DE2241586A1

DE2241586A1 - Kohlefreies kopierpapieroberblatt

Info

Publication number: DE2241586A1
Application number: DE2241586A
Authority: DE
Inventors: Hideo Shimizu
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1971-08-30
Filing date: 1972-08-24
Publication date: 1973-03-15
Also published as: BE788109A; US3867169A; DE2241586B2; JPS4832013A; GB1401675A; DE2241586C3; CA985100A; FR2151990A5; DE7231286U; ES406138A1; JPS545325B2

Description

Die Erfindung bezieht sioh auf ein kohlefreies Kopierpa

Ein kohlefreies Kopierpapier besteht im allgemeinen aus einem Oberblatt, dessen Rückseite mit Mikrokapseln beschichtet ist, die ein Öl enthalten, in dem ein elektronenabgebender organischer Farbbildner wie beispielsweise ein Triphenylmethanfarbstoff wie etwa Kristallviolettlacton oder ein Leukofarbstoff wie Benzoylleukomethylenblau gelöst ist, wozu man sich der in der TJS-amerikanisehen Patentschrift 2800457 beschriebenen Koazervierungsmethode bedient, ferner aus einem Unterblatt, dessen obere Fläche mit einem Feststoff sauren Charakters beschichtet ist, beispielsweise mit Attapulgit, Montmorillonit, Bentonit, saurem japanischen Ton, Kaolin oder mit einem löslichen Phenolharz, und aus mindestens einem Zwischenblatt, dessen obere Fläche mit einem Feststoff sauren Charakters und dessen

Rückseite

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Rückseite mit Mikrokapseln beschichtet sind. Die Schichtflachen des Oberblattes und des Unterblattes berühren einander oder sie liegen gegen das Zwischenblatt an, oder es werden Blätter zwischengefügt und es wird ein Schreibdruck auf die obere Fläche des Oberblattee ausgeübt, wodurch auf dem Tlnterblatt oder dem Zwischenblatt ein Färbungsbild entsteht, das dem Bild der ßruckaufbringung entspricht.

Bei einem solchen kohlefreien Kopierpapier ist es ein wichtiges Erfordernis, daß es an der Oberfläche des Zwischenblattes oder des ünterblattes im übereinandergeschichteten Zustand vor dem Gebrauch nicht zur Farbbildung kommt oder Schmierstellen auftreten. Bilden sich vor dem Gebrauch Schmierstellen, so wird hierdurch nicht nur das Kopierpapier als solches unansehnlich, sondern es erscheinen dann auch die beschriebenen und dem Schreibdruck auegesetzten Stellen nur undeutlich und es treten in der Praxis Schwierigkeiten auf. Der Vorgang der Schmierstellenbildung läuft wie folgt abs Die den Farbstoff und das Öl enthaltenden Mikrokapseln (feine Kugelchen mit einem Durchmesser von 3 bis 20 Mikron), die auf die Papierfläche aufgebracht sind, pflegen schon bei einem schwachen Schreibdruck teilweise zu bersten, und beim Aufplatzen der Mikrokapseln geht ihr Inhalt auf die Oberfläche des Zwischenblattes oder des Unterblattes über, so daß es zur Farbbildung kommt.

Zur Verhinderung eines Aufplatzens der Mikrokapseln bei einer schwächeren Druckeinwirkung als beim Schreibdruck hat man Methoden entwickelt, die darauf beruhen, daß die Mikrokapseln mit Stoffen vermischt werden, deren Teilchengröße etwas über jener der Mikrokapseln liegt. Als Beispiele solcher Stoffe sind Cellulosefasern zu nennen, wie dies in der US-Patentschrift 2711375 ins Auge gefaßt wird, und Stärketeilchen, wie es die britische Patentschrift I232347 vorsieht. Als CeI IuI ο se fasern (Zellstoffflocken) verwendet man mechanisch zerkleinerte pulpe, und die Teilchengröße ist daher nicht einheitlich, sondern es liegen in dem Material auch beträchtlich gröbere Teilchen vor. Die beschichtete Fläche des Oberblattes wird demzufolge sehr rauh und hält dem Vergleich mit der des Unterblattes nicht stand. Setzt man eine wässerige BeSchichtungsmasse durch Vermischen der Mikrokapseln mit Flocken an, die solche groben

Teilchen

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-j-

Teilchen enthalten und deren Teilchengröße nicht einheitlich ist, so fällt die Viskosität des Beschichtungsmaterials zudem hoch aus · und seine Fließfähigkeit wird stärkstens "beeinträchtigt. Beim kontinuierlich durchgeführten Aufbringen der Beschientungsmasse erhöht sich außerdem nach und nach der Anteil der !locken in dem Beschichtungsmaterial und es ändert sich daher auch die Beschaffenheit der Oberblätter (Menge des aufgebrachten BeSchichtungsmaterials, Glätte usw.)· '

Bei Verwendung von Stärke teilchen kann zunächst einmal eine geeignete Wahl in der Stärkeart vorgenommen werden und da die Teilchengröße relativ einheitlich ist, kann die Glätte der Schiehtflache auf dem Oberblatt beträchtlich gesteigert -werden. Auch ist das durch !tischen der Stärke teilchen und der Mikrokapseln bereitete wässerige Beschichtungsmaterlal von einer erheblich besseren Stabilität und es tritt nur in geringem Grade eine Viskositätserhöhung ein. Doch ändert sich im Verlauf der Aufbringung der Beschichtungsmasse äeren Zusammenset sung, weil die Werte für dass spezifische Gewicht (etwa 1,6) und die durchschnittliche Teilchengröße (etwa 30 Mikron) der Stärket suchen beträchtlich höli©r liegen als die entsprechenden Werte für eis,© sps si fische Gewicht (etwa 1,0') und die Teilchengröße (5 bis 20 Mikron) &©? HiteK^spsslsu Ss bildet sieh also eine Anhäufung oder ein Bodensatz iroa Stärkst©!!©hen- in dar BeSchichtungsmasse oder es wird eine BAöhttag· £L@e Anteils der Stärketeilchen in dem Beschichtungsmaterial bewirkt* g© das sich die Eigenschaften der Oberblätter (Menge des Besshiehtungisaatsirials, Glätte, Farbbildung, Schmierstellenbildung usw.) ändern.

3m Eahmen der auf die Behebung der vorbezeichneten gerichteten erfinderischen Bemühungen gelang nun die Schaffung ein®a Kopierpapiers, bei dem der Schmierstellenbildung v©s>gsbeugt wlxü und das auch hinsichtlich seiner Glätte und der Stabilität des Beschichtung smate rials Vorteile aufweist, da sich kein Botensatz bildet xiad da sich die Zusammensetzung der Beschiehtungsaasse im Verlauf der Aufbringung nicht ändert, indem zu diesem Zweck als Mittel gegen die SchmierStellenbildung statt der herkömmlicherweise verwendeten Gsllulosefasem und Stärke teilchen nunmehr Mikrokügelöhen in das Material

eingebracht

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- 4 -eingebracht werden.

In den Zeichnungen «eigern Fig. 1 einen groben Querschnitt einer Mikrokapsel*

FLg. 2 einen groben Querschnitt eine· nach dem Erhitzen aufgeblähten Mikrokügelchens»

Fig. 3 eine grobe Querechnittsansicht eine· überblatte· unmittelbar nach der Aufbringung einer die Mikrokapseln, Mikrokugelchen usv. enthaltenden wässerigen Besehichtungsmasse auf «ine Unterlage (vor dem Trocknen)f und

Fig. 4 eine grobe Querschnittsansieht eines Oberblatteβ im Zustand der Verwendbarkeit als kohlefreie· Kopierpapier naoh dem Trocknen.

Der in Verbindung mit Fig. 2 benutzte Begriff "Mikrokügelohen" bezeichnet ein feines Kugel chen mit einer WaM 1 au· einem Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid und Acrylsäureester, das einen aufeehäumbaren Kohlenwasserstoff 2 enthält, wobei sieh das spezifische Gewicht auf etwa 1,3 beläuft und die durchschnittliche Teilchengröße etwa 5 Mikron beträgt und wo sei diese Kugeln durch das duroh Verschäumen des Kohlenwasserstoffs bei einer Temperatur το η 90 bis 120⁰C bewirkte Aufblähen der Wand 1 in Teilehen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße τοη 30 Mikron (lO bis 70 Mikron, τοrzugsweise 20 bis 50 Mikron) umgewandelt werden können, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Mikrokügelchen dieser Art sind handelsüblich.

Eine geeignete Menge der Mikrokügelchen kann mit den Mikrokapseln gut durchgemischt werden und es bildet sieh praktisch kein Bodensatz, da die Teilchengröße der Mikrokügelchen erheblich geringer ist als die der Ce Hu Io se fasern und Stärke teil chen und fast der Teilchengröße der Mikrokapseln entspricht, und da die Mikrokügelchen überdies auch ein geringes spezifisches Gewicht haben. Auch kann dem angestrebten Zweck schon durch Zugabe eines geringen Mengenanteils der Mikrokügelchen gedient werden. Sas MischTerhältnie der Mikrokapseln und der Mikrokügelchen beläuft sich auf 100 Prozent zu 1 bis

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- 5 -20 Prozent, vorzugsweise aber auf 100 Prozent zu 2 bis 10 Prozent.

Wird eine solche -wässerige Mischflüssigkeit auf ein Blatt Papier aufgebracht, so liegen die Mikrokugelchen 1 noch in Form feiner Kugeln vor, wie dies in Mg. 3 dargestellt ist, die den Zustand unmittelbar nach der Schichtaufbringung zeigt. Beim Wärmetrocknungsvorgang blähen sich die Mikrokugelchen auf, und wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Mikrokugelohen I¹ dann größer als die Mikrokapseln 2·. Doch behalten die Mikrokugelchen auch nach dem Aufblähen ihre Kugelgestalt und die Glätte des Materials ist daher hervorragend.

Me Größe der Mikrokugelchen kann nach Wunsch eingestellt werden, indem man die Besohichtungsmasse entsprechenden Trockenbedingungen aussetzt, also indem man beispielsweije die Erhitzungstemperatur, die Erhitzungsdauer usw. zweckentsprechend wählt. Durch Anwendung der Mikrokügelohen läßt sich daher im Unterschied zu CeI-lulosefasern und Stärketeilohen, deren Form und Größe von vornherein festliegen, für jede Teilchengröße'der Mikrokapseln eine dem jeweils vorgesehenen Endzweck angepaßte Beschaffenheit des Oberblattes erzielen. Im Rahmen der Erfindung können nicht nur die erwähnten handelsüblichen Mikrokugelchen aus einem Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid und Acrylsäureester eingesetzt, werden, sondern auch beliebige andere Mikrokugelchen, die durch Erhitzen versohäumt und aufgebläht werden können.

Die Mikrokugelchen können selbstverständlich auch in die Mikrokapselschicht auf der Rückseite des Zwischenblattes eingebracht werden, wodurch sich die gleichen Wirkungen hervorbringen lassen.

Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung.

Ausführungsbeispiel 1

Ein. durch Auflösen von 2 Teilen Kristallviolettlacton und 1 Teil Benzoylleukomethylenblau in 100 Teilen Tripropylnaphthalin bereitetes öl wurde nach der in der US-Patentschrift 2ΘΟΟ457 be-■chriebenen Koazervierungsmethode eingekapselt. Die durchschnittli-

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ehe Teilchengröße der so erhaltenen Mikrokapseln betrug 10 Mikron und der Feststoffanteil belief sich auf 18,0 Prozent.

Mikrokapseln (Nettomenge) 100 Teile

handelsübliche Mikrokügelchen (Nettomenge) 2 Teile

2oprozentige wässerige Lösung einer handelsüblichen oxidierten japanischen Nahrungsstärke (Bindemittel) 50 Teile

Diese Bestandteile wurden miteinander vermischt und in einem Rührtank verrührt.

Die so erhaltene wässerige BeSchichtungsmasse mit den obigen Mischungsbestandteilen (Feststoffanteil 19 Prozent) wurde mittels einer Luftbürstenauftrageinrichtung in einer Nettomenge von 6 g/m auf die eine Fläche einer Papierunterlage mit einem Flächengewicht von 40 g/m aufgebracht und mit einem Heißlufttrockner mit einer Innentemperatur von 120 C getrocknet, wodurch ein Oberblatt erhalten wurde. Die Mikrokügelchen wurden hierbei zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von 40 Mikron (20 bis 60 Mikron) aufgebläht. Die Schichtfläche des erzeugten Oberblattes hatte eine hervorragende Glätte.

Dieses Oberblatt wurde auf ein Unterblatt aufgebracht und es konnte festgestellt werden, daß es nur in sehr geringem umfang zu einer SchmierStellenbildung kam. Die Aufbringung der Beschichtungsmasee wurde einige Stunden fortgesetzt, wobei sich zeigte, daß die Zusammensetzung des BeSchichtungsmaterials im wesentlichen die gleiche blieb wie beim Beginn der Schichtaufbringung.

Ausführungsbeispiel 2

Unter Verwendung der Mikrokapseln des Ausführungsbeispiels 1 wurde eine Beschiohtungsmasse mit den folgenden Bestandteilen angesetzt :

Mikrokapseln (Nettomenge) 100 Teile

handelsübliche Mikrokügelchen (Nettomenge) 5 Teile

^Oprozentige wässerige Lösung einer handelsüblichen oxidierten jopanisohen Nahrungsstärke 80 Teile

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Die so erhaltene Beschichtungsflüsaigkeit (Fest stoff an teil 19 Prozent) wurde mittels einer Luftbürstenauftrageinrichiung in einer Nettomenge von 7 g/m auf die eine Fläche einer Papierunterlage

mit einem Flächengewicht von 40 g/m aufgebracht und mit einem Heißlufttrockner mit einer Innentemperatur von 100°C getrocknet, wodurch ein Oberblatt erzeugt wurde. Die Mikrokügelohen wurden zu einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 Mikron (20 bis 50 Mikron) aufgebläht. Die Schichtfläche des so hergestellten Oberblattes hatte eine hervorragende Glätte. Dieses Oberblatt wurde auf ein Unterblatt aufgebracht und es konnte festgestellt werden, daß es nur sehr schwer zu einer Schmier Stellenbildung kam. Die Schiehtaufbringung wurde einige Stunden fortgesetzt, wobei sich zeigte, daß die Zusammensetzung des BeSchichtungsmaterials praktisch die gleiche blieb wie za Beginn.

Vergleichsbeispiel 1

Unter Verwendung der Mikrokapseln des Ausführungsbeispielß 1 wurde eine Beechichtungsmasse mit den folgenden Bestandteilen angesetzt«

Mikrokapseln (Nettoisenge) . 100 Teile

handelsübliche feine pulp©flocken (lott©a©ago) 20 Teile

20prozentige wässerige Lösung einiss handelsüblichen oxidierten japanischen Ifahruagsstärke Θ© Teile

Die so erhaltene BeechichtungEmasse wurde mit eis einer Luf tbürstenauftrageinrichtung in einer Kettomenge von· 9 g/m auf die eine Fläche einer Papierunterlaga mit einem Flächengewieht τοη 40 g/a² aufgetragen und mit einem Heißlufttrockner mit einer Inmentemperatur von 120 C getrocknet, wodurch ein Oberblatt erzeugt wurfle. lie Glätte der Schichtfläche des Oberblattes ließ sehr zu wirasehea übrig. Dieses Oberblatt wurde auf ein Unterblatt aufgebracht ün€ ©e ward© der Grad der Schmierstellenbildung beobachtet, wobei'feetzustellozi war, daß in einem gewissen Umfang Schmierstellen entstanden waren. IJ&ch einigen Stunden der Schichtaufbringung wurde die Besehichtungsmasse untersucht und es zeigte sick eine Erhöhung des Inteils der handelsüblichen Pulpeflocken sowie eine Viskositätserhötong.

Vargleicasbeispiel

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- θ -Vergleichst!spiel 2

Es wurde wie im Vergleichebeispiel 1 verfahren, wobei jedoch zur Erzeugung eines Oberblattes statt der handelsüblichen Pulpeflocken 20 Teile Weizenmehl (Teilchengröße 25 bis 55 Mikron) eingesetzt wurden. Die Schichtfläche dieses Oberblatte· hatte eine aufgezeichnete Glätte. Bas Oberblatt wurde auf ein Unterblatt aufgebracht und es wurde der Grad der Schmierstellenbildung geprüft, wobei festzustellen war, daß es nur schwer zu einer Schmierstellenbildung kam.

Nach einigen Stunden der iufbringung der Besehiohtungsmasse wurde die Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials untersucht und es wurde festgestellt, daß sieh der Anteil der Weisenstärke erhöht hatte und sieh diese in der Beechichtungsmasee abgesetzt hatte und daß die Viskosität etwas erhöht war. Die Ergebnisse der Ausführungebeispiele 1 und 2 sowie der Vergleiehsbeispiele 1 und 2 sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle

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Tabelle

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Au sführungs- Au sführungsbeispiel 1 beispiel 2

Vergleichs- Vergleichsbeispiel 1 bei spiel 2

Mittel gegen handelsübl.
Schmierstellen- Mikrokügelbildung chen

handelsübl,

Mikrokügel■ chen

handelsiibl,

Pulpe- "Weizen-

flocken stärke

Menge dieses Mittels, bezo gen auf die Mikrokapseln	*	*	20$	20$
Glätte des Oberblattes )	50 see	35 s©o	7 sec	30 see
Schmierstellen- bildung, be wirkt durch Oberblatt	gering	gering	stark (merklich)	gering
Änderung der Zusammensetzung der Be schich tung sma s se	fast keine	fast keine	sehr stark (merklidb.)	stark (merklich)
Anfangsvisko sität )++	55 Cp	55 Cp	100 Cp	65 Qp
Viskosität nacii drei stündi gsr Beschichtung )*⁺	58 C!p	56 Sp	350 0p	90 Sp
Viskositäts erhöhung der Be schi ehtungs- masse	+3 Sp	Φΐ Gp	-5-250 Op	ψ25 6p
)⁺ Bekk-Glätte

Die Viskositätea wurden im Brookfi®Id-Tiskosimetsr

PatantansprüehQ

Claims

- 10 Patentansprüche

1. Kohlefreias Kopierpapieroberblatt, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wärmedehnfählgen Mikrokügelchen (l) in einer Schicht von Mikrokapseln (2).

2. Kohlefreies Kopierpapieroberblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Mikrokügelchen (l) um solche aus einem Mischpolymerisat aus Vinylidenchlorid und Acryl säureester handelt.

3· Kohlefreies Kopierpapier mit einem Oberblatt und einem Unterblatt, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wänaedehnfähigen Mikrokügelchen (l) in einer Schicht von Mikrokapseln (2) auf der Rückseite des Oberblattes.

4· Kohlefreies Kopierpapier mit einem Ülierblatt, einem Unterblatt und mindestens einem Zwischenblatt_T gekennzeichnet durch einen Gehalt an wärme dehnfähigen Mikroküg&lchsn (l) in einer Schicht von Mikrokapseln (2) auf der Rückseite dee Oberblattes und des Zwischenblattes beziehungsweise der Zwischenblätter.

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