SU441716A1 - Полимерна капсула - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  разрупдаемым под действием давлени  капсулам дл  использовани  в чувствительном к давлению записывающем материале.

Известные чувствительные к давлению записывающие материалы содержат мельчайшие , разрушающиес  под действием капсулы , имеющие стенки из гидрофильных полимерных материалов, раствор в органической жидкости бесцветного хромогеииого материала , который при выпуске в результате разрушени  нанесенных на лист капсул с записывающим материалом реагируют с copeагентом , нанесенным на тот же или на другой лист, с образованием окрашенной метки на листе. Способы производства таких капсул включают процессы, основанные на разделении жидкостных фаз коацерваиии комплекса желатина и гуммиарабика из их раствора, причем этот комплекс диспергирован в остаточном водиом растворе с помощью интенсивиого перемешивани  и откладываетс  вокруг капелек маслообразного раствора с образованием капсул.

Стенки капсул обычно нодвергаютс  гелеобразованию охлаждением и отверждением и с помощью химической обработки, например, альдегидом, который обеспечивает сшивание желатина.

Такие капсулы обычно нельз  использовать дл  заключени  внутри и удерживани  водных жидкостей в течение времени, приемлемого дл  коммерческого производства. Это ведет к исключению большого числа весьма полезных водорастворимых материалов из числа подвергающихс  капсулированию с помощью и при использовании этих относительно экономичных способов и материалов. В общем случае предполагают, что водные материалы пригодны дл  капсулироваии  только с полющью сложных ц дорогих процессов, использующих гидрофильные полимеры в качестве материала, образующего стенки капсулы .

Цель изобретени  - повыщение эффективности капсулы.

Дл  этого в качестве органической жидкости капсула содержит соединение из группы, включающей трикрезилфосфат с трибутилфосфатом и Ы,К-диэтилдеканамид, а в качестве красител  или цветообразующего агента - ее водный раствор.

Капсула может быть изготовлена с помощью любого подход щего способа. Предпочтителен способ, включающий стадии изготовлени  мельчайших каисул, кажда  из которых имеет окружающую стенку из водопроницаемого гидрофильного полимерного

материала и содержит указанную органическую жидкость. Капсулы погружают в водный раствор указанного красител  или цветообразующего агента до тех пор, пока водиый раствор красител  или цветообразующего агента не окажетс  раствореиным в органической жидкости.

Продукт предлагаемого процесса представл ет собой микрокапсулу, имеющую стенку из полимерного гидрофильного пленочного материала (желательно отвержденного) с капелькой масла в середине. Материал стенок кансул может представл ть собой любой из множества известных органических, гидрофильных , полимерных, пленкообразующих материалов, включа  желатин, гуммиарабик , метилцеллюлозу, поливиниловый сиирт, зеин, казеин и их комбинации. Единственным требованием в этом отнощении  вл етс  то, что стеночный материал должен быть маслозадерживающим и водопроницаемым. Предпочтительной комбинацией  вл етс  желатин - гуммиарабик.

Сердцевинной органической жидкостью может быть люба  маслообразующа  жидкость , способиа  к растворению максимум 1 - 10 вес. % воды. Масла, в которых может быть растворено менее одного вес. % воды дают при использовании очень низкий выход выбранного водорастворимого агента. Естественно , необходимое к моменту использовани  количество этого агента будет зависеть от нотенциальной силы агента. Дл  практических целей предпочтительны масла, раствор ющие 2 вес. % воды. Верхний предел водораствор ющей емкости в выбранном масле определ етс  процессом изготовлени  капсул. Масла, которые раствор ют воды более, чем 10% от всего веса про вл ют тенденцию к ухудщению капсулировани  гидрофильным стеночным материалом в водной нроизводственной среде. Кроме того, каисулы с более высоким содержаиием воды в своем сердцевинном материале нро вл ют тенденцию к потере своей преимущественно масл нистой природы, так что продолжительное удержание содерл ;имого оказываетс  затруднительным. Масла из сред с низкой летучестью и в зкостью  вл ютс  предпочтительными из-за того, что их обработка в процессе капсулировани  сказываетс  менее трудна и обеснечивает лучщее удержание внутри стенок капсул. Кроме того, это облегчает процесс переноса на копии. На практике довольно точно удовлетвор ют указанным критери м органические эфиры фосфорной кислоты: триалкил- и триарилфосфаты, иредпочтительно смеси трикрезилфосфата и трибутилфосфата. Обнарул :ено, что пригодны и другие масла, такие , как 2-этил-капроиова  кислота, ди(2этил-гексил )-фосфонова  кислота, 2-этилгексанол , изооктанол (смесь изомеров), диизобутилкарбииол , 3-метилбутиральдегид, три(2этилгексил ) фосфат, 1,М-дц-бутил-бутирамид и дибутилфосфонат.

Водорастворимые материалы дл  включени 

в сердцевинный материал в качестве загружаемого агеита онредел ютс  конечным использованием мнкрокапсул. Множество водорастворнмых агентов приведено в таблице. Пригодиые водорастворимые агенты нредночтительно должны быть растворимыми в воде в объеме приблизительно 20 вес. %. Можно использовать и окрашенные красители, но предполагаетс , что это изобретение найдет

свое наиболее широкое применение в системах на основе неокрашенной конировальной бумаги, в которой в общем случае используютс  бесцветные цветообразователи, такие, как соли металлов или органические соедипени , которые снособны к осуществлению реакции с пригодиым сореагентом ири высвобождении из капсул с образованием окращещюго маркирующего материала.

Листовые материалы дл  записи могут быть

типа и структуры, известиой под иазваннем «KCR-Paper. В них могут быть исиользоваиы различные листовые материалы, такие как пластиковые пленки, синтетические «бумаги, кожа, ткаиь и бумага, но, естественно,

предноч ггаетс  бумага. Копировальные бумаги и формы на основе копировальной бумаги, которые могут использовать микрокапсулы в соответствии с изобретением, включают листы дл  переноса изображений, листы дл  формировани  изображений при ударе о пих и множительные системы на основе конировальной бумаги, имеющие переносио-ириемные листы, в которых содержащие жидкость микрокапсулы распредел ютс  в листе или на нем на одпой или нескольких поверхност х одного или большего числа листов бумаги. Подход щие ириемиые листы дл  использовани  с капсулосодержащими переносными листами завис т от водораствори.мого агента, выбранного дл 

нереноса на них. Из-за того, что переиосима  при иснользованни жидкость, несмотр  на свой водный «груз, масл ниста по природе, юверхность приннмающего листа должна быть масловоспринимающей и маслочувствительной . То есть поскольку при использовании переноситс  водорастворимый агент, который подвергаетс  цветообразующей химической реакции с сореагентом на нриемиом листе, то сореагент на поверхности приемного

листа должен быть иредпочтительно маслорастворнмым на своей поверхности.

Следует указать, что ироцесс в соответствии с этим изобретением не включает замены масл нистого содержимого водным материалом . Масл ниста  органическа  жидкость, первопачалыю присутствовавша  в момент изготовлени  кансул, остаетс  во вре.м  всего нроцесса модицификации и исиользовани  капсул в соответствии с изобретением. Процесс основываетс  на снабжении указанного масл ного содержнмого загрузкой требуемого водного агента, выбор которого зависит от требующегос  конечного использовани  кансул. Виутреииее масло выбираетс  дл 

обеспечени  растворени  максимум 1 -

10 вес. % воды и во врем  процесса капсулировани  оно будет поглощать воду из водной производственной транспортной жидкости. Поглощенна  вода обладает склонностью к удержанию внутри стенок капсулы до того времени, пока там содержитс  масло, которое, как это хорощо известно в области производства капсул, может там находитс  в течение нескольких лет. За счет обеспечени  положительного использовани  этого свойства некоторых масел дл  удержани  заметных количеств воды (свойства, которое игнорировалось в известных системах) способ в соответствии с этим изобретением обеснечивает производство стабильных маслосодержащих капсул , которые представл ют существенные количества воды и водорастворимых агентов, когда стенки разрущаютс .

В нижеследующих примерах все части или отнощени   вл ютс  весовыми.

Пример 1. Капсулу со стенками из желатина-гуммиарабика , содержащую капельки жидкого масла (смесь 1 : 1 трикрезилфосфата и трибутилфосфата) приготавливают с помощьЕО известных методов п после отверждеии  при сщивании глутаральдегидом, обрабатывают в производственной транспортной среде дл  введени  различных водорастворимых материалов в капсульный сердцевинный материал . Капсульную смесь раздел ют на семь равных частей и каждую часть обрабатывают одним из нижеследующих водорастворимых агентов: калькозиновый зеленый раскраситель , хлорид меди, хлорид цинка, пирогаллол , хлорид железа, ацетат никел  и йодйодид кали . Каисульную смесь перемещивают прерывистым образом в течение одного часа в присутствии добавленного агента теперь уже в водной транспортной системе. К концу этого времени добавл ют защитные разделительные частицы и св зующий материал к водным смес м капсул, как это обычно делаетс  в производстве бумажных покрытий. В больщинстве случаев в качестве разделительных частиц использовались хлопьеобразные волокна альфа-целлюлозы (16 вес. ч. на 100 вес. ч. кансул) и сваренный крахмал в качестве св зующего материала (20 вес. ч. 20процентного по весу водного сваренного раствора крахмала на 100 вес. ч. капсул). Если капсулы содержат йод-йодид кали  комбинацию , используют в качестве св зующего поливиниловый сиирт из-за того, что крахмал в этом случае  вл етс  цветопро вл ющим сореагентом . Капсульные смеси затем нанос т ца 5,2 кг проклеенной бумаги с помощью штифта Майера № 18 и высущивают с образованием чувствительного к давлению материала дл  записи. Полный сухой вес покрыти  в каждом случае составл ет около 1,8 кг на стопку из 500 листов размером 0,64 м на 0,97 м. Способность покрытых листов к переносу добавленного водорастворимого агента затем измер ют с помощью стандартного

испытани  на интенсивность отпечатка на пишущей машине дл  каждого типа листа, используемого на подход щем соприкасающемс  приемном лнсте. Пспытаиие на определенне

интенсивности заключаетс  в выпечатывании на непокрытой стороне покрытого капсулами переносного листа с покрытой капсулами стороной, обращенной к приемному листу. Бесцветный переносный агент высвобождают

из разрущенных давлением мнкрокансул и про вл ют с помощью сореагента на обращенной к переносному листу стороне нриемного листа. Переносному отнечатку дают возможность состаритьс  в теченпе двадцати

минут дл  минимизации различий и скорости про влени  цвета отпечатка, нрежде чем были определены велнчины коэффициента отраженн  на печатных участках прпемного листа и на подлол ечных участках этого же

листа. Пнтенснвность переноса Т1 определ лась как умноженный на 100 коэффициент отраженн  печатного участка, разделенный на коэффнциент отраженн  подложечного участка. Таким образом Т1-зиачеиие, равиое 100, соответствует неразличимому отиечатку , а меньшие значени  соответствуют более темным (менее отражающим) отиечаткам . Обычно получают Т1-значение около 50 или немного ниже, когда используют системы на основе продажной копнровальной бумаги. В таблице приведены результаты испытаний дл  каждого из покрытий капсулами листов, описанных выше.

Калькозиновый зеленый В нредставл ет собой водорастворимый зеленый краситель, а не бесцветный предшествующнй красителю материал.

«Vermillion представл ет собой бесцветный предществующпй красителю материал,

2-хлоро-6-диэтпламнно-3-метнл-спнро (9-Нксантен-9 ,Г-фталид), который обеспечивает

цвет киновари при про влении кислотой.

«Pink представл ет собой бесцветный нредществующий красителю материал, 9-диэтиламино-спиро- 1 ,2-Н-бензо- (а) - ксантен12 ,Г-фталид, который обеспечивает розовую окраску при про влении кислотой.

CMBIPS представл ет собой 1,3,3-триметил-6-хлоро-8-метокси- 2-П-1 - бензопиран-2 ,2-индолнн.

Во всех случа х вышеописанные покрытые капсулами листы способны работать с хорошими результатами сиуст  шесть недель хранени  в услови х обычной окружающей среды.

Пример 2. Провод т процедуру по примеру 1 за исключением того, что в этом случае капсулы изолируют с помощью фильтровани  и высушивани  на воздухе, носле чего производ т их модификацию обрабатыва  добавленнымн водорастворимыми агентами. Капсулы сохран ютс  в течение бесконечных

периодов времени, начина  от нескольких недель до нанесени  на бумаги без скольконибудь серьезной потери активности. Если высушенные кансулы снова суспензировать в больших количествах воды в течение продолжительного времени (1-2 час и более), то водорастворимые агенты могут быть по меньшей мере частично выщелочены. Однако водные суспензии дл  нанесени  покрытий с содержанием сухого вещества 30% можно приготовить и немедленно нанести с получением хорощих функционирующих листов. Пример 3. Процедуру по примеру 1 повтор ют за исключением того, что вместо смеси 1 : 1 трикрезилфосфат-трибутилфосфат в качестве сердцевинного материала используют Ы,Ы-диэтилдеканамид. Листы с этими образцами работают удовлетворительным образом , однако, они не столь хороши, как листы по примеру 1. Предмет изобретени  1.Полимерна  капсула дл  производства чувствительных к давлению записывающих материалов, содержаща  стенку из гидрофильного полимерного материала, органическую жидкость и цветообразующий агент, отличающа с  тем, что, с целью повышени  эффективности капсулы, в качестве органической жидкости она содержит по меньшей мере один эфир фосфорной кислоты , а в качестве цветообразуюшего агента - ее водный раствор. 2.Капсула по п. 1, отличающа с  тем, что в качестве органической жидкости она содержит смесь трикрезилфосфата с трибутил фосфатом. 3.Капсула по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что в качестве цветообразующего агента она сОлЧержит хлорид цинка.