NO126700B - - Google Patents

Description

For avtrykk mottagelig, sensitivert papirark

og fremgangsmåte til fremstilling av dette.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et sensitivert, for avtrykk mottagelig ark for bruk med i alt vesentlig fargeløse eller svakt fargede kromogene trykkfarger, som utvikler en sterk tydelig farge på grunn av en kjemisk reaksjon når de anbringes på mottagerarket, samt en fremgangsmåte til fremstilling av nevnte ark.

Sensitiverte kopi-mottagerark for bruk i slike kopieringssystemer har for en stor del vært knyttet til bruken av sure leir-partikler som gir en stor sensitivert overflate for den kromogene trykkfarge, som er isolert fra leiren ved hjelp, av en matrise som brister ved trykk og som kan briste lokalt ved trykk.bevirket ved skriving eller maskinskriving for således å frigjøre det kromogene materiale og forårsake den fargedannende reaksjon på kopi-mottagerarket i de områder som tilsvarer mønstere som dannes ved skrivingen.

I foretrukne utførelser av slike kopieringssystemer, blir den kromogene trykkfarge, vanligvis en leucofargestoff-base, isolert i trykk-bristbare mikrokapsler som enten er belagt på et separat "overførings-ark" for å danne et "koblet" system, eller på selve det leire-sensitiverte mottagerark for å danne et "selvstendig" kopieringsark. I den senere tid har den sure leiren blitt erstattet helt eller delvis med et surt polymermateriale, fortrinnsvis et fenolisk polymermateriale.

Kopi-mottagerarket ifølge foreliggende oppfinnelse er sensitivert med et surt reagerende polymermateriale, men det sensitiverende lag som er i form av et nedsenket lag mellom arkets frem- og baksider har i motsetning til polymerbelegget på de tidligere kjente papirtyper en mer eller mindre diskontinuerlig struktur som danner en individuell kledning for hver fiber og strekker seg som en brutt bueformet kjede fra fiber til fiber slik at de naturlige absorbsjons-egenskapene til papir for påført trykkfarge ikke hindres eller gjøres ineffektive, men slik at den store overflate som naturlig tilveie-bringes av en håret struktur bevares.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er-det således tilveiebragt et for avtrykk mottagelig sensitivert papirark for anvendelse i kopieringssystemer i kombinasjon med isolerte, fargeløse, kromogene materialer, som antar farge i kontakt med et surt reagerende polymermateriale som bæres av det for avtrykk mottagelige ark, kjennetegnet ved at polymermaterialet, som f.eks. er en fenolisk polymer, er tilstede i papirbanen i form av et lag nær papiroverflaten og dekker de enkelte fibre uten å fylle mellomrommet mellom de enkelte fibre.

Det er ifølge oppfinnelsen også tilveiebragt en fremgangsmåte til fremstilling av et slikt ark og denne fremgangsmåte er kjennetegnet ved at en oppløsning med lav viskositet og liten konsentrasjon av det surt reagerende polymermateriale påføres på overflaten av et papirsubstrat for å danne et diskontinuerlig polymerbelegg på dette, som bare dekker overflatefibrene på substratet, og hvoretter minst ett oppløsningsmiddel for polymermaterialet påføres på nevnte overflate i en mengde som ikke vil mette papirbanen slik at det dannes en oppløsning av polymermaterialet som beveger seg inn i papiret til et nivå nær, men under nevnte overflate, og ved at nevnte oppløsnings-middel deretter får tørke for således å etterlate et diskontinuerlig, nedsenket lag av polymermaterialet.

Forskjellige utførelser av oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningene hvor: Fig. 1 er en skjematisk tegning av en flexografisk trykk-ingsenhet som er egnet for påføring av det sensitiverende belegg på overflaten av mottagerarket og for å nedtrykke belegget i papirlegemet. Fig. 2 er et tverrsnitt av mottagerarket før belegget er drevet ned i papiret, og

fig 3 til 6 er forstørrede papirfibre som er omsluttet av

et dekke av polymermateriale.

Betydningen av foreliggende oppfinnelse ligger i tilveie-bringelsen av det fenoliske polymermateriale i et gitt område i en slik struktur at en liten del av denne gir en stor kontaktflate med påført kromogen trykkfarge som trenger inn i mottagerarket, slik at reaksjonen kan foregå hurtig og kraftig for den lille mengde materialer som benyttes per flateenhet. I et slikt papir som er sensitivert med fenolisk polymermateriale kan en fargereaksjon bevirkes på grunn av materialets sure egenskaper som er mer tilgjengelig hvis fenolmaterialet oppløses av den påførte kromogene trykkfarge. Hurtig oppløsning er ønskelig og store kontaktoverflater per flateenhet av overflatearket er en forutsetning for hurtig og intens reaksjon.

Den benyttede oppløsning av sensitiverende materiale har en viskositet som er noe mindre enn viskositeten til vann og det påførte belegg foreligger i en slik mengde og konsentrasjon og med en slik flyktighetsgrad av oppløsningsmidlet at oppløsningsmidlet, så snart som det er påført som belegg, fordamper og etterlater en nærmest upå-viselig rest, som deretter drives inn i papirlegemet for å danne et nedsenket lag mellom arkets recto- og verso-overflater.

Blant de måter påføringen av beleggoppløsningen kan foretas på,-kan nevnes sprøyting, lett dusjing, belegging med kniv, lett pensling eller en hvilken som helst annen metode hvor regulerte mengder kan påføres.

Den foretrukne metode ved hjelp av hvilken beleggoppløs-ningen kan påføres papiret, er ved gummitrykkingsflater med en mellomliggende .matevalse og en tilføringsvalse som er dyppet ned i en be-holder inneholdende oppløsningen. Oppløsningen påføres på et konti-nuerlig løpende papir, som deretter føres over en tørkestasjon og oppvikles på en mottagervalse. Omkring 9 g tørr fenolharpiks til 272 g per ris papir omfattende 500 ark av en størrelse på 61 x 91.5 cm, er tilstrekkelig for dannelse av merker i en oppløsning av 1.5 vektprosent krystallfiolettlakton oppløst i en inert olje for å gi en kromogen trykkfarge. For å illustrere dette henvises til figur 1 som skjematisk viser en fleksografisk trykkemaskin hvor et papirark føres gjennom denne enheten og oppvikles på en opptagervalse. Det anvendes en sensitiverende oppløsning som angitt i følgende eksempel og det påføres en mengde sensitiverende oppløsning på ca. 900 g per ris papir, som i tørr tilstand gir en tørrvekt på 9 g til 272 g fenolharpiks per ris. Den sensitiverende oppløsning holdes i en beholder 10 hvori en tilføringsvalse 11 dreies, idet denne valse er i kontakt med en mellomliggende valse 12 og en trykkevalse 12, som er i kontakt med papirarket 14, som beveges i pilens retning. En hvilken som helst egnet anordning kan benyttes ved tørkestasjonen 15 for å tilføre varme ved ledning ved hjelp av et varmt legeme eller en varm gass til belegget for å muliggjøre hurtig tørking av dette.

Fig. 2 viser et tverrsnitt av et typisk papirark med fiber-hår 20 individuelt belagt med det tørkede fenolmaterialet 21, som strekker seg som en bueformet kjede mellom fibrene, men som ikke materielt lukker eller fyller kapillærene mellom fibrene. Et mottagerark hvor bare fiberhårene er belagt, er til dels følsomt overfor smuss fordi fiberhårene rager over papirets hovedstruktur og arket er således sårbart kjemisk og fysisk overfor påført trykk og stoffer. Følgelig påføres arket et flytende oppløsningsmiddel som oppløser belegget på overflatefibrene, f.eks. i form av et belegg, som gjør at belegget på overflatefibrene drives ned i papirlegemet i en avstand som bestemmes av den mengde "inndrivnings" oppløsningsmiddel som benyttes. Overflatefibrene blir derved blottet for polymermateriale og arket blir motstandsdyktig mot smuss.

Denne neddrivning av det utmålte lette belegg, som er tilveiebragt av det første påførte fleksografiske avtrykk, ved påføring av et oppløsningsmiddelbelegg, løser problemet med smussbestandighet mens det på samme tid bevarer nyttevirkningene av en lett påføring av det sensitiverende materiale. Det er funnet at neddrivningen av materialet i arklegemet ikke i nevneverdig grad ødelegger intensi-teten til merkene som lages på arket og dette menes å skyldes det fak-turn at for et ark hvor bare overflatefibrene er belagt, ville en del av en påført flytende fargereagerende trykkfarge strømme inn i papirlegemet og ville således bli ubrukelig.

Skjønt en hvilken som helst av de ovenfor nevnte påførings-metoder om ønsket kan anvendes for påføring av oppløsningsmiddelbe-legget på det sure sensitiverte papir, er den foretrukne metode ved hjelp av gummitrykkplater med en mellomliggende matevalse og en til-føringsvalse som er neddyppet i en beholder av oppløsningsmidlet eller oppløsningsmiddelblandingen, og oppløsningsmidlet påføres på et kon-tinuerlig løpende papir som deretter føres over en tørkestasjon og oppvikles på en mottagervalse. Et slikt arrangement kan utgjøre en andre trykkingsstasjon i den viste fleksografiske trykkingsanordning på fig. 1. Omtrent 45 - 900 g oppløsningsmiddel er tilstrekkelig per ris papir omfattende 500 ark av størrelse 61 x 91.5 cm.

Figurene 3 til 6 viser forstørrelser av enkeltfibre som er belagt med polymermateriale, idet figur 4 viser uformede kjeder av polymermateriale mellom fibrene.

Et eksempel på en spesiell utførelse består i å oppløse 15 vektprosent fenolharpiks i en blanding av 25 vektprosent etanol og 55 vektprosent etylacetat. Denne blanding trykkes på et papirsubstrat ved hjelp av en fleksografisk trykkeinnretning forsynt med flere trykke-stasjoner slik at de fortløpende belegginger, først med det fenoliske materiale og deretter med en oppløsningsmiddelblanding, kan foretas i et enkelt løp av papirbanen gjennom pressen.

Oppløsningsmiddelbelegget består av like mengder etylacetat og etylenglykolmonoetyleter. Det ferdige produkt utviser en forøket motstandsevne mot smuss når det reageres med en krystallfiolettlakton-oppløsning for å danne et farget merke. Det skal bemerkes at det benyttede oppløsningsmiddel i den andre belegging, ikke er det samme som det som anvendes i første belegging, dette ble gjort for å illustrere hvor fritt man står ved valg av oppløsningsmidler. Med et spesielt papirsubstrat vil oppløsni-ngsmidler enkeltvis eller som blandinger ha forskjellige virkninger med hensyn til gjennomtrengning, oppløsende kraft, fordampningsevne og ikke-blandbarhet, og fagmannen vil derfor ha mange muligheter for å oppnå de ønskede resultater når det gjelder inntrengningsdybde og porøsitet i substratet med en gitt fiberstruktur.

Det sure fenoliske polymermaterialet som er egnet i foreliggende oppfinnelse omfatter fenolaldehydpolymerer, fenolacetylen-polymerer, maleinsyre-kolofoniumharpikser, helt eller delvis hydro-lyserte styrenmaleinsyreanhydrid sampolymerisater og etylen-maleinsyreanhydrid sampolymerisater, karboksypolymetylen og helt eller delvis hydrolysert vinylmetyleter-maleinsyreanhydrid sampolymerisat og blandinger derav.

Blant de fenolpolymerer som er egnet er parafenylfenoler

og alkylfenol-acetylenharpikser, som er oppløselige i vanlige organiske oppløsningsmidler og som har en permanent smeltbarhet uten å bli behandlet med kryssbindemidler. En spesiell gruppe egnede fenolaldehydpolymerer er forbindelser av den type som vanligvis kalles "novolaker" som er kjennetegnet ved oppløselighet i vanlige organiske oppløsningsmidler og som i fravær av kryssbindemidler, er permanent smeltbare. Det fenoliske polymermateriale som i alminnelighet er funnet egnet ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, er kjennetegnet ved tilstedeværelse av frie hydroksylgrupper og fravær av grupper slik som metylol, som har tendens til å fremme ikke-smeltbarhet eller kryssbinding av polymeren, og ved materialets oppløselighet i organiske oppløsningsmidler og relative uoppløselighet i vandige media. Blandinger av disse fenolpolymerer kan naturligvis benyttes.

Resoler kan anvendes hvis de fremdeles holder seg oppløse-lige selv om de utsettes for forandringer i egenskaper ved elding.

En laboratoriemetode som er nyttig ved valg av egnede fenolharpikser, er en bestemmelse av det infrarøde absorbsjonsmønster. Det er funnet at fenolharpikser som viser en adsorbsjon i 3200 - 3500 cm"<1 >området (hvilket tyder på frie hydroksylgrupper) og ikke har adsorbsjon i 1600 - 1700 cm <1> området, er egnet. Det siste adsorbsjonsom-rådet tyder på desensitering av hydroksylgruppene hvilket følgelig gjør slike grupper utilgjengelige for reaksjon med de kromogene materialer.

Oppløsningsmidler for disse fenoliske materialer er vanligvis organiske oppløsningsmidler med relativt høy flyktighet og lav toksisitet, og blant disse er følgende forbindelser: normal butanol, etanol, heksan, heptan, toluen, xylen, etylenglykolmonometyleter, etylenglykolmonometyleter, etylenglykoldiacetat, etylenglykoldibutyl-eter, etylenglykoldimetyleter, etylenglykolmonoacetat, etylenglykol-monobenzyleter, etylenglykolmonobutyleter (2-hydroksyetanol), etylenglykolmonoetyleteracetat, etylenglykolmonoetyleteracetat, etylengly-kolmonofenyleteretylacetat, og blandinger av disse oppløsningsmidler. De ovenfor nevnte oppløsningsmidler virker også regulerende på trykk-fargens viskositet.

Det skal forståes at de ovenfor nevnte oppløsningsmidler skal anvendes ved påføring og neddrivning av det fenoliske materialet og ikke nødvendigvis benyttes som en oppløsningsmiddelbærer for å lette den reaktive kontakt mellom fargedannende komponenter. I sistnevnte tilfelle må det flytende oppløsningsmiddel være i stand til å oppløse begge de merkedannende komponenter. Det valgte oppløsningsmiddel bør være i stand til å oppløse minst 0,03 vektprosent av det kromogene materialet, og en tilsvarende mengde polymermateriale for å gi en effektiv reaksjon. I det foretrukne .system bør imidlertid oppløs-ningsmidlet være i stand til å oppløse et overskudd polymermateriale for således å oppnå enhver mulighet for utnyttelse av det kromogene materialet og således sikre maksimal fargedannelse ved reaksjons-stedene.

Selv om fenoliske polymermaterialer er nevnt i det foregå-ende, er det klart at andre oppløselige, filmdannende, kjemisk reagerende sure polymermaterialer faller innen oppfinnelsens ramme. Videre kan andre materialer tilsettes til polymerbelegget eller filmen for å dra fordel av dens enestående struktur og blant slike materialer kan være mikroskopiske kapsler som inneholder den flytende kromogene trykkfarge som kan reagere med det polymere belegg eller filmen.

Claims (4)

1. For avtrykk mottagelig sensitivert papirark for anvendelse i kopieringssystemer i kombinasjon med isolerte, fargeløse, kromogene materialer, som antar farge i kontakt med et surt reagerende polymermateriale som bæres av det for avtrykk mottagelige ark, karakterisert ved at polymermaterialet, som f.eks. er en fenolisk polymer, er tilstede i papirbanen i form av et lag nær papiroverflaten og dekker de enkelte fibre uten å fylle mellomrommet mellom de enkelte fibre.

2. Ark ifølge krav 1, karakterisert ved at den fenoliske polymer har en tørrvekt i området fra 9 til 272 g per ris papir omfattende 500 ark av størrelse 6l x 91.5 cm.

3. Fremgangsmåte til fremstilling av et for avtrykk mottagelig papirark ifølge krav 1, karakterisert ved at en opp-løsning med lav viskositet og liten konsentrasjon av det surt reagerende polymermateriale påføres på overflaten av et papirsubstrat for å danne et diskontinuerlig polymerbelegg på dette, som bare dekker overflatefibrene på substratet, og hvoretter minst ett oppløsningsmiddel for polymermaterialet påføres på nevnte overflate i en mengde som ikke vil mette papirbanen slik at det dannes en oppløsning av polymermaterialet som beveger seg inn i papiret til et nivå nær, men under nevnte overflate, og ved at nevnte oppløsningsmiddel deretter får tørke for således å etterlate et diskontinuerlig, nedsenket lag av polymermaterialet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at polymeroppløsningen påføres på overflaten av papirsubstratet ved hjelp av en i og for seg kjent fleksografisk valsetrykkemaskin, hvoretter minst ett oppløsningsmiddel påføres på overflaten av papirsubstratet ved hjelp av en fleksografisk valsetrykkemaskin.