NO162046B - Magnetisk-induktiv gjennomstroemningsmaaler for hoeye temperaturer. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av ark av

fibrøst materiale med til en begrenset

dybde fra den ene overflaten innførte par-

tikler av et partikkelformet materiale,

fortrinnsvis mikrokapsler som brister ved

trykk.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av et ark av fibrøst materiale med til en begrenset dybde fra den ene overflaten innførte partikler av et partikkelformet materiale, fortrinnsvis mikrokapsler som brister ved trykk.

Oppfinnelsen vedrører spesielt en fremgangsmåte for å begrense inntrengningsdybden av merkedannende partikkelmateriale i kopieringsarkmateriale, såsom papir, under dannelsen av dette materiale, slik at vesentlig alt merkedannende partikkelformet materiale i det ferdige kopieringsarket er fordelt i kopieringsarket i et lag som bare opptar en fraksjon av arktykkelsen målt fra en av arkets overflater.

Oppfinnelsen anvendes best i trykkfølsomme kopierings-systemer hvori de merkedannende komponenter er adskilt fra hverandre, idet minst en av disse komponenter inneholdes i mikrokapsler som går i stykker ved trykk. I trykkfølsomme systemer av den tidligere kjente typen blir kapslene, som inneholder en av de merkedannende komponentene, lagt utover på et arkmateriaie, såsom ferdig papir, for å tilveiebringe, alt etter omstendighetene, enten et "uavhengig" arkmate-riaie som også inneholder minst en annen reaktiv merkedannende komponent, eller et "overførings"-arkmateriaie som brukes sammen med et mottakerark inneholdende den andre merkedannende komponenten eller komponentene. I disse tidligere kjente systemer resulterer belegging av det fibrøse arkmateriaie med k&.pslene i at en vesentlig del av kapslene bibeholdes på arkoverflaten, skjønt en mindre og 72". -,i • del av kapslene migrerer inn i arkinaterialet. Ved å ha Kapsler på overflaten av arket gjøres arkmaterialet en smule overfølsomt for trykk, og således til en viss grad gjenstand for uønsket tilflekking. Videre gir kapseloverflaten en viss grad av ruhet til arket i forhold til den glatte overflate som oppnås med et ubelagt ark. Dessuten frem-bringer tilstedeværelsen av kapslene på overflaten et moderat opptak av trykkingsmekanismen ved overtrykking på arkmaterialet.

Et innlysende og velkjent middel til å overkomme de ovenfor nevnte vanskeligheter, er å blande kapslene med papirmassen før tildannelsen av arket, eller på annen måte fordele kapslene gjennom arklegemet. Slike forsøk har imidlertid vært utilfredsstillende på grunr. av det enorme prosentvise tap av kapsler ved avledning fra den embryoniske materialbanen.

Det har også vært foreslått å danne et papirark av to utgangsmateriallag. Et basis materiallag legges først på en Fourdrinier-wire for dannelse av en bane og et toppmateriallag av masse blan-det med mikrokapsler legges oppå denne. Papiret gir ved tørking et "en-sidet" (one-sided) ark hvori kapslene er fordelt i et øvre lag.

Por tilveiebringelse av et "en-sidet" ark i en kontinuerlig prosess i en papirfremstillingsmaskin, benytter man seg her :..v koacerveringsteknikken for å begrense inntrengningen av kapsler eller, mer generelt, ethvert partikkelformet materiale, som er påført det fuktige fibrøse arket og derved muliggjør fremstilling av et arkmateriaie hvor det partikkelformede materialet holdes innenfor et område på 10 til 20 % av tykkelsen av det ferdige ark målt fra en av dets overflater.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveie-bragt en fremgangsmåte til fremstilling av ark av fibrøst materiale med til begrenset dybde fra den ene overflate innførte partikler av partikkelformet materiale, fortrinnsvis mikrokapoler som brister ved trykk, kjennetegnet ved at en flytende dispersjon av det partikkelformede materiale innføres i banen under dennes forming, ved et punkt hvor det kan trenge delvis inn i denne og hvor det i alt vesentlig samtidig dannes et koacervat omkring det partikkelformede materiale i et sjikt av banen beliggende nær dennes overflate ved å kontakte en oppløsning av et filmdannende polymermateriale og et faseseparerende middel, av hvilke et på forhånd er innført i banen og det andre tilsettes til denne samtidig med den flytende dispersjon av det partikkelformede materiale, hvorr.f. den fuktige fiberbanen avvannes og formes til papir på kjent måte.

Det er kjent at visse forandringer i væskeoppløsninger av filmdannende polymermateriale vil forårsake en faseseparering i oppløsningen for derved å frembringe en relativt viskøs, væskeformig eller flytende fase, som er rik på polymermateriale, og en væskefase som inneholder lite polymermateriale. Dette fasesepareringsfenomen kalles "koacervering" og den relativt viskøse fasen kalles "koacervat" eller "koacervatoppløsning", mens den polymerfattige fasen kalles "likevektsvæsken".

Koacervering i polymeroppløsninger kan fremkalles på mange forskjellige måter. Ved enkel koacervering bevirkes en oppløs-ning av homogent polymermateriale omfattende en enkelt polymer til å skille seg, ved tilsetning av et mikroionemiddel eller ved en forand-ring fremkalt med et fysisk middel, såsom temperatur i den viskøse koacervatfasen og den ikke-viskøse likevektsfasen som inneholder det meste av oppløsningsmidlet. Ved kompleks koacervering sammenvirker polymermaterialer med motsatt elektrisk ladning under egnede forhold for således å bevirke dannelsen av et relativt viskøst kompleks av polymermaterialene. Faseseparering i en homogen oppløsning av et polymermateriale og fremkallingen av en viskøs koacervat fase kan og-så bevirkes ved å innføre i oppløsningen en uforenlig annen polymer eller et ikke-oppløsningsmiddel for polymermaterialet hvilket nedset-ter oppløsligheten av det oppløste polymermaterialet og derved forår-saker at det skiller seg ut.

Det er nå funnet at koacervering kan fremkalles innen

et begrenset tykkelsesområde av en våt fibrøs materialbane ved an-

bringelse av en eller flere av de komponenter som er vesentlige for fasesepareringen, på en side av den embryoniske materialbanen. En viskøs.koacervatfase vil umiddelbart komme til syne og virke som et bindemiddel for det partikkelmateriale som tilsettes samtidig til materialbanen. Den viskøse fase dannes i materialbanen i et nøye av-grenset lag som i det vesentlige er tilstøtende til den overflaten av papirbanen på hvilken oppløsningen ble anbragt, den viskøse fasen fukter og fester seg til fibrene innen dens umiddelbare nærhet og omslutter og danner en matrise for ethvert partikkelmateriale innen det tykkelsesområde i hvilket faseseparering finner sted. I det eventuelt partikkelmateriale, fast eller flytende, som er dispergerbart som en adskilt fase i et væskemedium, kan tilsettes til den embryoniske (u-ferdige) materialbanen, vil beskrivelsen heretter, for å lette omtalen og for å illustrere forskjellige utførelser av oppfinnelsen, legge vekt på anvendelsen av oppfinnelsen på et system som er egnet for frembringelse av trykkfølsomt merkedannende kopieringsmateriale ved bruk av meget små kapsler som partikkelmateriale. Før en slik disku-sjon påbegynnes, synes det imidlertid å være hensiktsmessig å oppsette enkelte generelle betingelser for systemet i det øyeblikk den sepa-rerte koacervate fasen oppstår, spesielt med hensyn til beskaffen-heten av de vesentlige komponentene i forhold til hverandre og til materialbanens fibre.

Ved begynnelsen av partikkeloppbringelsen på og blant fibrene må det i alminnelighet være tilstede tre faser, som er inn-byrdes uforenlige i den forstand at hver fase er en identifiserbar fase, nemlig a) en kontinuerlig væskefasebærer innen banematerialet,

b) en diskontinuerlig fase av meget små mobile enheter av en filmdannende frembrytende koacervat fase av polymermaterialet dispergert i

bæreren, og c) en diskontinuerlig fase av meget små enheter av partikkelmaterialet, enten fast1 eller flytende, dispergert i den koacervate fase. De mobile væskeformige enheter av den frembrytende koacervate fase må være i. stand til å fukte partikkelmaterialet og fibrene • i materialbanen, for derved å omslutte partikkelenhetene og for å binde seg selv og partikkelmaterialet til de nærmeste fibrene.

I det tilfellet partikkelmaterialet er i fast form, til-veiebringer tørking av materialbanen alene et arkmateriaie hvori partikkelmaterialet har en begrenset -inntrengning. I det tilfellet partikkelmaterialet er fullstendig væskeformig, kan det være nødvendig med herding ved kjemisk påvirkning eller ved bruk av andre metoder, av den viskøse koacervate fasen som omgir det væskeformige partikkelmaterialet før tørkingen av materialbanen for å tilveiebringe et ferdig arkmateriaie.

Ved alle fremgangsmåtene kan de nødvendige konsentrasjoner og betingelser, som skal til for å bevirke fremkomst av den koacervate fasen, forbestemmes og tildannelsen av det embryoniske fibrøse arkmateriaie kan utføres på en slik måte at, i det øyeblikk de forskjellige komponentene som er vesentlige for å fremkalle faseseparering bringes i opererbar nærhet til hverandre, vil .de egnede konsentrasjoner og betingelser være tilstede innen grensene for den del av tverrsnittstykkelsen av det fibrøse arkmateriaie til hvilken tykkelse det er ønsket å begrense inntrengningen av partikkelmaterialet. Det bør utvises påpasselighet med hensyn til mengden av oppdukk-ende viskøs fase som utvikles, idet et tilsetningsoverskudd av de komponenter som er av vesentlig betydning for tildannelse av den viskøse fasen, vil frembringe en masse av koacervat som utelukker eller i det vesentlige reduserer den embryoniske materialbanens evne til i tilstrekkelig grad å frigjøre seg fra forbundet vann og derved oppnå tilstrekkelig styrke til å bibeholde sin helhet under tørkingen i for-løpet. Dessuten er det uøkonomisk å tilsette materialer utover den mengden som det er behov for.

For nå å betrakte anvendelsen av oppfinnelsen ved fremstilling av trykkfølsomt merkedannende kopieringsarkmateriale, får i den foretrukne metoden en oppslemming av papirfibre hvori det er tilstede et materiale som bevirker faseseparering, som f.eks. et polymer med en polaritet, anledning til å danne en fuktig, oppbløot papirhane på en papirmaskin og, idet papirhanen har et vesentlig væskeinnhold, f.eks. 95 %' anbringes det jevnt på oversiden av banen en oppløsning med lav viskositet av et polymermateriale med motsatt polaritet i hvilken oppløsning det er dispergert meget små kapsler som består av merkedannende komponenter. Når den anbragte polymermaterialoppløs-ningen kommer i kontakt med papirhanen dannes en viskøs væskeformig koacervat fase, som, idet den virker som et bindemiddel, omslutter kapslene og fester seg til de tilgrensende ordnede fibrene, og resten av væsken kan fritt renne vekk. Den utskilte viskøse koacervate fasen som dannes fester seg med en gang til og blant de øverste fibrene. Denne dannelse av koacervat fase oppstår før den anbragte oppløsningen har hatt sjanse til å trenge mer enn e-n brøkdel inn i tykkelsen på papirbanen og denne begrensede inntrengningen bibeholdes under den følgende pressing og-tørking som foretas ved fremstillingen av det ferdige ark. Den koacervate fasen er, når den er tørket fri for væske, et fast .-materiale utsatt for deformasjon. Dette ferdige arket har, begravet i den øverste fraksjonen av dets tykkelse, ialt vesentlig det meste av de tilsatte kapslene som holdes i en matrise av det tørkede polymer-fiberkomplekset.

Egnet fibrøst arkmateriaie kan lett tildannes fra en væskeoppslemming, i alminnelighet en vandig oppslemming, eller en våt blanding av hvilket som helst papirdannende fibre som danner en vesentlig ensartet fibrøs papirhane, idet de mest vanlige fibrene er findelt cellulose og tremassefibre, som vanligvis brukes til å danne papir. Andre diskontinuerlig vilkårlig orienterte fibre, inkludert det som vanligvis kalles "fibriler", glimmer og syntetiske glimmerplater, eller andre filamentdannende faste stoffer, f.eks. fibre av polyakryl-nitriler, polyestere og polyamider, som kan avsettes fra en oppslemming på en papirmaskin for å danne en ensartet papir eller papirlign-ende bane, kan benyttes.

Det er underforstått at arkmaterialet ikke behøver å være papir, og partikkelmaterialet behøver ikke å bestå av kapsler. Hvis det benyttes kapsler, kan de variere med hensyn til opprinnelse, størrelse, innhold, veggmateriale og konstruksjon, og oppfinnelsen kan ha mange anvendelsesområder hvor det er ønsket å tilveiebringe et arkmateriaie som har anvendelighet ved å være "en-sidet".

Vedlagte tegninger illustrerer en prosess og et apparat som er egnet for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, mer spesielt for fremstilling av trykkfølsomt merkedannende arkmateriaie på en Pourdrinier papirmaskin. Figurene 1 og 2 er skjematiske dia-grammer som viser forskjellige komponenter i Fourdrinier papirmaskinen, og apparat for anbringelse av de materialer som brukes ved utførelsen av foreliggende oppfinnelse.

På fig. 1 inneholder innløpsboksen 10 en vandig oppslemming av papirmasse som sendes til en Pourdrinier-wire 11, idet registerpartiet 12 og sugebokser 13 er vist. Partikkelmaterialet, hvis inntrengning skal begrenses, tilsettes til en embryonisk bane som dannes på Pourdrinier-wiren 11 når den er ved en dandyvalse lh. Etter å ha forlatt wiren 11 ved guskepressen 15, passerer banen W gjennom en serie presser 16, 17 og 18, og derfra gjennom en rekke tørketromler 19 (vist delvis) til en oppvinningsvalse 20.

Fig. 2 representerer et mer detaljert skjematisk oppriss som viser lagring av arkdannende materialer, og fordeling til og re-sirkulering fra Pourdrinier-wire-seksjonen til lagringskarene for slike materialer, og anbringelse av væskeoppslemmingen på dandyvalsen.

På fig. 2 innføres råstoff og harpiks og alun klebestoff gjennom tilføringsrør 40 og 41 resp., inn i en blander 20, og deretter til et massekar 21, hvori de ovenfor nevnte materialene blandes med bakvann fra en guskgrop 22 gjennom ledningen 23. Den resulterende oppslemmingen kan fortynnes videre ved innføring av vann gjennom en ledning 24, etter hvilket massen sendes gjennom en Jones raffinør 25 og sammen med avsatt vann i tanken 42 og tilsetningsvann fra røret 43, hvis nødvendig ledet gjennom en pumpe 26 og deretter en rørledning 27 til innløpslagringsbeholderen 28, hvor et materiale som deltar i den etterfølgende forekommende faseseparering, som f.eks. en kationisk stivelsessol, tilsettes gjennom tilførselsrøret 44, idet konsentra-sjonen reguleres gjennom røret 45. Den resulterende oppslemmingen måles gjennom en Bird sil 29 via en ledning 30 til innløpsboksen 31 og deretter til Pourdrinier-wiren 32, for derved å danne en embryonisk bane (W), og passerer over sugeboksene 51. Den embryoniske banen be-veger seg mot dandyvalsen 33» hvis sil igjen tilføres en oppslemming bestående av partikkelmaterialet dispergert i en vandig sol av f.eks. Karaya gummi fra dandy innløpsboksen 46, i hvilken det tilsettes vann gjennom røret 50, og oppslemmingen festes ved hjelp av pumpen 47 fra en dandytank 48, tilført med partikkelmaterialet gjennom røret 49. Kapslene eller annet partikkelmateriale kan tilsettes på andre måter enn ved hjelp av dandyvalsen, og ved et hvilket som helst punkt i banetildannelsen, forutsatt at banen ved det tidspunkt tilsetningen av partikkelmaterialet foregår er tilstrekkelig våt og gjennomtrengbar, enten på grunn av udrenert væske eller fordi partikkelmaterialet ble tilsatt som en væskeoppslemming, for således å gi anledning for en relativt viskøs flytende oppløsning av polymermateriale og dens til-festning på fibrene. Således, idet den foretrukne fremgangsmåten son vist i fig. 1 og 2 krever tilsetning av kapslene ved dandyvalsen, hvorunder normal papirfremstillingsprosess fuktighetsinnholdet i den embryoniske banen av arkmaterialet er av størrelsesorden på 92 til 98 vektprosent vann, kan kapseloppslemmingen tilsettes ved et annet punkt, igjen forutsatt at banen av arkmaterialet tillates tilstrekkelig inntrengning av kapselmaterialet i banen, og forutsatt at det i banen er korrekte betingelser og konsentrasjoner av de komponenter som er nød-vendig for tildannelsen av en viskøs væskeformig oppløsning av polymermaterialet.

Det følgende er eksempler på fremgangsmåten for frembringelse av en kontrollert inntrengning av kapsler i en papirbane.

Eksempel I

Det bølgende er en beskrivelse av den foretrukne utfør-else av oppfinnelsen foretatt ved bruk av de prosesstrinn og den appa-ratur som er vist i fig. 1 og 2, hvori meget små kapsler ble tilsatt til en våt bane av fibrøst papir på en Fourdrinier papirmaskin. Karaya gummi var tilstede i kapseloppslemmingen og et kvartært amin-derivat kationisk stivelse var tilstede i massen, idet disse materialene, Karayagummi og kationisk stivelse, virket i fellesskap for å bevirke fremkomsten innen arket av våte fibre, av en relativt viskøs væskefase, som i sin emergensform er tilstede som en flerhet av enheter. Den emergente væskefasen blir mindre i volum, og idet den trekker seg sammen fra sitt opprinnelige volum som er opptatt av opp-løsningen brytes den opp i enheter og bringer med seg tilbundende kapsler, som således omsluttes. Selve enhetene, når de dannes blant de øverste fibrene, fukter disse fibre og blir festet til disse, og som et resultat av dette blir kapslene forhindret mot migrering gjennom arket og danner således et lag. Mesteparten av enhetene og tilbundende kapsler fanges i de øverste 10 til 20 % av arket, målt fra inn-komstoverflaten. Det migrerer i det vesentlige ingen kapsler utover halvparten av arktykkelsen. Når denne våte banen presses og tørkes skrumper enhetene inn ved tap av oppløsningsmiddel og ved dette blir det tørkede polymerbindemiddelmateriale og kapslene værende på plass relativt i forhold til arktykkelsen. Det ble foretatt flere forsøk under varierende betingelser, og betingelsene og papiregenskapene som ble frembragt er angitt i tabell I..

Karayagummioppløsningen og den kationiske stivelses-oppløsningen ble laget på følgende måte: 2 kg tørt Karayagummipulver ble omrørt i- 190 1 vann ved bruk av en egnet blandeanordning. 5 minutter etter at alt pulveret var tilsatt ble blanderen slått av. Karaya-gummioppløsningen fikk anledning til å sette seg .i 2 timer, og. deretter ble blanderen slått på i 5 minutter. Etter at gummioppløsningen hadde fått anledning til å sette seg i ytterligere 2 timer, hvilket fikk Karayagummien til å hydratisere, ble det tilsatt 1.2 kg 29 % vandig ammoniakk under omrøring for å deacetylere Karayagummien. Etter 5 minutter ble blanderen slått av og trommelen ble tildekket. Like.. før Karayagummioppløsningen og kapseloppslemmingen. ble forenet, ble 190 1 av Karayagummioppløsningen fortynnet med vann til 2060 liter,.

eller 0.1 % Karayagummi basert på fast stoff.

Den kationiske stivelsen ("Q-TAC 3891 Corn Products") oppløsningen ble laget ved å oppvarme en oppslemming av stivelse ved 90°C i en minste tid på 15 minutter for å tilveiebringe en 1 vektprosent stivelse-i-vann-oppløsning.

Både sure og basiske kapseloppslemminger ble laget. For å lage en sur oppslemming, ble benzoylleucometylenblått (BLMB) og krystallviolett-lacton (CVL) oppløst i en blanding av klorert difenyl ("Aroclor") og kerosen ("MagnaFlux"). Den resulterende oljen ble dispergert som en væskefase i en vandig gelatinsol. Til denne dispersjon ble det tilsatt gummi-arabicum og polyvinylmetyl-maleinsyreanhydrid

(PVM/MA), som ved senking av pH-verdien med eddiksyre ved en egnet for-tynning, bevirker tildannelsen av en koacervat oppløsning av gelatinen, idet koacervatet avsetter seg rundt og danner embryoniske kapselvegger av koacervat oppløsning på de dispergerte oljedråpene. Etter dette ble de embryoniske veggene herdet ved avkjøling og med glutaraldehyd. Vektforholdet mellom olje og gelatin var av størrelsesorden 10:1, og gjennomsnittlig diameter på det resulterende aggregatet av individuelle dråper var av størrelsesorden 8 til 12 mikron.

Fremgangsmåten til fremstilling av en basisk oppslemming ligner den som ble brukt for den sure oppslemmingen, dog med den forskjell at etter herding med glutaraldehyd, ble PVM/MA tilsatt, og pH-verdien hevet til 10 med 20 % kaustisk soda.

I noen av forsøkene ble den sure oppslemmingen benyttet og i andre forsøk -ble den basiske oppslemmingen brukt, og under bruk ble de ovenfor nevnte kapseloppslemmingene modifisert på følgende måte:

For både den sure og den basiske oppslemmingen, ble den Karaya-gummi-modifiserte kapseloppslemmingen laget ved først å sende kapseloppslemmingen gjennom en kolloidmølle og deretter tilsette

Karaya-gummioppløsningen ved dandybeholderen.

Papirmassen som ble brukt ved begge forsøkene som angitt i tabell I var 75 % bleket kraft og 25 % bleket sulfit, raffinert til en nominell Jordan avvanningsgrad på 250 crn^ Kanadisk Standard ved 30°C. Papirmassen ble limbehandlet med 1.2 % kolofonium og 2. H % alun basert på papirmassen. Ingen pH-regulering ble foretatt.

Den kationiske stivelsesoppløsningen ble tilsatt til

600 cm^ av den limbehandlede papirmassen i mengder som angitt for de forskjellige forsøk i tabell I, basert på papirmassevekten.

Den modifiserte limbehandlede papirmassen ble plasert i 6 liter vann i en arkform, og væsken fikk anledning til å drenere gjennom silen i nevnte form for således å danne en fuktig papirbane som hadde en fuktighet på 92 til 98 %. Silen på hvilken den våte papirhanen var plasert ble overført til et beleggingsbord hvor den modifiserte vandige kapseloppslemmingen ble trukket over oversiden på den fuktige papirbanen ved bruk av en "Meyerstav nr. 22", samtidig som papirbanen ikke ble forstyrret. Deretter ble arket gusket fra silen og begge overflatene ble innhyllet i absorberende materiale. Dette sandwich-lignende arrangement ble presset i en Williams hydraulisk presse i 30 sekunder ved 3-5 kg/cm p manometertrykk. Dette pressede arket, med omtrent 75 % fuktighet, ble fjernet fra det absorberende materiale og tørket på en roterende arktørkeanordning ved 90°C i 3 minutter. Operasjonsbetingelsene er beskrevet i tabell I.

Eksempel II

Det følgende er en beskrivelse av en rekke forsøk hvori meget små kapsler og annet partikKelmateriale ble tilsatt til en våt fibrøs papirhane på en Fourdrinier papirmaskin for å lage et uavhengig kopieringsrnateriale. Karaya-gummi , kolloidalt silisiumoksyd og kao-linleire var1 tilstede i en modifisert kapseloppslemming, og den kationiske stivelsen fantes i papirmassen. Den Karaya-leiremodifiserte kapseloppslemmingen b]e tilsatt ved dandyvalsen, som vist i fig. 1.

Karaya-guirimien og kationiske stivelsesoppløsninger ble laget som i eksempel T, og de embryoniske kapslene ble laget i likhet med den sure oppslemmingen, men etter herding med glutaraldehyd ble den koacervate oppløsningen behandlet med kolloidal silisiumoksyd.

Det sluttlige vektforhold mellom olje og gelatin var av størrelses-orden 3.5 til J, og den gj ennompnittlige diameter på det resulterende aggregatet av individuelle dråper var av størrelsesorden 8 til 12 mikron .

Don resulterende kapseloppslemmingen ble modifisert på følgende mate:

Den ovenfor modifiserte kapseloppslemmingen ble laget først ved å blande kaolinleirenog kapseloppslemmingen og deretter sende denne blandingen gjennom en kolloidmølle. Deretter ble stivelsen, kolloidalt silisiumoksyd og ZnCl^ rørt inn i blandingen. Karaya-gummioppløsningen ble tilsatt sist, like før bruk.

Den benyttede papirmassen var 75 % bleket kraft og 25 % bleket sulfit, raffinert til en nominell Jordan avvanningsgrad på 420 cm'' Kanadisk Standard ved 30°C. Papirmassen ble limbehandlet med 1.2$ kolofonium og 2.4 % alun basert på papirmassen. Konsentrert svovel-syre ble tilsatt til maskinkaret for å regulere pH-verdien. Papirmassen ble modifisert og arket laget som anført i.eksempel 1.

Nåi' først partiklene er tilfestet i det embryoniske arket i et lag hovedsakelig like under en overflate, fra hvilken stilling disse partikler ikke kan migrere, kan etterfølgende opera-sjoner foretas på papirbanen. Eventuell annen anbringelse av materialer på papirbanen kan foretas mens denne er våt, mens den presses, mens den tørkes, eller under omdannelsen til det ferdige ark like etter å ha forlatt maskinen, i overensstemmelse med det bruk materialet er bestemt for.

I dette henseende, kan ett eller flere belegg senere anbringes på materialet på hver av overflatene.

Arbeidsdata for disse forsøk er angitt i tabell II.

Eksempel III

I dette eksempel er partikkelmaterialet, hvis inntrengning i en våt fibrøs papirbane skal begrenses, et oljeoppløselig fargestoff, "Azo Blue Black B".

Mikroskopisk findelt titandioksyd ble dispergert i vann, ved bruk av natriumsilikat og nonylfenoksypolyetoksyetanol ("Triton N-100") som dispergeringsmidler. Til denne dispersjon ble tilsatt det faste "Azo Blue Black B" i pulverform, og hele blandingen ble sammen-blandet i en "Waring Blendor". Etter sammenblanding og like før bruk, ble fortynnet (0.1 %) Karaya-gummi omrørt i oktanol tilsatt som en skumdreper. Sammensetningen av denne oppslemmingen er som følger:

4 dråper oktanol

Den benyttede papirmassen var lik den som ble brukt i eksempel I. Den limbehandlede papirmassen med 0.5'% fast materiale, ble modifisert ved tilsetning av 5 % kationisk stivelse (Q-TAC 3891) basert på vekten av tørr fiber. Den kationiske stivelsen ble tilsatt i form av en 1 % vandig sol, og arket ble laget som beskrevet i ek-.sempel I.

I de foregående eksempler ble Karaya-gummi og kationisk

stivelse brukt for å bevirke fremtreden av den viskøse væskefase innen de våte fibrers papirbane. Istedenfor Karaya-gummi kan andre polymermaterialer tilsettes til kapseloppslemmingen, som f.eks. gelatin, ka-sein, metylcellulose, karboksymetylcellulose, tragantgummi, johannes-brød-gummi, guargummi, polyvinylmetylmaleinsyreanhydrid sampolymerisat, polyetylenmaleinsyreanhydrid sampolymerisat, og blandinger derav. Istedenfor den kationiske stivelsen kan annet materiale, som f.eks. gummi-arabicum, urea, polyetylenimin, tilsettes, til papirmassen. Hvis alun kolofonium iimbehandlet papirmasse brukes, kan eventuelt fritt alun virke som et faseseparerings-fremkallingsmiddel.

Hvis det anvendes to komponenter for å bevirke faseseparering, er det ikke av vesentlig betydning å innføre dem i det ovenfor angitte system. Det har blitt oppnådd gode resultater, f.eks. ved å tilsette den kationiske stivelsen til kapseloppslemmingen og polyetylenmaleinsyreanhydrid sampolymerisat til papirmassen. Koacervering er et velkjent fenomen i polymerkjemi, og derfor bør valget av systemer og materiale i hvilket eller av hvilket det kan fremkalles, beherskes av fagmannen.

Begrensning av inntrengning av kapslene i papirark-materialet ble testet for hver av prøvene som ble laget ifølge eksemp-lene I og II ved å anbringe hver overflate på forsøksarket mot et ark inneholdende attapulgitleire og anvende trykk. Når den overflaten på prøvearket som inneholder kapsler var tilstøtende til mottakerarket og trykk ble benyttet, ble det i alle prøvene fremkalt et tydelig merke på mottakerarket. Når den andre siden av arkmaterialet ble plasert tilstøtende til mottakerarket og trykk ble anvendt, ble derimot intet merke dannet pa mottakerarket. Dette forsøket viste klart at inntrengning av kapsler i prøvearkene var begrenset til en dybde som var mindre enn tykkelsen på papiret, for hvis ikke dette hadde vært tilfelle ville kapslene ha trengt helt gjennom papiret og et merke ville ha dannet seg på mottakerarket uansett hvilken side av prøve-arket som hadde vært plasert tilstøtende til mottakerarket. Ved an-vendelse av den såkalte "splittest", hvori papirarket som skal prøves gjennombløtes i vann og deretter sendes gjennom to polerte valser, hvilke valser har en overflatetemperatur under frysepunktet (anslags-vis ca. 2.2°C), og prøvearket deles i et plan gjennom dets tykkelse. Et prøveark laget ifølge forsøk nr. 3 i tabell I, ble suksessivt delt som beskrevet ovenfor og ga således strimmelseksjoner tilsvarende halvparten, en fjerdedel og en åttendedel av tykkelsen av prøvearket. Bestemmelse av kapselvekten i hver nevnte strimmel, viste at 59 % av kapslene var tilstede i den øverste en åttendedels strimmel, 87 % av kapslene i en fjerdedels strimmel, og 96 % av kapslene i den øverste halve strimmel.

Dette viser effektiviteten av foreliggende fremgangsmåte i betraktning av at den totale tykkelse av prøven var ca. 0.1 mm og partikkelstørrelsen på kapslene var ca. 4 til 10 mikron, og også i betraktning av "gjennomslags"-kreftene, som forekommer ved bruk av en papirmaskin på grunn av tyngdekraften, medføring av væske, og sug.

For at det ikke skal bli trodd at begraving av kapslene i arket gjør det mindre effektivt som et trykkfølsomt merkedannende arkmateriaiej vises det motsatte ifølge den angitte skrivemaskin in-tensitet og smussmotstandsverdier som oppnås når man bruker ark laget ifølge oppfinnelsens lære. Ved bestemmelse av skrivemaskinintensitet, lages et standard merke ved å ta et ark som har sin ytre overflate belagt med fargestoffholdige kapsler og plasere nevnte overflate mot overflaten på et annet belagt ark som har den andre merkedannende komponent, hvorpå det utøves et trykk på de to arkene og ved et bestemt område på arket for således å frembringe et merket område ved overføring av innholdet i de revnede kapsler til det andre arket. Refleksjon av innfalne lys fra det umerkede området og det merkede området etter en bestemt tidsperiode (20 minutter) blir deretter målt og sammenlignet. Skrivemaskinintensiteten er forholdet mellom refleksjonen i det merkede området og det umerkede området x 100, jo lavere nevnte forholdsverdi er, jo mer intenst er merket.

I mange tilfeller hvor en lignende vekt av kapselmaterialet befant seg i papiret, var skrivemaskinintensiteten lik? eller sammenlignbar på en fordelaktig måte med intensiteten på nuværende standard kommersielt papir belagt med kapsler.

Smussmotstanden er et mål for friksjon-smussegenskapene til et arkmateriaie og bestemmes i alminnelighet ved å anbringe et ark inneholdende en komplementær merkdannende reaktant som fullender den merkdannende reaksjon på forsøksarket, slik at de farge-reaktant-bærende overflater på de to arkene er i berøring med hverandre, plasere en standard vekt på de nevnte ark, og trekke det overliggende ark over det underliggende i en bestemt avstand, både i maskinretningen og på tvers av maskinretiingen av papiret. Deretter måles refleksjonen av det området på det øverste arket som var under vekten. Smussmot-;stand, som angitt i tabellene, er forholdet mellom refleksjonen av det belastede området og bakgrunnsområdet x 100.

Begrensning av inntrengning av partikkelmaterialet i papirarket ble testet for prøven som ble laget ifølge eksempel III, ved å anbringe hver overflate på forsøksarket tilstøtende til den belagte siden av et spesielt preparert kapselbelagt ark (konversjonsbe-lagt), idet kapslene bare inneholder olje, intet fargestoff, og an-vendelse av trykk. Når toppoverflaten på forsøksarket var tilstøtende til det spesielt preparerte kapselbelagte arket og trykk ble anvendt, ble det dannet et tydelig merke på forsøksarket. Når den andre siden av forsøksarket ble plasert tilstøtende til det spesielt preparerte arket og trykk ble anvendt, ble det derimot ikke frembragt noe merke på forsøksarket. Denne testen fastslo klart at inntrengning av partikkelmaterialet ("Azo Blue Black B" fargestoff) i forsøksarket, var begrenset til en viss dybde innen tykkelsen av papiret, for hvis partikkelmaterialet hadde trengt helt gjennom papiret, ville det ha blitt dannet et merke på forsøksarket uten hensyn til hvilken side av for-søksarket ble plasert tilstøtende til den belagte siden av det spesielt preparerte arket.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av ark av fibrøst materiale med til begrenset dybde fra den ene overflate innførte partikler av partikkelformet materiale, fortrinnsvis mikrokapsler som brister ved trykk, karakterisert ved at en flytende dispersjon av det partikkelformede materiale innføres i banen under dennes forming, ved et punkt hvor det kan trenge delvis inn i denne og hvor det i' alt vesentlig samtidig dannes et koacervat omkring det partikkelformede materiale i et sjikt av banen beliggende nær dennes overflate ved å kontakte en oppløsning av et filmdannende polymermateriale og et faseseparerende middel, av hvilke et på forhånd er innført i banen og det andre tilsettes til denne samtidig med den flytende dispersjon av det partikkelformede materiale, hvorpå den fuktige fiberbanen avvannes og formes til papir på kjent måte.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det polymere materiale utgjøres av Karaya-gummi behandlet med ammoniakk og at det faseseparerings-fremkallende middel utgjøres av en kationisk stivelse.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det partikkelformede materiale inneholder et flytende kjernemateriale som inneholder et fargestoff eller en farge som kan gi et synlig merke.