DE3614687A1 - Aufzeichnungsmaterial - Google Patents
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, IHp^.-^ys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing. F. A.Weickm-ann, Dipl.-Chem. B. Huber
Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel
.3L-
8000 MÜNCHEN 86 POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22
30, April 1986
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TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÜNCHEN
P.O. BOX 88
Gateway House, Basing View
Basingstoke
Hampshire
England RG 21 23Ξ
Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmaterial mit einer
farbentwickelnden Zusammensetzung für den Gebrauch bei
druckempfindlichen Aufzeichnungsvorrichtungen (oder
kohlefreies Durchschlagpapier, wie solche Vorrichtungen üblicherweise genannt werden).
Eine farbentwickelnde Zusammensetzung ist, wie allgemein
bekannt, eine Zusammensetzung, die bei Kontakt mit einer farblosen Lösung eines chromogenen Materials eine Farbe
entwickelt (solche chromogenen Stoffe werden auch als Farbbildner bezeichnet).
Druckempfindliche Aufzeichnungsvorrichtungen können auf
die verschiedenste Weise ausgebildet sein. Am weitesten verbreitet ist der Transfertyp, der ein oberes Blatt (im
folgenden als CB-Blatt (jooated b_ack sheet) oder als auf
der unteren Seite beschichtetes Blatt bezeichnet) umfaßt, das auf seiner unteren Oberfläche mit Mikrokapseln überzogen
ist, die eine Lösung von mindestens einem chromogenen Material in einem ölartigen Lösungsmittel
ORIGINAL INSPECTS)
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enthalten und das weiterhin ein unteres Blatt umfaßt (im folgenden als CF (coated front sheet) oder oben beschichtetes
Blatt bezeichnet), das auf seiner nach oben liegenden Oberfläche mit einer farbentwickelnden Zusammensetzung
beschichtet ist. Wird mehr als nur ein Durchschlag benötigt, so werden ein oder mehrere Zwischenblätter (im
folgenden als CFB-Blätter oder oben und unten beschichtetes Blatt (coated front and back sheet) bezeichnet, wobei
jedes dieser Blätter auf seiner Unterseite mit Mikrokapsein und auf seiner Oberseite mit der farbentwickelnden
Zusammensetzung beschichtet ist. Wird auf diese Blätter durch Schreiben oder Antippen mit einer Schreibmaschine
Druck ausgeübt, brechen die Mikrokapseln auf und die Lösung mit dem chromogenen Material fließt auf die farbentwickelnde
Zusammensetzung und löst eine chemische Reaktion aus, die die Farbe im chromogenen Material entwickelt
und auf diese Weise ein Bild herstellt.
In einem anderen Typ einer druckempfindlichen Aufzeichnungsvorrichtung,
der auch als der unabhängige oder
autogene Typ bekannt ist, sind sowohl die Mikrokapseln, die das chromogene Material enthalten als auch die farbentwickelnde
Zusammensetzung nebeneinanderliegend auf oder im selben Blatt vorhanden.
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Eine solche druckempfindliche Aufzeichnungsvorrichtung
wird in vielen Patentschriften behandelt. Zum Beispiel sind Transfersets im US-Patent Nr. 2 730 456 und unabhängige
oder autogene Sets im US-Patent Nr. 27 30 457 beschrieben.
Eine Vielzahl von Materialien, und zwar sowohl organische als auch anorganische, wurden für die Verwendung als aktive
Bestandteile in farbgebenden Zusammensetzungen vorgeschlagen. Unter diesen finden organische Materialien wie
v Phenolformaldehyd-Novolakharze und Salicylsäureabkömmlin-
M. INSPECTED
■k-
36U687
ge sowie absorbierende anorganische Materialien wie zum Beispiel mit Säure gewaschener Montmorillonitton am häufigsten
Verwendung.
Druckempfindliche Aufzeichnungsvorrichtungen finden normalerweise
als vorgedruckte handelsübliche Geschäftsformulare Verwendung. Dafür werden zum Beispiel die verschiedenen
Blätter, die das Set bilden, vor ihrer Zusammenfügung zum Set bedruckt. Das in solchen Sets verwendete
Papier muß daher die wichtige Forderung erfüllen, daß es ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich seiner Bedruckbarkeit
aufweist, und zwar sowohl im Hinblick auf die Qualität des erhaltenen Druckes als auch auf die Leichtigkeit,
die Geschwindigkeit und die Durchführbarkeit des Druckvorganges selbst.
Das Bedrucken von kohlefreiem Durchschlagpapier für die
Verwendung in Geschäftsformularen wird normalerweise mit einer Vielzahl von Drucktechniken durchgeführt, von denen
der wichtigste der nasse Offset-LithoDruck mit Papiereinzug
ist (sheet-fed wet offset litho printing). Bei dieser
Technik werden die einzelnen zu bedruckenden Blätter in schneller Folge von einem Stapel der Druckerpresse zugeführt
und werden, nachdem sie die Druckwalze passiert haben, auf einen auf der Außenseite der Druckmaschine liegenden
Sammelstapel geleitet. Sowohl Farbe als auch Wasser werden auf die Druckwalze aufgetragen, die den Farbstoff
selektiv nur auf Teilen ihrer Oberfläche annimmt und das Wasser auf den verbleibenden Oberflächenteilen verbleibt.
Damit der Druckvorgang effizient wird, ist es notwendig, daß kein Papierstau oder doppelter Papiereinzug stattfindet
und daß die Blätter nach dem Bedrucken einen sauberen, geraden und symmetrischen Stapel bilden. So sollte
zum Beispiel nur ein minimaler Anteil der Blätter über die Vorder-, Hinter- oder Seitenkante des Stapels hinaus-
ORlGlNAL
3614887
ragen. Falls dies nicht schon beim Stapeln geschieht, dann sollte der Stapel zumindest leicht und schnell mechanisch
in einen geraden, senkrechten und symmetrischen Stapel überführt werden, bei welchem keine Blätter hervorstehen.
Es ist daher wichtig, daß die Blätter des Stapels nur minimal gewellt sind. Schlechtes Stapelverhalten
oder sehr starke Wellung beschränkt die Geschwindigkeit des Druckvorganges und verhindert darüberhinaus das Zusammenfassen
der gedruckten Blätter. Dies macht eventuell einen für die Wirtschaftlichkeit nachteiligen zusätzlichen
Vorgang für das Zusammenfassen der Blätter notwendig.
Im allgemeinen findet man, daß CF- und CFB-Blätter, die
absorbierendes anorganisches Material als aktiven Bestandteil in ihrer farbentwickelnden Zusammensetzung verwenden,
größere Probleme mit dem nassen Papiereinzugs-Offset-Litho-Druckverfahren
aufweisen als die Blätter mit organischen aktiven Bestandteilen.
Es wurde nun gefunden, daß die oben angeführten Probleme bezüglich des nassen Papiereinzugs-Offset-Litho-Druckverfahrens
(sheet-fed wet offset litho printing) an CF- und CFB-Blättern, die eine farbentwickelnde Zusammensetzung
mit absorbierenden, anorganischen, aktiven Bestandteilen verwenden, reduziert oder sogar vermieden werden können,
wenn die farbentwickelnde Zusammensetzung langkettige Fettsäuresalze
enthält, zum Beispiel ein Fettsäuresalz, das mindestens in etwa 12 Kohlenstoffatome aufweist. Es wurde
go gefunden, daß das Vorhandensein solcher langkettigen Fettsäuresalze
die Reaktivität der farbentwickelnden Zusammensetzung nicht verändert. (Dies ist natürlich für jedes
Material, das für die Verwendung als Additiv zu einer farbgebenden Zusammensetzung in Betracht kommt, von we-
gg sentlicher Bedeutung).
Langkettige Fettsäuresalze wurden zuvor für die Verwen-
ORIGiNAL INSPECTED
dung in verschiedenen Typen von farbgebenden Zusammensetzungen vorgeschlagen. Zum Beispiel beschreibt das UK-Patent
Nr. 1 283 446 die Verwendung von Kalziumstearat als Überzugsschmiermittel in einer farbgebenden Zusammensetzung,
die Phenolharze als den wesentlichen farbentwickelnden Bestandteil enthält. Das UK-Patent I 364 736
beschreibt die Verwendung von Metallsalzen organischer Säuren als Stabilisatoren in farbentwickelnden Zusammensetzungen,
wobei der aktive Hauptbestandteil ein Metal1-salz eines Polymers ist, welches als Reaktionsprodukt
einer aromatischen Carboxylsäure oder Anhydrids und einem Aldehyd oder Acetylen ist. Die Metallsalze, die als Stabilisatoren
verwendet werden können, umfassen langkettige Fettsäuresalze. Die UK-Patente 14 72 580 und 15 06 813
sowie die europäische Patentanmeldung 93 2 08A beschreiben die Verwendung von Stearaten in farbentwickelnden Zusammensetzungen,
bei denen die Farbentwicklung auf der Verwendung von Zinkchlorid oder anderen Metallchloriden basiert.
Die europäische Patentanmeldung 101320A beschreibt die Verwendung von Metallseifen zur Verbesserung der Geschwindigkeit,
mit der sich das Bild in farbentwickelnden Systemen bildet, deren Farbentwicklung auf der Verwendung
von Nickelsalzen und Dithiooxamiden beruht. Langkettige Fettsäuresalze wurden zuvor für die Verwendung in thermographischem
Papier (zum Beispiel UK-Patente 12 94 430, 14 02 270, 14 79 476 und 14 79 542 und US-Patent
39 88 501) und in beschichtetem Druckpapier (zum Beispiel UK-Patent Il 23 197) vorgeschlagen. Trotz der zuvor genannten
Arbeiten ist bisher nicht erkannt worden, daß die Verwendung von langkettigen Fettsäuresalzen die seit langem
bestehenden Probleme lösen kann, wie sie beim nassen Papiereinzugs-Offset-Litho-Druckverfahren mit Durchschlagpapier
auftreten, welches farbentwickelnde Zusammensetzungen enthält, die einen absorbierenden anorganischen
aktiven Bestandteil enthalten (obwohl Zinkchlorid ein anorganischer Bestandteil ist, weist es keine absorbieren-
ORIGfNAL !NSPECTED
den Eigenschaften auf)· Es sollte diesbezüglich beachtet
werden, daß Durchschlagpapier mit einer farbentwickelnden Zusammensetzung, die einen absorbierenden anorganischen
aktiven Bestandteil enthält, im allgemeinen wesentlich schlechtere Gleiteigenschaften beim Papiereinzug
aufweist, als übliche tonbeschichtete Druckpapiere.
Die Erfindung betrifft daher ein Aufzeichnungsmaterial
mit einer farbentwickelnden Zusammensetzung, die als hauptsächlichen aktiven Bestandteil ein absorbierendes
anorganisches Material enthält und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zusammensetzung langkettige
Fettsäuresalze enthält*
Das absorbierende anorganische aktive Material kann zum Beispiel ein saurer Ton sein, wie zum Beispiel ein mit
Säure gewaschener Montmorillonitton, wie er zum Beispiel
in der UK-Patentschrift 12 13 835 beschrieben ist, es kann aber auch eine hydratisierte Silika/hydratisierte Aluminiumzusammensetzung
sein, wie sie in den europäischen Patentanmeldungen 422165A und 42266A beschrieben ist oder auch
Zirkonerde oder eine Zusammensetzung davon, wie sie in der
UK-Patentanmeldung 21 12 159A oder der europäischen Patentanmeldung
81341A beschrieben ist. Zusätzlich zu dem ersten aktiven Bestandteil kann die farbentwickelnde Zusammensetzung
auch andere Bestandteile enthalten, wie zum Beispiel Füllstoffe oder Streckmittel, zum Beispiel Kaolin,
Kalziumcarbonat oder Talk, pH-einstellende Mittel, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid und Latex oder andere
Bindemittel.
Das langkettige Fettsäuresalz ist vorzugsweise ein Stearat. Es können aber auch Salze anderer Säuren verwendet
werden, wie zum Beispiel Oleate, Palmitate oder Linoleate. Das Salz kann zum Beispiel aus einem Metall oder
einem anderen Kation, wie zum Beispiel einem Ammoniumion
_'Λ 36Η687
gebildet sein. Das Metallsalz kann zum Beispiel ein Kalzium-, Zink-, Aluminium-, Natrium- oder Kaliumsalz sein. Obwohl
auch solche Metallsalze, die eine eigene Farbe aufweisen, prinzipiell verwendbar sind, so sind sie doch gerade
wegen ihrer eigenen Farbe nicht bevorzugt. Es ist jedoch wichtig, daß das verwendete Salz die farbentwickelnde
Zusammensetzung nicht deaktiviert. Das bevorzugte Metallsalz ist Kalziumstearat.
Das Fettsäuresalz ist vorzugsweise in der farbentwickelnden
Zusammensetzung in einer Menge von etwa 2 bis 5 Gewichtsprozent enthalten. Falls gewünscht, können aber
auch höhere Mengen, zum Beispiel bis über 10 Gewichtsprozent verwendet werden, aber es wurde gefunden, daß die
l§ dabei erzielten Verbesserungen geringfügig sind im Vergleich
geringeren Zugabemengen.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungspapier kann auf derjenigen
Seite, die der Seite, welche die farbentwickelnde Zusammensetzung enthält, gegenüberliegt, unbeschichtet
sein, zum Beispiel kann es ein CF-Papier sein, oder es kann auf seiner gegenüberliegenden Seite mit Mikrokapseln
beschichtet sein, die eine Lösung aus chromogenem Material enthalten, wie zum Beispiel bei einem CFB-Papier.
Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden. Im folgenden beziehen sich sämtliche
Angaben über Anteile und Prozente auf das Gewicht.
Zu einer üblichen Farbentwicklerformulierung auf der Basis von wäßrigem Ton wurde, bezogen auf das Trockengewicht,
2 % Kalziumstearat als trockenes Pulver zugegg geben. Diese farbentwickelnde Formulierung enthielt einen
säuregewaschenen Montmorillonit-Farbentwicklerton und
-β-
36Η687
j_ Kaolin im Verhältnis 70:30, ein Latex-Bindemittel und
soviel Kaliumhydroxid, um die Mischung schwach alkalisch zu machen. Die so erhaltene Zusammensetzung wurde mittels
einer Versuchsanlage zum Beschichten so auf eine Papieren rolle aufgebracht (blade-coated), daß die Beschichtung
2
ein Trockengewicht von 8 g/m aufwies. Das so erhaltene Papier wurde dann getestet, um seine Eignung für das nasse Papiereinzugs-Offset-Litho-Druckverfahren zu bestimmen. Und zwar wurde es sowohl hinsichtlich seiner
ein Trockengewicht von 8 g/m aufwies. Das so erhaltene Papier wurde dann getestet, um seine Eignung für das nasse Papiereinzugs-Offset-Litho-Druckverfahren zu bestimmen. Und zwar wurde es sowohl hinsichtlich seiner
-^q Gleit- und Stapeleigenschaften als auch seiner Eigenschaften
bezüglich der Farbentwicklung mit einem Kontrollpapier verglichen, welches eine farbentwickelnde
Zusammensetzung ohne Kalziumstearat enthielt, das aber sonst mit dem Testpapier identisch war. Die Durchführung
■,p- der Tests und deren Ergebnisse sind im folgenden beschrieben:
a) Gleitfähigkeitstest im Papiereinzug (sheet-fed runnability test)
Bei diesem Test wurde jeweils ein Ries von A2-Bögen der zu testenden Papiere einem nassen Offset-Litho-Druckverf
ahren in einer Solna-Druckpresse bei einer Geschwindigkeit von 5000 Abzügen pro Stunde unterwor-
QC fen. Es wurden sowohl vom Papiereinzug als auch vom
Ausstoß aus der Druckerpresse sowie vom Sammelstapel Videoaufnahmen angefertigt. Durch das Abspielen der
Aufnahme in Zeitlupe konnte ein Vergleich des Verhaltens beim Papiereinzug und Ausstoß durchgeführt wer-
oQ den. Das Ausmaß der falschen Lage von hervorstehenden
Blättern im Ausgabestapel wurde ebenfalls bestimmt (ein ideales Ergebnis wäre, wenn keines der Blätter
hervorstehen würde).
Die Videoaufzeichnungen zeigten erstens, daß das Verhalten
bezüglich des Papiereinzugs bei beiden Blättern
36U687
gut war, wobei das Testpapier geringfügig besser als die Kontrolle abschnitt, und zweitens, daß das Verhalten
bezüglich des Papierausstoßes beim Testpapier deutlich besser als bei dem Kontrollpapier war.
Beim Kontrollpapier betrug das durchschnittliche Hervorstehen
der einzelnen Blätter an den Vorder- und Hinterkanten des Stapels 10 bis 20 mm, wohingegen das
Testpapier durchschnittlich nur 2 bis 5 mm über die Kante hinausreichte.
b) Druckeignungstest (Piling-Test)
Dieser Test stellt die Menge der Reste fest, die auf dem Drucktuch nach einer bestimmten Zahl von Abzügen
verbleiben. Es wurde gefunden, daß sowohl mit dem Test- als auch mit dem Kontrollpapier ähnliche Ergebnisse
erhalten werden, und es kann daher geschlossen werden, daß die Zugabe von Kalziumstearat zu keiner
Verschlechterung der Druck-(Piling)Eigenschaften führt.
c) Kalanderintensitäts-(CI)-Test
Bei diesem Test wurden ubereinandergelagerte Streifen
von CB-Papier und Test- bzw. Kontrollpapier durch einen
Laborkalander geleitet, um die Kapseln aufzubrechen und so auf den CF-Streifen eine Farbe hervorzurufen. Dann
wurde das Reflexionsverhalten (I) der so gefärbten Streifen gemessen und das Ergebnis (I/Iq) als Prozent
des Reflexionsvermögens (IQ) von unverwendeten
Kontroll-CF-Streifen bestimmt. Je geringer der Kalanderintenstitätswert
(I/Iq) ist, um so intensiver ist die entwickelte Farbe.
Die Reflexionsmessungen wurden jeweils 2 Minuten und
■Μ- .
-yy-
36Η687
48 Stunden nach Anwendung des Kalanders gemessen, wobei die Probe zwischen den Messungen im Dunkeln gelagert
wurde. Die Farbe, die sich nach 2 Minuten entwickelt, wird im wesentlichen durch schnellentwickelndes,
homogenes Material hervorgerufen, welches in den CB-Streifen enthalten ist, wohingegen die Farbe nach
48 Stunden von ebenfalls vorhandenem, sich langsam entwickelnden homogenen Material herrührt (das Ausbleichen
der Farbe vom schnellentwickelnden homogenen Material beeinflußt ebenfalls die erhaltene Endintensität)
. Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier CI-Wert (1Zl0)
2 Min. 48 Stunden
Testpapier (mit
Kalziumstearat) 53.1 41.5
Kontrollpapier 50.2 40.4
Obwohl sich das Testpapier geringfügig langsamer entwickelte, erreichte es einen ausreichenden Standard
und die Endintensitäten waren in beiden Fällen mit der Kontrolle vergleichbar.
d) Untersuchungen
Diese Tests wurden durchgeführt, um zu verstehen, weshalb die Zugabe von Kalziumstearat das Verhalten des
Papiers in nassen Offset-Litho-Druckverfahren verbessert
und um verwertbare Vorhersagen über die Eignung anderer Additive für denselben Zweck zu machen.
In diesen Tests wurde der Kontaktwinkel (gemessen nach 2 Sekunden), der Reibungskoeffizient und die "Auf-
./a
36Η687
wölbung" (looping) bestimmt. Die ersten beiden Tests sind allgemein bekannte physikalische Standardtests
und brauchen nicht weiter erläutert zu werden. Der Aufwölbungstest wurde speziell zum Bestimmen der
Gleiteigenschaften beim Papiereinzug entwickelt.
Im Aufwölbungstest werden Test- und Kontrollstreifen
nebeneinander auf eine flache Unterlage gelegt und jeweils an einem Ende auf der Unterlage befestigt,
IQ wobei das andere Ende frei bleibt. Dann werden beide
Streifen gleichmäßig mit fein zerstäubtem Wasser besprüht und deren Verhalten mit Video aufgenommen. Es
zeigt sich, daß sich die Streifen, die vor dem Besprühen vollkommen flach waren, innerhalb 4 Sekunden aufwellen,
wodurch das freie Ende der Streifen zum festen Ende hingezogen wird und sich das zwischen den Enden
liegende Papier aufwölbt. Durch das Bestimmen der Geschwindigkeit, mit der sich die Wölbung bildet und
der Höhe der gebildeten Wölbung (zum Beispiel durch das Betrachten der Videoaufzeichnung in Zeitlupe) kann eine
Bewertung der relativen Empfindlichkeit bezüglich Feuch
tigkeit für beide Papierstreifen gemacht werden. Dies ist für die Bewertung signifikant, inwieweit sich die
Papiere für das nasse Offset-LithoDruckverfahren eignen,
da das mit dieser Technik bedruckte Papier während des Druckvorganges angefeuchtet wird.
Die Ergebnisse sind wie folgt:
Art des Tests
Papier
Test Kontrolle
Test Kontrolle
Kontaktwinkel
75V
Reibungskoeffizient
Aufwölbung
statisch dynamisch
0.46
0.39
0.39
0.59 0.50
Die Aufwölbungsgeschwindigkeit und die Höhe der geformten Aufwölbung waren
beim Testpapier bedeutend geringer als beim Kontrollpapier.
Die Ergebnisse belegen, daß ein Additiv zur Verbesserung der Gleiteigenschaften von Durchschlagpapier beim
Papiereinzug, welches eine farbentwickelnde Zusammensetzung enthält, die im wesentlichen aus einem absorbierenden
anorganischen aktiven Bestandteil besteht, derart sein muß, daß der Kontaktwinkel erhöht, der
Reibungskoeffizient des Papiers erniedrigt und das Aufwölbverhalten verbessert wird.
Dieses Beispiel zeigt die Zugabe von 3 % Kalziumstearat, Natriumstearat und Aluminiumstearat zu einer
farbentwickelnden Zusammensetzung, wie sie in Beispiel 1 beschrieben ist. Das durchgeführte Verfahren und das
Testen der erhaltenen beschichteten Papiere ist generell in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß
Kalziumstearat zu der farbentwickelnden Zusammensetzung in Form einer 50 %igen wäßrigen Aufschlämmung anstatt
als trockenes Pulver gegeben wurde. Natrium- und
-ja"- 36U687
Aluminiumstearat wurde als trockenes Pulver zugegeben.
a) Gleitfähigkeitstest im Papiereinzug
Im Stapel des Kontrollpapieres ragten die Blätter durchschnittlich etwa 8 mm über die Vorder- und Hinterkante
des nach dem Bedrucken gebildeten Sammelstapels hinaus, wohingegen diejenigen Blätter, die
entweder Kalzium- oder Natriumstearat enthielten, lediglich um durchschnittlich 1 mm und die Blätter,
die Aluminiumstearat enthielten, nur um 2 mm über die Kante herausragten. Das Papier mit
Aluminiumstearat zeigte die besten Eigenschaften bezüglich des Papiereinzugs, gefolgt von dem Papier
mit Kalziumstearat, dem Kontrollpapier und dem Papier mit Natriumstearat in dieser Reihenfolge.
b) Druckeignungstest (Piling Test)
Alle Papiere, die Stearate enthielten, erwiesen sich besser als das Kontrollblatt, wobei die besten
Eigenschaften Natriumstearat aufzeigte, gefolgt von Kalziumstearat und Aluminiumstearat.
c) Kalanderintensitäts-(CI)-Test
Die Resultate waren wie folgt:
Die Resultate waren wie folgt:
Papier
• 46
-ρ -
36H687
Cl-Wert (τ/Ι°)
2 Min.
48 h
Kalziumstearat
Natriumstearat Aluminxumstearat Kontrolle
47.3 | 38.4 |
47.0 | 39.0 |
45.0 | 37.7 |
45.7 | 38.2 |
Es ist ersichtlich, daß sich die Papiere mit Stearat nur geringfügig von der Kontrolle unterscheiden.
d) Aufwolbungstest
Alle Papiere mit Stearat wölbten sich geringer auf als das Kontrollpapier, wobei sich Aluminium- und
Kalziumstearat am geringstem aufwölbte.
e) Reibungskoeffizient/Kontaktwinkel Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier | Reibungskoeffizient | statisch | Kontakt- ,o« |
dynamisch | 0.56 | winkel1 ' | |
Kontrolle | 0.46 | 0.54 | 88 |
Kalziumstearat | 0.41 | 0.48 | 88 |
Natriumstearat | 0.34 | 0.57 | 83 |
Aluminiumstearat | 0.48 | 89 |
Diese Ergebnisse erscheinen in einigen Aspekten anomal, da sie nicht mit dem tatsächlichen Verhalten,
wie aus Beispiel 1 abgeleitet werden kann,
übereinstimmen. Jedoch bekräftigen die Beispiele und 4 die Ergebnisse von Beispiel 1.
Beispiel 3 5
Dieses Beispiel zeigt die Verwendung von Kalzium- und Aluminiumstearat bei höheren Konzentrationen
(5 % für das Kalziumstearat und 5 sowie 8 % für das Aluminiumstearat). Außerdem zeigt es die Wirkung,
die ein Überzug mit Mikrokapseln auf der anderen Seite des Papiers beim Herstellen eines CFB-Produktes
mit sich bringt.
Die farbentwickelnde Zusammensetzung wurde, wie in den vorigen Beispielen beschrieben, hergestellt und
aufgezogen, allerdings mit der Ausnahme, daß das Verhältnis von säuregewaschenen Montmorillonit zu
Kaolin ungeführ 75:25 betrug. Das Kalziumstearat wurde als 50 %ige wäßrige Aufschlämmung und das
Aluminiumstearat als fast trockenes Pulver zugegeben
Die Zusammensetzung für den Überzug mit Mikrokapseln war dieselbe, wie sie üblicherweise für kohlefreies
Durchschlagpapier verwendet wird. Zusätzlich zu den Mikrokapseln enthielt sie noch Bindemittel
und zwei übliche Mittel, die das vorzeitige Zerbrechen der Mikrokapseln verhindern, nämlich Partikel
aus Weizenstärke und gemahlene Flocken aus Zellulosefasern. Die Zusammensetzung wurde mit der dafür
üblichen RoIlbeschichtungstechnik durchgeführt und so ein Beschichtungsgewicht (nach dem Trocknen) von
2
etwa 4 g/m erhalten.
etwa 4 g/m erhalten.
Das Papier wurde den gleichen Tests unterworfen, wie sie in den vorigen Beispielen beschrieben sind
(unter der Verwendung von zwei unterschiedlichen
36Η687
Ton-CF-Kontrollpapieren und zwei unterschiedlichen
Ton-CF-CFB-Kontrollblättern) .
Die Ergebnisse waren wie folgt:
a) Gleitfahigkeitstest beim Papiereinzug
Die Papiere, die 5 % Kalziumstearat und 5 % AIuminiumstearat
enthielten, zeigten die besten Eigenschaften. Das Papier, welches 8 % Aluminium-
stearat enthielt, war mit den beiden Kontrollpapieren vergleichbar. Betrachtet man das allgemeine
Ergebnismuster der Stearatzugabe in anderen Beispielen und vergleicht es mit den guten
Ergebnissen, die mit 5 % Aluminiumstearat erhal
ten werden, so scheint es überraschend, daß mit 8 % Aluminiumstearat keine Verbesserung gesehen
wird. Daher ist dies als anomal anzusehen.
b) Druckeignungstest (Piling Test)
In diesem Fall zeigte das Blatt mit 5 % Kalziumstearat die besten Eigenschaften und war wesentlich
besser als das Kontrollblatt. Das Blatt mit 5 % Aluminiumstearat war mit der Kontrolle
vergleichbar, wohingegen das Blatt mit 8 % Aluminiumstearat schlechtere Ergebnisse als die
Kontrolle lieferte.
c) Kalanderintensitäts-(CI)-Test
Dieser Test wurde auf zwei verschiedene Arten durchgeführt. In einem Fall wurde die CB-Oberfläche
des CFB-Blattes mit der CF-Oberflache eines anderen Blattes aus demselben CFB-Papier
in Kontakt gebracht, und im anderen Fall wurde
- γι -
36U687
die CB-Oberflache mit CF-Papier belegt, welches
nicht zuvor mit Mikrokapseln beschichtet wurde.
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier
CI-Wert ( /I0)
CFB auf CFB CFB auf CF
min. 48 h 2 min. 48 h
CFB auf CFB CFB auf CF
min. 48 h 2 min. 48 h
Kontrolle I | 50.6 |
Kontrolle II | 58.3 |
5 % Kalzium- | |
stearat | 56.4 |
5 % Aluminium | |
stearat | 54.8 |
8 % Aluminium | |
stearat | 49.8 |
26.0 47.6 41.5
34.5 48.3 42.0
30.5 51.7 42.9
28.3 51.4 44.8
27.5 49.7 43.7
Diese Ergebnisse zeigen ein gewisses Maß an Streuung. Trotzdem läßt sich daraus entnehmen,
daß die Verwendung von Stearaten keine unannehmbare Verschlechterung der Durchschlagseigenschaften
mit sich bringt.
d) Aufwölbunqstest
Die Reihenfolge der Papiere mit der geringsten Aufwölbung war wie folgt:
5 % Kalziumstearat, 5 % Aluminiumstearat, 8 % Aluminiumstearat und schließlich die beiden Kontrollpapiere.
e) Reibungskoeffizient und Kontaktwinkel
36Η687
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier Reibungskoeffizient Kontakt
dynamisch statisch winkel( )
Kontrolle | 0.46 | 0 | .59 | 85 |
5 s | ||||
0.31 | 0 | .44 | 87 | |
5 c- | ||||
0.35 | 0 | .49 | 91 | |
8 S | ||||
0.37 | 0 | .51 | 94 | |
b Kalzium- | ||||
stearat | ||||
b Aluminium- | ||||
stearat | ||||
b Aluminium- | ||||
stearat |
In diesem Beispiel wurde auf einer naturgetreuen Papierherstellungs- und Beschichtungsmaschine ein
CFB-Papier hergestellt, das in seiner Farbentwicklerbeschichtung 5 % Kalziumstearat enthält. Die
farbentwickelnde Zusammensetzung und die Zusammensetzung für die Beschichtung mit Mikrokapseln wurde,
wie in den vorigen Beispielen allgemein beschrieben, formuliert und beschichtet. Proben der auf diese
Weise hergestellten CFB-Papiere und der CF-Papiere, die vor der Beschichtung mit Mikrokapseln hergestellt
wurden, wurden den Tests, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind, unterzogen. Ein Kontrollpapier
wurde ebenfalls getestet. Die Ergebnisse waren wie folgt:
a) Gleitfahigkeitstest im Papiereinzuq
Das CFB-Papier, welches Kalziumstearat enthielt, und das Kontroll-CFB-Papier wurden einer Reihe
von Druckversuchen unterworfen. Werden die Er
gebnisse als Gesamtes betrachtet, so zeigt das
-3.0-
_/9_ 36H687 Papier, welches Kalziumstearat enthält, bessere
_/9_ 36H687 Papier, welches Kalziumstearat enthält, bessere
Eigenschaften bezüglich seines Förderverhaltens im Vergleich mit dem Kontrollpapier.
Da das getestete CF-Papier aus kleinen Resten von
Enden von Papierrollen hergestellt wurde, konnte es nicht richtig geschichtet werden, und daher
wurde auch kein Gleitfahigkeitstest mit ihm durchgeführt.
b) Druckeignungstest (Piling Test)
Das Test- und das Kontroll-CFB-Papier zeigten vergleichbare Eigenschaften.
Aus den zuvor genannten Gründen wurde mit dem
CF-Papier auch kein Druckeignungstest durchgeführt.
c) Kalanderintenstitats-(CI)-Test
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier Kalanderintensität
2 min. 48 h
Kontrolle (CFB)
5 % Kalziumstearat (CFB)
Kontrolle (CF) QQ 5 % Kalziumstearat (CF)
Die CI-Werte für die CFB-Blätter wurden dadurch
erhalten, daß die CB-Schicht des CFB-Blattes mit der CF-Schicht eines anderen Blattes aus demselben
CFB-Papier in Kontakt gebracht wurde.
54.4 | 42.1 |
52.9 | 42.4 |
44.2 | 38.4 |
44.0 | 38.2 |
- 2Ό -
Aus den Ergebnissen ist zu sehen, daß die Verwendung von 5 % Kalziumstearat nicht zu einer
Verschlechterung der Kopiereigenschaften führt. 5
d) Aufwölbtest
Dieser Test wurde nur mit dem CFB-Papier durchgeführt. Es wurde gefunden, daß die Höhe der
Aufwölbung sowie ihre Geschwindigkeit im Papier,
welches das Kalziumstearat enthielt, geringer war als im Kontroll-CFB-Papier.
e) Reibungskoeffizient/Kontaktwinkel
Die Ergebnisse waren wie folgt:
Papier Reibungskoeffizient Kontakt-
dynamisch statisch winkel (°)
Kontrolle (CFB) 0.41 0.63 5 % Kalziumstearat (CFB) 0.34 0.57
Kontrolle (CF) 0.47 0.55 5 % Kalziumstearat (CF) 0.38 0.47
Claims (5)
1. Aufzeichnungsmaterial, das eine farbentwickelnde Zusammensetzung enthält, die im wesentlichen als aktiven
Bestandteil ein absorbierendes anorganisches Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung
das Salz einer langkettigen Fettsäure enthält.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Salz ein Stearat ist.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz Kalziumstearat, Natrium
oder Aluminiumstearat ist.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende anorganische
Material ein saurer Ton ist.
5. Aufzeichnungsmaterial nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz bezogen auf das Gesamtgewicht der farbentwickelnden Zusammensetzung
in einer Menge von 2 bis 5 Gewichtsprozent enthalten ist.
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