ES2340051T3 - Material protector para el papel de registro termico. - Google Patents

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ES2340051T3 ES05782110T ES05782110T ES2340051T3 ES 2340051 T3 ES2340051 T3 ES 2340051T3 ES 05782110 T ES05782110 T ES 05782110T ES 05782110 T ES05782110 T ES 05782110T ES 2340051 T3 ES2340051 T3 ES 2340051T3
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Akinori c/o Mitsui Chemicals Inc. ETOH
Tomokazu c/o Mitsui Chemicals Inc. ISHIZUKA
Yukie c/o Mitsui Chemicals Inc. OGAWA
Takashi c/o Mitsui Chemicals Inc. KOJIMA
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Abstract

Una emulsión protectora para papel sensible al calor, que comprende agua, un polímero soluble en agua (A) y un polímero hidrófobo (B), conteniendo al menos uno de (A) y (B) una unidad estructural derivada de un monómero (C) que se representa por la siguiente fórmula general (1), o una de sus sales, **(Ver fórmula)** en la que R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo inferior que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y n es un número entero de 1 a 8; en la que el polímero soluble en agua (A) es un polímero o copolímero que contiene (met)acrilamida y que tiene un peso molecular ponderal medio de 5.000-500.000, y el polímero hidrófobo (B) es un copolímero que contiene acrilonitrilo y que tiene un peso molecular ponderal medio de 10.000-2.000.000.

Description

Material protector para el papel de registro térmico.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un material de registro sensible al calor. Específicamente, la invención se refiere a un material protector para un papel sensible al calor que es una emulsión de copolímero específica y que, constituyendo una capa intermedia, una capa de registro o una capa protectora del material de registro de papel sensible al calor, es capaz de mejorar significativamente la durabilidad de la capa de registro y la imagen registrada del material de regis-
tro.
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Técnica anterior
Los materiales de registro están compuestos en general por un soporte y una capa de registro sensible al calor, incolora o ligeramente coloreada, que contiene un colorante básico dador de electrones y una sustancia orgánica o inorgánica aceptora de electrones. Tales materiales de registro, particularmente el papel de registro sensible al calor, se han usado ampliamente como hojas de emisión para una variedad de impresoras, incluidos facsímiles, terminales para instrumentación industrial, terminales para cuidado médico, terminales manuales, sistemas de PDV (de puntos de venta) y sistemas de venta de boletos. Así, a medida que se está extendiendo la aplicación de estos materiales de registro sensibles al calor, también se están diversificando los medios en que se usan. Sin embargo, en su uso normal hay los siguientes problemas preponderantes. Específicamente, hay problemas en cuanto a que con frecuencia la capa de registro desaparece cuando la película u hoja de registro sensible al calor se pone en contacto con agua y que cuando los materiales de registro se ponen en contacto con una película u hoja de cloruro de vinilo las imágenes se desvanecen o desaparecen debido a la presencia de varios plastificantes contenidos en el cloruro de vinilo. Además, las imágenes se desvanecen o desaparecen, o se desarrolla un color cuando los materiales de registro sensibles al calor se ponen en contacto con aceites y grasas o disolventes. Por tanto, como medio para resolver los problemas mencionados, se han hecho investigaciones e intentos con el fin de mejorar un aglutinante o un material revelador de color en la capa de registro sensible al calor. Sin embargo, ninguno ha satisfecho la totalidad de las propiedades de resistencia al agua, resistencia al plastificante, resistencia a aceite/grasa, resistencia a disolventes y similares. En particular, en las circunstancia actuales en las que se requiere más durabilidad a medida que se expande la aplicación de estos materiales de registro sensibles al calor, ha sido difícil resolver los problemas antes mencionados sólo mejorando el aglutinante o el material revelador del color en la capa de registro sensible al
calor.
Así, como medio para resolver estos problemas se han propuesto varios procedimientos en los que se proporciona una capa protectora sobre una capa de registro sensible al calor. Por ejemplo, se ha propuesto una emulsión para material de registro sensible al calor en la que una resina copolimerizada (A) obtenida por polimerización de (a) metacrilamida y (b) un monómero vinílico que contiene un grupo carboxilo se distribuye sobre la superficie de una partícula de resina (B) obtenida por polimerización de (c) un monómero vinílico (Documento de Patente 1). Aplicando la capa protectora sobre la capa de registro, se mejora en cierta medida la durabilidad de la capa de registro y la imagen registrada. Sin embargo, cuando los componentes de la resina para la capa protectora tienen un contenido alto de sólidos con el fin de mejorar la eficiencia de producción, etc., es difícil aplicar la resina debido a su alta viscosidad. Así, para resolver el problema, se rebaja el peso molecular del polímero soluble en agua. Sin embargo, cuando el polímero soluble en agua tiene un peso molecular más bajo, la durabilidad de la capa protectora es menor. Consecuentemente, la durabilidad de la capa registradora y de la imagen registrada son insuficientes. [Documento de Patente 1] JP-A nº. 2001-270251.
El documento JP-A-61 270188 da a conocer una capa protectora que comprende una resina de poliéster y/o una resina de poliuretano sobre una capa que se colorea por calor. La resina contiene un grupo funcional en su cadena principal y/o una cadena lateral, incluyendo ejemplos de la misma un grupo ácido sulfónico. La resina se puede usar en forma de una solución o emulsión acuosa.
El documento US-A-2003/0118851 describe un material de registro sensible al calor que comprende una capa que ajusta la transmitancia de la luz que actúa también como capa protectora. Esta capa puede comprender un polímero soluble en agua, tal como poli(ácido estirenosulfónico), y la capa se puede formar a partir de una emulsión.
El documento US-A-3 996 181 describe una composición resinosa acuosa que comprende una emulsión de polímeros acrílicos o butadieno y un material polímero soluble en agua. El polímero acrílico/de butadieno se prepara por polimerización en emulsión en presencia de un copolímero de acetato de vinilo-olefinsulfonato metálico hidrolizado.
El documento EP-A-0 496 146 describe una emulsión acuosa de una resina que comprende un tetrapolímero insoluble en agua, un colorante fluorescente y un emulsivo aniónico. El tetrapolímero contiene acrilonitrilo y un monómero vinílico que contiene grupos sulfonato.
Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un material protector para un papel sensible al calor que dé un mayor nivel de durabilidad (por ejemplo, resistencia al agua, durabilidad frente a un plastificante (en lo que sigue, resistencia al plastificante), resistencia al alcohol, etc) frente a diversos materiales y que asegure una buena estabilidad en el procesamiento en comparación con los convencionales.
Medios para resolver los problemas
Los presentes inventores han realizado numerosos estudios para resolver los problemas anteriores. Como resultado han encontrado que una emulsión obtenida por copolimerización de monómeros específicos puede proteger un papel sensible al calor de manera que tenga una durabilidad excelente, incluso cuando tiene un contenido de sólidos alto, completando así la presente invención.
Una realización de la presente invención es una emulsión protectora para papel sensible al calor, que comprende agua, un polímero soluble en agua (A) y un polímero hidrófobo (B), conteniendo al menos uno de (A) y (B) una unidad estructural derivada de un monómero (C) que se representa por la siguiente fórmula general (1), o una de sus sales:
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en la que R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo inferior que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y n es un número entero de 1 a 8; en la que el polímero soluble en agua (A) es un polímero o copolímero que contiene (met)acrilamida y que tiene un peso molecular ponderal medio de 5.000-500.000, y el polímero hidrófobo (B) es un copolímero que contiene acrilonitrilo y que tiene un peso molecular ponderal medio de 10.000-2.000.000.
Efecto de la invención
De acuerdo con la presente invención, se puede proporcionar un material protector para un papel sensible al calor que da un nivel más alto de durabilidad (por ejemplo, resistencia al agua, resistencia al plastificante, resistencia al alcohol, etc.) frente a diversos materiales y que asegura una buen estabilidad en el procesamiento en comparación con los convencionales.
Realizaciones preferentes de la invención
En lo que sigue se describirá detalladamente la presente invención.
Polímero soluble en agua (A)
Para la presente invención, el polímero soluble en agua es un polímero que contiene (met)acrilamida en la cadena del polímero y es así soluble en agua. Para introducir el monómero (C) que contiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales en el polímero soluble en agua, el monómero que tiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales se puede copolimerizar con (met)acrilamida. Preferiblemente en particular, la (met)acrilamida como componente principal se copolimeriza con un monómero vinílico que tiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales.
Además, la copolimerización puede implicar monómeros capaces de impartir solubilidad en agua al polímero, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de 2-hidroxietilo y vinilpirrolidona; y varios compuestos de vinilo capaces de impartir hidrofobia, tales como estireno, acrilonitrilo, éster de ácido metacrílico y éster de ácido acrílico. La (met)acrilamida es ventajosa en cuanto a estabilidad en el procesamiento (resistencia al calor), resistencia al plastificante o similares, y tiene un peso molecular ponderal medio, medido por el procedimiento de CFG, de 5.000 a 500.000.
Polímero hidrófobo (B)
El polímero hidrófobo se dispersa en una solución del agua y el polímero soluble en agua. Es preferible un polímero termoplástico que se puede obtener como partículas finas. El monómero (C) que tiene un grupo ácido sulfónico o una sal de él se puede introducir en el polímero hidrófobo por copolimerización de los monómeros que imparten hidrofobia y el monómero (C) que tiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales. Además, el polímero hidrófobo se puede copolimerizar con monómeros capaces de impartir solubilidad en agua a los polímeros tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de 2-hidroxietilo y vinilpirrolidona.
Los copolímeros de acrilonitrilo son ventajosos en cuanto a la resistencia al agua. El peso molecular ponderal medio del polímero, medido por el procedimiento de CFG es de 10.000 a 2.000.000.
El polímero hidrófobo se puede preparar como dispersión en agua separadamente del polímero soluble en agua y la dispersión se puede mezclar con el polímero soluble en agua. Alternativamente, el (los) monómero(s) para el polímero hidrófobo se pueden polimerizar en una solución del polímero soluble en agua para formar una dispersión.
La relación ponderal del polímero soluble en agua (A) y el polímero hidrófobo (B) preferiblemente es de 5-90 partes en peso a 10-95 partes en peso, más preferiblementes de 5-65 partes en peso a 35-95 partes en peso.
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Monómero (C) que tiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales
En la presente invención, al menos uno entre el polímero soluble en agua (A) y el polímero hidrófobo (B) contiene una unidad estructural derivada del monómero (C) que tiene un grupo sulfónico o una sal de él. Específicamente, el monómero es un compuesto representado por la fórmula general (1) o una de sus sales.
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en la que R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo inferior que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y n es un número entero de 1 a 8.
En la fórmula general (1), el grupo alquilo inferior es un grupo alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono y preferiblemente es un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo propilo, o un grupo n-propilo o un grupo i-propilo. Su sal es, por ejemplo, una sal de un metal alcalino tal como sodio o potasio, una sal amónica, o similar. Entre los ejemplos del compuesto sulfonado representado por la fórmula general (1) pueden estar incluidos, por ejemplo, ácido alilsulfónico, alilsulfonato sódico, ácido metalilsulfónico, metalilsulfonato sódico y metalilsulfonato amónico. Entre éstos, es preferible el metalilsulfonato sódico desde el punto de vista de que la capa protectora del papel de registro sensible al calor mantiene sus prestaciones aunque el contenido de sólidos de resina sea alto en la emulsión. Preferiblemente, el contenido del monómero (C) en la emulsión es de 0,05 a 20 partes en peso y, preferiblemente, de 0,3 a 10 partes en peso en relación a 100 partes en peso de la cantidad total de polímero soluble en agua (A), el polímero hidrófobo (B) y el monómero (C) que tiene un grupo ácido sulfónico o una de sus sales, desde el punto de vista de la resistencia al alcohol.
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Emulsión
La emulsión de la presente invención es una emulsión en la que el contenido de agua es preferiblemente de 50 a 90 partes en peso, más preferiblemente de 50 a 85 partes en peso en relación a la cantidad total del polímero soluble en agua (A) y el polímero hidrófobo (B), y la relación ponderal de (A) a (B) preferiblemente es de 5-90 partes en peso a 10-95 partes en peso. Para determinar estas relaciones ponderales, los sólidos de la emulsión y la emulsión se centrifugan en una supercentrifugadora (himacCS100FX, fabricada por HITACHI) a 85000 rpm a 20ºC durante 1 hora. El peso de los sólidos en el material sobrenadante se obtiene como el peso del polímero soluble en agua. El peso del polímero hidrófobo se obtiene por sustracción del peso del polímero soluble en agua del contenido de sólidos antes de centrifugación. Con la cantidad de agua dentro del intervalo antes descrito, el balance entre la concentración de sólidos y la viscosidad es bueno, lo que conduce a una aplicación fácil y unas propiedades físicas excelentes de la película después de secado.
El diámetro de partícula y la viscosidad de la emulsión no están particularmente limitados, pero el diámetro de partícula preferiblemente es de 50 a 800 nm, medido por el procedimiento SLD, y la viscosidad preferiblemente es de 5 a 10000 mPa medida usando un viscosímetro del tipo BM (rotor, n^{os}. 1 a 4; rotación: 60; temperatura: 25ºC) a una concentración de sólidos de 20%. Además, el polímero hidrófobo preferiblemente tiene una temperatura de transición vítrea de -30 a 110ºC. La temperatura de transición vítrea se determina de acuerdo con la ecuación de Fox (Bull. Am. Phys. Soc., vol. 1, nº. 3, pág. 123 (1956).
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Procedimiento de preparación de la emulsión
En la presente invención, el procedimiento para sintetizar la emulsión no está particularmente limitado, pero es preferible la polimerización por radicales que se realiza en un disolvente que comprende agua como componente principal. Entre los ejemplos de procedimientos para sintetizar la emulsión figuran, no limitativamente, un procedimiento de síntesis simultánea del polímero soluble en agua (A) y el polímero hidrófobo (B); un procedimiento que comprende polimerizar separadamente el polímero soluble en agua y el polímero hidrófobo y mezclar luego ambos; un procedimiento que comprende sintetizar primeramente el polímero soluble en agua y sintetizar luego el polímero hidrófobo en presencia del polímero soluble en agua; y un procedimiento que comprende sintetizar primeramente el polímero hidrófobo y sintetizar luego el polímero soluble en agua en presencia de polímero hidrófobo. El monómero (C) que tiene un grupo ácido sulfónico, o una sal de él, está contenido en como mínimo uno de los polímeros, el soluble en agua y el hidrófobo. En la presente invención, se puede emplear apropiadamente un tensioactivo o un polímero soluble en agua con el fin de mejorar la estabilidad de polimerización y la estabilidad al almacenemiento de la emulsión. Entre los ejemplos del tensioactivo están tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos y tensioactivos no iónicos.
Entre los ejemplos de polímero soluble en agua están poli(alcohol de vinilo) y polietilenglicol. El iniciador de polimerización en la síntesis del polímero no está limitado, pero son preferibles iniciadores de radicales solubles en agua y persulfatos tales como persulfato amónico, y son particularmente preferibles iniciadores azoicos solubles en agua tales como 4,4'-azobis(ácido 4-cianovalérico). La temperatura de polimerización en la síntesis del polímero no está limitada, pero es preferible sintetizar el polímero a una temperatura del intervalo de 30 a 95ºC en consideración al tiempo de preparación o la relación de conversión (relación de reacción) de los monómeros al copolímero, siendo la temperatura particularmente preferible de 50 a 85ºC. Además, se puede emplear un agente de ajuste del pH, o EDTA o una de sus sales, como agente quelante de ión metálico, para mejorar la estabilidad de preparación en la polimerización. Preparada la emulsión, se puede ajustar el pH. Entre los ejemplos de agentes de neutralización están incluidos, no limitativamente, amoniaco (acuoso), hidróxido sódico, hidróxido potásico y varias aminas. Preferiblemente se usa amoniaco porque reduce el ataque en la cabeza de calentamiento en la etapa de calentamiento. El pH no está limitado, pero preferiblemente es de 7 a 10 desde el punto de vista de las propiedades de almacenamiento. estabilidad mecánica y otras similares de la emulsión de polímero.
Entre los ejemplos de monómero vinílicos están incluidos monómeros vinílicos que contienen grupos funcionales, tales como: monómeros vinílicos aromáticos tales como estireno y \alpha-metilestireno, (met)acrilatos de alquilo tales como metacrilato de metilo; monómeros vinílicos que contienen un grupo ciano tales como (met)acrilonitrilo; monómeros vinílicos que contienen un grupo amida tales como (met)acrilamida; monómeros vinílicos que contienen un grupo carboxilo tales como ácido (met)acrílico; monómeros vinílicos que contienen un grupo hidroxilo tales como (met)acrilato de 2-hidroxietilo; monómeros vinílicos que contienen un grupo glicidilo tales como (met)acrilato de glicidilo; monómeros vinílicos que contienen un grupo amino tales como (met)acrilato de N,N-dimetilaminoetilo; y monómeros vinílicos que contienen un grupo acetoacetoxi tales como (met)acrilato de acetoacetoxietilo. Si es necesario se puede usar un monómero viníilico reticulable, estando incluidos ente ellos metilenbis(met)acrilamida, divinilbenceno y di(met)acrilato que contiene una cadena de polietilénglicol. El monómero vinílico reticulable puede contener dos o más grupos vinilo. A los fines de ajuste del peso molecular, también se puede usar un modificador del peso molecular tal como n-dodecilmercaptano, 1-tioglicerol o un dímero de \alpha-metilestireno.
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Material protector para papel sensible al calor
El material protector del papel sensible al calor de la presente invención es la emulsión descrita en lo que antecede. Además se pueden añadir varios aditivos. Los aditivos se pueden añadir antes, durante o después de la polimerización de los monómeros descritos. Entre los ejemplos de los aditivos están un regulador del pH, un agente quelante, un pigmento, un agente humectante, un agente antiestático, un antioxidante, un conservante, un absorbente de luz UV, un estabilizador de la luz, un abrillantador fluorescente, un colorante, un agente penetrante, un agente espumante, un agente liberador, un agente antiespumante, un agente desespumante, un modificador del deslizamiento y un agente espesativo, relación que no es exhaustiva.
Además, en la presente invención se puede mezclar una carga si se desea. La cantidad de carga a añadir no está particularmente limitada y se pueden seleccionar apropiadamente la clase y cantidad de la carga en un intervalo que no afecte perjudicialmente al objetivo de la presente invención. Entre los ejemplos de la carga están cargas inorgánicas tales como carbonato cálcico, carbonato magnésico, caolín, arcilla y sílice coloidal, y partículas orgánicas finas tales como partículas finas de poliestireno. Entre los ejemplos de componentes opcionales que no son cargas están incluidos aditivos resistentes al agua (agentes de reticulación) y lubricantes tales como sales metálicas de ácidos grasos superiores, amidas de ácidos grasos superiores y partículas finas de poliolefinas para mejorar las propiedades de procesamiento (resistencia al calor, propiedad de antipegajosidad, estabilidad en el uso). Entre éstos son preferibles los aditivos resistentes al agua (agentes de reticulación) porque aumentan la tenacidad de la capa protectora y mejoran así la durabilidad de la capa sensible al calor y la imagen registrada, mientras que intensifican la compatibilidad con la cabeza de calentamiento (pegajosidad y estabilidad en el procesamiento). Entre los ejemplos de agentes reticuladores están glioxal, dimetilolurea, éteres de glicidilo de alcoholes polihidroxílicos, dímeros de ceteno, dialdehído de almidón, un producto modificado de poliamidaamina-iclorohidrina, carbonato de amonio-zirconio, sulfato de aluminio y cloruro cálcico.
Además, si es necesario se pueden usar otras resinas acuosas bien conocidas en combinación con los componentes antes descritos. Entre los ejemplos de las resinas están resinas naturales (por ejemplo, alginato sódico, almidón, caseína, celulosas) y resinas sintéticas. Entre ellas son preferidos productos modificados de poli(alcohol de vinilo) y entre sus ejemplos están incluidos poli(alcohol de vinilo) modificado con carboxilo, poli(alcohol de vinilo) modificado con acetoacetilo, poli(alcohol de vinilo) modificado con epoxi, poli(alcohol de vinilo) modificado con silanol, poli(alcohol de vinilo) modificado con amino, poli(alcohol de vinilo) modificado con olefina, poli(alcohol de vinilo) modificado con amida y poli(alcohol de vinilo) modificado con nitrilo, relación que no es exhaustiva. La región a la que se aplica el material protector de un papel sensible al calor de la presente invención no está limitada a la superficie de la capa de registro sensible al calor y la parte posterior del soporte, y el material protector de un papel sensible al calor se puede aplicar apropiadamente sobre una parte en la que la capa protectora tendrá una función superior. Además, el sistema de color de la capa de registro sensible al calor de acuerdo con la presente invención no está limitado en particular. En los ejemplos de sistemas de color están incluidos un sistema que comprende un leucocolorante y una sustancia ácida representada por una sustancia fenólica; un sistema que comprende un compuesto imino y un compuesto isocianato; y un sistema que comprende un compuesto diazoico y un acoplador.
La capa protectora de la presente invención se aplica sobre una capa sensible al calor conocida normalmente aplicada sobre papel, un papel sintético, una película, etc. como soporte y/o se aplica en el envés del soporte, o entre el soporte y la capa de registro sensible al calor, en una cantidad de 1 a 10 g/m^{2} en términos de peso en seco, usando un dispositivo de revestimiento tal como una espátula, una cuchilla para repujar, un rodillo de revestimiento o similar, lográndose así el objetivo de la presente invención. En el caso de que la capa protectora deba tener un brillo alto y un brillo especular, la superficie de la capa protectora puede tratarse por colada como se desee. Alternativamente, la solución de revestimiento para la capa de protección se puede aplicar sobre un cilindro de metal especular, una película lisa de PET o similar y secar luego, pudiendo pasar posteriormente el producto obtenido a la capa de registro sensible al calor y presionarlo contra ésta.
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Ejemplos
La presente invención se describirá más detalladamente haciendo referencia a los Ejemplos, pero la presente invención no está limitada a estos Ejemplos. Los términos "partes" y "%" en estos Ejemplos indican "partes en peso" y "% en peso", respectivamente, a no ser que se indique lo contrario.
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Ejemplo 1 Procedimiento para sintetizar simultáneamente polímero soluble en agua y polímero hidrófobo
En un matraz separable equipado con agitador y condensador de reflujo se cargaron 150,0 partes de agua destilada y 0,3 partes de dodecilsulfonato sódico; el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 80ºC. Seguidamente se añadieron al matraz 2,0 partes de persulfato amónico. Luego se añadió continuamente al matraz, a lo largo de aproximadamente 4 horas, una emulsión obtenida emulsionando los monómeros, que tenían la composición que se indica más adelante, en 0,7 partes de dodecilsulfato sódico y 54,4 partes de agua destilada, y la mezcla se envejeció a 80ºC durante 2 horas para completar la polimerización. Finalizada la polimerización, la mezcla se enfrió a temperatura ambiente, se neutralizó añadiendo amoniaco acuoso y se ajustó el pH a aproximadamente 8,0. Se obtuvo así una emulsión que tenía un contenido de sólidos de 40,5%.
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Composición de monómeros
3
La relación ponderal de polímero soluble en agua a polímero hidrófobo era de 7,3 a 92,7. Se añadieron 30 partes de agua a 100 partes de la emulsión así obtenida. Luego, a la emulsión diluida se añadieron 10 partes de una dispersión al 20% de estearato de zinc (F-115 del tipo de partícula ultrafina, fabricado por Chukyo Yushi Co., Ltd.) y 4,8 partes de una emulsión al 42% de olefina (Chemipearl® W4005, fabricada por Mitsui Chemicals, Inc.). La mezcla se mezcló uniformemente y luego se aplicó sobre la superficie de un papel sensible al calor, disponible en el comercio, para un procesador de palabras, no tratado en la superficie, en una cantidad de 3 g/m^{2} en peso seco usando un dispositivo de revestimiento de barras, y el revestimiento se secó (secado en corriente a 60ºC durante 30 s y curado a 20ºC en atmósfera de 60% de humedad relativa durante 7 días). Se obtuvo así un material de registro sensible al calor. Los resultados de la evaluación del papel de registro sensible al calor se presentan en la Tabla 2.
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Ejemplo 2 Procedimiento para sintetizar primeramente el polímero soluble en agua y sintetizar luego el polímero hidrófobo en presencia del polímero soluble en agua
En un matraz separable equipado con agitador y condensador de reflujo se cargaron 80 partes de agua destilada; el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 80ºC. Seguidamente se añadieron al matraz 2,0 partes de persulfato amónico. Luego se añadió continuamente al matraz, a lo largo de 2 horas, con agitación, una mezcla de los monómeros que tenía la composición que se indica más adelante y 150 partes de agua. La mezcla se envejeció a esa temperatura durante 2 horas para completar la polimerización. Se obtuvo así una solución acuosa del polímero soluble en agua (A) que tenía un contenido de sólidos de 30,7%.
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Composición de monómeros para el polímero soluble en agua
4
A 260 partes de la solución acuosa de polímero soluble en agua (A) obtenida se añadieron 45 partes de agua destilada y el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 75ºC. Seguidamente se pusieron en el matraz 1,0 partes de persulfato amónico. Luego se añadió continuamente al matraz a lo largo de 3 horas una emulsión de monómero vinílico que tenía la composición que se indica más adelante y la mezcla se mantuvo durante 3 horas para completar la polimerización. Seguidamente se enfrió la mezcla a no más de 40ºC y luego se ajustó el pH a 8,0 con amoniaco acuoso. De esta manera se obtuvo una emulsión de copolímero lechosa blanca que tenía un contenido de sólidos de 40,6%. La emulsión de copolímero obtenida contenía 18,0% del polímero soluble en agua y 22,6% del polímero hidrófobo.
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Emulsión de monómero vinílico
5
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se usó la emulsión antes obtenida (correspondiente al Ejemplo de Preparación 1 de la Tabla 1) y que se añadieron a la solución 15,4 partes de solución acuosa al 13% de carbonato de zirconio y amonio (DAIICHI KIGENSO KAGAKU KOGYO CO., LTD.: Zircosol AC-7) como agente de reticulación. Además se evaluó el papel de registro sensible al calor, que presentó buenas prestaciones, como se ve en la Tabla 2.
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Ejemplo de referencia 1
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se usó una emulsión obtenida en el Ejemplo de Preparación 2 de la Tabla 2 y que se añadieron a la emulsión como agente de reticulación 6,7 partes de un producto modificado de 30% de poliamidaamina/epiclorhidrina (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc.: Uramine ®P-5600) y 12 partes de una suspensión previamente preparada de 50% de partículas finas de sílice como carga (fabricada por Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.: MIZUKASIL® P-427).
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Ejemplo 3
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se usó una emulsión obtenida en el Ejemplo de Preparación 3 de la Tabla 2 y que se añadieron a la emulsión como agente de reticulación 6,7 partes de un producto modificado de 30% de poliamidaamina/epiclorhidrina (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc.: Uramine ®P-5600).
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Ejemplo 4
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se usó una emulsión obtenida en el Ejemplo de Preparación 4 de la Tabla 2 y que se añadieron a la emulsión como agente de reticulación 6,7 partes de un producto modificado de 30% de poliamidaamina/epiclorhidrina (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc.: Uramine ®P-5600).
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Ejemplo 5
A 160 partes de una emulsión obtenida en el Ejemplo de Preparación 5 de la Tabla 1 se añadieron como agente de reticulación 6,7 partes de un producto modificado de 30% de poliamidaamina/epiclorhidrina (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc.: Uramine ®P-5600). La mezcla se mezcló uniformemente y luego se aplicó sobre la superficie de un papel sensible al calor, disponible en el comercio, para un procesador de palabras, no tratado en la superficie, en una cantidad de 3 g/m^{2} en peso seco usando un dispositivo de revestimiento de barras, y el revestimiento se secó (secado en corriente a 60ºC durante 30 s y curado a 20ºC en atmósfera de 60% de humedad relativa durante 7 días). Se obtuvo así un material de registro sensible al calor.
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Ejemplo 6
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se usó una emulsión obtenida en el Ejemplo de Preparación 6 de la Tabla 2 y que se añadieron a la emulsión como agente de reticulación 2 partes de glicidil éter de alcohol polihidroxílico (fabricado por NAGASE CO. LTD.: Denacol® EX512).
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Ejemplo Comparativo 1
Procedimiento para sintetizar simultáneamente polímero soluble en agua y polímero hidrófobo
En un matraz separable equipado con agitador y condensador de reflujo se cargaron 150,0 partes de agua destilada y 0,3 partes de dodecilsulfonato sódico; el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 80ºC. Seguidamente se añadieron al matraz 2,0 partes de persulfato amónico. Luego se añadió continuamente al matraz, a lo largo de aproximadamente 4 horas, una emulsión obtenida emulsionando los monómeros que tenían la composición que se indica más adelante en 0,7 partes de dodecilsulfato sódico y 50,0 partes de agua destilada. La mezcla se envejeció a 80ºC durante 2 horas para completar la polimerización. Finalizada la polimerización, la mezcla se enfrió a temperatura ambiente, se neutralizó añadiendo amoniaco acuoso y se ajustó el pH a aproximadamente 8,0. Se obtuvo así una emulsión que tenía un contenido de sólidos de 40,0%.
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Composición de monómeros
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6
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La relación ponderal de polímero soluble en agua a polímero hidrófobo era de 6,8 a 93,2. Se añadieron 30 partes de agua a 100 partes de la emulsión así obtenida. Luego, a la emulsión diluida se añadieron 10 partes de una dispersión al 20% de estearato de zinc (F-115 del tipo de partícula ultrafina, fabricado por Chukyo Yushi Co., Ltd.) y 4,8 partes de una emulsión al 42% de olefina (Chemipearl® W4005, fabricada por Mitsui Chemicals, Inc.). La mezcla se mezcló uniformemente y luego se aplicó sobre la superficie de un papel sensible al calor, disponible en el comercio, para un procesador de palabras, no tratado en la superficie, en una cantidad de 3 g/m^{2} en peso seco usando un dispositivo de revestimiento de barras, y el revestimiento se secó (secado en corriente a 60ºC durante 30 s y curado a 20ºC en atmósfera de 60% de humedad relativa durante 7 días). Se obtuvo así un material de registro sensible al calor. Los resultados de la evaluación del papel de registro sensible al calor se presentan en la Tabla 2.
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Ejemplo Comparativo 2
Procedimiento para sintetizar primeramente el polímero soluble en agua y sintetizar luego el polímero hidrófobo en presencia del polímero soluble en agua
En un matraz separable equipado con agitador y condensador de reflujo se cargaron 80 partes de agua destilada; el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 80ºC. Seguidamente se añadieron al matraz 2,0 partes de persulfato amónico. Luego se añadió continuamente al matraz, a lo largo de 2 horas, con agitación, una mezcla de los monómeros que tenía la composición que se indica más adelante y 150 partes de agua y la mezcla se envejeció a esa temperatura durante 2 horas para completar la polimerización. Se obtuvo así una solución acuosa del polímero soluble en agua (A) que tenía un contenido de sólidos de 30,7%. Esta solución era transparente y uniforme.
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Composición de monómeros para el polímero soluble en agua
8
A 260,5 partes de la solución acuosa de polímero soluble en agua obtenida se añadieron 45 partes de agua destilada y el matraz se purgó con nitrógeno gas y luego se elevó la temperatura del matraz a 75ºC. Seguidamente se pusieron en el matraz 1,0 partes de 4,4-azobis(ácido 4-cianovalérico). Luego se añadió continuamente al matraz a lo largo de 3 horas una emulsión de monómero vinílico que tenía la composición que se indica seguidamente y la mezcla se mantuvo durante 3 horas para completar la polimerización. A continuación se enfrió la mezcla a no más de 40ºC y luego se ajustó el pH a 8,0 con amoniaco acuoso, obteniéndose una emulsión de copolímero lechosa blanca que tenía un contenido de sólidos de 40,6%. La emulsión de copolímero obtenida contenía 18,0% del polímero soluble en agua y 22,6% del polímero hidrófobo.
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Emulsión de monómero vinílico
9
Se obtuvo un material de registro sensible al calor de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se diluyeron 100 partes de la emulsión antes obtenida añadiendo 30 partes de agua y que se añadieron a la solución como agente de reticulación 6,7 partes de un producto modificado de 30% de poliamidaamina/epiclorhidrina (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc.: Uramine ®P-5600). Los resultados de la evaluación del papel de registro sensible al calor se dan en la Tabla 2.
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Procedimientos de evaluación (1). Estabilidad de marcha
Se imprimió una imagen de una configuración negra en su totalidad en las condiciones siguientes usando una impresora térmica (obtenible de Ohkura Electric Co., Ltd.: TH-PMD). El nivel de ruido (sonido de crujido) y la contaminación de la cabeza se evaluaron exhaustivamente.
\quad
Voltaje aplicado: 24 V
\quad
Amplitud de pulsación: 1,74 ms
\quad
Energía aplicada: 0,34 mj/punto
\quad
O: no se produjo ruido, no se observó contaminación y el papel deslizaba uniformemente
\quad
X: se generó un sonido de crujido fuerte, se observó contaminación de la cabeza y el papel no deslizaba uniformemente.
\vskip1.000000\baselineskip
(2). Densidad de color
Se obtuvo la imagen en las condiciones descritas y la densidad de la porción de la imagen se midió con un densitómetro Macbeth (RD-918, fabricado por Gretag Macbeth Co.).
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(3). Resistencia al agua
Se presionó un bloque caliente a 140ºC contra la superficie de registro sensible al calor durante 1 segundo para producir un color. El material de registro se sumergió en agua durante 24 horas de manera que la superficie impresa estuviera completamente bajo agua. Se midió con un densitómetro Macbeth la densidad de la parte coloreada.
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(4). Resistencia al plastificante
Se presionó un bloque caliente a 140ºC contra la superficie de registro sensible al calor durante 1 segundo para producir un color. Se adhirió a la superficie de registro sensible al aclor una cinta adhesiva transparente de poli(cloruro de vinilo) para aislamiento eléctrico (fabricada por Nitto Denko Corporation). Se dejó en reposo la unidad durante 24 horas a 40ºC y luego se peló quitando la cinta adhesiva. Se midió con un densitómetro Macbeth la densidad antes de adherir la cinta adhesiva y después de haberla quitado.
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(5). Resistencia al alcohol
Se aplicó a una parte no coloreada una solución acuosa de isopropanol al 20% y se observó a simple vista el grado de color desarrollado.
\quad
O: no se desarrolló color. (La capa protectora presentaba buenas propiedades de barrera para el alcohol).
\quad
\Delta: se desarrollo un color como puntos
\quad
X: se desarrolló un color sobre la superficie frontal. (La capa protectora presentaba malas propiedades de barrera para el alcohol).
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 1
10
11
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TABLA 2
12

Claims (3)

1. Una emulsión protectora para papel sensible al calor, que comprende agua, un polímero soluble en agua (A) y un polímero hidrófobo (B), conteniendo al menos uno de (A) y (B) una unidad estructural derivada de un monómero (C) que se representa por la siguiente fórmula general (1), o una de sus sales,
13
en la que R es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo inferior que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, y n es un número entero de 1 a 8; en la que el polímero soluble en agua (A) es un polímero o copolímero que contiene (met)acrilamida y que tiene un peso molecular ponderal medio de 5.000-500.000, y el polímero hidrófobo (B) es un copolímero que contiene acrilonitrilo y que tiene un peso molecular ponderal medio de 10.000-2.000.000.
2. Una emulsión protectora de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la relación ponderal del polímero soluble en agua (A) al polímero hidrófobo (B) es de 5-90% en peso a 10-95% en peso, y el contenido de agua en la emulsión es de 50-90% en peso en relación a la cantidad total de (A) y (B).
3. Una emulsión protectora de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el contenido de monómero (C) en la emulsión es de 0,05-20% en peso en relación a la cantidad total del polímero soluble en agua (A), el polímero hidrófobo (B) y el monómero (C).
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