DE60103135T2

DE60103135T2 - Zweischichtiges selbstaufzeichnendes papier, das hohle mikrokugeln enthält

Info

Publication number: DE60103135T2
Application number: DE60103135T
Authority: DE
Inventors: J. Trude AMICK; A. Robert AUSTIN; W. Willard MCCARTY; A. Bruce NEELD; K. John ROURKE; C. Peter YAO
Original assignee: Meadwestvaco Corp
Current assignee: Magnera Corp
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: WO2001062511A2; EP1263606A2; CA2400921A1; CA2400921C; EP1263606B1; ATE265938T1; US6514909B1; WO2001062511A3; DE60103135D1; AU2001238525A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft selbstaufzeichnende bzw. eigenständige Abbildungsbögen zur Verwendung in Kopiersystemen, beispielsweise druckempfindliches, kohlefreies Papier, und insbesondere betrifft die Erfindung zweischichtige, selbstaufzeichnende Abbildungsbögen, die ein hohles mikrosphärisches Kunststoffpigment enthalten.
Kohlefreie Kopiersysteme und andere Kopiersysteme, die einen Farbvorläufer und einen Entwickler verwenden, sind wohl bekannt. Diese Systeme können zwei Bögen umfassen, und zwar einen Übertragungs- oder Spenderbogen, der ein farbloses, farbausbildendes Mittel auf einer seiner Seiten enthält, das oftmals in unter Druck aufbrechenden Mikrokapseln enthalten ist, sowie einen Entwickler- oder Empfängerbogen, bei dem es sich typischerweise um ein Substrat handelt, auf dessen Vorderseite eine Schicht eines Entwicklermaterials aufgebracht ist, das mit dem farblosen, farbausbildenden Mittel reagieren kann, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Um ein Bild zu erzeugen, werden in der Praxis die beiden Bögen einander gegenüber gestellt, so dass das farblose, farbausbildende Mittel dem Entwicklermaterial zugewandt ist. Sobald ein Druck aufgebracht wird, beispielsweise mittels eines Kugelschreibers, eines Bleistifts, einer Schreibmaschine oder einer anderen Vorrichtung zum Schreiben, werden die Mikrokapseln aufgebrochen, wodurch das farblose, farbausbildende Mittel freigesetzt wird. Das farbausbildende Mittel reagiert mit dem Entwicklermaterial auf dem Entwicklerbogen, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Ein kohlefreies Kopiersystem dieses grundlegenden Typs, das ausgestaltet ist, Bilden zu erzeugen, die von OCR-Vorrichtungen gelesen werden können, wird in der EP-A-0 375 256 beschrieben.
Bei den vorstehend beschriebenen übertragungsdruckempfindlichen Systemen handelt es sich lediglich um einen Typ von Abbildungssystemen, die einen Farbvorläufer und einen Entwickler verwenden. Bei anderen bekannten Typen handelt es sich um selbstaufzeichnende bzw. eigenständige Systeme, bei denen der Farbvorläufer und der Entwickler zusammen auf demselben Träger getragen werden (zum Beispiel in der selben Schicht oder in getrennten Schichten). Ein weiterer Typ von Kopiersystemen, die einen Farbvorläufer und einen Entwickler verwenden, sind thermische Aufzeichnungssysteme, bei denen der Farbvorläufer durch die Aufbringung von Wärme aktiviert wird. Lichtempfindliche Kopiersysteme, wie beispielsweise das in der US-Patentschrift Nr. 4,399,209 beschriebene CYCOLOR-System, sind ein noch weiterer Systemtyp, der auf der Wechselwirkung zwischen einem Farbvorläufer und einem Entwickler zum Erzeugen von Bildern basiert.
Einige herkömmliche selbstaufzeichnende, kohlefreie Papiere verwenden ein Beschichtungssystem mit zwei Schichten, wobei eine CB-Beschichtung, die Mikrokapseln enthält, auf ein Substrat aufgebracht wird und sodann mit einer einen Entwickler enthaltenden CF-Beschichtung überbeschichtet wird. Die CF-Beschichtung wirkt nicht nur als ein Entwickler, sondern auch als eine schützende oberste schicht, um ein voreiliges Aufbrechen der druckempfindlichen Mikrokapseln in der CD-Beschichtung zu vermeiden. Diese zweischichtige, eigenständige Struktur stellt einen verbesserten Verschmierungswiderstand bereit und beschränkt den Kapselschaden während der normalen Benutzung auf ein Mindestmaß. Ein Nachteil herkömmlicher, zweischichtiger, eigenständiger CF/CB-Beschichtungssysteme besteht darin, dass ein verhältnismäßig hohes Beschichtungsgewicht, üblicherweise etwa 2,9 #/Ries (1300 Quadratfuß), aufgebracht werden muss, um ein eigenständiges Papier mit geeigneten Abbildungseigenschaften herzustellen. Eine kombinierte Beschichtung, die sowohl einen Entwickler als auch einen in Mikrokapseln enthaltenen Farbvorläufer enthält, kann mit kleineren Beschichtungsgewichten aufgebracht werden, kann jedoch ohne eine schützende oberste Schicht zu nicht akzeptablen Ausmaßen einer Verschmierung und/oder Verfärbung führen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt einen selbstaufzeichnenden bzw. eigenständigen Bogen und selbstaufzeichnende bzw. eigenständige Systeme einschließlich dieser Bögen bereit, die eine verbesserte Bildintensität und eine verbesserte Verschmierungsresistenz bereitstellen. Der selbstaufzeichnende Bogen ist dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine zweischichtige Beschichtungskonstruktion verwendet, um das Aussehen des Bogens und die Abbildungsleistung des eigenständigen Systems zu verbessern. Der eigenständige Abbildungsbogen gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen Träger, eine erste Schicht von Mikrokapseln, die einen Farbvorläufer des elektronenspendenden Typs in einer Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche des Trägers enthalten; eine Schicht von hohlen Mikrokugeln, die über der Schicht von Mikrokapseln liegt; sowie ein Entwicklermaterial, das zumindest in der Mikrokapselschicht oder der Mikrokugelschicht vorhanden ist, wobei das Entwicklermaterial mit dem Farbvorläufer reagieren kann, um ein sichtbares Bild auszubilden, wenn der Farbvorläufer von den Mikrokapseln freigesetzt wird.
Es wird vermutet, dass die zweischichtige Struktur des eigenständigen Abbildungsbogen so vorteilhaft ist, da die Mikrokugeln, die über der Schicht von Mikrokapseln liegen, scheinbar eine lichtundurchlässige, Energie absorbierende Schutzschicht über den Mikrokapseln bereitstellen. Ferner wird es vermutet, dass, sobald ein bildausbildender Druck aufgebracht wird, die Mikrokugeln, die in der obersten Beschichtungsschicht enthalten sind, lokal aufbrechen, zusammenfallen oder sich auflösen und daher ein miteinander verbundenes Netzwerk von mikroskopischen Zwischenräumen bzw. Hohlräumen ausbilden. Es wird vermutet, dass die mikroskopischen Hohlräume eine verbesserte Bildintensität bereitstellen aufgrund der vergrößerten Oberfläche der Entwicklermaterialien und der Kapillarwirkung. Wenn ein sichtbares Bild durch die Reaktion eines farblosen chromogenen Materials mit dem bestimmten Entwickler erzeugt wird, dann ist es wünschenswert, eine große Anzahl von Poren in der Schicht zu haben, die den Entwickler enthält. Gemäß einem Kapillarmodel für Öltransfer ist die Dichte des erzeugten Bilds proportional zu der Quadratwurzel des effektiven Kapillarradius des Entwicklermaterials. Somit erhöht eine Steigerung der Anzahl von Poren und/oder der effektiven Kapillarradiusporengröße die Leichtigkeit, mit der der Farbvorläufer mit dem Entwickler in Berührung tritt und mit diesem reagiert, um somit die Bildintensität und die Geschwindigkeit der Bildentwicklung zu erhöhen. Die Kunststoffpigmentmikrokugeln verbessern das Bild ferner dadurch, dass sie zu einer zusätzlichen Weißheit und Lichtundurchlässigkeit des eigenständigen Bogens beitragen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen eigenständigen Bogen, der eine schnellere Entwicklung und eine verbesserte Bildintensität mittels einem Mechanismus oder einer Kombination von Mechanismen bereitstellt. Der eigenständige Bogen umfasst einen Träger mit einer Mikrokapselschicht auf einer Seite davon, eine Schicht von hohlen Mikrokugeln, die über der Mikrokapselschicht liegen, sowie ein Entwicklermaterial in wenigstens der Mikrokapselschicht oder der Mikrokugelschicht, wobei das Entwicklermaterial mit dem Farbvorläufer reagieren kann, um ein sichtbares Bild auszubilden, wenn der Farbvorläufer von den Mikrokapseln freigesetzt wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein eigenständiges Papier bereitgestellt, in dem Mikrokugeln verwendet werden, die als eine separate, oberste Beschichtung über einer reaktiven Abbildungsschicht bestehend aus Mikrokapseln und Entwicklermaterial aufgebracht wird. Diese Ausgestaltung des eigenständigen Papiers ist insofern vorteilhaft, als es die Leistung bereitstellt, die mit einer einschichtigen, eigenständigen Beschichtung verbunden ist, beispielsweise die Bildgeschwindigkeit und die Bilddichte, während mögliche Nachteile der einschichtigen, eigenständigen Beschichtung vermieden werden, wie beispielsweise eine voreilige Beschädigung der Kapsel aufgrund des Benutzens (Verschmie ren) sowie ein Entfärben und Gelbwerden des Entwicklers, da die oberste Schicht aus Mikrokugeln als eine schützende Beschichtung wirkt.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein eigenständiges Papier bereit, das eine Schicht von Mikrokugeln und Entwickler verwendet, die als eine oberste Schicht über einer Schicht von Mikrokapseln aufgebracht ist. Diese Ausgestaltung des eigenständigen Papiers ist vorteilhaft, da die oberste Schicht wiederum die Mikrokapseln vor einem voreiligen Aufbrechen schützt und eine Matrix von Entwicklerpartikeln erzeugt, die die Mikrokapseln umgeben. Die Geschwindigkeit der Bildentwicklung und die Bildintensität werden durch die Nähe der Mikrokapseln zu den Entwicklerpartikeln erhöht. Sobald eine Abbildungskraft aufgebracht wird, werden die eingekapselten chromogenen Bestandteile von den Mikrokapseln freigesetzt und diese reagieren schneller mit den Entwicklerpartikeln, die die Mikrokapseln umgeben, um ein sichtbares Bild auszubilden. Vorzugsweise umfasst die Schicht aus Mikrokugeln und Entwickler ferner eine hohe Konzentration von Mineralpigmenten, die die Bildausbildung erleichtern, indem sie, wie vermutet wird, eine schnellere und vollständigere Reaktion der chromogenen Materialien und des Entwicklers ermöglichen. Es wird vermutet, dass Mineralpigmente Entwicklerpartikel vollständiger dispergieren, wodurch Agglomerate von Entwicklerpartikeln vermindert werden. Farbe wird effektiver durch individuelle, separate Partikel entwickelt.
Weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung erkennt man anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Aus Gründen der Klarheit wird bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform eine bestimmte Terminologie verwendet. Es ist gedacht, dass eine derartige Terminologie nicht nur die angesprochenen Ausführungsformen sondern alle technischen Äquivalente umfasst, die auf eine gleiche Weise wirken bzw. für einen gleichen Zweck verwendet werden, um ein gleiches Ergebnis zu erzielen.
Der Bogen gemäß der vorliegenden Erfindung kann in jedwedem Abbildungssystem verwendet werden, in dem ein Farbvorläufer mit einem Entwickler zur Reaktion gebracht wird, um ein Bild zu erzeugen. Insbesondere kann er in druckempfindlichen, eigenständigen Aufzeichnungssystemen und thermischen bzw. hitzeempfindlichen Aufzeichnungssystemen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der eigenständige Bogen gemäß der vorliegenden Erfindung in einem lichtempfindlichen bzw. photoempfindlichen Aufzeichnungssystem verwendet werden. Photoempfindliche Zusammensetzungen, Photoinitiatoren, Farbausbilder, Wandausbilder, Einkapseltechniken und Entwicklermaterialien, die für die Verwendung in photoempfindlichen Aufzeichnungssystemen geeignet sind, werden in den US-Patentschriften Nr. 4,399,209, 4,772,530 und 4,772,541 beschrieben.
Der eigenständige Bogen umfasst ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Bei dem Substrat handelt es sich typischerweise um Papier. Bei bestimmten Anwendungen kann das Substrat jedoch aus transparenten, polymeren Materialien, wie beispielsweise Polyethylen-Terephthalat, aus lichtdurchlässigen Substraten, aus lichtundurchlässigen, polymeren Substraten, wie beispielsweise aus den von der Firma ICI Americas vertriebenen Produkten Melinex 329^TM und Melinex 470^TM, oder aus mit Polymeren beschichten Papiermaterialien, wie beispielsweise photographischem Papier und ganz normalem Papier, bestehen.
Bei den gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Mikrokugeln handelt es sich um hohle, sphärische Pigmentpartikel, die aus einem synthetischen, organischen Polymer oder aus irgendeinem anorganischen hüllenausbildenden Material, wie beispielsweise Glas oder Natriumsilikat, hergestellt werden. Typischerweise weisen derartige Mikrokugeln einen Durchmesser von ungefähr 0,3 bis 15 μm und vorzugsweise 1,0 μm auf. Derartige hohle, synthetische, organische Pigmentpartikel sind dem Fachmann bekannt und können von der Firma Rohm and Haas Corporation bezogen werden. Die Mikrokugeln stellen ein Netzwerk von gasgefüllten Zwischenräumen in der Mikrokugelschicht bereit. Beispielsweise sind die kommerziell erhältlichen Mikrokugeln, die unter der Bezeichnung HP-1055 von der Firma Rohm and Haas vertrieben werden, für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet. Gleichfalls sind poröse, hohle Kunststoffpigmente, die von der Firma Dow unter der Bezeichnung HS 2000NA bezogen werden können, dazu geeignet, als Mikrokugeln gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Hohle, polymere Partikel, die für die erfindungsgemäße Verwendung nützlich sind, können gemäß den US-Patentschriften Nr. 3,784,391, 4,798,691, 4,908,271, 4,910,229 und 4,972,000, gemäß den JP-Patentanmeldungen 60/223873, 61/62510, 61/66710, 61/86941, 62/127336, 62/156387, 01/185311 und 02/140272 sowie gemäß den US-Patentschriften Nr. 4,427,836, 4,469,825, 4,594,363 und 4,880,842 hergestellt werden und die dort beschriebenen Eigenschaften aufweisen. Das bevorzugte Pigment ist von weicher, zusammendrückbarer Qualität, so dass mittels der Aufbringung eines Schreib- oder Markierungsdruckes ein mikroskopischer Hohlraum bzw. Zwischenraum ausgebildet wird.
Irgendeines der Entwicklermaterialien, die herkömmlicherweise in irgendeinem der vorstehenden Aufzeichnungssysteme verwendet worden sind, kann für die eigenständigen Bögen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Entwicklermaterial wird gewählt, so dass dieses mit dem Farbvorläufer reagiert, um ein Bild hoher Dichte zu erzeugen. In den üblichsten Ausführungsformen handelt es sich bei dem Farbvorläufer um eine im wesentlichen farblose, elektronenspendende Verbindung des Typs, der üblicherweise auf dem Gebiet des druckempfindlichen Aufzeichnens verwendet wird, und das Entwicklermaterial ist eine feste, partikulär elektronenaufnehmende Verbindung.
Der Entwickler kann aus den Entwicklern ausgewählt werden, die herkömmlicherweise bei kohlefreiem Papier verwendet werden, umfassend Säureton, aktiver Ton, Attapulgit und so weiter, organische Säuren wie Gerbsäure, Gallussäure, Propylgallat, aromatische Carbonsäuren wie Benzoesäure, p-tert-Butylbenzoesäure, 4-Methyl-3-nitrobenzoesäure, Salizylsäure, 3-Phenylsalizylsäure, 3-Cyclohexylsalizylsäure, 3-tert-Butyl-5-methylsalizylsäure, 3,5-Distert-butylsalizylsäure, 3-Methyl-5-benzylsalizylsäure, 3-Phenyl-5-(α,α-dimethylbenzyl)salizylsäure, 3-Cyclohexyl-5-(α,α-dimethylbenzyl)salizylsäure, 3-(α,α-Dimethylbenzyl)-5-methylsalizylsäure, 3,5-Dicyclohexylsalizylsäure, 3,5-Di(α-methylbenzyl)salizylsäure, 3,5-Di(α,α-dimethylbenzyl)salizylsäure, 3-(α-methylbenzyl)-5-(α,α-dimethylbenzyl)salizylsäure, 4-Methyl-5-cyclohexylsalizylsäure, 2-Hydroxy-1-benzyl-3-naphthoesäure, 1-Benzoyl-2-hydroxy-3-naphthoesäure, 3-Hydroxy-5-cyclohexyl-2-naphthoesäure und dergleichen, sowie mehrwertige metallische Salze davon wie Zinksalze, Aluminiumsalze, Magnesiumsalze, Kalziumsalze und Kobaltsalze, wie diese in den US-Patentschriften Nr. 3,864,146; 3,924,027 und 3,983,292 beschrieben sind, Phenolverbindungen wie 6,6'-Methylenbis(4-chloro-m-cresol), wie dies in der JP-Patentschriften Nr. 9,309 aus dem Jahre 1965 und 20,144 aus dem Jahre 1967 sowie in der JP-Offenlegungsschrift Nr. 14,409 aus dem Jahre 1973 beschrieben wird, sowie saure Polymere, wie Maleinsäure-Kolophoniumharz und Copolymere des Maleinsäureanhydrids mit Styrol, Ethylen oder Vinylmethylether, sowie aromatische Carbonsäure-Aldehyd-Polymere, aromatische Carbonsäuren-Aldehyd-Acetylen-Polymere und deren mehrwertige metallische Salze, wie dies in den US-Patentschriften 3,767,449 und 3,772,052 beschrieben ist.
Bevorzugte Entwicklermaterialien sind Phenolharze, wie Phenolaldehydharze, beispielsweise p-Phenylphenolformaldehydharz, Phenolacetylenharze, beispielsweise p-tert-Butylphenolacetylenharz, mehrwertige metallische Salze davon, wie zinkmodifiziertes Phenolformaldehydharz, wie dies in der US-Patentschrift Nr. 3,732,120 beschrieben ist, sowie Phenolharze, die auf herkömmliche Art und Weise modifiziert sind, um Mengen von unsubstituierten oder substituierten Salizylsäuren zu enthalten. Eine Klasse von Phenolharzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist das Produkt einer oxidativen Kopplung von substituierten oder unsubstituierten Phenolen oder Bisphenolen. Die oxidative Kopplung kann durch zahlreiche Katalysatoren katalysiert werden, jedoch handelt es sich bei dem Enzym Peroxidase um einen besonders vorteilhaften Katalysator. Besonders vorteilhafte Entwickler sind die in der US-Patentschrift beschriebenen Harze, auf die hiermit Bezug genommen wird, und insbesondere das Produkt einer oxidativen Kopplung von Bisphenol A.
Besonders bevorzugte Entwicklermaterialien sind Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte. Insbesondere Alkylphenolharze und metallisierte Produkte von Alkylphenolharzen werden bevorzugt. Die Alkylphenole sind durch eine Alkylgruppe monosubstituiert, die 1 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten kann. Beispiele für Alkylphenole sind orfho- oder para-substituiertes Ethylphenol, Propylphenol, Butylphenol, Amylphenol, Hexylphenol, Heptylphenol, Octylphenol, Nonylphenol, t-Butylphenol, t-Octylphenol, und so weiter. Eine weitere Klasse eines thermoplastischen Entwicklermaterials, das innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist ein harzartiges Kondensationsprodukt eines mehrwertigen Metallsalzes, wie beispielsweise ein Zinksalz, und eines Phenols, ein Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt oder ein Phenol-Salizylsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt.
Geeignete phenolische Entwicklerharze können von der Firma Schenectady Chemical Co. unter den Bezeichnungen HRJ 2629^TM, HRJ 2969^TM, HRJ 4250^TM und HRJ 4542^TM bezogen werden. Bei den letzteren zwei Produkten handelt es sich um ein metallisiertes Kondensationsprodukt eines ortho- oder para-substituierten Alkylphenols, einer substituierten Salizylsäure und Formaldehyd.
Im Wesentlichen kann jeder der herkömmlicherweise bei kohlefreiem Papier verwendeten Farbvorläufer gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im Allgemeinen handelt es sich bei diesen Materialien um farblose, elektronenspendende Zusammensetzungen. Repräsentative Beispiele für derartige Farbausbilder umfassen im Wesentlichen farblose Zusammensetzungen, die in ihrer Teilstruktur eine Lacton-, eine Lactam-, eine Sulton-, eine Spiropyran-, eine Ester- oder eine Amidostruktur aufweisen. Insbesondere gibt es Triarylmethanverbindungen, Bisphenylmethanverbindungen, Xanthenverbindungen, Thiazinverbindungen, Spiropyranverbindungen und dergleichen. Typische Beispiele dieser Verbindungen umfassen Kristallviolettlacton, Benzoylleucomethylenblau, Malachitgrünlacton, p-Nitrobenzoylleucomethylenblau, 3-Dialkylamino-7-dialkylamino-fluoran, 3-Methyl-2,2'-spirobis(benzof-chromen), 3,3-Bis(p-dimethylaminophenyl)phthalid, 3-(p-dimethylaminophenyl)-3-1,2-dimethylindole-3-yl)phthalid, 3-(p-dimethylaminophenyl)-3-(2-phenylindol-3-yl)phthalid, 3(p dimethylaminophenyl)-3-(2-phenylindol-3-yl)phthalid, 3,3-Bis(1,2-dimethylindol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3,3-Bis(1,2-dimethylindol-3-yl)-6-dimethylaminophthalid, 3,3-Bis(9-ethylcarbazol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3,3-Bis(2-phenylindol-3-yl)-5-dimethylaminophthalid, 3-p-Dimethylaminophenyl-3-(1-methylpyrrol-2-yl)-6-dimethylaminophthalid, 4,4'-Bisdimethylaminobenzhydrinbenzylether, N-Halogenphenylleucoauramin, N-2,4,5-Trichlorphenylleucoauramin, Rhodaminbanilinolactam, Rhodamin(p-nitroanilino)lactam, Rhodamin-B-(p-chloranilino)lactam, 3-Dimethylamino-6-methoxyfluoran, 3-Diethylamino-7-methoxyfluoran, 3-Diethylamino-7-chlor-6-methylfluroan, 3-Diethylamino-6-methyl-7-anilinofluoran, 3-Diethylamino-7-(acetylmethylamino)fluoran, 3-Diethylamino-7-(dibenzylamino)fluoran, 3-Diethylamino-7-(methylbenzylamino)fluoran, 3-Diethylamino-7-(chlorethylenethylamino)fluoran, 3-Diethylamino-7-(diethylamino)fluoran, 3-Methyl-spiro-dinaphthopyran, 3-Ethyl-spiro-dinaphthopyran, 3,3'-Dichlor-spiro-dinaphthopyran, 3-Benzylspiro-dinaphthopyran, 3-Methylnaphtho(3-methoxybenzo)spiropyran, 3-Propyl-spirodibenzoidpyran, und so weiter. Gemische dieser Farbvorläufer können verwendet werden, falls dies erwünscht wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung der vorstehenden Farbvorläufer als Chromogenmaterialien beschränkt. Zusätzlich können organische Chemikalien, die dazu geeignet sind, mit Salzen von Schwermetallen zu reagieren, um farbige Metallkomplexe, Chelate oder Salze auszubilden, für eine Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung angepasst werden.
Im Wesentlichen kann jedwedes farbausbildende Material, das eingekapselt werden kann und das mit einem Entwicklermaterial reagieren wird, um ein Bild auszubilden, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Zusätzlich zu dem Chromogenmaterial enthält die innere Phase der Mikrokapseln ferner ein Lösungsmittelöl. Bevorzugte Lösungsmittelöle sind schwach polare Lösungsmittel mit Siedepunkten von oberhalb 170°C und vorzugsweise im Bereich von 180°C bis 300°C. Das Lösungsmittelöl kann wahlweise ein Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel einschließen. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Lösungsmittelöle sind die, die herkömmlicherweise bei der Herstellung von kohlefreiem Papier verwendet werden. Diese Öle sind im Allgemeinen durch ihre Eigenschaft gekennzeichnet, Kristallviolettlacton mit einer Konzentration von 0,5 % des Gewichts oder mehr zu lösen. Ob ein Verdünnungsmittelöl verwendet werden sollte, hängt von der Löslichkeit des Chromogenmaterials, der Art des Chromogenmaterials und der Viskosität der Charakteristiken der inneren Phase ab. Beispiele für Lösungsmittelöle umfassen alkylierte Biphenyle (zum Beispiel Monoisopropylbiphenyl), mehrfach chlorinierte Biphenyle, Rizinusöl, naphthenische Mineralöle, Dibutylphthalat, brominiertes Paraffin, Dibutylfumerat sowie Gemische daraus. Alkylierte Biphenyle sind im All gemeinen weniger giftig und werden daher bevorzugt. Beispiele für Verdünnungsmittelöle umfassen Mineralöl und desodorisiertes Kerosin.
Pflanzenöle sind ebenfalls als Lösungsmittel für die Mikroeinkapselung von chromogenen Materialen in druckempfindlichen Systemen verwendet worden. Beispiele geeigneter Pflanzenöle umfassen Sojabohneöl, Baumwollsamenöl, lizenziertes Öl, Rapsöl, Rizinusöl, Sonnenblumenöl und dergleichen. Ein Gemisch von zweien oder mehreren dieser Öle kann verwendet werden oder sie können mit anderen Lösungsmitteln vermischt werden.
Der Farbvorläufer ist in der inneren Phase in einer solchen Menge vorhanden, die ausreichend dafür ist, dass ein sichtbares Bild der erwünschten optischen Dichte erzeugt wird, sobald die Reaktion mit dem Entwickler erfolgt. Im Allgemeinen liegen diese Mengen im Bereich von ungefähr 0,5 bis 20,0 % basierend auf dem Gewicht der inneren Phasenlösung (zum Beispiel ein Monomer oder ein Öl), die das Chromogen enthält. Ein bevorzugter Bereich liegt zwischen ungefähr 2 % und ungefähr 10 %. Die Menge des chromogenen Materials, die dazu erforderlich ist, geeignete Bilder zu erhalten, hängt von der Art des Chromogens, der Art der inneren Phase, der Art der Kapselwandstruktur und der Größe der Mikrokapseln ab.
Wandausbildungsmaterialien, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Gelatine (siehe die US-Patentschriften Nr. 2,730,456 und 2,800,457 [Green et al]) einschließlich Gummiarabikum, Polyvinylalkohol, Carboxymethyl-Zellulose, Resorcin-Formaldehyd (siehe US-Patentschrift Nr. 3,755,190 [Hart et al]), Isocyanat (siehe US-Patentschrift Nr. 3,914,511 [Vassiliades]), Polyurethan (siehe US-Patentschrift Nr. 3,796,669 [Kiritani et al]), Ureaformaldehydwandausbilder und insbesondere Urea-Resorcin-Formaldehyd-Wandausbilder (bei denen die Gabe der Ölanziehung durch die Hinzugabe von Resorcin verstärkt wird; siehe US-Patentschriften Nr. 4,001,140, 4,087,376 und 4,089,802 [Foris et al]), Melaminformaldehydharz, Hydroxypropyl-Zellulose (siehe US-Patentschrift Nr. 4,025,455 [Shackle]) sowie Polyharnstoff (US-Patentschrift 5,643,506 [Rourke]). Weitere Wandausbilder sind in der US-Patentschrift Nr. 3,432,327 (Kan et al) beschrieben. Die Mikroeinkapselung kann durch eine Vielzahl von bekannten Techniken erreicht werden, einschließlich Koazervation, Schnittstellenpolymerisation, Polymerisation von einem oder mehreren Monomeren in einem Öl, sowie zahlreicher Schmelz-, Dispergier- und Kühlverfahren.
Die durchschnittliche Größe der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Kapseln kann über einen großen Bereich variieren, liegt jedoch im Allgemeinen im Bereich von un gefähr 1 bis 25 μm. Es gilt die allgemeine Regel, dass die Bildauflösung besser wird, wenn die Kapselgröße abnimmt, mit dem Vorbehalt, dass dann, wenn die Kapselgröße zu klein wird, die Kapsel in Unregelmäßigkeiten in dem Träger festsitzen kann und der Träger die Kapseln vor einem Ausgesetztsein abschirmt. Ferner kann es vorkommen, dass sehr kleine Kapseln nicht aufbrechen, sobald ein Druck aufgebracht wird. Im Lichte des Vorstehenden ist herausgefunden worden, dass ein bevorzugter Kapseldurchschnittsgrößenbereich ungefähr zwischen 3 und 15 μm liegt und insbesondere ungefähr zwischen 5 bis 12 μm liegt.
Ein Bindemittel wird verwendet, um Komponenten auf dem Substrat zusammenzuhalten, um ein Abstauben beim Druck zu vermeiden und um die Abnutzungsresistenz der eigenständigen Schicht zu verbessern. Die Menge von Bindemittel, die in der Zusammensetzung verwendet wird, wird je nach der Art des Bindemittelmaterials und den Leistungserfordernissen variieren. Da das Bindemittel die Reaktivität des Entwicklers mindern kann, sollte die Menge an Bindungsmittel auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Im Allgemeinen wird die Menge des Bindemittels bestimmt, indem die Bildintensität, die Druckmaschinenleistung und die Abnutzungsresistenz ausbalanciert werden. Die Menge des Bindemittels liegt üblicherweise im Bereich von ungefähr 2 bis 20% und insbesondere im Bereich von ungefähr 5 bis 16%.
Das Bindemittel wirkt ferner dahin, sowohl die Oberflächenfestigkeit der Beschichtung zu erhöhen als auch die Beschichtung an das Substrat oder an eine angrenzende Schicht zu befestigen. Das verwendete Bindemittel kann ein natürliches Bindemittel, ein synthetisches Bindemittel oder eine Kombination von diesen sein. In einer Ausführungsform wird ein synthetisches Bindemittel, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, alleine oder in Kombination mit anderen synthetischen Bindemitteln oder mit einen natürlichen Bindemittel, wie beispielsweise ethylierter Maisstärke, verwendet. Synthetische Bindemittel werden bevorzugt, da diese stärker als natürliche Bindemittel sind und die Oberflächenfestigkeit des eigenständigen Bogens erhalten werden kann, ohne die Bildentwicklung zu beeinflussen. Illustrative Beispiele für synthetische Bindemittel umfassen Polyvinylacetat und Copolymere davon, Styrol-Butadien-Kautschuk (styrene butadiene rubber; SBR), Polyvinylalkohol, Polystyrol, Butadien-Styrol-Copolymere, Polyvinylpyrrolidon, Acrylhomomere oder Acrylpolymere, wie beispielsweise Acrylsäuren oder Methacrylsäuren oder niedere Alkylester davon, zum Beispiel Ethylacrylat, Butylacrylat und Methylmethacrylat, Acrylamid und dergleichen. Beispielhafte Beispiele von natürlichen Bindemitteln sind Gummiarabikum, Kasein, Natriumalginat, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Dextrin, Stärke oder modifizierte Stärken, beispielsweise oxidierte, hydrolisierte oder hydroxyehtylierte Stärken, und dergleichen.
Die Mikrokapselschicht und/oder die Mikrokugelschicht kann ferner in der Beschichtungslösung ein die Viskosität steigerndes Additiv enthalten, wobei es sich üblicherweise um ein wasserlösliches Material handelt, das die Viskosität über der Beschichtungsschicht deutlich erhöht, um die Beschichtung daran zu hindern, in das Substrat einzudringen (d.h. um die Beschichtung auf der Oberfläche zu halten). Ferner sind ein oder mehrere Dispergiermittel (z.B. Dispex N-40^TM, eine polymere Carboxylsäure der Firma Allied Colloids, Inc.) wahlweise in der Beschichtungszusammensetzung enthalten. Weitere häufig verwendete Additive, wie beispielsweise Antischaummittel, optische Weißmittel (z.B. Tinopal PT-150^TM der Firma Ciba Geigy Corp.) und Schmiermittel (z.B. Nopcote C-105HS^TM; eine Kalziumstearatdispersion der Firma Henkel Corp.), können ebenso in kleinen Mengen hinzugefügt werden. Tone, wie beispielsweise strukturierte Tone (z.B. Exsilon 87^TM und Ansilex 93^TM von der Firma Englehard Corp., wie in der US-Patentschrift Nr. 5,350,729 [Londo et al] beschrieben) können in größeren Mengen vorhanden sein. Zum Beispiel können strukturierte Tone bis zu ungefähr 50 % oder mehr des Gewichts der Mikrokugel-/Entwicklerschicht ausmachen. Vorzugsweise bilden Tone ungefähr zwischen 25 bis 40% der hierin beschriebenen Beschichtungen.
Materialien, die die poröse Struktur der Beschichtungsschichten erhöhen, sind ebenfalls als Additive der Beschichtungszusammensetzung geeignet. Es wird vermutet, dass die Poren in der Beschichtung die schnelle Übertragung des das Chromogen enthaltenden Öls von den Mikrokapseln zu den Entwicklermaterialien erleichtern und dadurch die Geschwindigkeit der Bildentwicklung und die Bildintensität erhöhen. Gefälltes Calciumcarbonat (precipitated calcium carbonate; PCC) ist ein Beispiel für ein Material mit einer porösen Struktur, das die Bildintensität der eigenständigen Aufzeichnungsbögen gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert. Das gefällte Calciumcarbonat ist vorzugsweise als eine Komponente in der Mikrokugelschicht enthalten, insbesondere wenn die Mikrokugelschicht auch das Entwicklermaterial enthält. Die Mikrokugelschicht kann ungefähr bis zu 30 Gewichtsprozent PCC und vorzugsweise ungefähr zwischen 10 und 20 Gewichtsprozent PCC enthalten.
Porendichtheitsmittel können ebenfalls in einer oder in beiden Schichten des eigenständigen Bogens gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Porendichtheitsmittel verhindern die Übertragung von Beschichtungskomponenten durch den Bogen oder das Substrat. Eine Übertragung der Beschichtung durch den Bogen kann zu einer Verunreinigung der Abdruckwalze oder anderer Berührungspunkte auf der Papiermaschine, der Beschichtungsvorrichtung, der Druckvorrichtung und so weiter führen. Die sich nach und nach ansammelnde Verunreinigung muss letztendlich entfernt werden, indem die Maschine angehalten wird und die Einheit gesäubert wird, was eine beträchtliche Stillstandzeit der Maschine und somit bedeutende Kosten aufgrund des Produktionsausfalles nach sich zieht. Ein angesäuerter Bentonitton (Copisil^TM), der typischerweise als ein Farbentwickler vertrieben wird, wirkt auch als wirksames Porendichtheitsmittel, das den Durchgang der Beschichtungszusammensetzung durch das Substrat verringert. Vorzugsweise ist das Porendichtheitsmittel als ein Komponente der Mikrokugelbeschichtung enthalten, insbesondere wenn die Mikrokugelbeschichtung gleichfalls das Entwicklermaterial enthält.
Die eigenständigen Beschichtungszusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung können jedwedes der zahlreichen Additive enthalten, die auf dem Gebiet des kohlefreien Papiers bekannt sind, um die Benutzungseigenschaften des beschichteten Kopierbogens zu verbessern, wie beispielsweise ein Stelzmaterial (z.B. Stärkepartikel), Quarzpartikel, um ein Beflecken zu vermeiden, wenn ein Druckzapfen verwendet wird, um die Kapseln aufzubrechen, und so fort.
Komponenten der Mikrokapselschicht werden zusammen gemischt, um eine verhältnismäßig homogene Mikrokapselbeschichtung zu erzeugen. Ebenso werden die Komponenten der Mikrokugelschicht zusammen gemischt, um eine verhältnismäßig homogene Mikrokugelbeschichtung zu erzeugen. Die Beschichtungen werden durch bekannte Beschichtungsmittel separat auf den Träger geschichtet. Beispielsweise kann eine Luftmesserbeschichtung, eine Streichrakelbeschichtung, eine Walzenbeschichtung, oder eine Offsetgravurbeschichtung verwendet werden. Um den eigenständigen Bogen gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, wird die Mikrokapselbeschichtung zuerst auf das Substrat aufgebracht, um eine Mikrokapselschicht auszubilden, und sodann wird die Mikrokugelschicht über der Mikrokapselschicht aufgebracht, um einen zweilagigen, eigenständigen Bogen zu erzeugen. Die zwei Schichten werden vorzugsweise in einem Durchgang auf einer Beschichtungsvorrichtung aufgebracht, die zwei Beschichtungsstationen aufweist. Die erste Beschichtungsstation bringt die Mikrokapselbeschichtung auf und trocknet diese und sodann bringt die zweite Station die Mikrokugelbeschichtung auf und trocknet diese. Alternativ können die zwei Schichten sequentiell in separaten Durchgängen aufgebracht werden. In der Praxis wird die Mikrokapselschicht in einer Menge von ungefähr 0,22 bis 0,90 kg/120 m² (0,6 bis 2,4 Pfund pro 1300 Quadratfuß) aufgebracht und die Mikrokugelschicht wird in einer Menge von ungefähr 0,07 bis 0,93 kg/120 m² (0,2 bis 2,5 Pfund pro 1300 Quadratfuß) aufgebracht.
Das Entwicklerharz wird in einer Menge verwendet, die ausreichend ist, um mit einem Farbvorläufer zu reagieren und ein Bild auszubilden. In einer bevorzugten Ausführungsform, bei der der Entwickler in der Mikrokugelschicht enthalten ist, enthält die Mikrokugelschicht ungefähr 4 bis 40%, vorzugsweise 20 bis 30% Entwickler und ungefähr 5 bis 50%, vorzugsweise 4 bis 15% Mikrokugeln jeweils basierend auf dem Trockengewicht. Wenn der Ent wickler ein Teil der Mikrokapselschicht ist, dann beträgt die Entwicklerharzkonzentration ungefähr zwischen 10% und 30% basierend auf dem Trockengewicht. Vorzugsweise beträgt die verwendete Menge des Entwicklerharzes ungefähr zwischen 10% und 20%, wenn dieses in der Mikrokapselschicht vorhanden ist.
Es wird vermutet, dass, sobald ein bildinduzierender Druck aufgebracht wird, die hohlen, kugelförmigen Kunststoffpigmentpartikel zusammenbrechen, zusammen gedrückt werden, aufbrechen oder sich auflösen, um ein verbundenes Netzwerk von mikroskopischen Zwischenräumen bzw. Hohlräumen auszubilden. Der exakte Mechanismus, durch den das Pigment die Leistung des eigenständigen Bogens verbessert, ist nicht ganz klar. Es wird vermutet, dass das Pigment ein Netzwerk von Hohlräumen bereitstellt, was die Verfügbarkeit von reaktiven Entwicklerpartikeln und den Zugang zu diesen für den Farbvorläufer enorm steigert. Es wird ferner vermutet, dass die zusammengedrückten oder aufgebrochenen Mikrokugeln in dem eigenständigen Bogen einen vergrößerten Oberflächenbereich für eine Reaktion zwischen dem Entwicklermaterial und den chromogenen Materialien bereitstellen. Aufgrund der Kapillarwirkung absorbiert ferner das Netzwerk von Hohlräumen das chromogene Material und verteilt dieses und bewirkt außerdem den Transport dieses Materials zu den neu freigelegten Reaktionsstellen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine kombinierte eigenständige Beschichtung aus Entwickler und mikroeingekapseltem Farbvorläufer auf ein Substrat mit einem Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,8 bis 2,4, vorzugsweise von ungefähr 1,0 bis 2,0 #/Ries (1300 Quadratfuß) aufgebracht. Eine oberste Beschichtung, die Mikrokugeln und ein geeignetes Bindemittel umfasst, wird über der eigenständigen Beschichtung mit einem sehr geringen Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,2 bis 1,8, vorzugsweise von ungefähr 0,3 bis 1,0 #/Ries (1300 Quadratfuß) aufgebracht. Ein eigenständiges Papier, das gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung hergestellt wird, führt üblicherweise zu einer gesamten Verminderung des Beschichtungsgewichts von ungefähr 1,0 #/Ries im Vergleich zu herkömmlichem eigenständigen CF/CB-Papier, das mittels zweier Durchgänge hergestellt wird. Vorteile, die mit diesem niedrigeren Beschichtungsgewicht zusammenhängen, sind niedrigere Materialkosten und eine geringer Bogenverzerrung, wie beispielsweise ein Kräuseln oder ein Verkringeln. Ferner kann das Bodengewicht des Substrats um einen Betrag erhöht werden, der der Verminderung des Beschichtungsgewichts entspricht, indem zusätzliche Fasern substituiert werden, um somit einen stärkeren, steiferen eigenständigen Bogen zu erzeugen.
Das Aufbringen der Mikrokugeln als einer separaten obersten Schicht über der eigenständigen Abbildungsschicht stellt weitere Vorteile gegenüber denen bereit, die dadurch gewonnen werden, dass Mikrokugeln in dem Entwickler und der Mikrokapselmatrix enthalten sind. Die oberste Schicht von hohlen Mikrokugelpigmentpartikeln stellt eine lichtundurchlässige, weiße, Energie absorbierende Schutzschicht bereit, die ein voreiliges Aufbrechen der Mikrokapseln verhindert, jedoch lokal in Reaktion auf eine Abbildungskraft zusammenbrechen wird, um eine normale Bildentwicklung zu ermöglichen. Die Mikrokugeln in der obersten Schicht wirken als Weißmacher und Glanzmittel, um das Aussehen des Bogens zu verbessern. Die Schicht der Mikrokugeln erhöht außerdem die Archivierungsqualität des Bogens, indem eine Entfärbung des Entwicklerharzes sowohl unterbunden als auch maskiert wird. Die Mikrokugelschicht weist die Tendenz auf, Sauerstoff und andere schädliche Substanzen auszuschließen, die ein Gelbwerden des Entwicklerharzes befördern. Ferner wird jedwedes Gelbwerden, das trotzdem noch auftritt, von der lichtundurchlässigen obersten Mikrokugelschicht maskiert.
Das Bereitstellen der obersten Schicht von Mikrokugeln als eine von den farbausbildenden Reaktanden getrennte Schicht erlaubt außerdem eine größere Flexibilität hinsichtlich der Bindemittelauswahl. Die Wirkung des Bindemittels auf die Geschwindigkeit der Bildentwicklung und die Bildintensität muss nicht das maßgebliche Kriterium bei der Auswahl eines Bindemittels für die Mikrokugelbeschichtung darstellen. Das Bindemittel kann daher so ausgewählt werden, dass andere Eigenschaften des eigenständigen Bogens optimiert werden, wie beispielsweise die chemische Resistenz, die Druckfähigkeit, die Klebefähigkeit und die Oberflächenstärke.
Aufgrund der elastischen Kompressibiltät und der Lichtundurchlässigkeit der obersten Schicht aus Mikrokugeln unterdrückt und maskiert diese eine unbeabsichtigte Beschädigung aufgrund der Benutzung und nachfolgender Arbeitsschritte. Die elastische Natur der obersten Schicht kann außerdem die Druckqualität verbessern, indem ein intimerer Kontakt zwischen Oberflächen bereitgestellt wird, beispielsweise wenn ein eigenständiger Bogen in Verbindung mit einer ebenen, unbeschichteten Lage in einem mehrteiligen Formsatz verwendet wird. Die hohlen Mikrokugeln der obersten Beschichtung fallen zusammen, wenn diese einer Abbildungskraft ausgesetzt sind, und werden aufgrund des Öls, das von den aufgebrochenen Mikrokapseln freigesetzt wird, transparent, um somit das sich rapide entwickelnde Bild in der eigenständigen Schicht freizulegen.
Um eigenständige Bögen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen, wird das Entwicklermaterial mit der Mikrokapselzusammensetzung vermischt und das Gemisch wird als eine einzelne, eigenständige Beschichtung auf das Substrat aufgebracht. Eine eigenständige Beschichtungszusammensetzung enthält typischerweise ungefähr 20 bis 60% Mikrokapseln und ungefähr 5 bis 40% Entwicklermaterial. Die oberste Beschichtung enthält typischerweise ungefähr 10 bis 50% hohle Mikrokugeln. Die Menge von Bindemittel variiert, wie vorstehend beschrieben, je nach der Art des Bindemittels. Die eigenständige Beschichtung wird typischerweise mit einem Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,37 bis 0,75 kg/120 m² (1 bis 2 Pfund pro 1300 Quadratfuß) aufgebracht. Die in der US-Patentschrift Nr. 4,010,292 verwendeten Verfahren zur Herstellung eigenständiger Bögen sind ebenfalls für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet, einschließlich solcher Mittel wie Luftmesser, Offsetgravur, Walzen- oder Klingenbeschichtung. Die aus einer einzelnen Schicht bestehende, eigenständige Beschichtung wird sodann auf ihrer Oberseite mit der Mikrokugelbeschichtung mit einem Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,4 #/Ries (1300 Quadratfuß) beschichtet.
Alternativ kann das Entwicklermaterial mit Mikrokugeln kombiniert werden und auf eine Mikrokapseln tragende vorbeschichtete Schicht beschichtet werden. Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Mikrokapselzusammensetzung normalerweise ungefähr 55% Mikrokapseln und wird einem Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,22 bis 0,67 kg/120 m² (0,6 bis 1,8 Pfund pro 1300 Quadratfuß) unterzogen. Die Mikrokugelschicht enthält typischerweise ungefähr 4 bis 15% Mikrokugeln und ungefähr zwischen 4 und 40% Entwicklermaterial. Die Mikrokugeln und Entwickler enthaltende Schicht wird typischerweise mit einem Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,37 bis 0,93 kg/120 m² (1 bis 2,5 Pfund pro 1300 Quadratfuß) aufgebracht. Jedwede herkömmliche Beschichtungs- oder Drucktechnik kann beim Herstellen von Abbildungsbögen gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden einschließlich solcher Mittel wie beispielsweise Luftmesser, Offsetgravur, Walzen- oder Klingenbeschichtung.

Die vorliegende Erfindung wird weiter mittels der nachfolgenden, nicht beschränkenden Beispiele einer zweischichtigen Beschichtung illustriert, wobei der Entwickler in der Mikrokugelschicht vorhanden ist. Beispiel 1:

A. Mikrokapselschicht	% Trockengewicht
1. Kapseln	25
2. Stelzen	65
3. PVA	5
4. Stärke	5
B. Mikrokugelschicht
1. Entwickler	23
2. Tone (3)	35
3. PCC	15
4. Mikrokugeln	10
5. PVA	7
6. Stärke	7
7. Andere	3

Beispiel 2:

A. Mikrokapselschicht	% Trockengewicht
1. Kapseln	55
2. Stelzen	34
3. Stärke	10
4. Andere	1
B. Mikrokugelschicht
1. Entwickler	24
2. Tone	33.8
3. PCC	15
4. Mikrokugeln	10
5. Andere	17.2

Claims

Eigenständiger Bogen zum Ausbilden eines Bildes umfassend: einen Träger; eine erste Schicht von Mikrokapseln, die einen Farbvorläufer des elektronenspendenden Typs in einer Trägerflüssigkeit auf der Oberfläche des Trägers beinhaltet, gekennzeichnet durch eine Schicht von hohlen Mikrokugeln, die auf die Mikrokapselschicht beschichtet ist, sowie ein Entwicklermaterial, das zumindest in der Mikrokapselschicht oder der Mikrokugelschicht vorhanden ist, wobei das Entwicklermaterial mit dem Farbvorläufer reagieren kann, um ein sichtbares Bild auszubilden, wenn der Farbvorläufer von den Mikrokapseln freigesetzt wird.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 1, wobei die hohlen Mikrokugeln ein Netzwerk gasgefüllter Zwischenräume in der Mikrokugelschicht bereitstellen.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mikrokugeln hohle, sphärische Pigmentpartikel sind, die aus einem synthetischen organischen Polymer hergestellt sind.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mikrokugeln hohle, sphärische Pigmentpartikel sind, die aus einem anorganischen, hülleausbildenden Material hergestellt sind.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 4, wobei das anorganische Material Glas oder Natriumsilikat umfasst.
Eigenständiger Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entwicklermaterial in der Mikrokugelschicht vorhanden ist.
Eigenständiger Bogen nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schicht von Mikrokugeln zusätzlich ein Bindemittel beinhaltet.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 7, wobei das Bindemittel ein synthetisches Bindemittel, ein natürliches Bindemittel oder ein Gemisch daraus ist.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 8, wobei das Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Styrol-Butadien-Copolymer, Stärke, Gummi Arabicum und Gemischen daraus.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Entwicklermaterial ein Phenolharz ist.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Entwicklermaterial ein Säureton ist.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6, wobei die Mikrokugeln einen Durchmesser von 0.3 bis 15 μm (0.3 bis 15 Mikrometer) aufweisen und aus einem elastischen, synthetischen organischen Polymer ausgebildet sind.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schicht von Mikrokugeln mit einem Beschichtungsgewicht von 1.0 bis 2.5 #/Ries von 1300 Quadratfuß aufgebracht wird.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schicht von Mikrokugeln und die Mikrokapselschicht zusammen ein Beschichtungsgewicht von 1.6 bis 4 #/Ries von 1300 Quadratfuß aufweisen.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Mikrokapselschicht ferner ein Porenabdichtmittelumfasst.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 15, wobei das Porenabdichtmittel ein angesäuerter Bentonit-Ton ist.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Mikrokugelschicht ferner ausgefälltes Kalziumcarbonat umfasst.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Mikrokugelschicht zwischen 4 und 40 % Entwickler, zwischen 25 und 40 % Ton, zwischen 4 und 15 % Mikrokugeln und zwischen 5 und 16 % eines Bindemittels umfasst basierend auf dem Trockengewicht.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 18, wobei die Mikrokugelschicht ferner zwischen 10 bis 20 % ausgefälltes Kalziumcarbonat umfasst basierend auf dem Trockengewicht.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 19, wobei das Entwicklermaterial ein Phenolharz ist.
Eigenständiger Bogen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Entwicklermaterial in der Mikrokapselschicht vorhanden ist.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 21, wobei das Entwicklermaterial ein Phenolharz ist.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 22, wobei die Mikrokugeln einen Durchmesser von 0.3 bis 15 μm (0.3 bis 15 Mikrometer) aufweisen und aus einem elastischen synthetischen organischen Polymer ausgebildet sind.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 23, wobei die Mikrokugeln in einer Menge von 10 bis 50 % vorhanden sind basierend auf dem Gewicht der Mikrokugelschicht.
Eigenständiger Bogen nach Anspruch 21, wobei die Mikrokapselschicht mit einem Beschichtungsgewicht von 1 bis 2 #/Ries von 1300 Quadratfuß vorhanden ist und die Schicht von Mikrokugeln mit einem Beschichtungsgewicht von 0.3 bis 1 #/Ries von 1300 Quadratfuß vorhanden ist.
Verfahren zum Herstellen eines eigenständigen Bogens nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Trägers, b) Beschichten der Oberfläche des Trägers mit einer ersten Lage von Mikrokapseln, die einen Farbvorläufer des elektronenspendenden Typs in einer Trägerflüssigkeit enthält, gekennzeichnet durch c) Beschichten der in Schritt b) ausgebildeten Mikrokapselschicht mit einer Schicht hohler Mikrokugeln, wobei ein Entwicklermaterial zumindest in der Mikrokapselschicht oder der Mikrokugelschicht vorhanden ist, wobei das Entwicklermaterial in der Lage ist, mit dem Farbvorläufer zu reagieren, um ein sichtbares Bild auszubilden, wenn der Farbvorläufer von den Mikrokapseln freigesetzt wird.
Verfahren zum Erzeugen eines sichtbaren Bildes, wobei das Verfahren das Aufbringen von Druck auf die Mikrokugelschicht eines eigenständigen Bogens nach einem der Ansprüche 1 bis 25 umfasst.