ES2644706T3 - Papel para generar imágenes por láser - Google Patents

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ES2644706T3
ES2644706T3 ES09785529.0T ES09785529T ES2644706T3 ES 2644706 T3 ES2644706 T3 ES 2644706T3 ES 09785529 T ES09785529 T ES 09785529T ES 2644706 T3 ES2644706 T3 ES 2644706T3
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Anthony Jarvis
Martin Walker
William Green
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Description

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DESCRIPCION
Papel para generar imagenes por laser Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a nuevos metodos para hacer un sustrato de papel que comprende un formador de color que es capaz de sufrir una reaccion de cambio de color activada por luz, y a sustratos de papel que se pueden obtener por estos metodos.
Antecedentes de la invencion
Los documentos WO02/074548, WO06/018640, WO07/045912 ensenan papel en el que la superficie se ha revestido con una tecnologfa de cambio de color activado por luz. La tecnologfa del cambio de color activado por luz se formula primeramente en una tinta lfquida junto con un aglutinante y vehnculo lfquido compatible. Despues, la tinta lfquida se aplica como revestimiento sobre el papel usando una tecnica de impresion tal como la flexograffa. El secado del sustrato despues elimina el vehnculo para dejar la tecnologfa de cambio de color activado por luz unida a la superficie del papel por el aglutinante. Esta tecnica tiene varios inconvenientes tales como el uso de una etapa de impresion antieconomica y que requiere tiempo.
El documento US6306493 ensena productos de papel y carton que comprenden polfmeros micronizados tales como poliesteres aromaticos lineales y/o poliarilenos lineales como el material absorbente y el material para la carbonizacion. Sin embargo, este metodo solo produce marcas de quemado marron con escala de grises.
El documento WO98/07298 describe pelfculas de grabacion en las que se generan imagenes.
Resumen de la invencion
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para hacer un sustrato de papel que comprende un formador de color que es capaz de sufrir una reaccion de cambio de color activada por luz, en donde el formador de color se aplica al sustrato de papel durante la fabricacion de dicho sustrato de papel, y el formador de color es un oxoanion de metal, un compuesto organico molecular o una combinacion de los mismos, en donde el formador de color se aplica al sustrato de papel en la etapa de encolado de la fabricacion, y/o en donde el formador de color se incorpora en el cuerpo del sustrato del papel.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invencion, se proporciona un sustrato de papel que se puede obtener por un metodo de acuerdo con el primer aspecto de la invencion.
Los autores de la invencion han encontrado que determinados agentes de cambio de color activado por luz (en lo sucesivo denominados “formadores de color”) se pueden incluir en el papel, es decir, sustratos hechos de pastas celulosicas, cuando se esta haciendo el papel. El resultado son sustratos de papel en los que se pueden generar imagenes directamente usando luz, sin necesidad de una segunda aplicacion de impresion. El hecho de que los formadores de color se puedan incorporar de esta forma es sorprendente puesto que la fabricacion de papel implica etapas de procesamiento ffsico y qrnmicos duras, que podnan potencialmente degradar los formadores de color cuando se aplican al papel. Los formadores de color usados en la presente invencion tambien son ventajosos puesto que producen marcas multicolores y marcas negras en lugar de marcas de quemado marrones.
Descripcion detallada de la invencion
Los sustratos de papel de la presente invencion son materiales hechos sustancialmente de pasta celulosica, que puede derivar principalmente de madera, productos textiles y determinadas hierbas tales como lino, y ser procesada en laminas flexibles o rollos por deposito de una suspension acuosa. La expresion “sustratos de papel” abarca todos los sustratos de pasta celulosica de tipo “no tejido” tales como papel, carton, cartulina y carton ondulado.
Los sustratos de papel en general consisten en pasta celulosica obtenida por medio mecanico y/o qrnmico y, si se desea, fibras sinteticas y auxiliares, tales como cargas, aglutinantes para el encolado, adyuvantes de retencion, abrillantadores opticos y colorantes. Los formadores de color usados en la presente invencion se pueden incorporar en el cuerpo del papel de varias formas. Se pueden mezclar, por ejemplo, con la pasta qrnmica y/o mecanica en forma seca. Alternativamente, se pueden mezclar con pasta papelera fibrosa hecha a partir de pasta qrnmica y/o mecanica. Se logra igualmente una distribucion homogenea de los formadores de color si se anaden a los componentes individuales de los auxiliares de fabricacion del papel. Se prefiere en particular anadir los formadores de color al aglutinante necesario para el encolado del papel. Sin embargo, tambien se puede retrasar la adicion de los formadores de color hasta que la pasta papelera fibrosa se mezcla con los auxiliares de fabricacion del papel. La pasta papelera acabada despues va a una maquina de fabricacion de papel.
El papel sin refinar con los formadores de color, en general se reviste una o mas veces en uno o ambos lados. Igualmente se pueden incorporar los formadores de color en el material de revestimiento. El material absorbente tambien se puede incorporar en el producto de papel o carton mediante revestimiento del papel sin refinar sin material absorbente, usando una composicion de revestimiento que incluye el formador de color. Esto se puede
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hacer en la etapa de terminacion del proceso de fabricacion del papel rechazando de esta forma la necesidad de una etapa de impresion separada durante el procesamiento corriente abajo.
Los materiales fibrosos usados, aparte de la pasta mecanica y qmmica, son pastas mecanicas particularmente modificadas, tales como pasta termomecanica y pasta quimio-termomecanica y/o mezclas de estos tipos de pastas. Ademas, tambien es posible usar pasta qmmica reciclada de papel usado. Las fibras mencionadas tambien pueden comprender una proporcion de fibras artificiales, en particular, derivados de celulosa, eteres de celulosa, acetato de celulosa, fibras de viscosa y fibras de carbono, polietileno y polipropileno, poli(alcohol vimlico), (co)polfmeros de acrilonitrilo y poliamidas, p. ej., fibras de aramida resistentes al calor.
Para mejorar la lisura, imprimibilidad y opacidad del papel, se anaden cargas, tales como CaCO3 BaSO4, Al(OH)3, CaSO4, ZnS, SO2, yeso, TiO2, arcillas y caolm, a los materiales de partida fibrosos. Estas cargas tambien se usan como pigmentos de revestimiento para mejorar la calidad de la superficie, en composiciones de revestimiento o revestimientos de alto brillo.
Otro constituyente importante de los auxiliares de fabricacion de papel son los aglutinantes, tales como almidon, casema, protemas, dispersiones plasticas, aprestos de resina, etc., para el refuerzo de la estructura de fibra, unir cargas y pigmentos, aumentar la resistencia al agua y mejorar la capacidad de inscripcion e impresion.
Se obtienen resultados de generacion de imagenes particularmente buenas si el aglutinante se mezcla con los formadores de color y esta mezcla se mezcla con la pasta mecanica y/o qmmica, en forma solida o lfquida.
Los aglutinantes que son particularmente adecuados son aprestos exentos de disolventes que tambien se usan en el revestimiento de papel, revestimiento e impregnacion. Los aglutinantes preferidos son aprestos de resinas cationicas, colofonia, esteres de colofonia modificados, alquildicetenas y diacrilatos de alquilo sinteticos. Otros aglutinantes utiles son dispersiones plasticas basadas en acetato de vinilo y basadas en resinas de acrilato, y en particular, dispersiones solubles en agua de poli(alcohol vimlico), poli(eter de vinilo y metilo), sales y copolfmeros de poli(acido acnlico), polivinilpirrolidona y eteres de celulosa solubles en agua. En el caso de papel revestido, el papel sin refinar preferiblemente se reviste con aglutinantes de una amplia variedad de copolfmeros de estireno y butadieno. Los aglutinantes mencionados antes se pueden usar tambien en el acabado del papel.
Los adyuvantes de retencion usados durante la fabricacion del papel para retener los finos y cargas son, en particular, sulfato de aluminio y compuestos cationicos sinteticos, tales como polfmeros de etilenimina.
Es aconsejable usar dispersantes puesto que los formadores de color debenan distribuirse de forma muy homogenea en el cuerpo del papel de modo que se pueda obtener la generacion de imagenes uniformes y claras. Los ejemplos de dispersantes adecuados son Byk 410 (Byk-Chemie), Laponite RD/RDS (Laporte), Calgon neu (BK Ladenburg) y Polysalz SK (BASF).
Dependiendo de la calidad del papel en el cuerpo del papel, con frecuencia se anaden abrillantadores opticos para aumentar la blancura.
Aparte de colorantes y pigmentos para la coloracion del cuerpo del papel o para usar en composiciones de revestimiento, en una realizacion preferida para la coloracion de la superficie, el papel tambien puede contener retardantes de llama.
Aparte de los auxiliares de fabricacion del papel (que incluyen los descritos antes), tambien se pueden anadir otros aditivos no mencionados aqm a la pasta papelera.
El sustrato de papel que comprende formadores de color, se puede usar en cualquier sector donde el papel hasta ahora se haya impreso usando procedimientos convencionales de chorro de tinta o marcado por laser por ablacion de tintas de impresion. Las inscripciones e imagenes distintivas se pueden hacer con ayuda de luz laser en, por ejemplo, etiquetas, cualquier tipo de papel de envasado para productos domesticos y bienes de consumo, papel de regalo, envasado de cigarrillo y cosmeticos, incluso en posiciones que son diffciles de acceder.
Otro sector de aplicacion importante para la inscripcion por laser es en productos graficos que tienen marcado permanente y a prueba de falsificaciones, a la vez que tambien cumplen las altas demandas esteticas para la impresion de envasado de alta calidad.
En los productos de diseno grafico, el marcado por laser directo, codificados e inscripciones de producto de papel o carton no es posible sin la impresion de campos adicionales (areas de negro y blanco) para ver cualquier contraste. De acuerdo con la presente invencion, los productos graficos hechos de papel que contiene formadores de color se pueden marcar incluso en posiciones que son de dificil acceso.
Otra aplicacion de esta invencion es en papeles de tttulos/valores y papeles financieros, por ejemplo: papeles de bancos para usar en moneda, billetes de banco, cheques y similares, facturas, tickets, etiquetas y documentos de seguridad tales como pasaportes, licencias y similares.
Los productos de papel y productos de carton marcados se pueden ademas posteriormente imprimir y procesar mas
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por ejemplo, por revestimiento de la superficie, laminacion o sellado, sin ningun efecto adverso en su capacidad de marcado. De hecho, el sustrato de papel que comprende formadores de color se puede ademas imprimir encima con tintas tradicionales y aplicar encima formulaciones de revestimiento de la superficie usando tecnicas tales como chorro de tinta y flexograffa y similares.
Los productos de papel que comprenden los formadores de color de la presente invencion tambien se pueden usar en construcciones de multicapas, tales como laminados. La luz puede pasar a traves de muchos sustratos, permitiendo crear o insertar imagenes encubiertas o manifiestas en la estructura de multicapas. Los sustratos tambien pueden ser opacos en regiones distintas de la longitud de onda de la luz que se irradia.
Los formadores de color usados en la presente invencion son oxoaniones de metales y compuestos organicos moleculares tales como los ensenados en los documentos WO06/129086, WO07/045912, WO02/068205, WO06/129078, WO04/043704, WO02/074548, WO06/018640, WO07/063339 y WO06/051309. Por “compuesto organico molecular” se entiende cualquier molecula organica que existe en forma de una molecula discreta, en contraposicion a en forma de cadenas polimericas con unidades que se repiten. Se pueden usar diacetilenos, como se detalla mas adelante. El “compuesto organico molecular” se refiere a los monomeros usados para formar los diacetilenos en su forma pre-polimerizada. Los oxoaniones de metales preferidos incluyen molibdatos y boratos. Se prefieren en particular octamolibdatos y metaboratos. Son todavfa mas preferidos en particular el octamolibdato de amonio y metaborato de sodio. Los compuestos organicos moleculares preferidos son diacetilenos, colorantes leuco y agentes de transferencia de carga. Se puede usar cualquier combinacion de estos, o cualesquiera otros formadores de colores.
Se puede usar en la presente invencion cualquier diacetileno o combinacion de diacetileno y otras sustancias capaces de sufrir una reaccion de cambio de color tras exposicion a la luz.
Los compuestos de diacetileno son sustancias que incluyen al menos un grupo diacetileno, es decir, -C=C-C=C-. Son particularmente preferidos los compuestos de diacetileno que presentan una reaccion de cambio de color policromico. Estos compuestos tipicamente son inicialmente incoloros pero cuando se exponen a la luz adecuada, tal como una luz ultravioleta, experimentan una reaccion de cambio de color para producir un color azul. Algunos diacetilenos en su forma azul se pueden exponer a estfmulos adicionales tales como calor o luz del infrarrojo cercano, que convierte la forma azul en una forma magenta, roja, amarilla y verde.
Los ejemplos espedficos de compuestos de diacetileno que se pueden usar en la presente invencion se dan en las solicitudes de patente publicadas numero WO2006/018640, WO2009/081385 y WO2009/093028.
Los ejemplos adicionales incluyen los representados por las siguientes estructuras generales:
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en donde,
X e Y son grupos de tipo alquileno de cadena lineal o ramificada, divalentes (-CH2-)n en donde n = 0 a 24, o un grupo de tipo fenileno divalente (-CaH4-)n en donde n = 0 a 1 o una combinacion de ambos tipos;
Q y V, si estan presentes, son grupos puente divalentes tales como grupos -S-, -O-, -NHR'- (en donde R' es hidrogeno o alquilo), amida, ester o tioester, carbonilo o carbamato;
R1 y R2 son H o alquilo;
A y T son grupos divalentes que pueden ser un tipo alquileno o fenileno tales como X o Y, o un tipo puente tales como Q o V, o una combinacion de ambos tipos, X o Y que ademas comprende un grupo Q o V;
Z es un grupo divalente tal como X o Q o una combinacion de ambos, X que ademas comprende un grupo Q, o Z puede no estar presente, y n es de 2 a 20.000.000.
Los grupos X e Y estan opcionalmente sustituidos, preferiblemente en la posicion a, p o y con respecto al grupo diacetileno. Por ejemplo, puede haber un grupo a-hidroxi, como se muestra en la siguiente formula:
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El diacetileno puede ser simetrico o no simetrico.
Q y V estan opcionalmente sustituidos con grupos tales como amina, alcohol, tiol o acido carboxflico. Pueden estar presentes tanto Q como V, o alternativamente, solo Q.
Cuando R1 y R2 en los compuestos anteriores son alquilo, pueden ser de cadena lineal o ramificada o pueden comprender ademas otros grupos funcionales conocidos en qmmica organica tales como alcohol, amina, acido carboxflico, sistemas de anillos aromaticos y grupos insaturados tales como alquenos y alquinos.
Los grupos R1, R2, Q, V, X e Y pueden comprender grupos ionicos, que pueden ser anionicos o cationicos. Los ejemplos incluyen grupos sulfato (-SO3-) y grupos amonio. Los grupos ionicos pueden tener cualquier contraion adecuado. El diacetileno puede ser anionico, cationico, no ionico o de ion hforido.
Los ejemplos de compuestos de diacetileno adicionales son acidos diacetileno-carboxflicos y sus derivados. Compuestos acidos diacetileno-carboxflicos particularmente preferidos son el acido 10,12-pentacosadiinoico y acido
10.12- docosadiinodioico y sus derivados. Ejemplos adicionales incluyen: acido 5,7-dodecadiinodioico, acido 4,6- dodecadiinoico, acido 5,7-icosadiinoico, acido 6,8-henicosadiinoico, acido 8,10-henicosadiinoico, acido 10,12- henicosadiinoico, acido 10,12-heptacosadiinoico, acido 12,14-heptacosadiinoico, acido 2,4-heptadecadiinoico, acido 4,6-heptadecadiinoico, acido 5,7-hexadecadiinoico, acido 6,8-nonadecadiinoico, acido 5,7-octadecadiinoico, acido
10.12- octadecadiinoico, acido 12,14-pentacosadiinoico, acido 2,4-pentadecadiinoico, acido 5,7-tetradecadiinoico, acido 10,12-tricosadiinoico, acido 2,4-tricosadiinoico, y sus derivados. Tambien se prefieren los compuestos dioles y alcoholes de diacetileno y sus derivados, los ejemplos incluyen: 5,7-dodecadiin-1,12-diol, 5,7-icosadiin-1-ol, 2,4- heptadecadiin-1-ol, 2,4-hexadiin-1,6-diol, 3,5-octadiin-1,8-diol, 4,6-decadiin-1,10-diol, 2,7-dimetil-3,5-octadiin-2,7-diol, acido 14-hidroxi-10,12-tetradecadiinoico. Otros incluyen 1,6-difenoxi-2,4-hexadiino, 1,4-difenilbutadiino, 1,3- heptadiino, 1,3-hexadiino y 2,4-hexadiino.
Se puede usar una combinacion de diferentes diacetilenos. Una combinacion particularmente preferida es la de acido 10,12-pentacosadiinoico o acido 10,12-docosadiinodioco y sus derivados y 2,4-hexadiin-1,6-diol. El acido
10,12-pentacosadiinoico puede producir azul, rojo y amarillo. El 2,4-hexadiin-1,6-diol puede producir color cian. La activacion del acido 10,12-pentacosadiinoico a amarillo y el 2,4-hexadiin-1,6-diol a cian simultaneamente da lugar a 5 verde.
Un compuesto diacetileno que es “activable”, es decir, tiene una primera forma solida que es relativamente no reactiva frente a la luz, pero tras la “activacion” se transforma en una segunda forma que es relativamente reactiva frente a la luz, y por lo tanto es capaz de sufrir una reaccion de cambio de color para crear una imagen visible, tiene utilidad particular en la presente invencion. Sin estar limitado por la teona, la activacion podna ser una 10 recristalizacion, modificacion de forma cristalina, combinacion de cocristales o un proceso de fusion/resolidificacion.
Los diacetilenos activables de forma reversible que pueden cambiar entre las formas inactivada y activada en respuesta a un estimulo o a la eliminacion de un estimulo tambien forman parte de la presente invencion.
Los diacetilenos particularmente preferidos son aquellos que despues de activacion inicial por fusion y resolidificacion son incoloros, pero se vuelven azules cuando se exponen a la luz, en particular a la luz UV. Los 15 compuestos de diacetileno mas preferidos son acidos carboxflicos y derivados de los mismos donde:
R-CeC-CeC-R'
bien R y/o R' comprenden un grupo COX,
donde X es: -NHY, -OY, -SY, donde Y es Ho cualquier grupo que comprende al menos un atomo de carbono.
Son tambien particularmente preferidos los derivados en los que el grupo acido carboxflico se ha funcionalizado en 20 una amida, ester o tioester, siendo las amidas particularmente preferidas. Estos se pueden hacer facilmente haciendo reaccionar un acido diacetileno-carboxflico con un agente de cloracion tal como cloruro de oxalilo y despues haciendo reaccionar el cloruro de acido diacetilenico con un compuesto nucleofilo tal como una amina, alcohol o tiol. Un compuesto acido diacetileno-carboxflico particularmente preferido es el acido 10,12- docosadiinodioico y sus derivados tales como amidas, esteres, tioesteres y similares. Los derivados del acido 10,1225 docosadiinodioico particularmente preferidos en especial son amidas. Un derivado de amida del acido 10,12- docosadiinodioico todavfa particularmente preferido es la propargilamida en la que al menos uno, preferiblemente ambos grupos acido carboxflico se han transformado en la propargilamida, como se muestra a continuacion:
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Las propargilamidas se hacen haciendo reaccionar acidos carboxflicos con propargilamina. Otras aminas preferidas 30 que se pueden usar para crear amidas adecuadas incluyen: dipropargilamina y 1,1-dimetilpropargilamina.
El diacetileno activable en general se usa junto con un agente que absorbe luz del NIR, que es un compuesto que absorbe luz en el intervalo de longitud de onda de 700 a 2500 nm.
Una fuente de luz del NIR, tal como un laser de fibra de NIR, se usa para calentar el diacetileno solo en zonas donde se requiere la imagen. Despues se usa una fuente de luz UV, tal como una lampara germicida, para inundar el 35 sustrato de papel con luz UV. Sin embargo, el compuesto de diacetileno solo sufre una reaccion de cambio de color para crear una imagen en las zonas que se expusieron inicialmente a la luz del NIR. Las zonas del revestimiento no expuestas a la luz del NIR sufren una reaccion de cambio de color insignificante, permanecen esencialmente incoloras, y son estables frente a la radiacion de fondo. Se puede usar un cabezal de impresion termico para iniciar la etapa de preactivacion basada en calor.
40 Los ejemplos espedficos de agentes que absorben luz en el NIR incluyen:
i. Agentes organicos que absorben en el NIR
ii. Polfmeros “conductores” que absorben en el NIR
iii. Agentes inorganicos que absorben en el NIR
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iv. Agentes de absorcion inorganicos no estequiometricos.
Los agentes que absorben en el NIR particularmente preferidos son aquellos que no tienen esencialmente absorcion en la region visible del espectro (de 400 a 700 nm) y por lo tanto dan lugar a revestimientos que aparecen visiblemente incoloros.
Los agentes organicos que absorben en el NIR se conocen como colorantes/pigmentos de NIR. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a: familias de metaloporfirinas, metalotiolenos y politiolenos, metaloftalocianinas, variantes de aza de estos, variantes anilladas de estos, sales de pirilio, escuarilios, croconios, aminios, diimonios, cianinas e indolenino-cianinas.
Los ejemplos de compuestos organicos que se pueden usar en la presente invencion se ensenan en el documento US6911262, y se dan en “Developments in the Chemistry and Technology of Organic dyes”, J Griffiths (ed), Oxford: Blackwell Scientific, 1984, y “Infrared Absorbing Dyes”, M Matsuoka (ed), New York: Plenum Press, 1990. Se pueden encontrar ejemplos adicionales de los colorantes o pigmentos de NIR de la presente invencion en la serie Epolight™ suministrada por Epolin, Newark, NJ, EE.UU.; la serie ADS suministrada por American Dye Source Inc, Quebec, Canada; las series SDA y SDB suministradas por HW Sands, Jupiter, FL, EE.UU.; la serie Lumogen suministrada por BASF, Alemania, en particular Lumogen IR765 y IR788; y la serie Pro-Jet de colorantes suministrada por FujiFilm Imaging Colorants, Blackley, Manchester, Reino Unido, en particular ProJet™ 830NP, 900NP, 825LDI y 830LDI. Se ensenan ejemplos adicionales en WO08/050153.
Los ejemplos de polfmeros “conductores” que absorben en el NIR incluyen PEDOT tales como el producto Baytron® P suministrado por HC Starck. Se ensenan ejemplos adicionales en el documento WO05/12442.
Los ejemplos de agentes inorganicos que absorben en el NIR incluyen sales de cobre (II). Se prefiere en particular el hidroxil-fosfato de cobre (II) (CHP). Se ensenan ejemplos adicionales en el documento WO05/068207. El CHP se prefiere en particular en combinacion con un laser de fibra de NIR que trabaja con una longitud de onda de aproximadamente 1 micrometro.
Los ejemplos de agentes de absorcion inorganicos no estequiometricos incluyen oxido de indio y estano reducido, oxido de antimonio y estano reducido, nitrato de titanio reducido y oxido de cinc reducido. Se ensenan ejemplos adicionales en el documento WO05/095516. Se prefiere en particular el oxido de indio y estano reducido en combinacion con un laser de 1550 nm a 2500 nm.
Se prefiere en particular si el perfil de absorcion del agente que absorbe en el NIR se corresponde aproximadamente con la o las longitudes de onda de emision de la fuente de luz de NIR usada.
Otros agentes que absorben luz que se pueden usar, en lugar del agente que absorbe en el NIR, incluyen agentes que absorben luz UV (120 a 400 nm), visible (400 a 700 nm) y del infrarrojo medio (~10,6 micrometros). Los ejemplos incluyen colorantes/pigmentos, absorbentes de UV y agentes de tipo Iriodin.
Se pueden usar agentes de transferencia de carga junto con un diacetileno en la presente invencion. Estos son sustancias que inicialmente son incoloras pero reaccionan con protones (H+) para producir una forma coloreada. Los agentes de transferencia de carga que forman parte de la presente invencion, incluyen compuestos conocidos como carbazoles y se describen ejemplos adecuados en el documento WO2006/051309. Tambien se pueden usar agentes de transferencia de carga conocidos por los expertos en la tecnica, tales como colorantes leuco. Los agentes de transferencia de carga normalmente se usan en combinacion con otras sustancias tales como agentes que absorben luz que pueden ser de longitud de onda espedfica, agentes que generan calor, agentes que generan acido y similares.
Una combinacion particularmente preferida para usar en esta invencion es un diacetileno tal como el acido 10,12- pentacosadiinoico o acido 10,12-docosadiinodioico (o un derivado de los mismos), para dar azul y rojo, con un agente de transferencia de carga que genera verde.
Los colorantes leuco pueden ser cualquier serie de colorantes que presenten cambio o formacion de color tras exposicion a determinados tipos de radiacion. Los ejemplos no limitantes de colorantes leuco adecuados incluyen fluoranos, ftalidas, amino-triarilmetanos, aminoxantenos, aminotioxantenos, amino-9,10-dihidro-acridinas, aminofenoxazinas, aminofenotiazinas, aminodihidro-fenazinas, aminodifenilmetanos, acidos aminohidrocinamico (cianoetanos, leuco-metinas) y los correspondientes esteres, 2-(p-hidroxifenil)-4,5-difenilimidazoles, indanonas, leuco-indaminas, hidrozinas, colorantes leuco-indigoides, amino-2,3-dihidroantraquinonas, tetrahalogeno-p,p'- bifenoles, 2-(p-hidroxifenil)-4,5-difenilimidazoles, fenetilanilinas, precursores de ftalocianinas (tales como los disponibles en Sitaram Chemicals, India), y mezclas de los mismos. El ensayo experimental ha mostrado que los colorantes basados en fluorano son una clase de colorantes leuco que presentan propiedades deseables. Ademas, las ftalidas y los aminotriarilmetanos tambien pueden ser deseables para usar en determinadas aplicaciones. Se describen colorantes leuco adecuados en "Dyestuffs and Chemicals for Carbonless Copy Paper" presentado en Coating Conference (1983, San Francisco, cA pag. 157-165) por Dyestuffs and Chemicals Division de Ciba-Geigy Corp Greenboro, NC. Se entiende que algunos colorantes leuco presentan halocromfa y son incoloros en medio neutro o alcalino, pero se convierten en coloreados cuando reaccionan con una sustancia acida, donadora de
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protones o aceptora de electrones. Los ejemplos adecuados incluyen compuestos tales como compuestos de trifenilmetanoftalida, compuestos de azaftalida, compuestos de isoindolida-ftalida, compuestos de vinilftalida, compuestos de espiropirano, compuestos de lactama de rodamina, compuestos de lactona y dilactona, azul de benzoil-leuco-metileno (BLMB), derivados de bis-(p-di-alquilaminoaril)metano, xantenos, indolilos, auraminas, compuestos de cromenoindol, compuestos de pirolo-pirrol, compuestos de fluoreno, y compuestos de fluorano y bisfluorano, siendo preferidos los compuestos de fluorano. Los productos colorantes leuco comerciales particularmente preferidos incluyen la variedad Pergascript hecha por Ciba Speciality Chemicals, Basel, Suiza, los de Yamada Chemical Co. Ltd, Kyoto, Japon, los comercializados por Nippon Soda y los suministrados por BF Goodrich Corp., Cincinnati, OH.
Se ensenan ejemplos adicionales de sistemas formadores de color de tipo colorante leuco adecuados en los documentos EP1827859, WO2006052843 y WO2007114829.
Se pueden usar agentes carbonizables en la presente invencion. Estos son agentes que se carbonizaran o sufriran una reaccion de caramelizacion para dar una marca de contraste. Los ejemplos incluyen hidratos de carbono, polisacaridos, azucares, gomas, almidones y similares. Ejemplos adicionales incluyen: glucosa, sacarosa, polidextrosa, maltodextrina (de cualquier DE), goma de algarrobilla, goma guar, almidon, hidratos de carbono reductores y alginatos y similares. Se prefiere si el agente carbonizable se usa en combinacion con una base tal como bicarbonato sodico. Se prefiere en particular si se usa metaborato sodico en combinacion con un agente carbonizable.
Otros componentes que se pueden anadir incluyen compuestos que comprenden grupos nucleofilos tales como aminas. Los ejemplos incluyen etanolamina y aminoacidos y aminocarbohidratos tales como glicina y D- glucosamina. Tambien se pueden anadir sales de amonio tales como sulfato amonico y fosfato amonico dibasico. Se ensenan ejemplos adicionales en los documentos WO2008083912 y WO2008107345.
Se ensenan otros procesos qmmicos de cambio de color para usar en la presente invencion en los documentos WO2009/003976, WO2002/006058, US6903153, WO2007/114829, WO2006/063165, US20070098900,
WO2007/088104, EP2085437, WO2009/024497, WO2009/010405, WO2009/010393, WO2008107345,
WO2008083912, WO2007088104, WO2007031454 y WO2007012578.
El sustrato tambien puede comprender un agente de generacion termica o fotogeneracion de acido o base. Un agente de fotogeneracion de acido es una sustancia que por exposicion a la luz genera un entorno acido, normalmente liberando protones. Un agente de generacion termica de acido es una sustancia que por exposicion al calor genera un entorno acido, normalmente liberando protones. Los ejemplos de generadores de acido preferidos incluyen compuestos de tipo “onio” tales como sales de sulfonio o yodonio, y triflatos. Los ejemplos incluyen los productos de Cyracure suministrados por Dow. Se prefiere en particular incluir un generador de acido cuando se usan colorantes leuco halocromicos o agentes de transferencia de carga.
A la inversa, un agente de fotogeneracion de base es una sustancia que por exposicion a la luz genera un entorno basico, normalmente mediante la depuracion de protones. Un agente de generacion termica de base es una sustancia que por exposicion al calor genera un entorno basico, normalmente por depuracion de protones.
La luz usada para generar imagenes en los sustratos de la presente invencion, puede tener una longitud de onda de emision en la region de 120 nm a 20 micrometres. Puede ser monocromatica o de banda ancha. Puede ser radiacion laser o no coherente. La radiacion laser puede ser de onda continua o pulsada. El laser puede ser laser de UV, visible, infrarrojo cercano o infrarrojo medio. El laser puede ser un laser de CO2, un laser de fibra, un laser de Nd:YAG, un laser de estado solido, un laser de exdmeros, un laser de diodos o una matriz de diodos.
Se prefiere en particular la radiacion laser ya que los laseres se pueden controlar por ordenador con el programa informatico adecuado para producir impresion digital. La imagen producida puede ser texto legible por seres humanos, dibujos o dispositivos, o codigos legibles mediante maquinas tales como codigos de barras y similares.
La invencion se ilustrara ahora mediante los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos se hicieron usando tanto pasta qmmica como pasta termomecanica.
Ejemplo 1
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Octamolibdato amonico 5% (antes Climax Molybdenum)
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Se genera la imagen en el papel usando un laser de CO2 de 30 W Videojet 3320 para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina.
Ejemplo 2
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Metaborato sodico tetrahidrato 10% (antes Aldrich)
Se genero la imagen en el papel usando un laser de CO2 de 30 W Videojet 3320 para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina.
Ejemplo 3
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Octamolibdato amonico 5% (antes Climax Molybdenum) e hidroxido-fosfato de cobre (II) 5% (Fabulase 322, antes Budenheim).
Se genero la imagen en el papel usando un laser de fibra de 30W, 1070 nm, para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina.
Ejemplo 4
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Acido 10,12-pentacosadiinoico 2% (antes GFS Chemicals).
Se genero la imagen en el papel usando un laser de UV de 5 W 266 nm, para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina en multiples colores.
Ejemplo 5
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Propargilamida del acido 10,12-pentacosadiinoico 2% (hecho en el laboratorio haciendo reaccionar el acido 10,12- pentacosadiinoico a traves de su cloruro de acido, con propargilamina).
Se genero la imagen en el papel usando un laser de UV de 5 W 266 nm, para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina en multiples colores.
Ejemplo 6
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Butilamida del acido bis-10,12-pentacosadiinoico 2% (hecho en el laboratorio haciendo reaccionar el acido 10,12- pentacosadiinoico a traves de su cloruro de acido, con 1,4-diaminobutano).
Se genero la imagen en el papel usando un laser de UV de 5 W 266 nm, para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina en multiples colores.
Ejemplo 7
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m-2 y que comprende:
Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Colorante leuco Yamada ETAC 2,5% y fotogenerador de acido fotoiniciador UVI Cyracure UVI-6992 5% (antes 5 Dow).
Se genera la imagen en el papel usando un laser de UV de 5 W 355 nm, para producir texto legible por el ser humano y codigos de barras legibles por maquina en multiples colores.
Ejemplo 8
Papel base que tiene un peso por unidad de area de aproximadamente 70 g.m"2 y que comprende:
10 Fibra: 100% de pasta batida a aproximadamente 30° SR.
Apresto 0,5%
Pergascript Blue SRB-P 1% (antes Ciba), Yamada Yellow Y-726 2% (antes Yamada), fotoiniciador UVI Cyracure UVI-6992 4% (antes Dow) y acido 10,12-Pentacosadiinoico 2,5% (antes GFS Chemicals).
Se produjeron imagenes en rojo y azul usando un laser de UV a 266 nm, e imagen verde producida usando un laser 15 de Uv a 355 nm. Estas imagenes se produjeron independientemente unas de otras.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de fabricacion de un sustrato de papel que comprende un formador de color que es capaz de sufrir una reaccion de cambio de color activada por luz, en donde el formador de color se aplica al sustrato de papel durante la fabricacion de dicho sustrato de papel, y el formador de color es un oxoanion de metal, un compuesto organico molecular o combinacion de los mismos, en donde el formador de color se aplica al sustrato de papel en la etapa de encolado de la fabricacion, y/o en donde el formador de color se incorpora en el cuerpo del sustrato de papel.
  2. 2. Un metodo segun la reivindicacion 1, en donde el sustrato de papel es papel, carton, cartulina, carton ondulado o un laminado.
  3. 3. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente, en donde el oxoanion de metal es un molibdato, preferiblemente octamolibdato o un borato, preferiblemente metaborato, tal como metaborato sodico.
  4. 4. Un metodo segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el compuesto organico molecular es un diacetileno, colorante leuco o agente de transferencia de carga.
  5. 5. Un metodo segun la reivindicacion 4, en donde el diacetileno es el acido 10,12-pentacosadiinoico o acido 10,12- docosadiinodioico o uno de sus derivados.
  6. 6. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente, que ademas comprende aplicar un agente de generacion de acido o base al sustrato de papel.
  7. 7. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente, que ademas comprende aplicar un agente que absorbe energfa al sustrato de papel, preferiblemente un agente que absorbe en el infrarrojo cercano.
  8. 8. Un metodo segun la reivindicacion 7, en donde el agente que absorbe en el infrarrojo cercano es hidroxido- fosfato de cobre (II), un oxido metalico o metalico mixto reducido, un polfmero conductor o un colorante/pigmento de NIR organico.
  9. 9. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente, en donde el formador de color es capaz de producir imagenes multicolor.
  10. 10. Un sustrato de papel que se puede obtener por un metodo segun cualquier reivindicacion precedente.
  11. 11. Un artfculo hecho de un sustrato de papel segun la reivindicacion 10.
  12. 12. Un metodo de generacion de imagenes en un sustrato de papel segun la reivindicacion 10, que comprende dirigir radiacion de luz al sustrato de papel, preferiblemente en donde la radiacion de luz tiene una longitud de onda de emision en la region de 120 nm a 20 micrometres.
  13. 13. Un metodo segun la reivindicacion 12, en donde la radiacion de luz se proporciona mediante un laser.
  14. 14. Un sustrato de papel con imagen generada que se puede obtener por el metodo de la reivindicacion 12 o 13.
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