DE4224717B9

DE4224717B9 - Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes

Info

Publication number: DE4224717B9
Application number: DE19924224717
Authority: DE
Original assignee: Mitsubishi HiTec Paper Bielefeld GmbH
Current assignee: Mitsubishi HiTec Paper Bielefeld GmbH
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2012-07-28
Also published as: DE4224717C2; DE4224717A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes, bei dem zunächst
– eine Farbbildner enthaltende Mikrokapseldispersion und anschließend
– eine Farbakzeptoren für den Farbbildner ennhaltende Streichfarbe
– auf dieselbe Seite einer Papierbahn aufgetragen und getrocknet werden. dadurch gekennzeichnet, daß
– eine Streicheinrichtung zum Einsatz kommt, bei der Mikrokapseldispersion und Streichfarbe mittels oberflächenprofilierter und drehbar angetriebener Rakelstäbe (1; 1') auf der Oberfläche (2) einer Übertragungswalze (3) volumetrisch vordosiert und von dort auf die Papierbahn (4) übertragen werden,
– wobei zunächst die Streichfarbe (5) und auf die vordosierte Streichfarbe die Mikrokapseldispersion (6) vordosiert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes, bei dem eine Farbbildner enthaltende Mikrokapseldispersion und anschließend eine Farbakzeptoren Für den Farbbildner enthaltende Streichfarbe auf dieselbe Seite einer Papierbahn aufgetragen werden.
Aus der DE-18 05 844 A1 ist dazu ein druckempfindliches Aufzeichnungsblatt mit einer Mikrokapselschicht und einer die Mikrokapselschicht abdeckenden oberen Schicht aus einer Mischung sehr feiner Teilchen eines sauer reagierenden öllöslichen phenolischen Polymers und sauer reagierendem Kaolin (Farbakzeptor) bekannt. Die in jener Schrift beschriebenen Handversuche betreffen den Überzug der bereits gebildeten Mikrokapselschicht mit Hilfe eines Rakels Nr. 7.
Die DE-21 43 636 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes, bei dem eine auf die eine Seite einer Papierbahn aufgetragene Mikrokapseldispersion mit Hilfe einer Luftbürste auf vorbestimmte Dicke gleichmäßig verteilt und kalibriert wird, die anschließende Trocknung der gebildeten Schicht und den Auftrag einer Farbakzeptorschicht aus säureaktivem Mineralton auf die getrocknete Mikrokapselschicht, wobei ebenfalls eine Luftbürste zum Einsatz gelangt.
Diese bereits älteren Vorschläge weisen eine Reihe von Nachteilen auf, wie z. B. die Verwendung einer Luftbürstenstreicheinrichtung, mit der nur Streichfarben bzw. Mikrokapseldispersionen mit relativ niedrigem Feststoffgehalt und relativ niedriger Viskosität verarbeitbar sind. Ein weiterer Nachteil gemäß der DE-21 43 636 A1 liegt in der komplizierten Bahnführung bzw. in der Notwendigkeit, die Bahn vor dem zweiten Beschichtungsvorgang zu wenden. Die aus heutiger Sicht bestehenden Forderungen laufen zwar nach wie vor darauf hinaus, die bestehenden Verfahren zur Herstellung der angegebenen druckempfindlichen Aufzeichnungspapiere zu verbessern, zu vereinfachen und wirtschaftlicher zu gestalten, jedoch werden diese Forderungen auf einem weitaus höheren Niveau erhoben als z. B. zur Anmeldezeit der DE-21 43 636 A1 . Es haben sich nämlich zwischenzeitlich die qualitativen Anforderungen, die an die fraglichen Aufzeichnungspapiere gestellt werden, in erheblicher Weise erhöht, während andererseits der Zwang nach höheren Geschwindigkeiten und einer wirtschaftlicheren Arbeitsweise weiter gestiegen sind.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, sowohl die Mikrokapseln als auch die Farbakzeptoren für die in den Mikrokapseln befindlichen Farbvorläuferlösungen zu vermischen und damit in einem einzigen Streichvorgang eine Papierbahn zu beschichten, so daß auf der Papierbahn eine Schicht entsteht, bei der Farbakzeptoren und Mikrokapseln nahe beieinander angeordnet sind. Dieser Vorschlag ist jedoch insofern problematisch, als bereits die Herstellung und Verarbeitung einer lediglich Farbakzeptoren auf Basis mineralischer farbaktiver Pigmente enthaltenden Streichfarbe vielfach Probleme bereitet. Bekanntlich bestehen diese Probleme in ihrem von den übrigen Streichpigmenten der Papierindustrie, z. B. Kaolin oder Kreide, abweichenden rheologischen Verhalten bei der Herstellung und Verarbeitung der Streichfarben. Diese Problematik tritt besonders auf bei den sog. sauren Tonen, insbesondere solchen Tonen, deren Hauptmineral der Montmorillonit ist. Es treten hier zum Teil abnorm hohe und ein Arbeiten mit hohem
Feststoffgehalt einschränkende Viskositäten auf. Es hat sich nun gezeigt, daß die bestehende Problematik sich weiter verschärft, wenn in einer einzigen Streichfarbe sowohl die mineralischen farbreaktiven Pigmente als auch die Mikrokapseln enthalten sind.
In der DE-40 02 256 A1 wird ein Beschichtungsverfahren und eine Auftragseinrichtung vorzugsweise zur Beschichtung von Karton vorgeschlagen, bei dem in einem zwischen zwei Walzen gebildeten Preßspalt eine auf die Oberfläche der einen Walze aufgetragene Beschichtungsmasse auf eine Warenbahn übertragen wird und auf die noch feuchte Beschichtung unter Verwendung an sich üblicher Streichaggregate eine zweite Beschichtung aufgetragen wird.
Die vorliegende Erfindung will nun ein Verfahren zur Verfügung stellen, bei dem ein druckempfindliches Aufzeichnungsblatt, enthaltend auf einer Seite sowohl Mikrokapseln mit den darin befindlichen Farbbildnern als auch Farbakzeptoren, insbesondere solche in Form von mineralischen farbaktiven Pigmenten, unter Vermeidung der bekannten Problematik und auf einfache und wirtschaftliche Weise hergestellt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe greift die Erfindung auf ein Prinzip zurück, das von einer als "speedsizer" bezeichneten Einrichtung, s. DE-Literaturstelle: Wochenblatt für Papierfabrikation 23/24 (1987), Seite 1063 ff. sowie DE-34 17 487 A1 bekannt ist. In diesen Schriften ist der Einsatz des sog. "speedsizers" als Leimpresse und zum Auftrag von Streichfarben beschrieben, ohne daß jedoch die speziellen Probleme bei der Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes, bei dem Farbakzeptoren und Mikrokapseldispersionen auf ein und dieselbe Seite der Papierbahn aufgetragen werden, angesprochen sind.
Die Erfindung weist demnach bei einem Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale auf.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich einmal daraus, daß die beschriebene Problematik bei der Vermischung von Mikrokapseldispersion und eine die farbreaktiven mineralischen Pigmente enthaltenden Streichfarbe ausgeschaltet wird. Zum anderen entsteht insofern ein bedeutender wirtschaftlicher Vorteil, als eine einen geringen Platzbedarf aufweisende Streicheinrichtung installiert werden kann mit der Möglichkeit, die mit den beiden Schichten versehene Papierbahn in einem einzigen Trocknungsgang zu trocknen. Es war dabei an sich überraschend, daß bei der mit einem oberflächenprofilierten Rakelstab erfolgenden Vordosierung der Mikrokapseldispersion keine Beschädigung der Mikrokapseln eintritt. Als weiterer Vorteil stellte sich heraus, daß in der Mikrokapseldispersion enthaltene Abstandshalter aus unlöslichen Stärkekörnchen oder feinen und kurzen Zellulosefasern im Gegensatz zum Rakel- oder Luftbürstenauftrag nicht separiert werden.
Wenn die die Farbakzeptoren enthaltende Streichfarbe und die Mikrokapseidispersion auf der Oberfläche von lediglich einer Übertragungswalze nacheinander vordosiert und von dort auf die Papierbahn übertragen werden, kann die Zuführung der die Farbakzeptoren enthaltenden Streichfarbe z. B. aus einer Farbwanne auf die Übertragungswalze erfolgen, während die Mikrokapseldispersion der Übertragungswalze mittels eines Zuleitungsrohres zugeführt werden kann.
Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Verfahren und Auftragstechniken folgende Vorteile auf: Auftragsmöglichkeit hochkonzentrierter Streichfarben für die Farbakzeptorschicht im Bereich von mehr als 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 42 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von mehr als 45 Gew.-%,

– gleichmäßiger Strichauftrag, konstantes Auftragsgewicht und gute Abdeckung auch bei relativ niedrigen Auftragsgewichten der Farbakzeptorschicht im Bereich von 4 bis 5 g/m²,
– problemloser Auftrag der Mikrokapseldispersion auch bei Feststoffgehalten bis zu 45 Gew.-%,
– einfache Regelung der Auftragsgewichte durch Wahl eines Rakelstabes mit mehr oder weniger tiefem Oberflächenprofil.

Die Oberflächenprofilierung der Rakelstäbe kann z. B. in Form von Rillen vorliegen, wobei diese in Form eines Gewindes ausgebildet sein können. Der Rakelstab kann vorzugsweise durch Fräsen gerillt sein bzw. kann der Rakelstab zur Erzeugung seines Profils drahtumwickelt sein. Die Profiltiefe und der Anpreßdruck des Rakels an die Übertragungswalze regulieren die Auftragsmenge der CF-Streichfarbe. Die Drehrichtung des Rakelstabes ist der Laufrichtung der Papierbahn entgegengesetzt.
Das erfindunesgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für den Auftrag von Streichfarben, bei denen die Farbakzeptoren aus mineralischen farbreaktiven Pigmenten bestehen. Das Verfahren ist in dieser Beziehung jedoch nicht beschränkt und kann mit gleich gutem Erfolg auch für den Auftrag von Streichfarben eingesetzt werden, bei denen als Farbakzeptoren organische Substanzen, wie z. B. Phenolharz und deren Derivate oder Salicylate als Farbakzeptoren auf organischer Basis eingesetzt werden.
Zur Verbesserung der Papierfestigkeit, insbesondere der Bedruckbarkeit, wird vielfach auf die Rückseite einer Papierbahn, die auf ihrer Vorderseite mit Farbakzeptoren und Mikrokapseln beschichtet ist eine wäßrige Präparation, z. B. aus einer Stärkelösung aufgebracht Es sind auch Blätter aus einem Formularsatz bekannt, die neben ihrer auf der Vorderseite angebrachten Beschichtung aus Mikrokapseln und darüber angeordneter CF-Schicht rückseitig eine weitere CB-Beschichtung aus einer Mikrokapseldispersion aufweisen. Hier liegt insofern ein bedeutender weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, a1s gemäß einer weiteren Ausführungsform die erfindungsgemäß vorgesehene Streicheinrichtung durch Installation einer weiteren Übertragungswalze dahingehend modifiziert werden kann, daß diese weitere Übertragungswalze als Gegenwalze zu der Übertragungswalze für die Mikrokapseldispersion und die die Farbakzeptoren enthaltende Streichfarbe installiert wird.
Es liegt dabei auf der Hand, daß zwischen der als Gegenwalze installierten Übertragungswalze für z. B. eine Stärkelösung und ihrer Gegenwalze ein Spalt einzustellen ist, so daß keinerlei Druck. der zur Zerstörung der Mikrokapseln führen könnte, ausgeübt wird. Zur Sicherstellung eines definierten Auftrages der wäßrigen Präparation wird euch diese volumetrisch vordosiert, ganz besonders bevorzugt ebenfalls mit einem oberflächenprofilierten und drehbar angetriebenen Rakelstab. Gemäß einer besonders wirtschzftlichen Variante erfolgt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens direkt in der Papiermaschine, d. h. online.
Die 1 erläutert die Erfindung:
1 zeigt eine Übertrzgungswalze (3), auf deren Oberfläche 2 mit einem Rakel (1') eine Farbakzeptoren aus farbreaktivem mineralischen Pigment enthaltende Streichfarbe (5) zur Ausbildung einer Streichfarbenschicht (5') vordosiert wird. Rakel (1) dient der Vordosierung einer Mikrokapseldispersion (6). Die vordosierten Schichten werden auf eine Papierbahn (4) übertragen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines druckempfindlichen Aufzeichnungsblattes, bei dem zunächst – eine Farbbildner enthaltende Mikrokapseldispersion und anschließend – eine Farbakzeptoren für den Farbbildner ennhaltende Streichfarbe – auf dieselbe Seite einer Papierbahn aufgetragen und getrocknet werden. dadurch gekennzeichnet, daß – eine Streicheinrichtung zum Einsatz kommt, bei der Mikrokapseldispersion und Streichfarbe mittels oberflächenprofilierter und drehbar angetriebener Rakelstäbe (1; 1') auf der Oberfläche (2) einer Übertragungswalze (3) volumetrisch vordosiert und von dort auf die Papierbahn (4) übertragen werden, – wobei zunächst die Streichfarbe (5) und auf die vordosierte Streichfarbe die Mikrokapseldispersion (6) vordosiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rückseite der Pepierbahn eine wäßrige Präparation aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige Präparation eine Stärkelösung aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß rückseitig eine weitere CB-Streichfarbe aufgetragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichret, daß zum Auftrag der Präparation oder CB-Streichfarbe eine Einrichtung zum Einsatz kommt, der eine weitere Übertragungswalze unter Bildung eines Spaltes mit der Übertragungswalze zugeordnet istund von dieser weiteren Übertragungswalze die Präparation auf die Rückseite des Papiers übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzutragende Präparation oder Streichfarbe mit Hilfe eines oberflächenprofilierten und drehbar angetriebenen Rakelstabes volumetrisch vordosiert und von der Oberfläche der weiteren Übertragungswalze auf die Rückseite der Papierbahn (4) übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Papiermaschine durchgeführt wird.