DE3490348T - Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von MikrokapselnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Mikrokapseln
und insbesondere ein Herstellungsverfahren für Mikrokapseln mit Aminoaldehydharz-Wandungen, erhalten nach
einem in-situ-Polymerisationsverfahren.
Die Mikroeinkapseiung wurde auf verschiedenen Gebieten
untersucht, einschließlich Aufzeichnungsmaterialien, wie
druckempfindliche Aufzeichnungspapiere, Arzneimittel,
Duftstoffe, landwirtschaftliche Chemikalien, Klebstoffe, Nahrungsmittel, Farbstoffe, Lösungsmittel, Rostinhibitoren,
Flüssigkristalle und gesundheitsfördernde Nahrungsmittel.
Es wurden bereits verschiedene Mikrokapseln zur praktischen Verwendung gebracht oder werden gegenwärtig nach ihren
gewerblichen Anwendungsmöglichkeiten getestet.
Es wurden bereits verschiedene Techniken empfohlen, insbesondere für die Mikroeinkapselung von hydrophoben Materialien
(sowohl öligen als auch festen Materialien). Unter derartigen Techniken wird gegenwärtig die Koazervationstechnik
(Phasentrennungstechnik) unter Verwendung von Gelatine im gewerblichen Maßstab, hauptsächlich für druckempfindliches
Kopierpapier, verwendet.
Jedoch ergeben Mikrokapseln, die durch die Koazervationstechnik unter Verwendung von Gelatine und einem anionischen
Polyelektrolyten gebildet werden, unter anderem folgende
Probleme:
(1) Da die komplexe Koazervationstechnik schwierig durchzuführen ist, um im Prinzip eine Mikrokapselaufschlämmung
mit einer derart hohen Feststoffkonzentration wie 20 % oder mehr zu ergeben, erfordern die resultierenden Mikrokapseln
hohe Transportkosten und die Verdampfung eines großen Teiles an Wasser, das für ihren Auftrag in druckempfindlichem
Kopierpapier unerläßlich ist. Es ist daher noch viel Raum bereit für Verbesserungen vom Gesichtspunkt der Arbeitsgeschwindigkeit und der Energiekosten her gesehen.
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(2) Die Mikrokapseln unterliegen starken Veränderungen sowohl hinsichtlich ihrer Qualität als auch hinsichtlich
ihres Preises, da ihre Wandungen aus Naturmaterialien erzeugt sind.
(3) Die Mikrokapseln können nicht während längerer Zeiträume gelagert werden, da sie der Fäulnis und der Koagulation
unterliegen.
Es bestand daher ein starkes Bedürfnis nach der Entwicklung von verbesserten Mikrokapseln hinsichtlich der Qualität
und der Herstellungskosten von druckempfindlichem Kopierpapier.
Als verbesserte Techniken, die den Anschein erwecken, derartigen Bedürfnissen zu entsprechen, wurden in den JP-OSn
9079/1976, 84881/1978, usw. Herstellungsverfahren für hochkonzentrierte
Mikrokapselaufschlämmungen empfohlen, wobei jedes Verfahren Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Formaldehyd-Harz
verwendet, das durch in-situ-Polymerisation
sver fahren als filmbildendes Material erhalten wird. Es wurden auch verschiedene Verbesserungen zusätzlich zu
den vorstehend erwähnten Verfahren empfohlen.
In einem Verfahren unter Verwendung von Melamin-Formaldehyd-Harz als filmbildendes Material wurde beispielsweise
in der JP-OS 84881/1978 vorgeschlagen, als anionische PoIyelektrolyten
Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres,
Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres, Propylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres,
Butadien-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres,
Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres1und
Polyacrylsäure zu verwenden. Diese Copolymeren ergeben jedoch Probleme, da sie hohe Temperaturen und eine
lange Zeit für ihre Auflösung erfordern und da sie aufgrund der hohen Viskositäten der resultierenden Mikrokapselaufschlämmungen
kaum zu Mxkrokapselaufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt führen können.
Andererseits beschreiben die JP-OSn 49984/1979 und 47139/ 1980 einige Beispiele für die Mikroeinkapselung in einem
System aus einem Styrol-Maleinsäure-Copolymeren oder in einem System aus einer Kombination eines Styrol-Maleinsäure-Copolymeren
und eines anderen Maleinsäurecopolymeren. Jedoch weist das Styrol-Maleinsäure-Copolymere eine schlechte
Löslichkeit in Wasser auf. Somit muß seine Auflösung bei einer hohen Temperatur während eines langen Zeitraumes in
Anwesenheit eines alkalischen Materials erfolgen. Bei einem pH-Wert von 4 oder darunter wird die Viskosität des Systems
erhöht und sein Dispersionszustand wird durch Abscheidung des Polymeren zerstört. Es ist daher schwierig, Formaldehyd
im sauren Bereich zu entfernen. Darüber hinaus ergeben die vorstehenden Mikroeinkapselungsverfahren Mikrokapsel-
25 aufschlämmungen mit relativ hohen Viskositäten.
Die JP-OS 58536/1981 empfiehlt das Emulgieren und Dispergieren eines Kernmaterials, das in Mikrokapseln eingeschlossen
werden soll, in einer wäßrigen Lösung des Homopolymeren aus einer Verbindung, die weder Phenylgruppen noch
SuIfophenylgruppen enthält, die jedoch eine Sulfogruppe
enthält, insbesondere SuIfoethylacrylat oder -methacrylat,
SuIfopropylacrylat oder -methacrylat, Maleinimido-N-ethansulfonsäure
oder 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure,
oder ein Copolymeres einer derartigen Verbindung und eines Alkylacrylates, Hydroxyalkylacrylats oder N-Vinylpyrrolidon;
und den anschließenden Zusatz eines Melamin-Formaldehyd-Präkondensats in einer Menge, die mit dem
Kondensätionsgrad abgestimmt ist, entweder kontinuierlich
oder nach und nach. Das vorstehend vorgeschlagene Mikroeinkapselungsverfahren ist jedoch vom Standpunkt der Durchführbarkeit
her gesehen aus folgenden Gründen nicht bevorzugt. Das Dispersionssystem verbleibt nämlich nach Zusatz
des Melamin-Formaldehyd-Präkondensats jedoch vor der Bildung der Mikrokapselwandungen, während sich das Kernmaterial
in öliger Form befindet, instabil. Daher neigen die resultierenden öltröpfchen stark zur Agglomeratbildung zu
größeren Tröpfchen, wenn das Dispersionssystem nicht unter sehr starken Rührbedingungen gehalten wird. Dementsprechend
ist es schwierig, die Durchmesser der emulgierten Tröpfchen auf gewünschte Größen zu steuern. Darüber hinaus kann das
System völlig geliert werden oder kann koagulierte Teilchen des Melamin-Formaldehyd-Präkondensates bilden, wenn das
Präkondensat nicht nach und nach unter besonderer Sorgfalt während eines langen Zeitraumes zugesetzt wird. Darüber
hinaus ist das Mikroeinkapselungsverfahren ungeeignet, eine Mikrokapselaufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt von
20 über 50 Gew.-% zu liefern.
In der JP-OS 155636/1981 wurde auch empfohlen, Filme als
Mikrokapselnwandungen herzustellen durch Bereiten eines wäßrigen Mediums, das ein Polymeres enthält, das nicht
selbst dispersionsstabil für ein flüssiges Material als Kernmaterial bei sauren pH-Werten ist, das jedoch eine
Wechselwirkung mit einem Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt eingehen kann unter Bildung eines Materials,
das dem flüssigen Material und dem Melarain-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
Dispersionsstabilität verleihen kann, das Kernmaterial zur Bildung einer stabilen
Dispersion nach Bildung des dispersionsstabilisierenden Materials zuzusetzen und anschließend das Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
mit einem sauren Kataly-
35 sator zu kondensieren.
Für das vorstehende Mikroeinkapselungsverfahren ist es jedoch unerläßlich, eine Teilkondensation zwischen dem
Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt und dem
Polymeren bei einer niedrigen Temperatur und während eines langen Zeitraumes vor der Einarbeitung des Kernmaterials
zu bewirken, um das dispersionsstabilisierende Material für das Kernmaterial zu bilden. Das Kernmaterial wird anschliessend
emuigier.t und dispergiert und das System wird dann
zur Bewirkung der Kondensation erwärmt. Wenn die Bedingungen für die Teilkondensation des Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukts
in Anwesenheit des Polymeren nicht genau gesteuert werden, so weist die resultierende
Emulsion eine derart schlechte Stabilität auf, daß die resultierenden Mikrokapseln unregelmäßige Größen haben und
die Viskosität der Mikrokapselaufschlämmung neigt zu einer starken Vergrößerung. Das vorstehende Mikroeinkapselungsverfahren
bringt ein weiteres Problem vom Gesichtspunkt der Steuerung der Verfahrensstufen her gesehen mit sich.
Darüber hinaus kann es nicht zu einer Mikrokapselaufschlämmung mit einem Feststoffgehält von 55 Gew.-% oder höher
führen.
Andererseits wird die Verwendung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz
als Wandungsbildungsmaterial für Mikrokapseln als Mikroeinkapselungsverfahren unter Verwendung von hydrophoben
Materialien, die in einem in situ-Polymerisationsverfahren
erhalten werden, in den JP-OSn 9079/1976, 84882/1978,
84883/1978, 53679/1979, 85185/1979, 47139/1980, usw., beschrieben.
Das Herstellungsverfahren, das in den vorstehenden Veröffentlichungen
beschrieben wird, ergibt auch verschiedene Probleme. In der JP-OS 9079/1976 wird ein Mikroeinkapselungsverfahren
für ein hydrophobes Material beschrieben, das durch Kondensation von Harnstoff und Formaldehyd gebildet
wird, wobei ein Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres,
Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres oder Polyacrylsäure
als anionisches wasserlösliches Polymeres verwendet wird. Dieses Verfahren ergibt jedoch Probleme, da
es eine lange Zeit bei hohen Temperaturen erfordert, um ein
t
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-ΑΙ derartiges Polymeres in Wasser aufzulösen und die so hergestellte
Mikrokapselaufschlämmung weist eine äußerst hohe Viskosität auf. Andererseits beschreibt die JP-OS 84883/
1978 die Herstellung von Mikrokapseln durch Kondensieren eines Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsproduktes,
wie Dimethylolharnstoff, methylierter Dimethylolharnstoff
oder dergleichen, in Anwesenheit des vorstehend erwähnten wasserlöslichen Polymeren. Dieses Mikroeinkapselungsverfahren
weist jedoch die gleichen Nachteile auf, wie das in der JP-OS 9079/1976 beschriebene.
Es sei auch auf die JP-OS 53679/1979 hingewiesen, wo ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln mit Harnstoff-Formaldehydharzwandungen
in Anwesenheit eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren vorgeschlagen wird. Mikrokapseln
werden jedoch bei einem niedrigen pH-Wert von 4 oder weniger abgeschieden, wenn ein derartiges Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres
verwendet wird. Daher weist dieses Mikroeinkapselungsverfahren große Nachteile auf, da genaue
Bedingungen für die Herstellung von Mikrokapseln und die Auflösung eines derartigen Polymeren in Wasser nicht nur
hohe Temperatur und lange Zeiten erfordern, sondern auch den Zusatz eines alkalischen Materials.
Darüber hinaus beschreibt die JP-OS 51238/1981 die Verwendung
eines Polymeren vom Styrolsulfonsäuretyp bei der Herstellung
von Melamin-Formaldehyd-Harzwandungen. Wenn dieses Verfahren auf Mikrokapseln mit Wandungen aus einem Harnstoff-Formaldehydharz
angewendet wurde, so war es schwierig,
dichte Kapselwandungen zu erzielen, und das gesamte System neigte bei leichten Änderungen der Bedingungen zur
Koagulation oder zur Gelbildung. Daher konnte dieses Verfahren kein stabiles Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln werden, das gut durchführbar ist. Andererseits
beschreibt die JP-OS 14942/1973 die Verwendung eines copolymerisierten
anionischen Polymeren, das aus drei oder mehreren Monomeren besteht, einschließlich mindestens (A) Acrylsäure,
(B) einem Hydroxyalkylacrylat oder
Hydroxyalkylmethacrylat und (C) von Styrolsulfonsäure bei
der Herstellung von Mikrokapseln mit Wandungen, die aus einem Melamin-Aldehyd- oder Harnstoff-Aldehyd-Polykondensationsprodukt
hergestellt wurden in Anwesenheit eines anionischen wasserlöslichen Polymeren. Es wird jedoch
nichts über das Herstellungsverfahren des copolymerisierten wasserlöslichen Polymeren beschrieben, und bei einer
Nachprüfung durch die vorliegenden Erfinder ergab dieses Copolymere bei der Polymerisation eine Gelbildung, oder
copolymerisierte nicht in ausreichendem Ausmaß und enthielt daher noch nicht umgesetzte Monomere. Daher waren zahlreiche
.derartige Copolymere für die praktische Anwendung ungeeignet und waren niemals zufriedenstellend.
15 Beschreibung der Erfindung;
Das erste Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für Mikrokapseln, wobei dieses Verfahren
geeignet ist, eine Mikrokapselaufschlämmung mit einem
hohen Feststoffgehalt und einer geringen Viskosität zu ergeben.
Das zweite Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für Mikrokapseln, die eine scharfe
Teilchengrößenverteilung aufweisen und mit sehr dichten Wandungen aus einem Aminoaldehydharz ausgerüstet sind.
Das dritte Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer stabilen Mikrokapselaufschlämmung, die über einen weiten
pH-Wert-Bereich geringe Änderungen der Viskosität erfährt und keine Neigung zur Zerstörung der Dispersion und zur
Koagulation entwickelt.
Diese Ziele können erreicht werden durch Bildung von Mikrokapseln,
die mit Wandungen ausgerüstet sind, die aus einem Aminoaldehydharz in Anwesenheit eines Mehrkomponentencopolymeren
ausgebildet wurden, das als wesentliche Monomerbestandteile mindestens drei Arten von Acrylmonomeren
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enthält, die mindestens ein Acrylmonomeres sind, ausgewählt aus (A) Acrylsäure und Methacrylsäure, mindestens ein
Acrylmonomeres, ausgewählt aus (B) Acrylnitril und Methacrylnitril bzw. mindestens ein Acrylmonomeres ausgewählt
aus (C) Acrylamidoalkylsulfonsäuren und Sulfoalkylacrylaten sind, oder ein Salz des Copolymeren, als ein anionisches
wasserlösliches Polymeres in einem System, in dem ein hydrophobes Material (entweder ölig oder fest) emulgiert und
dispergiert wurde.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann zu Mikrokapseln mit
Wandungen führen, die aus einem Aminoaldehydpolykondensationsprodukt gemacht sind und eine ausgezeichnete Dichte
und Flexibilität aufweisen. Es liefert auch eine Mikrokapselaufschlämmung
mit einem ultrahohen Feststoffgehalt von über 60 Gew.-% an festen Anteilen, wobei dieser Feststoffgehalt
bisher niemals trotz eines großen Bedürfnisses danach erzielt wurde, und einer geringen Viskosität über
einen breiten Feststoffgehaltsbereich (bis zu 65 Gew.-%
oder höher). Die resultierenden Mikrokapselaufschlämmungen
zeigen keine Koagulationsneigung und haben niearxge/Viskositätswerte
über einen weiten pH-Wert-Bereich und zeigen ausgezeichnete Wärmebeständigkeit.
Aufgrund der vorstehend erwähnten Eigenschaften der erfindungsgemäß
erhaltenen Mikrokapselaufschlämmungen kann die Erfindung folgende zusätzliche Vorteile mit sich bringen:
(1) Es kann eine Vielzahl von Behandlungsbedingungen leicht angewendet werden, wenn Formaldehyd aus jeder Aufschlämmung
nach der Herstellung der Mikrokapseln entfernt wird.
(2) Mikrokapselaufschlämmungen mit Eigenschaften, wie vorstehend
beschrieben, können im industriellen Maßstab hergestellt werden, aufgrund der Volumenwirksamkeit der
Mikrokapselherstellung können die Einrichtungen bis zu einem beträchtlichen Ausmaß verbessert werden und die
Produktionskosten der Mikrokapseln können beträchtlich verringert werden. Darüber hinaus erfreut sich das Herstellungsverfahren
einer wesentlich besseren Durchführbarkeit
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im Vergleich mit den verschiedenen Verfahren, die bisher empfohlen wurden. Zusätzlich können die Transportkosten
ebenfalls beträchtlich verringert werden.
(3) Die Erfindung kann auch einen großen Vorteil hinsichtlieh
der Brauchbarkeit der Mikrokapseln erzielen. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren auf die Herstellung von beispielsweise
einer Mikrokapselaufschlämmung angewendet wird, die als Kernmaterial einen Farbstoff enthält, der für Kopieroder
Aufzeichnungspapier brauchbar ist, so weist die Mikrokapselaufschlämmung
eine hohe Konzentration jedoch eine niedrige Viskosität auf. Es ist daher möglich, eine Mikrokapselauf
schlämmung mit einem höheren Feststoffgehalt im Vergleich mit üblichen Mikrokapselaufschlämmungen aufzuschichten.
Als Ergebnis wird die zur Entfernung von Wasser beim Trocknen der so beschichteten Folie auf ein beträchtliches
Ausmaß verringert, wodurch eine Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.
Darüber hinaus variiert die Viskosität einer Mikrokapseldispersion
gemäß der Erfindung nicht, selbst unter milden alkalischen Bedingungen, denen die Mikrokapseldispersion
unterzogen wird, beim Vermischen mit einem Bindemittel oder dergleichen, und beim Auftrag auf eine Basis, wie eine
Papierbahn oder dergleichen. Daher ist die Wirksamkeit der Beschichtungsbearbeitung sehr gut.
Die erfindungsgemäße Mikrokapseldispersion kann nicht nur
durch ein überzugsverfahren aufgetragen werden, das bisher
weit verbreitet Anwendung gefunden hat und von einer Luftrakel-Beschichtungseinrichtung
oder einem Stabbeschichter Gebrauch macht, sondern auch nach einer Überzugsmethode,
die geeignet ist, eine hochkonzentrierte Uberzugsformulierung
aufzutragen, und ein Klingen- bzw. Rakelbeschichtungsgerät, einen Tiefdruckbeschichter oder dergleichen verwendet.
Die Erfindung kann auch zu wäßrigen flexographischen Druckfarben mit hohen Konzentrationen führen. Daher kann
sie vollständig bedruckte oder teilweise bedruckte CB-Bögen für die praktische Anwendung nach derartigen Drucktechniken
liefern, obwohl derartige CB-Bögen bisher nicht erhältlich waren.
(4) Da jede resultierende Mikrokapselaufschlämmung eine
ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist, ist es möglich, die für die Trocknungsstufe erforderliche thermische Energie
zu verringern, beispielsweise die Sprühtrocknungsstufe für die Mikrokapselaufschlämmung, um sie als Mikrokapselpulver
handzuhaben, und gleichzeitig eine derartige Trocknungsverfahrensweise wirksam zu machen, gekoppelt mit einer
im üblichen nicht erreichbaren hohen Konzentration.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln bereitgestellt, wobei dieses Verfahren die
Bildung von Wandungsfilmen bzw. Folien um ein hydrophobes Material herum umfaßt, die im wesentlichen aus einem Aminoaldehydharz
bestehen, in Anwesenheit einer sauren wäßrigen Lösung eines Mehrkomponentencopolymeren, das als wesentliehe
Monomerkomponenten mindestens drei Arten von Acrylmonomeren
enthält, ausgewählt aus (A) Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, (B) Acrylnitril und/oder Methacrylnitril,
und (C) Acrylamidoalkylsulfonsäuren und/oder Sulfoalkylacrylaten, oder ein Salz des Copolymeren.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von
Mikrokapseln werden Harnstoff und Formaldehyd, Melamin und Formaldehyd, ein Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
oder sein modifiziertes Produkt, ein Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
oder sein modifiziertes Produkt, ein Harristoff-Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
oder sein modifiziertes Produkt oder dergleichen um ein hydrophobes Kernmaterial herum in einer
sauren wäßrigen Lösung des vorstehend beschriebenen anionisehen wasserlöslichen Polymeren polykondensiert, so daß
das Kernmaterial mit dichten Filmen bzw. Folien aus einem Aminoaldehydharz bedeckt ist.
Das anionische wasserlösliche Polymere, das für die Durchführung der Erfindung geeignet ist, ist ein anionisches
wasserlösliches Polymeres aus einem Mehrkomponentenpolymeren, das aus mindestens drei Vinylmonomerkomponenten
besteht, die mindestens ein Monomeres sind, ausgewählt aus (A) Acrylsäure und Methacrylsäure, mindestens ein Monomeres
ausgewählt aus (B) Acrylnitril und Methacrylnitril und mindestens
ein Monomeres ausgewählt aus (C) Acrylamidoalkylsulfonsäuren
und SuIfoalkylacrylaten, oder ein Salz des Multikomponentenpolymeren.
Die Acrylamidoalkylsulfonsäuren (C) sind Verbindungen, dargestellt
durch die allgemeine Formel (I)
15 CH9 = CH
CO NH
R (D
SO3H
worin R Alkylengruppen bedeutet. Als spezielle Beispiele
für die Acrylamidoalkylsulfonsäuren (C) können Acrylamidomethansulfonsäure,
Acrylamidoethansulfonsäure, Acrylamidopropansulfonsäure,
2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, 2-Acrylamido-n-butansulfonsäure und so weiter genannt werden
.
Andererseits sind die SuIfoalkylacrylate, die ebenfalls in
die Klasse (C) fallen, Verbindungen, die dargestellt werden durch die allgemeine Formel (II):
CH9 = CH
C = O
O ■ (ID
R - SO-.H 35 3
worin R Alkylengruppen bedeutet. Beispiele für die SuIfoalkylacrylate
sind SuIfomethylacrylat, SuIfoethylacrylat,
1 SuIfopropylacrylat, SuIfobutylacrylat, usw.
Es ist auch möglich, neben den vorstehenden drei Komponenten Hydroxyethylacrylat oder -methacrylat, Hydroxypropylacrylat,
ein Niedrigalkylacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, Methylolacrylamid, ein N-alkylsubstituiertes Acrylamid
und/oder dergleichen, wann immer notwendig, zuzusetzen.
Die Anteile der vorstehend beschriebenen drei Komponenten
können vorzugsweise im Bereich von 20 - 70 Mol-% für die Komponente (A), von 20 - 70 Mol-% für die Komponente (B)
bzw. 0,5 - 30 Mol-% für die Komponente (C) liegen.
Vom Standpunkt der Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien, der Leichtigkeit der Copolymerisation und der Wirkung als
ein oberflächenaktives Mittel her gesehen, ist es bevorzugt,
ein Terpolymeres zu verwenden, das aus 20 - 70 Mol-% Acrylsäure (A), 20 - 60 Mol-% Acrylnitril (B) und 0,5 30
Mol-% 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (C) besteht.
Als ein Polymerisationsverfahren zur Erzielung eines derartigen Copolymeren können genannt werden die Ionenpolymerisation,
die Radikalpolymerisation, die thermische Polymerisation, die Strahlungspolymerisation oder dergleichen.
Bevorzugt ist die Radikalpolymerisation. Allgemein gesprochen wird die Radikalpolymerisation häufig in einem System
angewendet, in dem die vorstehend erwähnten mindestens drei Arten von Monomeren gleichmäßig in Wasser gelöst wurden.
Als Beispiele für Polymerisationskatalysatoren können solche Radikalpolymerisationsinitiatoren genannt werden, wie
verschiedene organische Peroxide (z. B. Benzoylperoxid), organische Hydroperoxide, aliphatische Azobisverbindungen
(z. B. Azobis-isobutyronitril) und wasserlösliche Persäurosalze (z. B. Persulfate). Da das anionische wasserlösliche
Polymere, das erfindungsgemäß verwendet wird, vorzugsweise ein relativ niedriges Molekulargewicht hat (d. h.
daß es bei Bildung zu einer wäßrigen Lösung eine niedrige
Viskosität ergibt), können ein radikalbildender Redoxkatalysator,
der in Kombination mit einer wasserlöslichen Persäure (beispielsweise Ammoniumpersulfat oder Kaliumpersulfat)
und einem wasserlöslichen Reduktionsmittel (beispielsweise einem Sulfit) gebildet wird, am bevorzugtesten
werden,
verwendet/ Ein derartiger radikalbildender Redoxkatalysator wird gewöhnlich als wäßrige Lösung zu dem Reaktionssystem gefügt. Der Katalysator, nämlich jedes der wasser- : löslichen Persäure und des wasserlöslichen Reduktionsmittels, können in einer Menge von 0,01 - 10 Teilen pro jede 100 Teile der Monomerkomponenten zugesetzt werden. ;
verwendet/ Ein derartiger radikalbildender Redoxkatalysator wird gewöhnlich als wäßrige Lösung zu dem Reaktionssystem gefügt. Der Katalysator, nämlich jedes der wasser- : löslichen Persäure und des wasserlöslichen Reduktionsmittels, können in einer Menge von 0,01 - 10 Teilen pro jede 100 Teile der Monomerkomponenten zugesetzt werden. ;
Um das Molekulargewicht eines zu erhaltenden Polymeren zu steuern, kann die Reaktion durchgeführt werden durch Einarbeiten
einer geringen Menge einer von verschiedenen Verbindungen, die als Kettenübertragungsmittel bekannt sind,
beispielsweise eines Alkylmercaptans oder dergleichen, in das Reaktionssystem.
Bsi der Polymerisation der Vinylmonomeren in der wäßrigen
Lösung können Monomere, die saure Gruppen aufweisen, als freie Säuren oder teilweise oder gänzliche Salze der Polymerisation
unterworfen werden. Wenn derartige Monomere als Salze verwendet werden, können sie in den Formen von Alkalimetallsalzen,
Erdalkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen, Niedrigaminsalzen, Hydroxyalkylaminsalzen oder dergleichen verwendet
werden.
Bei der Herstellung des anionischen wasserlöslichen PoIymeren
in einem wäßrigen System gemäß dem Radikalpolymerisationsverfahren
wird die Temperatur des Systems adiabatisch angehoben, durch plötzliche Erzeugung von Polymerisationswärme nach der Zugabe des Katalysators, und die Polymerisationsreaktion
wird daher in einem relativ kurzen Zeitraum zur Vervollständigung gebracht. Wegen der von den Monomeren
abgegebenen Polymerisationswärme wird die Polymerisationsreaktion im allgemeinen unter Verwendung jedes Monomeren
als eine 5-30 Gew.-% wäßrige Lösung durchgeführt, um ein
1 Sieden des Systems zu verhindern.
Das so erhaltene anionische wasserlösliche Polymere weist ein Molekulargewicht von 1000 bis 10 000 000, gemessen mit
einem Gelpermeationschromatographen (geeicht unter Verwendung von Dextran als ein Standardmolekulargeicht) auf. Durch
die Begrenzung der Anteile der drei Ausgangsmaterial-Komponenten auf die vorstehend erwähnten Bereiche, bleibt es in
Wasser über einen weiten pH-Wert-Bereich löslich. Es ist bevorzugt, ein derartiges anionisches wasserlösliches Poly- -.
meres zu verwenden, daß seine wäßrige Lösung, die 20 Gew.-% nicht-flüchtige Komponenten enthält, eine Viskosität von
3 - 100 000 eP oder vorzugsweise 5-10 000 «* (gemessen bei
25 0C und einem pH-Wert von 4,0, mit einem Brookfield-Viskosimeter)
aufweist. Jegliche Viskositätswerte unter : 5 -eP· führen zu Mikrokapseln mit einer weiten Teilchengrößen-:
verteilung, da die entsprechenden anionischen wasserlöslichen Polymeren ein etwas unzureichendes Emulgiervermögen
und eine etwas unzureichende Emulsionsstabilität aufweisen.
Wenn die Viskosität 10 000 e-P- überschreitet, so ist die
Viskosität jeder resultierenden Mikrokapselaufschlämmung hoch, und es wird somit schwierig, Mikrokapseln mit hohem
Feststoffgehalt herzustellen und handzuhaben.
Ein derartiges anionisches wasserlösliches Polymeres wird im allgemeinen als eine wäßrige Lösung aus der Polymerisationsstufe
der sie bildenden Monomeren gehandhabt. Dementsprechend kann sie als ein oberflächenaktives Mittel in
der Form einer derartigen wäßrigen Lösung verwendet werden.
In diesem Falle ist es nicht notwendig, das Polymere erneut in Wasser zu lösen. Es ist somit sehr zweckmäßig, das Polymere
als solches in wäßriger Lösung zu verwenden. Es muß nicht gesagt werden, daß es auch möglich ist, ein anionisches
wasserlösliches Polymeres zu verwenden, das als trocke-
35 nes Pulver erhalten wurde.
Die Viskosität einer wäßrigen Lösung des anionsichen wasserlöslichen
Polymeren, die erfindungsgemäß verwendet wird,
variiert äußerst wenig mit dem pH-Wert über einen pH-Wert-Bereich von 2-14, ohne eine Abscheidung des Polymeren zu
bewirken, und daher die Lösung in dem vorstehend erwähnten pH-Wert-Bereich trüb zu machen. Daher erfahren weder die
wäßrige Lösung, noch die resultierende Mikrokapselaufschlämmung
so wesentliche Änderungen, daß eine Viskositätssteigerung auftreten würde, selbst wenn ihr pH-Wert angehoben
würde. Dementsprechend kann die wäßrige Lösung leicht gehandhabt werden. Die vorstehend erwähnte geringe Neigung zur
Vergrößerung der Viskosität durch eine Erhöhung des pH-Wertes ist auch besonders geeignet vom Gesichtspunkt der Wirksamkeit
und der Bereitschaft der Beschichtungsarbeit, da sie gewöhnlich im alkalischen Gebiet auf eine Basispapierbahn
aufgebracht wird, wenn sie verwendet wird, um druckempfindliches Kopierpapier herzustellen, was ein geeignetes
Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäßen Mikrokapseln
ist.
Bei der Herstellung der Mikrokapseln gemäß der Erfindung wird ein Aminoaldehyd-Polykondensationsharz als Material,
das zur Bildung von Wandungsfilmen zum Einschluß eines Kernmaterials geeignet ist, verwendet. Spezielle Beispiele
für ein derartiges Aminoaldehyd-Polykondensationsharz können ein Harnstoff-Formaldehydharz, Melamin-Formaldehydharz,
Harnstoff-Melamin-Formaldehydharz, usw., umfassen. Als
Ausgangsmaterialien, die für die Bildung derartiger Wandungsfilme geeignet sind, können erwähnt werden:
(A) Harnstoff und Formaldehyd;
(B) ein wasserlösliches Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
(beispielsweise Methylolharnstoff, niedrigalkylierter Methylolharnstoff, oder ein wasserlösliches
geringgradiges Kondensationsprodukt davon);
(C) ein Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt,
modifiziert durch ein Phenol, Melamin, Benzoguanamin, SuIfamidsäure,
ein Amin, ein quaternäres Ammoniumsalz oder dergleichen;
(D) Melamin und Formaldehyd;
-ΚΙ (E) ein wasserlösliches Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
(Methylolmelamin, methyliertes Methylolmelamin, butyliertes Methylolmelamin oder ein niedriggradiges
Kondensationsprodukt davon); und
(F) ein Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt,
modifiziert durch ein Phenol, Benzguanamin, SuIfamidsäure,
ein Amin, Harnstoff, ein quaternäres Ammoniumsalz oder dergleichen.
Es kann auch möglich sein, im Hinblick auf die Steuerung der Dichten und der Steifigkeit der Wandungsfilme der Mikrokapseln, eine oder mehrere verschiedene aromatische Polyhydroxyverbindungen
und ihre Derivate, in einer Gesamtmenge von 1 bis 30 Teilen, basierend auf je 100 Teile Harnstoff-
oder Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt,
zu verwenden. Als Beispiele für solche Verbindungen können genannt werden Resorcin, Orcin, meta -Methoxyphenol, Pyrogallol,
usw., wobei Resorcin eine bevorzugte Verbindung aufgrund seiner guten Zugänglichkeit ist.
Eine derartige aromatische Polyhydroxyverbindung wird im allgemeinen verwendet durch Mischen und Auflösen zusammen
mit Harnstoff oder dem Harnstoff-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt
in der wäßrigen Lösung des anionischen Polymeren, vor dem Dispergieren und Emulgieren des Kernmaterials
.
Im Hinblick auf die Dichten der resultierenden Filme und die Bereitschaft zur Reaktion, ist es am bevorzugtesten,
Mikrokapseln aus einem wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsprodukt,
insbesondere einem wasserlöslichen methylierten Methylolmelamin oder seiner wäßrigen
Lösung unter Mikrokapseln, die mit Wandungen ausgerüstet sind, die aus den vorstehend erwähnten Amino-
35 aldehydharzen hergestellt sind, zu bilden.
Die Menge des anionischen wasserlöslichen Polymeren, das erfindungsgemäß verwendet werden soll, kann je nach dem
-πι Typ des wasserlöslichen Polymeren, den Typen der Ausgangsmaterialien,
die zur Bildung der Mikrokapseln verwendet werden sollen, dem Typ des einzukapselnden Kernmaterials,
den für die Herstellung der Mikrokapseln verwendeten Bedingungen, usw., variieren. Sie kann jedoch 0,5 - 10 Gew.-%
oder vorzugsweise 1 - 5 Gew.-% des Mikrokapsel-Produktionssystems betragen. Zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen anionischen,
wasserlöslichen Polymeren ist es auch möglich, andere anionische wasserlösliche Polymere zu verwenden,
beispielsweise Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres, Methylvinylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres, Polyacrylsäure
, Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres, Styrolsulfonsäurepolymeres oder -copolymeres, Anion-modifizierte
Povale, Gummi arabicum, Cellulosederivate und dergleichen, in geeigneter Kombination, je nach Bedürfnis.
Das Verhältnis des wandungsbildenden Materials zum Kernmaterial, das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet
wird, kann allgemein im Bereich von 1:3 bis 1:20 (Gew/Gew) liegen. Dieses Verhältnis kann jedoch je nach der Art des
als Kernmaterial zu verwendenden Materials oder nach dem Endzweck der resultierenden Mikrokapseln variieren.
Das Mikrokapselkernmaterial, das für das erfindungsgemäße
Verfahren geeignet ist, ist eine mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeit oder Feststoff. Hydrophobe Flüssigkeiten können
als geeignete Kernmaterialien genannt werden. Spezielle Beispiele für derartige hydrophobe Flüssigkeiten können
teilweise hydriertes Terphenyl, chloriertes Paraffin, Diallylalkane,
Alky!naphthaline, Dibenzylbenzolderivate,
Alkylbenzole, Paraffin, Cycloparaffin, verschiedene Ester, beispielsweise Ester von Phthalsäure, Adipinsäure, Zitronensäure,
Myristinsäure, Trimellitsäure, Sebacinsäure, Stearinsäure, Benzoesäure, Phosphorsäure und dergleichen,
Stickstoff enthaltende Verbindungen, z.B. Nitrobenzol, Dimethylanilin, Dimethyl-p-toluidin, verschiedene Duftstoffe,
Flüssigkristallverbindungen, usw., sein. Es ist auch
möglich, als ein Kernmaterial eine hydrophobe wäßrige
349Q348
-VS-
Flüssigkeit zu verwenden, die erhalten wurde durch Auflösen eines wasserunlöslichen festen Materials.
Eine Mikrokapselaufschlämmung, die für druckempfindliches
Kopierpapier geeignet ist, kann durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden. Für derartige
Mikrokapseln kann als ein Kernmaterial eine Lösung verwendet werden, die erhalten wird durch Auflösen eines Farbstoff
Vorläufers, wie eines Phthalidderivats, Fluoranderivats,
Acylleucophenothiazinderivats, Leucotriarylmethanderivats, Leucoindolylmethanderivats, Spiropyranderivats
oder Phthalimidderivats in einem hydrophoben Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt, wie ein Alkylnaphthalin, Diallylalkan,
teilweise hydriertes Terphenyl oder dergleichen. 15
Das erfindungsgemäße Verfahren kann roh gesprochen durchgeführt
werden durch folgende Stufen: (1) Herstellung einer wäßrigen Lösung aus einem anionischen
wasserlöslichen Polymeren;
(2) Emulgieren oder Dispergieren eines Kernmaterials in der
wäßrigen Lösung des anionischen wasserlöslichen Polymeren ;
(3) anschließender Zusatz eines Materials, das zur Bildung von Aminoaldehydwandungsfilmen bzw. -folien geeignet
25 ist;
(4) pH-Einstellungsstufe (gegebenenfalls);
(5) Einkapselungsstufe durch Bildung von Filmen bzw. Folien aus dem Aminoaldehydharz; und
(6) Behandlungsstufe für jeglichen verbleibenden Formaldehyd (wahlfrei).
Die vorstehenden Verfahrensstufen können selbstverständlich
je nach Bedürfnis in verschiedener Reihenfolge durchgeführt werden.
Die wäßrige Lösung des anionischen wasserlöslichen Polymeren, die beim erfindungsgemäßen Verfahren brauchbar ist,
ist äußerst gut handhabbar, da sie eine stabile Emulsion
I0 34903A8
-ΦΙ oder Dispersion für ein Kernmaterial über weite pH- und
Temperaturbereiche ergeben kann, und selbst wenn ein MeIamin-Formaldehyd-fumbildendes
Material eingearbeitet wird, neigt sie nicht zu einer temporären Viskositätssteigerung
oder zur Ermöglichung der Bildung riesiger Tröpfchen oder Teilchen durch Agglomeration oder Koagulation von Tröpfchen
oder Teilchen des Kernmaterials.
Das Emulgieren oder Dispergieren des Kernmaterials wird durch einen Homomischer, Homogenisator, Strömungsstrahlmischer
bzw. Flow-jet-Mischer, statischen Mischer, Reihenmischer
bzw. In-line-Mischer, oder dergleichen durchgeführt.
Die geeignete Tröpfchengröße des Kernmaterials in einer derartigen Emulsion oder Dispersion kann in Abhängigkeit
vom beabsichtigten Endzweck der resultierenden Mikrokapseln variieren. Jedoch kann die durchschnittliche Tröpfchengröße
etwa 2-10 Mikrometer oder derart betragen, wenn die resultierenden Mikrokapseln beispielsweise in druckempfindlichem
Kopierpapier verwendet werden. Der Einschluß zahlreicher grober Tröpfchen, die 15 Mikrometer überschreiten, ist
nicht bevorzugt, da sie zu einer Hintergrundverschmutzung selbst unter milden Drücken führen.
Die Bildungsreaktion für die Mikrokapselwandung kann im allgemeinen bei 40 - 80 0C oder vorzugsweise 50 - 60 0C
und bei einem pH-Wert im Bereich von 2,5 - 6,5 oder vorzugsweise 4,0 - 5,5 durchgeführt werden.
Die Reaktion bei der Wandungsfilme bzw. Wandungsfolien
mit einem Aminoaldehydharz gebildet werden, kann im allgemeinen
bei höheren Temperaturen beschleunigt werden, wenn der pH-Wert niedrig bleibt. In einem pH-Bereich von
unter 2,5 erfährt jede Mikrokapselaufschlämmung eine
beträchtliche Färbung, durch Entwicklung der Farbe des Farbstoffvorlaufers unter derart sauren Bedingungen. Daher
ist ein derart niedriger pH-Wert-Bereich für die Herstellung von druckempfindlichem Kopierpapier nicht geeignet.
Wenn der pH-Wert andererseits 6,5 überschreiten
sollte, so wird die Reaktion zur Bildung der Wandung in ungeeigneter Weise verlangsamt und die Einkapselung erfordert
eine hohe Temperatur und einen langen Zeitraum. Daher ist ein derartiger hoher pH-Wert-Bereich unzweckmäßig.
Allgemein gesprochen kann die Reaktion in einigen Stunden unter Reaktionsbedingungen, wie 50 - 100 0C und pH 3,0 5,5
zu Ende gebracht werden.
Es kann auch möglich sein, wann immer notwendig, die Dichten und die Anti-Lösungsmittelstabilität von Filmen bzw.
Folien beträchtlich zu verbessern, wenn man die Polykondensationsreaktion stufenweise bei zwei oder mehreren
verschiedenen pH- und Temperaturwerten durchführt, und so das Ausmaß der Vernetzung des resultierenden Aminoaldehydharzes
weiter verstärkt.
Außerdem tritt kein Problem auf, wenn das Ammoniumsalz (beispielsweise Ammoniumchlorid) einer Säure oder dergleichen
als Reaktionsbeschleuniger verwendet wird. Wenn es aus hygienischen Gründen notwendig ist, noch verbleibenden
freien Formaldehyd nach der Bildung der Wandungsfilme der Mikrokapseln zu entfernen oder zu verringern,
kann der verbleibende Formaldehyd entfernt werden durch Umwandeln in eine harmlose Form unter geeigneten Bedingungen,
mit Harnstoff, Ethylenharnstoff, einem Sulfit, einem Zucker, Ammoniak, einem Amin, einem Hydroxyaminsalz
(Chlorwasserstoffsäuresalz, Schwefelsäuresalz oder Phosphorsäuresalz), Melamin, einer Verbindung, die eine
aktive Methylengruppe enthält, einem Hydroxyalkylamin,
30 einem Acrylamid-Basis-Polymeren oder dergleichen.
34903AS
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln wird im folgenden genauer in den nachstehenden
Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben.
5 Beispiel 1
In einer Stickstoffatmosphäre wurden 0,08 Mol (16,58
Teile) 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure in 313 Teilen entionisiertem Wasser gelöst und der pH-Wert
der resultierenden Lösung wurde dann mit 20% wäßriger Natriumhydroxidlösung auf 7,5 eingestellt. Anschließend
wurden 0,58 Mol (42,64 Teile) 98% Acrylsäure und 0,36 Mol (19,10 Teile) Acrylnitril zugesetzt. Das so
erhaltene Gemisch wurde gerührt und in eine homogene wäßrige Lösung gemischt.
Nach dem Erwärmen des Systems auf 30°C und Einhalten
dieser Temperatur, wurden 40 Teile einer 20% wäßrigen Ammoniumpersulfatlösung zugesetzt und 5 min später wurden
16 Teile einer 20% wäßrigen Natriumhydrogensulfitlösung weiter zugefügt. Anschließend wurde die Polymerisation
in einem adiabatischen Zustand gestartet. Die Temperatur des Systems stieg auf 75°C während 30 min
durch die Polymerisationswärme an. Nach dem Halten des Systems 1 h bei 75°C wurde das System gekühlt und sein
pH-Wert wurde mit einer 20% wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf 4,0 eingestellt, wobei man eine 20% wäßrige
Lösung (A) eines anionischen wasserlöslichen Polymeren erhielt. Die wäßrige Lösung hatte eine Viskosität von
190 cP bei 250C.
30
Die Mikroeinkapselung erfolgte auf folgende Weise, unter Verwendung der vorstehend hergestellten wäßrigen Lösung
(A). Zu einer wäßrigen Lösung (pH 4,0), erhalten durch Verdünnen von 30 Teilen der wäßrigen Lösung (A)
auf 92,4 Teile mit Wasser, wurden als Kernmaterial 130 Teile Alkylnaphthaline ("KMC-113", Produkt der
Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) mit einem Gehalt von 3,0 Gew.-% KristalIviolettlacton und 0,8 Gew.-%
Benzoylleucomethylenblau, beide gelöst in den Alkylnaphthalinen,
gefügt. Das resultierende Gemisch wurde dann vermischt und bei 11000 Upm mit einem Homomixer
(Warenzeichen; hergestellt von der Tokushu Kika K.K.)
vermischt. 10 min später wurde eine stabile Emulsion vom Öl/Wasser-Typ mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße
von 3,5 Mikrometer erhalten, zu der 24,4 Teile einer wäßrigen Lösung eines methylierten Methylolmelaminharzes
(nicht-flüchtige Komponenten: 80 Gew.-%; "U-Ramin T-34"; Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.)
unter Rühren gefügt. Anschließend wurde das System auf 60°C erwärmt, wobei die Reaktionskomponenten 2 h kondensiert
wurden. Das Reaktionsgemisch wurde dann zur Vervollständigung der Mikroeinkapselung gekühlt.
15
Die resultierende Mikrokapselaufschlämmung hatte einen
sehr hohen Feststoffgehalt von 63 Gew.-% und ihre Viskosität
betrug 320 eP bei 250C.
Um noch verbleibenden Formaldehyd zu entfernen, wurde eine 28% wäßrige Ammoniaklösung zugesetzt, um den pH-Wert
der Mikrokapselaufschlämmung auf 8,5 anzuheben. Die Mikrokapselaufschlämmung wurde dann vom Formalingeruch
befreit, wodurch man eine gute Mikrokapselaufschlämmung mit keiner Koagulationsneigung und einer
Viskosität von 290 eP- erhielt.
Die durchschnittliche Teilchengröße der resultierenden
Mikrokapseln betrug 3,6 Mikrometer. Es traten keine groben Teilchen von über 10 Mikrometer auf.
Die Mikrokapselaufschlämmung, die im Beispiel 1 erhalten
wurde, wurde mit Wasser verdünnt, um die Beziehung zwisehen ihrem festen Anteil und der Viskosität zu untersuchen.
Die Viskositäten wurden jeweils unter Verwendung eines Brookfield Viskosimeters bei 25°C gemessen.
Konzentration der festen Anteile |
63% | 60% | 50% | 40% | 30% |
Viskosität (ei^mfa-i.) | 320 | 100 | 23 | 9 | 3 |
36 Teile der 20% wäßrigen Lösung (A) des anionischen wasserlöslichen Polymeren, hergestellt im Beispiel 1,
wurden mit 84 Teilen Wasser verdünnt, der pH-Wert der verdünnten Lösung wurde auf 4,1 eingestellt, worauf
weitere 36 Teile einer wäßrigen Lösung eines methylierten Methylolamins (nicht-flüchtige Bestandteile: 80%)
zugesetzt wurden. Das resultierende Gemisch wurde zur Bereitung einer homogenen wäßrigen Lösung gerührt, zu
der 114 Teile Phenylxylylethan (Produkt der Nippon Petrochemical Co., Ltd.; "Hisol SAS-296"), die 4,0 Gew.-?
3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran und 0,5 Gew.-% Kristallviolettlacton, beide gelöst in dem Phenylxylylethan,
enthielt, gefügt. Die resultierende Mischung wurde bei 11000 Upm mit einem Homomixer emulgiert, wobei
man eine stabile Emulsion vom Öl/Wasser-Typ mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 3,5 Mikrometer
in 3 min erhielt. Die Emulsion hatte eine niedrige Viskosität und eine sehr gute Emulsionsstabilität.
Die vorstehenden Stufen wurden durchgeführt während das System bei 25°C gehalten wurde.
Anschließend wurde der Homomixer entfernt, und das so
hergestellte System wurde allmählich unter sanftem Rühren auf 700C erwärmt. Bei 700C erfolgte die Bildung
der Kapselwandungen während 1 h. Anschließend wurden 50% Essigsäure zur Einstellung des pH-Werts auf 4,5 zugesetzt.
Die Reaktion konnte eine weitere Stunde fortschreiten. Das System wurde dann zur Vervollständigung
der Mikroeinkapselung gekühlt. Die resultierende Mikrokapselaufschlämmung
hatte einen hohen Feststoffgehalt
3Λ303Α8
von 60 Gew.-% und eine geringe Viskosität von 90 100 Teile der so erhaltenen Mikrokapselaufschlämmung
wurden abgetrennt, es wurde Harnstoff in einer Menge von einem Zehntel der des vorstehend verwendeten methylierten
Methylolmelamins zugesetzt. Der pH-Wert des resultierenden Gemischs wurde mit Essigsäure auf 3,0 eingestellt,
worauf erhitzt wurde. Das Gemisch wurde bei 700C 1 h umgesetzt, und der verbleibende Formaldehyd
wurde entfernt. Schließlich wurde der pH-Wert des so hergestellten Gemischs auf 9,5 mit einer 20% wäßrigen
Natriumhydroxidlösung angehoben, unter Bildung einer Mikrokapselaufschlämmung, die keinen Formalingeruch aufwies.
In der Stufe der Entfernung des Formalins zeigte sich keine Tendenz zu einer Zunahme der Viskosität oder
15 Koagulation.
Nach den Arbeitsweisen für das anionische wasserlösliche Polymere des Beispiels 1 erhielt man eine 20% wäßrige
Lösung (B) eines anionischen wasserlöslichen Polymeren mit Monomeranteilen von 6 Mol-% Acrylsäure, 30 Mol-%
Acrylnitril und 10 Mol-% 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure. Die wäßrige Lösung hatte eine Viskosität
mPa-s von 130 -eP- bei 250C.
Anschließend wurde eine Lösung aus einem Gemisch aus 50 Teilen der vorstehenden wäßrigen Lösung und 156 Teilen
Wasser bereitet, zu der eine 20% wäßrige Lösung von Natriumhydroxid gefügt wurde, um den pH-Wert der Lösung
auf 4,5 anzuheben4 200 g des gleichen Kernmaterials,
wie im Beispiel 1 verwendet, wurden zu der resultierenden Lösung gefügt. Das so erhaltene Gemisch wurde
15 min mit einem Homomixer emulgiert, unter Erzielung einer stabilen Emulsion vom Öl/Wasser-Typ, mit einer
durchschnittlichen Tröpfchengröße von 2,8 Mikrometer.
Anschließend wurde zu der vorstehend bereiteten Emulsion eine wäßrige Lösung eines Melaminharz-Vorläufers gefügt,
wobei die Lösung vorausgehend hergestellt wurde durch
Erwärmen und Auflösen eines Gemischs von 26,5 Teilen 37% Formaldehyd und 20 Teilen Melamin. Das resultierende
Gemisch wurde unter Rühren bei 600C während 3 h zur
Fertigstellung der Mikroeinkapselung zur Reaktion gebracht. Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies
einen Feststoffgehalt von 53 Gew.-% auf und ihre Viskosität
betrug 42 <=H? (bei 250C).
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde eine 20% wäßrige Lösung (C) eines anionischen wässerlöslichen
Polymeren mit einer Monomerzusammensetzung von 15 Mol-% SuIfopropylacrylat, 50 Mol-% Methacrylsäure und 35 Mol-%
Acrylnitril aus Methacrylsäure, Acrylnitril und einer 50% wäßrigen SuIfopropylacrylatlösung hergestellt. Die
wäßrige Lösung (C) wies einen pH-Wert von 4,0 und bei 25 C eine Viskosität von 240 ei1 auf.
Anschließend wurden 50 Teile einer 20% wäßrigen Lösung des Copolymeren gerührt und mit 162 Teilen Wasser vermischt,
und der pH-Wert wurde auf 4,3 eingestellt, und es wurden als Kernmaterial 260 Teile teilweise hydriertes
Terphenyl ("HB-40"; Produkt der Monsanto) mit einem Gehalt von 3,5 Gew.-% KristalIviolettlacton, darin gelöst,
zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 20 min mit einem Homomixer emulgiert, unter Erzielung einer Emulsion
vom Öl/Wasser-Typ, mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 4,2 Mikrometern. Anschließend wurden
208 Teile einer wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin ("U-Ramin P-6100"; Produkt der Mitsui-Toatsu
Chemicals, Inc.) zu der vorstehend erhaltenen Emulsion gefügt. Die Temperatur des Systems wurde auf 550C gesteigert,
wobei die Reaktionskomponenten einer Kondensation während 3 h unterworfen wurden. Anschließend wurde
eine geringe Menge 50% Essigsäure zugesetzt und die Konzentration konnte kontinuierlich weitere 2 h fortschreiten,
um die Mikroeinkapselung zu vervollständigen.
Die so hergestellte Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 55 Gew.-% auf und ihre Viskosität war sehr niedrig, 75 -ei»- bei 25°C.
5 Vergleichsbeispiel 1
50 Teile eines Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren wurden unter Erwärmen in 450 Teilen Wasser gelöst, unter
Erzielung einer 10% wäßrigen Lösung (D). Anschließend wurden 100 Teile der wäßrigen Lösung (D) und 200 Teile
Wasser miteinander vermischt, und der pH-Wert des resultierenden Gemischs wurde mit einer 10% wäßrigen Natriumhydroxidlösung
auf 4,0 angehoben. 200 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 1 verwendet, wurden mit
einem Homomixer in dem vorstehend hergestellten Gemisch,
unter Erzielung einer stabilen Emulsion vom Öl/Wasser-Typ, emulgiert.
Unter weiterem Rühren wurden zu der vorstehenden Emulsion 60 Teile methyliertes Methylolmelamin mit einem
Feststoffgehalt von 50% (Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.; "U-Ramin T-530") gefügt. Das resultierende
Gemisch wurde dann 2 h gerührt, wobei es bei 55°C gehalten wurde, wodurch die Mikroeinkapselung vollständig
wurde.
Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 42,9 Gew.-% auf. Die Viskosität des Systems nahm jedoch plötzlich zu, da sich Wandungsfilme
durch Kondensation des ursprünglichen Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukts
bildeten. Eine Mikrokapselauf schlämmung, erhalten durch Kühlen des Reaktionsgemischs
nach der Filmbildung, zeigte keine wesentliche Koagulationstendenz, sie wies jedoch eine hohe Viskosität
von 7400 et* auf und verlor ihre Fließfähigkeit
35 fast vollständig.
Eine Mikroeinkapselung wurde in gleicher Weise wie im
Vergleichsbeispiel !durchgeführt, wobei jedoch die Wassermenge
so eingestellt wurde, daß der Feststoffgehalt der resultierenden Mikrokapselaufschlämmung 35 Gew.-%
betrug. Nach dem Kühlen hatte die resultierende Mikrokapselaufschlämmung
einen pH-Wert von 4,8 und eine Viskosität von 250 €£-.
Um verbleibendes Formalin zu entfernen, wurde eine 28% wäßrige Ammoniaklösung zugesetzt, um den pH-Wert der
Mikrokapselaufschlämmung auf 8,5 einzustellen. Der
Formaldehydgeruch wurde vollständig entfernt, jedoch nahm die Viskosität der resultierenden Mikrokapselauf-
ΙΠ?Λ·5
schlämmung auf einen Wert von 670 -e-P- zu. Es zeigte sich
daher, daß die Viskosität stark von dem pH-Wert abhing. Es war somit notwendig der Steuerung des pH-Werts während
der Beschichtung der Mikrokapselaufschlämmung große Aufmerksamkeit zu widmen.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurden 2,5 Teile Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymeres (Produkt der Monsanto; "Scripset-520"), 2,5 Teile
eines Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren /Produkt der Nihon Nyukazai K.K.; "Disrol H-12 (nichtneutralisiert)"_7
und eine verdünnte wäßrige Lösung von Natriumhydroxid verwendet. Die Copolymeren wurden in
Wasser unter Erwärmen gelöst, wobei der pH-Wert der resultierenden Lösung bei 5,0 gesteuert wurde, unter Erzielung
von 100 Teilen einer wäßrigen Lösung. Man benötigte 4 h bei 900C bis die Copolymeren völlig aufgelöst
waren. Anschließend erfolgte die Mikroeinkapselung in einem Wasserbehälter mit konstanter Temperatur von
55°C.
Zu einem Gemisch von 100 Teilen der wäßrigen Lösung des St-yrol-M.ilei nsäureanhydrid-Copolymeren und Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren
und 17,5 Teilen Wasser wurden 100 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 1 verwendet, mit einem Homomixer emulgiert oder
349D3A8
dispergiert, worauf 12,5 Teile einer 80% wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin (Produkt der
Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.; "U-Ramin T-33") zugesetzt wurden. Das resultierende Gemisch wurde 2 h kondensiert und dann zur Vervollständigung der Bildung der Mikrokapselfilme gekühlt. Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-% und eine Viskosität von 620 -ep- auf.
Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.; "U-Ramin T-33") zugesetzt wurden. Das resultierende Gemisch wurde 2 h kondensiert und dann zur Vervollständigung der Bildung der Mikrokapselfilme gekühlt. Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen Feststoffgehalt von 50 Gew.-% und eine Viskosität von 620 -ep- auf.
Um verbleibendes Formalin zu entfernen, wurde die Aufschlämmung
erneut auf 6O0C erhitzt, worauf 3 Teile einer 40% wäßrigen Harnstofflösung zugesetzt wurden. Der pH-Wert
der Aufschlämmung wurde dann auf 4,0 eingestellt.
Die Aufschlämmung wurde dann völlig viskos und es konnte nicht mehr weitergerührt werden. Dementsprechend war es nicht möglich denn verbleibenden Formaldehyd aus der
sauren Stufe, beispielsweise durch Zusatz von Harnstoff, zu entfernen.
Die Aufschlämmung wurde dann völlig viskos und es konnte nicht mehr weitergerührt werden. Dementsprechend war es nicht möglich denn verbleibenden Formaldehyd aus der
sauren Stufe, beispielsweise durch Zusatz von Harnstoff, zu entfernen.
20 Vergleichsbeispiel 4
40 Teile 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure wurden
unter Rühren in 160 Teilen Wasser gelöst, worauf mit
einer 20% wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf den pH-Wert 5,0 eingestellt wurde. Dann wurden 3,7 Teile einer 10% wäßrigen Ammoniumpersulfatlösung und 0,8 Teile einer 10% Natriumhydrogensulfitlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde adiabatisch polymerisiert, unter Erzielung einer 20 Gew.-% wäßrigen Lösung (D) von Natriumpoly-(2-acrylamido-2-methylpropansulfonat). Die Vis-
unter Rühren in 160 Teilen Wasser gelöst, worauf mit
einer 20% wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf den pH-Wert 5,0 eingestellt wurde. Dann wurden 3,7 Teile einer 10% wäßrigen Ammoniumpersulfatlösung und 0,8 Teile einer 10% Natriumhydrogensulfitlösung zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde adiabatisch polymerisiert, unter Erzielung einer 20 Gew.-% wäßrigen Lösung (D) von Natriumpoly-(2-acrylamido-2-methylpropansulfonat). Die Vis-
kosität der wäßrigen Lösung (D) betrug bei 25°C 430 -θ-Ρ-μΡ
(4-1) Mikroeinkapselung:
25 Teile der wäßrigen Lösung (D) und 85 Teile Wasser
wurden unter Rühren vermischt. Der pH-Wert der resultierenden Mischung wurde auf 4,0 eingestellt. 100 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 1 verwendet, wurden zu dem vorstehend hergestellten System gefügt.
Das resultierende Gemisch wurde 20 min mit einem Homo-
wurden unter Rühren vermischt. Der pH-Wert der resultierenden Mischung wurde auf 4,0 eingestellt. 100 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 1 verwendet, wurden zu dem vorstehend hergestellten System gefügt.
Das resultierende Gemisch wurde 20 min mit einem Homo-
mixer bei 60°C emulgiert oder dispergiert. Die resultierende Emulsion vom Öl/Wasser-Typ wies eine schlechte
Emulsionsstabilität auf, und es erfolgte eine Agglomeration der Öltröpfchen unmittelbar nach dem Beenden des
Rührens. Es war somit notwendig stärkere Scherkräfte immer auf die Emulsion anzuwenden, um die Öltröpfchen in
kleinen Größen zu halten. Es war daher schwierig die Größe der emulgierten Tröpfchen zu steuern. Wenn 30
Teile einer 50% wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin (Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.;
"U-Ramin P-6100") unter kräftigem Rühren zugesetz wurden, so wurde das System sofort stark viskos und 5 min
später koagulierte und gelierte das System vollständig.
15 (4-2):
Die Verfahrensweisen der vorstehenden Mikroeinkapselung
(4-1) wurden durchgeführt, mit der Ausnahme, daß methy- ^ertes Methylolmelamin ("Euramin P-6100") sorgfältig
unter kräftigem Rühren während 2 h zugetropft wurde, so daß die Gelbildung des Systems verhindert wurde und die
Reaktion konnte dann 2 weitere Stunden zur Vervollständigung der Mikroeinkapselung fortschreiten. Durch die
schlechte Emulsionsstabilität für das Öl ließen sich zahlreiche grobe Tröpfchen und koagulierte Tröpfchen in
der so hergestellten Mikrokapselaufschlämmung feststellen. Die Mikrokapselaufschlämmung war ungeeignet zur Verwendung
bei der Herstellung von druckempfindlichem Kopierpapier, falls derartige grobe Tröpfchen und koagulierte
Tröpfchen nicht durch ein Sieb abfiltriert wurden.
Übrigens lag die durchschnittliche Tröpfchengröße bei
7,4 Mikrometer. Der Feststoffgehalt und die Viskosität
der Aufschlämmung betrugen 50 Gew.-% bzw. 350
35 Vergleichsbeispiel· 5
Nach dem Auflösen von 8,4 Teilen Natrium-styrolsulfonat
(Produkt der Toyo Soda Mfg., Co., Ltd.; "Spinomer SS"; Reinheit: 85%) in 161,3 Teilen Wasser, wurden 29,9 Teile
98% Acrylsäure und 6,5 Teile Hydroxyethylmethacrylat zugefügt. Das resultierende Gemisch wurde zu einer homogenen
wäßrigen Lösung gerührt, die dann bei 4O0C warmgehalten
wurde. Dann wurden 12,9 Teile einer 10% wäßrigen Ammoniumpersulfatlösung und 4,0 Teile einer 10% wäßrigen
Natriumhydrogensulfitlösung zur Initiierung der Radikalpolymerisation
zugefügt. Die Innentemperatur stieg in 30 min auf 65°C an. Das Polymerisationssystem wurde bei
700C während weiterer 30 min warmgehalten, um die PoIymerisation
zu beenden, wodurch man eine wäßrige Lösung (E) des anionischen wasserlöslichen Polymeren erhielt.
Die wäßrige Lösung (E) wies einen Feststoffgehalt von
20 Gew.-% auf. Ihre Viskosität betrug bei 250C
4 800 -eP-. ™?*'S
15
(5-1):
32,5 Teile der wäßrigen Lösung (E) des Polymeren und 125,1 Teile Wasser wurden unter Rühren vermischt. Der
pH-Wert des resultierenden Gemischs wurde mit einer 10% wäßrigen Natriumhydroxidlösung von 2,4 auf 4,0 angehoben,
worauf 130 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel
1 verwendet, zugesetzt wurden. Das resultierende Gemisch wurde 20 min bei 600C mit einem Homomixer zur
Erzielung einer Emulsion vom Öl/Wasser-Typ emulgiert.
Seine Emulsionsstabilität war etwas unzureichend, so daß die Tröpfchengröße beim Stehenlassen zu einer Vergrößerung
durch Agglomeration der Tröpfchen neigte. Anschließend wurden 16,25 Teile einer 80% wäßrigen Lösung
von methyliertem Methylolamin (Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.; "U-Ramin P-6300") unter Rühren zu der
vorstehenden Emulsion gefügt. Der Inhalt wurde einer Kondensation bei 600C unterworfen. 10 min später wurde
das System insgesamt geliert und man erhielt so keine Mikrokapseln daraus.
35
(5-2):
19,88 Teile der wäßrigen Lösung (E) des Polymeren und
138,33 Teile Wasser wurden unter Rühren vermischt. Dann
wurden 6,63 Teile Harnstoff und 0,93 Teile Resorcin zugesetzt und in dem resultierenden Gemisch gelöst. Der
pH-Wert der so bereiteten Mischung wurde mit einer 10% wäßrigen Natriumhydroxidlösung von 2,75 auf 3,40 angehoben,
worauf 117 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 1 verwendet, zugesetzt wurden. Das resultierende
Gemisch wurde 20 min bei 600C mit einem Homomixer
emulgiert, unter Erzielung einer Emulsion vom Öl/Wasser-Typ. Die mikroskopische Untersuchung der
Emulsion zeigte, daß die Tröpfchen eine durchschnittliche Tröpfchengröße von etwa 4 Mikrometern aufwiesen. Durch
die stark saure Natur war die Emulsion mit einer dunklen rötlich-purpurnen Farbe getönt. Anschließend wurden
17,2 Teile 37% Formalin unter Rühren zugesetzt. Die Reaktion konnte 3 h bei 600C zur Vervollständigung der
Mikroeinkapselung fortschreiten. Das Reaktionsgemisch wurde dann gekühlt. Die resultierende Mikrokapselaufschlämmung
wies einen Feststoffgehalt von 45 Gew.-% und eine Viskosität von 250 ei* auf.
20 .
Jedoch war die rötlich-purpurne Färbung der Aufschlämmung so stark, daß die Färbung nicht verschwand, selbst
wenn die Aufschlämmung mit Natriumhydroxid oder dergleichen
alkalisch gemacht wurde. Die Oberfläche jedes druckempfindlichen "Papiers, das mit den so erhaltenen
Mikrokapseln beschichtet war, war so stark getönt, daß das druckempfindliche Papier für die praktische Verwendung
nicht geeignet war.
30 Beispiele 6 - 8 und Vergleichsbeispiele 6-9
Zu 69 Teilen von jeweils 20 Gew.-% wäßrigen Lösungen der anionischen wasserlöslichen Polymeren der Tabelle 1,
wurden 199 Teile entionisiertes Wasser gefügt. Der pH-Wert der resultierenden flüssigen Mischung wurde mit
einer 10% wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf 4,0 eingestellt.
Anschließend wurden 270 Teile Phenylxylylethan, ent-
haltend 3,0 Gew.-% Kristallviolettlacton, als Kernmaterial zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 30 min
mit einem Homomixer vermischt. Nach dem Zusatz von 67,5 Teilen einer 80% wäßrigen Lösung von methyliertem
Methylolmelamin ("U-Ramin P-6300") zu der Emulsion, wurde das System auf 600C erwärmt, um den Inhalt 2 h
lang zu kondensieren. Anschließend wurde das System zur Vervollständigung der Mikroeinkapselung gekühlt. Aus
jedem der anionischen Polymeren erhielt man eine Mikrokapselaufschlämmung
mit einem Feststoffgehalt von 55 Gew.-%.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt.
15 Beispiel 9
Zu 69 Teilen der 20 Gew.-% wäßrigen Lösung des anioschen wasserlöslichen Polymeren der Tabelle 1, wurden
175 Teile entionisiertes Wasser gefügt. Der pH-Wert des resultierenden flüssigen Gemischs wurde mit 10%
wäßriger Natriumhydroxidlösung auf 4,3 eingestellt.
Anschließend wurden 67,5 Teile einer 80% wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin zugesetzt, worauf
270 Teile eines Kernmaterials zugesetzt wurden, das eine Zusammensetzung war, die erhalten wurde durch Erhitzen
und Schmelzen von 1 Gew.-Teil Kristallviolettlacton, 2 Gew.-Teilen Bisphenol A und 30 Gew.-Teilen Laurinsäure.
Das resultierende flüssige Gemisch wurde 10 min mit einem Homomixer emulgiert. Anschließend wurde das Systern
auf 600C erwärmt, um den Inhalt 2 h zu kondensieren.
Dann wurde das System zur Vervollständigung der Mikroeinkapselung gekühlt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. 35
Beispiele 10 - 11
Es wurden Mikroeinkapselungsversuche in gleicher Weise wie im Beispiel 9 vorgenommen, jedoch wurden die anio-
-Λ9- β H
nischen wasserlöslichen Polymeren der Tabelle 1 verwendet und N,N-Dimethyl-p-toluidin und die gleichen Verbindungen
wie die im Beispiel 1 verwendeten wurden als Kernmaterialien eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der
Tabelle 1 aufgeführt.
to
σι
to O
CJl
CJi
Anteile an Monomeren im verwendeten anio nischen wasserlöslichen Polymeren (Mol-%) |
HAC | AN | AHPS | SEA | SPA | HEA | Viskosität von 20?i wäßriger Lösung cP |
Eigenschaften der resultierenden Mikrokapseln | Viskosität | durchschn. Teilchen größe (μνη) |
Anmerkung | ■ | • | - | |
Beispiel 6 | - | 40 | 15 | - | - | - | 95 | Aufschlämmung | 120 | 4.5 | - | Schlechte Emulsionssta bilität; wurde viskos und gelierte 5 min nach <ondensationsbeqinn |
|||
Beispiel 7 | AC | - | 25 | - | 12 | - | - | 240 | Feststoffge- halt (Ä) |
180 | 3.8 | - | jute Emulsionsstabilität, i/urde viskos und gelierte nach Kondensationsbeqinn |
||
Beispiel 8 | 45 | 5 | 30 | - | - | 7 | - | 290 | 55 | 160 | 3.6 | • - | |||
Beispiel 9 | 63 | 10 | 30 | 20 | - | - | - | 270 | 55 | 180 | 3.9 | schlechte Emulsionstabili- ät; gelierte beim Ein- <apseln |
|||
Beispiel IC | 58 | - | 40 | 10 | - | 5 | 5 | 1020 | 55 | 350 | 2.9 | ||||
Beispiel 1] | 40 | - | 45 | 13 | - | - | - | 450 | 58 | 960 | 4.0 | ||||
Vergleichs beispiel 6 |
40 | - | - | 10 | - | - | - | 1900 | 58 | - | |||||
Vergleichs- beispiel 7 |
42 | - | 40 | - | - | - | - | 2300 | 66 | - | |||||
Vergleichs beispiel 8 |
"90 | 35 | 50 | geliert beim Polymerisierer |
55 | ||||||||||
Vergleichs beispiel 9 |
■60 | - | - | 85 | - | - | - | 1200 | 55 | - | - | ||||
15 | |||||||||||||||
20 | 55 |
CO 03 tO to I-1 t-1
σι ο αϊ O σι ο cn
Abkürzungen: AC (Acrylsäure), MAC (Methacrylsäure), AN (Acrylnitril),
AMPS (Acrylamidopropansulfonsäure), SEA (SuIfoethylacrylat) ,
SPA (Sulfopropylacrylat) und HEA (Hydroxyethylacrylat).
1 Vergleichsbeispiel· 10
10 Teile mit Säure behandelte Gelatine wurden unter Erwärmen
in 200 Teilen Wasser gelöst. Der pH-Wert der resultierenden Lösung wurde mit einer 10% wäßrigen Natriumhydroxidlösung
auf 10,0 angehoben, und es wurden 100 Teile Phenylxylylethan mit einem Gehalt von 3 Gew.-%
gelöstem Kristallviolettlacton zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde gerührt und mit hoher Geschwindigkeit
bei 550C mit einem Homomixer emulgiert. Unter
weiterem Rühren wurden 50 Teile einer 10% wäßrigen Lösung von Carboxymethylcellulose (durchschnittlicher
Polymerisationsgrad: 160; Veretherungsgrad: 0,70) zugesetzt. Es wurde anschließend durch Zusatz von 1030 Teilen
warmem Wasser verdünnt, und der pH-Wert wurde auf 4,3 eingestellt, um die Koacervation einzuleiten. Anschließend
wurde die Temperatur· des flüssigen Gemischs auf 80C gesenkt, wobei weiter gerührt wurde, wobei die
resultierenden Koacervatfilme gelierten.
Nach dem Zusatz von 1,75 Teilen Formalin wurde der pH-Wert des resultierenden Gemischs, unter Zusatz von 10%
wäßriger Natriumhydroxidlösung, allmählich auf 10,5 angehoben. Die Koacervatfilme wurden zur Erzielung einer
Mikrokapselaufschlämmung nach der Gelatine-Carboxymethylcellulose-Komplex-Koacervationsmethode
gehärtet.
60 Teile Phenylxylylethan, enthaltend 4,5 Gew.-% Kristallviolettlacton gelöst, und 30 Teile Phenylxylylethan,
enthaltend 9,78 Teile Terephthaloylchlorid gelöst, wurden vermischt. Das Gemisch wurde zu 300 Teilen
einer 2 Gew.-% wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol ("Poval-205"; Produkt der Kuraray Co., Ltd.) gefügt.
Das resultierende Gemisch wurde mit einem Homomixer emulgiert, unter Erzielung einer Emulsion vom Öl/Wasser-Typ,
mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 4-5 Mikrometer. Anschließend wurde eine Lösung, die
5,58 Teile Diethylentriamin und 2,88 Teile Natriumcarbo-
-3-7- 38
nat enthielt, in 60 Teilen Wasser gelöst und tropfenweise zu der Emulsion unter Kühlen und Rühren der Emulsion
gefügt. Das resultierende Gemisch wurde 24 h bei Raumtemperatur gerührt, unter Erzielung einer Aufschlämmung
von Mikrokapseln mit einer Polyamidwandung, die ihrerseits durch Grenzflächenpolykondensation von Diethylentriamin
und Terephthaloylchlorid gebildet wurde.
In 98 Teilen Wasser wurden unter Rühren 40 Teile der 20% wäßrigen Lösung des anionischen wasserlöslichen Polymeren,
wobei die Lösung im Beispiel 3 erhalten wurde, und 2,1 Teile einer 40% wäßrigen Lösung von Natriumdiethylentriaminpentaacetat
("Chilest-P"; Produkt der Chilest Kagaku K.K.) vermischt. Essigsäure wurde zu
dem resultierenden Gemisch zur Einstellung des pH-Werts auf 4,1 gefügt.
Anschließend wurden 130 Teile Dioctylphthalat, enthaltend
2,5 Gew.-% 4,4',4"-Tris-dimethylamino-triphenylmethan
und 0,7 Gew.-% 4,4'-Bis-dimethylamino-3'-methyl-4"-ethoxytriphenylmethan,
beide glöst in dem Dioctylphthalat, zugefügt. Das resultierende Gemisch wurde mit
einem Homomixer vermischt, unter Erzielung einer stabilen Öl/Wasser-Emulsion, mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von etwa 4 Mikrometer. Anschließend wurden 32,5 Teile eines ursprünglichen Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukts
mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% ("Sumilex Resin #613"; Produkt der Sumitomo
Chemical Co., Ltd.) zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde 4 h bei 550C zur Kondensation der Reaktionskomponenten erwärmt. Eine 28% wäßrige Ammoniaklösung
wurde zu der resultierenden Mikrokapselaufschlämmung gefügt, bis ihr pH-Wert 8,0 erreichte, um verbleibenden
Formaldehyd zu entfernen, worauf 6 Teile Triethanolamin weiter zur Vervollständigung der Mikroeinkapselung zugesetzt
wurden.
Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 55 Gew.-% und eine Viskosität von 180 -eP- auf.
Die Bewertung der Materialien für druckempfindliches
Kopierpapier erfolgte in folgender Weise, unter Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele, die
innerhalb der vorstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele auf Mikrokapseln mit Kernmaterialien für druckempfindliches
Kopierpapier gerichtet sind. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
(A) Herstellung von druckempfindlichem Kopierpapier:
Jeweils 100 Teile, bezogen auf die Feststoffe, der resultierenden Mikrokapseln, wurden sorgfältig mit 50 Teilen
Weizenstärke (durchschnittliche Teilchengrößen: 18 Mikrometer) und 70 Teilen einer 20% wäßrigen Lösung
von phosphatierter Stärke (gekochtes Produkt; "Niehl Gum A-55", Produkt der Abebe Inc.) vermischt. Der pH-Wert
des resultierenden Gemischs wurde mit einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung auf 9,0 eingestellt. Das
so hergestellte Gemisch wurde mit Wasser verdünnt, unter Erzielung einer wäßrigen Überzugsformulierung mit einem
Feststoffgehalt von 30 Gew.-%. Die wäßrige Überzugsformulierung wurde auf eine Basispapierbahn mit einem Basisgewicht
von 50 g/m2 zur Erzielung eines Trockenüberzugsgewichts von 4,0 g/m2 aufgetragen. Die so beschichtete
Papierbahn wurde dann getrocknet, unter Erzielung von CB-Bögen für druckempfindliche Kopierpapierbögen.
(B) Bestimmung der Verschmutzungstendenz unter Druck: Der vorstehend hergestellte CB-Bogen wurde in aneinandergrenzender
Weise mit einem handelsüblichen CF-Bogen zusammengebracht, der ein Farbentwicklungsmittel des
Phenolharztyps verwendet und zur Verwendung in druckempfindlichen Kopierpapier geeignet war ("Resin CCP
W-50BR"; Produkt der Jujo Paper Co., Ltd.). Beide Bögen wurden dann 30 sek unter einem Druck von 10 kg/cm2
auf einer Stahlplatte mittels eines "Muellen Bursting Strength Testers" gepreßt. Das Verfärbungsausmaß der
beschichteten Oberfläche des CF-Bogens wurde durch das Reflexionsvermögen sowohl vor als auch nach dem vorstehenden
Test mittels eines Hunter Colorimeters (ausgerüstet mit einem Bernsteinfilter) gemessen. Je geringer
der Unterschied zwischen dem Reflextionsvermögen vor dem Test und nach dem Test ist, um so besser ist die Beständigkeit
gegen milden statischen Druck (beispielsweise das Eigengewicht von gestapelten Bögen).
(C) Dichte der Filme:
Der im vorstehenden Test (A) hergestellte CB-Bogen wurde 20 h in einem Ofen stehengelassen, der bei 1050C gehalten
wurde. Der so erwärmte CB-Bogen wurde in aneinandergrenzende Beziehung mit dem vorstehend genannten
CF-Bogen ("W-50BR", Produkt der Jujo Paper Co., Ltd.) gebracht. Beide Bögen wurden mit konstanter Schreibmaschinenintensität
mittels einer elektrischen Schreibmaschine ("Hermes Modell-808"), zur Erzielung einer
Farbmarkierung betippt. 1 h später wurde die Intensität der Farbmarkierung durch das Reflextionsvermögen mittels
eines Hunter Colorimeters (ausgerüstet mit einem Bernsteinfilter) gemessen. Außerdem wurde ein entsprechender
CB-Bogen, der in dem Ofen nicht erwärmt worden war, ebenfalls in aneinandergrenzende Beziehung mit dem vorstehenden
CF-Bogen gebracht. Sie wurden mit der elektrischen Schreibmaschine zur Erzielung einer Farbmarkierung
botippt. Die Farbmarkierung wurde ebenfalls bezüglich
ihres Reflextionsvermögens gemessen. Ein geringerer Unterschied zwischen der Farbintensität des im
Ofen behandelten CB-Bogens und des nicht im Ofen behandelten CB-Bogens zeigt bessere Dichten für die Mikrokapselfilme,
und daher eine geringere Neigung zur Freisetzung des Inhalts auf, wenn eine Lagerung bei erhöhter
Temperatur erfolgt.
1 (D) Wasserbeständigkeit:
10 Teile der Mikrokapselaufschlämmung jedes der Beispiele
und Vergleichsbeispiele wurden mit 50 Teilen einer Dispersion vermischt, die erhalten wurde durch
Verdünnen einer 40% Dispersion von p-Phenylphenolharz
("RBE-40", Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.; die bereits praktisch als Farbentwicklungsmittel für
durckempfindliches Kopierpapier verwendet wird), mit Wasser in zweifacher Menge der 40% Dispersion, vermischt.
Das Färbungsausmaß der resultierenden flüssigen Mischung wurde 1 h später visuell bewertet. Mikrokapseln mit
schlechter Wasserbeständigkeit ergaben eine Farbe bei Kontakt mit dem Farbentwicklungsmittel in den flüssigen
Gemischen. Die Verwendung derart schlechter Mikrokapsein ist stark begrenzt, wenn selbst-enthaltende druckempfindliche
Kopierpapierbögen, in denen Mikrokapseln und ein Farbentwicklungsmittel in übereinanderliegender
oder gemischter Weise auf die gleiche Oberfläche einer Basis aufgeschichtet werden sollen, hergestellt werden
20 sollen.
ω
ο
bO
CJi
cn
Mikrokap seln |
Eigenschaften | d. Mikrokapseln | Wasserbe- beständig- keit |
Eigenschaften d. | CB-Boqens | ! | Anmerkung |
Bsp. 1 | Feststoffge halt (Ge\i/.-?i) |
Viskosi tät £ef9· («υιΡλ-s) |
O | Verschmutzungs tendenz unter Druck |
Film dichte |
- | |
Bsp. 2 | 63 | 320 | O | - | - | ||
Bsp. 2 | 60 | 100 | - | 1,3 | - | ||
Bsp. 3 | 50 (verdünnt) | 23 | D | - | - | - | |
Bsp. 4 | 60 | 90 | - | 0,9 | - | ||
Bsp. 5 | 53 | 50 | - | 0,7 | - | ||
Bsp. 6 | 55 | 75 | - | 1,2 | - | ||
Bsp. 7 | 55 | 120 | - | M | |||
Bsp. 8 | 55 | 180 | - | 0,9 | - | ||
Bsp. 11 | 55 | 160 | - | 0,9 | - | ||
Vglbsp. 1 | 66 | 960 | O | - | 0,8 | Wurde bei der Mikrokapselbildung viskos. Hohe Viskosität |
|
Vglbsp. 2 | 43,9 | 7200 | C | 3,8 | 5,3 | Starke pH-Abhängikeit der Vis kosität. Wurde im alkalischen Bereich viskos. |
|
Vglbsp. 3 | 35 | 250 | ■ © ■ | 3,6 | 5,4 | Schwierige Formaldehydentfernung im sauren Bereich. |
|
50 | 620 | 4,5 | 2,7 |
ω ο
to
ο
Mikrokap seln |
Eigenschaften | d. Mikrokapseln | Wasserbe ständig keit |
Eigenschaften d. | CB-Bogens | Anmerkungen |
Vglbsp. 4-1 |
Feststoffge halt (Gew.-Ä) |
Viskosi tät 4ePf (vmRvs) |
- | Verschmutzungs tendenz unter Druck |
Film dichte |
Wurde viskos und gelierte beim Einkapseln. |
Vglbsp. 4-2 |
50 | gelierte | - | - | Schlechte Emulsionsstabilität. Unregelmäßige Teilchengrößen. |
|
Vglbsp. 5-1 |
50 | 350 | - | 16,5 | 3,5 | Wurde viskos und gelierte beim Einkapseln. |
Vglbsp. 5-2 |
49 | gelierte | O | - | - | Filme aus Harnstoff-Formaldehydharz. Mikrokapseln stark gefärbt. |
Vglbsp. 6 | 45 | 250 | 8,5 | 2,5 | Gelierte beim Mikroeinkapseln. | |
Vglbsp. 7 | 55 | gelierte | - | - | - | Gelierte beim Mikroeinkapseln. |
Vglbsp. 8 | 55 | gelierte | - | - | - | Gelierte bei Herstellung von an ionischem Polymerem. Nicht ein kapselbar. |
Vglbsp. 10 | - | - | X | - | - | Eingekapselt durch Gelatine-Komplex- Koacervationsmethode. Geringer Fest- stoffqehalt. |
Vglbsp. 11 | 16 | 40 | X | 3,1 | 2,8 | Polyamid gebildet durch Grenz flächenpolymerisationsverfahren. Geringe Wasserbeständigkeit und ge ringe Filmdichte . |
30 | 210 | 4,2 | 10,5 |
S S ο S- S
Anmerkung: Wasserbeständigkeit (§) Ausgezeichnet
C Gut
X Schlecht
X Schlecht
34903Λ8
A
Beispiel 13
50 Teile eines anionischen wasserlöslichen Polymeren (20 Gew.-% wäßrige Lösung; Viskosität: 300 cP) mit einer
Monomerzusammensetzung von 55 Mol-% Acrylsäure, 40 Mol-% Acrylnitril und 5 Mol-% 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure,
erhalten durch Radikalpolymerisation der Monomeren in einem wäßrigen System, 10 Teile Harnstoff,
1 Teil Resorcin und 250 Teile Wasser wurden sorgfältig
vermischt. Der pH-Wert des resultierenden Gemischs wurde mit einer 20% wäßrigen NaOH-Lösung auf 3,3 eingestellt.
Anschließend wurden als Kernmaterialien 200 Teile Phenylxylylethan ("Hisol SAS-296", Produkt
der Nippon Petrochemical Co., Ltd.) mit einem Gehalt von 3 Gew.-% Kristallviolettlacton und 0,8 Gew.-%
Benzoylleucomethylenblau, beide gelöst in dem Phenylxylylethan, zugesetzt. Das resultierende Gemisch wurde
unter Verwendung eines Homomixers bei 9000 Upm emulgiert. 3 min später erhielt man eine stabile Emulsion vom
Öl/Wasser-Typ mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 4,0 Mikrometer. 25 Teile Formalin (eine 37%
wäßrige Formaldehydlösung) wurden dann zu dem vorstehenden System gefügt. Das System wurde unter Rühren auf
600C erwärmt. Unter Fortsetzen des Rührens wurde das System 4 h bei dieser Temperatur gehalten, um Mikrokapsein
mit dichten Wandungsfilmen um das Kernmaterial herum
zu ergeben, die aus einem Harnstoff-Formaldehydharz bestanden. Das System wurde dann gekühlt, und eine 28%
wäßrige Ammoniaklösung wurde nach und nach unter Rühren zugesetzt, um den pH-Wert des Systems auf 8,5 zu steigern.
Der Geruch des Formaldehyds wurde so vollständig aus dem System entfernt. Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung
wies einen Feststoffgehalt von 43 Gew.-%
»Tfc-s und eine geringe Viskosität von 85 -ef*- auf. Es wurden
an der Aufschlämmung in einem pH-Wert-Bereich von pH 3,3 (zum Zeitpunkt der Kondensation) bis 8,5 (nach
Entfernen des Formaldehyds) keine wesentlichen Viskositätsänderung festgestellt.
-«-ML· '
34903Λ8
1 Beispiel 14
Nach Vermischen von 25 Teilen einer 20 Gew.-% wäßrigen Lö-
mPcvs sung (pH 2,8; Viskosität: 130 ■&&■) eines Radikalcopolymeren
mit einer Monomerzusammensetzung von 40 Mol-% Acrylsäure, 20 Mol-% Methacrylsäure, 25 Mol-% Acrylnitril
und 15 Mol-% SuIfopropylacrylat, 0,5 Teilen Resorcin und 84,4 Teilen Wasser zu einer gleichmäßigen
Lösung, wurden 21,0 Teile einer wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolharnstoff mit einem Gehalt an nichtflüchtigen
Anteilen von 47,5% ("T-105", Produkt der Mitsui-Toatsu Chemicals, Inc.) zur Bildung einer Lösung
vermischt. Der pH-Wert der Lösung war 3,5. 100 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 13 verwendet,
wurden zugesetzt, und das resultierende Gemisch wurde mit einem Homomixer zu einer stabilen Emulsion
vom Öl/Wasser-Typ mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 3,4 Mikrometer vermischt. Unter Rühren
der Emulsion wurde ihre Temperatur auf 550C angehoben,
wobei die Emulsion 10 h gehalten wurde, so daß die BiI-dung
der Mikrokapseln, ausgerüstet mit Filmwandungen aus einem Harnstoff-Formaldehydharz, vollständig wurde.
Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 50 Gew.-% und eine Viskosität von
mP«'s „■■■.
250 eP- (bei 2 50C) auf.
In 50 Teile einer 20% wäßrigen Lösung (pH 2,4; Viskosität:
700 cP bei 250C) eines anionischen wasserlöslichen
Polymeren, erhalten durch Radikalpolymerisation von Acrylsäure, Acrylnitril, 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure
und Hydroxyethylacrylat in jeweiligen Anteilen von 45 Mol-%, 40 Mol-%, 10 Mol-% und 5 Mol-%,
wurden 105,2 Teile Wasser, 2,0 Teile Resorcin und 60 Teile einer wäßrigen Lösung ("T-LG", Produkt der Mitsui-Toatsu
Chemicals, Inc.) mit einem nicht-flüchtigen Anteil von 50% und einem Gehalt von Methylolharnstoff,
vermischt und gelöst. Auf diese Weise wurde eine homogene
wäßrige Lösung vom pH-Wert 3,3 hergestellt, zu der
als ein Kernmaterial 200 Teile Isopropyldiphenyl mit einem Gehalt von 4,5 Gew.-% 3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran
und 0,5 Teile Kristallviolettlacton, jeweils gelöst in dem Isopropyldiphenyl, gefügt wurde.
Das resultierende Gemisch wurde in einem Waring Blender emulgiert, zur Erzielung einer stabilen Emulsion vom
Öl/Wasser-Typ, mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 4,5 Mikrometer. Das System wurde unter Rühren
auf 550C erwärmt, und es wurde dabei 5 h zur Vervollständigung
der Mikroeinkapselung gehalten.
Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 58 Gew.-% und eine Viskosität von
320 e£ (bei 250C) auf.
20 Teile eines weißen Pulvers eines Ethylen-Maleinsäureanhydrids ("EMA-31", Produkt der Monsanto) wurden in
180 Teilen Wasser suspendiert. Die resultierende Suspension wurde unter Rühren auf 950C erwärmt. Das weiße
Pulver war 1 h später vollständig gelöst, wodurch man eine 10% wäßrige viskose Lösung eines Hydrolysats des
Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Complymeren erhielt.
Anschließend wurden 100 Teile der 10% wäßrigen Lösung, 10 Teile Harnstoff, 1 Teil Resorcin und 200 Teile Wasser
miteinander vermischt. Der pH-Wert des Gemischs wurde mit einer 20% wäßrigen NaOH-Lösung auf 3,5 eingestellt,
und es wurden 200 Teile des gleichen Kernmaterials, wie im Beispiel 13 verwendet, zugesetzt. Unter
Verwendung eines Homomixers (9000 Upm) wurde das resultierende Gemisch in eine stabile Emulsion vom Öl/Wasser-Typ,
mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 4,0 Mikrometer umgewandelt.
Die Emulgierung erforderte 7 min, was das Doppelte der
im Beispiel 13 benötigten Zeit betrug. Formalin (eine 37% wäßrige Lösung von Formaldehyd) wurde zu dem System
gefügt. Das System wurde unter Rühren auf 600C erwärmt,
und unter weiterem Rühren wurde das System bei der gleichen Temperatur während 4 h gehalten, so daß Mikrokapseln
mit dichten Wandungsfilmen, hergestellt aus einem Harnstoff-Formaldehydharz,
um das Kernmaterial herum, gebildet wurden. Nach dem Kühlen des Systems wurde eine 28%
wäßrige Ammoniaklösung langsam unter Rühren zur Einstellung des pH-Werts auf 8,5 zugesetzt, wodurch der Geruch
des Formaldehyds aus: dem System entfernt wurde. 10
Die so erhaltene Mikrokapselaufschlämmung wies einen
Feststoffgehalt von 43 Gew.-% auf, der der Gleiche wie der im Beispiel 13 erzielte war, hatte jedoch eine Viskosität
von 230 cP. Diese Mikrokapselaufschlämmung zeigte eine Neigung zur Steigerung der Viskosität bei
der Entfernungsstufe des Formaldehyds mit einer wäßrigen
Ammoniaklösung.
Aus den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen ist ersichtlich, daß Mikrokapseln und Mikrokapselauf-
schlämmungen, die beide beim erfindungsgemäßen Verfahren
erhalten werden, folgende Vorteile im Hinblick sowohl auf das Herstellungsverfahren als auch auf die Eigenschaften
aufweisen:
25
25
(1) extrem hohe Konzentration und niedrige Vikosität;
(2) ausgezeichnete Wasserbeständigkeit;
(3) ausgezeichnete und dichte Filme;
(4) leichte Steuerung der Teilchengrößen durch die gute Emulsionsstabilität;
(5) eine stabile Viskosität und Emulsionsstabilität über einen breiten pH-Wert-Bereich von dem alkalischen
Gebiet bis zum sauren Gebiet, wodurch die Anwendung verschiedener Methoden zur Entfernung von
35 Formaldehyd möglich wird; und
(6) extrem einfache Mikroeinkapselungsstufe im Vergleich
mit üblichen Verfahren.
20
25
30
Vom industriellen Standpunkt hergesehen hat die Erfindung große Vorteile erbracht:
(1) eine beträchtliche Verringerung sowohl der Produktionskosten als auch der Transportkosten; und
(2) bei der Anwendung auf druckempfindliches Kopierpapier
kann jede Überzugsformulierung der resultierenden Mikrokapseln mit hoher Konzentration angewendet
werden, und es ergibt sich ein beträchtlicher Kostenvorteil durch die Verbesserung der
Wirksamkeit der Überzugsarbeit (d.h. erhöhte Überzugsgeschwindigkeit), sowie eine beträchtliche Ver
ringerung der Kosten für die Überzugsenergie.
15
35
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln durch Bedecken eines hydrophoben Materials mit einem Aminoaldehyd-Polykondensationsprodukt
als wandungsbildendes Material in einem sauren wäßrigen Medium, das ein anionisches wasserlösliches Polymeres enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrkomponenten-Copolymeres, das als wesentliche Monomerkomponenten
mindestens drei Typen von acrylischen Monomeren ent- \ hält, die ausgewählt sind aus (A) Acrylsäure und/oder
: Methacrylsäure, (B) Acrylnitrl und/oder Methacrylnitril
bzw. (C) einer Acrylamidoalkylsulfonsäure und/ oder einem Sulfoalkylacrylat, als das anionische wasserlösliche
Polymere verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aminoaldehyd-Polykondensationsprodukt
ein Melamin-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt
ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aminoaldehyd-Polykondensationsprodukt
gebildet wurde unter Verwendung eines wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd-Ausgangskondensationsproduktes
als ein Ausgangsmaterial.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Aminoaldehyd-Polykondensationsprodukt
gebildet wurde unter Verwendung eines wasserlöslichen methylierten Methylolmelamin als
ein Ausgangsmaterial.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das anionische wasser-:
lösliche Polymere ein Copolymeres ist, zusammengesetzt aus Monomerkomponenten, bestehend aus (A) 20-70 Mol-%
Acrylsäure, (B) 20 - 60 Mol% Acrylnitril und (C) 0,5 30 Mol-% 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure oder
20 einem Salz davon.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das anionische wasserlösliche
Polymere als eine wäßrige Lösung mit 20 Gew.-% nicht-flüchtigen Anteilen eine Viskosität von
3-100 000 oP- bei einem pH-Wert von 4,0 und 25 0C hat.
7. Modifiziermittel für ein Reaktionssystem, geeignet zur
Verwendung bei der Herstellung von Mikrokapseln, enthaltend ein Mehrkomponenten-Copolymeres, das als wesentliehe
Monomerkomponenten mindestens drei Typen von acrylischen Monomeren enthält, die ausgewählt sind aus (A)
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, (B) Acrylnitril und/ oder Methacrylnitril und (C) einer Acrylamidoalkylsulfonsäure
und/oder Sulfoalkylacrylat.
8. Mikrokapselaufschlämmung, erhalten durch Bedecken eines
hydrophoben Materials mit einem Aminoaldehyd-Polykondensationsprodukt
als wandungsbildendes Material in einem
sauren wäßrigen Medium, das ein anionisches wasserlösliches Polymeres enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
das anionische wasserlösliche Polymere ein Mehrkomponenten-Copolymeres ist, das als wesentliche Monomer-
komponenten mindestens drei Typen von acrylischen
Monomeren enthält, die ausgewählt sind aus (A) Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, (B) Acrylnitril und/oder
Methacrylnitril bzw. (C) einer Acrylamidoalkylsulfonsäure und/oder Sulfoalkylacrylat.
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