DE3812001A1 - Schreibband und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einmalschreibband mit einer Trägerfolie und einer darauf aufgebrachten Farbschicht, die thermoplastische Binde­ mittel, Farbmittel, pflanzliche Öle und gegebenenfalls Hilfsmittel zum Auftragen der Farbschichtausgangsmaterialien auf die Trägerfolie enthält, sowie ein vorteilhaftes Verfahren zu dessen Herstellung.

Schreibbänder der oben beschriebenen Art sind seit langem bekannt, so auch als sogenannte OCR-Bänder (Optical Character Recognition), MICR-Bänder (Magnetic Ink Character Recognition), EAN-Code-Bänder (Europäische Auszeichnungs-Norm-Bänder), Heißsiegelbänder und Cor­ rectable-Bänder. In der Farbschicht enthalten sie ein thermoplastisches Bindemittel, Farbmittel, Hilfsmittel zum Auftragen der Farbdispersion auf die Trägerfolie, pflanzliche Öle und gegebenenfalls Wachsmaterialien. Als Beschichtungshilfsmittel kommen beispielsweise Entschäumer, Netz­ mittel, Verlaufmittel, Weichmacher und dergleichen in Frage. Die bekannten Bänder wurden bisher dadurch hergestellt, indem die Ausgangs­ materialien in ein organisches Lösungsmittel überführt und darin gelöst wurden, sofern möglich. Ungelöst bleiben nach der Definition der Farb­ mittel die Pigmente. Die Kunststoffanteile lagen regelmäßig gelöst vor. Demzufolge war nach dem Auftrag dieser Beschichtungsflüssigkeit das organische Lösungsmittel, z. B. Toluol, Benzin, Methylethylketon, Iso­ propanol usw. abzudampfen, was eine Umweltbeeinträchtigung bedeutete. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Umweltbeeinträchtigung zu beheben. Bis heute war jedoch kein geeigneter Lösungsvorschlag gefunden worden.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebenen Bänder so weiterzubilden bzw. deren Herstellungsverfahren so zu verbessern, daß die wünschenswerte Umweltfreundlichkeit erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Farbschicht als kontinuierliche Gerüstsubstanz ein Polyalkylenoxid aufweist, in dem thermoplastische Bindemittelteilchen fein dispergiert sind.

Das erfindungsgemäße Schreibband läßt sich besonders vorteilhaft dadurch herstellen, daß eine wäßrige Beschichtungsdispersion, die das thermoplastische Bindemittel suspendiert, das Polyalkylenoxid gelöst, ein pflanzliches Öl, das mit dem Polyalkylenoxid unverträglich ist, Farbmittel und sonstige übliche Additive enthält, in an sich bekannter Weise auf die Trägerfolie des Schreibbandes aufgetragen und der wäßrige bzw. flüchtige Anteil der Dispersion abgedampft wird.

Das Wesen der Erfindung besteht demzufolge darin, daß eine wäßrige Be­ schichtungsdispersion mit dem Gehalt an den nötigen Ausgangs­ materialien, nämlich dem Polyalkylenoxid, dem thermoplastischen Binde­ mittel, den Farbmitteln sowie dem mit dem Polyalkylenoxid unver­ träglichen pflanzlichen Öl, jeweils obligatorische Bestandteile, auf die Trägerfolie aufgebracht und dort die flüchtige wäßrige Phase abgedampft wird.

An die Trägerfolie sind keine besonderen Anforderungen zu stellen. Es kann sich um beliebige thermoplastische Kunststoffolien handeln, insbe­ sondere um eine etwa 10 bis 20 Mikrometer starke Polyethylen-Folie oder eine etwa 2 bis 15 Mikrometer starke Polyester-Folie. Grundsätzlich käme auch ein Papierträger bzw. ein mit Aluminium kaschierter Papier­ träger in Frage. Die Ausgangsmaterialien sowie die Stärke der Folie sind für die mit der Erfindung angestrebten Effekte nicht kritisch.

Im Rahmen der Erfindung werden allgemein Polyalkylenoxide eingesetzt, die in der wäßrigen Phase löslich sein müssen. Als besonders geeignete Polyalkylenoxide kommen Polypropylenoxid und Polyethylenoxid in Frage. Das Molekulargewicht liegt vorzugsweise zwischen 800 und 200000, insbe­ sondere zwischen 800 bis 10000. Ihr Schmelzpunkt liegt vorzugsweise bei etwa 55 bis 60°C, insbesondere bei etwa 60°C.

In Abhängigkeit zu dem gewählten Polyalkylenoxid muß ein besonderes pflanzliches Öl gewählt werden, das bei der fertigen Farbschicht auf der Trägerfolie eine Unverträglichkeit gegenüber dem Polyalkylenoxid zeigt. Als pflanzliche Öle sind beispielsweise Rüböl, Sesamöl, Maisöl und insbe­ sondere Rizinusöl geeignet. Durch mikroskopische Untersuchungen kann nachgewiesen werden, daß dieses pflanzliche Öl in Form feinster Tröpfchen in der kontinuierlichen und aus dem Polyalkylenoxid gebildeten Phase dispergiert ist. Der Durchmesser dieser Öltröpfchen liegt im allge­ meinen in der Größenordnung von einigen wenigen Mikrometern.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich vielfältige thermoplastische Binde­ mittel einsetzen, wie insbesondere Polystyrol, Polyvinylacetat, Poly­ acetal, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyethylen, Copolymerisate aus Vinyl­ acetat und Vinylchlorid, Polyvinylether, Polyvinylpropionate, Acrylate, insbesondere Acrylat-Copolymere, Ethylen-/Vinylacetat-Copolymere. Zur Steuerung der Härte der in der Farbschicht des erfindungsgemäßen Schreibbandes eingeschlossenen Thermoplastteilchen können auch geeignete Weichmacher herangezogen werden, so z. B. Phthalsäureester, wie Di-2-ethylhexylphthalat, Di-isononylphthalat und Di-isodecylphthalat, aliphatische Dicarbonsäureester, wie die von Adipinsäure, insbesondere Di-2-ethylhexyladipat und Diisodecyladipat, Fettsäureester, wie Tri­ ethylenglykol-2-(2-ethylbutyrat) und dergleichen. In Einzelfällen kann es vorteilhaft sein, dem thermoplastischen Bindemittel Stabilisatoren einzu­ verleiben.

In der Farbschicht des erfindungsgemäßen Schreibbandes können unter­ schiedliche Farbmittel enthalten sein, so Pigmente und/oder Farbstoffe. Bevorzugt werden als Pigmente Ruß, Chrom(II)-oxid und/oder Eisen-(III)-oxid. Es hat sich gezeigt, daß sich die Pigmente bei der Fertig­ stellung des erfindungsgemäßen Schreibbandes überwiegend in den Tröpfchen des pflanzlichen Öls ansammeln.

Ein besonderes Charakteristikum des erfindungsgemäßen Schreibbandes ist darin zu sehen, daß innerhalb der kontinuierlichen Polyalkylenoxid-Phase nicht nur die Tröpfchen des pflanzlichen Öls mit Pigmenteinschluß dis­ pergiert sind, sondern darüber hinaus auch die festen Partikel des thermo­ plastischen Bindemittels in feinster Dispergierung vorliegen. Dabei kann die Teilchengröße dieser festen Partikel weiten Schwankungen unterliegen und dürfte regelmäßig zwischen etwa 0,1 bis 10 Mikrometern, insbe­ sondere zwischen etwa 0,1 und 1 Mikrometern liegen. Je feiner die Teilchen dieses thermoplastischen Bindemittels in der kontinuierlichen Polyalkylenoxid-Phase verteilt sind, desto bessere Effekte werden erzielt, so beispielsweise eine bessere Randschärfe des mit diesem Schreibband erzielten Ausdrucks. Darüber hinaus fördert der Anteil des thermo­ plastischen Bindemittels die Wischfestigkeit und die Feuchtigkeits­ resistenz der Schrift, was inbesondere für polymere Acrylate, wie insbe­ sondere ein Acryl-Copolymer in Form von Setalin AD 630-AQ 40 gilt. Sollte dieses in neutralem bzw. schwachsaurem Medium löslich sein, dann wird das wäßrige Medium alkalisch eingestellt, beispielsweise mit Ammoniak, so daß hierdurch gewährleistet ist, daß es in suspendierter Form in der Beschichtungsflüssigkeit vorliegt.

Die die oben beschriebenen Hauptbestandteile enthaltende Beschichtungs­ flüssigkeit enthält als disperse Phase vorzugsweise Wasser. Dem Wasser können jedoch andere mehr oder weniger umweltverträgliche hydrophile Lösungsmittel, wie beispielsweise Isopropanol und/oder Ethanol, in geeigneten Mischungsverhältnissen beigegeben werden. Es ist anzustreben, daß vorwiegend Wasser vorliegt, da hier die Umweltfreundlichkeit besonders in Erscheinung tritt. Wird ein Wasser/Ethanol-Gemisch einge­ setzt, dann sollte der Wasseranteil in diesem Gemisch mindestens etwa 70 Gew.-%, insbesondere etwa 85 Gew.-% ausmachen.

In der wäßrigen Beschichtungsflüssigkeit entfallen auf etwa 2 bis 10 Gew.-Teile Polyalkylenoxid etwa 2 bis 25 Gew.-Teile thermoplastisches Bindemittel und etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile pflanzliches Öl. Werden diese Grenzbereiche eingehalten, dann werden besonders vorteilhafte Ergebnisse im Hinblick auf die Schriftschärfe, Wischfestigkeit, Feuchtig­ keitsresistenz der Schrift und Haftung auf dem zu bedruckenden Unter­ grund erhalten. In der Beschichtungsflüssigkeit liegen auch die erforderlichen Farbmittel vor, wobei hier bezüglich des gewichts­ prozentualen Anteils keine wesentlichen Beschränkungen gelten. Im allge­ meinen entfallen etwa 2 Gew.-Teile Farbmittel auf etwa 1 Gew.-Teil Polyalkylenoxid. Der Feststoffgehalt der fertigen Beschichtungsflüssigkeit bzw. Ausgangsdispersion kann ebenfalls in weiten Grenzen schwanken, so zwischen etwa 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise zwischen etwa 30 und 60 Gew.-%.

Bei der Zubereitung der Beschichtungsflüssigkeit können zur Begünstigung der weiteren Verarbeitung verschiedene übliche Additive beigegeben werden, wie Dispergierhilfsmittel, Entschäumer, Netzmittel, Verlauf­ mittel und dergleichen.

Als geeignete Rahmenrezeptur für die Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens kann angegeben werden: etwa 30 bis 50 Gew.-Teile Wasser, etwa 2 bis 10 Gew.-Teile Polyalkylenoxid, insbesondere Poly­ ethylenoxid, etwa 10 bis 15 Gew.-Teile Ethanol, etwa 2 bis 10 Gew.-Teile thermoplastisches Bindemittel, insbesondere ein Acryl-Copolymer, etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile pflanzliches Öl, insbesondere Rizinusöl, etwa 5 bis 15 Gew.-Teile Farbmittel, insbesondere Pigmente, sowie als Verarbeitungshilfsmittel etwa 0,5 bis 2 Gew.-Teile Entschäumer, insbe­ sondere Byk 033 (Mischung aus hydrophoben Komponenten in paraffinbasi­ schem Mineralöl) sowie etwa 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile Dispergiermittel, insbesondere Lecithin-Derivat.

Die wäßrige Beschichtungsdispersion kann in beliebiger Weise auf die Trägerfolie aufgetragen werden, so beispielsweise mit einer Rakel, einem Roll-Coater, einer Luftbürste und durch Flexodruck. Die Auftragstechno­ logie ist nicht kritisch. Die Beschichtungsflüssigkeit kann auch in beliebiger Weise nach dem Auftragen abgedampft bzw. eingeengt werden, z. B. durch Überleiten warmer Luft. Vorzugsweise sollte die Temperatur der aufgetragenen wäßrigen Beschichtungsdispersion beim Abdampfen bzw. Einengen des wäßrigen Anteils, gegebenenfalls mit einem Anteil an hydrophilem anderen Lösungsmittel nur so hoch gewählt werden, daß der Erweichungspunkt des darin enthaltenen thermoplastischen Bindemittels nicht überschritten wird. Nach dem Abdampfen bleibt die Farbschicht in der gewünschten Struktur zurück. Es empfiehlt sich jedoch, die Stärke, je nach Anwendungszweck, auf etwa 2 bis 15 Mikrometer, insbesondere 5 bis 10 Mikrometer einzustellen (trockene Schicht). Gegebenenfalls kann zwischen der Farbschicht und der Trägerfolie eine Trennschicht, z. B. aus einem Silikonmaterial, angeordnet sein. Die Stärke dieser Trennschicht beträgt vorzugsweise etwa 0,5 bis 2 Mikrometer.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Farbbandes liegen darin, daß es in vielfältigen Verwendungsbereichen einsetzbar ist, so als OCR-Band, MICR-Band, EAN-Code-Band, Heißsiegelband und als Correctable-Band. Ein derartig vielfältig verwendbares Schreibband war bisher noch nicht bekannt. Diese vielfältige Verwendbarkeit scheint auf die besondere Struktur der Farbschicht des erfindungsgemäßen Schreibbandes zurück­ zugehen. Durch die geringe Kohäsion der Farbschicht werden Schrift- und Codierzeichen besonders randscharf abgebildet. Der genannte Anteil an thermoplastischem Bindemittel, insbesondere wenn es sich um einen Acryl-Copolymer-Anteil handelt, fördert die Wischfestigkeit und die Feuchtigkeitsresistenz der Schrift. Darüber hinaus ist der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Schreibbandes auch darin zu sehen, daß es aufgrund des Einsatzes einer wäßrigen Beschichtungsflüssigkeit umwelt­ freundlich herstellbar ist, da auf umweltbeeinträchtigende organische Lösungsmittel, wie z. B. Toluol und Benzin, verzichtet werden kann. Bei Einverleibung von Magnetpigmenten in die Farbschicht des Schreibbandes läßt sich dieses mit besonderem Vorteil als Magnetband einsetzen, so daß die damit ausgeschriebenen Schriftzeichen magnetisch ablesbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Beispiel noch näher erläutert werden.

Beispiel 1

Anhand folgender Rezeptur wurde eine wäßrige Beschichtungsdispersion hergestellt:

Wasser
48,3 Gew.-Teile
Polyethylenoxid (Molekulargewicht etwa 6000)	6,0 Gew.-Teile
Ethanol	15,0 Gew.-Teile
thermoplastisches Bindemittel Polyvinylacetat (vertrieben von der Firma Wacker unter der Handelsbezeichnung CF 10	16,5 Gew.-Teile
Entschäumer in Form von Byk 033	1,0 Gew.-Teile
Dispergiermittel in Form von Soja Lecithin	0,2 Gew.-Teile
pflanzliches Öl in Form von Rizinusöl	2,0 Gew.-Teile
Pigment (Ruß)	11,0 Gew.-Teile
	100 Gew.-Teile

Die insgesamt 100 Gew.-Teile ausmachende wäßrige Dispersion wurde mittel einer Rakel in einer Schichtstärke von etwa 20 Mikrometern (naß) auf einen Polyethylen-Träger einer Stärke von etwa 10 Mikrometern aufgebracht. Durch Überleiten warmer Luft einer Temperatur von etwa 80°C wurde der wäßrige Anteil der aufgetragenen Dispersion, einschließ­ lich des Ethanolanteils,innerhalb weniger Minuten abgedampft. Das erhaltene Erzeugnis konnte unmittelbar als Schreibband verwendet werden.

Claims (16)

1. Einmalschreibband mit einer Trägerfolie und einer darauf aufge­ brachten Farbschicht, die thermoplastische Bindemittel, Farbmittel, pflanzliche Öle und und gegebenenfalls Hilfsmittel zum Auftragen der Farbschichtausgangsmaterialien auf die Trägerfolie enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht als kontinuierliche Gerüstsubstanz ein Polyalkylenoxid aufweist, in dem thermoplastische Bindemittel­ teilchen fein dispergiert sind.

2. Schreibband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf etwa 2 bis 10 Gew.-Teile Polyalkylenoxid etwa 2 bis 25 Gew.-Teile thermo­ plastisches Bindemittel und etwa 0,5 bis 5 Gew.-Teile pflanzliches Öl entfallen.

3. Schreibband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly­ alkylenoxid Polypropylenoxid und/oder Polyethylenoxid ist.

4. Schreibband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly­ propylenoxid und/oder Polyethylenxoid ein Molekulargewicht von mehr als etwa 600 aufweist.

5. Schreibband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mole­ kulargewicht etwa 800 bis 20000, insbesondere etwa 800 bis 10000 beträgt.

6. Schreibband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid einen Erstarrungspunkt von etwa 20 bis 60°C aufweist.

7. Schreibband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Farbschicht als Farbmittel ein Pigment enthält.

8. Schreibband nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Pigment Ruß, Chrom(II)-oxid und/oder Eisen-(III) -oxid enthält.

9. Schreibband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Bindemittel ein Acryl-Copolymer ist.

10. Schreibband nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das pflanzliche Öl Rizinusöl ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Schreibbandes nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Beschichtungsdispersion, die das thermoplastische Bindemittel sus­ pendiert, das Polyalkylenoxid gelöst, ein pflanzliches Öl, das mit dem Polyalkylenoxid unverträglich ist, Farbmittel und sonstige übliche Additive enthält, in an sich bekannter Weise auf die Trägerfolie des Schreibbandes aufgetragen und der wäßrige bzw. flüchtige Anteil der Dis­ persion abgedampft wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdampfen des wäßrigen bzw. flüchtigen Anteils der Beschichtungs­ dispersion unterhalb des Erweichungspunktes des thermoplastischen Binde­ mittels durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdampfen innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa Raum­ temperatur bis 105°C durchgeführt wird.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Phase zusätzlich ein hydrophiles Lösungs­ mittel enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das hydro­ phile Lösungsmittel Isopropanol und/oder Ethanol ist.

16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdampfen des flüchtigen Anteils der Be­ schichtungsdispersion durch Überleiten warmer Luft erfolgt.