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Offsetverdruckbare Bindermassen zur Herstellung
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von kohlefreien Durchschreibepapieren Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Offsetdruckpaste, die aus Reaktionsharzen, Farbstoffvorläufer enthaltenden
Mikrokapseln, Abstandshaltern, sowie weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen besteht.
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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung dieser Offsetdruckpasten
zur Herstellung druckempfindlicher, kohlefreier Durchschreibesysteme auf Offsetdruckmaschinen.
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Reaktionsdurchschreibepapiere sind bekannt (vergl. M.
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Gutcho, Capsule Technology and Microencapsulation, Noyes Data Corporation,
1972, Seiten 242-277; G. 3alter in Microencapsulation, Processes and Applications,
herausgegeben von J. E. Vandegaer, Plenum Press, New York, London, Seiten 127-143).
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Reaktionsdurchschreibepapiere bestehen vorzugsweise aus zwei oder
mehreren lose aufeinandergelegten Papierbl&ttern, wobei das jeweils obere auf
der Rückseite eine Geberschicht und das jeweils untere auf der Vorderseite eine
Nehmerschicht enthält. Es ist also jeweils eine Geberschicht und eine Nehmerschicht
miteinander in Kon-
takt. Die Geberschicht enthält Mikrokapseln,
deren Kernmaterial eine Lösung eines Farbbildners in einem organischen Lösungsmittel
ist, und die Nehmerschicht enthält ein Material, das den Farbstoffbildner zum Farbstoff
entwickelt. Beim Beschreiben werden die Kapseln unter dem hohen Druck des Schreibgerätes
zerstört und das auslaufende Kernmaterial trifft auf die Nehmerschicht, so daß eine
Durchschrift entsteht.
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Die Nehmerschicht enthält in der Regel Bindemittel und Pigmente, z.B.
aktive Absorbentien, wie Kaolin, Attapulgit, Montmorillooriit, Bentonit, saure Bleicherde
oder Phenolharze. Man kann z.B. auf der Geberschicht säureaktivierbare Farbstoffe
und in der Nehmerschicht sauer reagierende Komponenten einsetzen.
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Eine Fortentwicklung dieser Reaktionsdurchschreibepapiere sind die
"Einkomponenten"-Reaktionsdurchschreibepapiere. In diesen trägt eine Seite eines
einzelnen Papierblattes den Farbvorläufer, im allgemeinen in Form von Mikrokapseln
und gleichzeitig den Farbentwickler. Wenn nun Druck ausgeübt wird, z.3. durch eine
Schreibmaschine oder ein anderes Schreibwerkzeug, wird die den Farbvorläufer enthaltende
Kapsel aufgerissen, und der Farbvorläufer reagiert mit dem ihn umgebenden Farbentwickler
(vergl. US-PS 2 730 456).
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Die Beschichtung des Papiersubstrates zur Herstellung der Kohlefreien
Durchschreibesysteme geschieht nach dem längst bekannten Stand der Technik im allgemeinen
vollflächig mit einer wäßrigen Beschichtungskomposition, wie z.B. in den deutschen
Offenlegungsschriften 1 934 457 und 1 955 542 beschrieben.
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Bei den beschriebenen Verfahren besteht der Nachteil, daß nach dem
Auftrag der Beschichtungsmasse das Wasser verdampft, was einen beträchtlichen Aufwand
an Energie erfordert. Die Notwendigkeit zu trocknen erfordert weiterhin die Verwendung
einer komplexen und kostspieligen Apparatur, um kontinuierlich ein Substrat zu trocknen,
das mit einer wäßrigen Beschichtungsverbindung beschichtet worden ist. Ein anderes,
aber damit zusammenhängendes Problem betrifft die Beseitigung des verschmutzten
Wassers, das von der Herstellung und von der Reinigung der wäßrigen Beschichtungskomposition
herrührt.
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Verwendet man bei der Herstellung der Beschichtungen flüchtige organische
Lösungsmittel, so muß ebenfalls das überschüssige Lösungsmittel verdampft werden,
um die Beschichtung zu trocknen. Auf diese Weise entstehen Lösungsmitteldämpfe,
die besondere Gefahren darstellen.
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Vollflächige Beschichtungen sind unrationell, weil in den meisten
Fällen nur Teile des Durchschreibesystems ausgenutzt werden.
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Es sind daher zahlreiche Verfahren bekannt geworden, Beschichtungskompositionen
partiell auf ein Papiersubstrat aufzubringen. So können nach dem Stand der Technik
wäßrige oder lösungsmittelhaltige Beschichtungen mittels Tiefdruck oder Flexodruck
partiell auf einen Papierträger aufgebracht werden (siehe z.B. DE-OS 2 541 001,
US-Patente 3 016 308 und 3 914 511). Auch bei diesen Verfahren besteht der Nachteil,
die Beschichtungen nachträglich trocknen zu müssen. Aus diesen Gründen wurde beispielsweise
in den US-Patentschriften 3 016 308, 3 079 351 und 3 684 549, sowie in den deutschen
Offenlegungsschriften 2 719 914 und 2 719 935 vorgeschlagen,
die
Mikrokapseln in Wachse aufzunehmen und mit derartigen Heißschmelzsystemen Beschichtungen
des Papierträgers vorzunehmen.
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Diese vorgeschlagenen Maßnahmen vermeiden zwar das Entfernen der Lösungsmittel,
die wachsartige Beschichtung verändert aber den Papiercharakter, da relativ große
Mengen der Wachse aufgebracht werden müssen.
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Außerdem werden die Schmelzsysteme auf Heißcarbondruckmaschinen appliziert,
die zwar in einem On-Line-System das Drucken, Beschichten mit Wachsmassen, und Endbearbeitung
zusammenzufassen gestattet, jedoch in jedem Fall für jeden Verfahrensschritt eine
separate Anlage benötigt.
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Verfahren, Mikrokapseln in Beschichtungsmassen auf Offsetdruckmaschinen
zu verdrucken, galt bei diesem Stand der Technik als nicht durchführbar, da allgemein
das technische Vorurteil bestand, daß sowohl bei der Herstellung der Druckpaste,
wie auch in den Verreiberwalzen des Offsetdruckwerkes und während des Druckvorganges
die Scher- und Druckkräfte die Mikrokapseln weitgehend zerstören würden.
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Dieser Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Beschichtungskomposition
aus Reaktionsharzen, Farbstoffvorläufer enthaltenden Mikrokapseln und Abstandshaltern,
sowie gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen auf einer Offsetdruckmaschine
auf eine Papierbahn aufgebracht werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Offsetdruckpaste, die aus
Reaktionsharzen (bevorzugt 90 - 50 Gew.-der Paste), Farbstoffvorläufer enthaltenden
Mikrokapseln
(bevorzugt 5 - 30 Gew.-% der Paste), Abstandshaltern
(bevorzugt 2 - 15 Gew.-% der Paste), sowie weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen (bis
zu 5 Gew.-% der Paste) besteht.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung dieser Druckpasten
zur Herstellung druckempfindlicher, kohlefreier Durchschreibesysteme auf Offsetdruckmaschinen.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einzusetzenden Mikrokapseln
und Verfahren zu deren Herstellung sind in großer Zahl bekannt. So können die seit
langem bekannten Mikrokapseln verwendet werden, die durch Koazervierung oder Komplexkoazervierung
aus Gelatine und Gummi arabicum, sowie Gelatine und anderen anorganischen und organischen
Polyanionen hergestellt werden können. Verschiedene derartige Verfahren sind unter
anderem in M. Gutcho, Capsule Technology and Microencapsulation, Noyes Data Corporation
1972, bekannt geworden.
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Insbesondere werden beim erfindungsgemäßen Verfahren Mikrokapseln
verwendet, deren Wände aus Polymeren, Polykondensations- und Polyadditionsprodukten
bestehen.
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Die nachfolgende Übersicht ist G. Baxter, Microencapsulation Processes
and Applications, herausgegeben von J.E.
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Vandegaer, entnommen und zeigt eine Zusammenstellung der nach dem
Stand der Technik bekannt gewordenen Kapselwandpolymeren:
Vernetzte ß Reaktionskomponenten zur |
Kapselwandpolymere | Herstel1un- von |
I Kapselwandpolymeren |
0 0 |
Polyamide -N-C- -N-H + CI-C- |
diamin dicarbonyl |
chloride |
10 |
Polyurethane -N-C-O- -O-H + O=C=N- |
bisphenol di-isocyanate |
HO O |
1 11 1 |
Polysulfonamide -N-S- -N-H + CI-S- |
11 |
0 0 |
diamin disulfonyl |
chloride |
O 0 |
Polyester -O-C- -O-H f CI-C- |
bisphenol dicarbonyl |
chloride |
O 0 |
Polycarbonate -O-C-O -O-H + CI-C-Cr |
bisphenol phosgene |
O O |
Polysulfonate -O-S- -O-H + CI-S- |
0 0 |
bisphenol disulfonyl |
chloride |
Ferner können Phenol- oder Harnstoff-Formaldehydkondensate als
Wandmaterial eingesetzt werden.
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Bevorzugt werden beim erfindungsgemäßen Verfahren Mikrokapseln verwendet,
deren Hüllen aus Polyadditionsprodukten aus Poly-Isocyanaten und Polyamiden bestehen.
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Zur Herstellung derartiger Mikrokapse-ln einzusetzende Isocyanate
sind Diisocyanate, wie Xylylen-1,4-diisocyanat, Xylylen-1,3-diisocyanat, Trimethylen-diisocyanat,
Hexamethylen-diisocyanat, Propylen-1 ,2-diisocyanat, Butylen-1,2-diisocyanat, Ethyliden-diisocyanat,
Cyclo-1,2-diisocyanat, Cyclohexyl-1 , 4-diisocyanat, Polyisocyanatvorpolymerisate,
z.B. Anlagerungsprodukt von Hexamethylendiisocyanat und Hexantriol, Anlagerungsprodukt
von 2,4-Toluylendiisocyanat mit Brenzkatechin, Anlagerungsprodukt von Toluylendiisocyanat
mit Hexantriol, Anlagerungsprodukt von Toluylendiisocyanat mit Trimethylolpropan,
Anlagerungsprodukt von Xylylendiisocyanat mit Trimethylolpropan oder geeignete Polyisocyanate,
die den vorstehend angegebenen Verbindungen analog sind.
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Weitere modifizierte aliphatische Isocyanate sind solche auf Basis
von Hexamethylen-1,6-diisocyanat, m-Xy1ylendiisocyanat, 4,4'-Diisocyanato-dicyclohexyl-methan
bzw.
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Isophorondiisocyanat, die pro Molekül mindestens zwei funktionelle
Isocyanatgruppen besitzen.
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Weitere geeignete Verbindungen sind Polyisocyanate auf Grundlage von
Derivaten des Hexamethylen-1,6-dnisocyanats mit Biuretstruktur, deren Herstellung
aus den DE-AS 11 01 394 und 15 43 178, sowie aus den DE-OS 15 68 017 und 19 31 055
hervorgeht.
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Die verwendbaren Polyisocyanate können vor dem Einsatz zur Mikroverkapselung
zusätzlich modifiziert werden durch Umsetzung mit di- und trifunktionellen Kettenverlängerern,
z.B. Wasser, mit mehrfunktionellen Alkoholen wie Ethandiol, Glycerin oder Trimethylolpropan
bzw. Carbonsäuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure in Anteilen von
0,01 bis 0,5 Mol pro Isocyanat-Äquivalent.
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Anstelle der Isocyanatgruppen können als reaktive Gruppen auch Carbodiimid-,
Uretdion-, Uretonimin-, Uretidindiondiimin-, 4-Imino-oxazolidinon- (2)-, ß-Alkylen-propiolacton-
bzw. Cyclobutandion-(1,3)-gruppen vorhanden sein.
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So sind beispielsweise einsetzbar Polyisocyanato-polyurethonimine,
wie sie durch Carbodiimidisierung von Biuretgruppen enthaltendem Hexamethylen-1
, 6-diisocyanat mit Phosphor-organischen Katalysatoren entstehen, durch weitere
Umsetzung primär gebildeter Carbodiimidgruppen mit Isocyanatgruppen zu Uretonimingruppen.
Weiterhin können diese Isocyanate in Mischung miteinander und anderen aliphatischen
und aromatischen Isocyanaten verwendet werden.
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Je nach Reaktionsbedingungen kann das resultierende modifizierte Polyisocyanat
erhebliche Anteile an Oxadiazintrion, Triisocyanurat bzw. sym. Triazindionimin als
Strukturelement enthalten. Auch solche Produkte eignen sich als Hüllenbildner.
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Besonders geeignet sind Diisocyanate der Formel I
n = 3-6.
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Zur Umsetzung mit den genannten Isocyanaten geeignete Diamine sind
aliphatische primäre oder sekundäre Diamine, wie z.B.: Ethylendiamin-(1,2), Bis(3-aminopropyl)-amin,
Hydrazin, Hydrazin-ethanol- (2), Bis- (2-methylaminoethyl )-methylamin, 1,4-Diaminocyclohexan,
3-Amino-1-methyl-aminopropan, N-Hydroxy-ethylethylendiamin, N-Methyl-bis- (3-aminopropyl)-amin,
1,4-Diamino-n-butan, 1,6-Diamino-nhexan, Ethylen-(1,2)-diamin-N-Ethyl-sulfonsäure
(als Alkalisalz), 1-Aminoethylendiamin-(1,2), Bis-(N,N'-aminoethyl)-ethylendiamin-(1,2).
Hydrazin und seine Salze werden im vorliegenden Zusammenhang ebenfalls als Diamine
angesprochen.
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Beispiele für die Farbbildner sind Triphenylmethanverbindungen, Diphenylmethanverbindungen,
Xanthenverbindungen, Thiazinverbindungen, Spiropyranverbindungen oder dergleichen.
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Beispiele für die vorstehend aufgeführten Gruppen sind die folgenden:
Beispiele
für eine Triphenylmethanverbindung sind 3,3-Bis-(p-dimethylaminophenyl)-6-dimethylaminophthalid
(nämlich Kristallviolettlacton, nachstehend als C.V.L.
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bezeichnet) und 3,3-Bis-(p-diemthylaminophenyl)-phthalid (nämlich
Malachitgrtnlacton).
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Beispiele für eine Diphenylmethanverbindung sind 4,4'-bisdimethylaminobenzhydrylbenzylether,
N-Halogenphenylleucolamin, N-ß-Naphthylleucolamin, N-2,4,5-Trichlorphenylleucolamin,
N-2,4-Dichlorphenylleucolamin oder dergl.
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Beispiele für eine Xanthenverbindung sind Rhodamin-ßanilinolactam,
Rhodamin-ß-(p-nitroanilin)-lactam, Rhodamin-ß- (p-chloranilin)-lactam, 7-Dime thyl-amin-2-methoxyfluoran,
7-Diethylamin-3-methoxyfluoran, 7-Diethylamin-3-methylfluoran, 7-Diethylamin-3-chlorfluoran,
7-Diethylamin-3-chlor-2-methylfluoran, 7-Diethylamin-2,4-Dimethylfluoran, 7-Diethylamin-2,3-dimethylfluoran,
7-Diethylamin-(3-acetylmethylamin)-fluoran, 7-Diethyl-amin-3-methylfluoran, 3, 7-Diethylaminfluoran,
7-Diethylamino-3-(dibenzylamin)-fluoran, 7-Diethylamin-3-(methylbenzylamin)-fluoran,
7-Diethylamin-3-(chlorethylmethylamino)-fluoran, 7-Diethylamin-3-(dichlorethyl-amin)-fluoran,
7-Diethylamin-3-(diethylamin)-fluoran oder dergl.
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Beispiele für eine Thiazinverbindung sind N-Benzoylleucomethylenblau,
o-Chlorbenzoylleucomethylenblau, p-Nitrolbenzoylleucomethylenblau oder dergl.
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Beispiele für eine Spiroverbindung sind 3-Methyl-2,2'-spirobis-(benzo(f)-chromen)
oder dergl.
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Lösungsmittel, die diese Farbbildner lösen, sind z.B.
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chloriertes Diphenyl, chloriertes Paraffin, Baumwollsamenöl, Erdnußöl,
Silikonöl, Phthalatester, Phosphatester, Sulfonatester, Monochlorbenzol, ferner
teilhydrierte Terphenyle, alkylierte Diphenyle, alkylierte Naphthaline, Arylether,
Arylalkylether, höher alkyliertes Benzol und andere, die allein oder kombiniert
eingesetzt werden können.
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Häufig werden den Lösungsmitteln Verdünnungsmittel zugesetzt, wie
z.B. Kerosin, n-Paraffine, Isoparaffine.
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Zur Herstellung der Mikrokapseln nach dem Polyadditionsverfahren werden
zunächst die Farbgeber und das Isocyanat in den genannten Lösungsmitteln gelöst
und diese organische Phase in der kontinuierlichen wäßrigen Phase, die Schutzkolloid
und gegebenenfalls Emulgatoren enthalten kann, emulgiert.
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Zur Emulsion gibt man eine wäßrige Polyaminlösung in stöchiometrischer
Menge zum Polyisocyanat in der organischen Phase.
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Zur Emulgierung und Stabilisierung der gebildeten Emulsion werden
der wäßrigen Phase Schutzkolloide und Emulgierhilfsmittel zugesetzt. Beispiele für
solche, als Schutzkolloide wirkende Produkte sind Carboxymethylcellulose, Gelatine
und Polyvinylalkohol.
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Beispiele für Emulgatoren sind oxethyliertes 3-Benzylhydroxybiphenyl,
Umsetzungsprodukte von Nonylphenol mit unterschiedlichen Mengen Ethylenoxid und
Sorbitanfettsäureester.
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Die Mikrokapseln können kontinuierlich oder diskontinuierlich hergestellt
werden. Man verwendet im allgemeinen Dispergiergeräte, die ein Schergefälle erzeugen.
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Beispiele hierfür sind Blatt-, Korb-, Schnellrührer, Kolloidmühlen,
Homogenisatoren, Ultraschalldispergatoren, Düsen, Stahldüsen, Supratonmaschinen.
Die Stärke der Turbulenz beim Vermischen ist in erster Linie bestimmend für den
Durchmesser der erhaltenen Mikrokapseln. Kapseln in der Größe von 1 bis 2000 /um
können hergestellt werden. Bevorzugt sind Kapseln mit Durchmessern von 2 bis 20
/um. Die Kapseln agglomerieren nicht und haben eine enge Teilchengrößenverteilung.
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Das Gewichtsverhältnis von Kernmaterial zu HUllenmaterial ist 50 -
90 zu 50 - 10.
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Die Mikrokapseln werden zur Applikation auf dem Papierträger nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren in geeignete harzartige Bindemittel aufgenommen
und zu einer für den Naß- oder Trockenoffsetdruck geeigneten Druckpaste formuliert.
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Hierzu kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die wäßrigen
Mikrokapseldispersionen in das Bindemittel eingerührt werden, und das Wasser anschließend
im Vakuum abgezogen wird. Derartige Verfahren sind ebenfalls zur Einarbeitung von
Pigmenten in Druckpasten als sogenanntes Flush-Verfahren bekannt geworden.
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Ein anderes Verfahren besteht beispielsweise darin, daß man die wäßrigen
Kapseldispersionen durch SprUhtrocknung in agglomeratfreie Kapselpulver überführt
und anschließend nach bekannten Verfahren in die Druckpasten einarbeitet.
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Die Sprühtrocknung von Mikrokapseln gehört ebenfalls zum bekannten
Stand der Technik.
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Die Mikrokapselpulver werden nach den erfindungsgemäßen Verfahren
in Bindemittel eingearbeitet, die nach bekanntem Stand der Technik zur Herstellung
einer im Naß-oder Trockenoffsetdruck verarbeitbaren Druckpas-e verwendet werden.
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Offsetdruckpasten sind bekannt, sie enthalten als Basis ein Reaktionsharz,
also ein organisches Harz, das durch eine chemische Reaktion (z.B. mit Luftsauerstoff
oder Peroxid, oder W-Strahlung oder Elektronenstrahlung) gehärtet werden kann.
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Als Reaktionsharz oder Bindemittel für Buch- und Offsetdruckfarben
verwendet man in erster Linie Kombinationen verschieden viskoser Standöle mit lufttrocknenden
Alkydharzen, Hartharzen oder Harzfirnissen. Letztere werden durch Lösen von natürlichen
oder synthetischen Harzen in Mineralöl hergestellt.
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Die an ein Druckfarben-Bindemittel gestellten Anforderungen sind heute
sehr mannigfaltig. Ein Bindemittel für Buch- und Offsetdruckfarben sollte u. a:
folgende Eigenschaften besitzen: 1. Ausreichende Verträglichkeit mit den üblichen
Standölen und Mineralölen möglichst schon bei Raumtemperatur, sowie weitgehende
Kombinierbarkeit mit anderen Bindemitteln, Hartharzen oder Harz-Öl-Verkochungen.
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2. Gutes Benetzungsvermögen für die Mikrokapseln, um den Anreibeprozeß
zu vereinfachen.
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3. Hohe Aufnahmefähigkeit für die Mikrokapseln zur Erzielung farbstarker
Durchschriften.
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4. Kurze Trocknungszeiten.
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5. Hohe Glanzgebung.
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6. Voll ausreichende Haft- und Scheuerfestigkeit auf Papier, Kunststoff-
und Metallfolien.
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7. Gutes rheologisches Verhalten, das zusammen mit dem der Mikrokapseln
den einwandfreien Transport der Druckfarbe innerhalb der Maschine gewährleistet
und auch auf schnellaufenden Druckmaschinen kein Spritzen oder Rupfen der Druckfarbe
verursacht.
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Diese kurze Aufzählung läßt bereits erkennen, daß ein Bindemittel
allein kaum alle gewünschten Eigenschaften fr sich vereinigen kann, und man in der
Regel mit Bindemittel-Kombinationen arbeitet.
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3eisSielsweise können Vinylgruppen-haltige Monomere oder auch Acrylate
und Methacrylate den möglicherweise verwenderen Bindemitteln zugefügt werden, insbesondere
auch strahlenhärtende Harze.
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Buch- und Offsetdruckfarben enthalten außerdem - in kleinen Mengen
- verschiedene Hilfsmittel, z. B. Sikkative und Hautverhütungsmittel, sowie Drucköle
und Druckpasten.
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Sikkative (= Trocknungsbeschleuniger) sind Öl- und benzinlösliche
Metallverbindungen vorwiegend von Kobalt, Blei und Mangan mit organischen Säuren
wie Fett-, Harz- oder Naphthensäure.
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Je nach Gehalt der Druckfarbe an trocknenden Bestandteilen (Ölen,
Alkydharzen, Desmalkyd-Typen) kann man geringe Sikkativ-Mengen (um 2 ) einsetzen,
um d Trocknungszeit der Druckfarbe zu verkürzen. Zu große Mengen können ein zu hartes
Auftrocknen der Druckfarbe bewirken (es treten besonders beim Aufeinanderdruck mehrerer
Farben zahlreiche Schwierigkeiten auf) oder sogar die Trocknung verzögern.
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Hautverhütungsmittel sollen das Eintrocknen der Buch-und Offsetdruckfarben
in der Dose oder das Antrocknen auf den Walzen der Druckmaschine - evtl. bei vorübergehendem
Maschinenstillstand - unterbinden. Hautverhütungsmittel sind flüchtiger (oximischer)
oder nichtflüchtiger (phenolischer) Natur. Sie sind in ihrer Wirkung den Sikkativen
entgegengesetzt. Auch sie erden der Druckfarbe in nur geringen Mengen (1 - 2 %)
zugesetzt. Druckhilfsmittel wie Drucköle oder Druckpasten gestatten es, die kapselhaltige
Beschichtungskomposition den herrschenden Verarbeitungsbedingungen weiter anzupassen.
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Drucköl, eine Mischung aus Spindelöl (Mineral-Öl) und Leinöl, setzt
die Konsistenz der Komposition herab und verbessert deren Wegschlagen. Druckpasten
machen die Farbe "kürzer"; diese Pasten werden gewöhnlich durch Schmelzen von Wachsen,
Vaseline oder Wollfett in Mineralölen erhalten. Sie haben keine trocknenden Eigenschaften
und sind von Trockenpasten (Sikkativen) streng zu unterscheiden.
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Zur Verhinderung der Agglomeration der Mikrokapseln können der Druckfarbe
Dispergierhilfsmittel, vorzugsweise aus der Gruppe der kationischen Tenside zugesetzt
werden.
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Um Zerstörungen der Mikrokapseln beim Anreiben der Druckfarbe und
beim Druckvorgang selbst zu verhindern, werden in einer bevorzugten Ausführungsform
sogenannte Abstandshalter in Mengen von 10 - 30 Gew.-% zugesetzt. Diese Abstandshalter
werden nach bekanntem Stand der Technik auch bei der Herstellung der üblichen kohlefreien
Durchschreibepapiere verwendet. Sie bestehen entweder aus Cellulosefaserpartikeln
oder Stärkekörnern, deren Durchmesser in der Regel das 1,5- bis 2-fache der Mikrokapseldurchmesser
beträgt.
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Als weitere Zusatzmittel können beispielsweise Pigmente und Hilfsmittel,
die die Opazität der Beschichtung günstig beeinflussen, zugesetzt werden. Die Menge
an Mikrokapseln, die in die Binderformulierung eingearbeitet werden, richtet sich
nach den Anforderungen, die an die fertige Druckfarbe gestellt werden muß. Die Menge
an Kapseln wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren so hoch eingestellt, wie es
unter Berücksichtigung der Rheologie und "Zügigkeit" der fertigen Druckfarbe vertretbar
ist, um andererseits mit einem möglichst geringen Beschichtungsgewicht eine optimale
Menge an Mikrokapseln aufzubringen.
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Zur Formulierung der Druckfarbe kann beispielsweise das Bindemittel
vorgelegt und die Kapseln und sonstige Additive mittels Planetenmischer eingebracht
werden.
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Die so hergestellte Binderformulierung wird anschließend auf dem Dreiwalzenstuhl
in mehreren Passagen angerieben.
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Die so hergestellte Binderformulierung kann auf handelsüblichen Offsetdruckmaschinen
im Naß- oder Trockenoffsetverfahren verdruckt werden.
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Vorzugsweise erfolgt das Verdrucken in einer Rollenoffsetdruckmaschine
mit mehreren Druckwerken hintereinander.
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Derartige Druckmaschinen sind für den Mehrfarbenoffsetdruck bereits
handelsüblich.
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Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß
mit derartigen Mehrfarbenoffsetdruckmaschinen in einem Arbeitsgang gedruckt und
das erfindungsgemäße Durchschreibepapier hergestellt werden kann.
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Es ist möglich, zur besseren und rascheren Trocknung der so gefertigten
Papiere zusätzliche Vorrichtungen in die Druckmaschinen zu integrieren, beispielsweise
Warmluftgebläse, die -die Beschichtungen rasch abtrocknen oder bei Verwendung strahlenhärtbarer
Bindemittel eine entsprechende Strahlenquelle anzubringen.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht ferner
darin, daß an den Papierträger keinerlei besondere Anforderungen gestellt werden.
Als Papierträger können beispielsweise handelsübliche CF-Papiere verwendet werden,
deren Vorderseite bereits mit einem Farbentwickler beschichtet sind, und die auf
der Rückseite mit den erfindungsgemäßen Druckfarben bedruckt werden können.
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Es können jedoch auch normale, unbeschichtete Papiere verwendet und
die Entwicklerkomposition ebenfalls in der Druckmaschine aufgebracht werden.
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In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können
in die Kapsel-haltigen Druckfarben die farbentwickelnden Substanzen gleich miteingearbeitet
werden.
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Durch Aufdrucken von Druckfarben, die gleichzeitig Farbstoffvorläufer
enthaltende Mikrokapseln und Farbentwickler enthalten, auf die Oberseite der Papierträgerbahn
können sogenannte Einkomponenten-Reaktionspapiere hergestellt werden.
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Farbentwickelnde Substanzen sind bekannt. Es sind in der Regel saure
Tone, wie Montmorillonite, Bentonite und Smectite oder Phenolverbindungen.
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Weitere Erläuterungen können den nachfolgenden Beispielen entnommen
werden.
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Beispiel 1 Es wurde eine Offsetdruckfarbe wie folgt hergestellt: In
440 g Drucklack (Brillantlanzüberdrucklack 10754 der Druckfarbenfabrik Gebr. Schmidt
GmbH, Frankfurt) wurden 200. g Mikrokapselpulver eingerührt. Das Mikrokapselpulver
war weitgehend agglomeratfrei und bestand aus Kapseln der mittleren Korngröße von
5 /um. Die Kapseln waren ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Wände aus einem
Polyadditionsprodukt aus dem Oxadiazintrion von EexamethylendiiAocyanat und Diethylentriamin
bestanden.Der inhalt der Kapseln war eine 2,7%ige Lösung von Kristallviolettlacton
in Diisopropylnaphthalin.
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Das Kern/Wand-Verhältnis der Kapseln betrug 85 : 15.
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Nach Einrühren der Mikrokapseln in den Drucklack wurden 55 g Cellulosekleinfassern
einer mittleren G-rößenfraktion von 50 µm zugegeben. Ferner wurden 85 g Drucköl
(Drucköl Spezial der Druckfarbenfabrik Gebr. Schmidt GmbH, Frankfurt) zugefügt.
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Die Mischt wurde 5mal über einen Dreiwalzenstuhl angerieben. Die derartig
formulierte Beschichtungskomposition wurde als Trockenoffsetdruck mit einer Offsetdruckmaschine
(Heidelberger Offsetdruckmaschinenfabrik, Format 64 ix 46) auf ein Papier mit einem
Flächengewicht von 40 g/m² aufgetragen.
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Das Auftrasgewicht der Beschichtung betrug 4,2 g/m2.
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Das Papiere wurde dann mit der bedruckten Seite. auf ein handelsübliches
CF-Papier, das mit farbentwickelnden Substanzen beschichtet war, aufgelegt. Bei
Anwendung eines normalen Schreibdruckes konnten gut lesbare
Kopien
auf dem CMF-Blatt erhalten werden.
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In einem Test wurden ferner auf eine Kombination des bedruckten CB-Papiers
und einem CF-Papier Weitere 7 Rohpapiere aufgelegt, und mit einer Schreibmaschine
bei konstanter Anschlagstärke mit dem Buchstaben klein "w" ein Quadrat der Fläche
4 x 4 cm so eng wie möglich beschriftet.
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Die auf dem CF-Papier erscheinende 8. Durchschrift wurde mit einem
Remissionsmeßgerät (Elrephomat der Fa.
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Zeiss) auf den Verlust an Reflexion gegenüber nichtbeschriftetem Papier
untersucht und der entsprechende Wert ermittelt.
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Der Remissionswert ist definiert durch I - I@ x 00 = Remissionswert
(%) wobei t - gemessener Remissonswert I0 = Remissionswert des unbeschrifteten Papiers.
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Es wurde ein Remissionswert gemessen von 17,9 %.
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Beispiel 2 Es wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, verfahren, mit
dem Unterschied, daß auf das Papier ein Beschichtungsgewicht von 9 g/m2 aufgetragen
wird.
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Bei der Remissionsmessung der 8. Durchschrift nach der in Beispiel
1 beschriebenen Methode wurde ein Remissionswert von 33 % gemessen.