ES2339167T3 - Material de registro sensible al calor. - Google Patents
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Abstract
Material de registro sensible al calor, con un sustrato que en al menos una cara presenta una capa de registro sensible al calor, con un precursor de materia colorante y un aceptor de color, reaccionando uno con otro el precursor de materia colorante y el aceptor de color, generando color bajo la acción del calor, caracterizado porque la capa de registro sensible al calor presenta como aceptor de color, N-(p-toluenosulfonil)-N''-3-(p-tolueno sulfonil-oxi-fenil)-urea, según la siguiente fórmula (1): **(Ver fórmula)** y además, como sensibilizador, 2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol, según la siguiente fórmula (2): **(Ver fórmula)**
Description
Material de registro sensible al calor.
La invención se refiere a un material de
registro sensible al calor, con un sustrato que al menos en una de
sus dos caras, lleva una capa de registro sensible al calor. La al
menos una capa de registro sensible al calor, presenta un precursor
de materia colorante y un aceptor de color, que bajo la acción del
calor reaccionan uno con otro generando color. La invención se
refiere también en igual medida a la utilización como tique, del
material propuesto de registro sensible al calor.
Materiales de registro sensibles al calor del
tipo descrito al comienzo, por ejemplo, con una hoja de papel, con
una hoja de papel de síntesis, o con una lámina de plástico, como
sustrato, son conocidos desde hace años como materiales de registro
que reaccionan químicamente, y gozan de una popularidad siempre
creciente, lo que entre otras cosas hay que achacar a que su
utilización, en especial como tique, está vinculada con grandes
ventajas, a las expendedoras de tiques. Debido a que los componentes
cromógenos están metidos en el mismo material de registro, para el
procedimiento de registro sensible al calor, se pueden instalar en
gran número las impresoras sin tóner ni cartuchos de tinta, que no
necesitan más ser controladas por nadie en su funcionamiento. Así
se ha impuesto esta tecnología innovadora, en especial en el tráfico
público de personas, en autobuses y ferrocarriles, así como en el
tráfico aéreo, en las cajas de estadios y museos, así como en
expendedoras de comprobantes de estaciona-
miento.
miento.
Con el objetivo de mejorar los materiales de
registro sensibles al calor, en especial en su utilización como
tiques, con respecto a su resistencia contra las influencias
ambientales, como calor y humedad, siempre entraron en acción de
nuevo, las novedades en la química que les sirve de base, y en la
técnica de fabricación para la producción de tales materiales de
registro.
Así, es objeto del documento US 2005/0148467 A1,
un material de registro sensible al calor que para la formación de
una imagen impresa irreversible, contiene al menos los componentes
de dos sistemas cromógenos, siendo uno de los sistemas, del tipo de
quelación, y el otro, un sistema convencional de leucocolorante.
Como posible agente de desarrollo se citan una multitud de
sulfonilureas, entre otras también
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea,
que para el cumplimiento de la misión allí impuesta, se tienen que
combinar forzosamente con un segundo agente de desarrollo.
En el conocido material de registro del tipo
arriba descrito, es desventajosa la utilización costosa de dos
sistemas cromógenos, lo que hace muy caro el material de registro
conocido de tal manera. Tampoco se extrae de la publicación citada,
ninguna indicación de que el conocido material de registro, sea
especialmente bueno para imprimir. No obstante, justamente
partiendo de esto, se apunta a un aspecto de la misión para el nuevo
material de registro sensible al calor,
Es claro que los inventores sabían que con la
utilización proyectada del nuevo material de registro como tique,
existen exigencias reforzadas del mercado con respecto a una buena
estampación en impresión flexo gráfica y en offset en la al menos
una cara del material de registro, que presenta la capa de registro
sensible al calor. Además, y es de la máxima importancia para el
nuevo material de registro, este debe disponer de una resistencia
excelente frente a influencias ambientales como, por ejemplo,
etanol, agua y plastificantes, así como de una resistencia
sobresaliente a la luz, para al mismo tiempo, sensibilidad
suficiente frente al calor suministrado en forma de una imagen
impresa térmicamente.
Es preferente un material de registro sensible
al calor que disponga por una sola cara, de una capa de registro
sensible al calor. Si, como se da aquí, en el planteamiento de la
misión, se debe de tener en cuenta en forma preferente, un material
de registro sensible al calor que junto a una buena imprimibilidad y
excelente resistencia frente a influencias ambientales (en
especial, etanol) y a la luz en la cara con la capa de registro
sensible al calor, presente también una muy buena imprimibilidad en
la cara del reverso, se ha de considerar que los recubrimientos de
la cara frontal y del reverso de un sustrato posicionado en medio,
se influencian mutuamente entre sí. Para la solución de una misión
planteada de tal manera, hay que dirigir el foco de la invención,
no sólo hacia la cara del nuevo material de registro con la capa de
registro sensible al calor, sino también a su cara opuesta del
reverso.
Por consideraciones económicas, el nuevo
material de registro se debe de arreglar ciertamente lo más posible,
sin cualquier otra cubierta de capa protectora, aunque
alternativamente a esto, también cabe imaginar un material de
registro que soporte sobre la capa de registro, una capa protectora
de construcción sencilla.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la solución de estas misiones establecidas,
se propone un material de registro sensible al calor,
- -
- que en al menos una cara presente una capa de registro sensible al calor, con un precursor de materia colorante y un aceptor de color, reaccionando uno con otro el precursor de materia colorante y el aceptor de color, generando color bajo la acción del calor,
\newpage
- -
- y estando caracterizado el material de registro sensible al calor, porque la capa de registro sensible al calor presenta como aceptor de color, N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno sulfonil-oxi-fenil)-urea, según la siguiente fórmula (1):
- y además, como sensibilizador, 2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol, según la siguiente fórmula (2):
Se considera como especialmente preferente,
cuando
2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol,
según la fórmula (2) es el único sensibilizador en la capa de
registro sensible al calor.
Básicamente, los materiales de registro
sensibles al calor, que presentan componentes absorbentes de rayos
UV, de base de benzotriazol, son conocidos por el documento EP 0 992
363 A 1, sin que allí se haga público un sensibilizador según la
fórmula (2). Según la conocida propuesta, mediante el aseguramiento
de un gradiente de concentración para medios absorbentes de rayos
UV en varios recubrimientos aplicados sobre un sustrato, se debe de
resolver el problema de la resistencia a la luz de imágenes
configuradas impresas térmicamente. Como posibles aceptores de
color se dan a conocer componentes conocidos y acreditados en el
estado actual de la técnica, que también para la presente invención
se citan como asociados de combinación para el aceptor de color
esencial para la invención,
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea
según la fórmula (1), por el contrario en el documento conocido no
se encuentra ninguna evidencia con respecto al
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea.
En consecuencia tampoco se obtiene de este documento, indicación
ninguna sobre la combinación según la invención de
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea,
según la fórmula (1) con
2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol,
según la fórmula (2) según la invención aquí presente.
El aceptor de color,
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea
según la fórmula (1) puede estar integrado en la capa de registro
sensible al calor
- -
- o bien en combinación con otros aceptores de color, en especial escogidos de la lista que comprende: 2,2bis(4-hidroxifenil)-propano, 4-[(4-(1-metiletoxi(fenil)sulfonil]-fenol, 4-hidroxi-4'-isopropoxidifilsulfona, 4,4'-dihidroxi-difenilsulfona, 2,4'-dihidroxi-difenilsulfona, N-(2-hidroxifenil)-2-[(4-hidroxifenil(tio]-acetamida,
- -
- o bien, de preferencia, en especial como aceptor único de color.
\vskip1.000000\baselineskip
La preferencia muy especial de la forma de
realización con
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea
según la fórmula (1) como único aceptor de color, resulta del hecho
de que, de este modo y manera, se puede poner a disposición un
material de registro sensible al calor, que en la cara con la capa
de registro sensible al calor, presenta una blancura en una gama
del 82 al 87% utilizando luz sin componente UV, medida según ISO
2469/ISO 2470, utilizándose no obstante luz D65 con un ángulo de
observación de 8º.
Si el aceptor de color,
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea
según la fórmula (1) se integra en la capa de registro sensible al
calor, en combinación con otros aceptores de color, en especial
escogidos de la lista que comprende:
2,2bis(4-hidroxifenil)-propano,
4-[(4-(1-metiletoxi)fenil)sulfonil]-fenol,
4-hidroxi-4'-isopropoxidifilsulfona,
4,4'-dihidroxi-difenilsulfona,
2,4'-dihidroxi-difenilsulfona y
N-(2-hidroxifenil)-2-[(4-hidroxifenil)tio]-acetamida,
ello representa una forma de realización especialmente apropiada,
cuando la proporción referida al % en peso (hasta la desecación
completa), de los otros aceptores de color respecto al
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea,
está situada en una gama de 1:2 a 1:25, aún mejor en una gama de
1:10 a 1:25 y en especial muy preferentemente, de 1:17,5 a
1:25.
Como proporción del sensibilizador según la
fórmula (2) al aceptor de color según la fórmula (1), se considera
como especialmente preferente una gama de 5:10 a 9:10, teniendo que
ajustar esta proporción con independencia del hecho de si el
aceptor de color según la fórmula (1), se emplea solo, o en
combinación.
\vskip1.000000\baselineskip
Con respecto a la capa de registro sensible al
calor, los inventores reconocían con relación a la misión impuesta,
que la capa de registro puede contener prácticamente todos los
precursores conocidos de materia colorante, siendo posibles también
combinaciones de varios precursores de materia colorante. Como
precursores de materia colorante son preferentes en especial:
-
6'-(dipentilamino)-3'-metil-2'-(fenilamino)-espiro[isobenzofurano-1(3H),9'-[9H]xanteno]-3-ona,
así como
-
Espiro[isobenzofurano-1(3H),9'-[9H]xanteno]-3-ona-6'-(dietilamino)-3'-metilo-2'-(3-tolilamino)
\vskip1.000000\baselineskip
y otros tales seleccionados del grupo de los
compuestos de fluorano, como en especial
-
3-dietilamino-6-metil-7-anilinofluorano,
-
3-dibutilamino-6-metil-7-anilinofluorano.
-
3-(N-metil-N-propil)amino-6-metil-7-anilinofluorano,
-
3-(N-etil-N-isoamil)amino-6-metil-7-anilinofluorano,
-
3-(N-etil-N-ciclohexil)amino-6-metil-7-anilinofluorano,
-
3-(N-etil-N-tolil)amino-6-metil-7-anilinofluorano,
-
3-(N-etil-N-tetrahidrofuril)amino-6-metil-7-anilinofluorano.
\vskip1.000000\baselineskip
Por motivos comerciales se considera el
3-dibutilamino-6-metil-7-anilinofluorano,
como el precursor más apropiado de materia colorante, que se emplea
solo o en combinación con otros precursores de materia colorante, de
preferencia de entre los precursores de materia colorante arriba
citados.
Aglutinantes apropiados para la integración en
la capa de registro sensible al calor, son por ejemplo, aglutinantes
solubles en agua, como almidón, hidroxiletilcelulosa,
metilcelulosa, carboximetilcelulosa, gelatina, caseína, alcoholes
polivinílicos, alcoholes polivinílicos modificados, poliacrilato de
sodio, copolímeros acrilamida-acrilato, terpolímeros
acrilamida-acrilato-metacrilato,
sales alcalinas de copolímeros estirol-anhídrido
del ácido maleico, o de copolímeros
etileno-anhídrido del ácido maleico, que se pueden
emplear solos o en combinación de unos con otros; también
aglutinantes de látex insolubles en agua como copolímeros
estirol-butadieno, copolímeros
acrilnitrilo-butadieno y copolímeros
metil-acrilato-butadieno, se
proponen como medios aglutinantes para la integración en la capa de
registro sensible al calor. En el sentido de la presente invención,
el alcohol de polivinilo en unión con polímeros de acrilato, se
consideran como medios aglutinantes especialmente preferentes, cuya
combinación está integrada en la capa de registro sensible al calor,
como agente aglutinante único en una proporción de 12 a 27,5% en
peso, referida al peso total de la capa de registro.
Para evitar la adherencia a una cabeza térmica,
y para evitar un desgaste excesivo de la cabeza térmica, la masa
del recubrimiento para la configuración de la capa de registro
sensible al calor, puede contener, además, medios lubrificantes y
antiadhesivos, como sales metálicas de ácidos grasos superiores, por
ejemplo, estearato de cinc, estearato de calcio y ceras, como por
ejemplo, parafina, parafina oxidada, polietileno, óxido de
polietileno, estearamida y cera de castor. Otros componentes de la
capa de registro son, por ejemplo, pigmentos, de preferencia
pigmentos inorgánicos como, por ejemplo, (hidr)óxido de aluminio,
ácido silícico y carbonato cálcico, considerándose aquí como
preferente en especial el carbonato cálcico que de preferencia debe
de estar integrado en la capa de registro en una cantidad del 10 al
18% en peso, referida al peso total de la capa de registro.
Se considera como preferente, cuando en la capa
de registro, se puede configurar una imagen permanente de color o
escrita, bajo la acción del calor.
La masa referida a la unidad de superficie de la
capa de registro sensible al calor, está situada de preferencia
entre 2,5 y 12 g/m^{2} y en especial de preferencia, entre 3 y 6,5
g/m^{2}. Como instrumento para extender la capa de registro
sensible al calor, se proponen en especial espátulas y rasquetas
(rotativas), recubridores de superficies y chorro de aire.
Se considera preferente, cuando la pintura
utilizada para la configuración de la capa de registro, es acuosa.
El secado subsiguiente de la pintura, se puede hacer mediante
irradiación de microondas. Es corriente y está igualmente
acreditado suministrar calor como se hace mediante secador de
suspensión de aire caliente, o también mediante secador de
contacto. También cabe imaginar una combinación de los
procedimientos expuestos de secado.
Además, se considera preferente la configuración
de una capa intermedia con pigmentos, entre la capa del sustrato y
la capa de registro. Como pigmentos de la capa intermedia se han
acreditado tanto pigmentos orgánicos con cavidades, como también
pigmentos inorgánicos, los últimos seleccionados de preferencia del
grupo comprendiendo naturales como caolín calcinado, óxido de
silicio y aquí en especial bentonita, carbonato cálcico, así como
hidróxido de aluminio, y aquí en especial, boemita. Una capa
intermedia semejante puede prestar por una parte una contribución
positiva para la nivelación de la superficie de la capa de base, con
lo que se reduce la cantidad de pintura a aplicar necesariamente
para la capa de registro sensible al calor. Por este motivo se
proponen para la aplicación de la capa intermedia, instrumentos
niveladores para extender, como por ejemplo, rodillos, espátulas y
rasquetas (rotativas). Por otra parte, durante la configuración de
la imagen escrita, los pigmentos de esta capa intermedia, pueden
absorber los componentes de ceras fluidificados por la acción del
calor, de la capa de registro sensible al calor, y así favorecer un
funcionamiento seguro y rápido del registro inducido por el calor.
La masa referida a la unidad de superficie de la capa intermedia
pigmentada, está situada de preferencia entre 5 y 20 g/m^{2} y
aún mejor entre 7 y 11 g/m^{2}.
El material de registro según la invención puede
presentar una capa protectora que está aplicada sobre la capa de
registro sensible al calor, y cubre esta total o parcialmente. La
capa protectora realiza aquí una misión como la que tiene que
cumplir también parcialmente un recubrimiento de la cara del
reverso, previsto de preferencia, a saber, por una parte la
protección de la capa de registro dispuesta debajo de ella, contra
las influencias ambientales, como aceites, grasas, agua y
plastificantes, y por otra, una mejora reiterada de la
imprimibilidad, en especial en impresión offset y flexográfica.
\vskip1.000000\baselineskip
En una primera variante de realización, una capa
protectora semejante presenta como agente aglutinante un polímero
acrílico batotónico, insoluble en agua, un agente reticulador y,
como pigmento, principalmente una bentonita preparada en medio
alcalino,
- \bullet
- componiéndose el pigmento de la capa protectora, de uno o varios pigmentos inorgánicos, y estando formado al menos el 80% en peso, de una bentonita de alta pureza, preparada en medio alcalino,
- \bullet
- componiéndose el agente aglutinante, de uno o varios polímeros acrílicos batotónicos, insolubles en agua,
- \bullet
- y estando situada la relación agente aglutinante/pigmento en una gama entre 7:1 y 9:1.
\vskip1.000000\baselineskip
Como polímero acrílico batotónico, dentro de la
capa protectora, según la pri-mera variante de
realización aquí descrita, hay que entender un agente aglutinante
batotónico, seleccionado del grupo que comprende, copolimerizado de
estirol-éster acrílico, un copolimerizado de estirol-éster del ácido
acrílico que contiene grupos de acrilamida, así como muy
preferentemente un copolímero de base acrilnitrilo, metacrilamida y
éster acrílico. Junto a la bentonita preparada en medio alcalino,
también puede estar integrado como pigmento en la capa protectora,
carbonato cálcico natural o precipitado, caolín, ácido silícico,
hidróxido de aluminio u óxido de titanio. Con respecto al agente
reticulador, son especialmente de preferencia aquellos que están
seleccionados del grupo que comprende
- -
- urea cíclica,
- -
- metilolurea,
- -
- carbonato de amonio y zirconio, y
- -
- de especial preferencia, resina de poliamida epiclorhidrina.
Mediante la elección de un polímero acrílico
batotónico, insoluble en agua, como agente aglutinante, y cuya
proporción por una parte respecto al pigmento esté en una gama entre
7:1 y 9:1, por otra parte y con especial preferencia, respecto al
agente reticulador, sea mayor de 5:1, se proporciona ya una alta
resistencia al medio ambiente del material de registro propuesto,
para una capa protectora con masa relativamente pequeña referida a
la unidad de superficie.
La propia capa protectora puede estar aplicada
mediante instrumentos normales para extender, por lo cual se puede
utilizar entre otras una pintura como la descrita arriba, y para la
cual es de preferencia una masa referida a la unidad de superficie,
en una gama de 1,5 a 4,5 g/m^{2}, o alternativamente la capa
protectora también puede estar impresa. Desde el punto de vista
técnico de elaboración y con respecto a sus características
tecnológicas, son especialmente apropiadas aquellas capas
protectoras que se pueden endurecer mediante radiación actínica.
Bajo el concepto "radiación actínica" se entienden radiaciones
UV o ionizantes, como haces de electrones.
Una posible segunda variante de realización,
alternativa a la primera variante de realización arriba descrita,
para una capa protectora que cubra total o parcialmente la capa de
registro sensible al calor, contiene al menos un alcohol
polivinílico y un agente reticulador auxiliar. Es preferente que el
alcohol polivinílico de la capa protectora, esté modificado con
grupos carboxilo o silanol. Una capa protectora semejante posee una
alta afinidad frente a la tinta empleada en el proceso de impresión
offset, reticulada de preferencia con rayos UV, lo cual colabora
decisivamente a cumplir la exigencia de una imprimibilidad mejorada
dentro de la impresión offset. Además, cabe imaginar emplear
mezclas de distintos alcoholes polivinílicos modificados con grupos
carboxilo o silanol.
Como agentes reticuladores auxiliares en la capa
protectora según la segunda variante de realización, se proponen en
especial aquellos que estén seleccionados del grupo que comprende:
ácido bórico, poliamina, resina epoxi, dialdehido, oligómeros de
formaldehido, resina de poliamida epiclorhidrina, dimetilurea,
melamina-formaldehido. También son posibles mezclas
de distintos agentes reticuladores auxiliares.
Es preferente cuando dentro de la capa
protectora según la segunda variante de realización, la proporción
del porcentaje en peso del alcohol polivinílico modificado, respecto
al agente reticulador auxiliar, está situada en una gama de 20:1 a
5:1, y con especial preferencia, en una gama de 12:1 a 7:1. Se puede
decir que aquí se ha acreditado una proporción del alcohol
polivinílico modificado al agente reticulador auxiliar, de 100
partes en volumen a 15 a 30 partes en volumen.
Se obtuvieron resultados especialmente buenos,
cuando la capa protectora según la segunda variante de realización
contiene adicionalmente un pigmento inorgánico. Aquí se recomienda
en especial cuando el pigmento inorgánico está seleccionado del
grupo que comprende dióxido de silicio, hidróxido de aluminio,
carbonato cálcico, caolín o una mezcla de los pigmentos inorgánicos
citados.
Es preferente por motivos económicos aplicar la
capa protectora según la segunda variante de realización, a
configurar lo más posible de una sola capa, con una masa referida a
la unidad de superficie, en una gama de 1,5 g/m^{2} a 6
g/m^{2}, y en especial entre 1,7 g/m^{2} y 3 g/m^{2}, sin
estar limitada la aplicación en una sola capa, de la capa
protectora. Como ventajosa se ha mostrado una lisura de la capa
protectora en la gana de 500 y de preferencia de 800, ó aún mejor
de 1.000 segundos (seg) Bekk hasta menos de 3.000 seg Bekk. En
especial son apropiados valores de 1.000 seg Bekk hasta menos de
2.500 seg Bekk, y con muy especial preferencia, de 1.200 seg Blekk
a 2.000 seg Bekk.
La imagen aparente de la capa protectora está
determinada de manera decisiva por el tipo de alisamiento y de las
superficies de los rodillos y sus materiales, que influyen en la
fricción en el mecanismo de satinar y en la calandria. En especial
a causa de las exigencias existentes del mercado, una gama
preferente está situada entre el 30% y el 50%, y muy preferente en
especial, entre el 40% y el 48%, medida según Tappi 450 ó ISO 2813,
para un ángulo de reflexión de 75º. Otra gama preferente está
situada entre el 10% y el 15%, determinada según las mismas
especificaciones y parámetros.
Se ha acreditado, en especial en el marco de los
trabajos de ensayo que precedieron a esta invención, la utilización
de mecanismos de satinar en los que entran en acción rodillos
NipcoFlex^{TM} o Nipco-P^{TM} reglados por
zonas, sin estar limitados por ello en cualquier forma y manera.
Existe una imprimibilidad especialmente buena
para el procedimiento de impresión offset, cuando la capa protectora
del nuevo material de registro sensible al calor presenta la menor
participación polar posible de la tensión superficial a determinar
como suma de la porción dispersa y la polar. La determinación de la
tensión superficial se lleva a cabo aquí según Owens Wendt, como se
indica en el Journal of Applied Polymer Scisnce, Vol. 13, 1969,
páginas 1741-1747: Estimación de la energía
superficial libre de polímeros; D.K. Owens, R.C. Wendt. Una gama
apropiada para los valores de la medición de la porción polar de la
tensión superficial, está situada por encima de cero y por debajo
de 15 mN/m
(milinewtons por metro). De especial preferencia es una porción polar de la tensión superficial menor de 10 mN/m.
(milinewtons por metro). De especial preferencia es una porción polar de la tensión superficial menor de 10 mN/m.
En una forma preferente de realización, el
material de registro según la invención presenta un recubrimiento
de pigmento, no sensible al calor en la cara del reverso. Como
pigmentos en el recubrimiento de la cara del reverso, se han
demostrado como apropiados, en especial, el carbonato cálcico -de
preferencia con un tamaño de las partículas en una gama coloidal
del 60% < 2 \mum al 90% < 2 \mum-, y/o carbonato de
magnesio. También los siguientes pigmentos podrían resultar
convincentes con resultados positivos:
- -
- natural como caolín calcinado, de preferencia en una gama coloidal de tamaños de partículas del 60% al 90% < 2 \mum,
- -
- arcilla, ácido silícico, óxido de silicio, el último con un tamaño con un tamaño medio preferente de partículas, en una gama de 1 a 6 \mum,
- -
- hidróxido de aluminio y boemita, la última con posibles tamaños medios de partículas de hasta 0,5 a 3 \mum, siendo no obstante muy especialmente preferentes aquellos productos de boemita que presenten un tamaño medio de partículas en una gama de 10 a 100 nm.
- -
- así como en una cantidad especial, talco con un tamaño medio preferente de partículas, en una gama de 1 a 10 \mum.
\vskip1.000000\baselineskip
En numerosos ensayos que sirven de base a esta
invención, se emplearon también con éxito mezclas en especial de
los pigmentos aquí citados.
El recubrimiento de la cara del reverso,
contiene de preferencia al menos un componente de base de
poliuretano, que actúa como reticulador, de preferencia es un
poliuretano aniónico en solución acuosa, por ejemplo, Eka SP AP 29,
Eka Chemicals AB, 32301 Düren.
Junto a los pigmentos y al componente que actúa
como reticulador de base de poliuretano, el recubrimiento de la
cara del reverso comprende de preferencia agentes aglutinantes, y
aquí en especial almidón, látex de estirol butadieno y en ciertos
casos carboxi-metil-celulosa.
También es posible y preferente la mezcla de distintos agentes
aglutinantes en proporciones en ocasiones muy divergentes de mezcla.
Además, blanqueadores ópticos, antiespumantes, así como componentes
para la regulación de la viscosidad, son sustancias suplementarias
según las respectivas exigencias.
\vskip1.000000\baselineskip
Es preferente que el recubrimiento de la cara
del reverso contenga
- \bullet
- pigmentos hasta el 75 al 90% en peso y en especial muy preferentemente hasta el 77% al 85% en peso,
- \bullet
- agente aglutinante hasta el 5 al 25% en peso,
- \bullet
- así como hasta el 0,5% al 8% en peso y en especial muy preferentemente hasta el 1,5 al 3,5% en peso de reticulador de base de poliuretano.
Si el aglutinante, de conformidad con las
explicaciones precedentes, se presenta como mezcla, el recubrimiento
de la capa del reverso presenta de preferencia hasta el 1 al 5% en
peso de almidón y aquí en especial de preferencia almidón de maíz,
y hasta el 4 al 20% en peso, y muy en especial de preferencia hasta
el 12 al 19% de látex de estirol butadieno.
\vskip1.000000\baselineskip
En los numerosos ensayos que sirven de base a
esta invención, se encontró que una aplicación en la cara del
reverso con
- \bullet
- una proporción pigmento-agente aglutinante de 10:1 a 2:1 y mejor entre 7,5:1 a 3:1, así como
- \bullet
- una proporción agente aglutinante-reticulador de 2'0:1 a 1:1 y mejor entre 10,5:1 a 5:1
cumple especialmente bien las exigencias
impuestas en ella.
\vskip1.000000\baselineskip
Se pueden conseguir resultados especialmente
positivos con un peso de aplicación para el recubrimiento de la
cara del reverso, en una gama de 2 a 15 g/m^{2}. En cada caso
según los mecanismos disponibles para extensión y los objetivos
notificados de empleo del material de registro según la invención,
es preferente por una parte, una gama para el peso de aplicación
del recubrimiento de la cara del reverso de 2,5 a 4,5 g/m^{2}, por
otra parte también muy especialmente, una gama de 8,5 a 12
g/m^{2}. Como mecanismos apropiados para extensión, en especial
para la aplicación del recubrimiento de la cara del reverso, se
toman en consideración en especial dispositivos de aplicación
niveladores, como espátulas y rasquetas (rotativas), así como
rodillos, sin estar limitados por ello en cualquier forma y
manera.
Los inventores reconocieron que se puede obtener
una imagen impresa de calidad especialmente buena en la cara del
reverso del material de registro sensible al calor según la
invención, cuando el recubrimiento de la cara del reverso, está
configurado en dos capas, de las cuales, la primera capa orientada
hacia la capa del sustrato, puede estar configurada como pura capa
de pigmento-agente aglutinante, mientras que la
segunda capa situada exterior, contiene el componente de base de
poliuretano que actúa como reticulador. En este caso es posible que
tan sólo una capa esté aplicada con un dispositivo nivelador de
aplicación, mientras que para la segunda capa se propone también
como dispositivo de aplicación, chorro de aire y recubridor de
superficies.
Puesto que la capa de registro sensible al calor
según la invención, de igual modo que el recubrimiento propuesto de
la cara del reverso del material de registro sensible al calor según
la invención, hay que secarlos muy bien, en una única fase de
trabajo se puede aplicar y secar, por ejemplo, en una máquina de
extender, tanto el recubrimiento de la cara del reverso, como
también la capa de registro sensible al calor, incluida la capa
protectora que la cubre completamente.
Con este fin, una máquina semejante de extender
puede prever (a) un dispositivo de desenrollar, (b) un primer
mecanismo para extender, por ejemplo, un recubridor de superficies,
un chorro de aire o una rasqueta rotativa, para la aplicación de la
capa de registro sensible al calor, (c) un primer canal secador de
suspensión sin contacto, (d) un recubridor de superficies o un
chorro de aire para la aplicación de la capa protectora, (e)
opcionalmente y en cada caso según el tipo constructivo, un sistema
de guía de la banda, sin contacto, (f) un mecanismo de aplicación
de capa delgada, para la aplicación del recubrimiento de la cara del
reverso, (g) un segundo canal secador de suspensión sin contacto,
(h) una parte de resecado con varios cilindros secadores, (i) una
instalación de rehumectación o una instalación de revestimiento,
como un mecanismo de aplicación de capa delgada, para la
optimización de la capa plana o para la reducción de la ondulación,
(j) un sistema de secado de IR, (k) uno o varios mecanismos de
alisar, cada uno con una o varias líneas de contacto de prensado,
en especial utilizando cilindros de presión regulables por zonas y/o
rodillos de prensa de zapata o calandria de cintas, así como (i) un
dispositivo de enrollar.
Además, cabe imaginar cuando entre el
dispositivo de desenrollar y el primer mecanismo para extender (a,
b) está previsto otro mecanismo para extender (b'), realizado, por
ejemplo, como mecanismo de extender de espátulas con conjunto de
aparatos secadores coordinados (b''), que puede ser un canal secador
de suspensión y/o cilindros secadores.
Aun cuando no se esté restringido al papel como
sustrato, el papel es el sustrato que se ha impuesto en el mercado,
también con vistas a la buena compatibilidad con el medio ambiente,
a causa de la buena capacidad de reciclaje, y que es preferente en
el sentido de la invención.
Las indicaciones hechas en la descripción y en
las reivindicaciones respecto a la masa referida a la unidad de
superficie, al % en peso, a las partes en peso y a las proporciones
de los componentes, se refieren, en tanto que no se advierta
expresamente otra cosa, en cada caso al peso "atro", es decir,
partes en peso absolutamente secas. La abreviatura "lutro"
responde a secado al aire, y quiere decir, siempre y cuando se
utilice, que los componentes así caracterizados, se describen en su
forma corriente de suministro.
El ejemplo siguiente y los ejemplos comparativos
que siguen, aclararán mejor la invención:
En una máquina para hacer papel, de mesa plana,
se fabrica como capa del sustrato una cinta de papel, de pasta
mecánica de frondosas y coníferas, blanqueada y molida, con una masa
referida a la unidad de superficie de 67 g/m^{2}, agregando
sustancias suplementarias corrientes en cantidades normales.
Frontalmente se aplica online dentro de la máquina para extender,
con un mecanismo de rasqueta rotativa, una capa intermedia de 9
g/m^{2} que presenta caolín calcinado a fondo, como pigmento,
látex de estirol butadieno como agente aglutinante, y almidón como
aglutinante complementario.
Utilizando una máquina de extender como la que
está descrita en su estructura, en el tercer párrafo de la página
12, se aplican sobre la capa intermedia en este orden, mediante
mecanismo de rasqueta rotativa, una capa de registro sensible al
calor con una masa referida a la unidad de superficial de 5,4
g/m^{2}, mediante chorro de aire, una capa protectora de 2,0
g/m^{2}, y mediante mecanismo de extensión por rodillos con
rasqueta rotativa incorporada, un recubrimiento de la cara del
reverso de 3 g/m^{2}.
En una serie de ensayos se aplican distintas
tintas para la formación de capas de registro sensibles al calor,
en las que en cada una se cambia el estabilizador, y se dejan igual
todos los demás componentes (sólo el ejemplo 1 según la invención
contiene Tinuvin®P, sólo el ejemplo 2 comparativo contiene Tinuvin®
144, sólo el ejemplo 3 comparativo contiene Tinuvin® 234, sólo el
ejemplo 4 comparativo contiene Tinuvin® 312, sólo el ejemplo 5
comparativo contiene Tinuvin® 477 DW, sólo el ejemplo 6 comparativo
contiene BNE). En la siguiente tabla 1 se reproducen las recetas de
la capa de registro terminada, aquí el ejemplo 1 es según la
invención, y para caracterizarlo está sobre fondo gris, los
ejemplos 2 a 6 son ejemplos comparativos.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la configuración de la capa protectora se
utiliza una receta que presenta
- -
- como pigmento, una bentonita de alta pureza, preparada en medio alcalino con estructura de plaquitas,
- -
- como agente aglutinante, la dispersión acuosa de un copolímero batotónico, de acrilnitrilo, metacrilamida y éster acrílico,
- -
- y como agente reticulador, resina de poliamida epiclorhidrina.
Se ajusta una proporción agente
aglutinante/pigmento de 8:1 y una proporción agente
aglutinante/agente reticulador de 5,5:1. Mediante el tratamiento en
calandria, se obtiene, además, una lisura del material de registro
terminado, en la cara de la capa protectora que cubre la capa de
registro, de 1.800 seg Bekk.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Para el registro metrológico de la resistencia,
más exactamente de la resistencia porcentual de una impresión
térmica de ensayo frente al etanol o frente a la luz, se elaboran en
cada caso impresiones térmicas de ensayo en blanco y negro,
estructuradas cuadriculadas, con un aparato del tipo Atlantek 400 de
la firma Printrex (USA), entrando en acción una cabeza térmica con
una resolución de 300 dpi y una energía por unidad de superficie de
16 mJ/mm^{2}. Para cada determinación individual de la resistencia
porcentual de una impresión térmica de ensayo, en una impresión
térmica de ensayo se mide primeramente en tres puntos, la densidad
de impresión de las superficies tintadas en negro, con el
densitómetro Gretag MacBeth TYPE D19C NB/U (firma Gretag MacBeth,
8105 Regensdorf, Suiza). A continuación se lleva a cabo el
correspondiente tratamiento de la impresión térmica de ensayo.
Este tratamiento prevé en el caso de la
resistencia porcentual frente al etanol, la inmersión de la
impresión térmica de ensayo en una solución al 25% de etanol
(solución al 25% en volumen, 23ºC). La impresión se seca
seguidamente con cuidado con papel secante, y luego se deja en
reposo durante 24 horas a 23º y 50% de humedad atmosférica.
En el caso del análisis de la resistencia a la
luz de una impresión térmica de ensayo, el tratamiento de la
impresión térmica de ensayo prevé su irradiación con luz de xenón,
para lo cual se utiliza el aparato Suntest CPS+ de la firma Atlas
(63589 Linsengericht, Alemania), utilizando un filtro con paso de UV
(290 nm), que simula la irradiación con luz solar. La irradiación
de la impresión térmica de ensayo se lleva a cabo hasta que se haya
alcanzado una energía de 64.800 kJ/m^{2}. A continuación, la
impresión se deja en reposo durante 24 horas a 23º y 50% de humedad
atmosférica.
Después de dejar reposar, se lleva a cabo de
nuevo la determinación de la densidad dinámica de impresión en tres
puntos de las superficies tintadas en negro con el densitómetro
Gretag MacBeth TYPE D19C NB/U. Se forman los respectivos valores
medios de las mediciones antes/después del baño en la solución de
etanol o antes/después de la irradiación con luz, y el valor medio
después del baño (después de la irradiación) se refiere
porcentualmente al valor medio antes del baño (antes de la
irradiación).
Para el registro metrológico de la densidad
dinámica de impresión en ODU (= Optical Density Units [unidades de
densidad óptica], según DIN 16536-1, edición de mayo
de 1997), se elabora una impresión térmica de ensayo en blanco y
negro, estructurada cuadriculada, con un aparato del tipo Atlantek
400 de la firma Printrex (USA), entrando en acción una cabeza
térmica con una resolución de 300 dpi y una energía por unidad de
superficie de 11,7 mJ/mm^{2}. La propia densidad de impresión de
las superficies tintadas en negro, se mide con el densitómetro
Gretag MacBeth TYPE D19C NB/U (firma Gretag MacBeth, 8105
Regensdorf, Suiza), midiéndose para cada valor de medición, las
densidades dinámicas de impresión en tres puntos, y formando la
media aritmética de los tres valores individuales.
En las muestras según el ejemplo 1 y según los
ejemplos comparativos 2 a 6, se midieron según las normas antes
descritas, las resistencias frente al etanol como ejemplo para la
resistencia frente a las influencias ambientales, las resistencias
a la luz, y la sensibilidad frente al calor suministrado, en forma
de una imagen impresa térmicamente. Los valores de medición hay que
tomarlos de las tres últimas columnas de la tabla 1.
De los valores de medición de la tabla 1, se
reconoce que las muestras del ejemplo 1 según la invención presentan
una resistencia muy buena frente al etanol, una muy buena
sensibilidad dinámica y una resistencia superior a la luz. Con
ello, tan sólo el ejemplo 1 según la invención, cumple las
exigencias de una resistencia excelente frente a las influencias
ambientales, así como una resistencia excelente a la luz, para al
mismo tiempo una sensibilidad suficiente frente al calor
suministrado en forma de una imagen impresa térmicamente. Al mismo
tiempo se constató en las muestras del ejemplo 1 según la invención,
una muy buena imprimibilidad, con vistas a la imprimibilidad
offset, además, una resistencia excelente al repelado.
El ejemplo 3 comparativo presenta ciertamente
una mayor resistencia frente al etanol, que el ejemplo 1 según la
invención, no obstante, los valores de medición del ejemplo 3
comparativo, son mucho peores con respecto a la resistencia a la
luz y a la densidad dinámica de impresión.
En el sentido de la invención, la resistencia a
la luz debe de superar de preferencia un valor del 55%, la densidad
dinámica de impresión debe de superar de preferencia un valor de 1,0
ODU, y la resistencia frente al etanol, debe de superar de
preferencia un valor del 80% -en especial de preferencia debe de
presentar un valor de al menos el 81%-, siendo válidos los valores
citados con referencia a la definición de arriba para el registro
metrológico de las correspondientes magnitudes a medir.
El ejemplo 6 comparativo presenta ciertamente
valores superiores para la densidad dinámica de impresión, que el
ejemplo 1 según la invención, no obstante, los valores de medición
del ejemplo 6 comparativo, son mucho peores con respecto a la
resistencia la luz y a la resistencia frente al etanol -con respecto
a la resistencia frente al etanol, desde luego el peor valor en la
serie de ensayos.
Los ensayos descritos precedentemente exponen
así en forma expresiva las características superiores del material
de registro según la invención.
Claims (14)
1. Material de registro sensible al calor, con
un sustrato que en al menos una cara presenta una capa de registro
sensible al calor, con un precursor de materia colorante y un
aceptor de color, reaccionando uno con otro el precursor de materia
colorante y el aceptor de color, generando color bajo la acción del
calor,
caracterizado porque la capa de registro
sensible al calor presenta como aceptor de color,
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea,
según la siguiente fórmula (1):
y además, como sensibilizador,
2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol,
según la siguiente fórmula
(2):
\vskip1.000000\baselineskip
2. Material de registro sensible al calor según
la reivindicación 1, caracterizado porque el
2-(2H-benzotriazol-2il)-p-cresol,
según la fórmula (2) es el único sensibilizador en la capa de
registro sensible al calor.
3. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque
el
N-(p-toluenosulfonil)-N'-3-(p-tolueno
sulfonil-oxi-fenil)-urea
según la fórmula (1) es el único aceptor de color en la capa de
registro sensible al calor.
4. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
la proporción del sensibilizador según la fórmula (2), respecto al
aceptor de color según la fórmula (1), está situada en una gama de
5:10 a 9:10.
5. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque
la capa de registro sensible al calor, presenta como precursor de
materia colorante,
3-dibutilamino-6-metil-7-anilinofluorano.
6. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque
la capa de registro sensible al calor, presenta como agente
aglutinante, exclusivamente alcohol de polivinilo en unión con un
copolímero de acrilato.
7. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque
el material de registro contiene entre el sustrato y la capa de
registro sensible al calor, una capa intermedia pigmentada.
8. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque
la capa de registro sensible al calor está cubierta total o
parcialmente con una capa protectora, conteniendo la capa
protectora como agente aglutinante, alcoholes polivinílicos
modificados por grupos carboxilo o silanol.
9. Material de registro sensible al calor según
la reivindicación 8, caracterizado porque la capa protectora
contiene agentes reticuladores auxiliares que están seleccionados
del grupo que comprende: ácido bórico, poliamina, resina epoxi,
dialdehido, oligómeros de formaldehido, resina de epiclorhidrina,
dimetilurea, melamina-formaldehido.
10. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque
el material de registro presenta un recubrimiento de pigmento, no
sensible al calor, en la cara del reverso.
11. Material de registro sensible al calor según
la reivindicación 10, caracterizado porque el recubrimiento
de la cara del reverso, contiene al menos un componente de base de
poliuretano, que actúa como reticulador.
\vskip1.000000\baselineskip
12. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque
el recubrimiento de la cara del reverso
- -
- contiene un pigmento, seleccionado de la lista que comprende carbonato cálcico natural como caolín calcinado, arcilla, ácido silícico, óxido de silicio, hidróxido de aluminio, boemita y talco.
- -
- así como contiene un aglutinante, seleccionado de la lista que comprende almidón, látex de estirol butadieno y en ciertos casos carboxi-metil-celulosa.
\vskip1.000000\baselineskip
13. Material de registro sensible al calor según
la reivindicación 12, caracterizado porque el recubrimiento
de la cara del reverso contiene
- \bullet
- pigmentos hasta el 75 al 90% en peso y en especial muy preferentemente hasta el 77% al 85% en peso,
- \bullet
- agente aglutinante hasta el 5 al 25% en peso,
- \bullet
- así como hasta el 0,5 al 8% en peso y en especial muy preferentemente hasta el 1,5 al 3,5% en peso de reticulador de base de poliuretano.
\vskip1.000000\baselineskip
14. Material de registro sensible al calor según
alguna de las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque
el recubrimiento de la cara del reverso presenta
- -
- una proporción pigmento-agente aglutinante de 10:1 a 2:1 y mejor entre 7,5:1 a 3:1, así como
- -
- una proporción agente aglutinante-reticulador de 20:1 a 1:1 y mejor entre 10,5:1 a 5:1.
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