologien herstellen. Dies kann
beispielsweise durch einen Gießvorgang, Extrudieren, Blasen, Beschichten
auf eine Hilfsträgerfolie und anschließendes Abziehen hiervon, nach dem Siebdruckverfahren
oder aus einer Schmelze oder Lösung mit anschließendem Verdampfen
des Lösungs- oder Dispersionsmittels erfolgen. Nach dem Abziehen
von der Hilfsträgerfolie ist die kunststoffgebundene Aufschmelzfarbschicht
ohne weiteres handhabbar. An dieser Stelle
sei darauf hingewiesen, daß der Begriff "Dispersion" nicht den Begriff
"Lösung" umfassen soll, wenngleich eine Dispersion neben emulgierten
suspendierten Teilchen auch gelöste Teilchen enthalten kann.
Bei der Ausbildung der Polymerschicht nach dem erfindungsgemäßen Ver
fahren kann, wie gesagt, in vielfältiger Weise vorgegangen werden. So
kann ganz allgemein eine Dispersion oder Lösung eines beim Thermodruck
vorgang nicht-schmelzbaren, filmbildenden Polymers in dünner Schicht
aufgetragen und anschließend das Dispersionsmittel durch beispielsweise
Überleiten von warmer Luft, z. B. bei 80°C, abgedampft werden. Als
Lösungsmittel können, in Abhängigkeit von dem jeweils gewählten
Polymer, beispielsweise Ethanol und/oder Wasser in Frage kommen.
Wasser als Dispersionsmittel hat den Vorteil der Umweltfreundlichkeit.
Im falle von Wasser als Lösungsmittel sind insbesondere Polyvinylpryrroli
don und/oder Polyvinylalkohol als Polymer geeignet. Die Dispersionen der
verschiedenen Polymere werden vorzugsweise in einer Konzentration von
etwa 10 bis 40 Gew.-% eingesetzt. Das Auftragen der Dispersion kann
nach beliebigen geeigneten Techniken erfolgen, so beispielsweise durch
Aufsprühen oder Aufdrucken einer Dispersion, sei es mit Wasser oder mit
einem organischen Lösungsmittel, wie Alkohol, oder durch Auftragen
mittels einer Rakel in Form der Dispersion oder Lösung. Nach
Abdampfen des Dispersionsmittels oder Lösungsmittels bleibt das Polymer
unter Filmbildung als nicht-schmelzbare Schutzschicht der gewünschten
dünnen Schicht von inbesondere etwa 0,5 bis 15 Mikrometern, vorzugs
weise etwa 0,5 bis 6 Mikrometern zurück. Schließlich läßt sich die Schutz
schicht auch dadurch ausbilden, indem ein geeignetes Monomer, z. B.
Styrol, substituiertes Acrylat oder eine geeignetes Prepolymer, z. B. ein
reaktives Acrylatharz, ungesättigtes Polyesterharz oder acrylatmodi
fiziertes Epoxidharz, durch Aufsprühen oder Aufdrucken in dünner
Schicht auf die kunststoffgebundene Aufschmelzfarbschicht aufgebracht
und anschließend mittels in-situ-Polymerisation polymerisiert wird, so z.
B. durch UV-Bestrahlung.
Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile sind insbesondere darin zu
sehen, daß keine teure Trägerfolie mehr nötig ist. Dies gilt insbesondere
deswegen, weil, in Abhängigkeit von dem jeweils zur Herstellung der
Polymerschicht herangezogenen Polymer, die Stärke der Polymerschicht
in Einzelfällen unter 1 Mikrometer liegen kann. Sie muß lediglich so
stark sein, daß sie beim Thermodruckvorgang den Kontakt zwischen der
Aufschmelzfarbschicht und dem Thermodruckkopf ausschließt. Hiermit
ermöglicht sie es, geschlossene Buchstaben ausschreiben zu können.
Durch eine dünnere Polymerschicht gegenüber einer dickeren Trägerfolie
ist auch der Wärmetransport beim Thermodruckvorgang begünstigt.
Darüber hinaus läßt sich in einer Thermofarbbandkassette mehr Band
material unterbringen. Im Falle des Einsatzes eines wasserlöslichen
Polymers zur Ausbildung der Schutzschicht besteht die Möglichkeit der
Wiederaufarbeitung, indem das wasserlösliche Polymer von beispielsweise
dem Wachsmaterial abgelöst und letzteres wieder dem Herstellungs
verfahren eines Thermocarbonbandes zugeführt wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher
erläutert werden.
An Hand der folgenden Rezeptur wurde eine Farbschicht auf einen Poly
esterhilfsträger aufgetragen:
Toluol | ||
300 Gew.-Teile | ||
Propanol-(2) | 100 Gew.-Teile | |
Ethylen-Vinylacetat- @ | Copolymerisat | 85 Gew.-Teile |
Ruß | 15 Gew.-Teile |
Nach Auftragen dieser Masse auf eine Hilfsträgerfolie wurde der Lösungs
mittelanteil durch Überleiten warmer Luft entfernt. Auf die freie Ober
fläche der somit ausgebildeten, etwa 6 Mikrometer starken Farbschicht
wurde eine Mischung aus 100 Gew.-Teilen Wasser und 40 Gew.-Teilen
Polyvinylalkohol (Molekulargewicht: etwa 25 000) aufgetragen und der
wäßrige Anteil durch Überleiten warmer Luft entfernt. Die auf diese
Weise aufgetragene Polymerschicht ist etwa 4 Mikrometer stark. Das auf
diese Weise erhaltene Thermofarbband wird von der Hilfsträgerfolie abge
zogen, aufgewickelt und ist darauf unmittelbar als Thermofarbband in
üblichen Drucksystemen einsetzbar.
Anhand der im Beispiel 1 beschriebenen Rezeptur wurde auf einer Hilfs
trägerfolie eine farbschicht ausgebildet. Auf diese wurde eine Polymer
schicht anhand folgender Rezeptur aufgetragen:
100 Gew.-Teile Wasser, 12 Gew.-Teile 25%iges Ammoniak und 30
Gew.-Teile Vinylacetat-Crotonsäure-Copolymer. Das Wasser wurde durch
Überleiten warmer Luft entfernt. Es entstand eine etwa 4-5 Mikrometer
starke Polymerschicht.
Die in den Beispielen 1 und 2 beschriebene Farbbandherstellung
ist auch ohne Hilfsträgerfolie
durchführbar.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes mit einer
kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe und einer Kunststoffschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß auf
einer Seite einer Folie aus kunststoffgebundener Aufschmelzfarbe
eine Lösung eines beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren,
filmbildenden Polymers aufgetragen und das Lösungsmittel unter
Ausbildung einer Kunststoffschicht eine Stärke bis zu 15 Mikrometern
abgedampft wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes mit einer
kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe und einer Kunststoffschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite einer Folie
aus kunststoffgebundener Aufschmelzfarbe eine Dispersion eines
beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren, filmbildenden
Polymers aufgetragen und das Dispersionsmittel unter Ausbildung
einer Kunststoffschicht einer Stärke von 0,5 bis 15 Mikrometern
abgedampft wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes mit einer
kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe und einer Kunststoffschicht,
dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite einer Folie
aus kunststoffgebundener Aufschmelzfarbe ein Monomer und/oder
ein Prepolymer aufgetragen und dieses anschließend unter Ausbildung
einer nicht-schmelzbaren Kunststoffschicht einer Stärke
bis zu 15 Mikrometern in einer in-situ-Polymerisation unterzogen
und ein nicht-schmelzbares Polymer gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
wäßrige Lösung eines Polymers aufgetragen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Polymer Polyvinylpyrrolidon und/oder Polyvinylalkohol ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine
wäßrige Dispersion eines Polymers aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Monomer Styrol oder ein substituiertes Acrylat und als
Prepolymer ein reaktives Acrylatharz, ein ungesättigtes
Polyesterharz oder ein acrylatmodifiziertes Epoxidharz verwendet
wird.
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