DE3447298C1 - Verfahren zur Mikroverkapselung von Ölen mit darin gelösten Farbreaktionspartnern und danach hergestellte Mikrokapseln - Google Patents

Verfahren zur Mikroverkapselung von Ölen mit darin gelösten Farbreaktionspartnern und danach hergestellte Mikrokapseln

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DE3447298C1
DE3447298C1 DE19843447298 DE3447298A DE3447298C1 DE 3447298 C1 DE3447298 C1 DE 3447298C1 DE 19843447298 DE19843447298 DE 19843447298 DE 3447298 A DE3447298 A DE 3447298A DE 3447298 C1 DE3447298 C1 DE 3447298C1
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Karl-Heinz Schrader
Regina 3000 Hannover Weierganz
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    • B01J13/18In situ polymerisation with all reactants being present in the same phase

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Description

  • Detailliert wird ein Verfahren der eingangs genannten Art in der DE-OS 26 52 875 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird von einem wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat, einem wasserlöslichen Melamin-Folmaldehyd-Vorkondensat sowie einem damit reaktionsfähigen wasserlöslichen Polymerisat ausgegangen. Das Polymerisat soll der Dispersionsstabilisierung dienen. Einen Beitrag zur Stabilisierung soll allerdings auch die Kombination von Polymerisat und Vorkondensat liefern. Es handelt sich um ein komplexes Reaktionssystem mit vielfältigen einzuregelnden Verfahrensparametern. Es wird nur dann eine zufriedenstellende Dispersionsstabilisierung erreicht, wenn das Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat zusammen mit dem damit reaktionsfähigen wasserlöslichen Polymerisat in einem emulgierten System bzw. Kondensationssystem vorgegeben und erst nach Ablauf einer Art Vorreaktion der weitere Reaktionspartner in Form des wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates zugefügt wird. Aus der DE-OS 29 40 786 ist ein ähnliches Verfahren bekannt, das insbesondere durch die Verwendung eines wasserlöslichen Polymerisats mit Sulfonsäuregruppen, das frei von Phenyl- und/oder Sulfophenylgruppen sein muß, gekennzeichnet ist. Auch hier stellen sich die bereits angesprochenen Stabilisierungsprobleme, die auch nicht durch das Verfahren zufriedenstellend gelöst werden, das sich aus der DE-OS 3114 035 ergibt. Wesentliches Kennzeichen dieses bekannten Verfahrens ist die Herstellung eines dispersionsstabilisierenden Produktes aus einem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat und einem wasserlöslichen Polymeren, wozu eine vergleichsweise langzeitige Reaktion erforderlich ist. Bei Raumtemperatur dauert diese dispersionsstabilisierende Reaktion 13/4 Std.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so weiterzubilden, daß die stabilisierenden Maßnahmen auch bei Raumtemperatur schnell und einfach unter Erhalt zufriedenstellender Mikrokapselqualität durchführbar sind.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Stabilisierung der wäßrigen Emulsion ein Dextrin-Komplex, gebildet aus dem wasserlöslichen Polymerisat und einem kationenaktiven Dextrin-Derivatder folgenden Formel 1, verwendet wird:
    R3 +
    Dextrin- 0 -(CR10R9)- NR8 C RsR4)NR| ] R2 (1)
    - II
    0 R1
    worin bedeuten: die Reste R bis Rjo, jeweils einzeln, ein Waserstoffatom, einen unsubstituierten oder substituierten niederen Alkylrest, einen substituierten oder unsubstituierten Aralkylrest, wobei der Alkylsubstituent vorstehende Bedeutung hat, oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest, n eine ganze Zahl vonl bis 4, m 0,1 bis 3 und X - einen anorganischen oder organischen Säurerest.
  • Wesentliches Kennzeichen der Erfindung ist demzufolge der Einsatz eines speziellen Emulsionsstabilisierungsmittels in Form eines besonderen Dextrin-Derivates, das jedoch, wie nachfolgend noch beschrieben, weitergehende Funktionen ausübt. Die weiteren Ausgangsmaterialien sowie Verfahrensparameter können im Rahmen der bekannten Verfahrensweise auf der Grundlage der Reaktion Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat/Polymerisat weitesten Schwankungen unterliegen. Die nachfolgende Beschreibung soll daher nur ein bevorzugtes Vorgehen umreißen.
  • Die Fähigkeit des wasserlöslichen Polymerisats, mit einem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat in Wechselwirkung zu treten, ergibt sich durch die Anwesenheit geeigneter, Zerewitinoff-aktive Wasserstoffatome tragender funktioneller Gruppen in dem Polymerisat. Derartige mit dem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat reaktionsfähige funktionelle Gruppen sind bekannt. Hierzu zählen insbesondere die Säure-, Amid-, Amino-, Imino-, Ester-, Ether-, Hydroxyl-, Urethan-, Thiol- oder Mercaptan-Gruppen. Beispiele für solche Polymerisate sind Polyvinylalkohol, Gelatine und Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate, insbesondere Ethylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate oder Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate. Bevorzugt sind insbesondere Acrylamid/Acrylsäure-Copolymerisate, Stärke, Zellulosederivate, wie Carboxymethylzellulose (CMC) oder Hydroxyethylzellulose (HEC), Alginate, wie Natriumalginat, Polyurethane und Polyethylenoxid.
  • An das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat (nicht-ionogener Natur) sind verschiedene Anforderungen zu stellen: Zunächst muß es wasserlöslich sein. Darüberhinaus muß es in saurem Medium mit den Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen des erwähnten wasserlöslichen Polymerisats reaktionsfähig sein. Ferner sollte es eine herabgesetzte Eigenreaktionsfähigkeit aufweisen. Diese Herabsetzung der Reaktivität läßt sich durch Blockierung eines Teils der aktiven Methylolgruppen erreichen. Hierzu geeignete Verfahren sind bekannt (vgl. Kunststoffhandbuch, Bd. X, Duroplaste, S. 173). Durch die Herabsetzung der Eigenreaktionsfähigkeit wird es gewährleistet, daß der Einkapselungsvorgang nicht zu schnell abläuft. Damit wird eine unerwünschte Agglomeratbildung bzw. das Ausflocken größerer Partikel vermieden. Agglomerate bzw. größere Partikel führen beim späteren Druckvorgang mit dem fertigen bestrichenen Druckpapier zu nachteiligen Erscheinungen, wie z. B.
  • einer undeutlichen Schrift. Methylierte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate besitzen im allgemeinen die wünschenswerte Reaktivität und werden daher bevorzugt. Es lassen sich für die Zwecke der Erfindung aber auch Mischungen unterschiedlich reaktiver Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate verwenden. In Einzelfällen kann es von Vorteil sein, die Reaktivität des zur Verfügung stehenden Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates zu steigern. Dies kann durch Zugabe von Formaldehyd geschehen.
  • Das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat, das zur Wandbildung erforderlich ist, kann vollständig zu Beginn der Wandbildungsreaktion eingesetzt werden. Man kann auch eine Teilmenge bei Einleitung des Verfahrens und den Rest im weiteren Verlauf der Wandbildungsreaktion zusetzen. Dies ermöglicht eine flexible Verfahrensfüh- rung. Es wird im allgemeinen bevorzugt, eine wäßrige Lösung des wasserlöslichen Polymerisats und dazu der Reihe nach das Dextrin-Derivat, das Öl und schließlich das wasserlösliche Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat zuzugeben.
  • Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anzuwendende Gewichtsverhältnis von wasserlöslichem Polymerisat zu Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat ist nicht kritisch. Es liegt vorzugsweise in dem Bereich von etwa 0,03 : 5 bis 5 :1 in dem Stadium des Verfahrens, in dem das Reaktionsmedium bezüglich der einzusetzenden Ausgangsmaterialien vollständig ist. Das optimale Gewichtsverhältnis von Polymerisat zu Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat hängt von dem jeweils verwendeten besonderen wasserlöslichen Polymerisat ab. Dabei spielt die Anzahl der Gruppe mit Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen in dem Makromolekül des wasserlöslichen Polymerisats eine Rolle. Exakterweise wäre daher eine Äquivalenz-Beziehung zu ermitteln. Diese Genauigkeit ist jedoch bei der erfolgreichen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nötig. Vielmehr lassen sich die optimalen Verhältnisse der Ausgangsmaterialien durch routinemäßige Voruntersuchungen ohne weiteres festlegen.
  • Die im Laufe der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Ausbildung der Kapselwandung ablaufenden Kondensationsmechanismen beruhen auf einer sauren Katalyse. Die Art der zur Durchführung der Katalyse verwendeten Säure ist nicht wesentlich. Es kann sich hierbei um eine anorganische oder organische Säure handeln, sofern sie ausreichende Azidität aufweist und keine störenden Nebeneffekte zeigt, insbesondere den in dem hydrophoben Öl gelösten Farbbildner nicht nachteilig beeinflußt. So kann man Essigsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Salzsäure oder auch Schwefelsäure verwenden. Die Säure kann zugesetzt werden, nachdem das wasserlösliche Polymerisat und das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat vermischt worden sind. Oder man kann sie entweder dem einen Bestandteil oder dem anderen Bestandteil (oder auch beiden Bestandteilen) vor ihrem Vermischen zusetzen. Wenn die Säure dem Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat zugesetzt wird, bevor dieses mit dem wasserlöslichen Polymerisat gemischt wird, ist darauf zu achten, daß das Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat nicht mit sich selbst so weit reagiert, daß es im Hinblick auf die nachfolgende und erforderliche Reaktion mit dem wasserlöslichen Polymerisat nicht mehr reaktionsfähig genug ist. Der für die Kondensationsreaktion optimale pH-Wert liegt im allgemeinen im schwach sauren Bereich, insbesondere im Bereich von 3 bis 6. Bevorzugt wird der Bereich von 3,9 bis 5,5, wobei der besonders bevorzugte Bereich zwischen 4,1 und 4,3 liegt. Zu hohe pH-Werte verlängern die Reaktionszeit, während zu niedrige pH-Werte insbesondere im Hinblick auf zwei Gesichtspunkte nachteilig sein können. So kann ein zu niedriger pH-Wert zu einer unerwünscht frühzeitigen Färbung des Farbbildners in der Mikrokapsel führen. Des weiteren kann die Kondensationsreaktion auch zu schnell ablaufen, so daß sich die nachteilige Agglomeratbildung bzw. die Ausbildung größerer Partikel einstellt.
  • Die oben detailliert besprochenen Ausgangsmaterialien, einschließlich des erfindungsgemäß zur Stabilisierung herangezogenen Dextrin-Derivats, finden sich schließlich in einem wäßrigen Emulsionsmedium in Form einer Öl-in-Wasser-Dispesion. Da die Kondensationsreaktion unter Wärmeentwicklung abläuft, kann es wünschenswert sein, die Temperatur der einzelnen Verfahrensstufen zu steuern bzw. einzuregeln. Durch geeignete Steuerungsparameter läßt sich die Tröpfchengröße optimal einstellen. Auf die Tröpfchengröße hat allerdings auch die Rührgeschwindigkeit einen Einfluß. Die Tröpfchengröße beeinflußt schließlich die Größe der hergestellten Mikrokapseln, so daß eine Verlängerung der Rührdauer die Möglichkeit eröffnet, Mikrokapseln mit einer engen Teilchengrößenverteilung herzustellen.
  • Eine enge Teilchengrößenverteilung führt zu einem gleichmäßigen Verhalten der mittels der gewonnenen Mikrokapseln hergestellten Farbreaktionssysteme, insbesondere der Farbreaktionsdurchschreibepapiere. Nach der Bildung eines stabilen Reaktionssystems dessen Temperatur im allgemeinen zunächst derartig gesteigert, daß die Temperatur etwa 55O C beträgt, um in dieser Weise die Kondensationsreaktion und damit die Bildung der Wandung der Mikrokapseln auf das Optimum einzustellen. Dieser Vorgang ist im allgemeinen nach einer 2-stündigen Reaktion bei etwa 55"C (bei den oben genannten bevorzugten Bereichen des pH-Wertes) abgeschlossen. Wenn eine Temperatur von weniger als etwa 55"C angewandt wird, dann erhält man in der Regel dennoch qualitativ zufriedenstellende Mikrokapseln, wobei allerdings, wie bereits ausgeführt, eine längere Reaktionsdauer erforderlich ist. Es läßt sich allerdings auch bei Temperaturen von mehr als etwa 55"C arbeiten.
  • Im Rahmen einfacher Routineversuche kann für den jeweiligen Einzelfall vom Fachmann ohne weiteres die geeignete Reaktionstemperatur ermittelt werden.
  • Dem Reaktionsmedium können auch verschiedene Additive beigefügt werden. So kann beispielsweise ein Ammoniumsalz, wie Ammoniumchlorid, zugesetzt werden, das mit gegebenenfalls vorhandenem freien Formaldehyd reagiert. Wenn die Kondensationsreaktion in dem gewünschten Ausmaß abgelaufen ist, wird der pH-Wert durch Zugabe von Alkalien, wie insbesondere Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder einer organischen Base, wie Triethanolamin, neutral oder schwach alkalisch eingestellt. Hierdurch wird eine weitere Reaktion weitgehend ausgeschlossen (die zu einer Agglomeration bei der Lagerung der Mikrokapseln führen könnte).
  • Auch wird der Korrosionseinfluß des sauren Mediums auf die Reaktionsgefäße behoben.
  • Das angewandte Verhältnis von Ölphase zu dem Feststoffanteil der wäßrigen Phase ist nicht kritisch. In der Regel liegt das Gewichtsverhältnis im Bereich von etwa 3,5 :1 bis 25 :1, insbesondere zwischen etwa 4,5 :1 bis 20 :1.
  • Das Öl, in dem der Farbbildner oder dessen saurer Reaktionspartner, sofern es sich um eine lösliche Verbindung handelt, gelöst ist, stellt ein hydrophobes Material dar, daß sich gegenüber Wasser im wesentlichen als inert erweist. Es ist in Wasser praktisch unlöslich bzw. damit nicht mischbar. Eine geringe Löslichkeit ist vernachlässigbar. Beispiele von Ölen sind insbesondere hydrierte Terphenyle, Chlorparaffine, alkylierte Biphenyle, Alkylnaphthaline, Diarylmethanderivate, Dibenzylbenzolderivate, Alkane, Cycloalkane und Ester, wie Phthalate, Adipate, Trimellitate und Phosphate. Diese Auflistung ist nur beispielhaft. Zum Auflösen in diesen Ölen und zur Einkapselung kommen vielfältige und in der Literatur detailliert beschriebene Farbbildner in Frage. Hierzu zählen insbesondere Phthalid-, Fluoran-, Diphenylamin- und Spiropyran.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann chargenweise aber auch kontinuierlich, beispielsweise in einem Rohrreaktor, durchgeführt werden. Insbesondere bei einer kontinuierlichen Verfahrensweise kann der Vorteil der sich momentan einstellenden Emulsionsstabilisierungswirkung in hervorragender Weise genutzt werden.
  • Das obenbeschriebene Verfahren kann vielfältigen Modifikationen unterworfen werden, ohne daß der angestrebte Erfolg beeinträchtigt wird, sofern erfindungsgemäß das genannte Dextrin-Derivat zur Stabilisierung des Reaktionssystems herangezogen wird. Dabei wird es bevorzugt, daß die Reste R4 bis R10 vorstehende Formel ein Wasserstoffatom und die Reste R1, R2 und R3 einen niederen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, während m (der mittlere Substitutionsgrad) und n 1 sind. Von Vorteil ist es auch, wenn mindestens einer der Alkylreste der Ammoniumgruppe einen OH-Substituenten aufweist. Als Säurerest X- wird ein Chlorid-, Sulfat-, Acetat- oder Formiat-lon bevorzugt. Vorteilhafterweise entfallen 0,1 bis 1 Gew.-Teil Dextrin-Derivat auf 1 Gew.-Teil wasserlösliches Polymerisat. Eine besonders günstige Stabilisierung des Reaktionssystems wird dann erreicht, wenn das Dextrin-Derivat der Formel I einen n-Wert von 0,2 bis 0,5 aufweist. Der Alkylrest kann durch beliebige, den Reaktionsablauf nicht störende Gruppen substituiert sein, wie z. B. durch Halogenatome, insbesondere das Chloratom. Zu den unsubstituierten niederen Alkylresten zählen insbesondere der Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- und Amylrest, einschließlich der verschiedenen isomeren Verbindungen. Die Substitution des Aryl- und Aralkyl-Restes entspricht der obigen Forderung (keine Störung durch eingeführte Gruppe). Der in einem Aralkylrest enthaltene Alkylrest entspricht obiger Beschreibung. Zu den Arylresten, die als Substituent des Dextrin-Derivates besonders geeignet sind, zählen der Phenyl- und Naphthylrest.
  • Das beschriebene Dextrin-Derivat kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden: Zunächst wird ein Dextrin, z. B. aus der Stärke von Kartoffeln, Mais, Soja oder den verschiedenen Getreidesorten (Hafer, Gerste, Roggen oder Weizen), wobei insbesondere Kartoffelstärke bevorzugt ist, durch unvollständige Hydrolyse mit verdünnten Säuren oder unter Einwirkung von Enzymen (Amylasen) bzw. Hitze gewonnen. Es stellt demzufolge ein Abbauprodukt der Stärke dar, das aus einer wechselnden Anzahl von Glukose-Einheiten besteht. Dextrin bildet ein farbloses oder gelbes, amorphes Pulver, das in Wasser sehr leicht, in Alkohol nahezu unlöslich ist. Das Dextrin wird darauf mit einem Aldehyd umgesetzt, vorzugsweise mit Formaldehyd methyloliert. Der mittlere Substitutionsgrad m kann dabei bei der Einführung der Methylolgruppe zwischen 0,1 und 3 liegen. Der Wert 1 wird bevorzugt. Es schließt sich eine Kondensationsreaktion mit einem substituierten oder unsubstituierten Acrylamid an. Hierbei bleibt die reaktive Doppelbindung des Acrylamids erhalten. Hieran lassen sich beliebige Amine addieren, wie sie z. B. bei der Herstellung kationenaktiver Ammoniumverbindungen herangezogen werden. Anschließend wird das Stickstoffatom des angelagerten Amins quaternisiert. Hierzu geeignete Verfahren sind bekannt. Als Beispiel sei die Quaternisierung durch Alkylierung mit einem Alkylhalogenid, insbesondere Methylchlorid, genannt. Besonders vorteilhaft hat sich für die Zwecke der Erfindung ein Dextrin-Derivat folgender Bezeichnung erwiesen: Dextrin-O-CH2-NH-CO-CH2-CH2-N(CH3)3 Cl-. Ein solches Produkt liefert eine hoch-viskose Lösung und hat ein Molekulargewicht von mehr als 50 000, insbesondere oberhalb 100 000. Es wird aus weißen Dextrin-Ausgangsmaterialien hergestellt. Gelbe Dextrine führen zu Dextrin-Derivaten geringerer Stabilisierungswirksamkeit, vermutlich aufgrund des niedrigeren Molekulargewichts und des höheren Verzweigungsgrades.
  • Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundene besondere Vorteil besteht darin, daß die gewünschte Stabilisierung der Emulsion momentan bzw. innerhalb weniger Sekunden erfolgt. So läßt sich aus den wasserlöslichen Polymeren, beispielsweise in Form eines Acrylamid-Acrylsäure-Copolymerisats und dem erfindungsgemäß einzusetzenden Dextrin-Derivat innerhalb von weniger als 20 Sek., häufig ca. 1 Sek. ein stabilisierter Komplex herstellen, wonach sich unmittelbar und ohne zeitliche Verzögerung das Einemulgieren des den Farbbildner enthaltenden Öls sowie des Melamin-Formaldehyd-Vorkondensats zur Wandbildung anschließen kann. Störungen treten bei diesem Vorgehen nicht mehr auf. Die letztlich erhaltenen Kapseln zeigen wertvolle Eigenschaften, so außergewöhnlich gute Dichtigkeit, was sich durch übliche Tests nachweisen läßt. Die anfallendc Kapseldispersion kann aufgrund dieser Eigenschaften direkt auf saure Nehmerpapiere aufgetragen werden.
  • Es zeigen sich keinerlei unerwünschte vorzeitige Verfärbungen.
  • Es ist bisher noch nicht exakt geklärt worden, worauf der besondere mit der Erfindung erzielbare Effekt technologisch beruht. Dieser überraschend günstige Effekt könnte darauf zurückgehen, daß in dem erfindungsgemäß einzusetzenden Dextrin-Derivat ein besonders vorteilhafter HLB-Wert (hydrophilic lipophilic balance) vorliegt. Dieser Wert ist ein Maß der Wasser- und Fettfreundlichkeit von Tensiden. Er wird auch als ein Maß für die Emulsions-Stabilität herangezogen (vgl. Römpps Chemie-Lexikon, 8. Aufl., 1983, S. 1751, 1. Sp.). In dem Dextrin-Derivat liegen zwei hydrophile Gruppierungen, nämlich der nichtionogene Dextrin-Rest mit den Wasserstoffbrücken schaffenden OH-Gruppen sowie der kationische und gegebenenfalls substituierte Ammoniumrest, neben dem lipophilen Zwischenglied vor. Aufgrund des offensichtlich speziellen HLB-Wertes des Dextrin-Derivates scheint eine besonders wirkungsvolle Stabilisierung des Reaktionsmediums vorzuliegen. Vorzugsweise werden 0,1 bis 1 Gew.-Teil Dextrin-Derivat, bezogen auf 1 Gew.-Teil wasserlösliches Polymerisat, eingesetzt.
  • Dieser Bereich kann aber auch unter- bzw. überschritten werden. In der Regel beträgt er 0,03 bis 2 Gew.-Teile.
  • Das optimale Verhältnis läßt sich durch einfache Routineversuche ermitteln. Für die vorteilhafte Stabilisierung des Reaktionssystems ist grundsätzlich die Zeitspanne zwischen der Fertigstellung des endgültigen Reaktionssystems und der beginnenden Hüllenausbildung wichtig. Gerade in dieser Zeitspanne sind bekannte Systeme sehr störanfällig. Die Erfindung hat diese Störanfälligkeit während dieser kritischen Herstellungsphase behoben.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Beispiels noch näher erläutert werden.
  • 10 Gew.-Teile eines Acrylsäure-Acrylamid-Copolymerisats (bestehend aus etwa 45% Acrylsäure und etwa 55% Acrylamid) werden in 40 g Wasser gelöst. Zu dieser Lösung werden 4 Gew.-Teile kationenaktiven Dextrin-Derivats (in der Formel 1: R1, R2 und R3 der Methylrest, R4 bis Rto Wasserstoff, n und m 1), gelöst in 5 Gew.-Teile Wasser gegeben. Es folgt ein intensives Mischen während etwa 20 s. Hierzu wird die Lösung eines Farbbildnergemisches in einer Mischung aus 12 Gew.-Teilen Chlorparaffin (Chlorgehalt 42%, mittlere Kohlenstoffzahl 17) und 12 Gew.-Teilen Dodecylbenzol (Verschnittmittel) gegeben. Der Farbbildner besteht aus 0,6 Gew.-Teilen Kristallviolettlakton (Primärfarbbildner) und 0,2 Gew.-Teilen N-Benzoylleukomethylenblau (Sekundärfarbbildner). Es folgt wiederum ein intensives Mischen. Es schließt sich dann die Zugabe von 2,5 Gew.-Teilen einer 20 gew.-%igen wäßrigen Lösung von Ameisensäure an, um den pH-Wert des Systems auf etwa 4,2 einzustellen. Die ursprünglich hohe Geschwindigkeit des Mischers wird herabgesetzt. Darauf wird eine Lösung von 6 Gew.-Teilen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat (Reaktionsprodukt aus 2 Mol Melamin, 8 Mol Formaldehyd und 5 Mol Methanol) in 6 Gew.-Teilen Wasser eingemischt. Die Mischung, die sich auf Raumtemperatur befindet, wird nunmehr langsam auf eine Temperatur von etwa 55"C erwärmt. Dieses System wird etwa 2 Std. in Reaktion gehalten. Danach erfolgt ein Abkühlen auf Raumtemperatur. Es schließt sich die Einstellung des pH-Wertes auf etwa 9 durch Zugabe von 2,7 g wäßriger konzentrierter Ammoniaklösung an. Hierdurch wird gleichzeitig überschüssiges Formaldehyd gebunden. Es werden Kapseln einer mittleren Teilchengröße von etwa 5 bis 8 llm hoher Dichtigkeit und keiner Agglomeratbildung gewonnen. Sie führen in Reaktionsdurchschreibepapieren zu ausgezeichneten Schriftzeichen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Mikroverkapselung von Ölen mit darin gelösten Farbreaktionspartnern von Farbreaktionssystemen, wobei die Kapselhülle durch die Umsetzung eines wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates mit einem wasserlöslichen Polymerisat in einer wäßrigen Emulsion in Form einer Öl-in-Wasser-Dispersion erhalten worden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Stabilisierung der wäßrigen Emulsion ein Dextrin-Komplex, gebildet aus dem wasserlöslichen Polymerisat und einem kationenaktiven Dextrin-Derivat der folgenden Formel 1, verwendet wird: R3 + Dextrin- - - O -(CRloR9)-NRs- C -(CR7R6),-(CR5R4)-N-R2 w 0 Rim
    worin bedeuten: die Reste R1 bis Rlo, jeweils einzeln, ein Wasserstoffatom, einen unsubstituierten oder substituierten niederen Alkylrest, einen substituierten oder unsubstituierten Alkylrest, wobei der Alkylsubstituent vorstehende Bedeutung hat, oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest, n eine ganze Zahl von 1 bis 4, mO,1 bis 3 und X- einen anorganischen oder organischen Säurerest.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reste R4 bis R10 ein Wasserstoffatom und die Reste R1, R2 und R3 einen niederen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, während n und m 1 sind.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Alkylreste der Amoniumgruppe einen OH-Substituenten aufweist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Säurerest X- ein Chlorid-, Sulfat-, Acetat- oder Formiat-ion ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß 0,1 bis 1 Gewichtsteil Dextrin-Derivat, bezogen auf 1 Gewichtsteil wasserlösliches Polymerisat, eingesetzt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung des wasserlöslichen Polymerisats vorgegeben und dazu der Reihe nach das Dextrin-Derivat, das Öl und schließlich das wasserlösliche Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat gegeben werden.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dextrin-Derivat der Formel I einen m-Wert von 0,2 bis 1,5 aufweist.
  8. 8. Mikrokapseln, erhältlich nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7.
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mikroverkapselung von Ölen mit darin gelösten Farbreaktionspartnern von Farbreaktionssystemen, wobei die Kapselhülle im wesentlichen durch die Umsetzung eines wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates mit einem wasserlöslichen Polymerisat in einer wäßrigen Emulsion in Form einer Öl-in-Wasser-Dispersion erhalten worden ist, und danach hergestellte Mikrokapseln.
    Verfahren der oben beschriebenen Art sind bekannt. Die danach erhältlichen Mikrokapseln, die in der Regel eine ölige Lösung des Farbbildners (eine chromogene Substanz) enthalten, werden im allgemeinen auf die Unterseite eines Papierblattes in üblicher Weise aufgetragen. Hier wird von einem CB-Blatt gesprochen. Ein derartiges Blatt kann mit einem sogenannten CF-Blatt in Kontakt stehen, bei dem die dem CB-Blatt zugewandcte Oberfläche mit einem sauren Reaktionspartner für den chromogenen Farbbildner beschichtet ist. Der saure Reaktionspartner kann z. B. ein säurebehandelter Ton, wie Montmorillonitton, oder auch ein niedrigmolekulares Phenolharz, z. B. Phenolformaldehyd-Novolak-Harz, sein. Handelt es sich um einen in öligen hydrophoben Flüssigkeiten löslichen sauren Reaktionspartner, dann kann dieser ebenfalls eingekapselt sein. Bei dem Druckvorgang werden die erwähnten Kapseln durch die Drucktypen zerschlagen. Die Reaktionspartner treten miteinander in Kontakt und liefern auf dem CF-Blatt ein farbiges Zeichen. Ferner besteht die Möglichkeit, die beiden Farbreaktionspartner auf der Oberfläche eines einzigen Blattes aufzubringen. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes autogenes System. Hier empfiehlt es sich, um eine unerwünschte vorzeitige Reaktion der Reaktionspartner auszuschließen, beide einzukapseln, sofern als saurer Reaktionspartner nicht unlösliche anorganische Materialien, wie z. B. Tonmineralien, vorgesehen sind.
    Für die Herstellung von Mikrokapseln für Vervielfältigungszwecke in Reaktionsdurchschreibesystemen gibt es verschiedene Einkapselungsverfahren. Diese beruhen z. B. auf dem Einsatz von Gelantinekoazervat-, Polyisocyanat-, Polyamid- oder Aminoplast-Systemen. Das eingangs beschriebene Verfahren stellt ein Aminoplast-System dar, wobei von einem wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Vorkondensat und einem damit reaktionsfähigen wasserlöslichen Polymerisat ausgegangen wird. Die Aminoplast-Verfahren haben gerade in jüngster Zeit ansteigende Bedeutung erlangt. Diese Verfahren sind relativ leicht steuerbar und laufen unter vergleichsweise milden Reaktionsbedingungen ab, so daß selbst sehr empfindliche Farbbildner unbeeinträchtigt bleiben. Hierzu liegt eine umfangreiche Literatur vor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3633116A1 (de) * 1986-09-30 1988-04-07 Feldmuehle Ag Druckempfindliches aufzeichnungsmaterial

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3114035A1 (de) * 1980-04-08 1982-02-11 The Wiggins Teape Group Ltd., Basing View, Basingstoke, Hampshire Verfahren zur herstellung von mikrokapseln

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3114035A1 (de) * 1980-04-08 1982-02-11 The Wiggins Teape Group Ltd., Basing View, Basingstoke, Hampshire Verfahren zur herstellung von mikrokapseln

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3633116A1 (de) * 1986-09-30 1988-04-07 Feldmuehle Ag Druckempfindliches aufzeichnungsmaterial

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