FI63895C

FI63895C - Termiskt kaensligt uppteckningsmaterial

Info

Publication number: FI63895C
Application number: FI783341A
Authority: FI
Inventors: Duane Edwin Hanson; Philip Richard Bartels
Original assignee: Appleton Paper Inc
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1983-09-12
Also published as: BE871761A; AT373211B; AU516603B2; IE782141L; NO783701L; US4181771A; BR7807182A; DK144463B; FR2407824B1; LU80469A1; FR2407824A1; IE47473B1; AU4111778A; ZA786137B; GB2007858B; FI63895B; GB2007858A; SE444142B; DK144463C; DK491278A

Description

R35r^l rBl m KUULUTUSJULKAISU £70qc:

Wa LBj ('*) UTLAGG N I NGSSKRI FT

^ ^ (51) Kv.lk.3/lnt.CI.3 B 41 M 5/18 SUOM I —FI N LAN D (21) P«<«nttlh«k«mu« — Pifntawakniin 7833^1 (22) HalMmhpttvt —Aiweknlng^H 02.11.78 ' * (23) Alkupilvi—GUtighttadig 02.11.78 (41) Tullut |ulklMksi — BllvK offantllf 05 05 79

Patantti- j. rckistwihallftu* „ toMuU», ,, ' '

Patent· och ragifterttyralMn ' ' Ar**»n utlajd och utUkrftM public*^ 31.05.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoiiwu* -Begird prior** Ok. 11.77 USA(US) 848579 (71) Appleton Papers Inc., P.0. Box 359> Appleton, Wisconsin 5^912, USA(US) (72) Duane, Edwin Hanson, Appleton, Wisconsin, Philip Richard Bartels,

Appleton, Wisconsin, USA(US) (7*+) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (5M Lämpöherkkä merkintäaine - Termiskt känsligt uppteckningsmaterial Tämä keksintö koskee lämpöherkkää merkintäainetta.

Lämpöherkkiä merkintäaineita tunnetaan ja niitä on kuvattu useissa patenteissa, esimerkiksi US-patenteissa 3 445 261, 3 539 375 ja 3 674 535. Ne koostuvat oleellisesti kantajasta eli substraatista, joka yleensä on arkkipaperia, joka on päällystetty koostumuksella jossa on sideainematriisiin dispergoitua pääasiassa väritöntä värinmuodostajaa ja fenolista koreaktanttia. Sopivalla kuvanmuodos-tusvälineellä, kuten painokärjellä tai piirtimellä, voidaan päällyste kuumentaa normaaleihin termograafisiin lämpötiloihin, jolloin koreaktantti nesteytyy ja/tai höyrystyy ja reagoi sitten värinmuo-dostajan kanssa ja muodostaa värillisen merkin tai kuvan.

Useissa sovellutusmuodoissa, kuten piirtureissa, on kuvan-muodostusväline yleensä kosketuksessa merkintäaineen kanssa koko ku-vanmuodostusprosessin aikana. Tähän mennessä käytettyjen substraat-tipäällystemateriaalien hankaava vaikutus on kuitenkin aiheuttanut kuvanmuodostusvälineen huomattavan kulumisen.

Edellä mainitun tunnetun aineen kanssa aikaansaadun värike-hitysintensiteetin parantamiseksi voidaan myös päällysteen painoa 2 63895 tai värinmuodostajan Ja tämän koreaktantin osuutta päällystekoos-tumuksessa nostaa. Parannus voidaan myös aikaansaada sisällyttämällä vahamodifiointiainetta päällystyskoostumukseen tai nostamalla kuvanmuodostusvälineen termograafista kehityslämpötilaa. Kaikissa näissä tapauksissa muodostuneen kuvan tarkkuus tai ääriviivat kuitenkin heikkenevät (ts. kuva valuu) ja/tai kuvanmuodostusvälineen taipumus takertua tai juuttua kiinni päällysteeseen suurenee.

Kaikki nämä epäkohdat vähentävät kuvanmuodostusvälineen kestoikää ja aikaansaavat myös epäselvän kuvan.. Keksinnön päämääränä on täten edellä mainittujen epäkohtien poistaminen tai ainakin niiden vähentäminen hyväksyttävälle tasolle.

Tämä keksintö koskee lämpöherkkää merkintäainetta joka käsittää substraatin joka on päällystetty koostumuksella jossa on pääasiassa väritöntä värinmuodostajaa, fenolista koreaktanttia, ja sen termograafisesti hyväksyttävää sideainetta, jolloin pääasiassa veteen liukenematonta ristikytkettyä agglomeroitua urea-formaldehydi-hartsipigmenttiä on dispergoituneena hienojakoisessa muodossa koostumuksessa.

Sopivia, tässä keksinnössä käyttökelpoisia urea-formalde-hydi-pigmenttejä on selitetty US-patentissa 3 988 322. Näiden pigmenttien sisäinen rakenne on pitkälle ritsikytkeytynyttä minkä johdosta ne ovat oleellisesti sulamattomia ja liukenemattomia veteen.

Ne eroavat täten varsin selvästi tavallisista sulavista ja/tai veteen liukenevista urea-formaldehydi-kondensaatiopolymeereista. Ne ovat lisäksi erityisen sopivia sen johdosta että päinvastoin kuin useimmat pigmentit, kuten titaanidioksidi, savi, kalsiumkarbonaatti ja talkki, ne koostuvat pienistä primääripartikkeleista, jotka ovat liittyneet yhteen rajoitetun koon omaaviksi agglomeraateiksi. Tällaisten pigmenttien keskimääräinen agglomeraattihalkaisija on normaalisti noin 2 - noin 10 mikronia, mieluimmin 3-9 mikronia, ja sen p BET-ominaispinta-ala on yleensä noin ho - noin 73 m /g.

Urea-formaldehydi-pigmentti, jota myydään tavaramerkillä "Cab-O-Lite", Cabot Corporation, USA, on erityisen sopiva käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä. Tämän pigmentin primääripartik-keleiden keskimääräinen halkaisija on noin 0,15 mikronia ja agglo-meraattien keskimääräinen halkaisija vaihtelee 7-9 mikronista aina noin 10 mikroniin.

Pigmentin osuus koostumuksessa voi olla aina noin 50 paino-%, se on mieluimmin enintään noin 30 paino-%. Tämä osuus on mieluimmin yli 5, tai jopa yli 10 paino-%.

3 63895

Urea-formaldehydi-pigmentit valmistetaan saattamalla urea reagoimaan formaldehydin kanssa, esimerkiksi molaarisuhteessa 1:1,3-1:1,8 (urea:formaldehydi) vesipitoisessa liuoksessa, jolloin veden määrä reaktioliuoksessa on ainakin yhtä suuri kuin siinä olevien orgaanisten reaktanttien yhteinen paino. Sopiva reaktiolämpötila oh yleensä noin huoneen lämpötilasta aina noin 100°C:seen, jolloin käyttökelpoisin lämpötila on noin 4-0 - noin 85°C. On edullista hämmentää tai sekoittaa vesipitoista reaktioväliainetta erityisesti sinä aikana kun liukenemattomat, ristikytkeytetyt pigmentit muodostumat .

Sopivina ristikytkentäkatalysaattoreina käytetään verraten vahvoja epäorgaanisia ja/tai orgaanisia happoja, joiden ionisaatio- -4 vakio on suurempi kuin 10 , kuten rikkihappoa, fosforihappoa, sul- faamihappoa tai kloori-etikkahappoa. Edullisin katalysaattori on sulfaamihappo ja/tai veteenliukenevat happanet ammoniumsulfaattisuo-lat, kuten ammoniumbisulfaatti.

Muodostunut liukenematon pigmentti kerätään vesipitoisesta nesteestä tavanomaisin menetelmin, kuten suodattamalla, sentrifugoi-malla ja kuivaamalla. Kuten edellä mainittiin, on saatu pigmentti enemmän tai vähemmän agglomeroitunut erilaisiksi aggregaateiksi ja geeli-tyyppisiksi rakeiksi. Tarvittaessa voidaan pigmenttiä hienontaa jauhamalla sopivan partikkelikoon saamiseksi.

Sen lisäksi että näiden erityisten urea-formaldehydi-pigmenttien käytöllä voidaan eliminoida tai ainakin vähentää hyväksyttävälle tasolle edellä mainittuja tunnettujen lämpöherkkien mer-kintäaineiden yhteydessä esiintyviä epäkohtia, näillä aineilla on myös joukko odottamattomia hyviä ominaisuuksia. Pigmenteillä on esimerkiksi suuri valoa hajottava vaikutus mikä aikaansaa merkintä-aineessa parannetun kontrastin kuvan ja taustan välillä. Reaktio värinmuodostajan ja tämän koreaktantin välillä näyttää myös olevan tehokkaampi urea-formaldehydi-pigmenttien läsnäollessa. Keksinnön mukaisella päällystyskoostumuksella on myös yleensä paljon alhaisempi viskositeetti kuin tunnetuilla koostumuksilla. Tämä sallii suuremman kiintoainepitoisuuden käyttämisen joka puolestaan antaa päällystetyn substraatin joka tarvitsee pienemmän ilmapyyhkäisypaineen ja vaatii vähemmän kuivatusta.

Tässä keksinnössä on värinmuodostajana yksi tai useampi kromogeeninen yhdiste, mieluimmin ftalidi- tai fluoraaniyhdiste, tai niiden jokin kombinaatio. Edullisia esimerkkejä ovat kristallivio-lettilaktoni (CVL);,2'-anilino-3'-metyyli-6'-dietyyliaminofluoraani 6 3 8 9 5 (N-102-T), malakiittivihreälaktoni; 3,3-bis(p-dimetyyliaminofenyy-li)-6-aminoftalidi; 3,3-bis(p-dimetyyliaminofenyyli)-6-(p-tolueeni-sulfoniamidi)-ftalidi; 3-dietyyliamino-7-dibentsyyli-amino-fluoraa-ni; 3-dietyyliamino-7-(N-metyylianilino)-fluoraani; 3-dietyyliamino- 7-(N-metyyli-p-toluidino) fluoraani; 3-dimetyyliamino-6-metoksi-fluoraani; 3-dietyyliamino-6-metyyli-7-kloorifluoraani; 3-dibutyyli-amino-6-metyyli-7-kloorifluoraani ; 3-dietyyliamino-7-i‘enyyl if luoraani; ja 3-morfolino-5,6-bentsofluoraani.

Värinmuodostajan osuus päällystyskoostumuksessa voi vaihdella välillä 1-10 paino-%, ja on edullisesti 3-7 paino-%.

Sopiva fenolinen koreaktantti, ts. fenoliyhdiste joka nes-teytyy ja/tai höyrystyy normaalissa termograafisissä lämpötiloissa j-a reagoi sen jälkeen oleellisesti värittömän värinmuodostajan kanssa värillisen merkin tai kuvan muodostamiseksi, on difenoli tai trifenoli. Erityisiä esimerkkejä ovat 4,4'-isopropylideeni-difeno-li (bisfenoli A); 4-tertiaryylibutyyli-fenoli; « -naftoli; 4-terti-ääri-oktyylikatekoli; 4,4'-isopropylideeni-bis(2,6-dikloorifenoli.

Fenolisen koreaktantin osuus päällystyskoostumuksessa on yleensä 5-50, mieluimmin 15-40 paino-%.

Termograafisesti hyväksyttävä, keksinnössä käytetty sideaine on mikä tahansa yhdiste, joka sopii käytettäväksi yhdessä läm-pöherkkien merkintäaineiden kanssa ja joka pidättää värinmuodostajan ja fenolisen koreaktantin substraatilla. Esimerkkejä tällaisista sideaineista ovat veteenliukenevat yhdisteet, tärkkelys, hydroksi-etyyliselluloosa, metyyliselluloosa, hydroksipropyyli-metyylisellu-loosa ja erityisesti polyvinyyli-alkoholi. Edullisin sideaine on 79 %:sesti hydrolysoituneen polyvinyylialkoholin laatu jolla on keskimääräinen viskositeetti, kuten "Elvanols" (Dupont) ja "Vinols" (Air Products).

Sideaineen osuus päällystyskoostumuksessa on normaalisti 10-60, mieluimmin 15-^5 paino-%.

Edellä mainittujen aineosien ohella voi päällystyskoostu-mus sisältää myös voiteluainetta ja päästöainetta.

Voiteluaineet yleensä parantavat kestävyyttä haalistumista vastaan samalla kun ne toimivat voiteluaineina. Erityisiä esimerkkejä ovat sinkkistearaatit ja muut veteen liukenemattomat kalsium-, rauta-, koboltti-, nikkeli-, alumiini-, mangaani-, lyijy-, litium-ja vastaavat stearaatit. Voiteluaineen osuus koostumuksessa on yleensä enintään 15, mieluimmin 1-10 paino-%.

5 63895 Päästöaineella, joka voi toimia myös herkkyyttä säätävänä aineena, tulisi olla riittävän korkea sulamispiste jottei se sula eikä reagoi päällysteen kanssa normaaleissa varastointiolosuhteissa. Vahat ovat sopivimpia päästöainetyyppejä ja esimerkkeinä tällaisista voidaan mainita rasva-amidit ja diamidit, kuten stearamidit, behenamidit, oleamidi, korkeamolekulaariset ketonit, kuten lauroni ja stearoni, korkeamolekulaariset alkoholit, kuten behenyylialko-holi ja arakidyylialkoholi, parafiinit, mikrokiteiset vahat ja vastaavat. Päästöaineen osuus koostumuksesta on normaalisti enintään 40, mieluimmin 1-25 paino-%.

Substraatti on mieluimmin arkkipaperia. Keksinnön puitteisiin kuuluvat kuitenkin myös muista aineista valmistetut substraatit, esim. substraattina voi olla kalvomaista polymeeristä ainetta, kudottua ainetta tai laminoitua ainetta oleva arkki.

Tämä keksintö koskee myös menetelmää lämpöherkän merkintä-aineen valmistamiseksi, joka käsittää sen, että valmistetaan (i) pääasiassa värittömän värinmuodostajan ja termograafisesti hyväksyttävän sideaineen vesipitoinen dispersio, (ii) fenolisen koreak-tantin ja termograafisesti hyväksyttävän sideaineen vesipitoinen dispersio ja (iii) pääasiassa veteenliukenemattoman, ristikytkeyty-neen agglomeroidun hienojakoisessa muodossa olevan urea-formaldehy-di-hartsipigmentin vesipitoinen dispersio, ja sekoitetaan dispersiot keskenään ja levitetään saatua koostumusta substraatille.

On edullista valmistaa värinmuodostajan ja fenolisen koreaktantin erilliset dispersiot sen johdosta että tämä vähentää märässä värissä esiintyviä ylimääräisiä värimuutoksia. Värimuutoksia voidaan vähentää edelleen antamalla värinmuodostajan ja koreaktantin dispersioiden seistä 8-24 tuntia ennen sekoittamista.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää kostu-tusainetta ja vaahdonestoainetta ja nämä lisätään mieluimmin värinmuodostajan dispersioon ja fenolisen koreaktantin dispersioon ennen sekoittamista. Yleensä käytetään vain pieniä määriä kostutusainetta ja vaahdonestoainetta, esimerkiksi alle 1 paino-%.

Mikäli esillä olevassa keksinnössä käytetään voiteluainetta tai päästöainetta, nämä lisätään edullisesti vain fenolisen koreaktantin dispersioon.

Värinmuodostajan ja fenolisen koreaktantin dispersiot sisältävät yleensä noin 15-40, esimerkiksi 20-30 % kiintoaineita vedessä. Tämä tarkoittaa sitä, että dispersion jokaista 100 g kohti tämä sisältää 20-30 g kuivia kiinteitä aineita ja 80-70 g vettä.

6 .6 8 9 5

Urea-formaldehydi-pigmentin dispersio sisältää yleensä noin 5-50 % kiinteitä aineita vedessä.

Keksinnön havainnollistamiseksi esitetään seuraavassa sen suoritusmuotoja esimerkkien muodossa. Kaikki prosentit tarkoittavat paino-%.

Esimerkki 1 * Valmistetaan värinmuodostajan dispersio, jolla on seuraava koostumus:

Kuivapaino % CVL 37,25 (3,3-bis/^~dimetyyliaminofenyyli/7- 6-dimetyyliaminofenyyli ftalidi) N-102-T 37,25 (2'-anilino-3'-metyyli-6'-dietyyliaminofluoraani)

Vinol 325 25,00 (polyvinyyli alkoholi)

Nopco NDW (vaahdonestoaine) 0,10 (sulfonoitu risiiniöljy)

Surfynol 104- (pinta-aktiivinen aine) 0,4-0 (di-tertiäärinen asetyleeni glykoli, valm. Air Products Chemical Co.) _

Yht. 100,00

Vinol 325:n 10 %:nen liuos lisätään Szegvari-myllyyn (partikkeleiden hienontamislaite, valmistaa Union Process Co.) yhdessä edellä lueteltujen aineosien kanssa, ja seosta jauhetaan kunnes värinmuodostajan, se on CVL:n ja N-102-T:n, partikkelikoko on 1-6 mikronia. Vettä lisätään jauheen kiintoainepitoisuuden säätämiseksi 20-30 %:iin.

Valmistetaan fenolisen koreaktantin, Bisfenoli A:n dispersio, jonka koostumus on.:

Kuivapaino %

Bisfenoli A 4-8,00 (4-, 4·' -isopropyl ideeni-dif enoli) A*crawax C* 4-2,00

Vinol 325 9,50

Nopco NEW 0,10

Surfyno1 104 0,40

Yht. 100,00 v 7 63895 rasva-diamidi-vaha, joka on reaktiotuote hydratusta risiiniöljystä ja etanoliamiinista, on liukenematon kiehuvaan veteen ja jonka sulamispiste on 140-143°C, leimahduspiste 285°C (avoin astia) ja ominaispaino 0,97 25°C:ssa (Glyco Chemicals Inc., New York).

Myllyyn panostetaan Vinol 325:n 10 %:nen liuos ja muut edellä luetellut aineet. Lisätään vettä niin että jauheen kiinto-ainepitoisuudeksi tulee 20-35 % ja aineita jauhetaan kunnes bisfe-nolin partikkelikoko saavuttaa arvon 2-8 mikronia.

Valmistetaan sitten bisfenolisekoite käyttäen seuraavaa koostumusta:

Kuivapaino %

Bisfenoli-dispersio 44,15 '(valmistetaan kuten edellä)

Penford Gum 260 26,50 (modifioitua maissitärkkelystä)

Cab-O-Lite 29,35 (urea-formaldehydi-hartsipigmenttiä)

Yht.

100,00 ! Kady-myllyyn panostetaan bisfenolidispersio, Penford Gum 260-liuos 12 %:n määränä ja kuivaa "Cab-O-Lite". Panosta sekoitetaan kunnes kaikki aineet ovat täysin dispergoituneet. Kiintoaine-pitoisuus säädetään vedellä noin 20 %:iin.

Valmistetaan lopullinen päällystyskoostumus sekoittamalla seuraavia komponentteja:

Kuivapaino %

Bisfenoli-sekoite 94,15 (valmistettu kuten edellä) Värinmuodostaja-dispersio 5,35 (valmistettu kuten edellä) "Arctic Paper White" 0,50 (optinen kirkastaja, diamino-stilbeeni-sulfonihapon ja syanuurikloridin reaktiotuote) _

Yht. 100,00

Saatu koostumus sisältää seuraavia aineosia mainittuina määrinä: 8 63895

Kuivapaino % CVL 2,00 N-102-T 2,00

Vinol 325 4,75

Penford Gum 260 25,00

Acrawax C 17,75

Cab-O-Lite . 27,50

Bisfenoli A 20,00

Nopco NDW 0,10

Surfynol 104 0,40

Arctic Paper White 0,50

Yht. 100,00

Valmistetaan lämpöarkki (lämpöarkki A) päällystämällä p 50 g/m :n substraattipaperille edellä mainittu koostumus päällys-

O

teen kuivapainon ollessa noin 4,5 g/m .

Edellä selitetyllä tavalla valmistetaan vertailulämpöarkki (lämpöarkki B) joka sisältää kaoliinisavea urea-formaldehydi-hartsi-pigmentin asemesta käyttäen seuraavaa päällystyskoostumusta:

Kuivapaino % CVL 3,00 N-102-T 3,00

Vinol 325 29,20

Acrawax C 2,00

Bisfenoli A 30,00

Nopco NDW 0,10

Surfynol 104 0,40

Arctic Paper White 0,30

Kaoliinisavea 30,00

Sinkkistearaattia 2,00

Yht. 100,00

Saaduille lämpöarkeille suoritetaan sitten seuraavat kokeet : Värin kehitys 150°C:ssa kuvatun alueen intensiteetti (heijastumissuhde) mitataan Bausch & Lomb-opasimetrillä. Taustaheijastus mitataan 9 63895 merkitsemättömältä alueelta.

Hankaus

Hankausvaikutusta varten on vertailukoe tarpeeton koska alhainen hankausarvo on keksinnön mukaisten päällystyskoostumusten eräs luontainen ominaisuus. Eri päällystyskoostumusten suhteelliset hankausvaikutukset mitataan kuitenkin käyttämällä Sargent mallia SLR olevaa piirturia yhdistettynä Hewlett Packard, mallia 203A olevaan säädettävään vaihefunktio-generaattoriin.

Piirturin kynä korvataan erityisesti valmistetulla välineellä johon kiinnitetään pieni pala 3B standardi-piirustuslyijyä, jonka halkaisija on 2 mm, ja joka on kohtisuorassa karttapaperin pintaa vasten. Kalanteroimaton näytekappale, jonka koko on ainakin 20 x 30 cm kuitusuunnassa liimataan päällystetty puoli ylöspäin korttipaperille. Käyttämällä neliöaaltofunktiota, jonka frekvenssi on 0,6 Hz ja amplitudi "16 cm 2,0 newton'in voiman vaikuttaessa piir-timen lyijyyn, lyijyn annetaan heilua kosketuksessa paperin kanssa tasan 8 minuuttia ja 41 sekuntia paperinopeuden ollessa 2,54 cm/min. Piirtimen lyijyn painohäviötä 0,1 mg:n tarkkuudella, piirustusjäljen pituuden ollessa yhteensä 100 m, pidetään päällysteen hankaus-arvona.

Tarttuvuus Lämpöherkän päällystyskoostumuksen tarttuvuus painokärkeen määritetään mittaamalla suoraan vaadittu vääntömomentti paperin ir-roittamiseksi painokärjestä 0,5 sekuntia kuvanmuodostuksen jälkeen.

Staattinen tartuntakoe mitataan modifioidussa rivikirjoit-timessa jossa paperi painetaan lämpöpainokärkeä vasten kumisella tukitelalla tai -levyllä. Painopää koostuu 400 sähköisesti kuumennetun täplän muodostamasta vaakasuorasta viivasta joita täpliä aktivoidaan samanaikaisesti painamalla nappia. Myös paperin syöttäjänä toimivan tukitelan toiseen päähän on asennettu kuusioholkki, joka pyörittää tukitelaa kun siihen pistetään kuusioavain ja käännetään tätä. Kuusioavain on kiinnitetty mallia 940-2 olevaan, vääntömomen-tin mittauslaitteeseen, valmistaja Waters Manufacturing Inc., joka ilmoittaa vääntömomentin suoraan inch-ounces'issa. Tämä lukema ker-rotaan luvalla 7*06 x 10 vääntömomentin muuttamiseksi dyn-cm:iin. Oikea koeasetelma on sellainen, jossa vääntömomentin mittauslaitteen pitkittäisakseli, kuusioavain, kuusioholkki ja tukitela ovat samalla vaakasuoralla viivalla.

Tavallinen koekoko on 21 cm x 28 cm, minimin ollessa 21 x 15 cm. Tulokset ilmoitetaan kymmenen eri lukeman keskiarvona, joi- 10 63895 loin kukin on määritetty 0,5 sekuntia täplän aktivoimisen jälkeen. Valumiskestävyys

Valumiskestävyys määritetään mittaamalla epäsuorasti kuvan kehä millimetreissä lämpöpäällysteen sellaisella alueella, johon 2 kuva on muodostettu noin 2 newton/m :n paineella 5 sekunnin ajan suorakulmaisella aluminiumlevyllä jonka mitat ovat 25,4 mm x 101,6 mm ja joka on kuumennettu 150+ 5°0:seen.

Kuvitettu alue mitataan sen jälkeen millimetrin tarkkuudella joka suuntaan. Puolet etäisyydestä kuvan mitan ja vastaavan levyn mitan välillä tarkoittaa kuvan kehää.

Nämä kokeet antoivat seuraavat tulokset edellä mainituille lämpöarkeille:

Ominaisuus Lämpöarkki A Lämpöarkki B

Päällysteen paino: 2 g värinmuodostajaa/m 0,18 0,27 g bisfenolia/m^ 0,90 1,35 Värin kehitys: intensiteetti (heijastumissuhde) 6,2 8,5 taustaheijastus 85,7 82,5

Hankausarvo: mg häviö (3B piirustuslyijyä/ 0,6 5^,0 100 m:n jälki;

Tarttuvuus: irroitusvääntömomentti (dyn-cm) 2,096 x 106 3,780 x 10^

Valumiskestävyys: kuvan kehä (mm) 0,38 1,01

Tuloksista nähdään että keksinnön mukaisella lämpöherkäl-lä merkintäaineella on huomattavia fysikaalisia ja funktionaalisia? etuja verrattuna lämpöherkkään merkintäaineeseen, joka ei sisällä lainkaan urea-formaldehydi-hartsipigmenttiä. Pigmentin rakenne ja ominaisuuksien yhdistelmä mahdollistaa sellaisen merkintäaineen valmistamisen, jolla on erittäin pieni hankausarvo, antaa parannetun kontrastin kuvan ja taustan välillä ja vähentää tarttumista ja kuvan leviämistä. Pigmentin läsnäolo näyttää lisäksi tehostavan vä-rinmuodostajan ja sen koreaktantin välistä reaktiota.

Esimerkki 2

Valmistetaan musta lämpöherkkä merkintäaine jolla on seu-raava kuiva päällystyskoostumus: 11 Λ _ 618 9 5

Kuivapaino % CVL 0,90 N-102-T 3,60

Bisfenoli A 22,50

Acrawax C 10,00

Sinkkistearaatti 6,75

Cab-O-Lite 10,00 (urea-formaldehydi-hartsipigmentti)

Methocel A15 9,75 (metyyli selluloosa)

Essex Gum 1390 15,00 (eetteröity perunatärkkelys-Penick & Ford)

Vinol 325 15,00

Glyoksaali ’ 5,00 (glyoksaalin 4-0 %:nen vesiliuos)

Arctic Paper White 0,50

Surfynol 104- H 0,65 (25 % etyyliglykolia, 75 % Surf y no li .104-)

Nopco NDW 0,10

Natriumkarbonaatti 0,25

Yht. 100,00

Edellä mainittu koostumus valmistetaan erikseen seuraa-valla tavalla: Värinmuodosta.ian .jauhatusko o st umus

Kuivapaino %

Vinol 325 (10 %:nen liuos) 3,00

Nopco NDW 0,10

Surfynol 104- H 0,4-0 CVL 13,90 N-102-T 55,60

Yht. 1-00,00 Tämä koostumus jauhotaan myllyssä käyttäen 25 %:n kiinto-ainepitoisuutta kunnes haluttu partikkelikoko on saavutettu. Dispersio siirretään huuhteluvedellä varastosäiliöön, jolloin jauhetun aineen lopulliseksi kiintoainepitoisuudeksi tulee 20 %.

12 6 3 8 9 5

Bisfenolin jauhatuskoostumus

Kuivapaino %

Methocel A15 (5 %:nen liuos) 15,00

Nopco NDW 0,20

Surfynol 104 H 0,80

Sinkkistearaatti 14,35

Acrawax G 21,27

Bisfenoli A 47,85

Natriumkarbonaatti 0,53

Yht. 100,00 Nämä aineosat jauhetaan myllyssä kiintoainepitoisuuden ollessa 20 % kunnes haluttu partikkelikoko on saavutettu. Dispersio poistetaan huuhteluvedellä erilliseen varastosäiliöön, jolloin jauhatusaineen lopulliseksi kiintoainepitoisuudeksi tulee 17%.

Cab-O-Lite-dispersion koostumus

Kuivapaino %

Essex Gum 1390 39,22 (20 %:nen liuos)

Vinol 325 34,14 (10 %:nen liuos)

Surfynol 104 H 0,50

Cab-O-Lite 26,14

Yht. 100,00 Nämä aineet dispergoidaan Kady-myllyssä käyttäen 15 %:n kiintoainepitoisuutta. Saatu dispersio panostetaan varastosäiliöön, jota käytetään bisfenoli-jauhatusaineen varastoimiseksi.

Musta lämpöherkkä päällystyskoostumus

Lopullinen sekoite, jonka koostumus on seuraavanlainen, valmistetaan bisfenoli-jauhatusainetta ja Cab-O-Lite-dispersioita sisältävässä varastosäiliössä.

Kuivapaino %

Bisfenoli-jauhatusainetta 47,03

Cab-O-Lite-dispersiota 38,26

Arctic Paper White 0,50

Glyoksaalia 40 5,00 Värinmuodostajan jauhatusainetta (musta kuva) 6,48 13 6 3 8 9 5

Kuivapaino %

Met ho c e 1 A13 2 , 70

Surfynol W H 0,03

Yht. 100,00

Saadulla mustan kuvan antavalla lämpöherkällä päällystys-värillä, jonka kiintoainepitoisuus on 15,8 paino-%, on pitkä käyttöikä. Kuukauden ajan säilytettyjen näytteiden tarkkailu ja arvostelu paljasti että (1) ei esiintynyt minkäänlaista kiinteiden partikke-leiden erottumista, (2) tapahtui nestefaasin selvä erottuminen kahdeksi kerrokseksi, jotka käsittivät noin 25 tilavuus-% kirkasta, päällä olevaa liuosta ja jotka helposti palautettiin homogeeniseksi päällystyskoostumukseksi varovasti sekoittaen, (3) ei esiintynyt minkäänlaista huononemista päällysteen reologiassa päällysteen jäl-leenmuodostuksen jälkeen, (h) ei esiintynyt toiminnallista huononemista ja (5) taustan valkoisuus laski alle 5 %:lla sekoittamisen jälkeen.

Koostumus levitetään paperisubstraatille päällystysmäärän o ollessa 5 g/m käyttäen tavanomaista kolmitelakääntölevityssysteemiä jossa telanopeudet ja nippivälykset on optimoitu vaahdonmuodostuksen säätämiseksi. Sen jälkeen päällystetty paperi kuivataan ja kalan-teroidaan.

Saadulla lämpöherkällä merkintäaineella on erittäin alhainen hankausarvo ja erinomainen tausta ja sen kuvatiheys on hyvä ter-maalisen kuvanmuodostuksen jälkeen. Niinpä se sopii hyvin käytettäväksi merkintäaineena lämpökirjoittimissa tai lämpöpiirtureissa. Esimerkki 5 Lämpöherkkä merkintäaine valmistetaan samalla tavalla kuin esimerkissä 2 on selitetty sillä erotuksella että Acraw C korvataan stearamidilla (Armid HT).

Saadulla merkintäaineella on erittäin alhainen hankausarvo ja se aikaansaa erinomaisen kontrastin kuvan ja taustan välillä termaalisen kuvanmuodostuksen jälkeen.

Esimerkki 4

Valmistetaan lämpöherkkä merkintäaine samalla tavalla kuin esimerkissä 2 on selitetty sillä erotuksella että Acrawax C korvataan behenyylialkoholilla (Adol 60).

Saadulla merkintäaineella on erittäin alhainen hankausarvo ja se antaa erinomaisen kontrastin kuvan ja taustan välillä termaalisen kuvanmuodostuksen jälkeen.

14

Esimerkki 3 6 8 9 5 Lämpöherkkä merkintäaine valmistetaan samalla tavalla kuin esimerkissä 2 on selitetty sillä erotuksella että Acrawax C korvataan stearonilla (rasvaketoni).

Saadulla merkintäaineella on erittäin alhainen hankausarvo ja se antaa erinomaisen kontrastin kuvan ja taustan välillä termaa-lisen kuvanmuodostuksen jälkeen.

Esimerkki 6 Lämpöherkkä merkintäaine valmistetaan samalla tavalla kuin esimerkissä 2 on selitetty sillä erotuksella että litiumstearaattia käytetään voiteluaineena sinkkistearaatin asemesta.

Esimerkki 7 Lämpöherkkä merkintäaine valmistetaan samalla tavalla kuin esimerkissä 2 on selitetty sillä erotuksella että Natrosol 250LR:ää (hydroksietyyliselluloosaa) käytetään Methocel A15:n asemesta.