PT91730A - Waermeempfindliches aufzeichungsmaterial - Google Patents

Description

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Descrição referente à patente de invenção de DRESCHER GESOffiFTDSDfflJCKE GmbH, alemã, industrial e comercial, com sede em Dres-cherstrasse, D-7255 Rutesheim, República Federal Alemã, (inventor* Reinhold Uhle-mayr, residente na Alemanha Ocidental), para "MATERIAL DE DESENHO SENSÍVEL AO CALOR"*

DESCRIÇÃO A presente invenção refere-se a um material de desenho sensível ao calor, especialmente a um papel corável localmente por acção do calor como se emprega como papel de impressão nas chamadas ter-moimpressoras e a um processo para a preparação desse material de desenho.

De acordo com o estado actual da técnica, mói-se finamente em moinhos de bolas ou de pérolas um precusor de corante e mistura-se conjuntamente com pigmentos, um agente ligante e uma substância de desenvolvimento da cor. A reacção química da substância com o precusor do corante origina então o corante pretendido apenas por elevação de temperatura, o qual fica visível no material de desenho como vestígios escritos no processo de impressão. 0 tipo de fabricação de material de desenho até agora utilizado tem os seguintes inconvenientes* 1. E preciso empregar uma porção muito alta de precusor de corante porque o percusor de corante fica "seco" na camada, de maneira que a reacção realizasse essencialmente sob a forma de reacção entre corpos sólidos. 2. As misturas reagem já no caso de aumentos de temperatura relativamente pequenos pelo menos lentamente e assim as propriedades da massa de revestimento alteram-se. - 1 - f #5

3. Ao revestir e subsequentemente secar, nunca se deve ultrapassar a temperatura própria de realização da reacção que, por exemplo, ê igual a 60°C, porque então se obtem imediatamente uma coloração de todo o papel·

Esse facto obriga a que a máquina para a fabricar-ção do material de desenho tenha de possuir uma elevada qualidade técnica relativamente ao controlo da potência elêctrica e da temperatura. 0 processo de secagem especialmente do material de desenho sensível ao car-lor é muito difícil porque a secagem tem de ser realizada a temperaturas relativamente baixas com grande consumo de ar. 0 objectivo da presente invenção ê aplicar os componentes que originam uma reacção corada sobre o material de suporte de forna seja possível realizar o processo de secagem sem utilizar um controlo especial da temperatura.

Este objectivo, de acordo com a presente invenção, ê atingido aplicando sobre um suporte do material de desenho uma mistura de vários componentes que conjuntamente por acção do calor provoca uma alteração de cor de que pelo menos um deles se encontra sob a forma de microcápsulas, conjuntamente com os outros componentes da mistura» A ideia fundamental da presente invenção consiste em um dos componentes que provocam a reacção corada se encontrar na mistura sob a forna de microcápsulas em que a parede das cápsulas separa o precusor do corante e a substancia que desenvolva a côr e se evita assim de maneira segura uma reacção mesmo a altas temperaturas. Desta maneira, o revestimento e a secagem podem realizar-se dentro de largos limites de temperatura de maneira que as máquinas de revestimento tradicionais como são conhecidas por exemplo no revestimento de papéis para passagem de cópias múltiplas podem ser empregadas também de igual forma para a fabricação de termopapéis. Os materiais de desenho assim fabricados devem pura e simplesmente ser submetidos a uma série de operaçSes em sequência em que, depois de realizado o arrefecimento do material de desenho, as cápsulas pretendidas são rompidas de maneira que o precursor do corante e a substância de revelação entram em contacto mútuo e podem reagir entre si mediante aumento de temperatura. A grande vantagem deste material de desenho e do - 2 -

ir seu processo de fabricação reside no facto de, empregando os processos de revestimento usuais e independentemente das temperaturas de secagem, as correspondentes camadas poderem ser fabricadas a custos vantajosos e os problemas das reacções entre os precursores dos corantes e os revelar-dores das cores na massa de revestimento sejam excluídos.

Além disso, o precursor do corante finamente dividido no produto final, eventualmente com um correspondente dissolvente, pode encontrar-se sob a forma completamente activa. Desta maneira, obtêm--se rendimentos de corantes óptimos em relação aos precursores de corantes que em geral são produtos muito caros.

De preferência, o componente contido dentro das microcápsulas ê contido num meio líquido pelo menos durante a actuação do calor. Para o efeito, então para a reacção corada propriamente dita pãe-se à disposição um dissolvente de modo que a reacção corada deixa de ser uma reacção entre substâncias sólidas mas ê uma reacção entre líquidos que esaencialmente se pode realizar de maneira mais rápida e, por cor. sequência, com maiores rendimentos e/ou necessita uma menor energia de activação.

De preferência, o precursor do corante ê incorporar do nas microcápsulas porque dessa forma se pode diminuir a proporção do precursor do corante sem que o desenvolvimento da cor se realize em con-diçães de resto inalteradas. A sensibilidade ao calor do papel, quer dizer, a temperatura de reacção necessária durante a impressão do papel, pode ser influenciada pela escolha do meio dissolvente em que se encontra o precursor do corante no interior das cápsulas. Os meios dissolventes preferidos contêm vaselina como meio dissolvente ou veicular relativamente viscoso.

Em combinação com este produto ou como alternativa a este produto, ê também possível a utilização de ceras â base de cera bruta de Montana. As ceras deste tipo especialmente preferidas são as ceras constituídas por ésteres e/ou por ácidos.

Nestas ceras, pode influenciar-se a capacidade de • solubilidade do precursor de corante por meio do seu índice de acidez e . de saponificação de maneira que ê possível ter à disposição dentro das - 3 - A. cápsulas uma solução sólida do precursor do corante.

Os pontos de fusão destas ceras devem ser tão baixos que, pelo menos, em combinação com outros componentes do dissolvente nas temperaturas normalmente empregadas na termo-impressão, possuam uma viscosidade suficientemente pequena para se obterem bons rendimentos da reacção de formação de côr. Â substância reveladora que normalmente está contida na mistura por fora das microcápsulas e escolhida de acordo com o tipo do precursor de corante.

Frequentemente, as combinações de revelador/precur sor de corante contêm grupos fenol nos lados da substância de revelação.

Uma das substâncias de revelação que contêm grupos fenol preferidas ê o bisfenol.A. Com esta substância reveladora pode obter-se uma temperatura de realização da reacção muito baixa para o desen volvimento da cêr, quer dizer, uma temperatura de reacção muito baixa* Além disso, aparecem neste caso problemas como por exemplo a formação de névoas cinzentas que se atribui a uma reacção de desenvolvimento lenta mesmo à temperatura ambiente, quer dizer, à temperatura de armazenagem usual dos materiais de desenho.

Além disso, para os mesmos precursores de corante, em vez das substâncias de desenvolvimento fenólicas, podem-se empregar catalisadores ácidos, nos quais a função ácido está bloqueada à tempera^ tura de armazenagem do papel, isto ê, à temperatura ambiente e que só forma uma função ácido activa por acção do calor. Nestas substâncias de desenvolvimento constitui um problema a temperatura relativamente elevada que ê necessária para se libertar a função ácido.

Pode remediar-se a necessidade de temperaturas de activação relativamente elevadas por adição de sulfonamidas â mistura de revestimento que permitem uma nítida diminuição da temperatura de reacção nas substâncias de desenvolvimento com a função ácido bloqueada. O problema da reacção de formação de côr insidiosa pode ser remediado por adição de álcool polivinílico como outro componente.

Neste caso, obtêm-se mesmo quando se utilizam substancias de desenvolvimento com a actividade máxima e que necessitam ape- - 4 _

nas temperaturas baixas um material de desenho estável à temperatura ambiente sem a formação de véus cinzentos durante longos tempos de armazenagem.

Um outro sistema de formação de cor completamente diferente ê constituído por complexos de quelatos metálicos corados em que, como precursor de corante, se pode prever a utilização de um sal metálico e, como substancia de desenvolvimento de c8r, um agente complexan-te. Porque nestes sistemas não existem considerações de ordem económica - com efeito, nenhum dos componentes ê especialmente caro - pode encapsular-se ou o sal metálico ou o agente quelante e aplicar-se sobre o papel.

Um dos sais metálicos preferidos ê um sal de ácido hidroxi-zíncico que origina reacções coradas com os agentes quelantes apropriados com muito bons rendimentos.

De acordo com o processo da presente invenção, obtêm-se por consequência materiais de desenho caracterizados pelo facto de se encapsular em microcápsulas pelo menos um de vários componentes que conjuntamente originam uma alteração de côr por acção do calor, se recobrir com a mistura um suporte de material de desenho e se rebentarem as microcápsulas. Para rebentar as microcápsulas é especialmente apropriada uma calandra ou uma máquina de massapão.

Nos sistemas de precursor de corante/substancia de desenvolvimento antes descritos, prefere-se encapsular em microcápsulas o precursor de corante, misturar as cápsulas conjuntamente com pigmentos e agentes ligantes e adicionar a mistura assim obtida às substâncias reveladoras que possuem a capacidade de transformar o. precursor do corante na sua forma de corante por aumento de temperatura» Depois de realizado o recobrimento assim como eventualmente uma secagem e arrefecimento do suporte do material de desenho que ê formado especialmente por papel, rompem-se as microcápsulas. Como só se obtem um material de desenho comr-pletamente pronto para utilização depois de se romperem as microcápsulas e, no caso de as paredes das microcápsulas se encontrarem intactas a re-acção de formação da côr não se realiza, deixa-se o material de desenho recoberto antes da ultima operação do processo como qualquer outro papel, especialmente, como os papéis próprios para a formação de cópias por compressão sem que se tenha de recear uma reacção de formação de corante • prematura. Este facto permite evitar a utilização de medidas de precau- - 5 -

ção e de controlo da temperatura durante a fabricação ao fazer-se o re-cobrimento e a secagem dos materiais de suporte.

Estas e outras vantagens da presente invenção são em seguida ainda mais completamente esclarecidas com base nos desenhoos e nos exemplos referidos. Pormenorizando, A Figura 1 representa um suporte com uma camada coai microcápsulas intactas e a Figura 2 representa um material de desenho pronto para utilização.

Na Figura 1 está representado esquematicamente um corte através dè um material de desenho de acordo com a presente invenção em que nò entanto não se representam os agentes ligantes existentes entre os componentes individuais da mistura. 0 suporte designado globalmente com o numero designativo 10 é muitas vezes uma folha de papel.

Sobre esta camada de papel, são colocados distribuídos uniformemente sobre toda a superfície os componentes da mistura de revestimento que contêm como partes integrantes essenciais as microcápsulas (12), a substancia de desenvolvimento da cor (14), e os pigmentos (l6). Âs microcápsulas consistem numa parede das cápsulas (l8) que por exemplo ê formada por resina de melamina e que envolve o assim chamado meio do núcleo ou o agente dissolvente do núcleo (20) em que se encontra o precursor do corante, de preferência, dissolvido.

Os componentes individuais da mistura, nomeadamente as microcápsulas (l2), as partículas de agentes de desenvolvimento (14) assim como as partículas de pigmentos (16) são mantidos sobre o suporte (lo) por meio de um agente ligante (não representado).

Depois da aplicação da camada de revestimento, a folha de papel ê seca da forma usual, sendo neste caso permissíveis temperaturas de secagem que são maiores do que 0 valor da temperatura ao qual se desencadeia o efeito de escrita ou o desenvolvimento de cor durante a utilização do material de desenho.

Depois de o produto ter arrefecido, as microcápsulas são desfeitas e rebentadas por exemplo por calandragem e o material - 6 - V <

de papel assim obtido está representado esquematicamente em vista em corte na Figura 2. 0 dissolvente do núcleo presente viscoso a solido contêm a substancia precursora do corante sob a forma dissolvida como an-teriormente, enquanto as partículas de substância reveladora (14) podem estar em contacto directo com as zonas que contêm dissolvente do núcleo. Não se realiza qualquer reacção à temperatura ambiente em primeiro lugar porque como dissolvente presente no núcleo se pode escolher um agente relativamente muito viscoso até solido e porque a própria reacção de for-· mação de cor necessita uma certa temperatura de activação. , Como as substâncias de desenvolvimento são relati vamente favoráveis do ponto de vista de custos, elas são finamente dispersas em grande número na mistura e o processo que limita o desenvolvimento da côr ê então pura e simplesmente a difusão do corante no dissolvente do núcleo até às substâncias de desenvolvimento da côr.

Como o corante de acordo com a presente invenção se encontra finamente disperso ou dissolvido no dissolvente dos núcleos, neste caso pode. trabalhar-se com quantidades de precursores de corantes essencialmente mais pequenas do que de acordo com o estado da técnica em que simplesmente se utiliza uma reacção sólido/sólido para o desenvolvimento da côr.

Seguidamente, refere-se um exemplo que permite a preparação de termopapel de acordo com a presente invenção à base de pre cursores de corantes/substâncias de desenvolvimento de côr típicos.

Exemplo

Solução A

Sn 50 partes de água suspendem-se 5 partes de carbonato de cálcio por meio de intensa agitação. Depois de se adicionar 10 partes de látex de estireno/butadieno, adicionam-se 20 partes de dispersão de micro cápsulas da BASF MIIÍHONAL S40 (cápsulas de resina de tne lamina) a 40 por cento e mistura-se bem por meio de ligeira agitação.

Solução B

Num homogeneizador misturam-se 2 partes de um catalisador ácido bloqueado não ionogênico Vesturit-Katalisator 1203 (ven- 7

Claims (1)

1. * f .CE; dido pela firma Í-Slls) a 50 por cento num dissolvente orgânico com 10 partes de água e 0,5 parte de Lutensol (agente emulsionante) de maneira a obter-se uma emulsão. Misturam-se as soluções  e B uma com a outra. Obtêm-se uma solução de revestimento estável. Com esta mistura recobre-se um papel com um peso unitário superficial de 50 2 2 g/m com rasquete de passagem. 0 peso do revestimento ê igual a 8 g/m depois de seco. Após a secagem a 90°C em estufa de recirculação de ar, trata-se o papel por calandragem. Neste processo, ê preciso assegurar que as cápsulas são rebentadas. REIVINDICAÇÕES - lã - Material de desenho, sensível ao calor, caracteri-zado por ser constituído pela aplicação, de vários componentes que origi nam em conjunto uma alteração da cor por acção do calor, estando pelo menos um componente sob a forma de micro cápsulas, conjuntamente com os outros componentes da mistura, sobre um suporte do material de desenho. - 2* - Material de desenho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o componente existente nas microcápsulas estar contido num meio presente sob a forna líquida, pelo menos, por actuação do calor. - 3* - Material de desenho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por um componente existente nas microcápsulas ser um precursor de corante. Material de desenho, de acordo com a reivindica- V

   ção 2 ou 3j caracterizado por o meio conter vaselina. _ 5a _ Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações 2 a 4> caracterizado por 0 meio compreender ceras obtidas à base de cera de Montana bruta. - 6fi - Material de desenho de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as ceras serem ceras de éster e/ou de ácido. _ 70 _ Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações la 6, caracterizado por um dos componentes da mistura conter uma substância reveladora contendo grupos fenol. - 8« - Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 7> caracterizado por a substância reveladora compreen der uma função ácido bloqueada que ê activável por acção do calor. _ £)â _ Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado por um dos componentes da mistura ser uma sulfonamida. - 10S - Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado por a mistura conter um álcool polivinílico como componente. - 11- - Material de desenho de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, caracterizado por os componentes que originam uma alteração de côr compreenderem ácido hidroxi-zíncico e agentes que-lantes. - 9 - V à requerente reivindica a prioridade do pedido a-lemão apresentado em 16 de Setembro de 1988, sob o Mo. P 38 31 591.2. Lisboa, 15 de Setembro de 1989 © Amsem rnirns, ia 2b®eesbm®! eiissêiae,

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