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Dokumentenidentifikation DE10238175B4 24.03.2005
Titel Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial und dessen Verwendung
Anmelder CTP GmbH, 86830 Schwabmünchen, DE
Erfinder Baumeister, Manfred, 86399 Bobingen, DE
Vertreter Ackermann, J., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 60313 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 21.08.2002
DE-Aktenzeichen 10238175
Offenlegungstag 04.03.2004
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.03.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.03.2005
IPC-Hauptklasse B41M 5/40

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial (nachstehend auch als „Thermopapier" bezeichnet) mit einer verbesserten Empfindlichkeit und Auflösung, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie die Verwendung eines speziellen gestrichenen Papiers zur Herstellung von Thermopapieren.

Bei Thermopapieren wird zur Erzeugung einer bestimmten Grautonabstufung pro Druckpunkt ein Wärmepuls auf die Papieroberfläche aufgebracht. Die lokal in das Papier eingebrachte Menge an thermischer Energie kann sowohl lateral, als auch vertikal in die Papierstruktur abfließen. Je schneller die thermische Energie aus der Druckpunktzone abfließt, desto geringer ist die Empfindlichkeit des Papiers, d.h. es wird mehr Energie benötigt, um eine vorgegebene Grauabstufung und eine vorgegebene Auflösung des Druckpunktes zu erreichen.

Zur Herstellung qualitativ hochwertiger Thermodruckpapiere ist es deshalb erforderlich, zwischen Träger und Thermoschicht eine Isolierschicht aufzubringen. Um gute thermische Barrierewirkung zu erreichen, sollte die Isolierschicht eine möglichst geringe spezifische Dichte bzw. ein möglichst hohes Leervolumen aufweisen.

Es sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien im Handel, bei denen als anorganisches Pigment ein calciniertes Kaolin, beispielsweise das Produkt AnsilxR eingesetzt wird. Dieses Pigment weist ein recht hohes Pigmentleervolumen auf. Dabei wird das Pigmentleervolumen LV gemäß der nachstehenden Formel ausgedrückt:

worin V für das gemessene Volumen, G für das Pigmentgewicht, d für die spezifische Dichte der Schicht steht.

Dennoch weist das in diesen Aufzeichnungsmaterialien vorhandene Pigmentgerüst noch eine relativ gute Wärmeleitfähigkeit auf. Um ausreichende Isolierwirkung zu erhalten, müssten deshalb hohe Beschichtungsflächengewichte, beispielsweise mindestens 10 g/m2 aufgetragen werden. Zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit des Thermopapiers, müsste der Auftrag noch weiter erhöht werden, was sich aus Gründen des dann zu hohen spezifischen Gewichtes sowie eines starken Verlustes an Steifigkeit verbietet.

Es ist darüber hinaus bekannt, Trägerschichten von wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterialien mit Füllstoffen auszustatten, deren Anwesenheit zur Ausbildung von Mikrohohlräumen in den Trägerschichten führt oder auf Trägerschichten wärmeisolierende und Mikrohohlräume enthaltende Schichten aufzubringen. Auch der Einsatz von Hohlkörperpigmenten und/oder von geschäumten Schichten ist bereits vorgeschlagen worden.

Dabei handelt es sich um Dispersionen, bei denen ein wasserhaltiger Kern aus sehr hydrophilem Polymeren von einem thermoplastischem Hüllpolymer umschossen wird.

Aus der US 4,925,827 A1 ist ein Aufzeichnungsmaterial bekannt, das eine Trägerschicht, eine Hohlkörper enthaltende Zwischenschicht und eine wärmeempfindliche Schicht aufweist. Die Hohlkörper sind aus organischem Material und besitzen ein Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser von kleiner gleich 0,15.

Die US 5,137,864 A1 beschreibt ein Aufzeichnungsmaterial aus Trägerschicht, Hohlräume aufweisender Zwischenschicht und wärmeempfindlicher Schicht, wobei die Größe der Hohlräume in der Zwischenschicht variiert.

Aus der US 5,102,693 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Aufzeichnungsmaterials bekannt, bei dem eine Zwischenschicht aus geschäumten Material zum Einsatz kommt. Die Herstellung der Zwischenschicht kann durch den Einbau von ein verdampfbares Material enthaltenden Hohlkörpern erfolgen, gefolgt von der Freisetzung des verdampfbaren Materials in die Zwischenschicht.

Aus der EP 1,134,089 A2 sind wärmeempfindliche Aufzeichnungsmaterialien bekannt, die eine zwischen einer Trägerschicht und einer wärmeempfindlichen Schicht aufgebrachte Zwischenschicht aufweist. Die Zwischenschicht enthält Hohlräume, die durch den Einsatz von multimodalen Partikeln gebildet worden sind. Zum Einsatz kommen durch Emulsionspolymerisation hergestellte Kern-Mantel-Polymerpartikel.

Die WO 99/36,269 A1 beschreibt eine Beschichtungsmasse, welche neben polymeren Bindemitteln Hohlkörperpigmente mit großem Refraktionsindex aufweist, zur Beschichtung von Papier geeignet ist und diesem einen erhöhten Glanz verleiht.

Bespiele für Hohlkörperpigmente finden sich in der EP 426,391 A2, welche durch Emulsionspolymerisation hergestellte Kern-Mantel Polymere mit einem Kern aus quellbarem hydrophilen Polymer und einer Hülle aus hydrophobem Polymer beschreibt. Diese Partikel bilden beim Trocknen spontan Poren aus und lassen sich unter anderem zur Herstellung von Streichfarben zur Papierbeschichtung einsetzen.

Weitere Beispiele sind aus der EP 959,176 A1 bekannt, welche organische Hohlkörperpigmente beschreibt, die aus einem porenbildenden Kern und zwei darüber liegenden Mantelschichten gebildet werden. Diese Partikel bilden beim Trocknen spontan Poren aus und lassen sich unter anderem zur Herstellung von Streichfarben zur Papierbeschichtung einsetzen.

Beschichtungen auf Basis thermoplastischer Polymerer können jedoch ihre Isolierwirkung bei starker Temperaturbeanspruchung infolge des Kollabierens der nach dem Trocknen luftgefüllten Hohlkugeln verlieren.

Schließlich beschreibt die EP 441,559 B1 Kern-Multihüllen-Teilchen in Emulsion, die sich zur Behandlung von Papieren, einschließlich thermischer Aufzeichnungsmaterialien, einsetzen lassen. Diese Teilchen sind in alkalischen Medien quellbar und leiten sich von unterschiedlichen Vinylmonomeren mit unterschiedlicher Quellbarkeit in alkalischen Medien ab. Das den Kern bildende Polymere weist einen solchen Brechungsindex auf, dass daran eintretende Lichtstrahlen gestreut oder reflektiert werden. Das die erste Schale bildende Polymer ist hydrophil oder hydrolisierbar und bildet bei einer Hydrolysebehandlung eine Hohlraumschicht aus. Schließlich ist das Teilchen von einer dritten und äußeren Schicht aus Vinylpolymer umgeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials mit niedrigem Flächengewicht aber extrem starker Rückstreuung, das sich durch eine sehr gute Auflösung von Thermopulsen und somit durch eine hohe Auflösung auszeichnet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials, das einfach herzustellen ist und das aus einfach zugänglichen Materialien aufgebaut ist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass durch Mischen von vernetzten alkali-quellfähigen und homogen aufgebauten Verdickerpartikeln mit einem filmbildenden wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polymer Schichten erzeugt werden können, welche nach dem Trocknen stabile Mikrohohlräume aufweisen.

Voraussetzung dafür ist, dass die quellfähigen und homogen aufgebauten Partikel in sich vernetzt sind, und bei Alkalizugabe vom dispersen Zustand durch Wasseraufnahme in Gelpartikel übergehen. Die Vernetzungsdichte muss relativ hoch sein, um eine hohe mechanische Stabilität des Gelpartikels zu gewährleisten. Eine hohe mechanische Stabilität ist notwendig, um eine zu starke Dehnung bzw. Streckung des Gelpartikels zu vermeiden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend a) eine Mikrohohlräume aufweisende Schicht aus einem filmbildenden. und wasserlöslichen oder wasser-dispergierbaren Polymer und alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikeln, und b) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht.

Die Mikrohohlräume der Schicht a) werden erzeugt, indem das filmbildende Polymer und die alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikel miteinander vermischt werden, die Schicht in geeigneter Weise erzeugt wird, die Polymerpartikel durch Alkalizugabe aufquellen gelassen werden und die Schicht anschließend getrocknet wird.

Durch das Trocknen des entstandenen Mikrogels entstehen Mikrohohlräume im filmbildenden Polymer. Deren Anzahl und Größe lassen sich durch Anzahl und Natur der zugesetzten vernetzten Polymerpartikel in weiten Bereichen steuern.

Typische Zahlen der erfindungsgemäß erzeugten Mikrohohlräume liegen im Bereich von 1·1012 bis 1·1013 pro Kubikzentimeter Film.

Die mittlere Größe der Mikrohohlräume (D50) liegt typischerweise im Bereich von 0,2 bis 0,8 &mgr;m, vorzugsweise bei 0,5 bis 0,7 &mgr;m.

Das filmbildende Polymer kann ausgewählt werden aus den bekannten wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Filmbildnern. Beispiele dafür sind Hydrocolloide, die beispielsweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, wie z.B. Stärke oder Polyvinylalkohol.

Anstelle von Stärke können als Filmbildner für die. Beschichtung vorzugsweise auch Stärke- und/oder Zellulosederivate, insbesondere Stärkeethe und/oder Zelluloseether eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass hydroxyethylierte und/oder hydroxypropylierte Stärke oder Zellulose besonders günstige Eigenschaften aufweisen.

sGebildet werden die Mikrohohlräume aus einer quellfähigen Dispersion vernetzter und homogen aufgebauter Polymerpartikel, die aber nur so weit vernetzt sein darf, dass im alkalischen Bereich noch eine ausreichende Quellfähigkeit gegeben ist.

Bevorzugt werden vernetzte Acryl- oder Methacrylhomo- oder copolymere, insbesondere Acryl- oder Methacrylcopolymere abgeleitet von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, Acrylsäurealkylester und/oder Methacrylsäure-alkylester und Vernetzer.

Als Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester werden ganz besonders die Alkylester, insbesondere die Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder die Butylester, bevorzugt.

Als Vernetzer kommen bi- oder polyethylenisch ungesättigte Verbindungen in Frage, die zusammen mit den einfach ethylenisch ungesättigten Verbindungen polymerisiert werden. Beispiele dafür sind Acrylsäure- oder Methacrylsäureester von zwei- oder mehrwertigen Alkoholen, wie von Ethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Dihydroxybenzol, Penthaerythryt, oder Polyethylenglykol. Aber auch andere bi- oder polyfunktionelle Vernetzer sind einsetzbar, wie z.B. Divinylbenzol.

Besonders gute Streuwirkung wird erzielt, wenn die Mikrohohlräume einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 0,7 &mgr;m aufweisen.

Die Größe der alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikel (nachstehend auch „Mikrogelpartikel" genannt) kann in weiten Bereichen schwanken. Die mittlere Größe (D50) der Mikrogelpartikel liegt in ungequollenem Zustand typischerweise im Bereich von 0,08 bis 0,14 &mgr;m, während die mittlere Größe (D50) der Mikrogelpartikel in gequollenem Zustand sich typischerweise im Bereich von 0,4 bis 0,8 &mgr;m bewegt.

Polymerfilme auf der Basis von Stärke und/oder von Polyvinylalkohol, welche Mikrohohlräume mit einem Durchmesser in dem vorgenannten Bereich enthalten, erlauben es, eine Größenordnung des Streukoeffizienten zu erreichen, welche den von Rutil übertrifft.

Damit können Schichten a) mit niedrigem Flächengewicht aber extrem starker Rückstreuung formuliert werden, welche eine sehr gute Auflösung von Thermopulsen und somit eine hohe Auflösung des Aufzeichnungsmaterials gestatten. Flächengewichte der Schicht a) von unter 15 g/m2 sind ohne weiteres erreichbar.

Zur Herstellung der Schicht a) werden die quellbaren und homogen aufgebauten Mikrogelpartikel mit Filmbildnern, insbesondere Stärke oder Stärkederivaten oder mit Polyvinylalkohol kombiniert.

Als Mikrogelpartikel eignen sich besonders quellbare, vernetzte, homogen aufgebaute stark carboxylierte acrylate, welche in Form einer feinteiligen Dispersion hergestellt werden können. Werden diese acrylate auf einen pH-Wert von 7 bis 8,5 eingestellt, quillt das vernetzte und homogen aufgebaute Partikel stark an, bis je nach Grad der Vernetzungsdichte der Quellvorgang zum Stehen kommt und ein Gelpartikel bestimmter Größe entstanden ist. Die Herstellung einer Dispersion von Gelpartikeln in filmbildenden Polymeren, wie Stärke, kann z.B. direkt durch Einmischen der Dispersion in die Lösung des filmbildenden Polymeren und Einstellen des pH-Wertes auf ca. 8,0 (7,8 bis 8,2) durchgeführt werden. Beim Trocknen des Auftrags aus Gelpartikeln im filmbildenden Polymer entsteht durch die Synärese des Gelpartikels ein Hohlraum im Film, welcher als Streuzentrum fungiert.

Als wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht können alle für diesen Zweck bekannte Materialien und Materialkombinationen eingesetzt werden. Üblicherweise enthält diese Schicht einen Farbstoffvorläufer und einen Farbentwickler, der bei Wärmeeinwirkung mit dem Farbstoffvorläufer eine Farbe ausbildet. Beispiele für Farbstoffvorläufer sind Triarylmethanverbindungen, Diphenylmethanverbindungen, Xantenverbindungen, Thiazinverbindungen und Spiroverbindungen. Bevorzugte Verbindungen dieser Typen sind in der US-A-4,925,827 beschrieben, auf deren Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.

Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien können noch andere für derartige Materialien übliche Zusätze enthalten.

Beispiele dafür sind Pigmente oder Füllstoffe, wie Kieselerde, Talkum, Kaolin, calciniertes Kaolin, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Titandioxid, Zinkoxid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid; oder Harze, wie Harnstoff-Formaldehyd-Harze bzw. Melamin-Formaldehyd-Harze; oder Wachse, wie Stearylamid, Palmitinylamid oder N-Hydroxymethylstearylamid; oder Phenolether, wie Naphtholether, z.B. 2-Benzyloxynaphthalin; oder Biphenylderivate, wie 4-Benzylbiphenyl oder 4-Allyloxybiphenyl; oder Polyether, wie 1,2-Bis-(3-methylphenoxy)-ethan, 2,2'- Bis-(4-methoxyphenoxy)-diethylether, Bis-(4-methoxyphenyl)ether; oder Diester der Kohlensäure oder der Oxalsäure, wie Diphenylcarbonat, Dibenzyloxalat oder Di-(p-fluorobenzyl)-oxalat.

Weitere mögliche Zusätze zur Verminderung oder Minimierung des Verklebens oder des Verschleißes bei thermischer Belastung sind Metallsalze höherer Fettsäuren, wie Zinkstearat oder Calciumstearat; Wachse, wie Paraffinwachs, oxidiertes Paraffinwachs, Polyethylenwachs, oxidiertes Polyethylenwachs oder Stearylamid; Dispergierhilfsmittel, wie Natriumdioctylsulfosuccinat; UV Absorber, beispielsweise vom Typ der Benzophenone oder der Benzotriazole; oder oberflächenaktive Mittel oder Fluoreszenzfarbstoffe.

Die Schicht a) wird vorteilhaft auf eine Trägerschicht c) aufgetragen. Auf der anderen Seite der Schicht a) befindet sich vorteilhafterweise die wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht b).

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Schicht a) berührungslos auf eine Trägerschicht c), beispielsweise ein Rohpapier, in Form einer Streichfarbe aufgetragen.

Dabei kann das bereits grundsätzlich zum Auftragen von Streichfarben bekannte Curtain-Coating-Verfahren, bei dem die Streichfarbe auf die Papieroberfläche aufdosiert wird, verwendet werden. Dieses hat den Vorteil, dass das Papier nicht nochmals mechanisch durch das Abstreifmesser beansprucht wird. Es wird hier auch kein Überschuss von Streichfarbe abgestrichen. Vielmehr wird die Streichfarbe unmittelbar in der gewünschten Menge auf die Papieroberfläche aufgetragen. Die im Überschuss aufgetragene Streichfarbe braucht bei dem neuen Verfahren also nicht abgestrichen und zurückgeführt werden.

Die Kombination von Schichten a) und c) kann aber auch nach dem konventionellem Rakelverfahren hergestellt werden. Dabei wird die im Überschuss aufgebrachte Streichfarbe nach dem Abrakeln zurückgeführt und wieder eingesetzt werden.

Alternativ kann die Streichfarbe auch über Filmpressen aufgetragen werden. Auch diese Verfahrensvarianten sparen den anschließenden Abstreichvorgang über das Messer (sogenanntes blade) ein.

Alternativ können auch volumetrische Dosierverfahren mittels gewickelter oder gefräster Rollrakel eingesetzt werden.

Anschließend wird die wärmeempfindliche Aufzeichungsschicht b) auf die Schicht a) aufgetragen. Dieses kann nach den dafür üblichen Verfahren erfolgen. Beispiele dafür sind der volumetrische Auftrag mittels gewickelten oder gefrästen Rollrakeln.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Mikrohohlräume aufweisenden Schicht aus einem filmbildenden und wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polymer und alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikeln zur Herstellung von wärmeempfindlichem Aufzeichnungsmaterial.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne diese zu begrenzen.

Beispiel 1: Herstellung einer hoch vernetzten alkaliquellbaren Acrylatdispersion

Eine Monomeremulsion, bestehend aus 1,5 Teilen Laurylsulfat, 2 Teilen C13/C15 verzweigtem Fettalkoholethoxylat mit einer EO-Zahl von 9, vierzig Teilen Acrylsäure, 1,5 Teilen Polyethylenglykoldiacrylat, mit einem PEO-MG von ca. 350 sowie 27,5 Teilen Vinylacetat und 27,5 Teilen Butylacrylat wurde in demineralisiertem Wasser emulgiert.

Eine Initiatorlösung bestehend aus 0,5 Teilen Ammoniumpersulfat in 49,1-Teilen demineralisiertem Wasser wurde hergestellt.

In einem Reaktor mit N2-Spülung wurden 10 Teile Monomeremulsion vorgelegt und mit 10 Teilen Initiatorlösung auf 70°C erwärmt. Anschließend ließ man die Monomeremulsion gemeinsam mit der Initiatorlösung bei 70°C Reaktionstemperatur während eines Zeitraums von 120 min zulaufen. Nach Abschluss des Monomerzulaufs wurde die Dispersion 60 min auf 85°C erwärmt.

Nach Abkühlen auf Raumtemperatur entstand eine leicht milchige Dispersion mit einem Festkörpergehalt von 25% und einem pH-Wert von ca. 4.5.

Beispiel 2: Herstellung einer Mikrohohlraumbeschichtung

Zu einem Liter einer 15%igen Lösung eines teilverseiften Polyvinylalkohols (nachstehend „PVOH") mit einer Viskosität von 26 mPa·s und einem Hydrolysegrad von 88 % wurden 50 g der nach Beispiel 1 hergestellten alkaliquellbaren vernetzten Acrylatdispersion zugesetzt. Diese Menge entsprach 10 Teilen, bezogen auf 100 Teile PVOH. Die Temperatur der PVOH Lösung lag bei 40–50°C, um homogenes Einmischen der Dispersion zu ermöglichen. Nach dem Einmischen der Dispersion lag der pH-Wert bei ca. 4,5–5,0.

Die Charakterisierung des PVOH erfolgte durch Viskositätsmessung einer 4%igen Lösung im Ubbelohde Kapillarviskosimeter. Eine Viskosität von 26 mPa·s bedeutet, dass dieses Polymer als Spezifikation eine Viskosität von 26±1 mPa·s aufwies. Der Hydrolysegrad von 88 % bedeutet, dass 88 % der im Ausgangsmaterial Polyvinylacetat vorhandenen Acetatgruppen verseift worden sind.

Der Mischung wurde unter Rühren tropfenweise Ammoniak zugesetzt bis e in pH-Wert von 8,5 erreicht war. Die Dispersionspartikel quollen an und es bildete sich eine trübe, leicht milchige Lösung. Die Mischung wurde auf ein oberflächengeleimtes Papier mit einem Drahtrakel aufgetragen, so dass ein Beschichtungsgewicht von 1,5–2 g/m2 erreicht wurde. Es wurde eine stark lichtbrechende glatte Oberfläche erhalten, die hervorragende Eigenschaften als Träger für eine thermosensitive Beschichtung aufwies.

Beispiel 3: Herstellung einer Mikrohohlraumbeschichtung

Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Abänderung, dass der PVOH Lösung ca. 5 bis 15 Teile, bezogen auf PVOH an Polyvinylpyrrolidon K30 zugesetzt wurden. Damit konnte eine möglichst homogene Verteilung der alkaliquellbaren Partikel in der PVOH Lösung erreicht werden.

Beispiel 4: Herstellung einer Mikrohohlraumbeschichtung unter Verwendung von Pfropfpolymerisaten

Eine andere Möglichkeit besteht in der Pfropfpolymerisation von N-Vinylpyrrolidon bzw. N-Vinylcaprolactam auf PVOH. Die eingesetzte Monomermenge liegt dabei zwischen 5–15 Gewichtsteilen, bezogen auf PVOH.

Einer 20 %igen Lösung von PVOH 5-88 wurden, bezogen auf 100 Teile PVOH, 5 Teile N-Vinylcaprolactam zugesetzt. Unter PVOH 5-88 ist ein PVOH mit einer Viskosität von 5,5 ± 1 mPa·s mit einem Hydrolysegrad von 88 % zu verstehen. Anschließend wurden 0,1 Teile eines Azoinitiators 2,2'-Azo-bisamidino-(propan)-dichlorid als 1 %ige Lösung zugesetzt und die Mischung ca. 4 Stunden bei 75 °C reagieren gelassen. Es entstand eine weißlich disperse Lösung, die beim Abkühlen völlig klar wurde.

Dieser Lösung wurden 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Teile Polymer, alkaliquellbare Dispersion, hergestellt nach Beispiel 1, zugesetzt.

Zur Herstellung der Mikrohohlraumbeschichtung wurde genauso verfahren wie im Beispiel 2. Das N-Vinylcaprolactam-Pfropfpolymer war thermogelierend, so dass beim Trocknen keine Migration in das Rohpapier erfolge und eine besonders glatte Beschichtung mit sehr hohem Streichkoeffizient erreicht wurde.

Beispiel 5: Herstellung einer Mikrohohlraumbeschichtung mit anderen Filmbildnern

Anstelle von Polyvinylalkohol können als Filmbildner für die Beschichtung beispielsweise auch Stärkeether und/oder Zelluloseether eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, dass hydroxyethylierte und/oder hydroxypropylierte Stärke oder Zellulose besonders günstige Eigenschaften aufweisen, da eine besonders gute Mischbarkeit mit den veretherten alkaliquellbaren, Dispersionen gegeben ist. Die günstigsten optischen Eigenschaften wurden bei Einsatz veretherten Kartoffelstärke erzielt, da Kartoffelstärke anders als Maisstärke keine Verunreinigung durch Fette oder Proteine aufweist.

Eine mittelviskose hydroxypropylierte Kartoffelstärke wurde bei 90°C als 25 %ige Lösung aufgekocht. Es entstand eine klare viskose Lösung. Um Retrogradationserscheinungen zu vermeiden, wurde die Temperatur der Lösung während der Herstellung der Formulierung sowie der Verarbeitung oberhalb von 40 bis 50°C gehalten. Der Lösung wurden wie in Beispiel 2 beschrieben 10 Teile einer nach Beispiel 1 hergestellten, vernetzten alkaliquellbaren Dispersion zugesetzt, und der pH-Wert mit Ammoniak auf pH 8,5 eingestellt. Die Formulierung wurde auf ein oberflächengeleimtes Thermorohpapier mit einem Drahtrakel Nr. 2 aufgetragen. Die Beschichtung wurde bei 105°C im Trockenschrank getrocknet. Bei einem Beschichtungsgewicht von 3 g/m2 wurde eine hochweiße, opake, sehr glatte Oberfläche erhalten.


Anspruch[de]
  1. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial umfassend a) eine Mikrohohlräume aufweisende Schicht aus einem filmbildenden und wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren Polymer und alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikeln, und b) eine wärmeempfindliche Aufzeichnungsschicht.
  2. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das filmbildende und wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymer ein Hydrocolloid, vorzugsweise Stärke, ist.
  3. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das filmbildende und wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymer ein Stärke- und/oder Zellulosederivat, insbesondere ein Stärkeether und/oder ein Zelluloseether ist.
  4. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stärke- oder Zellulosederivat eine hydroxyethylierte und/oder hydroxypropylierte Stärke oder eine hydroxyethylierte und/oder hydroxypropylierte Zellulose ist.
  5. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das filmbildende und wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymer ein Polyvinylalkohol ist.
  6. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die alkali-quellfähigen, vernetzten und homogen aufgebauten Polymerpartikel vernetzte Acryl- oder Methacrylhomo- oder -copolymere, insbesondere Acryl- oder Methacrylcopolymere abgeleitet von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, Acrylsäurealkylester und/oder Methacrylsäurealkylester und Vernetzen, sind.
  7. Wärmeempfindliches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht a) Mikrohohlräume mit mittleren Durchmessern (D50 im Bereich von 0,2 bis 0,8 &mgr;m aufweist.
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