JPH01249384A - 複写紙用被覆層およびその製造方法 - Google Patents

複写紙用被覆層およびその製造方法

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JPH01249384A
JPH01249384A JP1036439A JP3643989A JPH01249384A JP H01249384 A JPH01249384 A JP H01249384A JP 1036439 A JP1036439 A JP 1036439A JP 3643989 A JP3643989 A JP 3643989A JP H01249384 A JPH01249384 A JP H01249384A
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リヒヤルト・ゲツツエ
Maximilian Kerbl
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Wacker Chemie AG
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多孔性無機マトリックス、弾性化する作用の
有機ポリマーおよび孔中に封入された顔料ペーストから
なる、複写紙の水性被覆層に関する。
〔従来の技術〕
本来、カーボン紙の被覆層は、ワックスおよび着色顔料
、たとえばカーボンブランクを含有する組成からなる。
この被覆層の欠点は、特に軟質ワックス被覆層のため、
取り扱いの際にべとつきやすく、複写文字は不十分に付
着するにすぎないことである。さらにこのようなワック
ス被覆層では、わずかな複写回数が可能であるにすぎな
−。
60年代の始めに、このような系はいわゆるゝソルベン
ト型カーボン紙“に置き換えられた。
この場合には、高分子ポリマーが易揮発性溶剤に溶解さ
れる。この溶液中に着色剤および非溶剤、たとえば鉱油
、が加えられる。塗布後、溶剤を蒸発させ;ポリマーは
海綿状の多孔構造を形成し、この孔中に顔料ペーストは
封入されている。この棟の被覆層は西ドイツ国特許出願
公告第1095860号明細書の特許請求の範囲に記載
されている。この1ソルベント型力−ボン紙“は、ワッ
クスを主体とするカーボン紙に比べて、取り扱−が改善
され、かつ有効複写回数も高められてbるという利点を
有する。この系の著しい欠点は、製造の際に多量の、生
理学上懸念のある溶剤、たとえば特にドルオールを放出
することである。さらにこのような多量の易揮発性溶剤
の取り扱いは、作業の安全性に関して高り、、 IJス
クがある(爆発の危険性)。
水性分散液を主体とする複写紙の被覆層は、西rイツ国
特許出願公告第1237145号明細書(カナダ国特許
第771594号明細書)の特許請求の範囲に記載され
ている。この方法の場合、連続相が水に溶解した合成樹
脂(ポリビニルアルコール)からなり、分散相が油中に
分散された顔料を含有する水性分散液を、支持材料上に
塗布し、加熱することにより乾燥する。
程を促進するため、この方法の場合、なお有機ないしは
無機架橋剤、たとえばN−メチロール尿素またはクロム
化合物を添加することもできる。
この処理方法での欠点は、架橋剤の存在で、顔料分散液
の不十分な貯蔵安定性である。この方法で、架橋剤を添
加せずに作業する場合、またはあまり反応性でない架橋
剤を使用する場合、合理的な温度範囲内で、満足な海綿
構造の形成を達成することができない。
この複写紙の貯蔵安定性は不十分である。このことは後
架橋およびマイグレーション現象を惹起し、被覆された
複写紙全貯蔵する場合に、複写特性の変化が生じる。
被覆材料の品質は、この方法の場合、硬化時の温度管理
に著しく依存する。海綿構造が不均等に形成された場合
、複写紙の中間層ないしは表面に記録ペーストかにじみ
出る。この結果、び複写文字の汚れが生じる。
特に、架橋すべきポリマーのガラス転移温度が、前記し
た工程温度と比べて高い場合、フィルム形成の際に困難
が生じる。その結果、亀裂形成、粗悪な付着、悪い機械
的安定性なづびに悪い再生産性が生じる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って、本発明の課題は、従来の1ソルベント型力−ボ
ン紙′の利点と水性被覆系の利点とを組み合せ、その際
、前記した固有の欠点を生じさせないことである。
〔課題を解決するための手段〕
驚ろくべきことに、この課題は、複写紙の被覆過程で多
孔性無機マトリックス全製造し、該マトリックス中にフ
ィルム形成過程で記録イーストを封入させ、その際、無
機マトリックスを水溶性または水に分散性の有機ポリマ
ーの併用により弾性化し、支持材料に良好に付着し、フ
レキシブルで、機械的に安定な記録層を得ることKより
解決することができる。
本発明の対象は、被覆材料がZr’+重縮合物またはZ
rO□−A1203ゲルからなる多孔性無機マトリック
スからなり、このマトリックスはフィルム形成する有機
ポリマーの添加により弾性化されており、このマトリッ
クスの孔には、油中に分散された着色剤が封入されて−
ることを特徴とする、常用の支持材料上に塗布される複
写紙用被覆層である。
さらに本発明の対象は、有機ポリマーが10〜50重量
%の水溶液または水性分散液で存在こ し、濃アンモニア水の添加により一を8〜9調節し、着
色剤ペーストの混和後、ジルコニウム化合物を5〜20
%の水溶液で添加し、支持体上に被覆材料を塗布した後
、40〜160℃の温度で乾燥することを特徴とする複
写紙用被覆層の製造方法である。
多孔性無機マトリックスは、水溶性Zr’+化合物ない
しは水溶性A1・Zr混合酸化物化合物の重縮合物から
構成される。好ましくは、水溶性Zr’+化合物が使用
される。炭酸ジルコニウムアンモニウムが特に有利であ
る。この化合物は特に、アルカリ性溶液中でNH3と、
優れた貯蔵安定性を有する低分子会合体を形成すること
によって優れている。アンモニアの蒸発下で被覆組成物
を塗布する場合にようやく、この会合体は、微孔性無機
マトリックスを形成しながら、いわゆる酸化ジルコニウ
ム・水和物Z rO3・xH2OないしはZrO2Al
2O3ゲル(: Gmelin 42(1958)、2
51頁および444頁〕に重縮合する。
被覆材料を製造するには、このジルコニウム化合物ない
しはA1・Zr化合物を、好ましくは水溶液で、他の被
覆材料成分のアルカリ性混合物に添加する。この場合、
Zr化合物ないしはZr5Ar化合物の水溶液の濃度は
有利に5〜20重量%である。
この微孔性無機マトリックス自体は、いずれにせよその
脆弱性のため、複写紙被覆材料への適用に適していない
。従ってなお付加的にフィルム形成する有機ポリマーを
添加し、無機マトリックスをフレキシブルにし、機械的
な抵抗をつけ、支持材料上の微孔性マトリックスの付着
を改善する。
無機マトリックスの弾性化のために、特に水溶性または
アルカリに可溶性のポリマーないしは水に分散可能なポ
リマーが適しており、有利に水溶性またはアルカリに可
溶性のポリマーが使用される。アルカリに可溶性のポリ
マーが特に有利である。
アルカリに可溶性のポリマーとして、カルボキシル基含
有コモノマー、たとえば(メタ)アクリル酸単位、イタ
コン酸単位、クロトン酸単位、マレイン酸単位またはフ
マル酸単位を5〜15jmi−%まで含有するポリアク
リレートおよびポリビニルアセテートが有利である。ア
ルカリに可溶性のポリエステルまたはアルキデンを使用
することも考えられる。
適当な水溶性ポリマーはポリビニルアルコ−#、セ/l
/ CI −x (ヒドロキシエチルセルロース、メチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース)、ポリア
クリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン
である。ポリビニルアルコールが有利であり、特に10
0〜600のけん化価を有する冷水に可溶性のポリビニ
ルアルコールが使用される。
水に分散可能なポリマーの例は、ポリビニルアセテート
、酢酸ビニル/エチレン−コポリマー、酢酸ビニル/エ
チレン−コポリマー、酢酸ビニル/エチレン/塩化ビニ
ルーコホリマー、ポリアクリレート、ポリウレタンなら
びにSBRラテックスである。
場合により、耐水性を改善するために使用するポリマー
は架橋されていてもよい。これに使用される架橋剤は水
に混合可能かまたは分散可能であることが望ましい。こ
の架橋剤は、規定の加工温度範囲で反応性であり、十分
な可使時間を有していることが望ましい。有利には架橋
剤として、ポリアジリジン、ジーまたはポリアルデヒド
(グリオキサール)、メラミン架橋剤、尿素架橋剤、マ
スク−インシアネートまたはポリエポキシ−が使用され
る。
この場合、架橋剤の量は、被覆の必要な柔軟性を損なわ
ずに、特性の所望の改善を達成するように選択される。
有利には、架橋剤は、ポリマーに対して5〜40重量%
の量で、特に有利には5〜20]ii%の量で使用され
る。
複写紙被覆層中で、架橋または未架橋のポリマ一対無機
マトリックスのN量比は1:1〜5:1、有利に1=1
〜3:1であり、この場合、被覆層中の結合剤成分(無
機マトリックスおよび有機ポリマー)は20〜80重量
%である。
複写紙被覆材料は、場合により他の添加物により変性さ
れていてもよい。たとえば多孔性マトリックスは、ポリ
マーに可塑剤を添加することによって、よりフレキシブ
ルに調節することができる。このため可塑剤は、使用さ
れるポリマーに相容性でありかつ記録ペーストとはでき
る限り混合不可能であるべきである。可塑剤の量および
タイプは先行技術であり、専門文献に記載に記載されて
いる( ’ Modern PlasticsEncy
OIOpθdia“、1981〜1982.710〜7
19頁参照)。
たとえば、被覆材料の加工特性を最適に調節するため、
いわゆる補助溶剤の併用が可能である。補助溶剤は水溶
性または部分的に水溶性の有機溶剤、たとえばアルコー
ル、グリコール、クリコールエーテル、エステル、ケト
ン、アミノアルコールラクトンである。添加量は、水性
被覆材料組成物に対して1〜50重量%、有利に6〜2
5重量%である。
着色剤として、本発明による複写紙被覆層中では全ての
慣用の有機または無機顔料が使用可能である。これにつ
いての例はフタロシアニンブルー、パーマネントルピン
、カーボンブラックおよび二酸化チタンである。この顔
料はペーストとして油中に分散させて使用される。油:
顔料のN量比は約1=1〜2:1である。被覆層中の顔
料ペーストの割合は20〜80重量%である。
顔料調製物を使用しない場合、顔料ペーストの製造は従
来の様式および方法で行なわれる。
顔料ペーストはローラーで練磨することにより油中に分
散する。場合により、粉砕工程をより経済的に行い、部
分的に著しく高価な有機含量の色の濃度ポテンシャルを
完全に活用し、かつ十分な貯蔵安定性の顔料ペーストを
得るために、湿潤剤および分散剤を併用してもよ−。湿
潤剤として、主にイオン性または非イオン性界面活性剤
が挙げられ、分散剤として、従来の製剤が使用される。
種類および量はそれぞれ製造元の詳細に相応する。
被覆材料を製造するには、有機ポリマーを10〜50重
量%の溶液または分散液で装入し、場合により、水また
は水と水に混合可能な溶剤(たとえばエタノール)との
混合物の添加により、10〜20重量%の含量を調節す
る。濃アンモニア水の添加により一値を8〜9に調節す
る。ポリマー分散液を使用する際には溶解工程の促進の
ため、バッチを軽度に加熱してもよい。
ポリマーが完全に溶解した後に、顔料ペーストを混和し
、分散させる。引き続きジルコニウム化合物を5〜20
重量%の溶液で混合する。
有機ポリマーの架橋にお−て、最後の成分として、相応
する量の架橋剤を、10〜30重量%の水性分散液で、
場合により適用の直前に添加する。
アルカリに可溶性のポリマー全使用する場合、有利な構
成では、ジルコニウム化合物の重縮合の後に、中和剤の
添加によりp)(’e8〜10に調節する。これについ
て、中和剤として、揮発性塩基、たとえばアンモニア、
有機アミン(メチルアミン、ジメチルアミン、エチルア
ミン、ジエチルアミン)、アミノアルコール(アミンエ
タノール、アミノプロパツール)またはN−アルキルア
ミノアルコール(ジメチルアミノエタノール)が挙げら
れる。
ジルコニウム化合物、有機ポリマーおよび顔料ペースト
の添加量は、この場合、複写紙被覆材料中で前記重量比
が生じるように選択する。
複写紙を製造するには、この被覆材料を、この使用目的
に対して常用の支持材料、たとえば紙、ポリエステル製
プラスチックシートまたは繊維フリース上に塗布する。
その際公知の方法、たとえばナイフ塗付、ローラ塗付ま
たは注ぎかげで、湿潤フィルム厚12〜100μmの層
卑に塗布する。
被覆層を、塗布後に、熱空気流中でまたは赤外線の照射
により40〜160℃の温度で乾燥法で上塗する。
〔実施例〕
例1−4:顔料ペーストの製造 例  1 粘稠性パラフィン油(Merck、 Darmstad
t )20部にへりオゾンブルーD7082T(BAS
F Siegele ) 20部を実験室用3本ロール
練り機で、ペーストが完全に均質になるまで練磨する。
例  2 例1と同様に行うが、パラフィン油の代わりに、クロル
パラフィン40 (HOθchst AG )20部と
へりオrンブルーD7082T15部とを使用する。(
パラフィン油とクロルパラフィンとの間の密度差)。
例  3 ラノリン、カーボンブラックおよび若干のフタロシアン
顔料を主体とする、ゝンルベント型カーボン紙′に使用
されているようなオリジナル顔料ペースト。
例  4 粘稠性パラフィン油(Merck、 Darmstad
t )18部に、分散剤としてリポチン・プア(Lip
otin pur ) (Lucas Meyer )
 0.5部の存在で、プリンテックス(Pr1ntex
 35 )(Dθgussa ) 8部およびへりオゾ
ンブルーD7082T  1部を6本ロール練り機で、
完全に分散するまで練磨する。
例5〜12:被覆材料の製造 例  5 アルカリに可溶性の45%のアクリレート分散液(Vi
nnapas■Dispersion LL531、W
ackerChemiθ) 23.1部を水およびエタ
ノール(分散液の固体含量に対して20%)で固体含量
20%に調節する。濃アンモニア水の添加により一値を
8に高め、次いで溶解作用を促進するため軽度に加熱す
る。このフェスに例1からの顔料ペースト8.5部をパ
ールミル(Pθr1miihle )中で注意深く分散
させる。その後、炭酸ジルコニウムアンモニウムの20
%の水溶液(MKLのp、zc ) 26部を水52部
にかき混ぜる。十分に混合した後、粒子を除去する。こ
の材料は塗布の前に高速攪拌機で十分に攪拌しなければ
ならない。
例  6 例5に記載されたと同様に製造 、ヴイナパス(Vinnapas■n1spereio
n LL533)、(Wacker−Ohemie ) 40部 テキサポ7 (Texapon” K i 2) (H
enkel )0.08部 例1からの顔料ペースト    8.5部水     
          20部と炭酸ジルコニウムアンモ
ニウム溶液(20%、MKL )          
20部とからの混合物 例  7 例5と同様に行うが、被覆材料を塗布する前に、架橋剤
としてポリマーに対して計算して20%のボリアシリシ
フ (XAMA” 2.0ordova )を添加する
例  8 例5に記載されたと同様に製造 ■ ヴイナパス(Vinnapas  Dispersio
n LL533)(Wacker−Ohemie )水
中20%、pH940部 テキサポン(Texapon■に12) (Henke
l )0.08部 例1からの顔料ペースト   16部 水               16部と炭酸ジルコ
ニウムアンモニウムi液(20%、MJ!:L )  
           i (5部とからの混合物 被覆材料の塗布前にグデマ(XAMIP2 )(cor
dova )  3.2部全添加。
例  9 例5に記載されたと同様に製造 ヴイナパス(Vinnapas■(:!305)(Wa
cker−Ohemie )、水中20%、pH8,5
45部 例1からの顔料ペースト    12部水      
          25部と炭酸ジルコニウムアンモ
ニウム溶液(20%、(MKL )         
15部とからの混合物 被接材料を塗布する前にグデマ(XAMA” 2 )(
cordova )  2.4部を添加。
例10 例5に記載されたと同様に製造。
ポリビオール(Po1yviol■M 05/190 
)(Wacker−Chemie )水中10% 40
部ポリビオール(po1yvio7 w 28/10 
)(Wacker−Chemie )水中10% 1部
部例1からの顔料ペースト     10部水    
             10部と炭酸ジルコニウム
アンモニウムに液(20%、MKL )       
        12部と消泡剤(Wacker−An
tischaummittel S 670 )0.6
部 とからの混合物。
例11 例5に記載されたと同様に製造。
ヴイナパス(VinnapasoDispersion
 LL533)(Wacker−Chemie )エタ
ノール10%を有する水中で20%      50部 例4からの顔料ペースト    10部・AzC−溶液
(20%、MInL ) 10部と水40部とからの混
合物      50部 プラスチイライト(Plastilit 3060 )
 (BASF)1.5部 混合物を、付加的にもう1度3本ロール練り機で分散さ
せる。
例12 機械的特性および筆記特性の改善のための上塗りとして
、無機マトリックス形成剤を有する系の適性を次の調製
物で試験した。
ヴイナパス(VinnapasoDispersion
 LL53i)(Wacker−Chemie )、エ
トキシプロパノール10%を有する水中で10% 50
部AZO溶液(20%、MKL )     10部こ
の混合物を15μmの湿潤フィルム厚で、強度にべとつ
く被覆層上に塗布した。これにより次のような値を改善
することができた。
文字の濃度  3から1 均等性    6から1 複写置数   5から10 複写の汚れ  6から1 手の汚れ   6から1 (0は最も良い評価、6は最も悪い評価、表1参照) 比較例1 例5に記載されたと同様に製造、しかし無機マトリック
ス形成剤は無添加 ヴイナパス(VinnapasoDispersion
 LL533)、水中で20%、PH940部 テキサポン(Texapon” K12 ) (Hen
kel )0.08部 例1からの顔料ペースト    16部比較例2 例5に記載されたと同様に製造、しかし無機マトリック
ス形成剤は無添加 ヴイナパス(VinnapasoDispersion
 LL533)、水中で20%、p)19     4
0部7ヤオ、)”(F□uorad” F。129)(
3M社。
0.09部 例3からの顔料ペースト    25部比較例3 無機マトリックス形成剤無添加の架橋した有機ポリマー
を主体とする被覆材料 pH9t−有するアルカリに可溶性のポリアクリレート
(Vinnapas■Dispersion L L 
533 )の20%の溶液60部に、例3からの顔料ペ
ースト36部とポリアジリジン(Neocryl■OX
I DOlPolyvinylchemie ) 1.
2部とからの混合物をパールミル中で注意深く分散させ
る。材料の適用の前に、水30部を用いて加工粘度に調
節する。
例および比較例の被覆材料を、湿潤フィルム厚50μm
の層厚で、支持材料としてのポリエステルシート上に塗
布し、80〜120℃で乾燥した。引き続きこの複写紙
を亀裂形成、文字の濃度、文字の均等性、良好に判読可
能な複写回数、複写の汚れおよび牛の汚れについて試験
した。
結果は表1にまとめられている。
表   1 1I!  +11■VVI■■医 5   アクリレート  1.25   +   −1
200106アクリレート  1.00   +   
−1200107アクリレート  1.00   + 
  +   120  0  1  08  アクリレ
ート  0.5    +   +   120  0
  1  19 PVA0  O,77+ + 120
00110 PVAI  O,5+ −1200011
1アクリレ−)   1.00   +   −800
11比較例1  アクリレ−)   0.5  −  
−  120  3  62比較例2 アクリレート 
 0.33−−  80  2  3  2比較例3 
アクリレート  0.55−+   80  3  1
  5X   刈  ■      評  価>10 
 0  1    被覆層の著しい老化なし>in  
 i   i    被後層は貯蔵の際に脆弱化>10
  1  1    被覆層の著しい老化なし>10 
 2  1    被覆層の著しい老化なし>io  
 o   o    被覆層の著しい老化なし>10 
 1  26)   老化試験なし4 3 3   老
化試験なし 6 2 1   被後層は著しい老化・文字は薄い8 
2 1   被覆層は著しい老化・文字は薄い1)0:
なし;6:多い

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、常用の支持材料上に塗布される、複写紙用被覆層に
    おいて、被覆材料がZr^4^+重縮合物またはZrO
    _2・Al_2O_3ゲルからなる多孔性無機マトリッ
    クスからなり、このマトリックスはフィルムを形成する
    有機ポリマーの添加により弾性化されており、このマト
    リックスの孔には、油中に分散した着色剤が封入されて
    いることを特徴とする複写紙用被覆層。 2、弾性化するポリマーとして、カルボキシル基含有コ
    モノマーを5〜15重量%まで含有する、アルカリに可
    溶性のポリアクリレートおよびポリビニルアセテートを
    使用する請求項1記載の被覆層。 3、弾性化するポリマーとして、100〜300のけん
    化価を有する水溶性ポリビニルアルコールを使用する請
    求項1または2記載の被覆層。 4、弾性化するポリマーとして、水に分散可能なポリマ
    ー(ポリマー分散液)を使用する請求項1、2または3
    記載の被覆層。 5、弾性化するポリマーが架橋している請求項1、2、
    3または4記載の被覆層。 6、被覆層が、無機マトリックスと有機ポリマーとから
    なる結合剤20〜80重量%および着色剤ペースト80
    〜20重量%を含有し、上記無機マトリックス対有機ポ
    リマーの比が1:1〜1:5である請求項1、2、3、
    4または5記載の被覆層。 7、被覆材料がそれ自体、着色剤不含の組成で上塗りさ
    れている請求項1、2、3、4、5または6記載の被覆
    層。 8、請求項1から7までのいずれか1項記載の被覆層を
    製造する方法において、有機ポリマーが10〜50重量
    %の水溶液または分散液で装入し、濃アンモニア水の添
    加によりpHを8〜9に調節し、着色剤ペーストの混和
    の後に、水溶性Zr^4^+化合物を5〜20%の溶液
    で混和し、場合により架橋剤を添加した後に、被覆材料
    を支持体上に塗布し、40〜160℃の温度で乾燥する
    ことを特徴とする被覆層の製造方法。
JP1036439A 1988-02-19 1989-02-17 複写紙用被覆層およびその製造方法 Granted JPH01249384A (ja)

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DE3805265.2 1988-02-19
DE3805265A DE3805265A1 (de) 1988-02-19 1988-02-19 Waessrige beschichtung von durchschreibpapier und verfahren zu deren herstellung

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JPH0476789B2 JPH0476789B2 (ja) 1992-12-04

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