ES2281008T3 - Material de grabacion sensible a la presion. - Google Patents

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ES2281008T3 ES04768989T ES04768989T ES2281008T3 ES 2281008 T3 ES2281008 T3 ES 2281008T3 ES 04768989 T ES04768989 T ES 04768989T ES 04768989 T ES04768989 T ES 04768989T ES 2281008 T3 ES2281008 T3 ES 2281008T3
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Abstract

Una hoja producto, que comprende una hoja de papel que tiene en su anverso un revestimiento imprimible que comprende un pigmento y un aglutinante, y en su reverso una gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, caracterizada en que la hoja de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen, medida según ISO 5636 (parte 3), superior a 100 ml/min antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color.

Description

Material de grabación sensible a la presión.
Esta invención se refiere a un papel para juegos de papel de copia sin carbón y a juegos de papel de copia fabricados con él.
Los juegos de papel de copia sin carbón consisten en una hoja superior conocida como hoja CB (del inglés "coated back", revestida en su reverso), una hoja inferior conocida como hoja CF (del inglés "coated front", revestida en su anverso), y opcionalmente una o más hojas intermedias conocidas como hojas CFB (del inglés "coated front and back", revestidas en su anverso y reverso). Los revestimientos del reverso de la hoja CB, del anverso y reverso de las hojas CFB si hay, y del anverso de la hoja CF contienen materiales que cuando van en asociación mutua desarrollan una imagen coloreada. Generalmente, las hojas se unen entre sí mediante un adhesivo para el relleno de
cantos.
Cuando el anverso de la hoja CB se mecanografía o se forma de otra manera una imagen por presión, a través del juego se transfiere el material entre el reverso de una hoja y el anverso de la siguiente para originar las copias requeridas. Normalmente, una solución de un precursor de un colorante o "formador de color", que la hoja lleva en forma de gotitas aisladas encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, se transfiere desde el reverso de una hoja al anverso de la siguiente, después de la ruptura de la barrera mediante la presión aplicada, e interactúa con un "revelador de color" allí presente para proporcionar la imagen.
Las impresoras electrofotográficas, tales como las impresoras láser, usan altas temperaturas para fundir el virador (tóner) usado para imprimir, y el papel usado en estas impresoras necesita satisfacer ciertos criterios exigentes, por ejemplo una buena adherencia del virador, calidad de imagen, estabilidad dimensional y curvatura. Para el sistema HP Indigo la superficie del papel tiene que ser compatible con la tinta para proporcionar la recepción y la adherencia de la tinta. Es especialmente difícil proporcionar juegos de papel de copia sin carbón que cumplan todos estos criterios y que, además, tengan unas satisfactorias características para el relleno de cantos.
Convencionalmente, se ha creído que las hojas CB deben tener una porosidad baja. De este modo, por ejemplo, la patente de EE.UU. 4.912.080 describe unas hojas para transferencia sin carbón sensibles a la presión fabricadas a partir de una hoja base que tiene una porosidad Gurley de 400-4.000 segundos. Esta porosidad (que es equivalente a 30,8-3,1 ml/min si se mide en la escala Bendtsen alternativa) es muy baja.
La patente EP-274886A describe una hoja CB mejorada, que comprende una hoja de papel que tiene en su anverso un revestimiento de un pigmento imprimible y en su reverso unas gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, en la que el revestimiento de pigmento comprende un aglutinante para el pigmento junto con un agente específico de encolado reactivo sintético o un agente específico para estructura de revestimiento, o ambos. Preferiblemente, con el fin de reducir la curvatura durante el procedimiento de revestimiento usado en la fabricación del producto revestido de la invención de la patente EP-274886A, la porosidad Bendtsen de la hoja CB revestida terminada no es menor que 25 ml/min, preferiblemente no es menor que 30 ml/min, con un intervalo típico de 35-50 ml/min. Tales porosidades reflejan unas porosidades antes del revestimiento CB de alrededor de 30 ml/min, o más, que permiten la aplicación económica del
revestimiento CB.
En el uso, la hoja CB descrita en la patente EP-274886A proporciona un buen rendimiento cuando se usa en impresoras litográficas, pero no en impresoras láser; pues aunque se consigue una buena adherencia del virador, calidad de imagen, relleno de cantos, y recepción y adherencia de la tinta HP Indigo, después de la fusión se produce una excesiva curvatura del papel.
Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que se requiere una alta porosidad antes del revestimiento CB para producir una curvatura aceptable en comparación con las calidades revestidas estándar usadas en una impresión electrofotográfica. El uso de un revestimiento superficial que proporcione una hoja que tenga una porosidad Bendtsen mayor que 100 ml/min antes de la conversión CB da lugar a una hoja que no se curva cuando se usa en las impresoras electrofotográficas.
Por consiguiente, la presente invención proporciona una hoja producto que comprende una hoja de papel que tiene en su anverso un revestimiento imprimible que comprende un pigmento y un aglutinante, y en su reverso una gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, caracterizada en que la hoja de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen superior a 100 ml/min, preferiblemente superior a 120 ml/min, antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color.
La invención también proporciona un juego de papel de copia sin carbón que incluye al menos una hoja CB y una hoja CF, en el que la hoja CB es una hoja producto según la invención.
La invención proporciona además el uso de un revestimiento que comprende un pigmento y un aglutinante y que tiene unas características tales que, cuando se usa en una hoja producto como revestimiento del anverso de una hoja de papel que tiene en su reverso unas gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, la hoja producto de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen superior a 100 ml/min, preferiblemente superior a 120 ml/min, antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color; siendo dicho uso para reducir la curvatura resultante de la impresión de la hoja producto usando una impresora electrofotográfica.
El principal factor que determina la porosidad Bendtsen de la hoja producto según la invención es la composición de la capa de pigmento/aglutinante. Se debe comprender que la porosidad Bendtsen es la porosidad de la hoja producto cuando se mide mediante el método de ensayo ISO número 5636 (parte 3).
Preferiblemente, el revestimiento de pigmento/aglutinante incluye un agente de encolado reactivo sintético o un agente para estructura de revestimiento, o ambos, siendo el agente de encolado preferiblemente un dímero de alquilceteno, un anhídrido alquenil-succínico, un poliuretano, u otro reactivo de encolado sintético; y siendo el agente para estructura de revestimiento preferiblemente una carboximetilcelulosa, una soja u otra proteína, un alginato, u otro polímero hidrófilo. La cantidad relativa de los componentes del revestimiento convenientemente es 0,5-10 partes en peso (ventajosamente 0,5 ó 1 hasta 5 partes) de agente de encolado, y 0,5-5 partes de agente para estructura de revestimiento, junto con 60-95 partes de pigmento, y 5-30 partes, preferiblemente 10-30 partes, y ventajosamente 16-22 partes de aglutinante o, cuando está presente un agente para estructura de revestimiento sin un agente de encolado, 75-82 partes (menos convenientemente hasta 85 partes) de pigmento, y 15-22 partes (menos convenientemente por debajo de 12 partes) de aglutinante.
Generalmente, el pigmento usado es un pigmento convencional para revestimiento del papel, en particular un material formado de partículas inorgánico o derivado de un mineral. Se puede usar una mezcla de pigmentos. El carbonato de calcio es especialmente económico y adecuado, proporcionando una buena blancura y pureza y con unas buenas características de impresión, y se puede usar o bien carbonato de calcio molido o bien carbonato de calcio precipitado o una mezcla. Otros pigmentos adecuados, que se pueden usar solos o mezclados con carbonato de calcio, incluyen las arcillas de revestimiento, tales como la arcilla china (caolín), las arcillas calcinadas, el dióxido de titanio, la sílice finamente dividida, y el talco. Si se desea, se pueden incluir pequeñas cantidades, por ejemplo hasta 10%, de pigmentos especializados, por ejemplo del blanqueante TiO_{2}.
Especialmente, se prefiere el uso como pigmento de una mezcla de carbonato de calcio molido y carbonato de calcio precipitado porque esto proporciona la mejor combinación para la estructura de revestimiento necesaria para proporcionar las características de porosidad deseadas.
El tamaño de partículas del pigmento se selecciona con el fin de proporcionar la porosidad deseada de la hoja producto, y preferiblemente está en el intervalo de 1 a 10 \mum, especialmente 1 a 5 \mum. Se prefiere un carbonato de calcio molido en el que hasta el 70% de las partículas, preferiblemente hasta el 60% de las partículas, tengan un tamaño menor que 2 \mum, opcionalmente mezclado con carbonato de calcio precipitado.
Los tamaños de partículas se miden mediante un calibrador de partículas láser, tal como el Malvern 3600 Tipo E estándar. Para las partículas de aproximadamente las mismas dimensiones en cualquier dirección, tales como las de carbonato de calcio, tales tamaños se aproximan a los tamaños reales; para las partículas planas o alargadas, tales como las de las arcillas de revestimiento, los tamaños de partículas que se miden son nominales. El instrumento láser evalúa el tamaño de partículas midiendo el patrón de interferencia que se origina por la difracción de la luz láser que ilumina una suspensión de muestra de las partículas, por ejemplo, en agua. El patrón se manipula mediante un ordenador para cotejar los resultados como tamaño de partículas por volumen, por ejemplo el volumen mismo o el diámetro de unas esferas de igual volumen.
El aglutinante se puede seleccionar entre los convencionales propios de la tecnología del revestimiento de papel. En particular, puede ser un látex de caucho sintético, tal como un látex de estireno-butadieno (normalmente una calidad carboxilada para proporcionar una buena dispersibilidad y estabilidad en el agua) o un látex estireno/acrílico. Sin embargo, también es posible para ejemplo un éter derivado de almidón.
El agente de encolado, si está presente, típicamente es un agente de encolado reactivo neutro, tal como un dímero de alquilceteno o un anhídrido alquenil-succínico con los grupos alquilo o alquenilo de C_{8} en adelante, generalmente de C_{12} en adelante, siendo típico C_{15}-C_{18} y estando el límite superior determinado, por ejemplo para C_{24}, mediante la aptitud para ser trabajada y la idoneidad de la mezcla del revestimiento final para imprimir. Tales agentes de encolado, en los que "neutros" implica eficacia como agentes de encolado para un pH neutro de la mezcla de revestimiento, son eficaces en pequeñas cantidades y fácilmente proporcionan una reología aceptable en el procedimiento de revestimiento, por ejemplo un revestimiento por cuchillas, rodillos o ranuras (extrusión). Sin embargo, se pueden usar otros agentes de encolado sintéticos, tales como los agentes de encolado de poliuretano. La cantidad dentro de los intervalos proporcionados previamente, típicamente, es 1 a 5% en peso seco del revestimiento, pero más normalmente se usa
1 a 2%.
Los agentes para estructura de revestimiento que, si se desea, se pueden usar incluyen en particular carboximetilcelulosa tal como se usa para el control de la deshidratación en la tecnología de revestimiento. Otros materiales adecuados son las proteínas, tales como la proteína de soja, y los alginatos tales como el alginato de sodio. La cantidad óptima usada depende de la naturaleza del material - suficiente para que sea eficaz, pero no demasiada como para aumentar la viscosidad o modificar la reología hasta un punto tal que haga que la mezcla no sea apta para revestimiento. Típicamente, las cantidades preferidas en % en peso de revestimiento son:
Carboximetilcelulosa
Peso molecular alto
0,5-1,5%
Peso molecular medio
1-2%
Peso molecular bajo
2-3%
Alginato de sodio
0,7-1,5%
Proteína de soja
1,5-4%
Si se desea, en la mezcla también pueden estar presentes otros agentes conocidos, por ejemplo hidróxido de sodio u otros álcalis tales como hidróxido de potasio o amonio, para el ajuste del pH, agentes blanqueantes ópticos, dispersantes para el(los) pigmentos(s), lubricantes (por ejemplo, estearato de calcio) o antiespumantes.
Con el fin de obtener la porosidad requerida es importante el ajuste del peso del revestimiento superficial de pigmento/aglutinante. El peso del revestimiento puede ser convenientemente de 2 a 10 g/m^{2}, ventajosamente 3 a 8 g/m^{2}.
El contenido de sólidos en la mezcla de revestimiento preferiblemente es de 25-75% de sólidos, especialmente 30-70%, ventajosamente 50-65%.
El siguiente ejemplo ilustra la invención.
Ejemplo
Se fabricaron 90 g de papel base revestido superficialmente en una máquina de producción de papel y de revestimiento de cuchillas en línea. Para el control se usó una formulación de revestimiento superficial estándar y se revistió con aproximadamente 7,5 g/m^{2}. Para la prueba se usó una formulación de la mezcla de una mayor porosidad y se revistió con 5,5 g/m^{2}. Luego, estos papeles se revistieron en su reverso (CB) fuera de la línea en la cara opuesta del papel usando una máquina de producción de revestimiento por rodillos, para fabricar un producto CB sin carbón. Luego, la prueba y el control CB se convirtieron en hojas A4 y se ensayaron para la curvatura por suspensión haciéndolos pasar a través de un sistema de impresión Xerox Docutech (marca registrada).
En la Tabla 1 se proporcionan los detalles de las formulaciones de la mezcla del control y del revestimiento superficial de la prueba.
TABLA 1
1
La porosidad Bendtsen del producto en el experimento de control fue 60 ml/min, mientras que la porosidad del producto según la invención fue 120 ml/min.
\newpage
Los resultados de la curvatura por suspensión después de la impresión electrofotográfica y de la impresión después de imprimir en un sistema de impresión Xerox Docutech (marca registrada) fueron los siguientes:
Control:
Curvatura por suspensión después de la impresión = >100 hacia la cara CB - en la máquina provocó muchos atascos y esquinas dobladas.
Prueba:
Curvatura por suspensión después de la impresión = 50 hacia la cara CB - pasó sin atascos ni esquinas dobladas.

Claims (14)

1. Una hoja producto, que comprende una hoja de papel que tiene en su anverso un revestimiento imprimible que comprende un pigmento y un aglutinante, y en su reverso una gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, caracterizada en que la hoja de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen, medida según ISO 5636 (parte 3), superior a 100 ml/min antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color.
2. Una hoja producto según la reivindicación 1, caracterizada en que la hoja de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen superior a 120 ml/min antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color.
3. Una hoja producto según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el revestimiento de pigmento/aglutinante incluye un agente de encolado reactivo sintético o un agente para estructura de revestimiento, o ambos.
4. Una hoja producto según la reivindicación 3, siendo el agente de encolado un dímero de alquilceteno, un anhídrido alquenil-succínico, o un poliuretano; y siendo el agente para estructura de revestimiento una carboximetilcelulosa, una proteína, o un alginato.
5. Una hoja producto según cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, en la que el agente de encolado, si está presente, está presente en el revestimiento de pigmento/aglutinante en una cantidad de 0,5-10 partes en peso, y el agente para estructura de revestimiento, si está presente, está presente en la capa de revestimiento de pigmento/aglutinante en una cantidad de 0,5-5 partes en peso.
6. Una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, que contiene carboximetilcelulosa.
7. Una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el pigmento se selecciona de carbonato de calcio, arcilla china (caolín), arcillas calcinadas, dióxido de titanio, sílice finamente dividida, talco, y sus mezclas.
8. Una hoja producto según la reivindicación 7, en la que el pigmento es carbonato de calcio.
9. Una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el tamaño de partículas del pigmento está en el intervalo de 1 a 10 \mum.
10. Una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el aglutinante es un látex de caucho sintético, un látex estireno/acrílico, o un derivado de éter de almidón.
11. Una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el peso del revestimiento de la capa de pigmento/aglutinante está en el intervalo de 2 a 10 g/m^{2}.
12. Un juego de papel de copia sin carbón, que incluye al menos una hoja CB y una hoja CF, en el que la hoja CB es una hoja producto según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. El uso de un revestimiento que comprende un pigmento y un aglutinante y que tiene unas características tales que cuando se usa en una hoja producto como revestimiento del anverso de una hoja de papel que tiene en su reverso unas gotitas aisladas de una solución formadora de color encerradas individualmente dentro de una barrera rompible con la presión, la hoja producto de papel que lleva dicho revestimiento de pigmento/aglutinante tiene una porosidad Bendtsen, medida según ISO 5636 (parte 3), superior a 100 ml/min antes de la aplicación de las gotitas de la solución formadora de color; siendo dicho uso para reducir la curvatura después de imprimir la hoja producto usando una impresora electrofotográfica.
14. El uso según la reivindicación 13, en el que el revestimiento de pigmento/aglutinante tiene las características de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
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