Brevet FR2524845A1 — publié le 19831014

" Ruban encreur à surimpressions en recouvre- ment ". L'invention concerne un ruban encreur à surimpres- sion en recouvrement, qui a été établi en particulier pour une roue imprimante, mais qui peut être utilisé pour d'autres machines à écrire ou à imprimer. Le terme "surimpression en recouvrement" signifie que l'avancement du ruban par frappe, qui est générale- ment légèrement supérieur à la largeur des caractères, peut être réduit à par exemple 1/3 ou 1/5 de cette lar- geur, de sorte que chaque caractère ne vient frapper qu'une faible partie de la surface d'une zone fraiche du ruban encreur, tandis que la plus grande partie de la surface recevant l'impact du caractère est située dans une zone du ruban encreur, qui a reçu déjà une ou plu- sieurs frappes immédiatement avant Un ruban encreur de ce type, que l'on appelle également en terme de métier "ruban Overstrike", ne doit avancer que dans une direc- tion, comme un ruban à usage unique, mais il est utilisé plusieurs fois (par exemple 3,3 ou 5 fois) Contrairement à certains ruban encreurs à surimpression multiple, qui doivent être souvent déplacés vers l'avant et vers l'arrière (avec une étape complète d'avancement d'environ une largeur de caractère par frappe), ce ruban permet de faire l'économie d'un mécanisme d'inversion de sens cou- teux et fragile pour l'inversion du sens de la marche. Les rubans "overstrike" sont généralement consti- tués par une feuille support mince, sur laquelle on dépose une couche colorante sous la forme d'une matrice en agent liant synthétique, et par une pâte colorante dispersée au sein de la matrice La pâte colorante se compose ici d'une huile dans une large mesure incompati- ble avec la matière synthétique de la matrice, et de pigments colorants Pour obtenir ce revêtement, on dépose sur la feuille support une solution de l'agent liant dans un solvant, qui sert également à dissoudre l'huile Pen- dant le séchage, c'est-à-dire l'évaporation du solvant, l'huile se sépare en de nombreuses micro-gouttelettes, qui dans le cas idéal communiquent entre elles, dans la matrice en train de se solidifier De ce fait, le reve- tement qui délivrera la couleurde ce ruban encreur peut être considéré comme une'couche de mousse" supportée par la feuille support et remplie de pâte colorante A chaque frappe, il sort de cette couche, sous l'effet de la pres- sion, une partie de la pâte colorante, qui forme l'écri- ture sur le papier placé derrière le ruban. Une importante exigence vis-à-vis des rubans "Overstrike" consiste en ce que, à chaque frappe et en chaque point du ruban, il doit sortir une quantité iden- tique de pâte colorante de l'enduit qui délivre la cou- leur Il ne doit pas se produire de chute de l'intensité de coloration entre la prémière et la dernière frappes, car cela conduirait à uneécriture tâchetée Après la dernière surimpression, par contre, le débit du ruban peut et devrait même brusquement décroître, car la partie concernée du ruban ne doit plus être utilisée à nouveau et n'a plus besoin de délivrer de la couleur. Les rubans "Overstrike" connus, dans lesquels on utilise pour la pâte colorante des huiles comme l'huile de ricin, la graisse animale, l'huile d'arachide, la trioleine de la glycérine, ou des huiles naturelles ou synthétiques appropriées, répondent à ces exigences de façon bonne à satisfaisante, jusqu'à ce qu'ils aient été surimprimés environ 5 fois Afin de réduire la consomma- tion en ruban et les frais qu'elle implique, on cherche cependant à obtenir des surimpressions encore plus éle- vées (c'est-à-dire une réduction de l'avancée du ruban à moins de 1/5 de la largeur des caractères) Néanmoins il s'est avéré que les rubans connus ne permettent plus une écriture parfaite après une surimpression élevée, mais donnent une écriture tâchetée qui se remarque nette- ment surtout dans les traits de soulignement. Cela provient manifestement de ce que dans les rubans connus, après un certain nombre de surimpressions (dont la limite parait être 6 surimpressions d'un même point du ruban), la réserve de couleur dans le ruban commence à s'épuiser On n'a trouvé jusqu'à présent au- cune possibilité pour élever de façon significative cette réserve Une augmentation de l'épaisseur de l'enduit colorant n'est pas possible seule, car afin de disposer d'une grande longueur de ruban par cassette, le ruban doit être aussi mince que possible, sans parler du fait que des revêtements trop épais ne peuvent assurer la constance de la délivrance de couleur Une augmentation de la proportion de pâte colorante dans l'enduit qui délivre la couleur est également impossible, car pour obtenir une couche spongieuse appropriée, il faut res- pecter un rapport minimum déterminé entre la pâte colo- rante et le liant Enfin, l'autre possibilité qui consis- terait à augmenter le pouvoir colorant de la pâte ne s'est pas avérée réalisable jusqu'à présent Si l'on augmente la concentration en pigment, la pâte ne présente plus la fluidité nécessaire Des tentatives pour élever l'intensité de coloration par coloration additionnelle de l'huile avec un colorant soluble dans l'huile (désigné dans la suite par "colorant gras"), n'ont pas donné de résultat, car les colorants pour matières grasses ne sont solubles dans les huiles utilisées jusqu'à présent qu'à une faible concentration, et ne peuvent donc fournir une profondeur de coloration suffisante. En conséquence, l'invention a pour objectif de proposer un ruban colorant qui permette, même avec une roue imprimante travaillant à une vitesse de frappe éle- vée, une surimpression supérieure à 10 fois, avec une intensité d'écriture donnant un noir profond et des con- tours nets. A cet effet, l'invention propose que la pâte colo- rante contienne un colorant pour matières grasses dissous dans un ester polyéthoxylé d'un acide gras et d'un poly- alcool, et un additif constitué par une charge finement divisée, avec une surface spécifique élevée et une répar- tition des dimensions de particules allant de 0,2 à p L'invention se base sur cette étonnante constata- tion que l'ester polyéthoxylé d'un acide gras et d'un polyalcool présente une capacité de dissolution étonnam- ment élevée et inattendue pour les colorants gras, et qui augmente avec le nombre dee groupes éthoxy Alors que dans les huiles habituellement utilisées jusqu'à pré- sent dans les rubans "Overstrike", on ne pouvait dissou- dre qu'au maximum 1 %, et souvent même beaucoup moins de colorant gras, les huiles polyéthoxylées mentionnées peuvent absorber jusqu'à 50 % de colorant gras sous forme de solution C'est une concentration en colorant consi- dérée jusqu'à présent comme irréalisable, qui permet pour la première fois de colorer une huile avec une intensité suffisante. Les esters polyéthoxylés d'acides gras et d'un polyalcool sont en outre suffisamment incompatibles avec le liant de l'enduit colorant, pour former la couche de mousse nécessaire lors de la production du ruban Cette propriété était également imprévisible, car généralement, l'introduction de groupes éthoxy dans la molécule accroit la compatibilité de l'huile avec le liant en matière synthétique dans une telle mesure, que la formation d'une couche spongieuse devient impossible, c'est-à-dire qu'avec ces huiles on ne peut pas absolument obtenir un enduit qui émette une couleur. Les esters d'acides gras les plus appropriés pour l'invention sont ceux qui dérivent d'acides gras compor- tant 12 à 25 atomes de C et d'alcools comportant 3 à 6 groupes OH, et qui contiennent 20 à 60 groupes éthoxy par molécule Des exemples typiques et recommandés sont constitués par les penta à octo-oléates sorbitiques de polyoxyéthylène ( 40), les triricinolates de glycérine de polyoxyéthylène, ainsi que des composés appropriés d'au- tres acides gras avec en moyenne 40 groupes éthoxy environ. Grâce à la capacité de dissolution élevée des esters polyéthoxylés pour les colorants pour matières grasses, il n'est pas nécessaire que toute la base huile de l'enduit colorant soit constituée de ces esters Au contraire, ces esters d'acides gras peuvent être coupés sans problème avec jusqu'à 50 % d'huile habituellement utilisée à ce Jour dans les rubans "Overstrike", y com- pris mêmes des huiles minérales, sans que la concentra- tion en matière colorante de la pâte devienne trop fai- ble pour autant. Comme colorant gras, on peut utiliser tous les colorants solubles dans les matières grasses, comme par exemple le noir Soudan ou le noir pour matières grasses HB Bien entendu, on peut également obtenir d'autres signes d'écriture colorés ou fluorescents par la mise en oeuvre de matières colorantes appropriées, solubles dans les huiles. Outre les deux composants qui sont le colorant gras et l'ester gras, l'enduit colorant contient aussi un additif constitué par une charge finement divisée, par exemple du kieselguhr, du charbon actif ou des billes creuses éclatées, avec une grande surface interne acces- sible à la pâte colorante Ces charges retiennent très énergiquement la partie (la plus grande) de la pâte colorante ayant pénétré dans leurs pores, de sorte que lors de la première impression, on ne dispose que d'une quantité de pâte juste nécessaire à l'obtention d'une reproduction claire des caractères En même temps que la pâte colorante sera exprimée de la pâte colorante libre à partir de la matrice en mousse de matière synthétique, les charges sont également brisées en partie sous l'im- pact du caractère, de sorte qu'une partie de la réserve de pâte colorante, contenue auparavant dans les pores de la charge, sera libérée et pourra sortir sous l'effet de la pression au cours de l'impression qui suivra Ce processus se répète à chaque frappe. Les charges présentent en outre l'avantage que par suite de la conservation de la plus grande partie de l'huile dans leurs pores, il reste dans l'enduit colorant si peu d'huile disponible, que l'affinité élevée du liant vis-à-vis de la feuille de support suffit à fixer la couche colorante sur la feuille support Par suite, l'incorporation jusqu'ici nécessaire d'une couche inter- médiaire favorisant l'adhérence n'est plus absolument indispensable. Par ailleurs, il est avantageux d'ajouter des agents mouillants cationiques à l'enduit délivrant la couleur, car ils empêchent un mouillage trop intense de la surface intérieure de la mousse par les particules de pigment (généralement acides) et favorisent ainsi leur mobilité Des agents mouillants recommandés sont les sels d'amines grasses, c'est-à-dire les sels des alcoyl- amines ou alcoyldiamines à longues chaînes, obtenues à partir d'acides gras naturels ou synthétiques, en parti- culier avec des acides gras à chaîne longue ou à chaîne courte. L'invention propre donc un enduit delivrant une couleur dans lequel la pâte colorante, outre sa teneur en pigments colorants, est colorée par un colorant pour matières grasses à une concentration très élevée, la pâte présentant donc un pouvoir colorant très élevé et pouvant être maintenue en couche suffisamment mince La pâte colorante est délivrée à chaque frappe avec l'intensité constante voulue, et elle donne une coloration suffisam- ment puissante pour que les variations d'intensité de la frappe des caractères ne se remarquent pas dans l'inten- sité de l'impression. On peut atteindre sans problème des nombres de sur- impressions de 12 et plus, avant d'observer une chute relativement brutale de l'intensité de la coloration De ce fait, la durée de vie du ruban est plus que doublée par rapport aux meilleurs des rubans connus. Les proportions limites des composants de la cou- che délivrant la couleur du ruban encreur selon l'inven- tion sont indiquées ci-dessous, en % en poids dans une recette générale: Ester d'acide gras polyéthoxylé avec jusqu'à 60 groupes éthoxy par molécule 12 à 20 Colorants pour matières grasses solides, à 30 à 60 %, dissous dans un ester gras polyéthoxylé avec jusqu'à 60 grouppes 6 à 12 éthoxy par molécule Agent mouillant cationique 1,5 à 4 Noir de fumée et/ou autres pigments colorants 6 à 15 Solvant 45 à 90 Agent liant 8 à 12 Charge poreuse 6 à 12 Dans le cadre de cette composition, les esters gras polyéthoxylés mentionnés en premier peuvent être rempla- cés, totalement ou en partie, par des huiles courantes comme l'huile de ricin, la trioleine de glycérine ou éventuellement même des huiles minérales. Comme agent liant, on peut utiliser, dans le sys- tème selon l'invention, les liants synthétiques habituel- lement mis en oeuvre dans les rubans encreurs, tels que les polyacrylates, les copolymères chlorure/acétate de polyvinyle, les polyesters linéaires, les acétates de polyvinyle, les polystyrènes et les polyamides Comme solvants, on utilisera les solvants ou mélanges de sol- vants habituellement employés dans la fabrication des rubans encreurs, comme par exemple la méthyléthvlcétone, le toluène et l'alcool isopropylique Le solvant est introduit dans le système en partie sous la forme d'une solution par exemple à 25 % du liant Après séchage de l'enduit, le solvant n'est plus présent dans le produit fini Par ailleurs, les proportions des différents com- posants individuels varient en fonction de la nature des matières mises en oeuvre; leur valeur optimale se déter- mine aisément par des essais manuels. Pour l'obtention du ruban encreur selon l'inven- tion, on dépose le mélange d'enduction, conforme à la composition générale décrite, sur une feuille support en une matière couramment utilisée à cet effet, telle que les polyesters polyéthylènes, polypropylènes ou polyamides, et l'on sèche. Comme l'épaisseur totale du ruban fini ne doit pas dépasser une valeur de 26 nécessaire, l'emploi d'une couche intermédiaire anti- statique d'une épaisseur d'environ 2 p est possible. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples ci-après (L'abbréviation "PSHO" signifie tou- jours de l'heptaoléate sorbitique de polyoxyéthylène avec en moyenne 40 groupes éthoxy par molécule). Exemple 1 -: PSHO 18,1 % en poids Noir pour matières grasses, à 30 % dans le PSHO 9,6 " " Diaminoléate stéarique 2,3 " " Pigment bleu (Reflexblau R, C I. 42765-1) 2,1 " " Noir de fumée 7,0 " " PVC/AC, à 25 % dans la méthyléthyl- cétone 45,3 " " Kieselguhr 8,8 " " Méthyléthylcétone 15,0 " " Toluène 21, 6 " " Exemple 2: Trioléate de glycérine 14,1 % en poids Noir pour matières grasses, à 30 % dans le PSHO 10,0 " " Diaminoléate stéarique 2,3 " " Pigment bleu (Reflexblau R, C I. 42765-1) 2,1 " " Noir de fumée 7,0 " " PVC/AC, à 25 % dans la méthyléthyl- cétone 45,3 " " Kieselguhr 8,8 " " Toluène 21,6 " " Méthyléthylcétone 15, 0 " " Exemple 3: Dioléate sorbitique 18,1 % en poids Noir Soudan profond, à 30 % dans le PSHO 10,0 " " Aminoléate palmitique 3,2 " " Pigment bleu (Reflexblau R, C I. 42765-1) Noir de fumée PVC/AC, à 25 % dans la méthyléthyl- cétone Kieselguhr Toluène Méthyléthylcétone Exemple 4: PSHO Trioléate de glycérine Noir Soudan profond, à 30 % dans le PSHO Acétate d'amine stéarique Pigment bleu (Reflexblau R, C I. 42765-1) Noir de fumée PVC/AC, à 25 % dans la méthyléthyl- cétone Kieselgihr Toluène Méthyléthylcétone 2,1 7,0 ,3 8,8 21,6 ,0 14,1 4, 0 ,0 3,7 2,5 7,0 ,3 8,8 21,6 ,0 % en poids il fi il Il II Il fi Il I, il t, Il il fi I, Il I, t, Il Il IIl, t,l, il Il fi l, Il Il l I l I 11 II Suivant ces exemples, on a produit sur une feuille de polyester de 8 p d'épaisseur, un enduit délivrant une couleur d'environ 16 p d'épaisseur Les rubans encreurs ainsi obtenus ont donné, après 12 surimpressions, même avec une roue imprimante rapide, dans l'ensemble, des caractères uniformes et nets, et en particulier, même avec une frappe très énergique, un soulignement parfait. 1 l 1 R E V E N O l C r l " r S ) Ruban encreur à surinmpressio)ns en r::)Iur -. constitué par une feuille support et un enluit d 1 iirî,nt une couleur porté par cette feuille, sous la formie d'J:;e matrice en matière synthetique, avec unre pate a,tse d'huile dispersée dans la matrice, contenant di noir de fumée et/ou des pigments colorants, ruban caraetérise en ce que l'enduit délivrant une couleur contient une ma- tière colorante dissoute dans un ester gris po Lletho\vle d'un polyalcool, et un additif constitué par une charge finement divisee avec une grande surface interne, et avec une répartition de la dimension des particules de 0,2 à 20/j. 2 ) Ruban selon la revendication 1, caracterisé en ce que l'ester gras polyéthoxylé est un ester d'acide gras avec 12 à 25 atomes de C, et d'alcools avec 3-6 groupes OH, qui contient de 20 à 60 groupes éthoxy par molecule. 3 ) Ruban selon la revendication 2, caracterise en ce que l'ester gras polyéthoxylé est un penta à octo- oléate sorbitique de polyoxyéthylène ( 40). ) Ruban selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que comme charge, on utilise du kieselguhr (terre de diatomées), du charbon actif et/ou des billes creuses éclatées. ) Ruban selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ester gras polyéthoxylé est dilué à concurrence de 50 % avec une huile naturelle ou synthétique. ) Ruban selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que l'enduit délivrant une cou- leur contient en outre un agent mouillant cationique.