DE1546271A1 - Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blattmaterial - Google Patents

Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blattmaterial

Info

Publication number
DE1546271A1
DE1546271A1 DE19661546271 DE1546271A DE1546271A1 DE 1546271 A1 DE1546271 A1 DE 1546271A1 DE 19661546271 DE19661546271 DE 19661546271 DE 1546271 A DE1546271 A DE 1546271A DE 1546271 A1 DE1546271 A1 DE 1546271A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
web
substance
sheet
particulate
capsules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19661546271
Other languages
English (en)
Other versions
DE1546271C3 (de
Inventor
Auf Nichtnennung Antrag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Appvion LLC
Original Assignee
NCR Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NCR Corp filed Critical NCR Corp
Publication of DE1546271A1 publication Critical patent/DE1546271A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1546271C3 publication Critical patent/DE1546271C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/50Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
    • D21H21/52Additives of definite length or shape
    • D21H21/54Additives of definite length or shape being spherical, e.g. microcapsules, beads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/025Applications of microcapsules not provided for in other subclasses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/124Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components
    • B41M5/165Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components characterised by the use of microcapsules; Special solvents for incorporating the ingredients
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F5/00Dryer section of machines for making continuous webs of paper
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2984Microcapsule with fluid core [includes liposome]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2984Microcapsule with fluid core [includes liposome]
    • Y10T428/2985Solid-walled microcapsule from synthetic polymer
    • Y10T428/2987Addition polymer from unsaturated monomers only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

VERFAHREN ZUM BEGRENZEN DER EINDRINGTIEFE EINES IN FORM SEHR KLEINER TEILCHEN VORHANDENEN STOFFES IN EIN FASERIGES BLATTMATERIAL
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines In Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen (partikelförmigen) Stoffes in ein faseriges Blattmaterial und das hierdurch erhaltene Produkt.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines partikelförmigen markierungsbildenden Stoffes in ein Aufzeichnungsblattmaterial, beispielsweise Papier, während der Herstellung dieses Materials, so daß in dem fertigen Aufzeichnungsblatt fast der ganze partikel förmige, markierungsbildende Stoff Innerhalb des Aufzeichnungsblattes in einer Schicht vorhanden ist, die nur einen Bruchteil der Dicke des Blattmaterials, gemessen von einer Oberfläche desselben, einnimmt.
Die Erfindung findet eine sehr zweckmäßige Verwendung in druckempfindlichen Kopiersystemen, bei denen die marklerungsbildenden Komponenten voneinander getrennt sind, wobei mindestens eine von diesen in durch Druck aufbrechbaren Mikrokapseln etc, enthalten 1st. Bei bekannten druckempfindlichen Aufzeichnungssystemen werden die eine der markierungs-
009827/1500
bildenden Komponenten enthaltenden Kapseln als Beschichtung auf ein Blattmaterial, beispielsweise fertiges Papier, aufgetragen; es bildet dann entweder ein selbsttragendes Blattmaterial, das mindestens eine weitere markierungsbildende Reaktionskomponente enthält, oder ein Übertragungsblattmaterial, das zusammen mit einem die andere(n) markierung«- bildende(n) Komponente(n) enthaltenden Aufnahmeblatt verwendet wird. Bei diesen bekannten Systemen bewirkt ein Beschichten des faserigen Blattmaterials mit den Kapseln, daß ein beträchtlicher Teil der Kapseln auf der Oberfläche des Blattes verbleibt und nur ein kleinerer, unbedeutender Teil der Kapseln in das Blattmaterial eindringt. Die Kapseln an der Oberfläche des Blattes machen dieses bis zu einem gewissen Grade überempfindlich gegenüber Druck und dadurch anfällig für unerwünschtes Schmieren. Des weiteren fühlt sich die Oberfläche eines mit Kapseln beschichteten Blattes im Vergleich zu einem unbeschichteten Blatt verhältnismäßig rauh an. Ferner bedingt das Vorhandensein der Kapseln auf der Oberfläche des blattförmigen Materials eine mäßige Aufnahmefähigkeit beim Bedrucken mittels Druckwerken.
Eine naheliegende und allgemein bekannte Maßnahme zum Beseitigen der vorgenannten Schwierigkeiten besteht darin, die Kapseln vor der Herstellung des Blattes mit der Papiermasse zu mischen oder andernfalls die Kapseln innerhalb ' des ganzen Blattkörpers zu verteilen. Dies hat sich jedoch wegen des sehr hohen Verlustanteils an Kapseln infolge
009827/1B00
BAD ORIGINAL
Durchsickern*durch die entstehende Papierbahn und die ungleichmäßige Verteilung der übrigen Kapseln im Blatt infolge von Schwerkraft und Saugkräften, der relativen OrUSe der Kapseln und der Form der Zwischenräume zwischen den Fasern als unbefriedigend erwiesen.
Die vorstehend genannten Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt, das sich den Vorgang der "Koazervierung" zunutze macht, um das Eindringen der Kapseln oder, allgemeiner ausgedrückt, jedes beliebigen, auf das nasse faserige Blatt aufgebrachten partikelfiSrmigen Stoffes zu begrenzen, wodurch die Herstellung eines Blatt-Materials ermöglicht wird, in dem der größte Teil dieses Stoffes innerhalb etwa 10Jf bis 20Ji der Dicke des fertigen Blattes, gemessen von einer Oberfläche desselben, verbleibt. Diese "Einseitigkeit" des Blattes in bezug auf den partikelförmigen Stoff 1st für Aufzeichnungsmaterial sehr vorteilhaft , da zur Erzeugung annehmbarer Markierungen weniger markierungsbildender Stoff erforderlich ist, als wenn der marklerungsblldende Stoff innerhalb des ganzen Aufzeichnungsmaterials dispergiert ist, so daß sich eine beträchtliche Einsparung bei der Herstellung solchen Aufzeichnungsmaterials ergibt. Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines partikelförmigen Stoffes in eine nasse Bahn eines faserigen Materials, das so durchlässig 1st, daß eine flüssige Dispersion dieses Stoffes die Bahn durchziehen kann.
009827/15 0 0
- * - . 15A6271
Das Kennzeichnende an diesem Verfahren besteht darin, daß annähernd gleichzeitig mit dem Aufbringen des partikelförmigen Stoffes auf eine Oberfläche der Bahn ein viskoses flüssiges Koazervat eines polymeren Stoffes innerhalb eines begrenzten Teiles des Querschnitts der Bahn in der Nähe dieser Oberfläche erzeugt wird, das den partikelförmigen Stoff und die Fasern der Bahn benetzt und sich selbst und diesen Stoff dadurch innerhalb des genannten begrenzten Teiles des Querschnitts der Bahn an die Pasern bindet.
Es ist bekannt, daß bestimmte Änderungen in flüssigen Lösungen filmbildender polymerer Stoffe eine Phasentrennung in der Lösung hervorrufen, wodurch eine verhältnismäßig viskose, polymerreiche flüssige Phase und eine polymerarme flüssige Phase entstehen. Diese Erscheinung der Phasentrennung wird als "Koazervierung", die verhältnismäßig viskose Phase als "Koazervat" oder "Koazervatlösung" und die polymerarme Phase als "Oleichgewichtsflüssigkeit" bezeichnet.
Die Koazervierung kann in Polymerlösungen auf verschiedene Weise eingeleitet werden. Bei einfacher Koazervierung wird eine homogene Polymerlösung, die nur ein Polymer enthält, durch Zusetzen eines mikroionischen Mittels oder durch eine durch ein physikalisches Mittel verursachte Änderung, beispielsweise Temperaturänderung, veranlaßt, sich in die viskose Koazervatphase und die nichtviskose Gleichgewichtsphase, die den größten Teil de« Lösungsmittels enthält, zu trennen. Bei der Komplex-
009827/1500
BAD ORIGINAL
-- 5 - ■
koazervierung wirken Polymere entgegengesetzter elektrischer Ladung unter entsprechenden Bedingungen so zusammen, daß sie das Bilden eines verhältnismäßig viskosen Komplexes der Polymere bewirken. Die Phasentrennung in einer homogenen Lösung eines Polymers und das Bilden einer viskosen Koazervatphase können auch durch Einführen eines mit dem ersten Polymer nichtverträglichen zweiten Polymers oder eines Nichtlösungsmittels für das Polymer bewirkt werden, wodurch die Löslichkeit des gelösten Polymers verringert und dadurch dessen Abscheidung hervorgerufen wird.
Es wurde nun gefunden, daß eine Koazervierung innerhalb eines begrenzten Teiles des Querschnitts einer nassen, faserigen Bahn beim Aufbringen einer oder mehrerer der für die Phasentrennung wesentlichen Komponenten auf eine Seite der entstehenden Bahn bewirkt werden kann. Es tritt sofort eine viskose Koazervatphase auf, die als Bindemittel für den partikelförmigen, gleichzeitig auf die Bahn aufgebrachten Stoff wirkt. Die viskose Phase wird innerhalb der Bahn in einer genau begrenzten Schicht gebildet, die praktisch an die Bahnoberfläche angrenzt, auf die die Lösung aufgebracht wurdej sie benetzt dort die Fasern und haftet an diesen in ihrer unmittelbaren Nähe und umhüllt ferner unter Bildung einer Matrix jeglichen partikelförmigen Stoff innerhalb des Querschnittsbereichs, in dem die Phasentrennung auftritt.
009827/1500
BAD OBlGlNAL
Der entstehenden Bahn kann an sich jeder beliebige, als selbständige Phase in einen flüssigen Medium dispergierbare partikelförmige Stoff in fester oder flüssiger Form zugesetzt werden, doch wird im folgenden der Einfachheit halber und zur Veranschaulichung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung die Anwendung der Erfindung auf ein System beschrieben, das zur Herstellung von druckempfindlichem, markierungsbildendem Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung sehr kleiner Kapseln als Teilchen geeignet ist. Vorher seien Jedoch einige grundlegende Voraussetzungen für das System zum Zeitpunkt der Bildung der abgeschiedenen Koazervatphase, insbesondere bezüglich der Art der wesentlichen Komponenten in bezug zueinander und zu den Fasern der Bahn, dargelegt.
Ia allgemeinen müssen zu Beginn der Teilchenaufnahme auf und zwischen den Fasern drei Phasen vorhanden sein, die in dem Sinne miteinander unvereinbar sind, daß jede Phase einzeln erkennbar ist, nämlich a) eine eine zusammenhängende Phase bildende Trägerflüssigkeit Innerhalb des Bahnmaterials; b) eine unzusammenhängende Phase sehr kleiner beweglicher Teilchen einer filmbildenden Koazervatphase des Polymers, die in der Trägerflüssigkeit gebildet wird und darin dispergiert ist; c) eine unzusammenhängende Phase sehr kleiner Teilchen von partikelförmigem Stoff in fester oder flüssiger ι Form, der in der Koazervatphase dispergiert ist. Die beweglichen flüssigen Teilchen der entstehenden Koazervatphase
009827/1600
BAD ORJQfNAL
■üssen den In Fora sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoff und die Fasern der Bahn benetzen können, so daß sie die Teilchen des ersteren umhüllen und sich selbst und diesen an die in ihrer Umgebung befindlichen Fasern binden können.
Ist der partikelfurmige Stoff fest« dann ergibt sich allein durch Trocknen der Bahn ein blattförmiges Material« in das dieser Stoff bis zu einer begrenzten Tiefe eingedrungen ist. Ist dieser Stoff vollkommen flüssig, dann kann ein Härten der diesen flüssigen Stoff umgebenden viskosen Koazervatphase auf chemischem Wege oder durch andere Mittel vor dem Trocknen der Bahn erforderlich sein, um ein fertiges Blattmaterial zu erhalten.
Bei sämtlichen Verfahren lassen sich die erforderlichen Konzentrationen und Bedingungen, die das Entstehen der Koazervatphase bewirken, im voraus bestimmen; d&s embryonale, faserförmige Blattmaterial wird so hergestellt, daß zu dem Zeitpunkt, zu dem'die verschiedenen, zur Phasentrennung erforderlichen Komponenten zusammengebracht werden, die entsprechenden Konzentrationen und Bedingungen innerhalb der Grenzen desjenigen Teiles des Querschnitts des faserigen Blattmaterials vorherrschen, auf den das Sindringen des partikelfOrmlgen Stoffes begrenzt werden soll. In bezug auf die Menge der sich ergebenden viskosen Phase sollte vorsichtig vorgegangen werden, da eine übermäßige Zugabe der für die Bildung der viskosen Phase wesentlichen Komponenten eine Koazervatmasse erzeugt, die die Fähigkeit
009827/1500
der entstehenden Bahn, sich in ausreichenden MaSe von in ihr enthaltenem Wasser zu befreien, ausschließt oder wesentlich herabsetzt, so daß die Bahn nicht fest genug wird, um während des Trocknens ihre Fora (integrity) zu behalten. Außerde« ist die Zugabe zu großer Mengen der benötigten Stoffe unwirtschaftlich.
I« folgenden wird beschrieben, wie die Erfindung auf die Herstellung druckempfindlichen, markierungsbildenden Aufzeichnungsitaterials in Blatt form angewandt wird. Bei de« bevorzugten Verfahren wird aus einen Brei aus Papierfasern, der einen die Phasentrennung einleitenden Stoff, beispielsweise ein Polymer einer bestimmten Polarität, enthält, auf einer Papiermaschine eine nasse, vollgesaugte Papierbahn hergestellt, und während die Bahn einen verhältnismäßig hohen PlUssigkeitsgehalt, z.B. 95Ji, aufweist, wird auf die Oberseite der Bahn eine Lösung niedriger Viskosität eines Polymers der entgegengesetzten Polarität gleichmäßig aufgetragen, in der mindestens eine markierungsbildende Komponente enthaltende, sehr kleine Kapseln dispergiert sind. Sobald die aufgetragene Polymerlösung mit der Bahn in Berührung kommt, wird eine viskose, flüssige Koazervatphase gebildet, die als Bindemittel wirkt, die Kapseln umhüllt und an den angrenzenden Pasern haftet, wobei die Restflüssigkeit frei abziehen kann. Die sich bildende abgeschiedene viskose Koazervatphase setzt sich sofort auf und zwischen den obersten Fasern ab. Diese Bildung der Koazervatphase
009827/1B00
0AD ORIGINAL
erfolgt, bevor die eingeführte Lösung weiter als ein Bruchteil des Querschnitts der Bahn in diese eindringen kann; dieses begrenzte Eindringen wird während des anschließenden Pressens und Trocknens bei der Weiterbearbeitung des Blattes aufrechterhalten. Nach dem Trocknen ist die Koazervatphase ein verformbarer fester Stoff. In diese« fertigen Blatt sind im obersten Bereich seines Querschnitts fast alle zugesetzten Kapseln eingebettet und werden in einer Matrix des getrockneten Polyaer-Faserkoaplexes festgehalten.
Ein geeignetes faseriges Material in Blattform läßt sich ohne weiteres aus einem flüssigen Brei, im allgemeinen einem wässerigen Brei, oder einer nassen Masse beliebiger papierbildender Fasern herstellen, die eine annähernd gleichförmige faserige Bahn bilden. Die gebräuchlichsten Fasern sind auch hler Zelluloselumpen- und Holzstoffasern, die gewöhnlich zur Papierherstellung verwendet werden. Auch andere unzusammenhängende, willkürlich ausgerichtete Fasern, einschließlich der allgemein als "Fibrillen" bezeichneten, sowie Glimmer und synthetische Gllmmerplättchen oder andere fädchenbildende feste Stoffe, z.B. Fasern von Polyacrylnitrilen, Polyestern und Polyamiden, sind verwendbar, die in einer Papiermaschine aus einem Brei zur Bildung eines einheitlichen Papiers oder einer papierförmigen Bahn abgesetzt werden können.
Das Blattmaterial braucht auch nicht Papier zu sein und der partikelförmige Stoff nioht aus Kapseln zu bestehen. Werden Kapseln verwendet, so können diese nach Ursprung, Größe, Inhalt, Kapselwandmaterial und Aufbau verschieden
0 0 98 2 7/1 SOO
BAD ORIGINAL
sein und die Erfindung läßt sich vielseitig überall dort anwenden, wo ein "einseitig wirksames", blattförmiges Material benötigt wird.
Die Figuren veranschaulichen ein Herstellungsverfahren und ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens» Insbesondere zur HersMlung von durch Druck aufbrechbarem, markierungsbildendem Blattmaterial auf einer Pourdrinier-Papiermaschine. Die Fig. 1 und 2 sind schematische Darstellungen der verschiedenen Bauteile der Fourdrinier-Papiermaschine sowie der Derate zum Einführen der bei der Durchführung der Erfindung verwendeten Stoffe.
Oemä0 Fig. 1 enthält der Hauptbehälter 10 einen wässerigen Brei aus Papiermasse, der auf einen Fourdrinier-Draht 11, Tischrollen 12 und Saugbehälter 13 geleitet wird. Partikelförmiger Stoff, dessen Eindringen begrenzt werden soll, wird einer auf dem Fourdrinier-Draht 11 entstehenden Papierbahn, beispielsweise an einer Dandy- oder Siebwalze 14, zugesetzt. Nach dem Verlassen des Drahtes 11 an der Gautschrolle 15 durchläuft die Bahn W eine Reihe von Pressen 16, 17 und 18 und läuft von dort durch mehrere Trockentrommeln (nur teilweise im Schnitt gezeigt) zu einer Aufwickelrolle
Flg. 2 zeigt eine schematische Einzelansicht der Lagerung der blattbildenden Stoffe und deren Zuführung zu und > RUckleitung vom Fourdrinier-Drahtbereich zu den Speichergefäßen dieser Stoffe, sowie das Aufbringen des flüssigen Breies auf die Dandy-Walze.
00982771500
BAD ORIGINAL
In Pig. 2 werden schwere Papiernasse, Harz und Alaun zur Leimung durch ZufUhrrohre 40 bzw. 41 in einen Mischer und dann in einen Maschinenkasten 21 eingeführt, wo sie mit den Milchigen Wasser aus einer Oautschwanne 22 über eine Zuleitung 23 vermischt werden. Der sich ergebende Brei « kann durch Zuführen von Wasser durch eine Zuleitung 24 weiter verdünnt werden; hierauf wird die Masse durch einen Jones-Raffineur 25 geleitet und zusamaen mit im Tank 42 abgeschiedenem und aus dem Wasserausgleichsrohr 43 kommenden Wasser« wenn erforderlich durch eine Pumpe 26, und eine Zuleitung 27 zum Einlaßspeiohergefäß 28 geführt, wo ein an der anschließend durchgeführten Phasentrennung teilnehmender Stoff, beispielsweise ein kationisches Stärkesol, über ein Rohr 44 zugesetzt wird. Die entsprechende Konsentration wird dabei durch das Rohr 45 eingestellt. Der erhaltene Brei wird durch ein Bird-Sieb 29 über eine Zuleitung 30 zum Hauptbehälter Jl und von dort zum PourdrinierDraht 32 geleitet, wodurch eine embryonale Bahn W gebildet wird, die dann welter Über die Saugkammern 51 läuft. Die Bahn bewegt sich in Richtung auf die Dandy-Walze 33, deren Sieb seinerseits ein Brei zugeführt wird, in dem der partikelförmige Stoff in einem wässerigen Sol von z.B. Karaya-Gummi (Indischer Tragant) disperglert 1st. Diese Zuführung erfolgt von dem Dandy-Behälter 46 her, in den durch ein Rohr 50 Wasser geleitet werden kann, wogegen der Brei durch die Pump« 47 aus einem über das Rohr 49 mit dem partikelförmlgen Stoff versorgten Dandy-Tank 48 gefördert wird.
009827/1500
BA0
Die la vorangegangenen gegebene Beschreibung der Fig. und 2 ist lediglich illustrativ. Die Kapseln oder ein ; anderer in Fora sehr kleiner Teilchen vorhandener Stoff können auch durch andere Vorrichtungen als die Dandy-Walze und zu Jede» beliebigen Zeltpunkt wthrend der Herstellung der Bahn zugegeben werden, vorausgesetzt, daß die Bahn zum Zeltpunkt der Zugabe dieses Stoffes entweder infolge noch nicht abgezogener Flüssigkeit oder auf Orund der Zugabe des Stoffes in Fora eines flüssigen Breies so nal und durchdringbar ist, daß sich eine verhlltnisaKfilg viskose flüssige Lösung von polyaerea Stoff bilden und an den Fasern festsetzen kann. Während soalt bei dea bevorzugten Verfahren ge«K8 Flg. 1 und 2 die Zugabe der Kapseln an der Dandy-Walze . erfolgen auß, wo bein noraalen Papierherstellungeverfahren der Feuchtigkeitsgehalt der embryonalen Bahn des blattförmigen Materials in der Größenordnung zwischen 92 und 98 Gewichtsprozent Wasser liegt, könnte der Kapselbrel auch zu eines anderen Zeitpunkt zugegeben werden, wieder vorausgesetzt, daß die Bahn des Blattaaterlals ein ausreichendes Bindringen des Kapselstoffes in sie zuläBt, und ferner, daß innerhalb der Bahn entsprechende Bedingungen und Konzentrationen der zur Bildung einer viskosen flüssigen Lösung des polyaeren Stoffes erforderlichen Komponenten bestehen.
Ia folgenden werden einige Beispiele des Verfahrene zua Erzielen eines kontrollierten Eindringens von Kapseln in eine Papierbahn gegeben.
009827/1500
Beispiel 1
Hler wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Anwendung der Verfahrensachritte und des Gerätes nach den Fig. 1 und 2 beschrieben, bei de· sehr kleine Kapseln einer nassen Bahn faserigen Papiers auf einer Fourdrinier-Papierherstellungsmaschine zugesetzt wurden. In dem Kapselbrei war Karaya-Oummi vorhanden, während die Papiermasse eine kationische Stärke in Fora eines quarternären Aminderivates enthielt; diese Stoffe» d.h. der Karaya-Oummi und die kationische Stärke bewirken zusammen die Bildung einer verhältnismäßig viskosen, flüssigen, in ihrer Entstehungsform aus einer Vielzahl von Teilchen bestehenden Phase in dem aus den nassen Fasern bestehenden Blatt. Die sieh abtrennende flüssige Phase nimmt umfangmäßig ab, und während sie sich aus dem durch die Lösung eingenommenen ursprünglichen Umfang zusammenzieht, nimmt sie die Form kleiner Teilchen an, die die zugeordneten, auf diese Welse umhüllten Kapseln mit sich führen. Wenn die Teilchen zwischen den obersten Fasern geformt werden, benetzen sie diese und haften an ihnen, so dafl die Kapseln gebunden und an einer Wanderung durch das Blatt gehindert werden, wodurch sich eine Schicht bildet. Der größte Teil der vorgenannten Teilchen und der zugeordneten Kapseln werden' in den oberen 10£ bis 20Jf des Blattes, gemessen von der Eintrittsfläche, festgehalten. Es wandern fast keine Kapseln über die Hälfte des Querschnitts des Blattes hinaus. Beim
009827/1500
Pressen und Trocknen der Bahn schrumpfen die Teilchen durch Verlust des Lösungsmittels ein, wobei das getrocknet· polymere Bindemittel zurückbleibt und die Kapseln In bezug auf den Blattquerschnitt an Ort und Stelle bleiben. Bs wurden unter verschiedenen Bedingungen mehrere Verfahrensabläufe durchgeführt. Die Bedingungen und Ilgenschaften des hierbei erzeugten Papiers sind in Tabelle 1 erfaßt.
Die Karaya-Gummilösung und die Lösung der kationischen Stärke wurden wie folgt hergestellt: 2040 g trockenes Karaya-Gummipulver wurde in 189,25 1 Wasser unter Verwendung eines geeigneten Mischers eingerührt. Fünf Minuten nach Zugabe des gesamten Pulvers wurde der Nischer abgeschaltet. Die Karaya-Gummilösung wurde 2 Stunden lang setzen gelassen, dann wurde der Mischer für weitere 5 Minuten eingeschaltet. Der Karaya-Gummi hatte sich nach weiterem zweistündigen Setzenlassen hydratisiert, wonach 1225 g 2901ges wässeriges Ammoniak unter Rühren zugegeben wurden, um den Karaya-eumml zu entazetylieren. Nach 5 Minuten wurde der Mischer abgeschaltet und die Trommel abgedeckt. Unmittelbar bevor dem Zusammenführen der Karaya-Gummilösung und des Kapselbreies wurden 189,25 1 Karaya-Gummilösung mit Wasser auf 2032 1 verdünnt, so daß sich ein Feststoffgehalt von 0,1Ji Karaya-Gummi ergab.
Die Lösung der kationischen Stärke (Q-TAC 3891 Corn Produces) wurde durch Erhitzen eines Breies der Stärke bei einer Temperatur von 91 0C für mindestens 15 Minuten bereitet, wodurch sich eine lgew.£lge Stärke-in-Wasser-Lösung ergab.
009827/1 SOO BAD
Bs wurden sowohl saure ale auch basische Kapselbreie hergestellt. Zur Bereitung eines sauren Breies wurden Benzoylleukoaethylenblau (BUB) und Kristallvlolettlakton (KVL) in einer Mischung von chlorierten Diphenyl (Aroclor) und Kerosin (MagnaFlux) gelöst. Das erhaltene Ol wurde als flüssige Phase in eine« wässerigen Oelatineeol dlspergiert. Dieser Dispersion wurde Ouaai-arabikun und PolyvinylmethyI-MaleInelureanhydrld (PVM/MA) zugesetzt, was nach Senken des pH-Wertes alt Essigsäure alt der richtigen Verdünnung die Bildung einer Koazerratlösung der Oelatine bewirkt, wobei sloh dieses Koazerrat ua die dispergieren Oltrupfchen ablagert und eabryonale KapselwMnde aus Koazervatlösung ua diese Tröpfchen bildet. Anschließend wurden die in Entstehungszustand befindlichen Wände durch Abkühlen verfestigt und alt Olutaraldehyd gehärtet. Das Oewichtsverhältnis des Öles zur Oelatine war in der Größenordnung von 10:1 und der Durohsohnittsdurchaesser des erhaltenen Aggregates von einzelnen Tröpfchen in der Größenordnung von β bis 12 μη.
Das Verfahren zur Herstellung eines basischen Breies gleicht dea Herstellungsverfahren für einen sauren Brei, alt dea Unterschied, daß nach dea Härten alt Olutaraldehyd PVM/MA zugegeben und der pH-Wert durch 20jflges Natriuahydroxyd auf 10 heraufgesetzt wurde.
In bestlaaten der Terfahrensabläufe wurde der saure Brei und in anderen der basische Brei verwendet, wobei die Breie auf folgende Welse abgewandelt wurden:
009827/1500
BAD
Stoff Trockengewicht in Naflgewioht in Grame o. dgl. Gramm o. dgl.
Kapseln - saurer
Brei
455,00 9, 76,00 9. 2400
Karaya-Gummilösung 2.28 0.40 2280
457,28 76,40 4680
75* feste Stoffe
Kapseln - basischer
Brei
405
Karaya-Gummilösung 400
805
5* feste Stoffe
Sowohl für die sauren als auch für die basischen Breie wurde der alt Karaya-Gumei abgewandelte Kapselbrei so bereitet, daß der Kapselbrei zuerst durch eine Kolloidatlhle geleitet und dann die Karaya-Guunllösung aa Dandy-Tank zugesetzt wurde.
Die in den in Tabelle 1 erfaßten Verfahrensabläufen verwendete Papiereasse war 75* gebleichter Kraft(-Sulfat-Zellstoff) und 25* gebleichtes Sulfit, raffiniert auf einen Jordan-Soll-Mahlungsgrad von 250 or* kanadischer Standard bei 30 0C. Die Papiernasse wurde alt 1,2* Harz und 2,4* Alaun (bezogen auf die Papiereasse) geleimt. Es wurde keine Einstellung des pH-Wertes durchgeführt.
Die kationische Stärkelösung wurde zu 600 awr der geleimten Papiereasse in Mengen zugegeben, wie sie für die verschiedenen Verfahrensablaufe in Tabelle 1 unter Zugrundelegung des Papiereassegewichts angegeben sind.
009827/1500
BAD ORIGlHAL
Die abgewandelte geleimte Papiermasse wurde in 6 1 Wasser in eine Blattform eingegeben, und die Flüssigkeit konnte durch das in dieser Form vorgesehene Sieb abziehen, so daß sich eine nasse Bahn mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 92£ - 98£ ergab. Das Sieb, auf dem sich die nasse Bahn befand, wurde auf einen Beschichtungstisch gebracht, wo der abgewandelte wässerige Kapselbrei unter Verwendung einer Meyer-Stange 22 vorsichtig über die Oberseite der nassen Bahn gezogen wurde, um.die Bahn nicht zu beschädigen. Anschließend wurde das Blatt vom Sieb gegautscht und beide Flächen mit Löschblättern bedeckt. Diese sandwichförmige Anordnung wurde 30 Sekunden lang in einer hydraulischen
Williams-Presse unter einer Belastung von ca. 3,5 kg/cm (S 50 pounds per square inch gauge) gepreßt. Das gepreßte Blatt mit einer Feuchtigkeit von etwa 75% wurde zwischen den Löschblättern herausgenommen und auf einem rotierenden Blatttrockner 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 91 0C getrocknet. Die Verfahrensbedingungen sind In Tabelle 1 beschrieben. ■
009827/1500
BAD
Tabelle ι
ο ο co
en ο ο
Verfahrens ablauf 1 2 3 K 5 6 I 7 8 9 10
Mas chinengeschwindig-
keit ra/min.
213,4 213,4 213,4 213,4 213,4 213,4 213,4 213,4 152,4 172,2
Alaunkonzentration
in % (bezog, auf d.
Feststoffgehalt der
trook. Papiermasse)
2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4
Harzkonzentration
In % (bezog, auf d.
Feststoff gehalt der
trock. Papiermasse
1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
Oew.^gehalt an Kap
seln im Kapselbrei
sauer
2,85 1,30 1,96 3,0 3,0 3,0 1,95 2,6
basisch 1,74 1,74
kationische Stärke
feste Stoffe in %
(feste Stärke in
Lösung)
0,99 0,90 0,97 0,96 0,96 1,0 1,0 1,0 0,9 1,5
kationische Stärke
zugegeben am Haupt-
behälter
£-Satz z. Papiermasse
2,9 2,6 2,9 2,8 2,8 4,3 4,3 4,3 3.8 4,4
Tabelle 1 (Fortsetzung)
O O CD
O1I O
Jordan-Konsistenz,0 2,60 2,50 2,54 2,46 2,56 2,00 2,84 2,84 2,54 2,60
Jordan-Mahlungsgrad,
cnr
265 252 224 246 274 385 420 420 455 272
Konsistenz in Haupt-
behälter in *
0,54 0,60 0,48 0,56 0,53 ** 0,58 0,49
Mahlungsgrad im ,
Hauptbehälter in aar
125 132 94 129 127 - - - - 79
Laufzeit in Minuten 10 SO 50 15 15 20 10 10 10
Ries pro Minute + 1.92 1,92 1,92 1,92 1/92 1,92 1,92 1,92 1,37 1,55
Feuchtigkeit der Bahn
an der Dandy-Walze
92-
93*
92Z
93*
92-
93*
92-
93*
92-
93*
92-
93*
Ϊ* 97-
98*
96Z
97*
95-
96*
Schreibmaachlnen-
AnschlagatKrke ++
66 61 50 60 57 67 48 57 54 62
Schmierwiderstand ++ 98 98 96 92 92 99 99 99 98 98
Kapselgewicht in
Gramm pro Ries
(500 Bl. zu 63x96 cm)
950 1045 1360 1270 1045 1000 1360 1135 1270 1320
M VO
cn
+ errechnet ftir eine Breite von 275 cm der nassen Papierbahn ++ später näher beschrieben
Beispiel 2
I« folgenden wird eine Reihe von Verfahreneablaufen beschrieben, in denen sehr kleine Kapseln und andere partikelföraige Stoffe in einer Fourdrlnler-Papieraaschine auf eine nasse Bahn eines faserigen Papiere aufgetragen wurden, ua ein selbsttragendes Aufzelchnungsaaterlal zu erzeugen.
In eines abgewandelten Kapselbrei waren Karaya-Guaal, kolloidale Kieselerde und Kaellnten und die kationisch· Stärke in der Papleraasse enthalten. Der alt Karaya-Guaai abgewandelte Kapselbrei wurde« wie in Fig. 1 gezeigt, an der Dandy-Walze eingeführt.
Die Karaya-QueMilösung und die Lösung der kationischen Stärke wurden wie In Beispiel 1 hergestellt. Die la Kntstehungszustand befindlichen Kapseln wurden ähnlich wie der saure Brei bereitet, jedoch wurde nach dea Märten alt Olutaraldehyd die Koazervatlösung alt kolloidaler Kieselerde behandelt. Das endgültige Oewlchtsverhältnls von öl zu Gelatine war in der OröSenordnung von 5,5*1» während der Durchschnlttsdurchaesser des erhaltenen Aggregats von einzelnen Tröpfchen in der OröBenordnung von 8 bis 12/ua lag. Der erhaltene Kapselbrei wurde wie folgt abgewandelt!
Stoff Trockengewicht
Graaa o. dgl.
in Maflgewicht in
Graaa o. dgl.
Kapselbrei 672 5.56ο
Oxydierte Kartoffel- IJO
stärke (Essex Gun 1390)
469
Kolloidale Kieselerde 221
(Ludox AS)
758
Kaolin (Spray Satin) 200
009827/1
500 200
BAD ORIGINAL
Stoff Trockengewicht In
dram o. dgl.
Mafigewicht In
OraHUi o. dgl.
ZnCl2
Karaya-Qummi
78
3,25
330
325
1.304,25 5.422
Gesamtprozentsatz an
festen Stoffen
24 %
Prozentsatz der Kapseln
zus. Oesamtprozentsatz
an festen Stoffen
51*5%
Der In vorangegangenen beschriebene abgewandelte Kapselbrei wurde wie folgt hergestellt: Zunächst wurden der Kaolinton und der Kapselbrei gemischt. Dann wurde diese Mischung durch eine Kolloidmühle geleitet. Daraufhin wurde die Stärke« die kolloidale Kieselerde und das ZnCl2 eingerührt. Die Karaya-Oummilösung wurde als letztes unmittelbar Tor der Verwendung zugesetzt.
Die verwendete Papiermasse war 75# gebleichter Kraft (-Sulfat-Zellstoff) und 25% gebleichtes Sulfit, raffiniert auf einen Jordan-Soll-Mahlungsgrad von 420 cnr kanadischer Standard bei 30 0C. Die Papiermasse wurde mit 1,2% Harz und 2,h% Alaun (bezogen auf die Papiermasse) verleimt. Es wurde konzentrierte Schwefelsäure in den Maschinenkasten eingegeben, um den pH-Wert zu regeln. Die Papiermasse wurde abgewandelt und das Blatt, wie in Beispiel 1 ausgeführt, hergestellt.
0 0 9827/1500 bad OBIG»NAL
Sobald In den entstehenden Blatt die Teilchen in einer vorwiegend unmittelbar unter der Oberfläche liegenden Schicht fixiert sind« aus der sie nicht ,abwandern können, ist die Papierbahn für weitere Operationen bereit. Bs Können, während sie noch naß ist, weitere Stoffe aufgetragen werden, und zwar entweder während des Fressens, des Trocknens oder der außerhalb der Masohine stattfindenden Behandlung des fertigen Blattes, die in Anbetracht des letztlich gewünschten Benutzungszweokes durchgeführt wird.
In diesen Zusammenhang können eine oder mehrere Beschichtungen von Stoffen nacheinander nach Wunsch auf jede der beiden Flächen aufgebracht werden. Die Arbeitsdaten für diese Verfahrensabläufe sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2 nächste Seite
009827/1SOO *** °RK3'NAL
- 23 Tabelle 2
Verfahreneablauf . 1 2 3 4 5
Masohinengeschwindigkeit
■/min.
152,4 152,4 152,4 152,4 152,4
Alaunkonzentration in % 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4
Harzkonzentration in % 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
Gehalt an festen Stoffen
la abgewandelten Kapsel-
brei in %
4,35 4,35 4,35 4,35 5,0
Laufzeit in Minuten 7 3 27 10 42
Ries pro Minute + 1,37 1,37 1,37 1,37 1,37
Kationisch· Stärk·
feste Stoffe in % -
0,94 0,94 0,94 0,94 0,94
Katlonisohe Stärke zuge
geben aa Hauptbehälter
%-Sati z. Paplemasse
1,96 2,68 3,72 4,76 4,76
Jordan-Konsistenz, % 2,22 2,22 2,22 2,22 2,33
Jordan-Mahlungsgrad obP 418 414 410 405 485
Jordan-pH-Wert 3,5 3,4 3,3 3,2 3,8
Konsistenz in Hauptbeh.jt 0,36 0,36 0,35 0,40
Mahlungsgrad.lB Haupt-
behälter, top
164 165 167 168 199
pH-Wert in HauptbehXlter 4,5 4,3 4,2 4,1 4,5
pH-Wert im Trog 4,3 4,2 4,2 4,1 4,5
Feuchtigkeit ,der Bahn-
an der Dandy-Walze
95-
96Ji
95-
96Ji
95-
96Ji
95-
96Ji
98i
Sohrelbsiasohinen-
Anschlagstttrke ++
46 46 43 56 46
Sohnienriderstand ++ 85 89 89 96 88
Kapselgewioht in Qraan
pro Ries (500 Blatt zu
63 x 96 cm)
2630 2355 2400 2355 2355
+ errechnet für eine Breite von 275 cm der naflen Papierbahn ++ später näher beschrieben
0 09827/1500
Beispiel 3
Hler 1st der partikelföralge Stoff, dessen Bindringen la eine nasse, faserige Bahn begrenzt werden soll, ein öllöslicher Farbstoff, und zwar Azoblausohwarz B.
Mikrofeines Titandioxyd wurde unter Verwendung von Natrlunsilikat und NonylphenoxypolyKthoxyäthanol (Triton N-IOO) als Dlsperglerungsalttel in Wasser dispergiert. Dieser Dispersion wurde der feste Farbstoff Azoblausohwarz B in Pulverfora zugesetzt, und die ganze Mischung wurde in eines Waring-Mischer gemischt. Mach de« Mischen und unmittelbar vor der Verwendung wurde verdünnter Karaya-Ounai (in einer Konzentration von 0,l£) eingerührt. Oktanol wurde als Schauabekaapfungsalttel zugegeben. Die Zusammensetzung dieses Breies ist folgende:
Stoff Trockengewicht in Maflgewioht in
Gramm o. dgl. Oramm o. dgl.
Titanox TiO2 20 20
5£ Na2SiO4 0,5 10
Nonylphenoxypoly- 5 Kthoxyäthanol
(Triton N-IOO)
Wasser 200
Azoblauschwarz B 5 5
0,l£-Karaya-GummilOsung 0,025 25
25,525 365
4 Tropfen Oktanol
Die Papiemasse war Ähnlich der in Beispiel 1 verwendeten. Die geleinte Papiernasse «it einen Gehalt an Feststoffen
009827/1500
BAD ORIGINAL
Ton 0,5?ί wurde durch Zugabe von 5jf kationischer Stärke (Q-TAC 5891), bezogen auf das Trockenfasergewicht, modifiziert. Die kationisch« Stärke wurde als l£iges wässeriges Sol zugesetzt und das Blatt gemäfi Beispiel 1 hergestellt.
In den vorangegangenen Beispielen wurden Karaya-Gummi < und katlonlsohe Stärke verwendet, um das Bilden der viskosen flüssigen Phase innerhalb der Bahn nasser Fasern zu bewirken. Anstelle von Karaya-Ounni können andere polymere Stoffe dem Kapselbrei zugesetzt werden, z.B. Gelatine, Kasein, Methylzellulose, Karboxymethylzellulose, Tragantgummi, Johannisbrotbaumgumml, Guargummi, Polyvinylnethyl-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisat , Polyäthylen-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisat und Mischungen hiervon. Anstelle der kationischen Stärke kann auch ein anderer Stoff, beispielsweise Quntml-arabikum, Harnstoff oder Polyäthyleniain, der Papiermasse zugesetzt werden. Wird mit Alaun und Harz verleimte Papiermasse verwendet, dann kann etwaiges freies Alaun als Mittel zur Einleitung der Phasentrennung wirken.
Werden zwei Komponenten zur Einleitung der Phasentrennung verwendet, 1st es nicht unbedingt nötig, sie in der oben beschriebenen Art in das System einzubringen. Gute Resultate wurden beispielsweise durch Zusetzen der kationischen Stärke zum Kapselbrei und des Polyäthylen-Maleinsäureanhydrid-Mischpolymerisats zur Papiermasse erzielt. Die Koazervierung ist eine allgemein bekannte Erscheinung in der Polymerchemie, und die Wahl von Systemen und Stoffen, in denen oder durch
009827/1500
die sie eingeleitet werden kann« kann daher ohne weiteres den Fachmann überlassen werden.
Die Begrenzung des Eindringens der Kapseln in das blattförmige Papier wurde für die einzelnen, nach den Beispielen 1 und 2 hergestellten Muster untersucht. Hierzu wurden die Oberflächen des Musterblattes nacheinander an ein Attapulgltton enthaltendes Blatt angelegt und eine Markierung mittels Druck aufgebracht. Bei allen Mustern wurde, wenn die die Kapseln enthaltende Oberfläche des Musterblattes an Aufnahmeblatt anlag und Druck ausgeübt wurde, eine deutliche Markierung auf dem Aufnahmeblatt erzeugt. Im Gegensatz dazu wurde, wenn * die andere Seite des Musterblattes an das Aufnahmeblatt angelegt und Druck ausgeübt wurde, keine Markierung auf dem Aufnahmeblatt hervorgerufen. Durch diesen Versuch wurde klar bewiesen, daß das Eindringen der Kapseln in die Musterblätter auf eine Tiefe begrenzt war, die geringer als die Dicke des Papiers ist, da sonst, wenn die Kapseln das Papier vollständig durchdrungen hätten, eine Markierung auf dem Aufnahmeblatt erzeugt worden wäre, ganz gleich, welche Seite des Musterblattes an das Aufnahmeblatt angelegt wurde, unter Verwendung des sogenannten "Splittestes", bei dem das zu untersuchende Papierblatt in Wasser eingeweicht und dann zwischen zwei polierten Rollen hindurchgeführt wird, die eine Oberflächentemperatur unter dem Gefrierpunkt (etwa um 2 °C) haben, wird das > Musterblatt in einer Ebene seines Querschnitts aufgespalten. Bin durch Verfahrensablauf Mr. 3 der Tabelle 1 erhaltenes Musterblatt wurde in der im vorangehenden beschriebenen Welse
BAD ORIGINAL 009827/1500
nach und nach aueelnandergeepalten, wobei sich obere Teileohlohten von einer Dicke von 1/2, 1/4 und 1/8 des Querschnitts des Musterblattes ergaben. Die Bestimmung des Kapselgewichts bei den einzelnen Teilschichten zeigte, daß 59^ der Kapseln in der obersten, 1/8 der ßesuatdicke ausmachenden Teilschicht, > &7% der Kapseln in der 1/4 der Gesamtdicke einnehmenden TeIlsohioht und 96jf der Kapseln in der oberen Hälfte des Blattes vorhanden waren.
Dies beweist die Wirksamkeit des erfindungsgemKSen Verfahrens, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Gesantdicke des Musters etwa 0,1 sei und die Teilchengröße der Kapseln
etwa 4 bis 10 Atm betrug. Ferner müssen die "Durehzugkräfte", die in der Papiermaschine infolge der Schwerkraft, des Flüssigkeitseinzugs und der Saugkraft vorhanden sind, in Betracht gezogen werden.
Das Einbetten der Kapseln im Blatt macht dieses als druckempfindliches, marklerungtsbildendes Aufzeichnungsmaterial Mont weniger wirksam, was durch die in den Tabellen angegebene SohrelbmaschinenlntensitKts- und Schulerwiderstandswerte bewiesen ist, die bei Verwendung erfindungsgemäS hergestellter Blätter erzielt werden.
Bei der Bestimmung der Schreibmasohlnenlntensität wird eine Standardmarkierung dadurch hergestellt, dafl ein Blatt, bei dem die Farbstoff enthaltenden Kapseln auf der äußeren Oberfläche als Beschichtung aufgetragen sind, mit dieser Oberfläche gegen die Oberfläche eines mit der anderen markierungsbildenden Komponente beschichteten zweiten Blattes gelegt wird, worauf in einen bestimmten Bereich ein Druck auf die beiden Blätter ausgeübt wird, um durch
009827/1500
übertragung dee Inhalte der aufgebrochenen Kapseln auf da* zweite Blatt einen markierten Bereich zu erhalten.
Nach einer bestimmten Zeit (20 Minuten) wird das von dem nichtmarkierten und dem markierten Bereich reflektierte Licht gemessen und die entsprechenden Werte verglichen. Dl· Sohreibmaschinenintensität ist das Verhältnis dee Reflex!ons-Vermögens des markierten Bereichs zu der des nichtmarkierten Bereichs mal 100. Je niedriger dieser Verhältniewert 1st, desto intensiver ist die Markierung.
In vielen Fällen, wo eine vergleichbare Menge an Kapeelstoff Im Papier enthalten war« war der SohrelbmaschlnenlntensitKtswert gleich oder gut vergleichbar mit dem des derzeit im Handel erhältlichen, mit Kapseln beschichteten Standardpapiers.
Der Schmierwiderstand ist ein Meßbejpiff für die Schmiereigenschaften eines Blattmaterial bei Reibung und wird im allgemeinen dadurch bestimmt, daß ein Blatt, das eine komplementäre, markierungsbildende Komponente enthält, die die markierungsbildende Reaktion hervorruft, auf das Musterblatt aufgelegt wird, so daB die die Farbbildner tragenden Oberflächen der beiden Blätter miteinander in Berührung kommen. Auf diese beiden Blätter wird dann ein Standardgewicht aufgelegt und das obere Blatt über das untere (Musterblatt) eine konstante Strecke gezogen, und zwar in Maschlnenrlchtung und In Querrichtung des Papiers. Danach wird das Reflexionsvermögen des Bereichs des Oberblattes, der sich unter dem Gewicht befand, gemessen. Der in den Tabellen
009827/1500 <*<> OR.Q.NAL
angegebene Schmierwlderstand ist somit das Verhältnis* des Reflexvermögens des mit dem Gewicht belasteten Bereichs zu Hintergrundflache mal 100.
Bei dem nach Beispiel j5 hergestellten Muster wurde die Begrenzung des Bindringens des partikelförmigen Stoffes « in das Papierblatt untersucht. Dies geschah dadurch, daß beide Oberflächen des Musterblattes an die beschichtete Seite eines besonders präparierten, mit Kapseln beschichteten Blattes (Umsetzungsbeschlchtung) gelegt wurden, wobei diese Kapseln nur öl, keinen Farbstoff, enthielten, und daß dann mittels Druck eine Markierung hervorgebracht wurde. Befand sich die Oberseite des Musterblattes in Anlage mit dem besonders präparierten, mit Kapseln beschichteten Blatt und wurde Druck ausgeübt, dann wurde auf dem Musterblatt eine deutliche Markierung erzeugt. Ia Gegensatz dazu wurde, wenn sich die Unterseite des Musterblattes in Anlage mit dem besonders präparierten Blatt befand und Druck ausgeübt wurde, auf dem Musterblatt keine Markierung hervorgerufen. Durch diesen Versuch wurde klar bewiesen, dafl ein Bindringen des partikelförmigen Stoffes (des Farbstoffes Azoblauschwarz B) in das Musterblatt auf eine bestimmte Tiefe innerhalb des Querschnitts des Papiers begrenzt wurde, da sonst bei einem vollständigen Durchdringen des Stoffes durch das Papier eine Markierung auf dem Musterblatt hervorgerufen worden wäre, ganz gleich, welche Seite des Musterblattes in Anlage mit der beschichteten Seite des besonders präparierten Blattes war.
009827/1500 '

Claims (10)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Begrenzen der Eindringetiefe des partikelförmigen Stoffes In eine nasse Bahn eines faserigen Materials, das so durchlässig ist, daß eine flüssige Dispersion dieses Stoffes die Bahn durchziehen kann, dadurch gekennzeichnet, dafi annähernd gleichzeitig mit dem Aufbringen des partikelförmigen Stoffes auf die eine Oberfläche der Bahn ein viskoses flüssiges Koazervat eines polymeren Stoffes innerhalb eines begrenzten Teiles des Querschnitts der Bahn in der Nähe dieser Oberfläche erzeugt wird, das den partikelförnlgen Stoff und die Fasern der Bahn benetzt und sich selbst und diesen Stoff dadurch innerhalb des genannten begrenzten Teiles des Querschnitts der Bahn an die Fasern bindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der partikelförmige Stoff dispergitrt in einer Lösung eines koazervierbaren, filmbildenden Polymers auf die Oberfläche der Bahn aufgebracht wird, wobei ein zur Einleitung der Phasentrennung dienender Stoff auf die Oberfläche oder innerhalb der Bahn zumindest in der Nähe dieser Oberfläche verteilt wird.
3. Verfahren zum Herstellen eines Blattes aus faserigem Stoff, in dem, gemessen von einer Oberfläche desselben, bis zu einer begrenzten Tiefe Teilchen des partikelförmigen Stoffes enthalten sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
009827/1500
BAD ORIGINAL
Aufbringen einer flüssigen Dispersion des genannten Stoffes auf eine nasse Bahn des faserigen Stoffes« der eine Lösung eines koazervierbaren, filmbildenden Polymers enthält oder auf den eine solche Lösung aufgebracht wird; Einleiten der Koazervlerung des Polymers, sobald der genannte Stoff bis zu einer bestimmten Tiefe in die faserige Bahn eingedrungen ist, wodurch die Teilchen zwischen den Pasern der Bahn in dieser Tiefe gebunden werden; Pressen und Trocknen der so hergestellten Bahn.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daS der partlkelföraige Stoff in der Lösung des koazervierbaren Polymers dlspergiert wird, die gleichmäßig auf die Oberfläche der Bahn aufgebracht wird, in der zumindest in der Nähe dieser Oberfläche ein Mittel zur Einleitung der Phasentrennung gleichmäßig verteilt 1st.
5« Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mit Ammoniak behandelter Karaya-Oumai und das Mittel zur Einleitung der Phasentrennung eine kationische Stärke ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nasse Bahn aus Papierfasern und zwischen 92Jf und 98% Wasser besteht.
009827/1500 BAD
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche« dadurch gekennzeichnet, daß der partikelförmlge Stoff aus eine flüssige oder feste Komponente enthaltenden, durch Druck aufbrechbaren Mikrokapseln besteht.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der partikelförmige Stoff aus einer Mischung einer festen, partikelfOrmlgen Substanz mit. eine flüssige Komponente enthaltenden, durch Druck aufbrechbaren Mikrokapseln besteht.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flüalge Komponente ein Pigment oder einen Farbstoff enthält, das (der) eine sichtbar· Markierung erzeugen kann.
10. Ein durch das In Anspruch 5 beanspruchte Verfahren erzeugtes faseriges Blattmaterial.
009827/1500
BAD ORIG«NAL
Leerseite
DE19661546271 1965-03-24 1966-03-22 Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blattmaterial Expired DE1546271C3 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44235265 1965-03-24
US442352A US3384536A (en) 1965-03-24 1965-03-24 Process for forming fibrous sheets containing limited penetration of additaments within the sheet and sheets thereof
DEN0028255 1966-03-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1546271A1 true DE1546271A1 (de) 1970-07-02
DE1546271C3 DE1546271C3 (de) 1976-01-29

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
CH453064A (fr) 1968-05-31
NL6603889A (de) 1966-09-26
GB1105711A (en) 1968-03-13
DK120929B (de) 1971-08-02
US3384536A (en) 1968-05-21
BE678203A (de) 1966-09-01
ES324631A1 (es) 1967-05-01
CS165980B2 (de) 1975-12-22
BR6677398D0 (pt) 1973-06-14
NO124273B (de) 1972-03-27
AT269910B (de) 1969-04-10
SE301910B (de) 1968-06-24
DK120929C (da) 1971-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1769793C3 (de)
DE2023499C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Celluloseganzstoffes
DE1284828B (de) Verfahren zur Herstellung von bedruckbarem Streichpapier
EP0017793A2 (de) Verwendung einer nichtgestrichenen Papierbahn im Rotationstiefdruckverfahren
DE2443099B2 (de) Beschichtetes Papier für druckempfindliche Durchschreibsätze und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0908560A1 (de) Gestrichenes Rollendruckpapier mit Eignung für das Bedrucken mit Coldset-Farben
DE60318562T2 (de) Faservlies und dessen herstellung
DE60109193T2 (de) Verfahren zur herstellung von papier mit konstantem füllstoffgehalt
DE2614869A1 (de) Vernetzungsmittel, verfahren zu seiner herstellung und unter seiner verwendung erhaltenes papier
DE1210313B (de) Verwendung von Poly-N-vinylimidazol zur Papierleimung
DE1546266A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen von Zusatzstoffen in eine Papierbahn od.dgl.
DE2759986C1 (de) Verfahren zum Einbetten von wasserunloeslichen Zusatzstoffen in Pulpe
DE1546271C3 (de) Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blattmaterial
EP0652808B1 (de) Verfahren zur herstellung von cf- oder cb-schichten aufweisenden papierbahnen für druckempfindliche aufzeichnungspapiere
DE1546271A1 (de) Verfahren zum Begrenzen der Eindringtiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blattmaterial
DE2115409A1 (de) Füllstoffe
DE1546271B (de) Verfahren zum Begrenzen der Eindring tiefe eines in Form sehr kleiner Teilchen vorhandenen Stoffes in ein faseriges Blatt material
DE2042781A1 (de)
DE2205054C3 (de) Verfahren zum Binden kleiner Polymerkapseln an Cellulosefasern
DE4224717B9 (de) Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes
DE3044781A1 (de) Verfahren zur herstellung von photographischen papieren
DE1922038A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Leimungs- und Hydrophobierungsmittels
DE4224719C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer eine CF-Schicht aufweisenden Papierbahn für druckempfindliches Durchschreibepapier
DE4224716C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer eine CF-Schicht aufweisenden Papierbahn für druckempfindliche Aufzeichnungspapiere
DE1696268C3 (de) Schichtkörper und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: APPLETON PAPERS INC., APPLETON, WIS., US

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: WEICKMANN, H., DIPL.-ING. FINCKE, K., DIPL.-PHYS. DR. WEICKMANN, F., DIPL.-ING. HUBER, B., DIPL.-CHEM. LISKA, H., DIPL.-ING. DR.-ING. PRECHTEL, J., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN