Papiere,
die bedruckt werden sollen, müssen
so beschaffen sein, dass die Druckfarbe darauf haftet. Solche Papiere
finden sich im Druck,- Schreib- und Verpackungssektor und können bspw.
eine glattgestrichene, mattgestrichene Beschaffenheit, verschiedene
bedarfsabhängige
Gewichte aufweisen oder auch als Verbundpapier vorliegen.
Kohlefreie
Selbstdurchschreibepapiere sind aus der Praxis bekannt. Dabei geht
es um beschichtete Papiere. Die Papiere können mit einer Geberschicht,
der sog. CB- bzw. Coated Back-Seite, und mit einer Nehmerschicht,
der sog. CF- bzw. Coated Front-Seite ausgestattet sein. Bei einer
weiteren Ausführung
können
die Papiere auch mit einer Kombination aus Geber- und Nehmerschicht
ausgerüstet
sein, wobei es sich dann um eine sog. SC- bzw. Self Contained-Seite
handelt.
Die
Geberschicht enthält
Mikrokapseln. In den Mikrokapseln sind Farbbildner enthalten. Die
Nehmerschicht enthält
reaktive Stoffe, die mit dem aus durch Druck zerstörten Mikrokapseln
austretenden Farbstoff eine farbige Substanz bilden.
Bei
dem Farbstoff innerhalb der Mikrokapseln an der Unterseite des Originals
handelt es sich in der Regel um einen Leukofarbstoff, z.B. farbloses
Kristallviolettacton, der in Kernöl gelöst ist. Das Reaktionsmittel der
Nehmerschicht auf der Oberseite der Kopie kann aktivierter Montmorillonit
sein oder in Form von phenolischen Verbindungen vorliegen, die als
Elektronendonatoren fungieren. Es handelt sich dem Grunde nach um Reaktionen,
wie sie von der Chemie der Säure-Base-Indikatoren bekannt
sind.
Zur
Herstellung von Selbstdurchschreibepapieren können Papiere zum Einsatz kommen,
die bereits eine Vorbehandlung in Form einer ein- oder zweiseitigen
Beschichtung durchlaufen haben. Diese Papiere können auch ohne Selbstdurchschreibefunktion
für den
Digitaldruck oder auch bei anderen herkömmlichen Drucktechniken, bspw.
beim Tintenstrahldruck, zum Einsatz kommen. Vorbehandelte Papiere
sind auch hinsichtlich ihres Einsatzes als Bildwiedergabepapier
bekannt.
Anwendungsgebiete
der Selbstdurchschreibepapiere sind Formblätter und Durchschreibesets.
Die beschichteten Papiere können
grundsätzlich
sowohl bei druckformgebundenen als auch druckformlosen Druckverfahren
verwendet werden. Bei den druckformlosen Druckverfahren ist der
Digitaldruck hervorzuheben. Beim Digitaldruck wird das Druckbild
direkt aus dem Computer in eine Druckmaschine übertragen. Zumeist handelt
es sich um ein fotoelektrisches Drucksystem mit der Möglichkeit
eines mehrfarbigen Ausdruckes mittels Flüssigtoner.
Nun
ist es gerade bei Bankformularen, Versicherungsformularen, Lieferscheinen
oder sonstigen Formblättern – bspw.
auch aus dem Gesundheitswesen – wünschenswert,
wenn die oben beschriebenen Selbstdurchschreibepapiere mit Farbfeldern
markiert werden. Während
des Bedruckens werden die Mirokapseln nicht zerstört, wohl
aber, wenn das Papier mit Druck per Schreibstift beaufschlagt wird.
Selbstdurchschreibepapiere
für den
Digitaldruck sind aus der Praxis bereits als problematisch bekannt,
da ein sauberer, gut haftender Druck zumindest auf der Geberschicht
(CB) nicht erzielbar ist. Auch auf der Geberschicht müssen Markierungen
für Informationen
aufdruckbar sein. Großhersteller
produzieren die verschieden beschichteten Papiere rollenweise, erst
später
werden die verschiedenen beschichteten Bahnen zusammengefügt. Kleinhersteller
ermöglichen
Sonderanfertigungen, wobei auf einer Bahn zwei unterschiedliche
Beschichtungen nebeneinander aufgebracht werden und dann eine Faltung
erfolgt, so dass die Geberschicht (CB) zur Nehmerschicht (CF) weist.
Die Fixierung bzw. Trocknung des durch den Digitaldruck aufgebrachten
Flüssigtoners
dauert oft länger,
und es kann zu einem Verwischen der aufgedruckten Farbmarkierung und
damit zur Unbrauchbarkeit des Erzeugnisses kommen. Die volle Haftung
der Druckfarbe wird nach ca. 5 Tagen erreicht, in vielen Fällen wird
die volle Haftung nicht erreicht. Ein aus der Druckerei bekanntes
Verfahren zur Prüfung
der Haftfestigkeit, wobei ein durchsichtiger Klebestreifen auf den
frischen Druck aufgebracht und wieder zügig entfernt wird, führt jedenfalls
nicht zu dem gewünschten
Effekt, dass sämtliche
Farbe auf dem Papier verbleibt und kein Farbrest am Klebestreifen
zu finden ist. Der Effekt der kompletten Haftung ist bei handelsüblichen
Selbstdurchschreibepapieren jedenfalls nicht ausreichend.
Aus
der Praxis sind verschiedene Zusätze
zur Papierherstellung und zur Oberflächenbehandlung des Papiers
bekannt. Diese Zusätze
sollen bewirken, dass der Farbdruck besser auf dem Selbstdurchschreibepapier
haftet. Diese Zusätze
betreffen Acrylat-Dispersionen oder Acryl-Butadien-Dispersionen
als Bindemittel, die im Hinblick auf das Papier und bedingt im Hinblick
auf die Nehmerschicht (CF) Erfolg zeigen. Die Wirkung dieser Zusätze besteht
darin, dass eine poröse,
saugfähige
Schicht erhalten wird, in die die Druckfarbe gut eindringen kann
und gut haftet.
Die
Acrylat-Dispersionen oder Acryl-Butadien-Dispersionen weisen jedoch
im Hinblick auf die Geberschicht (CB) Nachteile auf. Zum einen wird
die Haftung des Digitaldruckes nicht verbessert, zum anderen ergibt
sich durch diese Bindemittel eine verminderte Kopierfähigkeit,
eine Eigenschaft, die bei Selbstdurchschreibepapieren unverzichtbar
ist.
Für besondere
Ansprüche
werden von den Digitaldruckmaschinenherstellern zur Verbesserung
der Haftung der Druckfarbe auf Papier Vorbeschichtungsmittel bzw.
Primer als startermolekülhaltige
Vorbeschichtungsmittel mit der wirksamen, jedoch hoch reaktiven
und stark giftigen Substanz Aziridin bzw. Ethylenimin oder mit einem
Aziridin- bzw. Ethyleniminderivat empfohlen. Die Bezeichnungen „Aziridin" und „Ethylenimin" sind synonyme Begriffe.
Dieses stark ätzende,
giftige und carci nogen wirkende Fixiermittel ist nur mit besonderer
Vorsicht zu gebrauchen und deshalb nachteilig im Hinblick auf eine
Anwendung in der Druckerei. Ein nachträglicher Auftrag eines Ethyleniminderivates
auf eine bereits vorhandene, mit Mikrokapselsubstanz beschichtete
Papierbahn ist wegen der Rollneigung und wegen des erheblichen wirtschaftlichen
Aufwandes eines zusätzlich
nachgeschalteten Bearbeitungsschrittes nachteilig.
Die
Papierindustrie bietet harmlosere Substanzen an, die das Ethylenimin
in anderer Form enthalten, nämlich
als Polymerisationsprodukt des Ethylenimins als Polyethylenimin.
Dieses in Wasser gelöste
Polyethylenimin ist unter der Bezeichnung „Polymin P" (BASF) als Flockungsmittel und Nassverfestiger
mit stark kationischen Eigenschaften bekannt.
Ausgehend
von dem aus der Praxis bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine haftungsverbessernde Substanz für Papier
und Selbstdurchschreibepapier, Verwendungen derselben, eine Mikrokapselbeschichtungsmasse
für Selbstdurchschreibepapier
und ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben, wobei die
Haftung von Druckfarbe, insbesondere auf der Geberschicht (CB) verbessert,
die Trocknungszeit verkürzt
und der Druckvorgang beschleunigt wird.
Die
voranstehende Aufgabe wird bezüglich
der haftungsverbessernden Substanz durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
Danach besteht die haftungsverbessernde Substanz aus einem Fixiermittel und
aus einem Dispergiermittel, wobei das Fixiermittel ausgewählt ist
aus Ethylenimin, Polyethylenimin und deren Derivaten und wobei das
Dispergiermittel ausgewählt
ist aus Polycarbonsäure
und deren Derivaten.
Zunächst haben
Versuche der Anmelderin ergeben, dass sowohl Ethylenimin als auch
Polyethylenimin, einschließlich
deren Derivaten, bei Verwendung in einer Mikrokapselbeschichtungsmasse
für das
Selbstdurchschreibepapier diese zum Ausflocken bringen. Dadurch
ist die Verarbeitung der Mikrokapselbeschichtungs masse im Rahmen
der Papierbeschichtung nicht mehr möglich. Es ist also zunächst erkannt
worden, dass die haftungsverbessernden Eigenschaften der obengenannten
Stoffe in der Mikrokapselbeschichtungsmasse demnach nicht zur Anwendung
kommen können.
Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass eine haftungsverbessernde Substanz erhalten werden kann,
wenn zu dem Fixiermittel, das aus Ethylenimin, Polyethylenimin und
deren Derivaten ausgewählt
ist, zusätzlich
auch ein Dispergiermittel, ausgewählt aus einer Polycarbonsäure und
deren Derivaten, enthalten ist.
Für sich gesehen
sind Polycarbonsäuren
und ihre Derivate als Dispergiermittel aus der Praxis zwar bekannt,
sie haben aber keine Eigenschaften, die die Haftung der Druckfarbe
verbessern könnten.
Durch Versuche mit der Mikrokapselbeschichtungsmasse wurde als überraschende
Wirkung herausgefunden, dass eine haftungsverbessernde Substanz,
die aus einer Kombination der beiden Komponenten besteht, zusammen
mit einer ansonsten üblichen
Mikrokapselbeschichtungsmassenzusammensetzung eine fließfähige, homogene und
mit besten Hafteigenschaften versehene Mikrokapselbeschichtungsmasse
ergibt.
Die
Erkenntnisse aus diesen Versuchen sind natürlich nicht nur für die Anwendung
der haftungsverbessernden Substanz im Zusammenhang mit der Mikrokapselbeschichtungsmasse
von Bedeutung. Vielmehr kann die haftungsverbessernde Substanz als
Unterschicht auf ein Papier aufgebracht werden und mit einer danach
aufgebrachten Geberschicht (CB) und ggf. auch mit einer danach aufgebrachten
Nehmerschicht (CF) haftungsverbessernd zusammenwirken. Eine Steigerung
des Effekts kann erreicht werden, wenn die haftungsverbessernde
Substanz als Deckschicht auf die Geberschicht (CB) aufgebracht wird.
Von wesentlicher Bedeutung ist die Zusammenwirkung mit der Geberschicht
(CB), bei der die Farbhaftung gemäß dem Stand der Technik nicht
ausreichend gegeben war. Im Hinblick auf die Geberschicht (CB) ist
jedenfalls sichergestellt, dass es nicht zur Ausflockung kommt.
Der Klebebandtest zeigte, dass Druckfarbe auf Papier mit einer Beschichtung, die
die haftungsverbessernde Substanz enthält, sofort auf dem Papier fest
verankert ist und die technische Vorgabe der festen Haftung erfüllt. Hieraus
ergibt sich ein weiterer Vorteil hinsichtlich der Fälschungssicherheit der
Formulare, da die aufgedruckte Farbe nicht mit Klebestreifen abgehoben
und unzulässig übertragen
werden kann.
Im
Rahmen der Versuche wurde gefunden, dass die haftungsverbessernde
Substanz das Fixiermittel und das Dispergiermittel im Verhältnis von
20 Gew.-% bis 80 Gew.-% Fixiermittel zu 80 Gew.-% bis 20 Gew.-% Dispergiermittel
enthalten kann. Als vorteilhaft hat sich ein Verhältnis von
60 Gew.-% bis 40 Gew.-% Fixiermittel zu 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%
Dispergiermittel herausgestellt. Besonders bevorzugt wird eine Mischung,
wobei Fixiermittel und Dispergiermittel in einem Verhältnis von
50 Gew.-% zu 50 Gew.-% vorliegen.
Zur
Verbesserung der Reaktivität
ist es bevorzugt, wenn das Fixiermittel und das Dispergiermittel
der haftungsverbessernden Substanz in wässriger Lösung vorliegen. Die voranstehenden
Mischungsverhältnisse 20
Gew.-% bis 80 Gew.-% oder 60 Gew.-% bis 40 Gew.-% oder 50 Gew.-%
Fixiermittel zu 80 Gew.-% bis 20 Gew.-% oder 40 Gew.-% bis 60 Gew.-%
oder 50 Gew.-% Dispergiermittel beziehen sich auch auf wässrige Lösungen der
Fixier- und Dispergiermittel. Die im Handel erhältlichen Fixier- und Dispergiermittel
liegen in der Regel in Form von wässrigen Lösungen vor und werden auch
in den voranstehenden Mischungsverhältnissen gemischt.
Eine
wässrige
Lösung
von Polyethylenimin, wie sie als erfindungsgemäßes Fixiermittel zum Einsatz kommen
kann, ist im Handel unter der Bezeichnung „Polymin P" von der Fa. BASF erhältlich.
Dieses in wässriger
Lösung
vorliegende Polyethylenimin weist eine Dichte von ca. 1,08 g/cm3 bei einer Temperatur von 23 °C gemäß DIN 51757
und eine dynamische Viskosität
von ca. 27.000 mP.s bei 20 °C
gemäß DIN EN
ISO 2555 auf.
Bisherige
Einsatzgebiete des für
sich bekannten Polyethylenimins betreffen das Fixieren von Feinstfasern
und Pigmenten, das Umladen von Cellulosefasern. Polyethylenimin
wird durch Polymerisation aus dem sehr reaktiven Ethylenimin erhalten,
wobei die Polymerisation abgebrochen wird, bevor die Schwelle zur
Wasserunlöslichkeit überschritten
wird.
Aber
auch modifiziertes Polyethylenimin ist als ein mögliches Fixiermittel zu benennen.
Modifiziertes Polyethylenimin ist im Handel unter der Bezeichnung „Polymin
SK" von der Fa.
BASF erhältlich
und weist eine Dichte von ca. 1,06 g/cm3 bei
20 °C und
eine dynamische Viskosität
von ca. 750 mPa·s
bei 20 °C
gemäß ISO 2555
auf. Als Polyethyleniminderivat ist die Modifikation von Polyethylenimin
durch die Vernetzung mit Polyethylenglycol-bis-chlorhydrinether
zu nennen.
Ein
weiteres Fixiermittel könnte
durch eine Kombination aus Polyethylenimin und einem Primer erhalten
werden. Als Primer könnte
Ethyleniminderivat eingesetzt werden. Das Ethyleniminderivat ist
bspw. im Handel unter der Bezeichnung „hp INDIGO Primer (homopolymer
aziridine) sapphire 5 solution" bei
der Firma HP erhältlich.
Als für
die Kombination der Fixiermittel besonders geeignet hat sich das
im Handel erhältliche „Polymin
P" herausgestellt.
Als
für die
haftungsverbessernde Substanz geeignetes Dispergiermittel haben
sich Polyacrylsäuren oder
Derivate davon herausgestellt. Insbesondere zeigte die Anwendung
von einer wässrigen
Lösung
eines Polymerisats auf der Basis von Polyacrylsäure, konkret Natriumpolyacrylat,
gelöst
in Wasser Erfolge. Natriumpolyacrylat ist im Handel unter der Bezeichnung „Polysalz
S" von der Firma
BASF erhältlich
und weist eine Dichte von 1,30 g/cm3 bei
20 °C sowie
eine dynamische Viskosität
von 400–750
mPa·s
bei 23 °C
und 100 1/s gemäß DIN EN
ISO 3219 sowie einen Feststoffanteil von ca. 45% auf.
Ein
weiteres geeignetes Polyacrylsäurederivat
stellt ein anderes in Wasser gelöstes
Natriumpolyacrylat dar, das im Handel unter der Bezeichnung „Polysalz
CAL" von der Firma
BASF erhältlich
ist und eine Dichte von 1,23 g/cm3 bei 20 °C gemäß DIN 51757
sowie eine dynamische Viskosität
von ca. 70 mPa·s
bei 23 °C gemäß ISO 2555
aufweist.
Das
unter der Bezeichnung „Polysalz
S" erhältliche
Natriumpolyacrylat zeigte in der Zusammensetzung mit Polyethylenimin
oder modifiziertem Polyethylenimin sehr gute Erfolge bei der Ausbildung
einer haftungsverbessernden Substanz. Dabei wurden jeweils gleiche
Anteile an Fixiermittel, Dispergiermittel und Wasser zusammengegeben.
Außerdem zeigte
die Anwendung von Natriumpolyacrylat, das als „Polysalz S" bei der Firma BASF
erhältlich
ist, zusammen mit Polyethylenimin und Ethyleniminderivat, das unter
der Bezeichnung „hp
INDIGO Primer (homopolymer aziridine) sapphire 5 solution" im Handel erhältlich ist,
gute Erfolge als haftungsverbessernde Substanz. Dabei haben sich
Zusammensetzungen mit folgenden Anteilen als vorteilhaft herausgestellt:
Es
ist davon auszugehen, dass bei 0,2–1 Anteilen an Ethyleniminderivat
in der obigen Gesamtzusammensetzung dieselben positiven Ergebnisse
hinsichtlich der Haftung eintreten. Die voranstehenden Mischungsverhältnisse
bleiben auch bei der Zugabe von Wasser bestehen. Wasser wird zur
Verdünnung
und besseren Verarbeitung, insbesondere zur Erreichung einer geeigneten
Viskosität,
hinzugegeben.
Auch
die haftungsverbessernde Substanz, die aus Polyethylenimin und Natriumpolyacrylat,
welches im Handel unter der Bezeichnung „Polysalz CAL" bei der Firma BASF
erhältlich
ist, gewonnen wird, zeigte gute Wirkungen im Hinblick auf die Haftungsverbesserung
des Farbdrucks.
Die
voranstehende Aufgabe wird bezüglich
der verschiedenen Verwendungen der haftungsverbessernden Substanz
durch die Merkmale der Patentansprüche 12, und 13 gelöst. Danach
ist die haftungsverbessernde Substanz einerseits generell zum Einsatz
bei Digitaldruck, andererseits zur Beschichtung von Selbstdurchschreibepapier
vorgesehen.
Da
gerade im Bereich Digitaldruck Defizite bei der Haftung der Druckfarbe
festgestellt worden sind, soll in diesem Bereich eine Lösung angeboten
und unter Schutz gestellt werden. Diese spezielle Verwendung schließt aber
die Verwendung der haftungsverbessernden Substanz bei anderen, auch
traditionellen formgebundenen Druckverfahren nicht aus. Die erfindungsgemäße haftungsverbessernden
Substanz kann ebenso zur Oberflächenbehandlung
und Beschichtung von Papieren, insbesondere aus dem Bereich der
Bildwiedergabepapiere, verwendet werden. Ein solcherart beschichtetes
Papier kann dann problemlos digital bedruckt werden.
Bezüglich der
Verwendung der haftungsverbessernden Substanz zur Oberflächenbehandlung
und Beschichtung von Selbstdurchschreibepapier ist erkannt worden,
dass die Verankerung der Farbe im beschichteten Papier nachhaltiger
vor sich geht und somit der Klebetest gewünscht negativ ausfällt.
Besonderes
Augenmerk ist auf die Zusammenwirkung von haftungsverbessernder
Substanz als Unterschicht und/oder Deckschicht für die Geberschicht (CB) zu
richten. Die getestete Reaktivität
von Fixier- und Dispersionsmittel, bzw. haftungsverbessernde Substanz,
mit einer herkömmlichen
Mikrokapselbeschichtungsmasse zeigt auch bei einer Beschichtungsanwendung
die Verbesserung der Haftung.
Die
haftungsverbessernde Substanz könnte
auch als Unterschicht für
die Nehmerschicht (CF) des Selbstdurchschreibepapiers auf das Papier
aufgetragen werden. Durch die Unterschicht aus haftungsverbessernder
Substanz kann bezüglich
der Zusammensetzung der Nehmerschicht (CF) die Zugabe von Bindemitteln
verringert werden. Dies hat zur Folge, dass sich die Intensität der aus
den Mikrokapseln der Geberschicht (CB) austretenden Farbe auf der
Nehmerschicht erhöht.
Eine
weitere Verwendung der haftungsverbessernden Substanz als Bestandteil
einer Mikrokapselbeschichtungsmasse zur Ausbildung der Geberschicht
(CB) des Selbstdurchschreibepapiers führt zu einer erfindungsgemäßen Mikrokapselbe schichtungsmasse,
die die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches
16 löst.
Danach ist in einer herkömmlichen
Mikrokapselbeschichtungsmasse für
Selbstdurchschreibepapier die oben beschriebene haftungsverbessernde
Substanz nach einem der Ansprüche
1 bis 11 enthalten. Weiter wird eine Verwendung der Mikrokapselbeschichtungsmasse
im Bereich Digitaldruck im Verwendungsanspruch 19 angegeben.
Die
erfindungsgemäße Mikrokapselbeschichtungsmasse
zur Ausbildung der Geberschicht (CB) des Selbstdurchschreibepapiers
bietet den Vorteil, dass keine Unterschicht- und/oder Deckschichtaufbringung
auf das Papier mehr erforderlich ist und nur ein Beschichtungsgang
durchgeführt
werden muss. Da die erfindungsgemäße haftungsverbessernde Substanz
mit der üblichen
Mikrokapselbeschichtungsmasse ohne Behinderung zusammenwirkt und
die Fließeigenschaften,
die Homogenität
und weitere physikalische Eigenschaften der Mikrokapselbeschichtungsmasse
nicht beeinträchtigt,
können
die Produktionsbedingungen bei der Beschichtung konstant bleiben.
Lediglich die herkömmliche
Mikrokapselbeschichtungsmasse ist im Vorfeld mit der haftungsverbessernden
Substanz zu modifizieren. Neben der Lösung der Aufgabe durch gute
Haftung, schnelle Trocknung, schnelle Druckzeiten ist der Vorteil
hervorzuheben, dass hinsichtlich des Produktionsablaufes in der
Beschichtung keine Änderungen
vorgenommen werden müssen.
Der wirtschaftliche Vorteil dieser Tatsache liegt auf der Hand.
Eine
herkömmliche
Mikrokapselbeschichtungsmasse, die die Geberschicht (CB) ausbildet,
enthält
Mikrokapseln, Bindemittel, Abstandshaltern und Wasser. Beispielhaft
wird die nachfolgende allgemeine Zusammensetzung angegeben:
| Mikrokapseln | 60
Gew.-%–66
Gew.-% |
| Bindemittel | 10
Gew.-%–15
Gew.-% |
| Abstandshalter
(Stärkekörner/Celluloseschliff) | 5
Gew.-%–15
Gew.-% |
| Fließhilfsmittel | 1
Gew.-%–5
Gew.-%. |
| Wasser | 50
Gew.-%–66
Gew.-% |
Bei
einer konkreten Zusammensetzung ergänzen sich die Bereiche auf
100 Gew.-%.
In
den Versuchen wurde gefunden, dass die haftungsverbessernde Substanz
in einer Menge von 5 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-% bis
50 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 Gew.-% bis 20 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung
der Mikrokapselbeschichtungsmasse enthalten sein kann.
Die
Beschichtungsmenge der erfindungsgemäßen Mikrokapselbeschichtungsmasse
auf dem Papier könnte
zwischen 1 g/m2 und 12 g/m2,
bevorzugt zwischen 2 g/m2 und 7 g/m2, liegen. Je kompakter das Papier selbst,
um so geringer kann die Auftragsmenge der Mikrokapselbeschichtungsmasse
sein.
Wie
die haftungsverbessernde Substanz für sich gesehen eine Rolle im
Bereich Digitaldruck spielt, so trifft dies ebenfalls auf die Mikrokapselbeschichtungsmasse
zu. Gerade in diesem Bereich waren Probleme bezüglich der Haftung der frischen
Druckfarbe aufgetreten.
Die
voranstehende Aufgabe wird bezüglich
des Verfahrens zur Herstellung der Mikrokapselbeschichtungsmasse
für Selbstdurchschreibepapier
durch die Merkmale des Patentanspruches 20 gelöst. Danach wird zunächst eine
haftungsverbessernde Substanz nach einem der Ansprüche 1 bis
11 hergestellt und darin Mikrokapseln, Bindemittel, Abstandshalter
und Wasser dispergiert.
Zunächst ist
erkannt worden, dass die Haftung von Druckfarbe, insbesondere auf
der Geberschicht (CB) verbessert, die Trocknungszeit verkürzt und
der Druckvorgang beschleunigt wird, wenn in der Mikrokapselbeschichtungsmasse
eine haftungsverbessernde Substanz aus einem Fixiermittel und einem
Dispergiermittel enthalten sind. Durch die Kombination von Fixiermittel
und Dispersionsmittel wird eine Flockulation der Mikrokapselbeschichtungsmasse
ausgeschlossen, die auftreten würde,
würde man
nur das Fixiermittel und die Mikrokapselbeschichtungsmasse mischen.
Die
Reihenfolge der Verfahrensschritte ist hier von besonderer Bedeutung
und ist mit einem großen Vorteil
verbunden. Wenn erfindungsgemäß zuerst
die haftungsverbessernde Substanz hergestellt wird und dann Bestandteile
der Mikrokapsel beschichtungsmasse hinzugefügt werden, kann sich die haftungsverbessernde
Substanz wirksamer um Abstandshalter wie bspw. Cellulosefasern und/oder
die Mikrokapseln legen und dadurch das Bindemittel verdrängen und
die Druckfarbhaftung sowie die Durchschreibeintensität erhöhen. Während sich
die haftungsverbessernde Substanz um die Mikrokapseln legt, von
diesen quasi adsorbiert wird, wird die haftungsverbessernde Substanz
von den Abstandshaltern, die insbesondere in Form von Cellulosefasern
vorliegen, absorbiert.
Grundsätzlich ist
auch die umgekehrte Reihenfolge der Mischung – erst die Mikrokapselbeschichtungsmasse,
dann die haftungsverbessernde Substanz – möglich, jedoch nachteilig im
Hinblick auf eine Komplizierung des Verfahrens. Dann wären zwei
Arbeitsgänge
erforderlich und die Mikrokapselbeschichtungsmasse könnte antrocknen,
bis die haftungsverbessernde Substanz hinzugesetzt wird. Der Effekt
der Umlagerung der Abstandhalter und/oder der Mikrokapseln durch
die haftungsverbessernde Substanz wäre dann nicht mehr in derselben
Intensität
gegeben. Zwei Arbeitsgänge
sind deswegen erforderlich, weil Polyethylenimin keinesfalls einzeln
zugegeben werden kann, da es sonst zur Flockulation kommt.
Damit
die Beschichtung der Mikrokapseln unterstützt wird, könnte das zusätzliche
Wasser zugegeben werden, bevor die Mikrokapseln in die Zusammensetzung
gelangen. Auf diese Weise wird die Viskosität der Zusammensetzung weiter
erniedrigt und die Fließfähigkeit
der Zusammensetzung erhöht.
Bindemittel
setzen zum einen die Haftungsfähigkeit
der Druckfarbe herab und setzen zum anderen in der Regel auch die
Kopierfähigkeit
des beschichteten Papiers herab, wobei die Durchschreibeintensität abnimmt.
Durch die haftungsverbessernde Substanz wird der Anteil an Bindemitteln
in der Gesamtzusammensetzung herabgesetzt und damit weiter zur guten
Haftung, schnellen Trocknung der Druckfarbe und höheren Intensität der Kopie
beigetragen.
Die
haftungsverbessernde Substanz wird hergestellt, indem das Dispergiermittel
in Wasser gegeben wird, danach das Fixiermittel hinzugegeben wird
und danach die Mischung gerührt
wird.
Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen
näher erläutert.
Verwendete
Untersuchungsmethoden
a) Klebebandhaftung
Um
die Haftung der Druckfarbe auf dem beschichteten Papier festzustellen,
wurde von Testpersonen der Klebtest bzw. die Untersuchung der Klebebandhaftung
durchgeführt.
Der
Klebetest wurde unter Benutzung eines handelsüblichen Klebebandes durchgeführt. Das
Klebeband wurde auf die frisch bedruckte Seite des zuvor mit der
haftungsverbessernden Substanz oder mit der die haftungsverbessernde
Substanz enthaltenden Mikrokapselbeschichtungsmasse beschichteten
Papiers aufgedrückt
und schließlich
manuell abgezogen.
Derselbe
Test wurde nach 7 Tagen an derselben bedruckten Seite nochmals durchgeführt.
Die
Bewertung erfolgt durch die Noten 1 bis 5, wobei 1 für sehr gute,
2 für gute
Eigenschaften steht, d.h. es blieb keine Farbe am Klebeband haften
und der Test verlief somit negativ und 5 für schlechte Eigenschaften,
d.h. es blieb Farbe am Klebeband haften.
b) Farbannahme
Die
Annahme der aufgedruckten Farbe auf dem zuvor mit der haftungsverbessernden
Substanz oder mit der die haftungsverbessernde Substanz enthaltenden
Mikrokapselbeschichtungsmasse beschichteten Papiers wurde visuell
ermittelt.
Dazu
wurde von Testpersonen ein Vergleich zwischen der aufgedruckten
Farbe und einem Vergleichsblatt angestellt.
Die
Bewertung erfolgt durch die Noten 1 bis 5, wobei 1 für sehr gute,
2 für gute
Eigenschaften steht, d.h. beim Vergleich waren keine oder kaum Unterschiede
zu erkennen und 5 für
schlechte Eigenschaften, d. h. der Vergleich mit denn Vergleichsblatt
erbrachte Erkenntnisse über
eine verschlechterte Qualität.
c) Intensität der Durchschrift
Die
Intensität
der Durchschrift wurde ermittelt, indem eine Schriftprobe mit der
Schreibmaschine auf der Papieroberseite aufgebracht wurde. Die Unterseite
des Papiers war mit der Geberschicht (CB), enthaltend die haftungsverbessernde
Substanz als Unterschicht oder mit der die haftungsverbessernde
Substanz enthaltenden Mikrokapselbeschichtungsmasse, beschichtet.
Unterhalb der Geberschicht war die Nehmerschicht (CF) eines weiteren,
Papiers in handelsüblicher
Form angeordnet.
Schließlich wurde
das Durchschreiberesultat auf der Nehmerschicht (CF) des handelsüblich beschichteten
Selbstdurchschreibepapiers durch Testpersonen visuell begutachtet.
Die
Bewertung erfolgt durch die Noten 1 bis 5, wobei 1 für sehr gute
Eigenschaften im Hinblick auf Kontrast, Kontur, Farbe steht und
5 für schlechte
Eigenschaften.
d) Mikrokapselhaftung/Abstandshalterhaftung
Bei
diesem Test wurde hinsichtlich Beispiel 1 die Haftung der Mikrokapselbeschichtungsmasse
auf der mit haftungsverbessernder Substanz vorbeschichteten Papier
und hinsichtlich der Beispiele 2 bis 5 die Haftung der die haftungsverbessernde
Substanz enthaltenden Mikrokapselbeschichtungsmasse untersucht.
Mit einem Klebeband wurde versucht, die nicht mehr frische Beschichtung
vom Trägerpapier
vor dem Druck zu entfernen.
Die
Bewertung erfolgt durch die Noten 1 bis 5, wobei 1 für sehr gute,
2 für gute
Eigenschaften steht, d. h. es blieb keine Farbe am Klebeband haften
und der Test verlief somit negativ und 5 für schlechte Eigenschaften,
d. h. es blieb Farbe am Klebeband haften.
