DE2820600A1

DE2820600A1 - Verfahren zur herstellung von mikrokapsel-beschichtungskompositionen mit pigmentartikeln und daraus hergestellten kompositionen

Info

Publication number: DE2820600A1
Application number: DE19782820600
Authority: DE
Inventors: Gerhart Schwab
Original assignee: Mead Corp
Current assignee: Mead Corp
Priority date: 1977-06-16
Filing date: 1978-05-11
Publication date: 1978-12-21
Also published as: US4162165A; JPS6161993B2; CA1103825A; GB1581758A; JPS546871A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen, welche Mikrokapseln enthalten und anorganische Pigmentpartikel, die in einem hydrophoben Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert sind. In einer bevorzugten .Ausführungsform können diese Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen auf ein Substrat aufgetragen v/erden, ζ·Β auf Papier, um druckempfindliche, kohlefreie Transferfolien herzustellen.

Es ist bekannt, Heiss-Schmelz-Beschichtungen, welche Mikrokapseln enthalten, für die Beschichtung von Substraten, z.B. Papier, zu verwenden (siehe z.B. die US-Patente 3 0I6 3o8 und 3 o79 351). Diese Patente betreffen die- Verwendung derartiger Beschichtungen für die Herstellung von druckempfindlichen Kopierpapieren.

Druckempfindliches, kohlefreies Kopierpapier ist, kurz gesagt, ein Standardpapier, bei dem während der Herstellung die Rückseite des Papiersubstrates beschichtet wird mit einer CB- oder Transferbeschichtung, wobei die CB-Beschichtung ein chromogenes oder mehrere chromogene Materialien, gewöhnlich in Kapselform, enthält. Zur gleichen Zeit wird die Vorderseite des Papiersubstrates während der Herstellung mit einer CF-Beschichtung versehen, welche ein chromogenes oder mehrere chromogene Materialien enthält, die zusammen mit dem eingekapselten chromogenen CB-Material eine Farbe herstellen. Beide chromogene Materialien verbleiben in den Beschichtungen auf den rückwärtigen und vorderen Oberflächen des Papiers in einer im wesentlichen farblosen Form. Dies trifft solange zu, bis die CB- und CF-Beschichtungen übereinander zu liegen kommen und ein ausreichender Druck, z.B. durch eine Schreibmaschine, ausgeübt wird, um die CB-Beschichtung aufzureissen und das eingekapselte chromogene Material freizusetzen. Zu dieser Zeit kommt das chromogene Ma-

809851/0841

terial mit der CP-Beschichtung in Berührung und reagiert mit dem darin enthaltenen chromogenen Material unter Bildung eines gefärbten Bildes. Kohlefreies Kopierpapier erwies sich als ein ausserordentlich wertvolles Bildmedium, und zwar aus einer Reihe von Gründen, einer davon ist die Tatsache, dass die CB- und CF-Beschichtungen in einem inaktiven Zustand sind, bis die CB-Beschichtung nächst der CF-Beschichtung zu liegen kommt, da die kernaktiven Elemente nicht miteinander in Kontakt stehen, bis Druck ausgeübt wird. Folgende Patente betreffen kohlefreie Kopier-Papierprodukte: Die US-Patentschriften 2 712 5o7, 2 73o 456, 3 455 721, 3 466 184, 3 672 935.

Vor kurzen wurden verbesserte Heiss-Schmelz-Systeme entwickelt, welche dazu verwendet werden können, um beispielsweise druckempfindliche Transferfolien herzustellen. Derartige verbesserte Systeme sind in der anhängigen US-Patentanmeldung 747 6.82 (1976) beschrieben. Die Verbesserungen, die darin beschrieben ; werden, betreffen die Verwendung von spezifizierten Materialien, z.B. von polaren Wachsen und/oder Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien, die polare Gruppen enthalten, um die Dispersion der Mikrokapseln in den Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien zu verbessern. Die wahlweise Verwendung von Trübungsmitteln, z.B. von Titandioxid oder Ton, als ein Zusatz zu dieser heissen Schmelze ist erwähnt. Es sollte erwähnt werden, dass in einigen Fällen die Beschichtungskompositionen eine von weiss abweichende Farbe hatten oder leicht hellbraun gefärbt waren. Dies ist ein Einwand, insbesondere wo die Beschichtungskompositionen auf weissen Papieren angewendet werden sollen. Anstrengungen, diesen Nachteil durch Zusatz von Pigmentpartikeln zu der Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition zu überwinden, waren unbefriedigend, und zwar wegen der Bildung von Klumpen von Pigmentpartikeln, die nicht so leicht dispergiert werden konnten.

Die Behandlung von Pigmenten mit verschiedenen organischen Verbindungen, um ihre Dispersionsfähigkeit in Beschichtungskompo-

809851/0641

sitionen, sowohl in hydrophoben als auch in hydrophilen, zu verbessern, ist gut bekannt. Eine Übersicht über die Patente, welche diese Lösung des Problems der Dispersion von Pigmenten betreffen, wird in der US-Patentschrift 3 64o 792 gegeben. In dieser Patentschrift wird auch offenbart, dass eine Aufschlämmung von Titandioxid in Gegenwart von Protonen abgebenden organischen Verbindungen, z.B. organischen Aminen und Amiden, sprühgetrocknet werden kann. Das so behandelte Titandioxid kann in einer hydrophoben Flüssigkeit dispergiert werden, z.B.in Leinöl.

Die vorhin erwähnten Einwände und Nachteile können leicht überwunden werden, indem das erfindungsgemässe Verfahren verwendet wird, bei dem Pigmentpartikel dispergiert werden in einer wässrigen Dispersion von Mikrokapseln und die Dispersion der Mikrokapseln und Pigmentpartikel werden sprühgetrocknet, wobei sich ein feines Pulver bildet. Das Pulver kann dann leicht in der erwärmten Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition dispergiert v/erden, und zwar unter Verwendung von geringen Scherkräften beim Mischen, wobei sich eine glatte, auftragbare Komposition ergibt. Genügend Pigmentpartikel können auf diese Art und Weise in die Heiss-Schaelz-Beschichtungskomposition eingeführt werden, um die Farbe der Ileiss-Schmelz-Suspensionsmedia zu maskieren. Zudem ist eine separate Behandlung der Pigmentpartikel, um ihre Dispergierbarkeit in einem Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium zu verbessern, nicht erforderlich.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen mit Mikrokapseln und anorganischen Pigmentpartikeln, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Dispersion von Mikrokapseln hergestellt wird. Anorganische Pigmentpartikel werden der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln zugesetzt, und dann wird vermischt. Die Dispersion der Mikrokapseln und die anorganischen Pigmentpartikel werden in

809851/0841

eine erwärmte Atmosphäre gesprüht, wobei die Dispersion trocknet und ein frei fliessendes Pulver von Mikrokapseln entsteht. Die anorganischen Pigmentpartikel werden im wesentlichen auf die Mikrokapseln niedergeschlagen und haften an diesen an. Das. frei fliessende Pulver der Mikrokapseln mit den darauf niedergeschlagenen anorganischen PigmentpartikeHnwird dann in einem flüssigen Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert. Die so hergestellte flüssige Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition kann dann auf ein Substrat aufgetragen werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Beschichtungskomposition, bestehend aus Mikrokapseln von ungefähr o,1 bis ungefähr 2o Gewichtsprozent, anorganischen Pigmentpartikeln, bezogen auf das Gewicht der Mikrokapseln, und ein Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium. Die anorganischen Partikel werden im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen und haften an diesen.

Das Verfahren gemäss der Erfindung beinhaltet die Herstellung von Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen mit Mikrokapseln und zusätzlichen anorganischen Pigmentpartikeln. Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen mit Wachsen und/oder harzartigen Materialien und Mikrokapseln ergeben, wenn sie auf Papiersubstrate aufgetragen werden, transparente oder durchscheinende Beschichtungen mit einer glänzenden Oberfläche. Zusätzlich kann das spezielle Wachs oder harzartige Material eine merkliche Farbdifferenz gegenüber dem Papiersubstrat aufweisen. Dies trifft besonders zu, wenn weisse Papiersubstrate verwendet werden, da viele heisse Schmelzen eine leicht gelbliche Farbe aufweisen. In dieser Erfindung führt der Einschluss von weissen Pigmenten in die Heiss-Schmelz-BeschichtungskompoBitionen zu einer Beschichtung auf dem Papiersubstrat, die kaum sichtbar ist. Das Verfahren gemäss der Erfindung betrifft eine Methode zur Einführung derartiger Pigmente in Teilchenform in die Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition, und zwar vor ihrer Auftragung auf das Papiersubstrat. Das Verfahren besteht darin,

809851/0841

dass die erwünschten Pigmentpartikel -unter Rühren mit geringen Scherkräften einer wässrigen Dispersion der Mikrokapseln zugesetzt werden, die kombinierte Dispersion sprühgetrocknet wird und das aus der Sprühtrocknung resultierende Pulver in ein Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert wird, und zwar unter Mischen mit geringen Scherkräften.

Die Beschichtungskompositionen, die gemäss dem Verfahren der Erfindung hergestellt werden, sind Dispersionen von Mikrokapseln, die mit Pigmentpartikeln beschichtet sind, in einem Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium. Beim Auftragen der Beschichtungskompositionen gemäss der Erfindung auf ein Substrat und beim Abkühlen der Beschichtungskomposition, damit diese aushärtet, fungiert das Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium als ein Binder für die Mikrokapseln, um das Ha.Cten der Mikrokapseln an dem Substrat zu erleichtern. Mikrokapseln, die pharmazeutische Mittel, Aromen, Riechstoffe, Duftstoffe, Insektizide, Farbstoffe, Pigmente und Farbpräkursoren enthalten, können in dem Verfahren gemäss der Erfindung verwendet und auf eine Vielfalt von Substraten aufgetragen werden, einschliesslich Papieren, Textilerzeugnissen (fabrics) und Plastikfilme.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung betrifft die Herstellung von Heiss-Schmelz-Mikrokapselbeschichtungskompositionen, die verwendet v/erden können bei der Herstellung von druckempfindH-ichen, kohlefreien Kopierpapieren. Die Herstellung dieser kohlefreien Kopierpapiere wird detailliert beschrieben in der anhängigen US-Patentanmeldung 747 683 (1976), die zitierenderweise übernommen wird. Das Verfahren gemäss der Erfindung wird im folgenden detailliert beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform,

In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition im wesentlichen eine Dispersion von

809851

- 1ο -

eingekapseltem, chromogenem Material in einem heissen Schmelzsystem. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung bedeutet der Ausdruck "chromogenes Material" Farbpräkurooren, Farbbildner, Farbentwickler u. dgl. Das eingekapselte, chromogene Material ist gewöhnlich eine Öllösung eines oder mehrerer Farbpräkursoren. Die Beschichtungskomposition kann, zusätzlich zu dem eingekapselten, chromogenen Material, Füller enthalten, Fasermaterial, z.B. Pfeilwurz, Stärkegranulate und Dispersionsagentien. Die Art und die Menge derartiger zusätzlicher Bestandteile in der Beschichtungskomposition ist streng eine Sache der Wahl und hängt im allgemeinen von dem erwünschten Endprodukt ab.

Die anorganischen Pigmente, welche in dieser Erfindung verwendet werden können, sind die Pigmente, die normalerweise verwendet werden für das Füllen oder Beschichten von Papier. Beispielsweise kann teilchenförmiges Titandioxid, Calciumcarbonat und die zum Beschichten von Papier verwendeten Tone, z.B. Kaolintone verwendet werden. Titandioxidpigmentpartikel werden bevorzugt. Die Pigmente können gefärbt werden durch die Verwendung organischer Farbstoffe, wenn die daraus resultierende Beschichtungskomposition auf ein gefärbtes Substrat aufgetragen v/erden soll. Die Grosse der Pigmentpartikel liegt vorzugsweise im Bereich von o.1 bis ungefähr 2 Micron.

Die Menge des Pigmentes, die in der Beschichtungskomposition verwendet werden soll, variiert mit der Intensität der Farbe der heissen Schmelze und dem Charakter der Beschichtungsoberflache. Die Pigmente, die sich für die vorliegende Erfbindung als nützlich erwiesen haben, können in Mengen von ungefähr o.1 bis ungefähr 2o Gewichtsprozent zugesetzt werden, bezogen auf das Gewicht der Beschichtungskomposition. Ein besonders bevorzugter Bereich erstreckt sich von ungefähr 1 bis ungefähr 15 % und besonders bevorzugt wird der Bereich von ungefähr 2 bis

8098B1/0641

ungefähr 1o %.

Obwohl irgend einer der bekannten Farbpräkursoren oder Farbbildner verwendet werden kann, eignen sich Farbpräkursoren des Elektronen-Donator-Typs besonders für die Durchführung der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung. Zu der bevorzugten Gruppe der Elektronen-Donator-Farbpräkursoren gehört Lactonphthalide, z.B. Kristall-Violett-Lacton und 3,3-bis-(1^lÄthyl-2-Methylindol-3^!-yl)-Phthalid, Lactonfluoran , z.B. 2-Dibenzylamino-6-Diäthylaminofluoran und 6-Diäthylamino-1, 3-Dimethylfluoran, die Lactonxanthene, die Leukoauroamine, die 2-(Omega-substituiertonVinylen)-3, 3-disubstituierte-3-H~Indole und 1,3,3-Trialkylindolinospirane. Mischungen dieser Farbpräkursoren können verwendet werden, falls dies erwünscht ist. In den bevorzugten Verfahren gemäss der Erfindung v/erden Öllösungen der Farbpräkursoren in Mikrokapseiform verwendet· Die Farbpräkursoren sind vorzugsweise in derartigen Öllösungen in Mengen von ungefähr o.5 bis ungefähr 2o % anwesend, bezogen auf das Gewicht der Öllösung; besonders bevorzugt ist der Bereich von ungefähr 2 bis ungefähr 7 %»

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung werden die Mikrokapseln in Form einer Dispersion in einem wässrigen Lösungsmittel hergestellt. Je gleichförmiger die Mikrokapseldispersion ist, desto besser ist das Endprodukt im allgemeinen.

Die für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlichen Heiss-Schmalz-Suspensionsmedien werden in der US-Patentanmeldung 747 683 offenbart; die oben erwähnt wurde. Zu diesen Medien gehören Wachse und Harze. Zu der bevorzugten Gruppe von Verbindungen, die sich als Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien eignen^ gehör'en: entharzte, oxidierte Mineralwachse, z.B. Bergwachse, Amidwachse, z.B. Bisstearamidwachs, Stearmidwachs, Behensäureamidwachs, Fettsäurewachse, hydroxylierte Fettsäurewachse, Hydroxystearatwachse, Oxazolinwachse und deren

809851/0641

Mischlingen.

Ein anderer Typ von Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien ist ein nichtpolares Kohlenwasserstoff wachs, z.B. Be Scv.are 17o/175 der Petrolite Corporation, das eine geringe Menge eines Dispersionsmittels enthält. Das Dispersionsmittel kann z.B. sulfatiertes Castoröl sein, bekannter unter dem Namen Türkisch-rot Öl.

Ein Charakteristikuader bevorzugten Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien, die für die Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind, ist ein Schmelzpunkt von ungefähr 6o° bis ungefähr 14o° C. Bevorzugter ist ein Schmelzpunkt für die Wachse oder Harze, die sich für die Durchführung der vorliegenden Erfindung als nützlich erwiesen haben, von ungefähr 7o° C bis ungefähr 1oo° C. Bezüglich des Schmelzpunktes ist noch zu bemerken, dass es für die Beschichtungskomposition gemäss der Erfindung notwendig ist, nach der Auftragung auf das besondere Substrat rasch zu härten. Insbesondere reicht eine praktische Begrenzung des Schmelzbereiches, oder in anderen Worten, der Temperaturbereich, in welchem die flüssige Hciss-Schmelz-Komposition zu einer festen Komposition erhärtet, von ungefähr "1,o bis ungefähr 15° C

Die Heiss-Schmelzwachse und Harze, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, haben vorzugsweise auch eine niedrige Viskosität, wenn sie sich in geschmolzenem Zustand befinden, um sich leichter auf dem Substrat auszubreiten. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Heiss-Schmelz-Suspensionsmedien eine Viskosität von weniger als ungefähr 12o Centipoise bei einer Temperatur von ungefähr 5° C oberhalb des Schmelzpunktes eines besonderen Heiss-Sqhmelz-Suspensionsmediums haben. Zusätzlich wird bevorzugt, dass das Heiss-Schmelz-Wachs oder die Heiss-Schmelzsuspensionsmedien gemäss der Erfindung eine leichte Färbung aufweisen, damit sie mit dem fertigen Papier oder mit dem Plastikprodukt, das hergestellt wird, verträglich sind.

809851/0641

Das bedeutet, dass bevorzugt wird, dass die heisse Schmelze weiss oder transparent nach dem Auftragen auf das besondere Substrat ist, das beschichtet werden soll.

Die bevorzugten Wachse, Harze und anderen Heis? ■Schmelz-Suspensionsmedien gemäss der Erfindung sind vorzugsweise polar. Der Ausdruck "polar" bedeutet, dass die bevorzugten Wachse durch eine gewisse Polarität charakterisiert sind, wobei die polaren Verbindungen charakterisiert sind durch die Anwesenheit funktioneller Gruppen, die ausgewählt werden aus der Reihe: Carboxyl, Carbonyl, Hydroxyl, Ester, Amid, Amin, heterozyklische Gruppen und deren Kombinationen.

Die besonderen wandbildenden Materialien oder die besonderen eingekapselten, chromogenen Materialien werden nicht als erfindungswesentlich beansprucht. In der Fatentliteratur werden verschiedene kapselartige, chromogene Materialien beschrieben, die verwendet werden können. Derartige chromogene Materialien wurden in wandbildende Materialien aus Gelatine eingekapselt (siehe US-Patente 2 73o 456 und 2 8oo 457); als wandbildende Materialien wurde auch Gummi-Arabicum verwendet, Polyvinyl, Alkohol, Carboxymethylcellulose, Resorcin-Formaldehyd (siehe US-Patent 3 755 19o); Wandbildner auf Isocyanat-Basis sind in der US-PS 3 914 511 offenbart; bezüglich wandbildender Materialien auf Isocyanat-Polyolbasis siehe US-Patent 3 796 669; und in dem US-Patent 3 o24 455 wird Hydroxypropylcellulose als wandbildendes Material genannt, und zwar zusätzlich zu deren Mischungen. Die Mikroeinkapselung wurde mit einer Vielzahl bekannter Verfahren erreicht, einschliesslich Coacervation, Grenzflächenpolymerisation, Polymerisation eines oder mehrerer Monomere in einem Öl, verschiedener Schmelz-, Dispersions und Kühlverfahren. Verbindungen, die sich bevorzugt für die Verwendung als wandbildende Materialien eigneten, und zwar bei den verschiedenen Mikro-Einkapselungsverfahren, sind: Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Carboxymethylcellulose, Gelatine, Melamin-Pormaldehyd, polyfunktionelle Isocyanate und deren Pr6~

809851/0641

polymere, polyfunktionelle Säurechloride, Polyamine, Polyole,

Epoxide und deren Mischungen. Besonders geeignet .für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Mikrokapseln aus Hydroxypropylcellulose (HPC)-Material und Isocyanat-Polyol-Material. Die Kapseln aus Hydroxypropylcellulose und Isocyanat-Polyol weisen eine gute Permeabilität, Stärke und Temperaturcharakteristika auf.

Die oben beschriebenen Mikrokapseln werden dadurch hergestellt, dass ein Öl in einer wässrigen, kontinuierlichen Phase dispergiert wird und die Kapsel^ände geformt und gehärtet werden, wenn diese sich noch in der wässrigen kontinuierlichen Phase befinden. Bei der Herstellung von Heiss-Schmelz-Kompositionen aus diesen wässrigen Dispersionen von Mikrokapseln muss die wässrige kontinuierliche Phase durch ein Heiss-SchmelzxSuspensionsmedium ersetzt werden. Gerade unter diesen Bedingungen zeigen sich alle Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens.

Vor dem Entfernen des Wassers aus der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln können bequem anorganische Pigmentpartikel der wässrigen Dispersion dadurch zugesetzt v/erden, dass eine wässrige Dispersion de:o Pigmentpartikel und eine wässrige Dispersion der Mikrokapseln miteinander vermischt werden,.und zwar unter Mischen mit niedrigen Scherkräften, z.B. mit Hilfe eines Schaufelrührers (paddle stirrer). Die wässrige Dispersion des Pigments kann nach irgend einem konventionellen Verfahren hergestellt, z.B. durch Kneten oder durch Rühren mit hoher Geschwindigkeit, aber niedrigen Scherkräften. Nach einem alternativen Verfahren können die trockenen Pigmentpartikel in die wässrige Lösung der Mikrokapseln hineingerührt werden, und zwar unter Mischen mit hoher Geschwindigkeit, aber mit niedrigen Scherkräften. Das Wasser wird dann aus der wässrigen Dispersion der Mikorkapseln und der Pigmentpartikel durch Sprühtrocknen

809851/0641

entfernt. Dies wird dadurch "bewerkstelligt, dass die Dispersion in eine erwärmte Atmosphäre gesprüht wird, z.B. in eine Kammer, die mit einem Strom heisser Luft ausgestattet ist. Die Dispersion wird getrocknet, wobei ein frei iIiessenden, trockenes Pulver von Mikrokapseln zurückbleibt, die mit Pigmentpartikeln beschichtet werden.Die anorganischen Pigmentpartikel sind im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen und an diesen befestigt. Das daraus resultierende trockene Pulver wird aus der Kammer entfernt; es kann, leicht wieder in einem flüssigen (geschmolzenen) Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert v;erden, und zwar durch Mischen mit geringen Scherkräften.

Die Beschichtungskompositionen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden, sind glatt und zeigen keine Klumpen, was bemerkenswert ist im Vergleich mit den Beschichtungskompositionen, bei denen die trockenen Pigmente direkt in der die Mikrokapseln enthaltenden heissen Schmelze dispergiert v/erden. Im zuletzt genannten Fall v/erden die trockenen Pigmentpartikel. Jiicht leicht durch die heisse Schmelze benetzt, wenn mit niedrigen Scherkräften gerührt wird. Das Vermischen unter Anwendung hoher Scherkräfte, z.B. Kneten oder Mahlen, muss vermieden v/erden, und zwar wegen der Anwesenheit rler Mikrokapseln in der erhitzten Heiss-Schmelz-Komposition. Sowohl die Wärme als auch die Scherkräfte können zum Aufreissen der Mikrokapseln führen oder zu einer Zerstörung auf andere Weise.

In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung kann die Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition Zusätze aufweisen, welche in der Beschichtungskomposition enthalten sind. Typischerweise kann ein Stärkematerial zugesetzt werden, z.B. Pfeilwurzstärke. Die so zusammengesetzte Komposition kann auf ein kontinuierliches Bahnsubstrat aufgetragen werden, und zwar durch irgend eine gewöhnliche Beschichtungs- oder Druckvorrichtung, z.B. eine erwärmte Walze oder durch Beschichten mit einer Klinge oder

809851/0641

durch Gravur- oder flexographisches Drucken. Die heisse Schmelze erstarrt durch Abkühlen zu einer festen Beschichtung.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken.

Beispiel I;

Eine wässrige Dispersion von HPC-Mikrokapseln wurde folgendermassen hergestellt (alle Mengenangaben beziehen sich auf Gewichtsteile):

Eine Träger-Öllösung von Farbpräkursoren wurde dadurch hergestellt, dass 53,2 Teile Kristall-Violet-Lacton, 6,9 Teile 3,3-bis-(1'Äthyl-2'-Methylindo:t3-yl) Phthalid, 3,5 Teile 3-N,N-Diäthylainino-7-(N,N-Dibenzylmino)fluoran und 16,1 Teile 3-N,N-Diäthylamino-6,8-Dimethylfluoran in 1142 Teilen Monoisopropylbiphenyl (MIPB) bei 9o° C -aufgelöst wurden. Die Öllösung wurde dann auf 11° C abgekühlt. Zu dieser Träger-Öllösung wurden 5o Teile Desmodur N-1oo,'18 Teile NIAX-SP 5o und o,o5 Teile Dibutyl-Zinn-Dilauratkatalysator gegeben. Desmodur-N-1oo ist ein flüssiges Biuret-Reaktionsprodukt aus Hexamethylen-Diisocyanat und Wasser im Mol-Verhältnis 3:1, hergestellt von der Mobay Chemical Co.; NIAX SF-5o ist ein trifunktionelles aromatisches Polyurethan-Prepolymer mit einem Gehalt von freiem Isocyanat von 32,5 %, hergestellt von der Union Carbide.

Eine wässrige Lösung von Hydroxypropylzellulose wurde dadurch hergestellt, dass 5o Teile Hydroxypropylzellulose in 2o82 Teilen von destilliertem Wasser bei Zimmertemperatur aufgelöst wurden. Die Träger-Öllösung wurde ungefähr 45 Minuten lang in die wässrige Lösung der Hydroxypropylzellulose hinein emulgiert.Die daraus resultierende Emulsion wurde auf 47° erhitzt, während gerührt wurde und die Temperatur zwischen 47° und 5o° C aufrechterhalten wurde, und zwar für einen Zeitraum von 2 Stunden, um die Mikrokapseln zu bilden.

809851 /0641

~ 17 -

Die - wie oben ausgeführt - hergestellte Dispersion der Mikrokapseln mit ungefähr ho^c/o Mikrokapseln in Wasser wurde mit einer wässrigen Auflösung von Titandioxidpartikeln vermischt (Titanium Dioxide,RG - Dupont) mit 5o % festem Titandioxid in Wasser. Der Prozentgehalt des Titandioxids betrug 7% der Mikrokapseln. Die wässrige Aufschlämmung des Titandioxids wurde vorher dadurch hergestellt, dass Titandioxid-Teilchen in Wasser eingerührt wurden, und zwar unter Verwendung eines Schaufelrührers .

Die kombinierte Dispersion der Mikrokapseln und der Titandioxidpigmentpartikel wurde sprühgetrocknet in einem Sprühtrockner (Bower* Conical Spray Drier); die kombinierte Dispersion wurde in einem querströmenden Strom von heisser Luft gesprüht, welcher eine Temperatur von ungefähr 3oo° C aufwies. Die getrockneten Mikrokapseln wurden am Boden eines Cyclonseparators eingesammelt. 1o Gewichtsteile des Ilikrokapselraediums aus 18,4 Teilen eines Oxazolinwachses (Oxawax TS-254AA-Commercial Solvents Corporation) und 4,6 Teile eines entharzten, oxidierten Bergwachses (Hoechst Wax S - American Hoechst Corporation). Eine sehr glatte, weisse Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition wurde hergestellt. Die Beschichtungskomposition wurde auf.ein Papiersubstrat mit einer erwärmten Mayerrakel aufgetragen. Eine weisse, beschichtete Folie wurde erhalten, welche ein klares, blaugedrucktes Bild ergab, wenn sie mit einer mit Novolakharz beschichteten Aufzeichnungsfolie verwendet wurde.

Beispiel II

Das Beispiel I wurde wiederholt, allerdings mit der Ausnahme, dass anstatt 7 % Titandioxid 2 % Calciumcarbonat, bezogen auf das Trockengewicht der .Mikrokapseln, eingesetzt wurden.

Die mit Calciumcarbonat beschichteten Mikrokapseln dispergier-

809851/0641

tenjLeicht zu einer glatten Mischung. Wenn zum Vergleich trok« kenes Calciumcarbonat-Pigment dem Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium zugesetzt wurde., dispergierten die Calciumcarbonat-Pigmentpartikel nicht vollständig.

Beispiel III

Beispiel I wurde wiederholt, allerdings mit der Ausnahme, dass anstatt 7 % Titandioxid 2 % Ton (Hydrasperse - Engelhard Clay and Minerals), bezogen auf das Trockengewicht der Mikrokap^ln, verwendet wurden.

Die mit Hydrasperse-Ton beschichteten Mikrokapseln dispergierten leicht zu einer glatten Mischung. Wenn Hydrasperse-Ton zum Vergleich dem Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium zugefügt wurde, dispergierten die Tonpartikel nicht vollständig.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Heiss-Schmelz-Beschichtungskompositionen mit Mikrokapseln und anorganischen Pigmentpartikeln, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

Eine wässrige Dispersion der Mikrokapseln wird hergestellt. Anorganische Pigmentpartikel werden der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln zugesetzt und vermischt. Die Dispersion der Mikrokapseln und der anorganischen Pigmentpartikel wird in eine erwärmte Atmosphäre gesprüht, wobei die Dispersion trocknet und ein frei fliessendes Pulver von Mikrokapseln entsteht. Die anorganischen Pigmentpartikel sind im wesentlichen auf den Mikrokapseln abgelagert und an diesen befestigt. Das frei fliessende Pulver der Mikrokapseln mit den darauf abgelagerten anorganischen Pigmentpartike3nwird dann in einem flüssigen H_eiss-Sclimelz-iSuspensionsmedium dispergiert. Die so hergestellte flüssige Heiss-Schmelz-Suspension kann dann auf ein Substrat aufgetragen werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Beschich-. r.iMj !■'■.'.·*;, SMO

809851/0641

tungskomposition, bestehend aus Mikrokapseln, ungefähr o,1 Ms ungefähr 2o Gewichtsprozent, anorganische Pigmentpartikel bezogen auf das Gewicht der Mikrokapseln, und ein Heiss-Schmelz-Suspensionsmedr'.om. Die anorganischen Partikel werden im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen und an diesen befestigt.

ORIGINAL INSPECTED 809851/0641

Claims

2 8 2 O 6 Π U

HELMUT GÖRTZ ίο. Mai 1970

Frankfurt om Main 70
Schneckcnhofstr. 27 - Te). 617079

The Mead Corporation, Dayton, Ohio (USA)

Verfahren zur Herstellung von Mikrokapsel-Be schichtung,«·· kompositionen mit Pigmentpartikeln und daraus hergestellten

Kompositionen

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von heissen Schmelzbeschichtungskompositionen, die Mikrokapseln enthalten und anorganische Pigmentpartikel, dadurch gekennzeichnet, dass

a) eine wässrige Dispersion der Mikrokapseln hergestellt wird,

b) anorganische Pigmentpartikel der wässrigen Dispersion der Mikrokapsel unter Vermischen zugefügt werden,

cj_ die Dispersion der Mikrokapseln und der anorganischen Pigmentpartikel in eine erwärmte Atmosphäre gesprüht werden, wodurch die Dispersion getrocknet wird und ein frai fliessendes Pulver der Mikrokapsel entsteht» wobei die anorganischen Pigmentpartikel im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen sind und an diesen haften, und

d) das frei fliessende Pulver der Mikrokapseln, auf welchen die anorganischen Pigmentpartikel niedergeschlagen sind, in einem flüssigen Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert wird.

809851/0641
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass die anorganischen Pigmentpartikel in Wasser dispergiert sind und als eine wässrige Dispersion der anorganischen Pigmentpartikel der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Pigmentpartikel ausgewählt werden aus der Gruppe, die aus Titaniumdio::id-, Calciumcarbonatpartikeln und Tonteilchen besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln Kapselwände haben aus einer oder mehreren wandbildenden Verbindungen, die ausgewählt werden aus der Gruppe, die aus Hydroxypropjbellulose, Carboxymethyl-

. cellulose, Gelatine, Methylcellulose, Melaminformaldehyd, polyfunktionelle Isocyanate und deren Prepolymeren, polyfunktionelle Säurechloride, Polyaminen, Polyole, Spcxiden und deren Mischungen besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der anorganischen Pigmentpartikel ungefähr o,1 Ms ungefähr 2o Gev/ichtsprozent beträgt, bezogen auf das Gevricht der Mikrokapseln.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln eine Öllösung des chromogenen Materials enthalten.
7. Verfahren zur Herstellung einer Heiss-Schmelz-Beschichtungs- !composition, welche Mikrokapseln enthält und anorganische Pigmentpartikel, dadurch gekennzeichnet, dass

a) eine v/ässrige Dispersion der Mik rokapseln hergestellt wird, wobei die Mikrokapseln Wände aus vernetzter Hydroxypropylcellulose aufweisen,

809851 /0641

b) Titandioxidteilchen der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln unter Vermischen zugesetzt werden, wobei die Titandioxidteilchen ungefähr o,1 bis ungefähr 2o Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Mikrokapseln, ausmachen,

c) die Dispersion der Mikrokapseln und der Titandioxidteilchen in eine erwärmte Atmosphäre gesprüht wird, wobei die Dispersion trocknet und ein frei fliessendes Pulver der Mikrokapseln bildet, wobei die Titandioxidteilchen im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen sind und an diesen haften, und

d) das frei fliessende Pulver der Mikrokapseln, auf welchen die Titandioxidteilchen niedergeschlagen sind, in einem flüssigen Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium dispergiert wird, um eine flüssige Heiss-Schmel-Beschichtungskomposition zu bilden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokapseln eine Öllösung eines chromogenen Materials enthalten.
9. Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen, kohlefreien Transferpapieres, dadurch gekennzeichnet, dass

a) eine wässrige Dispersion der Mikrokapseln hergestellt v/ird, wobei die Mikrokapseln eine Öllösung eines chromogenen Materials enthalt en ,¹³¹OJLe Mikrokapseln Kapselwände aus vemetster Hydroxypropylcellulose aufweisen,

b) anorganische Pigmentpartikel der wässrigen Dispersion der Mikrokapseln unter Vermischen zugefügt werden,

c) die Dispersion der Mikrokapseln und anorganischen Pigmentpartikel in eine erhitzte Atmosphäre gesprüht wird, wobei die Dispersion getrocknet wird und ein frei

809851/0641

fliessendes Pulver der Mikrokapseln entsteht, auf denen die anorganischen Pigmentpartikel im wesentlichen niedergeschlagen sind und an diesen haften,

d) das frei fliessende Pulver der Mikrokapseln, auf denen die anorganischen Pigmentpartikel niedergeschlagen sind, in einem flüssigen Heiss-Schraelz-Suspensionsmedium dispergiert v/erden, um eine flüssige Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition zu bilden und

e) die flüssige Heiss-Schmelz-Beschichtungskomposition auf ein Papiersubstrat aufgetragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Pigmentpartikel Titandioxidpigmentpartikel sind.
11. Beschichtungskomposition, bestehend aus Mikrokapseln von ungefährt o.1 bis 2o Gewichtsprozent, anorganischen Pigmentpartikeln, bezogen auf das Gewicht der Mikrokapseln, und einem Heiss-Schmelz-Suspensionsmedium, wobei die anorganischen Partikel im wesentlichen auf den Mikrokapseln niedergeschlagen sind und an diesen haften.
12. Beschichtungskomposition nach Anspruch 11, dadurch ge-, kennzeichnet, dass die Mikrokapseln eine Öllösung eines chromogenen Materials enthalten.
13. Beschichtungskomposition nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganischen Pigmentpartikel Titandioxidpigmentpartikel sind.
14. Druckempfindliche, kohlefreie Transferfolie, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungskomposition nach Anspruch 12 auf ein Papiersubstrat aufgetragen wird.

809851/0841