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Dokumentenidentifikation DE2700249C2 05.02.1987
Titel Verfahren zur Herstellung einer vorbedruckten Vervielfältigungsmatrize
Anmelder The Mazer Corp., Dayton, Ohio, US
Erfinder Panken, Irving;
Briddell, Brian Jonathan;
Radow, Robert Sidney, Dayton, Ohio, US
Vertreter Weber, D., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Seiffert, K., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 6200 Wiesbaden
DE-Anmeldedatum 05.01.1977
DE-Aktenzeichen 2700249
Offenlegungstag 13.07.1978
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 05.02.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.02.1987
IPC-Hauptklasse B41M 5/025
IPC-Nebenklasse C09D 11/10   

Beschreibung[de]

Mit der immer steigenden Arbeitsbelastung von Lehrern und Erziehern wird es wichtig, moderne Technologien zu verwenden, um die Lehrer von einigen ihrer gewöhnlichen Aufgaben zu entlasten. Ein Werkzeug, das von Erziehern häufig verwendet wird, ist das Spiritusvervielfältigungsverfahren zur Herstellung von Testkopien und Instruktionsmaterial. Typischerweise macht der Lehrer eine Vervielfältigungsmatrize, die ihrerseits verwendet wird, um mehrere Kopien herzustellen.

Die vorbedruckte Vervielfältigungsmatrize trägt das Druckbild seitenverkehrt. Bei Berührung mit einem Kopierbogen, von dem wenigstens die Oberfläche mit Spiritus oder einem anderen Lösungsmittel befeuchtet ist, wird ein Teil der Druckfarbe übertragen (US-PS 27 48 024, 28 24 812 und 30 36 924).

Die DE-OS 17 71 674 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer vorbedruckten Vervielfältigungsmatrize, bei dem zunächst auf einem ersten Trägerbogen eine zusammenhängende "zerbrechliche Schicht" aus einem Kunstharz mit darin verteilter Druckfarbe aufgebracht und sodann durch Druckausübung das Druckbild aus dieser Schicht herausgeschlagen und auf einen zweiten Trägerbogen übertragen wird. Es erfolgt also kein direktes Bedrucken und kein Gelieren des Kunstharzes. Von solchen vorbedruckten Verfielfältigungsmatrizen kann das Druckbild durch einfache Druckausübung übertragen werden. Praktisch ist dieses Verfahren auf die Verwendung von Schreibmaschinen beschränkt, und die Vervielfältigungsmatrizen sind nur zur Herstellung weniger Kopien geeignet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, vorbedruckte Vervielfältigungsmatrizen zu bekommen, mit Hilfe derer Kopien auch ohne Spiritus durch einfache Druckausübung herstellbar sind, deren Herstellung einfacher ist und die eine große Anzahl einwandfreier Kopien liefern.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer vorbedruckten Vervielfältigungsmatrize zur Erzeugung von Kopien mit oder ohne Spiritusvervielfältigungsflüssigkeiten durch übertragen eines Druckbildes aus einer in einem Kunstharz verteilten Druckfarbe auf einen Trägerbogen ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild mit Hilfe eines Gemisches einer Dispersion des Kunstharzes und der Druckfarbe seitenverkehrt auf den Trägerbogen aufdruckt und sodann den Trägerbogen bis zur Gelierung des Kunstharzes erhitzt.

Die in der Druckfarbe der Matrizen nach der vorliegenden Erfindung verwendete Farbstoffmenge kann geringer sein, als sie normalweise für Spiritusvervielfältigungsmatrizen verwendet wird, und dennoch ist die Zahl der erhaltenen einwandfreien Kopien nahezu die gleiche. Außerdem können die Kopien auf beliebigem Papier hergestellt werden, das geringere Qualität haben kann als bei Spiritusvervielfältigung.

Die verbesserte vorbedruckte Vervielfältigungsmatrize wird durch direktes Aufdrucken eines Gemisches einer Harzdispersion und einer Druckfarbe darin als seitenverkehrtes Bild auf einem Trägerbogen hergestellt, der bereits auf der anderen Oberfläche mit Instruktionsmaterial und dergleichen bedruckt worden sein kann. Das Bedrucken kann als Teil eines kontinuierlichen Verfahrens oder Bogen für Bogen erfolgen. Sodann wird wenigstens die Bedruckung der Wärme ausgesetzt, so daß die Harzdispersion geliert, aber nicht schmilzt, und eine mikroporöse Harzstruktur bildet. Diese mikroporöse Harzstruktur hält die Druckfarbe zurück, setzt sie aber frei und überträgt sie, wenn Druck und/oder Lösungsmittel angewendet werden. Schließlich wird das Trägermaterial so zerschnitten oder beschnitten, daß man Einzelbögen erhält, und gegebenenfalls kann über der Bedruckung ein schützender Deckbogen aufgebracht werden. In dieser Form können die Vervielfältigungsmatrizen zu Matrizenheften gebunden werden, die beispielsweise thematisch angeordnet sind. Auf diese Weise braucht der Lehrer, wenn die Klasse einen Punkt erreicht, wo eine Befragung, ein Examen oder eine spezielle Übung angebracht ist, nur die betreffende vorbedruckte Vervielfältigungsmatrize aus dem Heft zu reißen und Kopien hiervon herzustellen. Stattdessen können die Vervielfältigungsmatrizen auch in Schnellheftern, Umschlägen, Kästen usw. untergebracht werden.

Um die Matrize zu verwenden, wird der schützende Deckbogen entfernt, oder die Matrize wird aus dem Umschlag oder dem Schnellhefter genommen, und die Bedruckung auf der Matrize wird in Berührung mit einem Substrat gebracht, um einen Teil der freisetzbaren Druckfarbe in der Harzstruktur in der Form des vorbestimmten Druckbildes auf das Substrat zu übertragen. Die Übertragung kann unter Anwendung eines gleichmäßigen Druckes erfolgen, der die Matrize und das Substrat gegeneinanderpreßt. Die Anwendung von Druck bewirkt, daß die Druckfarbe aus der Harzstruktur freigesetzt wird. Dies gestattet die Verwendung der Matrize zur Übertragung auf beliebige Oberflächen, wie von Geweben, Leder oder Holz. Stattdessen kann ein Kopierpapier wenigstens eine mit einem Lösungsmittel, wie Spiritus, befeuchtete Oberfläche haben, die einen Teil des Druckfarbenmaterials löst und es auf dem Kopierpapier wie in einem gewöhnlichen Spiritusvervielfältigungsverfahren niederschlägt.

So gestattet die vorliegende Erfindung, eine verbesserte vorbedruckte Vervielfältigungsmatrize für sowohl trockene Vervielfältigung als auch Spiritusvervielfältigung zu bekommen. Bei Verwendung in einem Spiritusvervielfältigungsverfahren erzeugt die Matrize nach der Erfindung so viele Kopien, wie man normalerweise mit derzeit erhältlichen Spiritusvervielfältigungsmatrizen bekommt. Wichtig ist, daß die Matrizen nach der Erfindung brauchbare Kopien unmittelbar erzeugen, während beim gewöhnlichen Spiritusvervielfältigen die ersten Kopien gewöhnlich zu hell sind, um verwendet zu werden. Unter Anwendung lediglich von Druck, d. h. ohne Spiritus, erzeugen die Matrizen nach der Erfindung normalerweise mehr als 150 Kopien, während Matrizen beispielsweise gemäß der US-PS 33 59 900 nur bis zu 25 Kopien ergeben.

Wenn das flüssigkeitsfreie Kopierverfahren verwendet wird, ist es außerdem mit den vorliegenden Matrizen möglich, beide Seiten eines Kopierbogens zu bedrucken, da der Kopierbogen trocken gehalten wird. In einem Spiritusvervielfältigungsverfahren würde das Befeuchten Probleme verursachen, die eine leichte Aufbringung eines Bildes auf der Rückseite in einem zweiten Durchgang verhindern.

Die Kunstharzdispersion ist vorzugsweise ein Gemisch von Vinylharz und einer Druckfarbe. Die Vinylharzdispersion kann durch Dispergieren des Vinylmaterials, Polyvinylchlorid-Homopolymer oder -Copolymer entweder allein oder mit anderen Copolymeren in Pulverform in dem Farbstofflösungsmittel selbst oder in einem Weichmacher, zu welchem Farbstofflösungsmittel zugesetzt wird, gebildet werden. In jedem Fall bildet das Vinylharz eine Struktur, die die Druckfarbe darin hält, aber einen Teil der Druckfarbe freigibt, wenn es einem geeigneten Druck oder Lösungsmittel ausgesetzt wird.

Im Falle, daß das Farbstofflösungsmittel selbst das Dispersionsmedium sein soll, wird das Harz als ein trockenes Pulver direkt in dem Farbstofflösungsmittel dispergiert. Ein geeignetes Lösungsmittel ist Ölsäure. Der Farbstoff kann dem Farbstofflösungsmittel vor oder nach dem Vermischen mit dem Vinylharz zugesetzt werden.

Im Falle, daß die Vinyldispersion einen Weichmacher enthalten soll, sollte der Weichmacher so ausgewählt werden, daß er mit dem Kunstharz verträglich ist. Ein Beispiel eines Gemisches von Harz und Weichmacher ist ein solches von gleichen Teilen Dioctylphthalat und Polyvinylchloridharz, doch können auch andere Harze und Weichmacher verwendet werden.

Wenn ein Weichmacher verwendet wird, kann das Harz in dem flüssigen Weichmacher unter Verwendung eines Mischers mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Scherkraft, wie beispielsweise eines Planetenmischers oder Innenmischers, dispergiert werden. Das Verhältnis der Gewichtsteile von Weichmacher zu den Gewichtsteilen Kunstharz, das verwendet wird, um das Plastisol herzustellen, kann im Bereich von 1/2 bis 2 liegen. Eine Druckfarbe, gelöst in einem Lösungsmittel wie Ölsäure, wird dann zu dem Plastisol zugesetzt.

Es können gegebenenfalls auch noch Additive zugegeben werden, die die erwünschten Eigenschaften der Harzdispersion entwickeln. Beispiele typischer Additive sind Stabilisatoren, Copolymerharze größerer Teilchengröße als die des Hauptharzes, Füllstoffe, Pigmente, oberflächenaktive Mittel, Viskositätsmodifiziermittel und flüchtige Verdünnungsmittel.

Die Druckfarbe ist vorzugsweise eine Lösung eines Farbstoffes in einem Lösungsmittel, wobei der Farbstoff und das Lösungsmittel vorzugsweise unter Verwendung beispielsweise eines Mischers mit normaler Geschwindigkeit und unter Anwendung von etwas Wärme zur Unterstützung der Auflösung vorgemischt werden, bevor sie zu dem Plastisol zugesetzt oder mit dem Kunstharz vermischt werden. Wenn die Druckfarbe auch in einem Spiritusvervielfältigungsverfahren verwendet werden soll, muß sie in dem Lösungsmittel, wie Spiritus, löslich sein. Wenn sie nur temporär auf ein Substrat übertragen werden soll, sollte sie zweckmäßig wasserlöslich sein, so daß sie leicht wieder weggewaschen werden kann. Normalerweise umfaßt der Farbstoff 5 bis 50 Gew.-% der Druckfarbe. Obwohl eine große Vielzahl von Farbstoffen und Lösungsmitteln verwendet werden kann, ist doch eine typische Druckfarbe, die sowohl im Spiritusvervielfältigungsverfahren als auch im Vervielfältigungsverfahren unter Druck verwendet werden kann, eine 10%ige Lösung von Kristallviolett in Ölsäure.

Andere Farbstoffe, die anstelle von Kristallviolett verwendet werden können, sind beispielsweise andere spirituslösliche Farbstoffe, wie Methylviolett oder Papierblau. In gleicher Weise kann auch eine Reihe anderer Lösungsmittel anstelle von Ölsäure verwendet werden, wie Alkohole, Glycole, Glycerin, Polyglycole und andere Fettsäuren und Derivate derselben sowie Derivate von Ölsäure.

Gewöhnlich macht die Druckfarbe 30 bis 75 Gew.-% des Druckfarben-Kunstharz-Dispersionsgemisches aus, wie typischerweise 50 Gew.-%. Es ist wichtig, daß das Druckfarben-Kunstharz- Gemisch, d. h. das bilderzeugende Material, eine ausreichende Menge Farbstoff enthält, um die erwünschte Zahl von Kopien zu ergeben, und die für das Vorbedrucken erforderlichen rheologischen Eigenschaften hat, um die Viskosität beim Altern zu behalten und um vor dem Gelieren ein homogenes Gemisch zu sein.

Der Trägerbogen muß in der Lage sein, den Geliertemperaturen, wie 60 bis 175°C oder mehr, zu widerstehen und eine geringe Neigung besitzen, infolge einer Absorption oder chemischen Reaktion die Eigenschaften des bilderzeugenden Materials zu verändern. Der Trägerbogen muß auch derart sein, daß das Kunstharz, wie das Vinylharz, an dem Bogen haften bleibt, wenn Kopien gemacht werden, und nur die Druckfarbe abgibt. Der Trägerbogen kann ein Kunststoffilm, eine Metallfolie, behandeltes oder beschichtetes Papier oder eine Kombination und/oder Zusammensetzung von Kunststoff, Metall oder Papier oder ein ähnliches Material sein. Ein Beispiel eines geeigneten Trägerbogens ist ein Polyesterfilm mit einer Dicke von 0,076 mm, wie ein Film aus Polyethylenterephthalat.

Um die vorbedruckte Vervielfältigungsmatrize zu bekommen, wird das Gemisch von Druckfarbe und Kunstharz direkt in einem Umkehrdruckverfahren auf dem Trägerbogen aufgedruckt. Für diese Vorbedruckung können Tiefdruck-, Hochdruck-, Schablonendruck- oder Anilindruckmethoden angewendet werden. Vorzugsweise wird das Gemisch von Druckfarbe und Kunstharz in einer Bildschicht mit einer Dicke von 0,013 bis 0,076 mm aufgebracht. Der Aufdruck wird dann erhitzt, wie beispielsweise mit Heißluft oder Infrarotstrahlung, und zwar auf 120 bis 175°C während 5 sec bis 15 sec, um das Harz in dem Überzug zu gelieren. Das Druckverfahren kann als ein kontinuierliches Verfahren oder ansatzweise Bogen für Bogen erfolgen.

Da der Aufdruck empfindlich gegen Druck ist, ist es erwünscht, einen Schutz gegen unbeabsichtigte Übertragung vorzusehen. Vorzugsweise wird als Teil des Druckverfahrens ein schützender Überzugsbogen aufgebracht. Der Überzugsbogen sollte geringe Neigung haben, die freisetzbare Druckfarbe oder irgendeinen anderen Bestandteil des bilderzeugenden Materials zu absorbieren, und kann durch Aufkleben, Aufheften oder dergleichen befestigt werden. Ein Beispiel eines Überzugsbogens ist ein fettbeständiges Seidenpapier mit einem Grundgewicht von 9 kg. Außer der Befestigung eines Überzugsbogens kann die vorbedruckte Matrize auf eine bestimmte Größe zerschnitten oder beschnitten und/oder anderweitig behandelt werden, wie dies bei vorgedruckten Matrizen üblich ist.

Um die vorbedruckten Vervielfältigungsmatrizen nach der Erfindung zu verwenden, wird der Überzugsbogen entfernt und die bedruckte Seite der Matrize mit einem Substrat in Berührung gebracht, welches etwas von dem Aufdruck auf der Matrize annehmen soll.

In dem Kopierverfahren mit Druck allein wird ein gleichmäßiger Druck auf die Matrize und das Substrat derart ausgeübt, daß dies ausreicht, einen Teil der Druckfarbenzusammensetzung aus der gelierten Harzdispersion freizugeben und auf das Substrat zu übertragen.

Der Kontakt der Matrize und des Substrates unter Druck wird so lange fortgesetzt, bis die erforderliche Zahl von Kopien gemacht ist. Es kann jede Art von Druckaufbringungseinrichtung verwendet werden, wie eine Walze, die gegen eine ebene Fläche drückt, eine Presse, ein Walzenpaar oder sogar Handdruck, wie durch Abreiben mit einem stumpfen Instrument. Außerdem kann eine Spiritusvervielfältigungsmaschine ohne Spiritus benutzt werden. Es wurde gefunden, daß die Verweilzeit in der druckausübenden Einrichtung wesentlich sein kann, um Kopien mit reinen, scharfen Bildern zu erzeugen. Die genaue Menge für den Druck und die Zeit der Druckanwendung, die erforderlich ist, um die erwünschte Zahl von Kopien zu erzeugen, variiert, kann aber leicht ermittelt werden.

Die Verwendung der Vervielfältigungsmatrizen nach der Erfindung in einem herkömmlichen Spiritusvervielfältigungsverfahren erfordert keine anderen speziellen Präparate oder Apparaturen, als daß die Druckfarbe in dem Spiritusmaterial löslich sein muß. Das Spiritusmaterial auf der Oberfläche des Kopierbogens löst einen Teil der Druckfarbe in dem Kunstharzmaterial und überträgt die Druckfarbe auf den Kopierbogen. Die Kunstharzdispersion selbst wird nicht übertragen.

Beispiel

Ein Beispiel einer Zusammensetzung des bilderzeugenden Materials, d. h. des Druckfarben-Harz-Dispersionsgemisches, und Verfahren zur Herstellung und Verwendung der Vervielfältigungsmatrizen nach der Erfindung sind nachfolgend aufgeführt. °=c:140&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz13&udf54; &udf53;vu10&udf54;

Das Polyvinylchloridharz und Dioctylphthalat wurden in einen geeigneten Behälter gegeben und unter Verwendung eines Mischers mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Scherkraft vermischt, um ein Plastisol zu bilden. Während das Vinylharz und der Weichmacher vermischt wurden, wurde das Kristallviolett und das Ölsäurederivat auch in einem geeigneten Behälter unter Anwendung von Wärme, aber mit einem Mischer mit normaler Geschwindigkeit vermischt. Als das Kunstharz die Plastisolstufe erreicht hatte, wurde das basische Bleisilikatsulfat zugesetzt und so mit ihm vermischt, daß diese Substanz darin gründlich dispergiert wurde. Sodann wurde die Druckfarbe zu dem Plastisol zugesetzt und gründlich darin dispergiert. Sodann folgte die Zugabe des Bentonittones, eines thixotropen Mittels, um das druckfähige Gemisch zu bilden.

In einem anderen Versuch wurde das Polyvinylchloridharz in Pulverform in einer Lösung von Methylviolett in Ölsäurederivat durch Vermischen in einem Mischer dispergiert. Es wurde kein Dioctylphthalat verwendet. In diesem Fall bestand das Druckfarben-Harz-Dispersionsgemisch aus den folgenden Mengen: °=c:130&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz12&udf54; &udf53;vu10&udf54;

Nach beiden Methoden hergestellte Gemische wurden dann verwendet, um ein vorbestimmtes seitenverkehrtes Bild auf einen Polyesterfilmbogen mit einer Dicke von 0,038 mm aufzudrukken. Nach dem Bedrucken wurde der Bogen 10 sec. auf 130°C erhitzt, um das Harz zu gelieren und eine Vervielfältigungsmatrize zu bilden.

Nach dem Beschneiden des Bogens auf eine geeignete Größe wurde die Matrize in einer herkömmlichen Spiritusvervielfältigungsmaschine, jedoch ohne Verwendung der Spiritusvervielfältigungsflüssigkeit, verwendet, so daß es nur eine Druckberührung zwischen der Matrize und den Kopierbögen gab. Durch die Verwendung von Druck allein ließen sich 150 Kopien machen, und jede war lesbar.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung einer vorbedruckten Vervielfältigungsmatrize zur Erzeugung von Kopien mit oder ohne Spiritusvervielfältigungsflüssigkeiten durch Übertragen eines Druckbildes aus einer in einem Kunstharz verteilten Druckfarbe auf einen Trägerbogen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild mit Hilfe eines Gemisches einer Dispersion des Kunstharzes und der Druckfarbe seitenverkehrt auf den Trägerbogen aufdruckt und sodann den Trägerbogen bis zur Gelierung des Kunstharzes erhitzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunstharzdispersion ein Plastisol von in Dioctylphthalat dispergiertem Polyvinylchlorid einsetzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Druckfarbe eine Lösung von Farbstoff in einem Farbstofflösungsmittel einsetzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunstharzdispersion ein in dem Farbstofflösungsmittel der Druckfarbe dispergiertes Polyvinylchloridharz einsetzt.






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