EP0352525A2 - Thermofarbband sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP0352525A2 EP89112424A EP89112424A EP0352525A2 EP 0352525 A2 EP0352525 A2 EP 0352525A2 EP 89112424 A EP89112424 A EP 89112424A EP 89112424 A EP89112424 A EP 89112424A EP 0352525 A2 EP0352525 A2 EP 0352525A2
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Definitions

  • the invention relates to a thermal ink ribbon, in particular thermocarbon ribbon, with a conventional carrier and a layer of a melting ink formed on one side of the carrier, a separating layer being located between the carrier and the layer of the melting ink, and a method which is particularly suitable for the production thereof.
  • Thermal ribbons have long been known, they have a melting color on a film-like carrier, for example made of paper, a plastic or the like, in particular in the form of a plastic and / or wax-bound colorant or carbon black layer.
  • the melting ink is melted by means of a thermal print head and transferred to a recording paper or a printing paper.
  • Thermal printers or thermal print heads that can be used for this process are e.g. B. from DE-ASen 2 062 494 and 2 406 613 and DE-OS 3 224 445 known.
  • z. B. proceed as follows:
  • a letter consisting of heated dots and to be printed on a paper sheet is formed on the thermal print head of the printer.
  • the thermal print head presses the thermal ribbon onto the paper to be written on.
  • the heated letter of the thermal print head at a temperature of about 400 ° C leads to the melting ink being melted at the heated point and being transferred to the paper sheet in contact with it.
  • the used part of the thermal ribbon is fed to a spool.
  • the thermal ribbon can have different melting colors next to each other. With the combination of the basic colors blue, yellow and red, colored print images can be produced. Compared to the usual color photographs, there is no disadvantageous development and fixing. Thermal printers can be operated at high writing speeds (a DIN A4 sheet can be printed in about 10 seconds) and without annoying background noises.
  • thermal ribbons described above there are also those in which the thermal symbol is not impressed by the action of a thermal print head, but by resistance heating of a specially designed film-like carrier.
  • the heat is generated by the flow of an electric current, for this purpose the melting ink and / or its support must contain electrically conductive materials.
  • the melting color which represents the actual functional layer during the printing process, also contains the materials already described above.
  • ETR Electro Thermal Ribbon
  • a corresponding thermal transfer printing system is described, for example, in US Pat. No. 4,309,117.
  • European patent application 86 301 743 (publication number: 0 194 860) suggests placing a meltable "release layer" between a plastic-bound melting ink and its carrier material, which preferably contains a wax as the main component.
  • the disadvantage of this system is that it cannot be used with advantage for those thermal ribbons in which the melting ink is wax-bound.
  • the invention was therefore based on the object of developing the thermal ink ribbon described at the outset in such a way that an easy and complete detachment of the melting ink during the printing process is possible regardless of whether the melting ink is wax and / or plastic-bound.
  • the separating layer contains water-releasing agents dispersed in a binder.
  • the temperature under the thermal printing conditions must be sufficient to release at least part of the water contained or bound in the water-releasing agent so that the separating layer acquires a hydrophilic character during the printing process.
  • a temperature of about 50 to 400 ° C can trigger these desirable effects.
  • the temperature in the pressure conditions is in the upper part of the temperature range described above.
  • the percentage by weight of the water-releasing agent in the separating layer is not of critical importance for the invention. The only thing that matters here is that a comparatively small amount of water is released during the printing process in order to give the separating layer the desirable hydrophilic character.
  • a weight percentage range of preferably about 10 to 80 could be considered.
  • a wide variety of compounds are suitable as water-releasing agents.
  • Organic and inorganic compounds containing water of crystallization such as alums, borax, Glauber's salt, zeolites, citric acid and / or oxalic acid, are used with particular advantage.
  • the compounds with particularly high crystal water content have proven to be advantageous, such as in particular alums, such as. B. aluminum, iron and chrome alum and borax.
  • Water-soluble organic binders are advantageously used, in particular polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, methyl cellulose, water-soluble starch, water-soluble starch derivatives, casein, polyvinyl alcohol and the like.
  • the thickness of the separating layer is also not critical for the effect sought with the invention. It can be subject to wide fluctuations. It is preferably about 0.1 to 2 micrometers, very particularly preferably 0.5 to 1.0 micrometers. In view of the expenditure and the fact that the desired effect is already achieved with thinnest layers, work should be carried out as close as possible to the minimum value within the range described above.
  • the thermal ink ribbon according to the invention can advantageously be produced as follows: one or more of the binders described above are transferred together with the water-releasing agent into an aqueous solution.
  • about 40 to 60 parts by weight of binder should preferably account for about 40 to 60 parts by weight of water-releasing agent.
  • the application is carried out using a conventional technology, for example using a doctor blade.
  • the separating layer remains within the scope of the layer thickness described above.
  • the evaporation is preferably carried out by passing warm air at a temperature of about 80 to 120 ° C.
  • a material is used with a doctor blade to form the separating layer in accordance with the following recipe: 0.5 part by weight of borax, 0.5 part by weight of polyvinylpyrrolidone, 3.0 parts by weight of water and 1.0 part by weight Ethanol. This material is applied in a dry thickness of approximately 0.2 micrometers.
  • the water is evaporated by passing hot air at a temperature of around 110 ° C.
  • the melting ink is applied using the following recipe in the form of a melt at a temperature of approximately 105 ° C. using a flexographic printing unit: 40 parts by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer, 40 parts by weight of paraffin and 20 parts by weight of carbon black.
  • the melting ink had a thickness of about 4 micrometers.
  • this thermal ink ribbon showed a complete and easy detachment of the melting ink at the location of the embossed heat symbol.
  • Example 1 was modified in such a way that the following recipe was used to form the separating layer: 0.5 part by weight of oxalic acid, 0.5 part by weight of polyvinylpyrrolidone, 3.0 parts by weight of water and 1.0 part by weight of ethanol.

Abstract

Beschrieben wird ein Thermofarbband, insbesondere Thermocarbonband, mit einem üblichen Träger und einer auf einer Seite des Trägers ausgebildeten Schicht einer Aufschmelzfarbe, wobei zwischen der Oberfläche des Trägers und der Schicht der Aufschmelzfarbe eine Trennschicht angeordnet ist. Das besondere Kennzeichen dieses Thermofarbbandes besteht darin, daß die Trennschicht in einem Bindemittel dispergierte wasserabspaltende Mittel enthält. Ein solches Thermofarbband zeichnet sich dadurch aus, daß beim Thermodruckvorgang die Aufschmelzfarbe an der Stelle des aufgeprägten Wärmesymbols leicht und vollständig ablösbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Thermofarbband, insbesondere Thermo­carbonband, mit einem üblichen Träger und einer auf einer Seite des Trägers ausgebildeten Schicht einer Aufschmelzfarbe, wobei sich zwischen dem Träger und der Schicht der Aufschmelzfarbe eine Trennschicht befindet, sowie ein zu dessen Herstellung besonders geeignetes Verfahren.
  • Thermofarbbänder sind seit längerem bekannt, sie weisen auf einem folienartigen Träger, beispielsweise aus Papier, einem Kunststoff oder dergleichen, eine Aufschmelzfarbe auf, insbeson­dere in Form einer kunststoff- und/oder wachsgebundenen Farb­mittel- oder Rußschicht. Die Aufschmelzfarbe wird bei Thermo­farbbändern mittels eines Wärmedruckkopfes geschmolzen und auf ein Aufzeichnungspapier bzw. ein Druckpapier übertragen. Ther­mische Drucker bzw. Wärmedruckköpfe, die für diesen Vorgang ver­wendet werden können, 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:
  • Auf dem Wärmedruckkopf des Druckers wird ein aus beheizten Punkten bestehender und auf ein Papierblatt aufzudruckender Buchstabe ausgebildet. Der Wärmedruckkopf drückt das Thermofarb­band auf das zu beschreibende Papier.
  • Der aufgeheizte Buchstabe des Wärmedruckkopfes einer Temperatur von etwa 400 °C führt dazu, daß die Aufschmelzfarbe an der beheizten Stelle aufgeschmolzen und auf das damit in Kontakt stehende Papierblatt übertragen wird. Der benutzte Teil des Thermofarbbandes wird einer Spule zugeführt.
  • Das Thermofarbband kann verschiedene Aufschmelzfarben neben­einander aufweisen. Mit der Kombination der Grundfarben Blau, Gelb und Rot lassen sich somit farbige Druckbilder herstellen. Gegenüber den üblichen Farbfotografien entfällt ein nachteiliges Entwickeln und Fixieren. Thermodrucker lassen sich mit großer Schreibgeschwindigkeit (ein DIN-A4-Blatt läßt sich in etwa 10 Sekunden bedrucken) und ohne störende Nebengeräusche betreiben.
  • Neben den oben geschilderten Thermofarbbändern gibt es auch solche, bei denen das Wärmesymbol nicht durch Einwirkung eines Wärmedruckkopfes, sondern durch Widerstandsbeheizung eines speziell ausgestalteten folienartigen Trägers aufgeprägt wird. Die Wärmeerzeugung erfolgt durch Fließen eines elektrischen Stromes, dazu muß die Aufschmelzfarbe und/oder deren Träger elektrisch leitende Materialien enthalten. Die Aufschmelzfarbe, die die eigentliche Funktionsschicht beim Druckvorgang dar­stellt, enthält darüber hinaus die bereits oben geschilderten Materialien. In der Fachwelt spricht man von einem "ETR"-­Material ("Electro Thermal Ribbon"). Ein entsprechendes Thermo­transfer-Drucksystem wird beispielsweise in der US-PS 4 309 117 beschrieben.
  • Es hat sich gezeigt, daß sich beim Druckvorgang gelegentlich Schwierigkeiten des Ablösens der Aufschmelzfarbe an der beheizten Stelle von dem Trägermaterial einstellen. Um dieses Problem zu lösen, wurden im Stand der Technik verschiedene Vor­schläge gemacht.
  • So regt die europäische Patentanmeldung 86 301 743 (Veröffent­lichungs-Nr.: 0 194 860) an, zwischen einer kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe und deren Trägermaterial eine durch Wärmeeinwir­kung schmelzbare "Release Layer" anzuordnen, die als Haupt­bestandteil vorzugsweise ein Wachs enthält. Der Nachteil dieses Systems besteht darin, daß es nicht mit Vorteil für solche Thermofarbbänder einsetzbar ist, bei denen die Aufschmelzfarbe wachsgebunden ist.
  • Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Thermofarbband so weiterzubilden, daß ein leichtes und vollständiges Ablösen der Aufschmelzfarbe beim Druckvorgang unabhängig davon möglich ist, ob die Aufschmelzfarbe wachs- und/­oder kunststoffgebunden ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Trennschicht in einem Bindemittel dispergierte wasserabspaltende Mittel enthält.
  • Wenn im Rahmen der Erfindung von Druckbedingungen gesprochen wird, dann bedeutet das, daß die Temperatur bei den Thermodruck­bedingungen ausreichen muß, um zumindest einen Teil des in dem wasserabspaltenden Mittel enthaltenen bzw. gebundenen Wassers freizusetzen, damit die Trennschicht während des Druckvorgangs hydrophilen Charakter erlangt. Grundsätzlich kann dabei eine Temperatur von etwa 50 bis 400 °C diese wünschenswerten Effekte auslösen. Im Normalfall bewegt sich die Temperatur bei den Druckbedingungen im oberen Teil des vorstehend bezeichneten Temperaturbereichs.
  • Der gewichtsprozentuale Anteil des wasserabspaltenden Mittels in der Trennschicht ist für die Erfindung nicht von kritischer Bedeutung. Es kommt hier allein darauf an, daß eine vergleichs­weise kleine Menge an Wasser während des Druckvorgangs freige­setzt wird, um der Trennschicht hierbei den wünschenswerten hydrophilen Charakter zu verleihen.
  • Um hier eine Richtlinie anzugeben, könnte man einen gewichts­prozentualen Bereich von vorzugsweise etwa 10 bis 80 in Betracht ziehen.
  • Als wasserabspaltende Mittel kommen vielfältige Verbindungen in Frage. Mit besonderem Vorteil werden kristallwasserhaltige organische und anorganische Verbindungen herangezogen, wie Alaune, Borax, Glaubersalz, Zeolithe, Zitronensäure und/oder Oxalsäure, herangezogen. Hierunter haben sich die Verbindungen mit besonders hohem Kristallwassergehalt als vorteilhaft erwiesen, wie insbesondere Alaune, wie z. B. Aluminium, Eisen- und Chromalaune und Borax.
  • Bei der Wahl des Bindemittels bestehen auch weitgehende Frei­heiten. Vorteilhafterweise werden wasserlösliche organische Bindemittel herangezogen, insbesondere Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Methylzellulose, wasserlösliche Stärke, wasser­lösliche Stärkederivate, Kasein, Polyvinylalkohol und der­gleichen.
  • Für den mit der Erfindung angestrebten Effekt ist die Stärke der Trennschicht ebenfalls nicht kritisch. Sie kann weiten Schwan­kungen unterliegen. Vorzugsweise beträgt sie etwa 0,1 bis 2 Mikrometer, ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 1,0 Mikrometer. Im Hinblick auf die Aufwendungen und die Tatsache, daß mit dünnsten Schichten bereits der angestrebte Effekt erreicht wird, sollte jedoch innerhalb des oben bezeichneten Bereiches mög­lichst nahe dem Minimalwert gearbeitet werden.
  • Das erfindungsgemäße Thermofarbband läßt sich mit Vorteil wie folgt herstellen: Eines oder mehrere der oben bezeichneten Bindemittel werden zusammen mit dem wasserabspaltenden Mittel in eine wäßrige Lösung überführt. Dabei sollten vorzugsweise auf etwa 40 bis 60 Gewichtsteile wasserabspaltendes Mittel etwa 40 bis 60 Gewichtsteile Bindemittel entfallen. Der Auftrag erfolgt anhand einer üblichen Technologie, wie beispielsweise mittels einer Rakel.
  • Nach Abdampfen des Wassers aus der aufgetragenen Lösung bleibt die Trennschicht im Rahmen der oben bezeichneten Schichtstärke zurück. Das Abdampfen erfolgt vorzugsweise durch Überleiten warmer Luft einer Temperatur von etwa 80 bis 120 °C.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind darin zu sehen, daß sie bezüglich der Art der Aufschmelzfarbe, d. h. wachs- und/oder kunststoffgebunden, nicht mehr einschränkend ist, und daß sich die Aufschmelzfarbe beim Druckvorgang besonders leicht und vollständig ablöst. Im Ergebnis läuft dieser Effekt darauf hinaus, daß die Haftung zwischen der Trägerfolie und der Auf­schmelzfarbe besonders stark beim Thermodruckvorgang herab­gesetzt wird.
  • Technologisch könnte dieses dadurch erklärt werden, daß durch die Wärmeeinwirkung beim Druckvorgang nicht nur Wasser von dem wasserabspaltenden Mittel freigesetzt wird, sondern bei höheren Temperaturen, d. h. bei Temperaturen oberhalb 100 °C dieses in die Dampfphase überführt wird, so daß durch Dampfbildung ein verstärkter Trenneffekt durch Druckausübung erreicht wird.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand verschiedener Beispiele noch näher erläutert werden.
    • Beispiel 1
  • Auf einen üblichen Träger aus einem Polyester einer Schicht­stärke von etwa 6 Mikrometern wird mittels einer Rakel zur Aus­bildung der Trennschicht ein Material gemäß folgender Rezeptur herangezogen: 0,5 Gewichtsteile Borax, 0,5 Gewichtsteile Poly­vinylpyrrolidon, 3,0 Gewichtsteile Wasser und 1,0 Gewichtsteile Ethanol. Dieses Material wird in einer Trockenstärke von etwa 0,2 Mikrometern aufgetragen.
  • Das Abdampfen des Wassers erfolgt durch Überleiten heißer Luft einer Temperatur von etwa 110 °C. Abschließend wird die Auf­schmelzfarbe anhand folgender Rezeptur in Form einer Schmelze einer Temperatur von etwa 105 °C mit einem Flexodruckwerk auf­gebracht: 40 Gewichtsteile Etyhlen-Vinylacetat-Mischpolymerisat, 40 Gewichtsteile Paraffin und 20 Gewichtsteile Ruß. Die Auf­schmelzfarbe hatte eine Stärke von etwa 4 Mikrometern. Dieses Thermofarbband zeigte beim Druckvorgang eine vollständige und leichte Ablösung der Aufschmelzfarbe an der Stelle des aufge­prägten Wärmesymbols.
    • Beispiel 2
  • Das Beispiel 1 wurde dahingehend abgeändert, daß folgende Rezeptur zur Ausbildung der Trennschicht herangezogen wurde: 0,5 Gewichtsteile Oxalsäure, 0,5 Gewichtsteile Polyvinylpyrrolidon, 3,0 Gewichtsteile Wasser und 1,0 Gewichts­teile Ethanol.

Claims (7)

1. Thermofarbband, insbesondere Thermocarbonband, mit einem üblichen Träger und einer auf einer Seite des Trägers ausge­bildeten Schicht einer Aufschmelzfarbe, wobei sich zwischen der Oberfläche des Trägers und der Schicht der Aufschmelz­farbe eine Trennschicht befindet, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Trennschicht in einem Bindemittel dispergierte wasserabspaltende Mittel enthält.
2. Thermofarbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht etwa 10 bis 80 Gew.-% wasserabspaltendes Mittel enthält.
3. Thermofarbband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Trennschicht eine Stärke von etwa 0,1 bis 2 Mikrometern beträgt.
4. Thermofarbband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserabspaltende Mittel eine kristallwasserhaltige organische oder anorga­nische Verbindung ist.
5. Thermofarbband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kristallwasserhaltige Verbindung ein Alaun, Borax, Glaubersalz, ein Zeolith, Zitronensäure und/oder Oxalsäure ist.
6. Thermofarbband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Thermo­druckbedingungen wasserabspaltende Mittel in Polyvinyl­pyrrolidon, Polyvinylacetat, Methylzellulose, wasserlös­licher Stärke, Stärkederivate, Polyvinylalkohol und/oder Kasein dispergiert ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche des Trägers zur Ausbildung der Trenn­schicht eine bindemittelhaltige wäßrige Dispersion, die das wasserabspaltende Mittel gelöst oder dispergiert enthält, nach üblichen Technologien aufgetragen, der wäßrige Anteil bei erhöhter Temperatur abgedampft und anschließend nach üblichen Technologien die Schicht der Aufschmelzfarbe auf­gebracht wird.
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