[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes, insbesondere
Thermocarbonbandes, für den Thermotransferdruck mit einer wachs- und/oder kunststoffgebundenen
Aufschmelzfarbe, die auf einer Seite eine Polymerschicht aufweist, sowie das danach
erhaltene Erzeugnis.
[0002] Thermofarbbänder sind seit langem bekannt. Sie weisen auf einem folienartigen 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 Aufschmelzfarbe wird bei diesen Thermofarbbändern mittels eines Wärmedruckkopfes
geschmolzen und auf ein Aufzeichnungspapier bzw. eine Aufzeichnungsfolie übertragen.
Hier wird allgemein von einem Thermotransferband oder TCR-Band gesprochen ("Thermal
Carbon Ribbon"). Thermische Drucker, die beim Druckvorgang ein Wäremsymbol aufprägen,
sind z. B. aus den DE-ASen 2 062 494 und 2 406 613 sowie der DE-OS 3 224 445 bekannt.
[0003] 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
oC liegen können. Die unbeschichtete Rückseite des Thermofarbbandes bzw. der folienartigen
Träger stehen während des Druckvorganges in direktem Kontakt mit dem Druckkopf 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 geschmolzene Symbol hierauf haften und erstarrt.
[0004] Neben den oben geschilderten Thermofarbbändern mit einfachen folienartigen 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 Druckvorgang darstellt, enthält ebenfalls
die bereits oben geschilderten Materialien. In der Fachwelt spricht man von einem
elektro-thermischen Transferprozeß ("Electro Thermal Ribbon"). Ein derartiges Thermotransfer-Drucksystem
wird beispielsweise in der US-PS 4 309 117 beschrieben.
[0005] 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-0 120 230 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 Längsrichtung 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.
[0006] Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Thermofarbband bzw. eine Verfahren
zu dessen Herstellung vorzuschlagen, das die oben angesprochenen Nachteile nicht
aufweist, d. h. keine teure Trägerfolie benötigt und bei dessen Einsatz auf ein zusätzliches
stützendes Endlosband, wie es oben beschrieben wird, verzichtet werden kann.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes,
insbesondere Thermocarbonbandes, ohne Trägerfolie, mit einer wachs- und/oder kunststoffgebundenen
Aufschmelzfarbe, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf einer Seite der wachs- und/oder
kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe eine Polymerschicht dadurch ausgebildet wird,
indem darauf
a) die Lösung oder die Dispersion eines beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren,
filmbildenden Polymers aufgetragen und das Lösung- bzw. Dispersionsmittel abgedampft
oder
b) ein Monomer und/oder Prepolymer aufgetragen und dieses anschließend einer in-situ-polymerisation
unterzogen wird.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] Der wachs- und/oder 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.
[0013] Die wachs- und/oder 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 Hilfsträger und anschließendes Abziehen hiervon, nach dem Siebdruckverfahren
oder aus einer Schmelze oder Lösung mit anschließendem Verdampfen des Lösungs- oder
Dispersionsmittels erfolgen. 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.
[0014] Bei der Ausbildung der Polymerschicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann,
wie gesagt, in vielfältiger Weise vorgegangen werden. So kann ganz allgemein eine
Dispersion oder Lösung eines beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren, filmbildenden
Polymers in dünner Schicht aufgetragen und anschließend das Dispersionsmittel durch
beispielsweise Überleiten von warmer Luft, z. B. bei 80
o 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 Polyvinylpryrrolidon 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, vorzugsweise etwa 0,5 bis 6 Mikrometern
zurück. Schließlich läßt sich die Schutzschicht auch dadurch ausbilden, indem ein
geeignetes Monomer, z. B. Styrol, substituiertes Acrylat oder eine geeignetes Prepolymer,
z. B. ein reaktives Acrylatharz, ungesättigtes Polyesterharz oder acrylatmodifiziertes
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.
[0015] 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 Bandmaterial
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 Herstellungsverfahren
eines Thermocarbonbandes zugeführt wird.
[0016] Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher erläutert werden.
Beispiel 1
[0017] Anhand der folgenden Rezeptur wurde eine Farbschicht auf einen Polyesterhilfsträger
aufgetragen:
Toluol |
300 |
Gew.-Teile |
Propanol-(2) |
100 |
Gew.-Teile |
Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat |
85 |
Gew.-Teile |
Ruß |
15 |
Gew.-Teile |
[0018] Nach Auftragen dieser Masse auf eine Hilfsträgerfolie wurde der Lösungsmittelanteil
durch Überleiten warmer Luft entfernt. Auf die freie Oberfläche 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 abgezogen, aufgewickelt und ist darauf unmittelbar
als Thermofarbband in üblichen Drucksystemen einsetzbar.
Beispiel 2
[0019] Anhand der im Beispiel 1 beschriebenen Rezeptur wurde auf einer Hilfsträgerfolie
eine Farbschicht ausgebildet. Auf diese wurde eine Polymerschicht 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.
Beispiel 3
[0020] Die Beispiel 1 und 2 wurden mit der Abänderung wiederholt, daß anstelle der im Beispiel
1 angegebenen Rezeptur für die Farbschicht folgende Rezeptur herangezogen wurde:
40 Gew.-Teile Esterwachs, 33 Gew.-Teile Paraffinwachs, 2 Gew.-Teile Polyvinylisobutylether,
5 Gew.-Teile Mineralöl und 20 Gew.-Teile Ruß. Die Behandlung dieser aufgetragenen
Masse erfolgte wie in den vorstehenden Beispielen durch Überleiten warmer Luft.
1. Verfahren zur Herstellung eines Thermofarbbandes, insbesondere Thermocarbonbandes,
ohne Trägerfolie mit einer wachs- und/oder kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe,
dadurch
gekennzeichnet, daß auf einer Seite der wachs- und/oder kunststoffgebundenen Aufschmelzfarbe eine
Polymerschicht dadurch ausgebildet wird, indem darauf
a) die Lösung oder die Dispersion eines beim Thermodruckvorgang nicht-schmelzbaren,
filmbildenden Polymers aufgetragen und das Lösungsbzw. Dispersionsmittel abgedampft
oder
b) ein Monomer und/oder Prepolymer aufgetragen und dieses anschließend einer in-situ-Polymerisation
unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung eines nicht-schmelzbaren,
filmbildenden Polymers aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung eines
Polymers aufgetragen wird.
4.Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer Polyvinylpyrrolidon
und/oder Polyvinylalkohol ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Dispersion eines
Polymers aufgetragen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Monomer Styrol, substituiertes
Acrylat und als Prepolymer ein reaktives Acrylatharz, ein ungesättigtes Polyesterharz
oder ein acrylatmodifiziertes Epoxidharz verwendet werden.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polymerschicht in einer Stärke von etwa 0,5 bis 15 Mikrometern, vorzugsweise
von etwa 0,5 bis 6 Mikrometern ausgebildet wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Polymerschicht als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet ist.
9. Thermofarbband, erhältlich nach dem Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche.