DE2012129A1 - Blattförmiges Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY

Dayton, Ohio (V.St.A.) ·

Patentanmeldung

Unser Az: 1177/Grermany

BLATTFÖRMIGES AUFZEICHNUNGSMATERIAL

Die Erfindung betrifft blattförmiges Aufzeichnungsmaterial, z.B. Papier, das so sensibilisiert ist, daß es in farblosen Markierungsfarbstoffen Farbe entwickelt, die mit ihm in Berührung gebracht werden. Insbesondere betrifft die Erfindung blattförmiges Material, dessen Beschichtung ein öllösliohes, saures Polymer enthält, das mit in öligen Lösungsmitteln gelöstem basischem chromogenem Stoff reagiert.

Ein Aufzeichnungsmaterial der vorgenannten Art findet hauptsächlich als Kopienaufnahmeblatt Verwendung, das in einem Durchschreibesystem unter ein Übertragungsblatt gelegt wird, das den chromogenen Stoff, z.B. Kristallviolettlacton, in einem öligen Lösungsmittel gelöst enthält, das sich in Form von kleinen Tröpfchen in durch Druck aufbrechbaren mikroskopisch kleinen Polymerkapseln befindet. Eine Vielzahl dieser Kapseln sind dicht nebeneinander als Beschichtung auf dem Übertragungsblatt vorhanden, und die in ihnen enthaltene farblose Farbe wird bei Freigabe durch Schreib- oder Typendruck auf das sich in Anlage mit dem Übertragungsblatt befindliche Kopienaufnahmeblatt übertragen und erzeugt auf diesem durch Reaktion mit dem auf letzteren als Beschichtung vorhandenen sauren ReaktIonsteilnehmer eine starke Farbmarkierung.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial kann auch als "selbstständiges" oder "autogenes" Blattmaterial verwendet werden, bei dem ein Trägerblatt sämtliche farbbildenden

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BAD ORIGINAL

Stoffe, d.h_e den eingekapselten chromogenen Stoff sowie den oder die sauren Reaktionsteilnehmer trägt und das durch Anwendung von Schreibdruck oder Typenanschlag eine farbige Markierung ergibt.

Bisher verwendete man als saure Reaktionsteilnehmer zum Sensibilisieren von Blattmaterial der vorgenannten Arten Ölunlösliche, saure Mineralien, 2.B. Attapulgit, und öllösliche organische saure Polymere, z.B. vorzugsweise Phenolharze. Gemäß der · es* wurden die sauren Polymere in Form fein gemahlener Peststoffteilchen in Mischung mit Kaolinteilchen oder sauer reagierenden Mineralteilchen im Papierbeschichtungsbrei auf Papier aufgebracht. In Aufzeichnungsmaterialien dieser Art gewährleistet das in dem öligen Lösungsmittel für den chromogenen Stoff lösliche Polymer eine bestmögliche Farbreaktion, und ggf. vorhandene saure Mineralteilchen dienen zur Verbesserung seiner ölabsorptionseigenschaften und tragen zu einer Verstärkung oder Ergänzung der infolge der Reaktion zwischen dem sauren Polymer und dem chromogenen Stoff gebildeten Farbe bei. Das Kaolin wird aufgrund seiner ausgezeichneten Eigenschaften als Standardpapierbeschichtungsstoff und seiner beachtlichen Absorptionseigenschaften für ölige Farbstoffe in der Beschichtung verwendet, wodurch deren "Bluten" verhindert wird.

Ein Nachteil der in der vorgenannten Patentschrift verwendeten Beschic I itungsmischung besteht darin, daß zur Erzielung eines in der Praxis brauchbaren Druckes eine verhältnismäßig große Menge saures Polymer benötigt wird, das außerdem unter großem Zeitaufwand sehr fein gemahlen werden muß.

Es hat sich gezeigt, daß eine beträchtliche Menge Polymer eingespart werden kann, wenn man die Kaolin- oder anderen mineralischen Teilchen einzeln zumindest teiLweise mit Polymer beschichtet. Der durch die natürliche feinverteilte Form des Kaolins erhaltene große Oberflächenb^reich erhöht die Möglichkeit der Lösung des Polymers bei Kontakt mit der aus den Kapseln freigegebenen Färbflüssigkeit sehr

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stark, während ein gewisser Teil ίΆ- der Oberfläche als Absorbens für die Markierungsflüssigkeit dienen kann. Somit erzeugt der farblose Farbstoff auf den Teilchen selbst Farbe etwa in der Art einer Pigmentfarbe.

Die für die Sensibilisierung des Blattmaterials verwendete Polymermenge ist sehr klein im Vergleich zu der Polymermenge, die für die Sensibilisierung benötigt wird, wenn man lediglich Teilehen des Polymers in eine Beschichtungsmischung auf das Blatt aufbringt, Im letzteren Falle entspricht die Verteilbarkeit des Polymers nicht dem Oberflächeribereich der Mineralstoffteilchen als Ganzes, sondern ist viel geringer als diese. Das erfindungsgemäße System, bei dem die Mineralstoffteilchen mit Polymer beschichtet sind, liefert ein viel leistungsfähigeres und gleichmäßigeres System, bei dem sofort nach Anwendung von Schreibdruck oder Typenanschiag oder dergleichen eine intensive Färbung auftritt.

Gegenstand der Erfindung ist ein blattförmiges Aufzeichnungsmaterial, das so sensibilisiert ist, daß es In farblosen, basischen, chromogenen Markierungsfarben Farbe entwickelt und das aus einer Trägerbahn besteht, deren eine Seite eine Beschichtung trägt, die ein mit dem basischen chromogenen Stoff unter Bildung von Farbe reagierendes organisches saures öllösliches Polymer und kleine Teilchen eines ö!absorbierenden anorganischen mineralischen Stoffes enthält.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet;, daß die mineralischen Teilchen einzeln zumindest teilweise mit dem Polymer beschichtet sind.

Die mineralischen Teilchen in der Beschichtung des blattförmigen Aufzeichnungsmaterlals haben zwei Funktionen« Erstens dienen sie als Ausbreitungsfläche für das Polymer, um dessen chemische Eigenschaften bestmöglich auszunutzen, und zweitens halten sie/aus den Kapseln freigegebene Farbe Oder Markierungsflüssigkeit nach deren Übertragung vom ' Oberblatt auf das senslbilisierte Unterblatt und Farbbildung an Ort und Stelle fest. Zur Verbesserung dieser Fähigkeit

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des Festhaltens der Farbe können die Kaolinteilohen nach Ihrer Beschichtung mit dem Polymer auf eine kleinere Größe gebracht werden, wodurch neue, unbeschichtete Flächen als aktive Flächen frei werden.

Als öllösliche saure Polymere werden Phenolharze bevorzugt, z.B. p-Chlorphenolhar<$ p-Phenylphenolharz, p«t-Butylphenolharz, p-Octylphenolformaldehydharz und Mischungen derselben. Eine große Anzahl saurer Polymere, die sich für die erfindungsgemäße Beschichtung mineralischer Teilchen eignen, sind in der zitierten Patentschrift genannt, die auch zahlreiche farblose basische chromogene Stoffe nennt, die bei Reaktion mit saurem Polymer eine starke Farbe entwickeln,

|| Anstelle des als Papierbeschichtungsstoff allgemein

bekannten,billigen Kaolins können auch andere Papierbeschichtungsmineralien verwendet werden, die lediglich die Bedingung erfüllen müssen, daß sie dem sensibilisierten Blatt die gewünschten Theologischen Eigenschaften geben, daß sie der Papierverleimung nicht entgegenwirken und daß sie ggf. einige der sauren chemischen Eigenschaften haben, die erforderlich sind, um den farblosen basischen Farbstoff in seine farbige Form umzuwandeln. Das bevorzugte Kaolin kann somit ganz oder teilweise durch andere in der Papierherstellung bekannte Stoffe in Form kleiner Teilchen ersetzt werden, z.B. Calciumcarbonat, Zinkoxid und Attapulgit.

Für das Aufbringen des Polymers in kleinen Mengen

" auf die Oberfläche der mineralischen Teilchen eignen sich Verfahren wie Aufsprühen, Ablagerung von schnell oder lang« sam trocknenden Flüssigkeiten, oder Mahlen des Polymers zusammen mit dem Mineral, wobei ersteres dann an letzterem infolge der natürlichen Adhäsion haftet. Einem solchen Mahlvorgang kann eine kleine Menge Lösungsmittel für das Polymer zugesetzt werden, um dessen Haftung am Kaolin oder einem anderen Mineral in Form kleiner Teilchen zu verbessern.

Erfindungsgemäß werden vorzugsweise nur circa 5 g der polymerbeschichteten Mineralstoffteilchen sur

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. (ca. 5Og/m )

Beschichtung pro Quadratmeter des zu beschichtenden Papiers /

verwendet. Von diesem Beschlchtungsgewicht entfallen nur ca. 4-8 Gew.# auf das Phenol, während der Rest aus 16 % Papierbeschichtungsbindemittel und 78 % Mineralstoffteilchen besteht. Die polymerbeschichteten Mineralstoffteilchen können auf das Blattmaterial als wässeriger Brei aufgetragen werden, der so viel Papierbeschichtungsbindemittel enthält, daß die Teilchen an dem Blatt haften, ohne daß das Polymer oder die freiliegenden Flächen des Minerals nennenewert Verdeckt und damit in ihrer Punktion beeinträchtigt werden. Durch die Verwendung dieser mit Polymer aus einer Lösung desselben beschichteten mineralischen Teilchen kann davon abgegangen werden, das feste Polymer in einem kostspieligen Verfahren so Mn zu mahlen, daß es sich für die Beschichtung von Papier in der in der genannten Patentschrift angegebenen Weise eignet. Das Gewicht der ganzen Papierbeschichtung aus polymerbesohichten mineralischen Teilchen

sollte etwa 0,7 g/m betragen. Entsprechend den gegebenen Erfordernissen und der üblichen Papierbeschichtungspraxis können beliebige Dispergiermittel, Antischaummittel und Klebstoffe verwendet werden.

In sog. "selbstständigem" oder "autogenerri¹ Aufzeichnungsmaterial sind die polymerbeschichteten Kaolinoder anderen mineralischen Teilchen innerhalb der Papierbeschichtung mit den basischen chromogen Stoff in Lösung enthaltenden mikroskopisch kleinen Kapseln gemischt.

Beispiele:

Ee wurden Lösungen verschiedener Phenolharze unter Verwendung der in der nachstehenden Tabelle angegebenen Harzmengen und 200 g 95#igem Äthylalkohol herge- . stellt· Den Harzlösungen setzte man jeweils die entsprechende Gewichtemenge mineralischen Stoff oder Pigment,wie in der Tabelle angegeben, zu. Die erhaltenen Breie wurden fünf Minuten lang mit hoher Geschwindigkeit in einem Mischer gemischt, so daß man einen dicken Brei erhielt,

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den man auf einer Aluminiumfolie verteilte und in einem Luftumwälzungsofen mit einer Temperatur von etwa 50 °C trocknete, wobei man den Brei gelegentlich mischte, um eine gleichmäßige Trocknung zu erreichen. Die getrockneten, mit Harz beschichteten mineralischen Massen wurden mit Mörser und Keule zerstoßen, so daß man freifließende Pulver erhielt.

In jedem Falle wurde mit den mit Harz beschichteten mineralischen Pulvern eine Papierbeschichtungsmasse hergestellt, von der man mittels einer Papierbeschlchtungsvorrichtung scViel auftrug, daß das Trockengewicht der Beschich

2 2

tung circa 7,5g/m (+ 0,75 g/m ) beträgt. Es wurden jeweils folgende Papierbeschichtungen verwendet:

Gewicht Trockengewicht (ing) ( ing)

mit Harz beschichtete

mineralische Teilchen 100 100

Wasser 100

Diese Beschichtungskomponenten mischte man im Mischer fünf Minuten lang mit hoher Geschwindigkeit in Gegenwart einer Spur eines anionischen Dispergiermittels (z.B. Tamol 731, vertrieben durch die Firma Rohm & Haas, Philadelphia, Pa., V.St.A) und setzte dann folgende Bindemittel zu

Äthylierte Maisstärke
(in 2C$iger Wässeriger
Lösung) 45 9

Styrolbutadienlatex
(in 50#iger wässeriger
Lösung) 14 7

Wasser 100

Die beschichteten Papiere wurden beschnitten, zwischen Stahlrollen kalandriert und injbezug auf ihre Markierungsbildungefähigkeit miteinander verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle in der Spalte "Schreibmaschinenansohlagstärke" angegeben, wobei

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niedrige Zahlen stärkere und bessere Markierungen bedeuten. Das angewandte Testverfahren wird im Anschluß an die Tabelle erläutert. — — — ———

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Harz in % der Gesamt beschichtg

Harz (Menge in g)

Mineral oder Pigment
(Menge in g)

Schreibmaseh.-anschlagstärke 20 Min. 48 Std.

5,2 6,9 8,6 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9

6,9 6,9 1,7

A(2,4)+B(9,6)

A(3,2)+B(12,8)

A(4,O)+B(16,O)

Λ(16,Ο)

B(16,O)

C(l6,0)

D(16,O)

B(12,8)+E(3,2)

B(12,8)+E(3,2)

B(12,8)+E(3,2) B(12,8)+E(3,2)

B(4,0)+ Zinkchlorid (10,0)

Kaolin (188)

Kaolin (184)

Kaolin (l8o)

Kaolin (184)

Kaolin (184)

Kaolin (184)

Kaolin (184)

Kaolin (184)

Silton-

Ton (184) Zink-

oxyd (184)

Calciumcarbonat (184)

Kaolin (186)

56 49 45 42

53 68 40 54

44 51 52 45

48

43 40 40 46 58 38 46

45 46

37 40

Harz A ist ein gemischtes Phenolformaldehydharz in dem die Phenolkomponenten von 3 Teilen p-Chlorphenol und 1 Teil p-Octylphenol abgeleitet sind.

Harz B ist p-t-Butylphenolformaldehydharz.

Harz C ist p-Octylphenolformaldehydharz.

Harz D ist p-Phenylphenolformaldehydharz.

Harz E ist ein gemischtes Phenolformaldehydharz in dem die Phenolkomponenten von 3 Teilen p-Chlorphenol und 1 Teil p-t-Butylphenol abgeleitet 8in<J.

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Die Testdrucke wurden mit einer von der Firma International Business Machines Corp. hergestellten Schreibmaschine Modell "Electromatic" auf einem zweiteiligen Durchschreibesatz bestehend aus einem von der Firma The National Cash Register Company vertriebenen, als NCR CB-Papier bekannten, mit Kapseln beschichteten Blatt und einem nach der Erfindung hergestellten Unterblatt angefertigt, wobei die mit Kapseln beschichtete Seite des CB-Papiers an der sensibilisierten Oberfläche des Unterblattes anlag.

Im allgemeinen sind zur Erzielung gleichwertiger Schreibmaschinenanschlagsstärken etwa 150$ der in der Tabelle angegebenen Harzmengen erforderlich, wenn das Harz in Form fein gemahlener Teilchen mit den mineralischen Teilchen vermischt ist. Die Einsparung von Harz bei Verwendung des mit Harz beschichteten mineralischen Stoffes nach der Erfindung gegenüber dem allgemein angewandten Verfahren der Aufbringung einer wässerigen Dispersionsbeschichtung von mineralischen Teilchen und gemahlenen Harzteilchen stellt einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar. Weitere Vorteile der Erfindung sind in der leichteren Durchführbarkeit der Beschichtung und Herstellung der Beschichtungsmasse für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial zu sehen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Gegenstand der Erfindung ist ein blattförmiges Aufzeichnungsmaterial, das so sensibilisiert ist, daß es in farblosen, basischen, chromogenen Markierungsfarben Farbe entwickelt und das aus einer Trägerbahn besteht, deren eine Seite eine Beschichtung trägt, die ein mit dem basischen chromogenen Stoff unter Bildung von Farbe reagierendes organisches saures öllösliches Polymer und kleine Teilchen eines ölabsorbierenden anorganischen mineralischen Stoffes enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen

   Teilchen einzeln zumindest teilweise mit dem Polymer beschichtet sind.

   2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralischen Teilchen Kaolin sind.

   5, Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer ein p-Phenylphenolaldehyd-Kondensationsprodukt ist.

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   6.J5.197O