NO883701L - Trykkfoelsomt kopieringspapir. - Google Patents

Abstract

Et beskyttende overliggende belegg er tilveiebragt for et selvstendig trykkfølsomt, karbonfritt kopieringsark. Arket er initialt belagt med en blanding av en mikroinnkapslet fargedanner og en fargefreiukaller i et bindemiddelmedium. Det beskyttende belegg forhindrer for tidlig fargedannelse ved ikke-tilsiktet brytning av mikrokapslene og med derav følgende reaksjon mellom fargedanneren og fargefremkalleren. Det påførte belegg omfatter hovedsakelig et vannbasert, filmdannende materiale, hvorav egnete materialer innbefatter syntetisk lateks, polyvinylalkohol og polyvinylalkohol-acetat-kopolymerer, cellulosegummier og -etere, akrylharpikser, polyetylenoksydetere, polyvinylpyrrolidon og kopolymerer av styren, etylen og metylvinyleter med maleinsyreanhydrid.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører tilveiebringelse av et selvstendig, trykkfølsomt karbonfritt kopieringsark med et beskyttende belegg for å forbedre gnidemotstanden og andre håndteringskvaliteter for produktet.

Trykkfølsomme karbonfrie kopieringsark er generelt tilgjen-gelige i to forskjellige typer, nemlig komplementære og selvstendige.

Ved fremstilling av den komplementære type påføres en første type belegg på baksiden av et ark som vil bli anvendt som overliggende ark, og en andre typebelegg påføres på det ark som skal anvendes som et underliggende ark. Under anvendelse blir disse ark plassert i et overliggende/underliggende forhold. Når det overliggende ark skrives på eller trykkes på under anvendelse av trykk, eksempelvis ved hjelp av en kulepenn eller en skriver av anslagstypen, vil noe materiale i belegget på baksiden av det overliggende ark overføres på

(eller inn i) belegget på oversiden av det underliggende ark, hvilket forårsaker en kjemisk og/eller fysikalsk reaksjon på anslagsstedet og i henhold til mønstret av det pålagte trykk, hvilket fører til at et synlig merke dannes på oversiden av det underliggende ark overensstemmende med sted og mønster av det påførte trykk på forsiden av det overliggende ark.

Ved fremstilling av selvstendige trykkfølsomme karbonfrie kopieringsark av den mest vanlige type fremstilt av Moore Business Forms, Inc., blir visse mengder av belegningsopp-slemninger som konvensjonelt anvendes i de respektive belegg for bakside og forside av den belagte bakside (CB") og belagte forside ("CF") som anvendes ved fremstilling av kompiementær-typen av trykkfølsomme karbonfrie kopieringsark nevnt ovenfor blandet sammen.

Konvensjonelt omfatter CB belegningsoppslemningen mikroinnkapslet fargedanneroppløsning dispergert i et emulgerings/- bindemedium, og CF belegningsoppslemningen omfatter en fargefremkaller, slik som sink-modifisert novolakk-polymer-partikler dispergert i et bindemiddel.

Når denne blanding belegges på et papirsubstrat vil det resulterende ark gi et synlig merke i det område hvor anslaget er påført på arket og det er ikke nødvendig med noen overføring av materialer. Dette har stor anvendelse i billeddannende systemer hvor anslag alene anvendes for å gi informasjon på arket uten anvendelse av overføring av noen materialer, slik som trykkfarge, karbon, toner, fargedanner eller lignende. Et slikt system vil generelt kreve en høy grad av følsomhet for billeddannende trykk. Som et resultat, da arket alltid er aktivt kan det lett undergå for tidlig billeddannelse forårsaket av normale håndteringsoperasjoner, slik som trykking, opprulling, kontroll, arkivering, kopiering, selve billeddannelselsesprosessen, distribuering, oppsamling og søking.

Det er en betydelig kjent teknikk som viser anvendelse av latekser, polyvinylalkoholer eller cellulosegummier og etere i karbonfrie systemer, enten som bindemidler for kapsler eller som et tilstedeværende overførselsmateriale fra kapselsfremstillingsprosessen.

Et beskyttende belegg er tilveiebragt for et selvstendig, trykkfølsomt karbonfritt kopieringsark. Initialt blir arket belagt med en blanding av en mikroinnkapslet fargedanner og en fargefremkaller i et bindemedium. Formålet med belegget er å forhindre for tidlig fargedannelse ved en tilfeldig brytning av mikrokapslene og en derav følgende reaksjon mellom fargedanneren og fargefremkalleren. Belegget omfatter en film dannet av et materiale som er oppløst, dispergert eller på annen måte fordelt i et i det vesentlige vandig medium. Disse materialer kan fremstilles i et vandig medium fra tørr tilstand før anvendelse eller kan kjøpes i for-oppløst eller dispergert tilstand fra fabrikanten.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveie- bringe en fremgangsmåte for å forbedre de generelle håndteringskvaliteter for selvstendige ark ved å belegge det selvstendige belagte ark med en barriere omfattende et filmdannende materiale i et i det vesenlige vandige medium. Det at filmdanneren skal være tilstede i et i det vesentlige vandig medium er relativt viktig av flere grunner. Den første vedrører mikrokapslene som inneholdes i det selvstendige belegg. Hovedandelen av mikrokapselskaller består av materialer som i varierende grad er permeable for organiske oppløsningsmidler, spesielt polare, hvilket tillater fjernelse av kjernemateriale. Hvis en mengde av kjer-nematerialet ekstraheres ved påføring av et organisk oppløsningsmiddel vil for tidlig fargedannelse finne sted når kjernefargedanneren kommer i kontakt med fargefremkal-lermaterialet. Den andre grunn vedrører hovedsakelig fenoliske eller sinkmodifiserte fenoliske polymerbaserte systemer. Disse materiale vil alle utvise varierende grad av oppløselighet i organiske oppløsningsmidler, både polare og ikke-polare. Ved anvendelse av slike oppløsningsmidler kan de miste betydelige mengder av deres fargefremkallende evne. Ingen av disse problemer inntreffer når det anvendes et i det vesentlige vannbasert system.

Da mange industrielt fremstilte emulsjoner, oppløsninger og dispersjoner av filmdannende materialer kan inneholde additiver eller i seg selv har egenskaper som kan være skadelig på noen måte for de billeddannende egenskaper av det karbonfrie selvstendige system uten brukerens kjennskap, så er det nødvendig å undersøke dem ved å påføre dem som et belegg på selvstendig belagte ark med etterfølgende undersøkelse for å bestemme om de er aksepterbare. Egnete materialer som er funnet innbefatter syntetiske latekser, polyvinylalkoholer (PVA) og polyvinylalkohol-acetat-kopolymerer (PVAc), cellulosegummier og etere, akrylharpikser, polyetylenoksydetere, polyvinylpyrrolidon (PVP) og kopolymerer av styren, etylen og metylvinyleter med maleinsyreanhydrid. Andre materialer som konvensjonelt anvendes for forankring og filmdannelse kan også være egnet for anvendelse og kan lett identifiseres ved den fremgangsmåte som er vist i det etterfølgende.

Prinsippene ved oppfinnelsen vil ytterligere bli diskutert under henvisning til tegningen, hvori en foretrukken utførelsesform er vist.

Tegningen viser et gjennomskåret tverrsnitt av et papirark, belagt med et gnidebeskyttet, selvstendigt, trykkfølsomt karbonfritt kopieringsmateriale, tilveiebragt i henhold til foreliggende oppfinnelse, idet arket er dekket med et overliggende ark som er vist idet det skal bringes til anslag av et anslagstrykkeelement for å forårsake at et synlig merke med hensikt gjøres på det underliggende ark.

Ved utøvelse av den beste utførelsesform av oppfinnelsen for laboratorieprøveformål blir en selvstendig, karbonfri belegningskomposisjon bestående av en blanding av mikrokapsler inneholdende fargedanneroppløsning som er sammensatt til å gi et sort bilde, sinkmodifiserte novolakk-fenolpolymerpartikler, fyllpigmenter og bindemidler belagt på frontoverflaten av et hvitt skrivepapir, slik som "Boise Summit Bond", med en flatevekt på 45 g/m<2>ved hjelp av en wireomviklet stav til å gi et tørt belegg i en mengde på 5,0 - 10,0 g/m<2>.

Deretter ble denne bunke av konvensjonelt SC produkt delt opp i ni deler. Den første del, for sammenligning, ble ikke belagt, mens de andre åtte deler ble belagt med åtte forskjellige potensielle belegningsblandinger i et forsk-ningslaboratorium ved å la en oppløsning av de respektive blandinger flyte ut på de respektive SC-belagte ark under anvendelse av en glatt stav for å utspre belegget til et generelt jevnt tykkelsesnivå. De belagte ark og kontroll-arkene ble deretter underkastet tørking i en ovn ved en temperatur på 110°C i 1 min., fjernet og fikk deretter gjenvinne omgivelsestemperaturen og fuktighet og deretter veiet og undersøkt med hensyn til gnidemotstand som rapportert i forbindelse med den etterfølgende tabell I. I kolonnen merket "Avsatt" er den gjengitte mengde vekten av belegget, etter tørking, avgitt i g/m<2>.

Med hensyn til belegningsmaterialene, så er "Dow 620" en styren-butadiengummi, "Vinol 325" en polyvinylalkohol, "Techniflex 5200 " er en akrylpapirlakk, "EMA 1103" er et etylen-maleinsyreanhydrid, "Scriptset 540" er styrenmalein-syreanhydrid, "Future" er et akrylgulvbelegg som selges i matforretninger for husholdsningsanvendelse, "Rhoplex B-15" er en kationisk lateks, og som en ytterligere kontroll er "Joncryl 678" en akrylsyreharpiks som var oppløst i etanol/metylkarbitol, i steden for delene 2-8 som ble påført som en vandig emulsjon.

Under henvisning til tegningen, så er et papirark betegnet med 10 med et SC-belegg 12, belagt med en belegningsblanding og tørket til å gi et belegg 14, og dekket med et ark skrivpapir 16 med en flatevekt på 4 0 g/m<2>og skrevet på under anvendelse av en "IBM-Selectric" skrivemaskin. "Bilde"-kolonnen i tabell I gjengir resultatene for en slik prøve angitt som et viljedannet bilde sammenlignet med bakgrunnen. Som vanlig for slike bestemmelser er resultatene gjengitt for umiddelbar avlesning og én som var gjort 2 0 minutter etter skrivemaskinanslag. Bestemmelsene ble utført under anvendelse av et Bausch & Lomb opasimeter som ytterligere beskrives nedenfor.

Gnidemotstanden ble målt ved å gni den belagte side av hvert ark under anvendelse et "Scott C"-brettet papirhåndkle nr. 150 ved et trykk på 0,2 - 0,3 kg/cm<2>, hvor gnidningen ble utført med og på tvers av påføringsretningen for belegget.

I kolonnen merket "Gnidemotstand" indikerer de to tall adskilt med skråstrek gnideretningen. Det første tall, før skråstreken i kolonne, er avlesningen for gnidninger i banens retning, og det andre tall, etter skråstreken, er for gnidning på tvers av banen. Disse to avlesninger ble foretatt fordi en doktorkniv eller lignende anordning sprer belegningsmaterialet på papiroverflaten når papiret trekkes gjennom belegningsanordningen. Som følge av uregelmes-sigheter i partikkelstørrelsene i kniven eller i papiret kan stripedannelser oppstå i belegget. Når gnidning finner sted med stripedannelse kan det gi en avlesning som er feilaktig. Følgelig for å oppnå en mere sikker avlesning så foretas to gnidninger i rett vinkel i forhold til hverandre og en avlesning gjøres for hver av disse.

I tabell I er tallene i gnidemotstandskolonnen separert med en skråstrek, eksempelvis er den første avlesning 67,3/71,4. Dette er avlesninger erholdt med et Bausch & Lomb. Opasimeteret avleser refleksjon og opasimeteret er kalibrert ved å sette refleksjonen til substratet til 100. Substratet er vanligvis et hvitt papir. Således vil den første avlesning på 67,3/71,4 indikere en dårlig refleksjon (farve som følge av brukne kapsler og representerer således en markant absorpsjon av noe av lyset). Den andre avlesning på 96,7/96,2 indikerer god refleksjon (svært lite farge fra brutte kapsler), dvs. bare noen få prosent under avlesningen på 100 for det hvite substrat. Ingen gnideverdier ble erholdt for delene 8 og 9 som følge av dårlige resultater med hensyn til billedintensitet.

Ved en tolkning av resultatene som er vist i tabell I er det konkludert at i mange tilfeller kan et papir med et selvstendig, trykkfølsomt karbonfritt kopieringsbelegg forbedres ved at det påføres et belegg under anvendelse av et vann-basert film-dannende materiale for således dramatisk å forbedre gnidemotstanden, uten vesentlig forringing av den billeddannende evne sammenlignet med den ikke-belagte kontroll (del 1). Påføringen av et belegg av et film-dannende materiale oppløst i et ikke-vandig oppløsningsmid-del kan sees å ha en betydelig forringende effekt, hvilket også er tilfellet for lateksbelegget.

Vann-baserte belegg kan påføres under belegningsfasen ved fremstilling av konvensjonelle selvstendige trykkfølsomme karbonfrie kopieringsark fremstilt ved belegning med en gardinbelegningsanordning av forskjellige typer, eller under avslutningsfasen med et flekso-trykkbelegg på trykkpressen eller kollator. Dette gir et selvstendig ark med fordelen av høy billedfølsomhet og forlenget levetid under anvendelse.

Belegg kan også gi mulighet til å inkludere additiver for bedre virking, hvilke additiver ikke vil være så nyttige eller kompatible med blandingen av selve det selvstendige system. Eksempelvis kan en U.V. absorberende bestanddel innbefattes i belegget for å gi resistent motU.V. ekspone-ring. Et overflate-modifiserende middel kan innbefattes for å gi et belegg med en bedre mottagende flate for trykking eller sveiping eller for å gi en glinsende eller matt finish.

Egnete vann-baserte film-dannende materialer som er funnet egnet for anvendelse som belegg ifølge oppfinnelsen innbefatter emulsjoner, dispersjoner eller oppløsninger av syntetiske latekser, polyvinylalkoholer og polyvinylalkohol-acetat-kopolymerer, cellulosegummier og -etere, akrylharpikser, polyetylenoksydetere, polyvinylpyrrolidon, kopolymerer av styren, etylen og metylvinyleter med maleinsyreanhydrid, og andre forskjellige materialer som konvensjonelt anvendes for forankring, filmdannelse og lignende.

Selvstendige, karbonfrie belegg med et overliggende beskyttende belegg kan anvendes i mange produkter og anvendelser, hvor forbedret gnidemotstand og nedsatt misfarging er nødvendig. Disse overliggende belegg tilveiebringer forbedret beskyttelse av bildet mot vær og slitasje. Forsterkete sikkerhetsaspekter, uuslettelighet, og endrings-resistens av bildet oppnås med disse påførte belegg.

Visse eksempler på produkter som kan oppnå fordeler ved slike påførte belegg er forretningsformularer, flybilletter, lodd, fraktbrev og andre tilsvarende produkter. Generelt vil et hvilket som helst dokument med karbonfrie mikrokapsler eller mere spesielt, selvstendige karbonfrie belegg kunne forbedres ved påføring av et belegg i henhold til oppfinnelsen.

Det skulle nå være åpenbart at selvstendige, trykkfølsomme karbonfrie kopieringsark med et anti-gnidebeskyttende belegg som beskrevet ovenfor, utviser alle de fordeler som angitt tidligere.

Claims (4)

1. Et forbedret,selvsendig trykkfølsomt karbonfritt kopieringsark, omfattende et papirark eller et papirlignende skrivemateriale som på én side er forsynt med et selvstendig trykkfølsomt karbonfritt kopieringsbelegg som ved anslag ved lokal påføring av trykk ved en posisjon danner et optisk synlig merke i denne posisjon, karakterisert ved et overliggende belegg av et in-situ tørket, vann-basert filmdannende materiale som danner en film på det selvstendige, trykkfølsomme karbonfrie kopieringsbelegg.

2. Kopieringsark ifølge krav 1, karakterisert ved at den overliggende film er fremstilt av minst ett materiale valgt fra gruppen bestående av syntetisk lateks, polyvinylalkohol og polyvinylalkohol-acetat-kopolymerer, cellulosegummier og -etere, akrylharpikser, polyetylenoksydetere, polyvinylpyrrolidon og kopolymerer av styren, etylen og metylvinyleter med maleinsyreanhydrid.

3. Fremgangsmåte ved fremstilling av et selvstendig, trykkfølsomt karbonfritt kopieringark, karakterisert ved å påføre på den belagte side av et papirark eller et papirlignende kopieringsmateriale som er påført et selvstendig, trykkfølsomt, karbonfritt kopieringsbelegg som ved anslag av lokal påføring av trykk ved en posisjon danner et optisk synlig merke i denne posisjon, et overliggende belegg av et vannbasert , film-dannende materiale, og tørke belegget til å gi en overliggende film på det selvstendige, trykkfølsomme karbonfrie kopieringsbelegg.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at kopieringsbelegget påføres en film fremstilt av minst ett materiale valgt fra gruppen bestående av syntetisk lateks, polyvinylalkohol og polyvinylalkohol-acetat-kopolymerer, cellulosegummier og -etere, akrylharpikser, polyetylenoksydetere, polyvinylpyrrolidon og kopolymerer av styren, etylen og metylvinyleter med maleinsyreanhydrid.