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CH636561A5 - Composition destinee a developper une couleur sur un support d'enregistrement. - Google Patents

Composition destinee a developper une couleur sur un support d'enregistrement. Download PDF

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Publication number
CH636561A5
CH636561A5 CH1292778A CH1292778A CH636561A5 CH 636561 A5 CH636561 A5 CH 636561A5 CH 1292778 A CH1292778 A CH 1292778A CH 1292778 A CH1292778 A CH 1292778A CH 636561 A5 CH636561 A5 CH 636561A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
composition
oxide
color
dry weight
calcium
Prior art date
Application number
CH1292778A
Other languages
English (en)
Inventor
Rashmikant Raojibhai Patel
Original Assignee
Appleton Paper Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Appleton Paper Inc filed Critical Appleton Paper Inc
Publication of CH636561A5 publication Critical patent/CH636561A5/fr

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/124—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein using pressure to make a masked colour visible, e.g. to make a coloured support visible, to create an opaque or transparent pattern, or to form colour by uniting colour-forming components
    • B41M5/132—Chemical colour-forming components; Additives or binders therefor
    • B41M5/155—Colour-developing components, e.g. acidic compounds; Additives or binders therefor; Layers containing such colour-developing components, additives or binders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

La présente invention concerne des compositions développant une couleur pour supports d'enregistrement, et des supports et ensembles d'enregistrement portant une telle composition, en particulier des ensembles et supports d'enregistrement sensibles à la pression.
Un type couramment utilisé d'ensembles d'enregistrement connu comme étant du type par transfert et sensibles à la pression est constitué d'une feuille supérieure dont la face inférieure est revêtue de microcapsules contenant une solution huileuse d'une matière chromogène incolore telle que la lactone de Cristal Violet et d'une feuille inférieure dont la face supérieure est revêtue d'une matière développant une couleur réagissant avec la matière chromogène pour produire une couleur. Dans de nombreuses applications, on utilise plusieurs feuilles intermédiaires revêtues chacune, sur leur face inférieure, de microcapsules et, sur leur face supérieure, d'une matière développant une couleur. La pression exercée sur les feuilles par l'écriture ou la frappe à la machine à écrire rompt les microcapsules, ce qui libère la solution de matière chromogène sur la matière développant une couleur de la feuille située immédiatement en dessous et provoque une réaction chimique faisant apparaître la couleur de la matière chromogène. Dans la présente description, on entend entre autres, par support d'enregistrement, les feuilles portant des matières développant une couleur.
La matière chromogène, au lieu d'être présente sous forme de microcapsules, peut être présente sous forme de globules liquides d'une phase continue séchée ou autrement solidifiée d'une émulsion revêtant la feuille.
Dans un autre type d'ensemble d'enregistrement sensible à la pression de type autogène, les microcapsules et la matière développant une couleur revêtent la même face d'une feuille.
Lorsqu'on réalise des inscriptions par écriture ou frappe à la machine sur une feuille placée au-dessus de la feuille revêtue, les microcapsules se rompent et libèrent l'agent chromogène qui réagit ensuite avec la matière développant la couleur présente en donnant une couleur. L'expression support d'enregistrement englobe ici les feuilles autogènes portant une matière développant une couleur.
On a précédemment proposé de très nombreuses matières développant une couleur. Les plus couramment utilisées semblent être des argiles acides et des résines phénoliques sous forme de particules. La présente invention concerne certains constituants de cette dernière classe.
Une composition d'une matière développant une couleur, qu'elle soit ou non constituée d'une résine phénolique, doit, lorsqu'elle vient au contact d'une matière chromogène incolore, produire une couleur intense qui se développe rapidement et qui ne s'efface que très peu ou, mieux, qui ne s'efface pas.
La titulaire a découvert que l'on peut obtenir une amélioration concernant au moins certaines des propriétés précitées lorsqu'on utilise des résines phénoliques particulières en combinaison avec certains composés métalliques.
Selon un premier aspect, l'invention concerne une composition destinée à développer une couleur sur un support d'enregistrement, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une résine de p-alkylphénol et de formaldéhyde modifiée par un métal, dont le fragment alkyle comporte au moins 8 atomes de carbone, et d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium et/ou d'oxyde de magnésium.
Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation de la composition susdite dans un support d'enregistrement pour développer une couleur, la composition étant constituée d'une résine de p-alkylphénol et de formaldéhyde modifiée par un métal, dont le fragment alkyle comporte au moins 8 atomes de carbone, et de l'oxyde de calcium, de l'hydroxyde de calcium et/ou de l'oxyde de magnésium. Des ensembles d'enregistrement sensibles à la pression comprennent un support d'enregistrement tel que précédemment défini.
De préférence, le fragment alkyle de la résine est un radical octyle ou nonyle et on préfère particulièrement un radical octyle. Le métal modificateur est de préférence le zinc, mais on peut utiliser d'autres métaux tels que le cadmium et le zirconium. On peut préparer ces résines, par exemple selon le procédé décrit de façon générale dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3737410.
La titulaire a découvert que la combinaison des résines de p-octyl- ou (alkyle supérieur)-phénol et de formaldéhyde modifiées par un métal (de préférence le zinc) et d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium et/ou d'oxyde de magnésium, permet d'obtenir de meilleurs résultats quant aux propriétés de développement de la couleur que les combinaisons d'autres matières appartenant aux mêmes classes générales, bien que ces dernières matières puissent conduire parfois à une amélioration des propriétés, comme le montrent les exemples décrits ci-après.
Parmi les composés minéraux métalliques précités, on préfère particulièrement l'oxyde de calcium et l'hydroxyde de calcium. On peut utiliser des combinaisons de deux constituants ou plus, choisis
5
10-
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
3
636 561
parmi l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium et l'oxyde de magnésium.
De préférence, la composition de matière développant une couleur renferme de plus une argile de type kaolin. La présence de cette argile améliore l'aptitude à l'impression du papier. On préfère un kaolin blanc en raison de la blancheur qu'il confère au papier. On peut utiliser, au lieu de kaolin, d'autres matières minérales telles que certaines bentonites, mais on préfère le kaolin en raison de la facilité d'approvisionnement, du faible coût, de la meilleure aptitude à l'impression, des bonnes propriétés dans le domaine de la rhéologie et de l'enduction sous forme de suspensions aqueuses et de son emploi habituel et généralisé depuis de nombreuses années dans l'industrie du papier et de l'apprêt du papier.
La composition de matière développant une couleur contient normalement un liant. On préfère comme liants l'amidon cuit et un latex de styrène/butadiène, mais on peut également utiliser de la gomme arabique, de l'éthylcellulose ou de la nitrocellulose. On doit éviter d'employer des liants ou des quantités de liants pouvant masquer les particules de matière développant la couleur. Le choix des liants appropriés est facile pour l'homme de l'art.
De préférence, on utilise le composé métallique à raison d'environ 0,5 à environ 6% en poids sec et mieux d'environ 1 à environ 4% en poids sec par rapport au poids sec total de la composition de matière développant la couleur.
Le support d'enregistrement utilisé dans l'invention est de préférence un papier, mais ce peut être une pellicule constituée par exemple d'une matière polymère organique.
On dépose de préférence la composition de matière développant une couleur sur un papier ou une autre feuille sous la forme d'une suspension aqueuse ayant de façon typique une teneur en matières sèches de 30 à 70%. Dans le cas d'un papier, on peut effectuer le revêtement avec une machine à papier. Dans le premier cas, si on le désire, la feuille peut être humide bien qu'elle soit normalement sèche. Au lieu de la déposer sous la forme d'un revêtement, on peut incorporer la composition de matière développant la couleur à une feuille de papier lors de sa fabrication, par exemple sous la forme d'un additif interne ou par application avec une presse de couchage. Dans le cas des pellicules, on peut appliquer la composition colorante par enduction avec une dispersion. Les papiers ou les pellicules revêtus peuvent avoir une largeur quelconque et, par exemple, pour certaines utilisations finales, être si étroits qu'ils sont définis comme étant des bandes ou des rubans.
Si on le désire, d'autres matières développant une couleur peuvent également être présentes dans la composition, telles que de l'attapulgite, de la zéolite ou du gel de silice. On peut utiliser cette dernière matière, par exemple, en une quantité pouvant être égale à celle de la matière phénolique présente. Son emploi est particulièrement avantageux lorsque la réponse colorée du kaolin et de la matière phénolique est retardée pour une raison quelconque, par exemple leur situation ou leur état physique dans le support d'enregistrement. Le gel de silice, qui est insoluble dans l'huile mais qui absorbe l'huile, peut être finement broyé lorsqu'il est incolore et il se disperse rapidement dans l'eau et on peut le traiter pour accroître sa porosité et son activité acide.
La composition de l'invention peut également contenir du carbonate de calcium pratiquement dans les proportions précédemment proposées dans les compositions classiques de matière développant une couleur à base de résine phénolique.
On préfère que la dimension maximale des particules de la composition de l'invention soit comprise entre 1 et 3 |im, bien que cette gamme ne soit pas impérative. Par exemple, si le broyage à la granu-lométrie la plus efficace est trop coûteux, il peut être plus économique d'utiliser une granulométrie qui n'est pas optimale, sous réserve que l'on obtienne les propriétés appropriées de développement de la couleur. Il faut cependant savoir qu'un broyage plus fin peut accroître le rendement pondéral des matières, même indépendamment du prix de revient et que l'on peut ainsi obtenir une feuille finale plus légère.
La composition de matière développant une couleur de l'invention peut renfermer des agents antimousse et des agents dispersants habituellement utilisés pour le couchage du papier.
L'invention est illustrée par les exemples suivants qui permettent d'établir une comparaison de certaines compositions de l'invention et de compositions n'entrant pas dans le cadre de l'invention.
Exemple 1
Cet exemple illustre l'effet de l'oxyde de calcium sur divers revêtements développant une couleur à base de résines différentes. Les résines utilisées sont la Zn-PPP (résine de p-phénylphénol et de formaldéhyde modifiée par un zinc), la Zn-PTB (résine de p-tertio-butylphénol et de formaldéhyde modifiée par du zinc), la Zn-POP (résine de p-octylphénol et de formaldéhyde modifiée par du zinc) et la PPP, la PTB et la POP qui sont des formes non modifiées par du zinc de ces résines. On broie séparément les résines précitées dans un broyeur à friction jusqu'à 50% de matières sèches. Les poudres de résine utilisées figurent dans le tableau I.
Tableau I
Poudre de résine à 50% (temps de broyage = 35 min)
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Résine
150,0
150,0
- Eau
—
130,5
- Dispersant*
4,5
18,0
- Phosphate de
diammonium
1,5
1,5
Total
156,0
300,0
* Sel de sodium d'un polyélectrolyte de type carboxylate.
On utilise ces poudres de résine dans une composition de revêtement développant une couleur, comme indiqué dans les tableaux II, III et IV, la composition du tableau II contenant 6% de CaO, la composition du tableau III contenant 1 % de CaO et la composition du tableau IV ne contenant pas de CaO. Les résultats obtenus avec les compositions des tableaux II, III et IV figurent dans le tableau V qui permet de comparer directement les effets de l'oxyde de calcium sur les différentes résines. On mesure le pH du revêtement de chaque mélange et on détermine l'intensité de la frappe à la machine à écrire (IF) et la résistance à l'effacement, comme décrit ci-après. On mesure également le pH superficiel.
Intensité de la frappe à la machine à écrire
On place une feuille revêtue de microcapsules sur une feuille revêtue de matière développant une couleur avec deux feuilles-supports en dessous de ladite feuille revêtue. Lorsqu'on exerce une pression par l'impact du mécanisme d'une machine à écrire, les capsules de la feuille revêtue de microcapsules se rompent et la matière chromogène contenue dans ces capsules est transférée sur la feuille portant la matière développant une couleur, ce qui forme un dessin coloré correspondant à la frappe. Une image forme sur la feuille portant la matière développant la couleur un ensemble de quatre lignes. Le motif du mécanisme de frappe est hachuré. Des frappes multiples et des lignes de frappes multiples provoquent une image continue hachurée dans le sens vertical et dans le sens horizontal.
On détermine l'intensité de frappe à la machine à écrire de cette image par mesure du facteur de réflexion de la zone portant l'image, mesure du facteur de réflexion du fond et calcul du pourcentage à partir de la formule suivante:
Facteur de réflexion dés caractères imprimés
Intensité de frappe (IF) = x 100
Facteur de réflexion du fond
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
636 561
4
Une valeur élevée indique un faible développement de couleur et une valeur faible indique un bon développement de couleur.
Essai de résistance à l'effacement
On réalise le dispositif d'essai suivant: on monte verticalement s un ensemble de 18 lampes fluorescentes à lumière du jour (longues de 53 cm et ayant une puissance nominale de 13 W) dont les centres sont distants de 2,5 cm à 38 mm de l'échantillon à étudier. Dans l'essai, on détermine l'intensité de la frappe à la machine à écrire, comme précédemment décrit pour une image formée à la machine à io écrire 48 h auparavant. On place l'échantillon dans le dispositif à lampes fluorescentes à lumière du jour ci-dessus pendant 24 h et on détermine à nouveau le facteur de réflexion à partir duquel on calcule l'intensité de la frappe à la machine à écrire. La valeur AIF est la différence entre la valeur IF avant exposition (48 h) et la valeur is IF après 24 h dans le dispositif d'essai.
On détermine l'intensité de la frappe à la machine à écrire et la résistance à l'effacement dans les exemples suivants comme précédemment décrit.
Tableau II 20
Composition de matière développant la couleur et contenant de l'oxyde de calcium (32% de matières solides)
Tableau III
Composition de matière développant la couleur et contenant de l'oxyde de calcium (32% de matières solides)
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
30,0
- Oxyde de calcium
1,0
1,0
- Résine à 50% *
7,4
14,8
- Suspension
d'argile de type
kaolin à 68%
73,1
107,5
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- Eau
—
60,0
- P.G. 230 à 12%
(amidon)
6,5
54,2
- Eau
—
26,5
- Latex Dow 620 à
50%
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
30,0
- Oxyde de calcium
6,0
6,0
- Résine broyée à
50%*
7,4
14,8
- Suspension
d'argile de type
kaolin à 68%
68,1
100,2
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- Eau
—
60,0
- Penford Gum 230
à 12% (amidon de
maïs hydroxy-
éthylé)
6,5
54,2
- Eau
—
28,8
- Latex Dow 620 à
50% (latex de
styrène et de buta
diène)
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
* Résines utilisées: Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I, préparée avec 25 du dibenzoate de zinc, et Zn-POP II, préparée avec du formiate de zinc.
Tableau IV
Composition de matière développant la couleur sans oxyde 30 de calcium (32% de matières solides)
45
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
116,0
- Résine broyée à
50%*
7,4
14,8
- Suspension
d'argile à 68%
74,1
109,0
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- P.G. 230 à 12%
(amidon)
6,5
54,2
- Latex Dow 620 à
50%
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
* Résines utilisées : Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I, Zn-POP II, * Résines utilisées : Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I, Zn-POP II,
PPP, PTB et POP. PPP, PTB et POP.
Tableau V
Résultats des essais — Intensité de frappe à la machine à écrire
20 min
48 h pH de la surface pH du revêtement
Effacement AIF (24 h)
Zn-PPP
58
45
11,70
12,65
27
Zn-PTB
41
36
11,70
12,80
25
Composition
Zn-POP I
28
27
11,80
12,70
11
du tableau II
Zn-POP II
28
27
11,80
12,70
8
à 6% de CaO
PPP
58
42
11,80
12,70
30
PTB
43
36
11,50
12,80
27
POP
40
37
11,80
12,90
21
Composition
Zn-PPP
59
46
8,30
12,25
14
du tableau III
Zn-PTB
29
30
8,05
11,80
10
à 1 % de CaO
Zn-POP I
31
31
8,30
12,40
7
5 636 561
Tableau V (suite)
Composition
20 min
48 h pH de la surface pH du revêtement
Effacement AIF (24 h)
du tableau III
à 1 % de CaO
Zn-POP II
33
32
8,55
12,60
8
PPP
52
42
8,95
11,85
26
(suite)
PTB
46
43
8,95
11,95
26
POP
61
54
9,00
12,20
25
Zn-PPP
37
37
8,30
8,35
11
Zn-PTB
36
36
7,50
8,25
11
Composition
Zn-POP I
38
38
8,00
8,15
13
du tableau IV
Zn-POP II
36
36
7,90
7,85
8
sans CaO
PPP
38
37
7,40
7,70
24
PTB
48
44
7,60
7,60
27
POP
56
49
7,70
7,60
23
Exemple 2
Cet exemple illustre l'effet sur les propriétés de développement de couleur résultant de l'utilisation de divers oxydes et hydroxydes de métaux des groupes IA, IIA, IIIA, IIB et IVB de la classification périodique dans les compositions de développement de couleur. Certaines des compositions sont conformes à l'invention, tandis que : d'autres servant de comparaison ne le sont pas. Ainsi, on prépare des revêtements de matière développant une couleur ayant les compositions indiquées dans le tableau IV et on détermine l'intensité de frappe à la machine à écrire (IF) et la résistance à l'effacement. Les résultats figurent dans le tableau VII. Pour préparer la composition : de développement de couleur témoin à base d'argile, on remplace l'oxyde par de l'argile. On prépare ensuite une composition de développement de couleur particulière ayant au départ la même composition que celle du témoin à base d'argile, puis on ajuste le pH avec de l'hydroxyde de sodium en solution à 50% pour le porter lentement à 12,8.
Tableau VI
Composition de matière développant la couleur (à 32% de matières solides)
Tableau VI (suite)
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Oxyde ou hydr
oxyde*
6,0
6,0
- Résine broyée à
54% (Zn-POP I)
7,4
13,7
- Suspension
d'argile à 68%
68,1
100,2
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- Eau
—
60,0
- Amidon P.G. 230
à 12%
6,5
54,2
- Eau
—
29,9
- Latex Dow 620 à
50%
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
—
30,0
* Oxydes ou hydroxydes utilisés: oxyde de calcium, oxyde de baryum, hydroxyde de baryum, oxyde de magnésium, hydroxyde de magnésium, hydroxyde de calcium, oxyde de zinc, dioxyde de titane, hydroxyde de potassium, hydroxyde de sodium, oxyde d'aluminium et argile (témoin).
Tableau VII Résultats des essais
Oxyde ou hydroxyde utilisé
Intensité de la frappe à la machine pH du revêtement
Effacement
20 min
48 h
AIF (24 h)
Intensité réelle
Oxyde de calcium
23
23
12,8
8
31
Oxyde de baryum
32
31
13,1
12
43
Hydroxyde de baryum
31
29
12,9
7
36
Oxyde de magnésium
28
27
11,8
9
36
Hydroxyde de magnésium
35
33
9,7
8
41
Hydroxyde de calcium
22
22
12,6
7
29
Oxyde de zinc
32
31
10,0
7
38
Dioxyde de titane
35
35
8,7
8
43
Hydroxyde de potassium
77
65
13,35
23
88
Hydroxyde de sodium
71
64
13,2
17
81
636 561
6
Tableau VII (suite)
Oxyde ou hydroxyde utilisé
Intensité de la frappe à la machine pH du revêtement
Effacement
20 min
48 h
AIF (24 h)
Intensité réelle
Oxyde d'aluminium
36
35
9,2
9
44
Argile (témoin)
37
37
8,4
8
45
Hydroxyde de sodium
45 '
43
12,8
10
53
Les résultats des tableaux précédents peuvent se résumer ainsi:
1) les résines de Zn-POP permettent d'obtenir une bien meilleure intensité avec le CaO que les autres résines (voir le tableau V);
2) les résultats relatifs à l'effacement qui figurent dans le tableau V montrent que les résines de Zn-POP contenant de l'oxyde de calcium présentent l'effacement le plus faible;
3) les résines de POP modifiées par du zinc sont nettement supérieures aux résines de POP non modifiées par du zinc;
4) les différents oxydes et hydroxydes se comportent différemment avec la résine de Zn-POP (voir le tableau VII), et
5) bien que certains des oxydes améliorent l'intensité, l'oxyde de calcium et l'hydroxyde de calcium permettent d'obtenir les meilleures valeurs d'intensité, l'oxyde de magnésium et l'hydroxyde de baryum venant juste après; l'hydroxyde de sodium et l'hydroxyde de potassium nuisent beaucoup à l'intensité; tous les oxydes et hydroxydes augmentent le pH du revêtement.
Exemple 3
Cet exemple illustre l'effet de la variation de la quantité d'oxyde de calcium dans une composition de développement de couleur selon l'invention.
La quantité d'oxyde de calcium utilisée est comprise entre 0 et 6% en poids sec. Pour tous les revêtements, on utilise 7% en poids sec de résine. On utilise l'oxyde de calcium pour remplacer l'argile poids par poids. On prépare des revêtements de développement de couleur et on détermine le pH du revêtement, l'intensité de la frappe à la machine à écrire et la résistance à l'effacement; les résultats figurent au tableau VIII.
20
25
Tableau VIII Compositions de matières développant la couleur
Matières
Parties sèches
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Oxyde de calcium
0,0
0,25
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Résine broyée à 54% (Zn-POP I)
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
7,4
Suspension d'argile à 68%
74,1
73,85
73,6
73,1
72,6
72,1
71,1
70,1
69,1
68,1
Carbonate de calcium
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Amidon P.G. 230 à 12%
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
Latex Dow 520 à 50%
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
6,0
Total
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
pH du revêtement
8,35
11,1
11,4
12,5
12,6
12,7
12,8
12,75
12,8
12,8
Intensité de la frappe à la machine
- 20 min
36
36
35
30
27
27
25
24
24
24
- 48 h
36
35
34
29
27
27
24
24
24
24
Effacement
- AIF 24 h
7
—•
7
7
5
5
8
7
8
6
- AIF 48 h
22
16
23
19
14
16
17
20
23
17
On n'observe pratiquement pas d'amélioration de l'intensité tant que la quantité d'oxyde de calcium n'atteint pas environ 10% (1 partie) par rapport à la quantité de la résine (voir le tableau VIII). Le pH du revêtement s'élève à 11,1, même lorsqu'on utilise la quantité minimale d'oxyde de calcium et il demeure dans la gamme de 12,5 à 12,8.
Exemple 4
Cet exemple illustre l'effet de divers oxydes et hydroxydes métalliques avec diverses compositions de développement de couleur à
base de résine. On utilise les oxydes et hydroxydes de calcium, de 60 baryum et de magnésium à deux teneurs, c'est-à-dire 1 et 6 parties pour 100 parties en poids sec de la composition, avec toutes les résines modifiées par du zinc dont on dispose actuellement, c'est-à-dire Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I et Zn-PNP. On maintient la concentration de la résine à 7,4 parties pour 100 parties en poids sec de 65 la composition, comme dans l'exemple précédent.
On broie séparément les résines précitées dans un broyeur à friction à 50% de matières solides. Les poudres de résine utilisées ont la composition indiquée au tableau IX.
636 561
Tableau IX Composition de résine broyée à 50% (temps de broyage — 35 min)
Tableau X (suite)
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Résine*
150,0
150,0
- Eau
—
130,5
- Tamol 731 à 25%
4,5
18,0
- Phosphate de di-
ammomum
1,5
1,5
Total
156,0
300,0
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
30,0
- Oxyde ou hydr
oxyde utilisé*
1,0
1,0
* Résines utilisées: Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I et Zn-PNP 15 (résine de p-nonylphényle et de formaldéhyde modifiée par du zinc).
On utilise ces poudres de résine dans une composition de revêtement développant une couleur, comme indiqué aux tableaux X et XI, la composition du tableau X contenant 1 partie en poids sec d'oxyde de calcium ou d'hydroxyde de calcium pour 100 parties en poids sec de la composition, et la composition du tableau XI contenant 6 parties en poids sec de CaO ou de CaOH pour 100 parties en poids sec de la composition.
On prépare également des compositions de matière développant la couleur à titre de témoins pour évaluer l'amélioration obtenue par l'addition de l'oxyde ou de l'hydroxyde. Pour préparer ces compositions témoins, pour chaque série correspondant à une résine particulière, on remplace la quantité d'oxyde ou d'hydroxyde utilisée par une quantité équivalente d'argile.
On évalue également le pH du revêtement formé avec les compositions de matière développant la couleur. On prépare des feuilles de papier revêtues avec une machine de revêtement de laboratoire déposant 2,27 kg de revêtement par rame. Pour préparer les feuilles revêtues, on dépose la suspension avec une racle spirale conçue pour déposer une pellicule de revêtement humide pesant environ 7,25 kg par rame (2760 m2). On sèche le revêtement à l'air chaud et, pour déterminer le poids du revêtement, on pèse la feuille revêtue et un échantillon de feuille non revêtu. Si le poids sec du revêtement est de 2,27 kg par rame (2760 m2), on utilise l'échantillon. Si le poids sec du revêtement diffère beaucoup de 2,27 kg par rame, on forme d'autres revêtements avec des racles spirales différentes conçues selon le cas pour appliquer une quantité de revêtement supérieure ou plus faible.
Tableau X
Composition de matière développant la couleur (à 32% de matières solides)
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Résine broyée uti
lisée à 50% **
7,4
14,8
- Suspension
d'argile à 68%
73,1
107,5
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- Eau
—
60,0
- Amidon P.G. à
12%
6,5
54,2
- Eau
—
26,5
- Latex Dow 620 à
50%
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
25
* Oxydes ou hydroxydes utilisés: oxyde de magnésium, oxyde de baryum, hydroxyde de magnésium, hydroxyde de baryum, témoin, oxyde de calcium et hydroxyde de calcium.
** Résines utilisées: Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I et Zn-PNP.
Tableau XI
Composition de matière développant la couleur (à 32% de matières solides)
30
45
Matières
Poids sec (g)
Poids humide (g)
- Eau
30,0
- Oxyde ou hydr
oxyde utilisé*
6,0
6,0
- Résine broyée à
50%**
7,4
14,8
- Suspension
d'argile à 68%
68,1
100,2
- Carbonate de
calcium
6,0
6,0
- Eau
—
60,0
- Amidon P.G. 230
à 12%
6,5
54,2
- Eau
—
28,8
- Latex Dow 620 à
50%
6,0
12,0
Total
100,0
312,0
* Oxydes ou hydroxydes utilisés: oxyde de magnésium, oxyde de baryum, hydroxyde de magnésium, hydroxyde de baryum, témoin, oxyde de calcium et hydroxyde de calcium.
** Résines utilisées: Zn-PPP, Zn-PTB, Zn-POP I et Zn-PNP.
Les résultats obtenus avec les compositions des tableaux X et XI figurent au tableau XII.
Tableau XII
Résine utilisée
Hydroxydes ou oxydes utilisés
Quantité d'oxyde ou d'hydroxyde utilisée*
pH du revêtement
Intensité de la frappe à la machine
Effacement AIF
20 min
48 h
Témoin
1
8,3
37
35
15
Zn-PPP
BaO
1
10,3
47
43
16
Mg(OH)2
1
9,0
36
35
17
Ba(OH)2
1
9,7
41
36
18
636 561 8
Tableau XII (suite)
Résine utilisée
Hydroxydes ou oxydes utilisés
Quantité d'oxyde ou d'hydroxyde pH du revêtement
Intensité de la frappe à la machine
Effacement AIF
utilisée*
20 min
48 h
Zn-PPP
MgO CaO Ca(OH)2
1 1 1
10,5 11,7 11,0
36 51 49
35 41 44
13 21 21
Zn-PPP
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
6 6 6 6 6 6 6
8.2 13,1
9.3 12,0 10,9 12,7 12,7
37
54 36
55 35
56 58
34 42 34 46
36
37
38
18 39 17 23 15 31 29
Zn-PTB
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
1 1 1 1 1 1 1
8.2 10,0
9,0
9.3
10.6
11.7 11,2
39 39 36 38
32
33 33
41 40
38
39 33 39 38
17
14
19 13
18
20
15
Zn-PTB
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
6 6 6 6 6 6 6
8,45 13,2 9,2 12,1 10,45 12,6 12,6
41 44
37
38 33 43 43
44
42 40
43 34
39
40
26 40 22 29 21 37 39
Zn-POP
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
1 1 1 1 1 1 1
8,5 12,1 9,0
10.4 10,9
12.5 12,5
37 36 36
38 33 33 33
42 35 42 40 34 33 33
20 15 22 15 14
11
12
Zn-POP
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
6 6 6 6 6 6 6
8,5 12,9 9,4 12,4 11,7 12,6 12,4
36 49 34 34 31 25 25
40 48 38 32 32 25 24
20 37
21 10 16 13 16
Zn-PNP
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
1 1 1 1 1 1 1
7,8 11,0 11,6 9,0 9,5 12,6 12,4
43 34
38
39
40 32 36
49'
35
38
41
41
31
34
23 13
18
19
20 13 15
Zn-PNP
Témoin BaO
Mg(OH)2
Ba(OH)2
MgO
CaO
Ca(OH)2
6 6 6 6 6 6 6
8,2
11.7 13,2
9,4 12,9
12.8 12,8
41.
31
32 36
33 26 26
42 32 31 39 31 26 26
20 17 20 19
16
17 16
* Pourcentage par rapport au poids sec.
9
636 561
On réarrange les valeurs des intensités de frappe à la machine à écrire du tableau XII sous la forme du tableau XIII pour mieux faire apparaître l'effet de l'oxyde ou de l'hydroxyde dans chaque résine.
Les valeurs du tableau XIII montrent que l'oxyde de calcium et l'hydroxyde de calcium conduisent aux meilleures intensités de frappe à la machine à écrire avec la résine de Zn-POP.
Tableau XIII Comparaison: 1 et 6%
Résine utilisée
Hydroxyde ou oxyde utilisé
Quantité d'oxyde ou d'hydroxyde
- Intensité de la frappe à la machine
utilisée*
20 min
48 h
Zn-PPP
36
35
Zn-PTB Zn-POP
MgO
1
32
33
33
34
Zn-PNP
34
35
Zn-PPP
35
36
Zn-PTB Zn-POP
MgO
6
33 31
34 32
Zn-PNP
31
32
Zn-PPP
47
43
Zn-PTB
BaO
1
32
33
Zn-POP
36
35
Zn-PNP
38
38
Zn-PPP
54
42
Zn-PTB
BaO
39
40
Zn-POP
49
48
Zn-PNP
32
31
Zn-PPP
36
35
Zn-PTB Zn-POP
Mg(OH)2
1
36 36
48 42
Zn-PNP
39
41
Zn-PPP
36
34
Zn-PTB Zn-POP
Mg(OH)2
6
37 34
40 38
Zn-PNP
36
39
Zn-PPP
41
36
Zn-PTB Zn-POP
Ba(OH)2
1
38 38
39
40
Zn-PNP
40
41
Zn-PPP
55
46
Zn-PTB Zn-POP
Ba(OH)2
6
38 34
43 32
Zn-PNP
33
31
Zn-PPP
51
41
Zn-PTB
CaO
1
33
39
Zn-POP
33
33
Zn-PNP
32
31
Zn-PPP
56
37
Zn-PTB
CaO
43
39
Zn-POP
25
25
Zn-PNP
26
26
Tableau XIII (suite) Comparaison: 1 et 6%
Résine utilisée
Hydroxyde ou oxyde utilisé
Quantité d'oxyde ou d'hydroxyde
Intensité de la frappe à la machine
utilisée*
20 min
48 h
Zn-PPP
49
44
Zn-PTB Zn-POP
Ca(OH)2
1
33 33
38 33
Zn-PNP
32
31
Zn-PPP
58
38
Zn-PTB Zn-POP
Ca(OH)2
6
43 25
40 24
Zn-PNP
26
26
Zn-PPP
37
35
Zn-PTB
Témoin
1
39
41
Zn-POP
37
42
Zn-PNP
43
49
Zn-PPP
37
34
Zn-PTB
Témoin
41
44
Zn-POP
36
40
Zn-PNP
41
42
* Pourcentage en poids sec.
Exemple 5
Cet exemple illustre l'emploi d'oxyde de calcium dans une composition de matière développant la couleur à base de résine. On incorpore l'oxyde de calcium à la composition en le dispersant dans de l'eau, puis en mélangeant la dispersion à de la résine broyée et des agents tensio-actifs. On ajoute à ce mélange les autres ingrédients tels que l'argile, l'amidon, etc., et on ajuste la concentration à la valeur appropriée à la formation d'un revêtement régulier (environ 30% de matières sèches). On utilise comme base de revêtement un papier pour titres pesant 15,4 kg par rame. On utilise la composition suivante:
Matières
Pourcentage
Parties sèches
Gamme
- Zn-POP I
54
12,1
3,5
- Suspension d'argile de type
kaolin
68
67,9
68,0
- Carbonate de calcium
100
6,0
6,0
- Oxyde de calcium
100
1,5
10,0
- Amidon cuit (liant)
12
6,5
6,5
- Latex de styrène/butadiène
50
6,0
6,0
- Eau
—
—
—
Total
100,0
100,0
On évalue l'intensité de la frappe à la machine à écrire et les résultats montrent qu'une composition contenant de l'oxyde de calcium donne des inscriptions bleues plus nettes et plus intenses qu'une composition ne contenant pas d'oxyde de calcium. Lorsque le rapport de l'oxyde de calcium à la résine est optimal ou voisin de la valeur optimale, la résistance à l'effacement de l'épreuve est meilleure que celle que l'on obtient en l'absence d'oxyde de calcium. Les résultats des essais figurent au tableau XIV.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
636 §61
10
Tableau XIV
A
B
C
D
E
- Résine, parties sèches (pour 100 parties de
revêtement sec)
13,6
10,6
7,4
3,5
0
- Oxyde de calcium, parties sèches (pour
100 parties de revêtement sec)
0
3,0
6,0
10,0
12,0
- Intensité
• 20 min
38
30
27
33
67
• 48 h
38
28
28
32
67
- Effacement
• AIF après 24 h d'exposition
9
7
10
19
18
• AIF après 72 h d'exposition
26
17
22
38
22

Claims (13)

636 561
1. Composition destinée à développer une couleur sur un support d'enregistrement, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une résine de p-alkylphénol et de formaldéhyde modifiée par un métal, dont le fragment alkyle comporte au moins 8 atomes de carbone, et d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium et/ou d'oxyde de magnésium.
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fragment alkyle de la résine est un radical octyle ou nonyle.
2
REVENDICATIONS
3. Composition selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le métal modificateur est le zinc.
4. Composition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle contient un argile de type kaolin.
5. Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium et/ou l'oxyde de magnésium sont présents dans la composition à raison de 0,5 à
6 parties en poids sec pour 100 parties en poids sec de la composition.
6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium et/ou l'oxyde de magnésium sont présents dans la composition à raison de 1 à 4 parties en poids sec pour 100 parties en poids sec de la composition.
6 parties en poids sec pour 100 parties en poids sec de la composition.
7. Utilisation de la composition selon la revendication 1 dans un support d'enregistrement, pour développer une couleur, la composition étant constituée d'une résine de p-alkylphénol et de formaldéhyde modifiée par un métal, dont le fragment alkyle comporte au moins 8 atomes de carbone, et d'oxyde de calcium, d'hydroxyde de calcium et/ou d'oxyde de magnésium.
8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que, dans la composition, le fragment alkyle de la résine est un radical octyle ou nonyle.
9. Utilisation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que, dans la composition, le métal modificateur est le zinc.
10. Utilisation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la composition développant la couleur contient une argile de type kaolin.
11. Utilisation selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium et/ou l'oxyde de magnésium sont présents dans la composition à raison de 0,5 à
12. Utilisation selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'oxyde de calcium, l'hydroxyde de calcium et/ou l'oxyde de magnésium sont présents dans la composition à raison de 1 à 4 parties en poids sec pour 100 parties en poids sec de la composition.
13. Utilisation selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce que le support d'enregistrement est sensible à la pression.
CH1292778A 1977-12-23 1978-12-20 Composition destinee a developper une couleur sur un support d'enregistrement. CH636561A5 (fr)

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