DE2249798C3

DE2249798C3 - Verfahren zur Herstellung eines Blattes oder einer Bahn aus Fasermaterial mit einem Mikrokapseln enthaltenden Überzug

Info

Publication number: DE2249798C3
Application number: DE19722249798
Authority: DE
Inventors: Brian Edward Knotty Green Beaconsfield Buckinghamshire Evans (Großbntan men)
Original assignee: Wiggins Teape Research and Development Ltd
Current assignee: Arjo Wiggins Ltd
Priority date: 1971-10-18
Filing date: 1972-10-06
Publication date: 1977-08-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Blattes oder einer Bahn aus Fasermaterial mit einem Überzug aus Mikrokapseln, Stärkepartikeln, von denen mindestens einige größere Abmessungen als die Mikrokapseln haben, und einem Binder. Derartige Blätter oder Bahnen sind vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, für die Verwendung in druckempfindlichen Abbiklungssysiemen bestimmt. je

Ein Nachteil der in bekannter Weise hergestellten Mikrokapseln besteht darin, daß sie von sich aus keine genügende Festigkeit aufweisen, um einen zufälligen Bruch der Mikrokapseln zu verhindern. Dies ist besonders nachteilig bei Verwendung in druckempfindliehen Abbildungssystemen, wo durch einen unbeabsichtigten Bruch der Mikrokapseln unerwünschte Markierungen auf dem Abbildungsblatt entstehen können.

Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit eines Blattes oder einer Bahn, die Mikrokapseln tragen und für ein druckempfindliches Abbildungssystem bestimmt sind, ist gegen unbeabsichtigten Bruch der Mikrokapseln bekannt, den Träger mit Cellulosefaser!! zu bekleiden. Es werden die Mikrokapseln und die Cellulosefasern auf ein Blatt oder eine Bahn vermischt mit einer gelierten 5s Stärkelösung aufgetragen, die zugleich als Binder zwischen den Kapseln und den Cellulosefasern sowie mit dem Grundblatt dient. Das Blatt oder die Bahn tragen somit einen Überzug, der Mikrokapseln enthält, einen Schutz für die Mikrokapseln in Form der do Cellulosefasern und einen Binder für die Mikrokapseln und die Cellulosefasern in Form der gelierten Slärkelösung.

In der GB-PS 12 32 347 ist ein anderes Verfahren zum Schutz gegen unbeabsichtigten Bruch der Mikrokapseln ds in einem druckempfindlichen Abbildungssystem beschrieben, bei dem die bisher verwendeten Cellulosefasern mindestens zum Teil durch feinvertcilte Partikeln von Stärke oder Stärkederivaten ersetzt sind. Geeignete Slärkepartikel können hierbei aus Weizen, Mais, Kartoffeln Süßkartoffeln, Sago, Tapioca, Reis, Reisleim und Maisleim hergestellt werden. Die Stärkepartikeln müssen in einer die Mikrokapseln tragenden Beschichtung des Trägers dispergiert sein, und zwar so, daß die Stärkepartikeln nicht in der Uberzugsmischung vor deren Aufbringen auf den Träger gelöst werden. Zum Verhindern des Verkleisterns der Stärkepartikeln muß die Mischung für den die Mikrokapseln tragenden Überzug eine Temperatur von weniger als 50⁰C, vorzugsweise weniger als 35°C. aufweisen, wenn die Stärkepartikeln zugefügt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs erwähnte Verfahren bezüglich der Herstellungskosten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus vorbehandeltem Getreidemehl, dessen Stärkenartikeln größere Abmessungen als die aufzutragenden Mikrokapseln haben und die von anhaftenden Proteinpartikcln getrennt sind, eine Suspension mit Mikrokapseln in einem Suspensionsmittel gebildet wird, m dem die Proteinpartikel gelöst sind, sodann ein Blatt oder eine Bahn mit der Suspension beschichtet und abschließend das beschichtete Blatt oder die Bahn getrocknet wird.

In weiterer Ausgestaltung des crfmdungsgcmäßen Verfahrens wird das Mehl durch Rühren in einer wäßrigen Suspension bei einer unter 55°C liegenden Temperatur behandelt. Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Mehl vor der Behandlung zur Bildung der die Mikrokapseln schützenden Stärkepartikeln und des Proteinbinders zur Ausscheioung von Stärkepartikeln kleiner Größe gesichtet wird.

Im Rahmen der Erfindung werden unter getrennten Stärkcpartikeln und Proteinbindern Stoffe verstanden, die von einer gemeinsamen Quelle aus Mehl durch entsprechende Behandlung gebildet sind.

Beispielsweise enthalten Weizenkörner Stärkepartikel, die durch Protein miteinander verbunden sind, wobei bekannt ist, daß die Körner des Mehls endosperm sind. Ein Mahlen dieser Körner führt zu folgenden vier Anteilen, deren Anteile teilweise von den Mahlbedingungen abhängen, in noch größerem Ausmaße jedoch von der Härte der Körner:

1) Kugelförmige Stärkepartikeln einer Größe von 0 bis 10 μιη,

2) kugelförmige Stärkcpartikeln einer Größe von 20 bis 40 μιη,

3) Proteinfragmerite in der Größe von 0 bis 20 μιη,

4) Endosperme Fragmente in einer Größe größer als 20 um.

In der Papierherstellung ist es zwar bekannt. Proteine als Binder zu verwenden und es wurde festgestellt, daß es durch eine entsprechende Behandlung des N'ehls möglich ist, das Protein in ihm zu lösen und das gelöste Protein als Binder für die Mikrokapseln und die getrennten Stärkepartikeln des Mehls zur Verbindung mit einem Grundblatt zu verwenden.

Stärkefreie Getreidekleber haben in der Papierindustrie aber nur eine begrenzte Verwendung gefunden. Bekannt ist ferner die Verwendung von chemisch modifizierter. Gelreideproieinen zur Bildung von Pigmentüberzügen.

Durch die Erfindung isl der Schutz der Kapseln durch Stärkepartikcln ermöglicht und ein Binde- in Form des Proteins geschaffen, wobei diese beiden für die Beschichtung eines Blr.ltcs wesentlichen Komponenten

aus einem billigen und leicht zu behandelnden Ausgangästoff gewonnen werden. Es ist nämlich eine völlige Trennung der Bestandteile des Mehls nicht erforderlich, wodurch Zeitaufwand und Kosten der Herstellung verringert werden.

Eine geeignete Behandlung des Mehls zum Trennen der Stärkepartikeln und des Binders wird in der Weise durchgeführt, daß eine wäßrige Suspension des Mehls für eine vorgegebene Zeit bei einer Temperatur der Suspension gerührt wird, wodurch ein Lösen der Proteinfragmente erfolgt, wobei die Rührzeit zwischen etwa 1 Stunde bei Raumtemperatur der Suspension und 10-20 Minuten bei einer Temperatur von 50⁰C der Suspension beträgt. NaOH kann der wäßrigen Suspension zugefügt werden, um die Verflüssigung der Proteinfragmente zu unterstützen. Die Temperatur der Suspension muß selbstverständlich so gewählt werden, daß eine Gelatinebildung der Stärkepartikel nicht eintritt, so daß die oberste Temperaturgrenze für die Suspension bei etwa 55°C liegt.

Ein Blatt oder eine Bahn werden daher so hergestellt, daß ein Mehl in wäßriger Suspension gerührt wird, um die Stärkepartikeln und den Proteinbinder zu trennen, worauf ein Grundblatt oder eine Grundbahn mit den getrennten Stärkepartikcln und dem Proteinbinder zusammen mit den Mikrokapseln beschichtet wird. Hierbei kann das Mehl zuvor gesichtet werden, um Stärkepartikeln kleinerer Größe auszuscheiden.

Ein optimaler Schutz der Mikrokapseln mit geringstem Einfluß auf die anderen Eigenschaften des Blattes oder der Bahn, die die Mikrokapseln tragen, wird durch Stärkepartikeln einer Größe zwischen dem 1,5- bis 2fachen der mittleren Größe der Mikrokapseln erreicht, so daß es zweckmäßig ist, den größten Teil der getrennten Stärkepartikel in dieser Größe zu bilden. Gegenwärtig in druckempfindlichen Abbüdungssystemen verwendete Mikrokapseln haben eine Größe zwischen 3 und 20 μιη. Es ist daher zweckmäßig, das Mehl beispielsweise durch Luftsichtung vorzubehandeln, um Stärkepartikeln geringerer Größe zwischen 0 bis 10 μιη vor der weiteren Verarbeitung abzuscheiden.

Aus der US-PS 35 73 085 ist jedoch zu entnehmen, daß starre mikroskopische Partikel, die zwischen den Mikrokapseln verteilt vorhanden sind, bei druckempfindlichen Abbildungssystemen den Bruch der Mikrokapseln beim Ausüben des örtlichen Druckes auf den Träger der Mikrokapseln unterstützen. Es können daher die Stärkepartikeln kleiner Größe von 0 bis 10 μιη auch enthalten bleiben, wenn das Mehl zum Trennen der Stärkepartikeln und des Proteinbindcrs behandelt wird, damit diese Partikeln späterhin das Aufbrechen der Mikrokapseln unterstützen.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen besonderer Maßnahmen beschrieben, die Träger für druckempfindliche Abbildungssysteme betreffen.

Bei den nachstehenden Bchandlungsweisen wurden Mikrokapseln verwendet, deren Wände aus Gelatine und Gummiarabikum bestehen und als Farbstoffe Kristallacetonvioletl und Benzoylleukomethylenblau enthielten, die in einem Lösungsmittel gelöst sind, das Dibenzylbenzole enthält, und ferner mit Kerosin verdünnt sind. Es können im Rahmen der Erfindung jedoch auch andersartig aufgebaute Mikrokapseln verwendet werden.

Fünf Muster von Weizenmehl (Bäckermehl) wurden als wäßrige Suspension gemäß der unten angegebenen Tabelle bereitet.

Das mit einem Entschäumungsmittel versetzte Wasser wurde auf die unten angegebene notwendige Temperatur vorgewärmt.

Das erforderliche Gewicht von Weizenmehl wurde dem vorgewäi mten Wasser unter Umrühren zugesetzt.

Falls nötig, wurde NaOH in Form einer 5n-Lösung zugesetzt.

Diese Verfahrensführung ist notwendig, da bei nicht vorgewärmtem Wasser, d. h. bei Erhitzen des Wassers nach dem Zufügen des Weizenmehls, örtliche Überhitzungen eintreten können, durch die die Stärkepartikeln an der Oberfläche des Wassers gelieren können. Wird das NaOH vor dem Weizenmehl zugesetzt, werden beim Zufügen des Weizenmehls sich bildende Klumpen durch das anfänglich viskose Protein versnpft, so daß sie nicht dispergieren können.

Muster	Wasser	Rührzeit,	Zugefügtes
	temperatur,	Min.	NaOH,
	°C		Gew.-%
1	22	60	0
2	22	60	0,5
3	50	10	0,5
4	50	20	0
5	50	20	0,5

Die fünf Suspensionen wurden dann in Überzugsmischungen mit 17% Festbestundteilen umgewandelt, indem sie mit einer Dispersion der beschriebenen Mikrokapseln bei einem Gewichtsverhältnis von 70% Mikrokapseln zu 30% Weizenmehl gemischt wurden.

Die Überzugsmischung wurde dann auf ein Grundpapier von 49 g/m² aufgebracht, wobei der Überzug ein Gewicht von 7 g/m² aufwies, um ein CB-Papier zu bilden.

Die so gebildeten C'3-Papiere wurden dann drei Prüfungen unterzogen. Zunächst wurde die Abbildungsdeutlichkeit der Markierungen mit Hilfe eines Vergleichs-CF-Papiers ermittelt.

Sodann wurde der Widerstand des CB-Papiers gcgcni zufälligen Bruch der Mikrokapseln geprüft.

Schließlich wurde die Haftung der Mikrokapseln und der Stärkepartikeln am Grundblatt des CB-Papicrs bestimmt.

Bei allen Mustern wurden vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen zufriedenstellende Ergebnisse festgestellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Blattes oder einer Bahn aus Fasermaterial mit einem Überzug aus Mikrokapseln, Stärkepartikeln, von denen mindestens einige größere Abmessungen als die Mikrokapseln haben, und einem Binder, dadurch gekennzeichnet, daß aus vorbehandeltem Getreidemehl, dessen Stärkepariikel größere Abmessungen als die aufzutragenden Mikrokapseln haben und die von anhaftenden Proteinpartikeln getrennt sind, eine Suspension mit Mikrokapseln in einem Suspensionsmittel gebildet wird, in dem die Proteinpartikeln gelöst sind, sodann ein Blatt oder eine Bahn mit der Suspension beschichtet und abschließend das beschichtete Blatt oder die Bahn getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch ), dadurch gekennzeichnet, daß das Mehl durch Rühren in einer wäßrigen Suspension bei einer unter 55°C liegenden Temperatur behandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehl vor der Behandlung zur Bildung der die Mikrokapseln schützenden Stärkepartikel und des Proteinbinders zur Ausscheidung von Stärkcpartikeln kleiner Größe gesichtet wird.