DE2818976C2 - - Google Patents

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DE2818976C2
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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.
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.
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.
Beispiel 1
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.
Beispiel 2
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.
Beispiel 3
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.
Beispiel 4
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.
Beispiel 5
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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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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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