DE2818976C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer heißen geschmolzenen Beschich
tungsmasse aus Mikrokapseln und Hotmelt-
Wachsen und -Harzen gemäß dem Oberbegriff des Hauptan
spruchs sowie deren Verwendung für die Herstellung von
druckempfindlichem, kohlefreiem Durchschreibepapier.
Kohlefreies Durchschreibepapier ist ein Stan
dardtyp des Papiers, bei dem während der Herstellung die
Rückseite eines Papiersubstrates mit einer sogenannten
CB-Schicht versehen ist, die einen oder mehrere Farbvor
läufer allgemein in Kapselform, im besonderen in Mikro
kapselform, enthält. Während der Herstellung wird gleich
zeitig die Vorderseite des Papiersubstrates mit einer soge
nannten CF-Schicht überzogen, die einen oder mehrere Farb
entwickler enthält. Sowohl der Farbvorläufer als auch der
Farbentwickler bleiben in der Beschichtungsmasse auf den
betreffenden Seiten des Papiers in farbloser Form, und zwar
solange, bis die CB- und die CF-Schicht aneinanderstoßen
und bei genügendem Druck beispielsweise durch eine Schreib
maschine die CB-Schicht aufbrechen, um den Farbvorläufer
freizugeben. Hierbei wird der Farbvorläufer auf die CF-
Schicht übertragen und reagiert mit dem darin befindlichen
Farbentwickler, um ein Bild zu formen. Kohlefreies Papier
hat sich aus verschiedenen Gründen als ein besonders wert
volles Bildübertragungsmittel erwiesen, weil sowohl die
CB- als auch die CF-Schicht in einem inaktiven Zustand
sind, bevor eine CB-Schicht in die Nähe einer CF-Schicht
gebracht wird, da sie keinen Kontakt miteinander bilden.
Patente über kohlefreie Papiererzeugnisse sind:
US-PS 27 12 507,
US-PS 27 30 456,
US-PS 34 55 721,
US-PS 34 66 184,
US-PS 36 72 935,
Eine dritte Generation dieser Produkte, die sich in einem
fortgeschrittenen Entwicklungsstadium befindet, zum Teil
schon erhältlich sind und deren Produktionsaufnahme be
vorsteht, ist das Selbstkopierpapier.
Ganz allgemein bezieht sich das Selbstkopierpapier
auf ein Abbildungssystem, bei dem nur eine Seite des Papiers
beschichtet werden muß, wobei diese Schicht sowohl den Farb
vorläufer, der im allgemeinen in Kapselform vorliegt, als
auch den Farbentwickler enthält. Wenn nun Druck ausgeübt
wird, z. B. wieder durch eine Schreibmaschine oder durch
ein Schreibgerät, wird die den Farbvorläufer enthaltende
Kapsel aufgerissen, so daß der Farbvorläufer mit dem ihn
umgebenden Farbentwickler unter Formung eines Bildes rea
giert. Sowohl das kohlefreie zum Übertragen von Bildern
geeignete Durchschreibepapier als auch das zum Selbstkopieren
geeignete Papier sind Gegenstand vieler Patente gewesen.
Die US-Patentschrift 27 30 456 offenbart ein typisches
autogenes Stoffübertragungssystem, das früher manchmal als
"selbstkopierend" bezeichnet wurde, weil
sich alle Elemente zum Herstellen einer Abbildung auf
einem Einzelblatt befanden.
Ein Nachteil beschichteter Papiere, wie kohlefreier und
selbstkopierender Papiere, besteht darin, daß eine flüssige
Beschichtungsmasse verwendet wird, die farbbildende Be
standteile während des Herstellungsverfahrens enthält.
Beim Auftragen von CB-Schichten umfaßt die Beschichtungs
masse im allgemeinen eine Dispersion von Mikrokapseln
in einem wäßrigen Medium, das auch ein Bindemittel für
die Mikrokapseln enthält. Bei Einsatz einer wäßrigen
Beschichtungsmasse muß das überschüssige Wasser durch
Trocknen entfernt werden, was eine aufwendige, teure
Apparatur und einen hohen Energieaufwand erforderlich
macht, um ein mit einer wäßrigen Beschichtungsmasse ver
sehenes Substrat ständig zu trocknen. Durch die Anwendung
von Wärme wird nicht nur das gesamte Herstellungsverfahren
teurer, sondern sie kann auch die farbbildenden Bestandteile
zerstören, die im allgemeinen während der Herstellung auf das
Papiersubstrat aufgetragen werden. Hohe Temperaturen bei der
Trocknung erfordern eine spezielle Formulierung der wandbil
denden Verbindungen, die die Anwendung überschüssiger Wärme
erlauben. Die beim Beschichten auftretenden Probleme sind
im allgemeinen der Tatsache zuzuschreiben, daß nach dem Be
schichten noch getrocknet werden muß.
Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden von der Tatsache abgeleitet, daß eine heiße, ge
schmolzene Beschichtungsmasse hergestellt wird, die zum
Beschichten eines Papiersubstrates eingesetzt werden kann.
Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Beschichtungs
stoffen, die im allgemeinen ein wäßriges oder organisches
Lösungsmittel erfordern. In dieser Anmeldung wird der
Ausdruck "100%iger fester Beschichtungsstoff" manchmal
benutzt, um das Beschichten zu beschreiben und sollte so
verstanden werden, daß eine heiße, geschmolzene Be
schichtungsmasse benutzt wird, bei der das bei der Her
stellung von Papier erforderliche übliche Trocknen nicht
erforderlich ist.
Mikrokapseln enthaltende Beschichtungsmassen auf Hotmelt-
Basis sind in der US-PS 30 16 308 beschrieben. Nach dem
dort aufgezeigten Herstellungsverfahren wird ein frei
fließendes Pulver aus diskreten Mikrokapseln in die
Hotmelt-Masse eingearbeitet. Dieses bekannte Verfahren
erfordert den separaten Verfahrensschritt des Trocknens
der Mikrokapseln aus der flüssigen Phase heraus, in der
sie hergestellt wurden, und folglich die anschließende
Handhabung und Lagerung der trockenen Mikrokapseln mit
den damit verbundenen Gefahren ihrer Beschädigung.
Weitere Schädigungen der Mikrokapseln treten insbesondere
bei deren Dispergieren in trockener, schüttfähiger Form
in dem Hotmelt-Suspensionsmedium auf.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des
Hauptanspruchs enthaltenen Merkmale.
Einer bevorzugten Ausführungsform zufolge kann das Ver
fahren kontinuierlich betrieben werden. Das Erhitzen im
Vakuum erlaubt das wirkungsvolle Entfernen von Wasser aus
dem Mikrokapselmaterial, ohne daß eine übermäßige Wärmezu
fuhr und ein hohes Vakuum erforderlich wären. In dieser An
meldung bezieht sich der Ausdruck "flüchtiger Bestandteil"
auf wäßrige und nicht wäßrige Lösungsmittel und schließt
viele andere wäßrige und organische Lösungsmittel mit ein.
Die Fig. 1 bis 4 sind mikrofotografische Aufnahmen von
vier heißen, geschmolzenen Dispersionen, wie sie nach den
zu erläuternden Versuchen ausgewertet wurden.
Das Verfahren dieser Erfindung betrifft die Herstellung einer
heißen, geschmolzenen Beschichtungsmasse, die Mikrokapseln
enthält. Das Verfahren wird durch Mischen einer Mikrokapsel
dispersion in einem flüchtigen Lösungsmittel mit einem
heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel durchge
führt, wobei die Mischung in einem Vakuum auf eine Temperatur oberhalb des
Schmelzpunktes des Hotmelt-Suspensionsmittel und oberhalb des
Siedepunktes des Lösungsmittels bei dem angelegten Vakuum gehalten und das flüchtige Lösungs
mittel verdampft wird, bis es im wesentlichen fast ganz aus
der Mischung entfernt ist. In einer bevorzugten Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsge
mäßen Zusammensetzung ist das flüchtige Lösungsmittel Wasser.
Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß die kontinuierliche flüchtige Lösungs
mittelphase der Mikrokapseldispersion durch das heiße, ge
schmolzene Suspensionsmittel als kontinuierliche Phase aus
getauscht wird. Dies wird durch Erhitzen im Vakuum erreicht.
Die besondere Schwierigkeit liegt in der Empfindlichkeit
der Mikrokapseln gegenüber der Wärme, insbesondere feuchter
Wärme und den höheren Scherbedingungen. Damit dieser Aus
tausch erfolgreich ist, muß er ohne Bruch oder wesentliche
Verschlechterung der Mikrokapseln bis zu dem Punkt er
folgen, bei dem die Mikrokapseln nicht mehr funktionsfähig
sind. Es wurde festgestellt, daß durch die Kontrolle der
Austauschbedingungen eine Mikrokapseldispersion in einem
heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel mit Erfolg wie
folgt hergestellt werden kann:
- 1. Die Mikrokapseldispersion in einem flüchtigen Lö sungsmittel ist eine Dispersion von im wesentlichen getrennten Mikrokapseln.
- 2. Die Temperatur während des Mischens soll so niedrig sein, daß eine Verschlechterung der Mikrokapseln durch eine höhere Wärmezufuhr während des Mischens verhindert wird.
- 3. Das Vakuum soll andererseits hoch genug sein, um die Siedetemperatur wesentlich herabzusetzen, jedoch wiederum nicht so hoch, daß die Mikrokapseln zer rissen werden.
- 4. Dadurch, daß Temperatur und Vakuum gleich zeitig geregelt werden, wird erreicht, daß das flüchtige Lösungsmittel verdampft und die Temperatur sowohl über dem Schmelzpunkt des Hotmelt-Suspensionsmittels als auch über dem Siedepunkt des flüchtigen Lösungsmittels aufrechterhalten wird.
- 5. Mischen der Mikrokapseldispersion in dem flüchtigen Lösungsmittel und dem flüssigen, heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel durch langsames, wirbelndes Rühren.
Diese Bedingungen und ihre Wirkungen auf die sich ergeben
den Mikrokapseldispersionen werden im einzelnen erläutert
werden.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Be
schichtungsmasse ist eine Dispersion von im wesentlichen
getrennten Mikrokapseln in einem heißen, geschmolzenen Sus
pensionsmittel. Bei Aufbringen der erfindungsgemäßen Be
schichtungsmasse auf ein Substrat und nach ihrem Absetzen
durch Kühlen, wirkt das heiße, geschmolzene Suspensions
mittel als ein Bindemittel für die Mikrokapseln, um das
Haften der Mikrokapseln auf dem Substrat zu erleichtern.
Mikrokapseln, die pharmazeutische Mittel, Aromastoffe,
Parfums, Geschmacksstoffe, Insektizide, Farbstoffe, Pig
mente und Farbvorläufer enthalten, können in einem heißen,
geschmolzenen Suspensionsmittel durch das erfindungsge
mäße Verfahren dispergiert und auf verschiedenen Substraten
wie Papieren, Gewebestoffen und Kunststoff-Folien aufge
tragen werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist die Her
stellung einer heißen, geschmolzenen, Mikrokapseln ent
haltenden Beschichtungsmasse, die bei der Herstellung druck
empfindlicher kohlefreier Durchschreibepapiere benutzt wer
den kann. Die Herstellung dieser kohlefreien Durchschreib
papiere wird im einzelnen in einer parallel laufenden An
meldung mit dem Titel "Druckempfindliche kohlenstoff-freie
Übertragungsblätter unter Anwendung neuer heißer Schmelz
systeme und Verfahren zu ihrer Herstellung" beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im einzelnen mit Bezug
auf diese bevorzugte Ausführungsform erläutert.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die heiße, ge
schmolzene Beschichtungsmasse im wesentlichen eine Disper
sion von eingekapseltem chromogenem Material in einer
heißen Schmelze. In der Anmeldung bezieht sich der Aus
druck "chromogenes Material" auf Farbvorläufer, Farbbildner,
Farbentwickler und dergleichen. Das eingekapselte chromo
gene Material ist gewöhnlich eine Öllösung eines oder
mehrerer Farbvorläufer. Die Beschichtungsmasse kann neben
dem eingekapselten chromogenen Material auch Füllstoffe,
Schlichtmittel wie Pfeilwurzelstärke-Granulat und Dis
pergiermittel enthalten. Art und Menge derartiger Zusatz
stoffe in der Beschichtungsmasse sind beliebig und hängen
allgemein von dem gewünschten Endprodukt ab.
Obgleich irgendein bekannter Farbvorläufer oder Farbbildner
benutzt werden kann, sind die besten Farbvorläufer bei der
praktischen Durchführung der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung die Farbvorläufer des Elektronendonator
typs. Die bevorzugte Gruppe der Elektronendonator-Farb
vorläufer umfassen die Lactonphthalide, wie Cristall-
Violett-Lacton und 3,3-bis-(1′-äthyl-2-methylindol-
3′′-yl) Phthalid, Lactonfluorane, die 2-dibenzylamino-6-
diäthylaminofluoran und 6-diäthylamino-1,3-dimethylfluorane,
Lactonxanthene, die Leucoauramine, die 2-(omega substitu
ierte Vinylen)-3,3-disubstituiertes-3-H-Indole und 1,3,3-
trialkylindolinospirane. Falls gewünscht, können auch
Mischungen dieser Farbvorläufer benutzt werden. In der be
vorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mikroeinge
kapselte von in Öl gelöste Farbvorläufer benutzt. In solchen
Öllösungen liegen die Farbvorläufer in einer Menge von etwa
0,5% bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Öl
lösung, vorzugsweise jedoch im Bereich von etwa 2% bis etwa
7 Gew.-% vor.
Bei der Ausführung der Erfindung werden die Mikrokapseln
in Form einer Dispersion in einem flüchtigen Lösungsmittel
hergestellt. Im allgemeinen ist das Endprodukt um so besser,
je gleichmäßiger die Mikrokapseln in der Dispersion vor
liegen. Wie erläutert, umfassen die bei der praktischen
Ausführung der Erfindung nützlichen flüchtigen Lösungs
mittel sowohl wäßrige als auch nicht-wäßrige Lösungs
mittel. Von den nicht-wäßrigen Lösungsmitteln werden die
folgenden organischen Lösungsmittel bevorzugt:
Benzol, Xylol, Toluol, Lackbenzin, Tetrachlor-Kohlenstoff, Chloro form, Methylendichlorid, Cyclohexan, n-Hexan, n-Buthyl acetat und Diäthyläther. Die heißen, bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten Suspensionsmittel umfassen Wachse und Harze. Bevorzugte, als Hotmelt-Suspensionsmittel verwendete, Verbindungen sind entharzte oxidierte Mineralwachse, wie Montanwachse, Amid wachse wie Bisstearamidwachs, Stearamidwachs, Behenamid wachse und Fettsäurewachse, hydroxylierte Fettsäurewachse, Hydroxystearatwachse, Oxazolinwachse und ihrer Mischungen.
Benzol, Xylol, Toluol, Lackbenzin, Tetrachlor-Kohlenstoff, Chloro form, Methylendichlorid, Cyclohexan, n-Hexan, n-Buthyl acetat und Diäthyläther. Die heißen, bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten Suspensionsmittel umfassen Wachse und Harze. Bevorzugte, als Hotmelt-Suspensionsmittel verwendete, Verbindungen sind entharzte oxidierte Mineralwachse, wie Montanwachse, Amid wachse wie Bisstearamidwachs, Stearamidwachs, Behenamid wachse und Fettsäurewachse, hydroxylierte Fettsäurewachse, Hydroxystearatwachse, Oxazolinwachse und ihrer Mischungen.
Eine weitere als Hotmelt-Suspensions
mittel verwendete Verbindung ist ein nicht polares
Kohlenwasserstoff-Wachs, wie Be Square 170/175 von der
Bareco-Abteilung der Petrolite Corporation, die eine
kleine Menge eines Dispersionsmittels einschließt. Das
Dispersionsmittel kann beispielsweise sulfatisiertes
Rizinusöl, allgemein bekannt als Türkisch Rotöl, sein.
Das Hotmelt-Suspensionsmittel hat einen für
die praktische Durchführung der Erfindung nützlichen Schmelz
punkt von 50°C bis 140°C. Für Wachse oder Harze liegt der
Schmelzpunkt vorzugsweise zwischen etwa 70°C bis etwa
100°C. Im Hinblick auf den Schmelzpunkt ist es erforderlich,
daß die erfindungsgemäße Beschichtungsmasse nach Auftragen
auf dem betreffenden Substrat schnell erhärtet. Ein bevor
zugtes Schmelzpunktintervall innerhalb der vorstehend
genannten Schmelzpunktsgrenzen, in dem die flüssige, heiße,
geschmolzene Beschichtungsmasse zu einer festen Masse
erstarrt, liegt zwischen 1°C bis weniger als 15°C. Die
heißen, geschmolzenen Wachse und Harze der Erfindung haben
bevorzugt eine niedrige Viskosität, um ihr Ausbreiten auf
einem Substrat zu erleichtern. Im allgemeinen soll das
Hotmelt-Suspensionsmittel eine Viskosität
von weniger als
etwa 120 mPa · s bei einer Temperatur von annähernd
5°C über dem Schmelzpunkt des bevorzugten
Hotmelt-Suspensionsmittels haben. Es wird bevorzugt, daß das nach der Erfindung verwendete
Hotmelt-Wachs oder -Suspensions
mittel eine helle Farbe hat, um mit dem fer
tigen Papier oder dem erzeugten plastischen Produkt kompa
tibel zu sein. Hieraus ergibt sich, daß die heiße Schmelze
bevorzugt weiß oder durchsichtig nach dem Auftragen auf
das zu beschichtende Substrat sein sollte.
Die Wachse, Harze und andere Hotmelt-
Suspensionsmittel der Erfindung sind vorzugsweise polar. Mit
dem Ausdruck "polar" ist gemeint, daß die bevorzugten Wachse
eine bestimmte Polarität aufweisen, wobei die polaren Ver
bindungen durch funktionelle Gruppen aus der Gruppe der
Carboxyl-, Carbonyl-, Hydroxyl-, Äther-, Methoxy-, Äthoxy-,
Ester-, Amid-, Amin-, cycloaliphatischen Gruppen und ihrer
Kombinationen, Verbindungen gekennzeichnet sind.
Eine weitere Gruppe von bei der praktischen Ausführung der
Erfindung geeigneten Verbindungen sind die wasserlöslichen
Wachse und Harze, beispielsweise Acetamid, Acetanilid,
Trimethylolpropan, Hydantoin, Harnstoff, Ammoniumnitrat,
Benzolsulfonamid, Poly(vinylpyrolidon), Polyäthylenglykol
wachse und Methoxypolyäthylenglykol-Wachse. Von diesen
Verbindungen werden die Polyäthylenglykole bevorzugt.
Die Dispergierung von einem Mikrokapselsystem in einem
heißen, geschmolzenen System ist eine Funktion der
chemischen Verträglichkeit der beiden Systeme. Wie ge
zeigt wird, ist eine subjektive, jedoch reproduzierbare
zahlenmäßig erfaßbare Bewertung "Dispersionseinheiten"
bei einem mikrokapsel-heißen Schmelzsystem möglich, um
seine wirtschaftliche Verwertbarkeit zu prüfen. Um dies
zu zeigen, hat der Anmelder verschiedene Dispersions-
Bewertungen anhand der mikrofotografischen Aufnahmen der
Fig. 1 bis 4 vorgenommen. Hierbei sind verschiedenen
Dispersionseigenschaften wie Agglomeration, Mikrokapseln
pro Einheitsfläche und Fließfähigkeit der verschiedenen
Mikrokapsel-heißen Schmelzsysteme vom Anmelder ausge
wertet worden. Zur Bewertung dieser Systeme sind die
Zahlen von 0 bis 10 zur Kennzeichnung von Dispersionsein
heiten jedem System zugeordnet worden. Danach stellt die
Zahl Null ein nicht dispergiertes System dar, bei dem die
Mikrokapseln im wesentlichen eine große agglomerierte Masse
- wie es besonders die Fig. 4 zeigt - bilden. Demgegen
über ist eine gleichmäßige Dispersion von einzelnen Mikro
kapseln in einem heißen kontinuierlichen Medium in den
Fig. 1 und 2 dargestellt. Obgleich für viele Papier
arten auch ein niedrigerer Dispersionsgrad als geeignet
angesehen wird, ist ein hoher Dispersionsgrad für die
Herstellung von kohlefreiem Papier wesentlich.
Es ist festgestellt worden, daß ein Dispersionsgrad von
etwa 6 bis etwa 10 zur Herstellung von kohlefreiem Papier
möglich ist, es wird jedoch ein solcher von etwa 8 bis
10 bevorzugt. Zur Herstellung von kohlefreiem Papier ist
am besten jedoch ein Dispersionsgrad von 9 bis etwa 10
- wie in den Fig. 1 bis 2 dargestellt - geeignet. Ein
Dispersionsgrad von 9 bis 10 wird hier als "eine Dis
persion von im wesentlichen getrennten Mikrokapseln" be
schrieben. Die Fig. 3 stellt eine Dispersion dar, die
einen Dispersionsgrad von 4 entsprechend der gewählten
Dispersionsskala aufweist. Eine derartige Dispersion kann
für andere Papiererzeugnisse als kohlefreie Papiere aus
reichend sein. Ein geringerer Dispersionsgrad bei kohle
freiem Papier ergibt jedoch ein unbefriedigendes Erzeugnis,
das schlecht abbildet, fasert und unvollständige oder un
regelmäßige Linien ergibt. Die Dispergierbarkeit wird als
Haupteigenschaft eines heißen, Mikrokapseln enthaltenden
Schmelzsystems angesehen. Das Dispergieren kann nach
mehreren Verfahren durchgeführt werden, wobei jedoch ex
treme Verfahrensbedingungen wie Rühren mit hoher Scher
wirkung oder eine übermäßige Wärmezufuhr allgemein nicht
als günstig für die Herstellung von kohlefreiem Papier an
gesehen werden und daher zu vermeiden sind. Die besten Dis
persionseigenschaften für die Herstellung von kohlefreiem
Papier werden erreicht, wenn ein heißes Schmelzsystem und
ein Mikrokapselsystem benutzt wird, die chemisch zur För
derung der Dispersion verträglich sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt zusätzlich ein
Dispersionsmittel mit den erfindungsgemäßen Wachsen. Hier
nach wird das Dispersionsmittel der wäßrigen Dispersion
von Mikrokapseln zugesetzt, bevor sich die Mikrokapseln
mit dem heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel verbinden.
Eine bevorzugte Gruppe von Dispersionsmitteln sind an
ionische Dispersionsmittel, von denen viele im Handel er
hältlich sind. Eine bevorzugte Gruppe anionischer Dis
persionsmittel umfaßt die Natriumsalze der kondensierten
Sulfonsäure, das Natriumsalz der polymeren Carboxylsäure,
die freien Säuren der komplexen organischen Phosphat
ester, sulfatisiertes Rizinusöl, Poly-(methylvinyläther/
maleinsäureanhydrid) und ihrer Kombinationen. Das Dis
persionsmittel wird den Mikrokapseln in einer Menge von
etwa 0,1% bis etwa 10% des Trockengewichtes der Mikro
kapseln zugeführt. Ein bevorzugter Bereich geht von etwa
0,5% bis etwa 5% des Trockengewichtes der Mikrokapseln aus,
während der beste Bereich zwischen 1% bis etwa 3% des
Trockengewichtes der Mikrokapseln liegt.
In einigen Fällen sind das Dispersionsmittel und das wand
bildende Material gleich, wobei das für die Mikrowandbil
dung nicht benutzte wandbildende Material in der heißen ge
schmolzenen Beschichtungsdispersion als Dispersionsmittel
vorliegt. Obgleich, wie beschrieben, viele der im Handel
erhältlichen Dispersionsmittel in dem erfindungsgemäßen Ver
fahren zur Herstellung des Erzeugnisses benutzt werden
können, gibt es noch eine zweite Gruppe von Dispersions
mitteln, die als wandbildender Stoff im Überschuß vorhanden
sein können. Hierzu gehören: Hydroxypropylzellulose, Gummi
arabikum, Gelatine, Polyvinylalkohol, Carboxymethylzellu
lose und ihrer Mischungen.
Die besonderen wandbildenden oder eingekapselten chromo
genen Stoffe sind kein Bestandteil der Erfindung. In der
Patentliteratur werden verschiedene verwendbare chromo
gene Kapselstoffe beschrieben. Derartige chromogene Gela
tine eingekapselte wandbildende Materialien (US-Patente
27 30 456 und 28 00 457) umfassen Gummiarabikum, Polyvinyl
alkohol, Carboxymethylzellulose, Resorzinolformaldehyd,
Wandbildner (US-Patent 37 55 190), Isocyanatwandbildner
(US-Patent 39 14 511), Isocyanatpolyol-Wandbildner
(US-Patent 37 96 669) und Hydroxylpropylzellulose (US-
Patentanmeldung 4 80 956), die diesen Mischungen zugesetzt
sind. Das Einkapseln von Mikrokapseln ist durch eine Reihe
bekannter Verfahren wie Koazervation, Grenzflächen-Poly
merisation, Polymerisation eines oder mehrerer Monomere
in Öllösung, verschiedener Schmelzdispersions- und Kühlungs
methoden erreicht worden. Verbindungen, die bevorzugt als
wandbildende Materialien in verschiedenen Mikroeinkapselungs
verfahren benutzt wurden, sind:
Hydroxypropylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Gelatine, Melamin- Formaldehyd, polyfunktionelle Isocyanate und ihrer Vorpoly mere, polyfunktionelle Säurechloride, Polyamine, Polyole, Epoxide und ihre Mischungen.
Hydroxypropylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Gelatine, Melamin- Formaldehyd, polyfunktionelle Isocyanate und ihrer Vorpoly mere, polyfunktionelle Säurechloride, Polyamine, Polyole, Epoxide und ihre Mischungen.
Für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung sind Mikro
kapseln aus Hydroxypropylzellulose und Isocyanatpolyolen
besonders geeignet, und zwar deshalb, weil Mikrokapseln
in den meisten heißen, geschmolzenen Medien dispergiert
werden können. Kapseln aus Hydroxypropylzellulose und
Isocyanatpolyolen haben außerdem eine gute Permeabilität,
Festigkeit und Temperaturcharakteristik.
Die wie vorher hergestellten Mikrokapseln liegen allgemein
als wäßrige Dispersion der Mikrokapseln vor, obwohl die
meisten auch als Mikrokapseldispersions in einem flüchtigen
organischen Lösungsmittel benutzt werden können. Nach den
bekannten Verfahren zur Herstellung von heißen, geschmol
zenen Dispersionen von Mikrokapseln, angefangen mit wäß
rigen Dispersionen von Mikrokapseln, wurden die Mikro
kapseln aus dem wäßrigen Medium durch Sprühtrocknung,
Filtern oder Trocknen bei erhöhten Temperaturen entfernt.
Die getrockneten Mikrokapseln wurden daraufhin wieder
durch eine mechanische Einrichtung in einem heißen, ge
schmolzenen Suspensionsmittel dispergiert. Bei Benutzung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umwandlung der
Mikrokapseldispersion in einem flüchtigen Lösungsmittel
zu einer Dispersion von Mikrokapseln in einem heißen, ge
schmolzenen Suspensionsmittel durch einen Austauschver
fahrensschritt erreicht. Das Verfahren ist entweder diskonti
nuierlich oder kontinuierlich. Im diskontinuierlichen Ver
fahren werden die Dispersion von Mikrokapseln in einem
flüchtigen Lösungsmittel und das heiße, geschmolzene Sus
pensionsmittel entweder als feingemahlenes Pulver oder be
vorzugt als eine flüssige Schmelze mechanisch in einer ge
schlossenen Umgebung gemischt und auf eine über dem Schmelz
punkt des Suspensionsmittels liegende Temperatur in einem
Vakuum in geschlossener Umgebung erhitzt. Die Temperatur
muß ebenfalls über dem Siedepunkt des flüchtigen Lösungs
mittels bei dem betreffenden Vakuum liegen. In der Praxis
kann eine derartige Umgebung üblicherweise in einem
geschlossenen Gefäß wie einem Harzkessel oder in anderen
im Handel erhältlichen Behältern erzeugt werden, bei denen
die Wärme und das Vakuum kontrolliert werden können. In
einem derartigen Gefäß kann eine aus einer Dispersion von
Mikrokapseln in einem flüchtigen Lösungsmittel und aus ei
nem heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel bestehende
Mischung in das Gefäß durch Erwärmen unter Vakuum schub
weise eingeleitet und aufrechterhalten werden, bis im we
sentlichen das gesamte Lösungsmittel aus dem System ent
fernt ist. Abhängend von der Größe der Charge und der Ge
schwindigkeit der Wärmezufuhr in die Charge kann dies
Minuten bis zu mehreren Stunden dauern. Wirbelndes, mit
geringer Scherwirkung ausgeübtes Rühren der im Gefäß be
findlichen Mischung, beispielsweise durch rotierende Schau
feln, reduziert wesentlich die Zeit der Chargenbehandlung und
verbessert die Dispersion der Mikrokapseln. In der Anmeldung
soll unter "niedrigem Scheren" ein ausreichendes wirbelndes
Rühren verstanden werden, ohne daß die Mikrokapseln zer
rissen oder wesentlich beschädigt werden. Das mit Vorteil
verwendete sogenannte Scheren variiert neben anderen Fak
toren je nach Art der benutzten Mikrokapseln.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin,
daß ein Dünnfilmverdampfer benutzt wird. Derartige Verdampfer
sind im allgemeinen röhrenförmig ausgebildet und weisen ei
nen Verdampfungsabschnitt des mit rotierenden Wischern aus
gestatteten Rohres auf. Die in Form von Blättern ausgebil
deten Wischer berühren die zylindrischen Wände des Ver
dampfers, wobei zwischen den Wischern und der Wand eine Lücke
von mehreren Tausendstel von Millimetern ist. In beiden Fällen
wird eine dünne Schicht der zu behandelnden Flüssigkeit auf
der zylindrischen Wand durch das Zentrifugieren und Wischen
der rotierenden Blätter gebildet. Die rotierenden Blätter
bewegen ständig das zu behandelnde dünne Filmmaterial und
halten es in turbulenter Bewegung, wenn es durch den Ver
dampfungsabschnitt tritt. Die Behandlungszeiten liegen in
der Größenordnung weniger Sekunden. Die für die Verdampfung
des flüchtigen Lösungsmittels notwendige Wärme wird durch
die Wände des Verdampfers zugeführt. Die Temperatur des zu
behandelnden Materials kann daher für die gewünschte Tempe
ratur durch Kontrolle der aufgewendeten Wärme aufrechter
halten werden.
Sowohl die horizontal als auch die senkrecht angebrachten
Dünnfilmverdampfer sind mit Erfolg in dem erfindungsge
mäßen Verfahren eingesetzt worden. Horizontal angebracht
bedeutet, daß die Achse des Rohres und der rotierenden
Wischerblätter horizontal liegt. Bei den senkrecht ange
brachten Dünnfilmverdampfern liegt die Achse der Rohre
und der rotierenden Wischerblätter ebenfalls senkrecht.
Dieses Dünnfilm-Verdampfergerät hat den Vorteil, das es
in einer Weise betrieben werden kann, bei der die wäßrige
Dispersion der Mikrokapseln und das flüssige, heiße, ge
schmolzene Suspensionsmittel kontinuierlich entweder ge
trennt oder als Vormischung vor den rotierenden Wischer
blättern zugeführt und die entwässerte Dispersion der
Mikrokapseln in dem heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel
an einem Punkt nach Passieren durch die rotierenden Wischer
scheiben des Verdampfers abgezogen wird. Ein bedeutender
Vorteil liegt darin, daß die Haltezeit der Mischung im Ver
dampfer nur einige Sekunden ausmacht, so daß ein Güteabfall
und/oder Beschädigen der Mikrokapseln erheblich redu
ziert ist. In der Praxis sind die Einlaß- und Auslaßöff
nungen gerade innerhalb des rotierenden Blattabschnittes
des Rohres angeordnet. Die besondere Konstruktion des Ver
dampfers wird nicht als ein erfinderisches Merkmal ange
sehen.
Die Mikrokapseldispersion in dem heißen, geschmolzenen Sus
pensionsmittel kann aus dem Verdampfer entweder kontinuier
lich oder diskontinuierlich abgezogen werden, indem eine üb
liche Einrichtung zur Entfernung wie durch Pumpen benutzt
wird.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
Ströme der wäßrigen Mikrokapseldispersion und das heiße,
geschmolzene Dispersionsmittel kontinuierlich in den Dünn
filmverdampfer zu Beginn des Rotierblattabschnittes einge
leitet. Die beiden Ströme werden bevorzugt getrennt ein
geführt, wobei das Mischen durch die rotierenden Wischer
blätter ausgeführt wird. Diese Blätter rotieren mit Ge
schwindigkeiten zwischen 600 bis 1000 1/Mi
nute. Ein wirbelndes, eine Scherwirkung auslösendes Rühren
wird während der Verdampfung durch die rotierenden Wischer
blätter aufrechterhalten.
Während des bevorzugten Verfahrens nach der Erfindung wird
die Temperatur etwa beim Schmelzpunkt des betreffenden heißen
geschmolzenen Suspensionsmittels gehalten, da sonst die hei
ße Schmelze verfestigt und nicht durch das in dem Verfahren
benutzte Gerät fließt. Die Verfahrenstemperatur muß eben
falls bei einer über dem Siedepunkt des Wassers unter Vakuum
bedingungen liegenden Temperatur im Verdampfer gehalten wer
den, um eine schnelle Verdampfung des Wassers zu erreichen.
Beim Erwärmen des heißen, geschmolzenen Suspensionsmittels
auf seine über dem Schmelzpunkt liegende Temperatur vor dem
Mischen mit der Mikrokapseldispersion ist wesentlich. Die
wäßrige Mikrokapseldispersion wird bevorzugt bei Zimmer
temperatur oder bei einer nur wenig darüberliegenden Tempe
ratur zugefügt. Wenn die Temperatur zu hoch aufrechter
halten wird, kann die Qualität der Mikrokapseln ver
schlechtert oder das wirkungsvolle Funktionieren der Mikro
kapseln verhindert werden. Höhere Temperaturen führen zum
Agglomerieren der Mikrokapseln und in einigen Fällen zum
Schwellen der Mikrokapsel bis zu einem Punkt, an dem sie
ihren Inhalt wegen Durchlässigkeit oder Zerreißen ver
lieren. Die Temperatur, an dem diese Verschlechterung ein
tritt, variiert weit und hängt von der Wechselwirkung des
benutzten wandbildenden Materials ab, das zur Herstellung
der Mikrokapseln und des betreffenden heißen, geschmolzenen
Suspensionsmittels benutzt wird.
Der Güteabfall der Mikrokapseln wird anhand von aus der
heißen, geschmolzenen Beschichtungsmasse nach Verlassen
des Verdampfers entnommenen Proben durch Bestimmen der
Durchlässigkeit der Mikrokapseln festgestellt. Eine Durch
lässigkeit von 5% wird dabei als handelsüblich zugelassen.
Die hier benutzte Durchlässigkeit wird in Prozenten ausge
drückt und ist genau hundertmal dem Verhältnis der Menge des
durch Extraktion erhaltenen Farbstoffes der Kapseln durch
Öl der inneren Phase gegenüber der Gesamtmenge des durch die
se Extraktion erhaltenen Farbstoffes plus dem durch Extrak
tion der Mikrokapseln erhaltenen Menge mit dem Material,
das die Kapselwand zerstört. In jedem Fall wurde die Farbe
des Farbstoffes durch Zinntetrachlorid entwickelt und die
Menge des Farbstoffes spektrophotometrisch bestimmt.
In der Praxis soll die bevorzugte Wandtemperatur des Ver
dampfers so hoch wie möglich sein, ohne die Güte der
Mikrokapseln herabzusetzen. Unter dieser Temperaturbe
dingung ist sowohl ein Güteabfall der Mikrokapseln als
auch eine vorübergehende Verfestigung des heißen, ge
schmolzenen Suspensionsmittels, was sich in Form kleiner
Partikeln aufgrund der Kühlung der Mischung durch Ver
dampfen des Wassers, auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
Das benutzte Vakuum reduziert den Siedepunkt und erlaubt
daher das schnelle Entfernen des flüchtigen Lösungsmittels
durch Verdampfen, ohne daß die Kapseln verlängert höheren
Temperaturen, besonders im Kontakt mit Wasser ausgesetzt
sind. Die Mikrokapseln erleiden einen schnellen Güte
verfall, wenn sie verlängert dem Wasser bei etwa 1000°C
ausgesetzt sind. Bei Benutzung des wischenden Filmver
dampfers kann die Haltezeit der Mikrokapseln im Kontakt
mit dem Wasser im Durchschnitt nur auf wenige Sekunden
herabgesetzt werden bevor das Wasser verdampft. Durch Messen
der Strömung des heißen, geschmolzenen Mittels und der
wäßrigen Dispersion, kann das Verhältnis der Mikrokapseln
zu dem heißen, geschmolzenen Suspensionsmittel als Ergeb
nis der heißen, geschmolzenen Beschichtungsmasse wie ge
wünscht kontrolliert werden.
Das Mischen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt
durch turbulentes eine Scherwirkung auslösendes Rühren.
Der Zweck dieses turbulenten Mischens besteht darin, einen
innigen Kontakt der Mikrokapseldispersion in dem flüchtigen
Lösungsmittel und in dem heißen, geschmolzenen Suspensions
mittel zu bewirken. Hierdurch wird weiter ein Agglomerieren
der Mikrokapseln während des kritischen Austausches der
kontinuierlichen Phase der Mikrokapseldispersion mit der
kontinuierlichen heißen Schmelzphase verhindert.
Die folgenden Beispiele erläutern, beschränken jedoch nicht
das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1 erläutert ein
diskontinuierliches Verfahren. Die Beispiele 2 und 3 er
läutern die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens unter
Benutzung von Dünnschichtverdampfern.
Ein 100-ml-Harzgefäß war mit einem Schaufelrührer, einem
Vakuumabzug ausgestattet und war in ein Warmwasserbad bei
einer Temperatur zwischen 95° bis 98°C eingetaucht. Dann
wurden 60 g Oxalinwachs ge
schmolzen und in einen Kessel gebracht. Das kombinierte
Wachs hatte einen Fisher-Johns-Schmelzpunkt zwischen 61°C
und 64°C und eine Brookfield-Viskosität von 62 mPa · s
bei 95°C wenn eine Spindel Nr. 1 mit 60 Umdrehungen pro
Minute benutzt wurde. Zu dem geschmolzenen Wachs wurden lang
sam über einen Zeitraum von 15 Minuten 210 g einer Kapsel
emulsion, die 38 Gew.-% Isocyanat-Polyol-Mikrokapseln ent
hielt, zugesetzt, um eine Abkühlung und ein Erstarren des
Wachses zu vermeiden. Die Mikrokapseln enthielten eine Lö
sung von Kristallviolett-Lacton. Es ergab sich eine gleich
mäßige, viskose, cremefarbene Mischung. Ein mäßiges, mit
einer Wasserstrahlpumpe erzeugtes Vakuum wurde unter Rühren
unmittelbar angewandt und so reguliert, daß die Mischung
ohne übermäßiges Schäumen siedete und der Wachs flüssig
blieb. Nachdem das Sieden aufhörte, wurde das höchstmög
liche Vakuum angewandt, so daß die Masse am Rührer zu er
starren begann. Als das Sieden beendet war, hatte sich eine
hellbraune, flüssige, zum Beschichten geeignete heiße Masse
gebildet. Die heiße Schmelze wurde auf ein Papier von 0,049 kg
pro Quadratmeter mit einer erhitzten Metallrakel auf
getragen. Das Schichtgewicht betrug etwa 0,005 kg pro
Quadratmeter des Papiers. Durch Kühlen erhärtete die Schicht
und fühlte sich wachsartig an. Wenn sie gegen ein mit einem
Formaldehyd beschichteten Novolakharz-Papier abgebildet
wurde, entstanden klare, blaue Bilder.
Gleiche Teile eines entharzten oxidierten Montanwachses
und eines Oxalinwachses wurden zusammen
geschmolzen und in einem auf 95°C
erhitzten Behälter gelagert. Das verbundene Wachs hatte
einen Fisher-Johns-Schmelzpunkt zwischen 61°C und 64°C und
eine Brookfield-Viskosität bei 95°C von 62 mPa · s, wenn
eine Spindel Nr. 1 mit 60 Umdrehungen pro Minute benutzt
wurde. Eine wäßrige Kapseldispersion, die 40 Gew.-%
Hydroxypropylzellulose-Mikrokapseln enthielt, wurde her
gestellt und in einem zweiten nicht erhitzten Behälter ge
lagert. Die Hydroxypropylzellulose-Kapseln enthielten eine
Lösung von Kristallviolett-Lacton in Öl.
Sowohl das geschmolzene Wachs als auch die in den Mikro
kapseln enthaltene wäßrige Dispersion wurde in einen Dünn
schichtverdampfer mit zwei Zenith-Dosierpumpen, die den
gleichen Antrieb hatten, gebracht. Die Pumpen gaben das Wachs
mit 4,7 g pro Minute und die Kapselemulsion mit 8,2 g
pro Minute ab. Die beiden Flüssigkeitsströme wurden in ei
nen dampfummantelten, mit Wischern versehenen Schichtver
dampfer aus Glas an zwei getrennten
Stellen fast über den senkrechten sich mit einer Geschwin
digkeit von 600 1/Minute drehenden Wischer
blättern eingeleitet. Eine Temperatur von etwa 100°C wurde
auf den Verdampferwänden durch einen kontinuierlichen durch
den Druckmantel gehenden Dampf bei Atmosphärendruck auf
rechterhalten. Der Druck im Verdampfer hatte einen absoluten
Druck von 120 mm Quecksilber. Starkes Sieden wurde an der
Stelle beobachtet, an der die Ströme in den Verdampfer ein
traten, während das Sieden weniger stark war, wenn die Masse
die Verdampferwände hinunterfloß. Das Sieden hörte an der
Stelle fast ganz auf, an der die hellbraune, trockene Schmel
ze den Verdampfer verließ. Die am Boden des Verdampfers ge
sammelte Schmelze hatte eine Brookfield-Viskosität von 900 mPa · s
bei 90°C, wenn mit der Spindel Nr. 3 bei einer Ge
schwindigkeit von 60 1/Minute gearbeitet wurde.
Die Mikrokapseln waren gut dispergiert und die Dispersion war
gleichmäßig und frei von Zusammenballungen. Die Durchlässig
keit der Mikrokapseln in der Dispersion betrug weniger als
3%.
0,005 kg pro Qadratmeter Schicht der heißen Schmelze wurde
auf 6 kg pro 121 Quadratmetern Postpapier mit Hilfe einer
heißen Metallrakel aufgebracht. Die abgekühlte, abge
setzte Schicht fühlte sich leicht wachsartig an. Wenn Druck
gegen ein mit Novolak-Harz beschichtetes Prüfblatt ausge
übt wurde, entstand ein klares, blaues, gutes Bild.
Carnauba-Wachs wurde geschmolzen und in einem auf
95°C erhitzten Behälter gelagert. Das Wachs hatte einen
Fisher-Johns-Schmelzpunkt zwischen 81°C und 84°C und eine
Brookfield-Viskosität von 25 mPa · s bei 95°C, wenn eine
Spindel Nr. 1 mit 60 Umdrehungen pro Minute benutzt wurde.
Eine wäßrige Kapseldispersion mit 40 Gew.-% Hydroxypropyl
zellulose und 3% Trockengewicht, bezogen auf das Trocken
gewicht der Mikrokapseln, eines Dispersionsmittels wurde
vorbereitet und in einem zweiten nicht erhitzten Behälter
gelagert. Die Hydroxypropylzellulose-Kapseln enthielten
eine Lösung von Kristallviolett-Lacton in Öl.
Sowohl das geschmolzene Wachs als auch die in den Mikrokap
seln enthaltene wäßrige Dispersion wurden in einen Dünn
schichtverdampfer gegeben, der mit zwei Zenith-Dosierpumpen
arbeitete und den gleichen Antrieb hatten. Die Pumpen lieferten
etwa 37 g Wachs pro Minute und die Kapselemulsion wurde
etwa mit 65 g pro Minute abgegeben. Die beiden Flüssig
keitsströme wurden in einen dampfummantelten, horizontal
angebrachten Dünnschichtverdampfer an zwei
getrennten Stellen innerhalb der Wischerfläche eingeführt.
Die horizontalen Wischerblätter rotierten mit einer Ge
schwindigkeit von 1000 1/Minute und hatten von
den Verdampferwänden einen Zwischenraum von 0,7 mm.
Auf den Verdampferwänden wurde die Temperatur mit
etwa 105°C aufrechterhalten, während der Dampfdruck bei
0,21 bar im Dampfmantel betrug.
Der Druck innerhalb des Verdampfers wurde bei einem abso
luten Druck von 33 bar aufrechterhalten.
Das Sieden war fast vollständig beendet, als die heiße, hell
braune, trockene Schmelze den Verdampfer verließ. Die am Boden
des Verdampfers gesammelte Schmelze hatte eine Viskosität von
etwa 400 mPa · s bei 90°C, wenn mit einer Spindel Nr. 3
und einer Geschwindigkeit von 60 1/Minute
gearbeitet wurde. Die heiße zum Beschichten geeignete Masse
enthielt etwa 31% Mikrokapseln. Auf einem heißen Glasträger
unter dem Mikroskop betrachtet waren die Mikrokapseln mit
einem Dispersionsgrad von 9 oder besser gut verteilt. Keine
Anzeichen von Rissen oder Brüchen waren auf den Mikrokapseln
zu beobachten.
Eine Schicht von 5 g pro Quadratmetern der heißen Schmelze
wurde auf ein Postpapier von 49 g pro Quadratmetern mit einem
heißen Metallblatt aufgetragen. Die gekühlte, abgesetzte
Schicht fühlte sich leicht wachsartig an. Wenn Druck gegen
ein mit Novolak beschichtetes Prüfblatt ausgeübt wurde, er
gab sich ein klares gutes Bild.
Zu acht Teilen einer 50%igen wäßrigen Aufschlämmung von
Titandioxid wurden 30 Teile von 90%igen Pfeilwurzelstärke
teilchen, 63 Teile einer 40%igen wäßrigen Hydroxylpropyl
zellulose-Kapselaufschlämmung (Auflösung eines Farbvorläu
fers in Öl) und 56 Teile von Polyäthylenglykol, MG ca. 4000 unter Rühren
mit Hilfe eines Schaukelrührers in einem 1000 ml Harzkessel,
der an einen Abzug einer Wassersaugflasche angeschlossen war,
zugegeben. Bei Raumtemperatur lösten sich die meisten der
Polyäthylenglykol-Teilchen im Wasser der eingekapselten Aufschlämmung
auf. Der Harzkessel wurde auf ein Wasserbad bei 75°C ge
stellt, wobei sich der Rest des Polyäthylenglykols auflöste, als
die Masse im Harzkessel eine Temperatur von 50°C erreichte.
Das von der Wassersaugflasche erzeugte Vakuum von
120 bar absolutem Druck und ständiges Rühren führte zu
schnellem Sieden. Nach etwa 2 Stunden hörte das Sieden fast
ganz auf. Die Mikrokapseln waren gut verteilt, so daß sich
eine gleichmäßige Dispersion frei von zusammengeballten
Teilchen ergab. Die Brookfield-Viskosität betrug 7800 mPa · s
bei 68°C, wenn mit einer Spindel Nr. 7 mit einer Ge
schwindigkeit von 100 1/Minute gearbeitet
wurde.
Die dispergierte Masse wurde mit einem heißen Metallblatt
auf 0,049 kg pro Quadratmeter
Postpapier aufgetragen. Die abgekühlte, abgesetzte
Schicht fühlte sich wachsartig an. Wenn Druck gegen ein mit
Phenolformaldehyd-Novolak-Harz beschichtetes Prüfblatt aus
geübt wurde, ergab sich ein klares gutes Bild.
Eine Mischung von 62,5 Teilen einer 40%igen Hydroxyl
propylzellulose-Kapselaufschlämmung, 6 Teile einer 50%igen
wäßrigen Dispersion von Titandioxid und 11,1 Teile einer
90%igen Pfeilwurzelstärkelösung wurde zusammen in einem
5000 ml Harzkessel mit einem Schaufelrührer gerührt. In
einem Becher wurden 44 Teile Polyäthylenglykol, MG ca. 5000,
6 Teile Polyvinylacetat und 12 Teile Polyesterharz auf 120°C
auf einer Heizplatte erhitzt und mit einem Propeller-Rührer
gerührt. Als die gesamte Substanz geschmolzen und homogen
war, wurde sie auf 95°C gekühlt und der Mischung in dem Harz
kessel unter Rühren zugegeben. Das Polyesterharz
setzte sich ab und bildete eine weiße viskose Aufschlämmung.
Wärme wurde mit Hilfe eines elektrischen Heizmantels zuge
führt und ein von einer Wasserstrahlpumpe erzeugter absoluter
Druck von 25 mm Quecksilber verursachte schnelles Sieden,
so daß fast das gesamte Wasser entfernt wurde. Eine Tempe
ratur von etwa 65°C wurde in dem Kessel während des Siedens
aufrechterhalten. Als die Temperatur auf 95°C anstieg, war
das Wasser im wesentlichen fast vollständig entfernt. Nach
weiteren 30 Minuten war die Mischung gleichmäßig homogen
ausgebildet und wies keine Zusammenballungen auf. Die Brook
field-Viskosität betrug 10 000 mPa · s bei 92°C, wenn
mit einer Spindel Nr. 4 mit einer Geschwindigkeit von 60
Umdrehungen pro Minute gearbeitet wurde. Die Masse wurde auf
ein Papiersubstrat aufgetragen und unter Druck wie in Bei
spiel 4 abgebildet.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung einer heißen, geschmolzenen
Beschichtungsmasse aus Mikrokapseln und
Hotmelt-Wachsen und -Harzen mit den folgenden
Verfahrensschritten:
- (a) Herstellen einer Dispersion von im wesentlichen getrennten Mikrokapseln in einer flüchtigen kontinuierlichen Lösungsmittelphase;
- (b) Herstellen eines heißen, geschmolzenen Suspensionsmittels durch Erhitzen des Suspensionsmittels, das einen Schmelzpunkt von 50°C bis 140°C und einen Schmelzbereich von weniger als 15°C aufweist, auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Suspensionsmittels,
dadurch gekennzeichnet, daß unter wirbelndem
Rühren das Suspensionsmittel und die im
wesentlichen diskreten Mikrokapseln als
Dispersion in dieser flüchtigen
Lösungsmittelphase zu einer innigen Mischung
vermischt werden, und daß unter fortgesetztem
Rühren und unter Anwendung
von Vakuum der Mischung Wärme zugeführt wird, um das flüch
tige Lösungsmittel im wesentlichen aus der Mischung zu
entfernen, bis eine Dispersion der im wesentlichen diskre
ten Mikrokapseln in dem Suspensionsmittel erhalten wird,
wobei die Wärmezufuhr in einer Menge erfolgt, daß die
Mischung auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes
des Suspensionsmittels und oberhalb des Siedepunktes des
Lösungsmittels bei dem angelegten Vakuum gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
heiße, geschmolzene Suspensionsmittel eine oder mehrere
polare Funktionsgruppen aus der Gruppe der Carboxyl-,
Carbonyl-, Hydroxyl-, Äther-, Methoxy-, Äthoxy-, Ester-,
Amid-, Amin-, cycloaliphatischen oder heterozyklischen
Verbindungen und ihrer Kombination enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
flüchtige Lösungsmittel Wasser ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein
Dispergiermittel verwendet wird.
5. Verwendung der nach den Ansprüchen 1-4 hergestellten Be
schichtungsmasse für druckempfindliche, kohlefreie
Durchschreibepapiere.
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4235458A (en) * | 1979-01-08 | 1980-11-25 | The Mead Corporation | Process for the production of hot melt coating compositions containing microcapsules |
JPS5743895A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-12 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Pressure-sensitive copying paper |
DE3044113A1 (de) * | 1980-11-24 | 1982-07-15 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Mikrokapseln enthaltende wachsmassen |
JPS57212271A (en) * | 1981-06-24 | 1982-12-27 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Ink containing hot-melt microcapsule |
US5182572A (en) * | 1981-12-17 | 1993-01-26 | Dataproducts Corporation | Demand ink jet utilizing a phase change ink and method of operating |
DE3203059A1 (de) * | 1982-01-30 | 1983-08-04 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Partiell beschichtetes durchschreibepapier |
US4533567A (en) * | 1983-05-24 | 1985-08-06 | Ncr Corporation | Carbonless paper coating formulation |
JPS60149489A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-06 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 部分感圧紙 |
USRE34029E (en) * | 1984-05-10 | 1992-08-11 | Willett International Limited | Method for applying a hot melt ink to a substrate |
US4631557B1 (en) * | 1984-10-15 | 1997-12-16 | Data Products Corp | Ink jet employing phase change ink and method of operation |
JPS6354476A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-08 | Seiko Epson Corp | 熱溶融性インク |
US5032567A (en) * | 1987-06-19 | 1991-07-16 | Showa Denko K.K. | Additive for heat-sensitive recording material, the recording material and method for production of the recording material |
US5231117A (en) * | 1988-01-07 | 1993-07-27 | The Standard Register Company | High solids CB printing ink which produces a black image |
US4985484A (en) * | 1989-02-27 | 1991-01-15 | The Mead Corporation | Process for the production of coating compositions containing microcapsules |
US5032249A (en) * | 1990-08-28 | 1991-07-16 | Conoco Inc. | Fractionation process for petroleum wax |
US5431452A (en) * | 1993-08-23 | 1995-07-11 | Wallace Computer Services, Inc. | Hidden entry system and image-developing device therefor |
US5643506A (en) * | 1995-02-03 | 1997-07-01 | The Mead Corporation | Continuous production of Emulsions and microcapsules of uniform particle size |
AU2004253853B2 (en) * | 2003-04-10 | 2010-04-01 | Evonik Corporation | A method for the production of emulsion-based micro particles |
BRPI0412059A (pt) * | 2003-07-15 | 2006-09-05 | Pr Pharmaceuticals Inc | método para a preparação de formulação de liberação controlada |
EP1656115A4 (de) * | 2003-07-23 | 2009-07-08 | Pr Pharmaceuticals | Zusammensetzungen mit kontrollierter freisetzung |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3016308A (en) * | 1957-08-06 | 1962-01-09 | Moore Business Forms Inc | Recording paper coated with microscopic capsules of coloring material, capsules and method of making |
US3079351A (en) * | 1958-11-26 | 1963-02-26 | Moore Business Forms Inc | Copying materials and emulsions |
GB1192492A (en) * | 1967-04-20 | 1970-05-20 | Ppg Industries Inc | Improvements in or relating to Resinous Films |
NO127489B (de) * | 1967-11-02 | 1973-07-02 | Ncr Co | |
JPS4926848B1 (de) * | 1970-02-27 | 1974-07-12 | ||
JPS5018802B1 (de) * | 1970-03-20 | 1975-07-02 | ||
US3684549A (en) * | 1970-10-12 | 1972-08-15 | Joseph L Shank | Pressure sensitive transfer coating |
US4063754A (en) * | 1976-05-07 | 1977-12-20 | The Mead Corporation | Process for the production of pressure sensitive carbonless record sheets using novel hot melt systems and products thereof |
-
1977
- 1977-04-29 US US05/792,323 patent/US4171981A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-03-06 CA CA298,332A patent/CA1103824A/en not_active Expired
- 1978-03-14 JP JP53029182A patent/JPS6055320B2/ja not_active Expired
- 1978-04-12 GB GB14448/78A patent/GB1603531A/en not_active Expired
- 1978-04-28 DE DE19782818976 patent/DE2818976A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1103824A (en) | 1981-06-23 |
JPS6055320B2 (ja) | 1985-12-04 |
DE2818976A1 (de) | 1978-11-02 |
US4171981A (en) | 1979-10-23 |
GB1603531A (en) | 1981-11-25 |
JPS53135720A (en) | 1978-11-27 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-ING. B.COM., PAT.-ANW., |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |