DE2302475A1 - Druckempfindliches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

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THE NATIONAL CASH EEGISTHl COMPANY Dayton, Ohio (V. St. A.)

Patentanmeldung Nr.
Unser Az: 1437/GER

DRUCKEMPFINDLICHES AUFZEICHNUNGSMATERIAL

Die Erfindung betrifft ein druckempfindliches Aufzeichnungsmaterial zur Verwendung in kohlefreien Durchschreibesystemen. Ein solches Aufzeichnungsmaterial besteht aus einem Substrat, wie beispielsweise einem Papierblatt, das mit einer Beschichtung aus einer Vielzahl von Farbstofftröpfchen versehen ist, die in einem durch Druck aufbrechbaren polymeren Stoff eingeschlossen sind. Die Farbstofftröpfchen sind entweder einzeln eingekapselt, wobei die Mikrokapseln als Schicht auf einer Fläche des Substrats verteilt sind, oder sie sind gleichmäßig in einer kontinuierlichen Phase eines festen polymeren Beschichtungsstoffes verteilt. Die Kapselbeschichtung wird bevorzugt und es wird deshalb bei der folgenden Beschreibung hauptsächlich auf eine solche Kapselschicht Bezug genommen, obwohl an deren Stelle in gleicher Weise auch eine Farbstofftröpfchen enthaltende kontinuierliche Polymerschicht verwendet werden könnte.

Blätter dieser Art werden als Übertragungsblätter oder CB-Blätter bezeichnet, wobei die letztere Bezeichnung andeuten soll, daß die Blätter auf der Rückseite beschichtet (coated back) sind. Bei der Anwendung werden die Mikrokapseln durch den Schreibdruck oder Typenanschlag aufgebrochen, so daß

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in den zu markierenden Flächenbereichen die Flüssigkeit freigegeben und auf ein darunterliegendes Auf nahmebia tt übertragen wird. Der auf diese Weise übertragene Farbstoff kann bereits vor seiner Freigabe aus den Mikrokapseln gefärbt sein oder er

im

kann/wesentlichen farblos sein, jedoch chromogene Eigenschaften aufweisen, so daß er nach seiner Übertragung aufgrund einer Reaktion mit einem als Farbentwickler dienenden, in einer Beschichtung des Aufnahmeblattes vorhandenen zweiten Reagenz eine deutlich sichtbare Farbe annimmt. Aufnahmeblätter mit einer ein zweites Rea/genz tragenden Beschichtung werden als CF-Blätter bezeichnet, was andeuten soll, daß diese Blätter auf der Vorderseite beschichtet (coated front} sind.

Das Problem des vorzeitigen, unerwünschten Verfärbens oder Verschmierens durch eine grobe oder unachtsame Behandlung von Ütiertragungs-Aufnahmeblatt-Sätzen ist sowohl den Herstellern als auch den Anwendern bekannt« Aus diesem Grunde werden dem CB-Beschichtungsmaterial verschiedene den Druck abfangende teilchenförmige Stoffe zugesetzt, um die Mikrokapseln vor einem zufälligen Aufbrechen auf der Papierfläche zu schützen. Solche als Stützstoffe bezeichnete Materialien sind beispielsweise inerte Mikrokügelehen, Zellulosefasern, insbesondere Älpha-Zellulosefasern, nichtgelatinierte Stärkekörnchen und große Mikrokapseln, die eine nichtmarkierende Flüssigkeit enthalten. Wenn die die Druckfarbe enthaltenden Mikrokapseln ihren Inhalt bei der Verwendung nicht an ein zweites Blatt, d.h. an ein Aufnahmeblatt, abgeben sollen, sondern auf dem gleichen Blatt von dem zweiten Reagenz umgeben sind, so daß ein "selbstreaktionsfähiges" oder "autogenes" Blatt vorliegt, dann sind die Mikrokapseln in manchen Fällen dadurch vor einem vorzeitigen zufälligen Aufbrechen geschützt, daß sie zwischen die Papierfasern des Blattes eingebettet sind.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Schmierbeständigkeit weiter zu erhöhen und die Kapseln insbe-

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sondere gegen ein vorzeitiges, unerwünschtes Aufbrechen infolge einer groben Behandlung oder eines Walzendruckes zu beschützen.

Dies wird bei einem druckempfindlichen Aufzeichnungsblattmaterial, bestehend aus einem Trägerblatt mit einer Beschichtung aus durch Druck aufbrechbarem polymeren Stoff, in dem kleine, diskrete Einschlüsse einer öligen Markierungsflüssigkeit enthalten sind, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf der Beschichtung ein an dieser haftendes, dünnes, poröses Faserblatt oder Faserbahn auf/gebracht ist.

Es hat sich gezeigt, daß Kapseln mit flüssigem Inhalt, wie sie in druckempfindlichem Papier verwendet werden, beim Aufbrechen infolge Druckeinwirkung ihren Inhalt vollständig durch ein darüberliegendes, anhaftendes Blatt hindurch auf die angrenzende Fläche eines Aufnahmeblattes freigeben. Ein Blatt Seidenpapier mit einem Gewicht von 18,2 g/m hat im allgemeinen eine Dicke von etwa 45 ,um. Selbst dann, wenn ein solches Blatt als schützendes Abdeckblatt verwendet wird, geben Mikrokapseln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 10 bis 20/um ihren Inhalt durch dieses Abdeckblatt an ein Aufnahmeblatt ab. Es können Seidenpapier-Abdeckblätter zum Schutz für Kapseln innerhalb des oben genannten Du·, -hmesserbereichs von 10 bis 20,Um verwendet werden. Wenn beispielsweise das Seidenpapier mit einer Dicke von 45 ,um durch ein solches mit einer Dicke von 23 ,um ersetzt wird, dann sind die 10 bis 20 ,um großen Mikrokapseln noch in ausreichender Weise gegen zufälliges unerwünschtes Aufbrechen aufgrund von Reibungskräften geschützt und geben ihren Inhalt durch dieses Abdeckblatt hindurch in einer solchen Weise an eine Aufnahmeblattfläche ab, wie dies etwas kleinere Mikrokapseln tun, die durch herkömmliche Stützstoffe geschützt sind. Es hat sich gezeigt, daß ein schützendes Abdeckblatt mit einer Dicke, die etwa das 5-fache des durchschnittlichen Dunrehmessers

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der zu schützenden Kapseln beträgt noch eine ausreichende Menge der freigegebenen Flüssigkeit von den Mikrokapseln zum Aufnahmeblatt überträgt. Ein Abdeckblatt, das nur halb so dick ist wie die zu schützenden Kapseln, bietet für die meisten Anwendungsfälle noch einen ausreichenden Schutz. Das schützende Abdeckblatt kann somit eine Dicke aufweisen, die etwa das 0,5 bis 5-fache des durchschnittlichen Kapseldurchmessers beträgt. Für mit Mikrokapseln beschichtete Papiere, die zusammen mit einem Aufnahmeblatt von unterschiedlicher Glätte und unterschiedlichem Absorptionsvermögen für den allgemeinen Gebrauch, nämlich zum Beschreiben von Hand oder mit der Maschine und zum Drucken, bestimmt sind, wird ein schützendes Abdeckblatt mit einer Dicke von etwa dem 1 bis 3-fachen des mittleren Durchmessers der zu schützenden Kapseln bevorzugt.

Wie ohne weiteres ersichtlich, kann durch ein sehr dünnes, poröses Abdeckblattmaterial bei der praktischen Anwendung der Erfindung eine maximale Übertragungswirkung erreicht werden. In allen untersuchten Fällen hat sich gezeigt, daß sich durch die Erfindung eine hervorragende Schmierbeständigkeit ergibt, und zwar sowohl mit'relativ dünnen als auch mit relativ dicken Abdeckblättern„ Das Abdeckblatt ist im allgemeinen "rresentlieh dünner als das Substrat blatt; im allgemeinen ist es nicht dicker als 50% der Dicke des Substratblattes. Falls erwünscht, kann das Substraivblatt aus einem nichtporösen Material, beispielsweise aus einem Kunststofffilm, bestehen oder es kann mit einer versiegelnden Zwischenschicht versehen sein, die beispielsweise aus einem latex-T oder harzartigen Material bestehen kann. Auf diese Zwischenschicht kann dann die Mikrokapselschicht aufgebracht werden. Auf diese Weise wird das Substrat praktisch undurchlässig für den freigegebenen flüssigen Farbstoff. Es hat sich gezeigt, daß ein undurchlässiges Substrat zu der guten Übertra-

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gungseigenschaft der erfindungsgemäßen CB-Blätter beiträgt. Wird als Trägerblatt Papier verwendet, dann kann dies praktisch von beliebigem Gewicht und beliebiger Dicke sein, jedoch wird im allgemeinen ein Papier mit einem Gewicht von

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15,8 g/m bis 158 g/m verwendet. Das schützende Abdeckblatt

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hierfür liegt in einem Bereich von 4,7 g/m und 47 g/m .

Im folgenden wird das erfindungsgemäße druckempfindliche Übertragungsblatt anhand der Zeichnungen näher besehrieben. In Fig. 1/mxt 21 das die Kapseln schützende Abdeckblatt bezeichnet, das auf der Kapselschicht 22 mit einem Bindemittel, wie beispielsweise gekochter Stärke oder Gelatineleim, befestigt ist. Die Mikrokapseln der Schicht 22 enthalten eine ölige Markierungsflüssigkeit, die bei der Verwendung durch das Abdeckblatt auf die Oberfläche eines aufgelegten Aufnahmeblattes übertragen wird. Das Trägerblatt 23 trägt die Kapseln, die an seiner Oberfläche, beispielsweise durch Verwendung eines Bindemittels wie gekochter Stärke oder Gelatineleim, haften.

Bei der praktischen Verwendung des erfindungsgemäßen druckempfinglichen Schichtpapiers zeigt das Trägerblatt im allgemeinen nach oben, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, so daß die unbeschichtete Seite desselben für das Beschreiben von Hand oder mit der Maschine oder für einen Druckvorgang zur Verfügung steht. Ein Aufnahmeblatt 24 liegt unterhalb des Abdeckblattes des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials um die durch den Druck freigegebene Markierungsflüssigkeit von der Schicht 22 aufzunehmen. Falls die in den Kapseln enthaltene und später freigegebene Markierungsflüssigkeit ein farbloser chromogener Farbbildner ist, wie beispielsweise eine flüssige Lösung von Kristallviolettlacton (KVL), dann wird das Aufnahmeblatt so angeordnet, daß seine Jarbentwickelnde Fläche (CF) dem Abdeckblatt 21 gegenüberliegt. Die in der Schicht 22 enthaltenen Tröpfchen der Markierungsflüssigkeit

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können als Kern in einer Vielzahl von Mikrokapseln oder, als ein Äquivalent hierfür, als disperse Phase in einem kontinuierlichen Film enthalten sein.

Die für die Erfindung verwendeten Mikrokapseln bestehen vorzugsweise aus Gelatine oder Gelatine-Gummi arabicum und werden durch Koazervierung hergestellt. Wird die wässrige HerstellungsflüssLgkeit auch als Beschichtungsträgerflüssigkeit verwendet, was dann der Fall ist, wenn die Mikrokapseln ohne aus der Herstellungsflüssigkeit abgetrennt zu werden, au'f das Trägerblatt beschichtet werden, dann ist in der Trägerflüssigkeit noch genügend nichtabgelagertes Wandmaterial- -Kolloid vorhanden, um als Bindemittel für die Mikrokapseln zu dienen» Das abgelagerte, d.h. tatsächlich als Wandmaterial vorhandene Kolloid ist außerdem im nassen Zustand noch etwas klebrig, so daß die Mikrokapseln an dem Substratblatt haften. Wird das schützende Abdeckblatt auf die Mikrokapselschicht aufgelegt, während die Mikrokapseln noch feucht sind, dann dient das Wandmaterial zusammen mit dem oben erwähnten nichtabgelagerten Kolloid als Bindemittel, um das Abdeckblatt durch Haftwirkung an den Mikrokapseln festzuhalten. Vorzugsweise wird weder dem Mikrokapsel-Beschichtungsbrei noch dem Abdeckblatt vor dem Auflegen auf die Mikrokapselschicht ein zusätzliches Bindemittel, wie beispielsweise gekochte Stärke, zugesetzt.

Die für die Erfindung geeignete Markie3?ungsflüssig~ keit ist ein Farbstoff auf Ölbasis, wie beispielsweise die oben erwähnte KVL-Lösung. Es können beliebige der vielen bekannten farbigen und farblosen Öl-Markierungsflüssigkeiten verwendet werden, solange sie nicht zu viskos sind_} um durch das Abdeckblatt auf das Aufnahmeblatt übertragen zu werden. Markierungsflüssigkeiten, deren Viskosität nicht größer als etwa 250 Saybolt-üniversal-Sekunden bei 37,78 C ist, haben sich als geeignet erwiesen* Eine geeignete Markierungsflüssig-

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keit wird hergestellt durch Auflösen von KVL (1,5 Gew.%) und Benzoylleukomethylenblau (1,25 Gew.%) in einer Lösungsmittelmischung bestehend aus 2 Gewichtsteilen chloriertem Biphenyl (42% Chlorgehalt) und einem'Gewichtsteil raffiniertem Paraffinölj das über einen Sammelpunkt-Temperaturbereich von etwa 188 bis.26O°C destilliert wurde. Statt des chlorierten Biphenyls kann mit Vorteil auch Isopropylbiphenyl verwendet werden.

Typische Ergebnisse, die mit dem erfindungsgemäßen laminierten CB-Blatt erhalten wurden, sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Hierbei wurde für die Substratblä1 ein Papier von 51,3 g/m , eine Miiarofce^pe^^öftlcTfif von 5,2 g/m , wobei rti rJKmpflrrTTt^TTnrri Durchmesserbereich von 5 bis 25 ,um be-

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saßen, und als Abdeckblatt ein Dünndruckpapier von 9,2 g/m verwendet.

FS CI TI

CB-Blatt nach der Erfindung zusammen mit handelsüblichem
^ttNCR-Papier^lt-CF-Blatt, beschichtet mit Attapulgit 100 55 55

Standard-'^fNCR-Papier"-CB-Blatt,

das mit Alpha-Zellulose-Flocken

geschützt is+, zusammen mit

handelsüblicnem "NCR-Papier"-

-CF-Blatt, beschichtet mit

Attapulgit 87 51 46

In der obigen Tabelle bedeutet FS das durch Reibung erfolgende Verschmieren, CI die Kalanderintensität und TI die Schreibmaschinenintensität. Diese Werte werden folgendermaßen definiert:

(Optische Refle χ ion von BiId- oder Schmierbereichen)

(Optische Refle χ ion des benachbarten Hintergrundes)

Ein Wert von 100 für beliebige der obigen Parameter bedeutet,

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daß der Bild- oder Schmierbereich vom Hintergrund nicht unterscheidbar ist. Der ideale FS-Wert ist deshalb 100. Die Kalander- und Schreibmaschinenintensität sind das Ergebnis einer gewollten Bilderzeugung und es ist demzufolge ein möglichst niedriger Wert erwünscht: je niedriger der Wert j desto intensiver ist der Druck.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1. Druckempfindliches Aufzeichnungsblattmaterial, bestehend aus einem Trägerblatt mit einer Beschichtung aus durch Druck aufbrechbarem polymeren Stoff, in dem kleine, diskrete Einschlüsse einer öligen Markierungsflüssigkeit enthalten sind, dadurch gek ennz e ich net, daß auf der Beschichtung ein an dieser haftendes, dünnes, poröses Faserblatt oder Faserbahn aufgebracht ist.

   2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschlüsse die Kerne kleiner Polymerkapseln sind.

   3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des dünnen Blattes etwa das 0,5 bis 5-fache des durchschnittlichen Durchmessers der Kapseln beträgt.

   4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1

   bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dünne Blatt ein Pa-

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   pierblatt mit einem Gewicht von 4,7 g/m bis 47 g/m ist.

   5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ölige Markierungsflüssigkeit eine Viskosität besitzt, die nicht größer, als 250 Saybolt-Universal-Sekunden bei 37,78°C ist.

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   Jo

   L e e r s e i