DE2143636B2 - Verfahren zur Herstellung von Durchschreibpapier mit mikroverkapseltem Farbstoff - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Durchschreibpapier mit einer durch Druck- oder Tempera tu rein wirkung zevstörbce Farbstoff-Mikrokapseln enthaltenden farblosen Emulsionsschicht und einer mit aus Mikrokapseln freigesetztem Farbstoff reagierenden, die Mikrokapselschicht überdeckenden Tonschieht. bei dem eine Papierbahn auf einer Seite mit einer Emulsionsschicht beschichtet, überschüssiges Bejchichtungsmaterial mit einem Luftmesser entfernt und die Emulsionsschicht getrocknet und dann die Emulsionsschicht mit einer Tonschieht versehen, der Überschuß entfernt und die Tonschieht getrocknet wird.

Bei der Herstellung solchen Durchschreibpapiers bzw. kohlefreiem Kopierpapiers, das nicht im Zusammenwirken mit einem anderen, entsprechend präparicrtem Papier erst als Durchschreibpapier verwendbar ist. ist man wegen der üruckempfindlichkeit der Mikrokapseln und wegen der in den Walzcnspalten einer Papiermaschine auftretenden Drücken bisher so vorgegangen, daß zunächst die die Mikrokapseln enthaltende Emulsionsschicht in einer gesonderten Verfahrensstufe auf die zunächst hergestellte Papiergrundbahn aufgebracht, das überschüssige Beschichtungsmaterial entfernt und die Schicht dann getrocknet und die Bahn aufgewickelt wurde. In einem zweiten Verfahrens- 5s schritt wurde dann auf die Emulsionsschicht die Tonschieht in ähnlicher Weise aufgebracht. Die Zubereitung der Emulsionsschicht enthielt einen großen haftfähigen bzw. klebrigen, schmierenden Pigmentzusatz, etwa aus Talg und cellulosehaltigen Fasern, um so als Schutz der Kapseln gegen vorzeitiges Aufbrechen in tier Schicht /u dienen. Diese Arbeitsweise hai gewisse Nachteile, die darin zu sehen sind, daß Zusatzeinrichtungen für das getrennte Aui'"ingen des Überzugs und für diese zusätzlicher Raum erforderlich sind, daß das h< Papier zu einer /wischcnlagerstelle und von dieser zu einer weiteren Beschickungsmaschine gebracht werden muß. daß zusätzlich Abfall, wie er bei zweistufigen Verfahren nicht vermeidbar ist, anfälli und dall die Beschaffung von Papier als getrennte Ware mit zusätzlichen llnierhaliskosten verbunden ist.

Man hat zwar schon versucht, den Nachte, des zwe,-s.uf gen Verfahrens bei der Herstellung der hier in Rc? stehenden Mikrokapsel-Durchschre.bepapiere durch Anwendung eines Durchlaufverfahrens zu vermeiden doch lediglich bei der Herstellung von zwe.se,-ig beschichteten Papieren, die daher nicht allem verwendbar sind, sondern nur im Zusammenwirken mn einem anderen Durchschreibpapier, wenn djrch das Aufeinanderlegen jeweils eine tmuk.onssch.cht auf eine Tonschieht zu liegen kommt. Das angewandte Verfahren und die zu dessen Durchführung bestimmten Vorrichtungen lassen jedoch mehl die Herstellung von uf einer Seite mit der Emulsions- und der Tonschichl versehenen sogenannten »unabhängigen« Durchschreibpapieren zu. Außerdem erfolgt beim Aufbringen der Tonschicht keine Wechselwirkung mn der Emulsionsschicht und umgekehrt, so daß die Γ-.fah- der Zerstörung von Mikrokapseln gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für auf einer Seite sowohl mn der Emulsions- wie auch der Tonschichl versehenen M.krokinscl-Durchschreibpapieren anzugeben, das mit höherer Geschwindigkeit und geringeren Kosten arbeitet und -in Aufwickeln der mit der Emulsionsschicht versehenen Papiere nach dem Trocknen vei meidet, um auch eine besondere Stabilisierung der Mikrokapselschicht durch spezielle Zusätze unnötig zu machen. Das Verfahren soll gegenüber den bekannten Verfahren vereinfacht und wirtschaftlicher gestaltet werden, so daß einerseits geringere Herstellungszellen und andererseits eerineere Investitions- und Arbeitskosten anfallen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht für das eingangs genannte Verfahren darin, daß gemäß der Erfindung in einem einzigen Durchlauf im unmittelbaren Anschluß

an die Trocknung der egalisierten und kalibrierten Emulsionsschicht die Tonschichl aufgetragen, diese mit einem Luftmesser egalisiert und kc -ibriert und anschließend getrocknet wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht vor, daß die Papierbahn nach dem Trocknen der Emulsionsschicht und vor dem Auftragen der Tonschieht gewendet wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Verwendung von vorkalibricrcndcn Luftschneidcn beim Aufbringen von Beschichtungsübcrzügen die Möglichkeit besteht, nach dem Auftragen sofort genügend glatte Überzüge zu erhalten, so daß im unmittelbaren Anschluß an das Trocknen der Emulsionsschicht das Aufbringen. Glätten und Trocknen des Tonüberzugs erfolgen kann, unter diesen Betriebsbedingungen ist es möglich, die getrennten Beschichtungsz.ubereitungen im Verlauf eines kontinuierlichen Vorganges auf eine kontinuierlich bewegte Papierbahn aufzubringen, so daß es nicht mehr erforderlich ist. getrennte, auf die einzelnen Schichten abgestimmte Durchgänge für jeden Besehiehtungsvorgang mit entsprechendem Zeitunterschied und Zeitverlust /wischen jeder Beschichtung in Kauf zu nehmen. Das Aufbringen der Tonschieht in rascher Folge unmittelbar nach dem Auftragen und Trocknen der Emulsionsschicht imcht kaum noch Schut/zusätzc in der F'miilsionsschicht erforderlich, die bisher erforderlich waren, um die empfindlichen Mikrokapseln bei der Handhabung tier Papierrollen zu schützen, wie es das eingangs genannte bisherige zweistufige Verfahren mit sich brachte. Die unmittcl-

hare Aufbringung der Tonbesehiehuing auf die gerade jiivor aufgetragene Emulsionsschicht verbessert die !lüftung zwischen den beiden Schichten, so dall auch jjer Klebemittelzusatz in der Tonbeschich'ung vermindert werden kann. Diese beiden Wirkungen .'erbessern s »Iso die Leistungsfähigkeit der Duiehschreibepapierllersiellungsmaschine. Es hat sieh also überraschend gezeigt, dall das Auftragen, Kalibrieren und Trocknen der beiden ar sich unterschiedlichen Beschichtungen in einem einzigen Durchlaufverfahren, bei dem alle Schritte mit gleicher Geschwindigkeit erfolgen müssen, durchgeführt werden kann.

Dieses Verfahren hai naturgemäß eine Reihe von Vorteilen, wozu insbesondere zählt, daß der Maschinen- und der Handhabungs-Aufwand reduziert sind. Außerdem ist der Zeitaufwand für die Herstellung des doppelt-beschichteten Papiers erniedrigt. Auch andere, nicht ohne weiteres vorhersehbare Vorteile, bringt das erfindungsgemäße Verfahren, in dem es überraschend das Erfordernis von großen Schutzzusätven zur Emulsionsschicht beseitigt und die Hafmng der beiden Schichten aneinander so verbessert, daß auf die üblichen Klebemittel Zusätze zur Tonsehiclit im bisherigen l'miang verzichtet werden kann. Die- erhöht wiederum die Kopierfähigkeit oder Beschriftbarkeit und die l.agerfähigkeit, also die Qualität schlechthin.

•\us der USA.-Patentschrift i 18b 861 ist die Herstellung von Mikrokapsel-Durchschreibpapier mit einer einzigen Enuilsionsbeschiehtung ohne zusätzliche Tonbeschichtung bekannt, wobei die cirulsionsbeschichlungssKibiüsierendcn Zusätze, insbesondere Celluloselaseni. ab einer gewissen Konzentralion zu Klumpunfen !uhren können, die nur durch sorgfältige v'erfahrensführung und durch zusatzliche Maßnahmen vermeidbar sind, wozu der Glältung und Überschußabnah- vine durch ein Luftmesser eine spezielle Walzenanordnung nachgeschaltet ist. wobei auch bei deren Auswahl Huf die Empfindlichkeit der Mikrokapselbeschichiung Rücksicht genommen wird.

hin vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen ßeschiehtungsverfahrens ist an Hand einer Zeichnung näher erläutert, deren

F-" 1 g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung und deren

F i g. 2 in .Schrägperspektive ein erfindungsgemäß hergestelltes Durchschreibpapier zeigt.

Für die Emulsionsbcschichtung wird eine wäßrige Zubereitung angewendet, die die zerbrechbaren Mikrokapseln aus Tannin enthaltender Gelatine enthält, die ihrerseits einen flüssigen Farbbildungszusatz. etwa einen farblosen Farbcstoff. enthalten, der in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist. D\c Emulsion kann einen hohen Anteil, bis zu )0 Gewichtsprozent uer Kapseln, an rauhen Feststoffpartikeln. etwa Kaolinion >.s und/oder C ellulosefasern. enthalten, die zusammen mit den zerbrechbaren Mikrokapseln aiifgeschlämmt sind, wobei weiterhin ein geringer Anteil wasserlöslichen Bindemittels in dem wäßrigen Medium iinigclösi oder mifgeschliimmt sein kann. f.u

Geeignete füntilsionszubereiuingen sind beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 711 37"> beschrieben.

Die ninbeschichtungs/ubereitiing besteht aus einem wäßrigen System mit einem ^laurcreaktiven Mineralton, etwa einem Ton der Attapulgil-Reihe, oder mikrofei '>s neu Fesistoffpartikeln eines öllöslichen säurereak'.iveii organischen Polymeren in fein verteilter Form, das darin mit oder ohne andere Füller wie ('alciumcarbonat, Siliengel, Saiinweill u.dgl. zusammen mit einem geringen Anteil an naiürlichem oder Kunstharzbindemittel suspendiert ist. Derartige Tonbeschiehtungszubereitungen sind in Einzelheiten auch hinsichtlich der Formulierung in der USA. Patentschrift 3 455 721 genau angegeben.

Bei der Herstellung wird von einem Rohpapier, etwa als 11-Pfund-Vielfachgebinde in Form eines Wickels 10 ausgegangen, der frei drehbar auf einer Spindel 12 in einer Abgabevorrichtung 14 gelagert ist. Die Papierbahn 16 des Rohpapiers läuft vom Wickel 10 über eine Anzahl leer mitlaufender Walzen und Fühiungswalzen 18 zu einer ersten Beschichtungsstation 20.

Die erste Beschichtungsstation weist eine Auftragswalze 22 in Verbindung mit einer Übertragwalze 24 und einer Zumeßwalze 26 auf, wobei der untere Abschnitt der Übertragwalze in ein Bad der Emulsionsbeschichtungs-Zubereitung in einen Trog 28 eintaucht. Die Auftragswalze 22 berührt die Unterseite der Papierbahn 16, wenn diese zwischen einer Führungswalze 30 und einer Höheneinstellwalze 32 hindurchläuft, um die Emulsion im ÜbersehuG auf die Papierbahnunterseiic aufzutragen. Die Mengt an Emulsion wird bis zu einem steuerbaren Überschuß aber 6,7 g/m^: durch die Auftrags- und Zumeßwalzen in der ersten Beschich tungsstaiion aufgetragen.

Von der ersten Beschichtungsstation 20 aus läuft die einseitig beschichtete Papierbahn unmittelbar zu einem mit einer Stützwalze 36 zusammenwirkenden Luftmesscr 34 weiter, um die Beschichtung auf etwa b,7 /m- zu kalibrieren und dabei die Beschichtung gleichmäßig über die Oberfläche zu verteilen.

An der Stützwalze 36 wird die Papierbahn gewendet, um die beschichtete Seite nach oben zu bringen. Dann läuft sie durch einen Abschnitt 42 in einem Trockner, der auf einer Temperatur von etwa 93"C oder darüber gehalten wird, in dem Trockner ist die Papierbahn mittels eines endlosen Bands 44 abgestützt. Das Obertrum des Bands wird über Walzen 46 geführt und beschreibt so einen gekrümmten Weg durch die Trockenstrecke. Hierzu besteht das Band vorzugsweise aus einem Formaminharz oder aus einem dampfdurchlässigen Material, um ein Entweichen von Wasserdampf, der aus der Beschichtung freigesetzt wird, zu ermöglichen. Das Band 44 läuft weiter über Rollen 48 und 50 außerhalb der Trockensirecke und das Rücklauftrum wieder durch den Trockner, um die Temperatur zu halten, wobei es durch untere Rollen 52 abgestützt wird, zu denen eine Spannrolle 54 gehört, damit das Band unter geeigneter Spannung gehallen bleibt.

Die nun auf der Oberseite mit der getrockneten Emulsionsbeschichtung 60 versehene Papierbahn 16 läuft vom Trockner 42 über eine Anzahl Fülirungswalzcn und eine Spannwalze 62 und dann über Wendestangen 61. 63 und 65, damit die beschichten Seite die Unterseite der Bahn wird, um dann in die zweite Beschichlungsstation einlaufen zu können. Zum Wenden der Bahn können auch andere bekannte Wendeanordnungen .erwendet werden, im allgemeinen sind drei Stjngcn vorgesehen, von denen zwei gegenüber der horizontalen und vertikalen geneigt sind.

Von der Wendeeinrichtung aus ge'angt die auf der Unterseite beschichtete Bahn über eine Walze 67 zur /weiten Beschichlungsstation. die ähnlich aufgebaut ist wie die erste. Eine obere Auftragwalze 66 gelangt in Berührungskontakt mit der Bahn, wenn diese zwischen einer Höheneinstellwalze 68 und eine Führungswalze 70 hindurch läuft. Die Auftragswalze 66 wird zwischen

einer Übertragwalze 72 und einer Zumel.Uval/e 74 gehalten, die die Tonschicht/iibcreiiiing aus einem Had in einem Trog 76 aufnimmt, in die der untere Teil der Obertragwal/e eintaucht. Letztere isi so eingestellt daß die Tonschieht/.ubercitiing auf die Unterseite der Hahn auf die Lmulsionsschieht aufgetragen wird, und /war in einem lläehcngewiiht. das so eingestellt wird, daß mit einer Starke von mehr als f>,7 g/m-' gearbeitet wird.

Von der Beschichhingsstation 64 läuft die beschichte te Hahn zwischen eine Walze 80 und ein /weites Luftmesser 78, wobei die Beschichtung auf 6,7 g/m- egalisiert und kalibriert wird.

Vom Luftmesser 78 aus gelangt die doppelt-beschichtete Hahn über eine Saugzone 84 und dann in den oberen Teil 86 des Trockners, durch den die Bahn in entspanntem Zustand von einem weiteren endlosen Band 88 aufgenommen wird. Das Obertrum des Bands wird in Längsrichtung durch auf Abstand stehende, kreuzweise angeordnete Walzen 90 gehallen, die über die I rockenstrecke eine nach oben gekrümmte Hahn bilden. Das Hand trägt die beschichtete Papierbahn ein kurzes Stück über den Ausgang der Trockenstrecke

s hinaus. Danach wird das Hand nach unten zurückgewendet, wobei es über I Inilenkrollen und eine Spannrolle 92 läuft. Auch dieses Hand ist dampfdurchlässig.

Die Hahn 16, die nun mit einer Tonschicht 94 über der Lmulsionsschicht 60 versehen ist, läuft noch über

i(> mehrere l-'ührungs- und Spannwal/en % zu einer Auf wickelvorrichtung 98, die in einem Stander 100 gehalten ist und sie zu einem Wickel aufrollt. Damit wird die Bahn durch die Beschichtungsvorrichtung mit Trockenstrecke gezogen, wobei eine entsprechende Spannung durch die Aufwickclwalze erzeugt wird.

In einem einzigen Dtirchlaufverfahrcn ist also, ausgehend von einer Rohpapierbahn, ein selbständiges Mikrokapsel-Durehschrcibpapicr gewonnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: *-^

1. Verfahren zur Herstellung von Durchschreibpapier mit einer durch Druck- oder Temperaiureinwirkung zerstörbare Farbstoff-Mikrokapseln enthaltenden farblosen Emulsionsschicht und einer mit aus Mikrokapseln freigesetztem Farbstoff reagierenden, die Mikrokapselschicht überdeckenden Tonschicht, bei dem eine Papierbahn auf einer Seite ta mit einer Emulsionsschicht beschichtet, überschüssiges Beschichtungsmaterial mit einem Luftmesser entfernt und die Emulsionsschicht getrocknet und dann die Emulsionsschicht mit einer Tonschicht versehen, der Überschuß entfernt und die Tonschicht getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem einzigen Durchlauf im unmittelbaren Anschluß an die Trocknung der egalisierten und kalibrierten Emulsionsschicht die Tonschichl aufgetragen, diese mit einem Luftmesser egalisiert und kali- '° briert und anschließend getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn nach dem Trocknen der Emulsionsschicht und vor dem Auftragen der Tonschicht gewendet wird. -5