DE3635114C1 - UEberlappend ueberschreibbares Farbband sowie seine Verwendung in endlos gestopften Kassetten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein überlappend überschreibbares Farbband mit einer Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten farbabgebenden Beschichtung in Form einer Kunststoff-Matrix, die einen Fettfarbstoff und gegebenenfalls Ruß und/oder andere Farbpigmente sowie weitere übliche Additive enthält, und dessen Verwendung.

"Überlappend schreibbare Farbbänder", die insbesondere für Typenrad-Drucker bestimmt sind, sind bekannt. Der Begriff "überlappend überschreibbar" bedeutet, daß der normalerweise etwas mehr als eine Typenbreite betragende Bandtransport pro Anschlag auf einen Bruchteil der Typenbreite verkürzt wird, z. B auf 1/3 oder 1/5, so daß jeder Typenanschlag nur noch mit einem geringen Flächenanteil auf einen frischen Bereich des Farbbandes trifft, während der größere Flächenanteil des Typenanschlags auf einem bereits unmittelbar vorher einmal oder mehrmals angeschlagenen Bereich des Farbbandes liegt. Man bezeichnet derartige Schreibbänder auch als "Overstrike"-Bänder. Ein solches Farbband braucht, wie ein Einmal-Band, nur noch in einer Richtung transportiert zu werden und wird dennoch mehrfach ausgenutzt. Dieses Vorgehen erspart gegenüber mehrfach überschreibbaren Farbbändern, die (mit einem vollen Transportschritt von etwa einer Typenbreite pro Anschlag) entsprechend oft vorwärts und rückwärts geführt werden, für die Änderung der Bandlaufrichtung den aufwendigen und störanfälligen Umschaltmechanismus.

Um hohe Overstrike-Zahlen zu erzielen, war es bisher für unumgänglich gehalten worden, der farbabgebenden Beschichtung eines überlappend überschreibbaren Farbbandes, insbesondere mit großer innerer Oberfläche und einer kleinen Teilchengrößenverteilung von z. B. 0,2 bis 20 Mikrometern einzuverleiben. Die Füllstoffe erfüllen verschiedene Funktionen. Insbesondere dienen sie zur Anhebung der Ergiebigkeit des Farbbandes. Des weiteren war es bisher als erforderlich angesehen worden, daß die Farbpaste auf Ölbasis einer Kunststoff-Matrix integriert war. Diese Forderungen wurden unabhängig davon gestellt, ob das jeweilige überlappend überschreibbare Farbband beim Druckvorgang, insbesondere bei einem Typrenrad-Drucker, als Wickelspule oder als endlos gestopfte Kassette vorlag. Nur durch diese besondere Konstruktion, d. h. Kunststoff-Matrix mit Füllstoff neben den färbenden Bestandteilen sowie dem Öl, war es für möglich gehalten worden, den Farbvorrat für den Druckvorgang nachhaltig zu erhöhen und damit die wünschenswerten Overstrike-Werte zu erzielen. Im Zusammenhang mit dem oben geschilderten Stand der Technik sei auf die DE-PS 32 14 305 sowie 33 07 432 verwiesen. Die europäische Patentanmeldung 0 186 045 A2 zeigt, daß bei überlappend überschreibbaren Farbbändern, wie sie in der DE-OS 33 07 432 beschrieben werden, es weiterhin zum Stand der Technik gehört, daß die farbabgebende Schicht Füllstoffe enthält.

Man konnte nun davon ausgehen, daß zu dicke Farbbeschichtungen keine konstante Farbabgabe mehr gewährleisten. Insbesondere glaubte man bisher, daß ein solches Schreibband, zu einer Spule aufgewickelt, zum "Ausölen" neigen würde, d. h. die anliegende Rückseite der Vorwickelung würde befeuchtet werden. Dieses Befeuchten könnte zu einem Verkleben der Wickelspule und zu Transportstörungen in der Kassette führen. Dieses Verkleben könnte auch dann in Erscheinung treten, wenn die Umgebungstemperatur, z. B. in übermäßig beheizten Räumen, stark ansteigt.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein überlappend überschreibbares Farbband vorzuschlagen, das einfacher in der Herstellung ist und das die gleichen Eigenschaften wie das in der DE-OS 33 07 432 beschriebene Farbband aufweist, sowie nützliche Anwendungsmöglichkeiten für ein derartiges Farbband vorzusehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch ein überlappend überschreibbares Farbband mit einer Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten farbabgebenden Beschichtung in Form einer Kunststoff-Matrix, wobei die farbabgebende Beschichtung ausschließlich enthält: einen Fettfarbstoff, einen polyethoxylierten Fettsäureester eines mehrwertigen Alkohols als Lösungsmittel dafür und gegebenenfalls Ruß und/oder andere Farbpigmente sowie weitere übliche Additive.

Durch die nebengeordneten Patentansprüche 8 und 9 werden bestimmte Verwendungen des Farbbandes vorgeschlagen, nämlich die vorteilhafte Verwendung in endlos gestopften Kassetten sowie in Nadeldrucksystemen.

Zur Ausbildung der Kunststoff-Matrix des erfindungsgemäßen Farbbandes können die für Farbbänder üblichen Kunststoff-Bindemittel herangezogen werden, wie Polyacrylate, Vinylchlorid/-Acetat-Copolymerisate, lineare Polyester, Polyvinylacetate, Polystyrol und Polyamid. Mit diesen Bindemitteln ist das für die Erfindung wesentliche Lösungsmittel des Fettfarbstoffs in Form eines polyethoxylierten Fettsäureesters eines mehrwertigen Alkohols ausreichend unverträglich, um auf den Farbbändern eine Art Schwammschicht auszubilden.

Für die Zwecke der Erfindung haben sich solche polyethoxylierten Fettsäureester als besonders geeignet erwiesen, die sich von Fettsäuren mit etwa 12 bis 25 Kohlenstoffatomen und von Alkoholen mit etwa 3 bis 6 Hydroxylgruppen ableiten und die etwa 20 bis 60 Ethoxygruppen pro Molekül enthalten. Besonders bevorzugte Beispiele sind Polyoxyethylen (40)-sorbitpentaoleat bis -oktaoleat, Polyoxyethylen-glycerintriricinolat sowie entsprechende Verbindungen anderer Fettsäuren mit im Durchschnitt etwa 40 Ethoxygruppen.

Aufgrund des höheren Lösungsvermögens der obigen speziellen polyethoxylierten Fettsäureester für Fettfarbstoffe gegenüber üblichen Lösungsmitteln ist es nicht erforderlich, daß die gesamte Ölbasis der farbabgebenden Beschichtung des Farbbandes aus diesen Fettsäureestern besteht. Vielmehr können diese ohne weiteres bis zu 50% mit den bisher für Overstrike-Farbbänder üblichen Ölen, einschließlich auch Mineralölen, verschnitten werden, ohne daß dadurch die Farbstoffkonzentration der Farbpaste zu gering würde.

Zweckmäßig kann des weiteren der Zusatz von kationischen Netzmitteln zur farbabgebenden Beschichtung sein, weil sie eine zu intensive Benetzung der Innenflächen der Schwammstruktur der Kunststoff-Matrix mit den (normalerweise sauer eingestellten) Farbmittelteilchen verhindern und damit deren Mobilität begünstigen. Bevorzugt werden als Netzmittel Fettaminsalze herangezogen, d. h. Salz von langkettigen, aus natürlichen oder synthetischen Fettsäuren gewonnenen Alkylaminen oder -diaminen, insbesondere mit langkettigen oder kurzkettigen Fettsäuren.

Die erfindungsgemäßen überlappend überschreibbaren Farbbänder können schließlich nicht nur einen einzigen Farbbereich, sondern auch neben- oder hintereinander angeordnet unterschiedliche farbabgebende Beschichtungen aufweisen, um einen Mehrfarbendruck zu ermöglichen. Um naturgetreue Mehrfarbendrucke zu liefern, ist es daher zweckmäßig, die drei Primärfarben Gelb, Blaugrün sowie Purpurrot zu wählen. Insbesondere mit einem Nadeldrucksystem können hiermit Farbbilder, die einem Farboriginal weitgehend ähneln, auf einer Kopierfolie bzw. einem Kopierblatt durch Erzeugung von Bildern wiedergegeben werden, die den jeweiligen Farbsignalen entsprechen, die durch Farbtrennung des Originals mit Trennfiltern, d. h. blauen, grünen und roten Dreifarbfiltern, erzeugt wurden. Die unterschiedlichen farbabgebenden Beschichtungen werden erfindungsgemäß durch Aufbringen der unterschiedlich eingefärbten Farbpasten, die jeweils Fettfarbstoffe und gegebenenfalls Farbpigmente gelber, purpurroter oder blaugrüner Farbe und ein zu verdampfendes Lösungsmittel neben dem Bindemittel und weiteren zweckmäßigen Additiven enthalten, ausgebildet.

Als Fettfarbstoffe sind alle öllöslichen Farbstoffe, wie beispielsweise Sudantiefschwarz (C.I. 26150) oder Fettschwarz HB (C.I. 26150), geeignet. Selbstverständlich lassen sich auch andere Farben oder fluoreszierende Schriftzeichen durch Einsatz entsprechender öllöslicher Farbstoffe erzeugen.

Wird ein schwarzer Fettfarbstoff eingesetzt, um mit dem Schreibsystem schwarze Ausdrucke zu liefern, dann ist es im Hinblick auf eine bessere Lichtechtheit des schwarzen Ausdrucks zweckmäßig, der farbabgebenden Beschichtung zusätzlich zu dem Fettfarbstoff Ruß einzuverleiben. Handelt es sich um einen andersfarbigen Fettfarbstoff, dann können mit Vorteil gleichfarbige Farbpigmente zusätzlich herangezogen werden. Somit enthält das erfindungsgemäße Farbband in zweckmäßiger Ausgestaltung sowohl einen Fettfarbstoff als auch ein Farbpigment. Im Sinne der Erfindung sollen unter "Farbstoffen" in Lösungsmitteln und/oder Bindemitteln lösliche Farbmittel verstanden werden, denen die unlöslichen Farbpigmente gegenüberstehen (vgl. Römpps Chemie-Lexikon, 8. Aufl., Bd. 2, S. 1239ff.).

Für die Mengenanteile, mit denen die Bestandteile der farbabgebenden Beschichtung des erfindungsgemäßen Farbbandes eingesetzt werden können, hat sich folgende Rahmenrezeptur (in Gewichtsteilen) als zweckmäßig erwiesen: etwa 10 bis 25 Gewichtsteile polyethoxylierter Fettsäureester mit bis zu etwa 60 Ethoxygruppen, insbesondere etwa 20 bis 60 Ethoxygruppen im Molekül, etwa 4 bis 15 Gewichtsteile Fettfarbstoff (etwa 30- bis 60%ige Lösung in einem polyethoxylierten Fettsäureester mit bis zu etwa 60 Ethoxygruppen im Molekül), etwa 16 bis 50 Gewichtsteile Bindemittel und gegebenenfalls etwa 6 bis 25 Gewichtsteile Ruß und/oder andere Farbpigmente und etwa 1 bis 6 Gewichtsteile kationisches Netzmittel. Diese Bestandteile werden in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert und diese Dispersion in der nachfolgend noch beschriebenen Weise auf die Trägerfolie aufgetragen. Bei der genannten Rahmenrezeptur werden dabei etwa 45 bis 90 Gewichtsteile Lösungsmittel herangezogen.

Die erwähnten Bereiche der Rahmenrezeptur können selbstverständlich auch mehr oder weniger weit unter- bzw. überschritten werden, was von den Anforderungen des jeweils gewählten Schreibsystems abhängt. Die günstigsten Werte lassen sich leicht durch einfache Handversuche ermitteln. Zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse ist die Einverleibung des Bindemittels wichtig, das nicht mehr in Teilchenform vorliegen sollte, sondern ursprünglich vollständig gelöst ist, und später die erwähnte Kunststoff-Matrix ausbildet. Dem Bindemittel kommt zusätzlich eine "Korsettfunktion" bzw. eine Stützfunktion zu.

Als Lösungsmittel dienen bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Farbbandes übliche Lösungsmittel bzw. Lösungsmittel-Gemische, wie z. B. Methylethylketon, Toluol und Isopropylalkohol. Die hiermit erhaltene "trockene" Farbpaste (nach Verdampfen des Lösungsmittels in Form von z. B. Toluol) wird zweckmäßigerweise in einer Menge von etwa 5 bis 50 g pro m² Trägerfolie, insbesondere von 10 bis 40 g pro m² Trägerfolie aufgebracht. Als Mindestauftragsmenge könnte man eine Menge von etwa 5 bis 15 g pro m² Trägerfolie angeben. Die Trägerfolie besteht aus üblichen Polymeren, wie Polyester, Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid. Die Stärke der Trägerfolie ist nicht entscheidend. Es erweist sich jedoch als vorteilhaft, wenn sie etwa 6 bis 20 Mikrometer, insbesondere etwa 15 Mikrometer stark ist und ihr Wert etwa 40 Mikrometer nicht überschreitet. In Einzelfällen kann es auch von Vorteil sein, zwischen der farbabgebenden Beschichtung und der Trägerfolie eine antistatische Zwischenschicht einer Stärke von etwa 2 bis 6 Mikrometer vorzusehen. Hierzu sei z. B. auf die DE-OS 28 15 344 verwiesen. Diese Zwischenschicht ist gleichzeitig ein Haftvermittler zwischen Trägerfolie und farbabgebender Beschichtung.

Die erwähnte Farbpaste, die den Fettfarbstoff möglichst bis zur Sättigung gelöst und bei Übersättigung teilweise suspendiert enthält, wird nach üblichen Auftragstechnologien, beispielsweise mit einer Rakel oder einem Rollcoater, auf die Trägerfolie des Farbbandes aufgetragen. Es schließt sich ein Trocknen an. Nach dem Trocknen der aufgetragenen Beschichtung ist das leicht verdampfbare Lösungsmittel, z. B. Toluol, nicht mehr bzw. nur noch in unwesentlichen Mengen im Fertigprodukt enthalten.

Die mit dem erfindungsgemäßen überlappend überschreibbaren Farbband erzielbaren Vorteile treten dann insbesondere in Erscheinung, wenn das Band in einer endlos gestopften Kassette eingesetzt wird, wobei es in der Kassette mehr oder weniger locker in Schlaufenform angeordnet ist. Somit kommt im Gegensatz zu einer Wickelspule keine übermäßige Druckeinwirkung zwischen den sich berührenden Farbbandflächen zustande. Die in endlos gestopften Kassetten untergebrachten erfindungsgemäßen Farbbänder zeigen eine besonders starke Ergiebigkeit, wenn die Farbpaste in einer größeren Menge aufgebracht wird. Diese größeren Mengen sind in den beschriebenen Systemen nicht mehr störend und führen insbesondere auch nicht zu dem erwähnten nachteiligen "Ausölen".

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Farbbandes zeigen sich insbesondere bei ihrer Verwendung in Nadeldrucksystemen, für die bisher Farbbänder mit Gewebeträgern zur Erzielung befriedigender Ausdrucke als nötig angesehen wurden. Gegenüber einem gewöhnlichen Gewebeschreibband kann erfindungsgemäß eine wesentlich geringere Schreibbandfördergeschwindigkeit eingestellt werden. Während ein übliches Gewebeband beim Overstrike eine gewisse Regenerierungszeit benötigt, entfällt diese bei erfindungsgemäßen Farbbändern. Die aufgetragene Farbpastenmenge führt zu einem ungewöhnlich hohen Overstrike-Wert. Setzt man allein Fettfarbstoffe ein, dann kann sogar ein 300facher Overstrike erzielt werden. Die zusätzliche Gegenwart eines Farbpigmentes erhöht die Lichtechtheit des Ausdrucks, setzt jedoch den Overstrike-Wert auf etwa 200 herab. Im Stand der Technik sind lediglich Farbbänder für Nadeldrucksysteme mit einem etwa 40fachen Overstrike bekannt. Nach der bisher herrschenden Fachmeinung ist bei Nadeldrucksystemen mit einem Farbband mit Trägerfolie niemals die Ergiebigkeit eines entsprechenden Gewebebandes erzielbar. Diese Fachmeinung, die sich als eine Art Vorurteil darstellt, ist durch die Erfindung überwunden worden.

Wenn man das erfindungsgemäße Farbband bei neueren Nadeldrucksystemen verwendet, die mit kleinerer Druckeinwirkung arbeiten, lassen sich noch höhere Overstrike-Werte als die bereits genannten erzielen. Bei einem Nadeldrucksystem ist im Zusammenhang mit dem wünschenswerten Overstrike-Wert zu beachten, daß hier Grundlage der Betrachtung eine Nadelbreite ist. Bei jedem Vorrücken wird z. B. bei einem 200fachen Overstrike 1/200 der Nadelbreite zurückgelegt. Das bedeutet, daß das Band ohne Overstrike 200mal umlaufen müßte, während beim Overstrike ein einmaliger Umlauf erfolgt. Dieser einmalige Umlauf hat weitere wesentliche Vorteile: je langsamer das Farbband fortgeführt wird, desto besser kann die Nadel wieder zurückgezogen werden. Selbstverständlich kann dieses Farbband auch schnell geführt werden, so daß es auf handelsüblichen Schreibmaschinen des entsprechenden Systems eingesetzt werden kann. Somit erschließt auch hier die Anwendungsmöglichkeit in Nadeldrucksystemen, die ursprünglich für Gewebeschreibbänder konzipiert wurden. Das Overstrike-System führt bei der Erfindung des weiteren zu einem geringeren mechanischen Aufwand im Schreibgerät und auch zu einer gleichmäßigeren Ausnutzung des Farbbandes mit einem besseren und gleichmäßigeren Schriftbild. Das Intensitätsgefälle im Punkt ist nicht mehr wahrnehmbar, was bei den alten Typenrad-Systemen, bei denen auf eine Buchstabenbreite abgestellt wird, nicht gilt. Es ist also möglich, mit der Erfindung bei eingestelltem langsameren Bandtransport sehr hohe Ergiebigkeiten zu erhalten, ohne daß der Ausdruck der Kassette zu schwarz ist und das Ende zu blaß. Die gesamte Kassette schreibt mit einer gleichmäßig eingestellten durchschnittlichen Intensität.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Farbbandes zeigen sich auch dann, wenn darunter nicht nur ein längliches Farbband verstanden wird, sondern auch ein "Farbblatt" bwz. auch ein "Farbdrucktuch". Auch auf diese Anwendungsfälle soll sich die Erfindung erstrecken.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Figuren. Es bedeuten

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Mehrfarbenband und

Fig. 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus diesem Farbband.

Nach Fig. 1 weist das Farbband 1 eine Trägerfolie 2 mit einer farbabgebenden Beschichtung 3 auf. Die farbabgebende Beschichtung 3 untergliedert sich in unterschiedliche Farbbeschichtungen 4 a, 4 b, 4 c und 4 d. Die Farbbeschichtungen 4 a, 4 b und 4 c stellen die für den naturgetreuen Farbdruck erforderlichen drei Primärfarben Gelb, Purpurrot und Blaugrün dar, während die Farbbeschichtung 4 d schwarz ist und für das normale Schreiben genutzt wird.

Die Fig. 2 stellte eine Ausschnittsvergrößerung aus der Farbschicht 4 a dar. Dabei besteht die Farbschicht 4 a aus Kunststoff-Matrix 6, die eine homogene Farbpaste 4′ und eingelagerte Rußpartikel 5 enthält und auf der Trägerfolie 2 aufgebracht ist. Die Farbpaste 4′ enthält den öllöslichen schwarzen Fettfarbstoff, z. B. Sudantiefschwarz (C.I. 26150), gelöst in Polyoxyethylen-sorbitseptaoleat mit etwa 40 Epoxygruppen pro Molekül.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung, wobei die Abkürzung "PSSO" jeweils Polyoxyethylen-sorbitseptaoleat mit durchschnittlich 40 Ethoxygruppen pro Molekül bedeutet:

Beispiel 1

Gew.-Teile

PSSO18,1

Fettschwarz (C.I. 26150),
30%ig in PSSO 9,6

Talgfettdiaminoleat 2,3

Blaupigment (C.I. 42765-1) 2,1

Ruß 7,0

PVC/AC, Polyvinylchlorid/-acetat-
copolymerisat, 25%ig in
Methylethylketon67,0

Methylethylketon15,0

Toluol21,6

Beispiel 2

Gew.-Teile

Glycerintrioleat14,1

Fettschwarz (C.I. 26150),
30%ig in PSSO10,0

Talgfettdiaminoleat 2,3

Blaupigment (C.I. 42765-1) 2,1

Ruß 7,0

PVC/AC, 25%ig in Methylethylketon67,0

Toluol21,6

Methylethylketon15,0

Beispiel 3

Gew.-Teile

Sorbitdioleat18,1

Sudantiefschwarz (C.I. 26150),
30%ig in PSSO10,0

Kokosfettaminoleat 3,2

Blaupigment (C.I. 42765-1) 2,1

Ruß 7,0

PVC/AC, 25%ig in Methylethylketon80,0

Toluol21,6

Methylethylketon15,0

Beispiel 4

Gew.-Teile

PSSO14,1

Glycerintrioleat 4,0

Sudantiefschwarz (C.I. 26150),
30%ig in PSSO10,0

Stearylaminacetat 3,7

Blaupigment (C.I. 42765-1) 2,5

Ruß 7,0

PVC/AC, 25%ig in Methylethylketon72,0

Toluol21,6

Methylethylketon15,0

Beispiel 5

Gew.-Teile

PSSO 22,4

Mineralöl  8,4

Talgfettdiaminoleat  3,4

Ruß 12,3

PVC/AC, 25%ig in Methylethylketon120,0

Fettschwarz (C.I. 26150),
30%ig in PSSO 11,9

Toluol 21,6

Methylethylketon 15,0

Claims (9)

1. Überlappend schreibbares Farbband mit einer Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten farbabgebenden Beschichtung in Form einer Kunststoff-Matrix, wobei die farbabgebende Beschichtung ausschließlich enthält: einen Fettfarbstoff, einen polyethoxylierten Fettsäureester eines mehrwertigen Alkohols als Lösungsmittel dafür und gegebenenfalls Ruß und/oder andere Farbpigmente sowie weitere Additive.

2. Farbband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der polyethoxylierte Fettsäureester ein Ester von Fettsäuren mit etwa 12 bis 25 C-Atomen und Alkoholen mit 3 bis 6 OH-Gruppen ist, der etwa 20 bis 60 Ethoxygruppen im Molekül enthält.

3. Farbband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der polyethoxylierte Fettsäureester ein Polyoxyethylen-(40)-sorbitpentaoleat bis -oktaoleat ist.

4. Farbband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der polyethoxylierte Fettsäureester bis zu 50% mit einem natürlichen und/oder synthetischen Öl verschnitten ist.

5. Farbband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die farbabgebende Beschichtung zusätzlich ein kationisches Netzmittel enthält.

6. Farbband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es neben- oder hintereinander angeordnete unterschiedliche Farbschichten für den Mehrfarbendruck enthält.

7. Farbband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den unterschiedlichen Farbschichten um 4 Farbschichten von gelber, blau-grüner, purpurroter und schwarzer Farbe handelt.

8. Verwendung des Farbbandes nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 in endlos gestopften Kassetten.

9. Verwendung des Farbbandes nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 in Nadeldrucksystemen.