Sokszor töltünk ki úgy nyomtatványt, hogy az írás az alsó ûrlapon is megjelenik. Eszünkbe sem jut, hogy a világon ma már évente 109 kg indigómentes másolópapír fogy. A találmánnyal 1957-ben rukkolt elõ egy amerikai vállalat, a National Cash Register.
1. ábra. Indigómentes másolópapír |
Az indigómentes másolópapír mûködését az 1. ábra szemlélteti. A fölsõ lap alját mikrokapszulákba zárt színképzõ anyaggal (festék prekurzurral) vonják be. A toll nyomásának hatására a mikrokapszulák összetörnek, és a színképzõ anyag reakcióba lép az alsó lap felszínét borító vegyszerrel: a reakció nyomán színes anyag képzõdik. Ha több másolat is készül, a közbülsõ lapok mindkét felületét elõkezelik.
Mikrokapszulák
A 3–8 mm-es mikrokapszulákat eredetileg
úgy állították elõ, hogy vízben
oldható polimereket (zselatint, gumiarábikumot, észteresített
cellulózt) egyenletesen eloszlatott, szerves oldószert és
színképzõ anyagot tartalmazó emulziócseppekre
csaptak ki. A folyamatot a pH és a hõmérséklet
változtatásával irányították.
A képzõdõ kolloidban a kapszulák polimer falát
térhálósították, hogy ellenállóbbá
váljon a külsõ behatásokkal szemben.
Ma már mesterséges polimerekbõl gyártják a kapszulákat, mert így könnyebben szabályozhatják a tulajdonságaikat. Például a polikarbamidok és a poliamidok a szerves és a vizes fázisban külön-külön feloldott monomerekbõl polimerizálódnak a két fázis határfelületén képzõdõ emulzióban. Más polimerek, például a vízben oldott monomerekbõl keletkezõ melamin/formaldehid vagy karbamid/formaldehid polimerek a határfelületen eloszlatott színképzõ cseppek körül csapódnak ki.
Színképzõ anyagok
A színképzõ anyagok rendszerint színtelen
szerves vegyületek (leukoszínezékek, tehát "fehér
festékek"), amelyek savas közegben válnak színessé.
Ilyen reakcióra mutat példát a 2. ábra:
a kristályibolya laktonból keletkezõ kationos termék
már nem az UV-tartományban gerjeszthetõ, mint a kiindulási
anyag, hanem a láthatóban. A fluoránok (3. ábra)
a ftalidkötés savas lehasítása nyomán
válnak színessé.
2. ábra. A kristályibolya leukon reakciója | 3. ábra. Fluoránszerkezet |
A termékek eredeti színe jelentõsen megváltozhat a színképzõ anyagok kémiai módosításával. A szín kialakításában az alsó lapon levõ vegyszerek is szerepet játszhatnak. Az indigó nélküli másolatok feketék, vörösek, narancssárgák, kékek, zöldek, lilák lehetnek.
Az alsó réteg
Az alsó réteget például agyagokból,
többek között bentonitból készítik.
Szereves rétegeket is használnak, fõként fenol-formaldehid
gyantákat. Máshol cink-szilikátokat alkalmaznak. A
vegyszeres réteg vagy eredendõen, vagy savas kezelés
hatására protondonorként viselkedik a színképzõ
anyaggal szemben.
Fortélyok
Bár az indigómentes másolópapír
mûködése egyszerûnek tûnik, a jó papír
elõállításához számos trükköt
is be kell vetni. Noha a kristályibolya lakton az egyik legfontosabb
színképzõ, színes terméke a fény
hatására elhalványodhat az agyagon. Ezért egyszerre
több színképzõt is használnak, hogy a
kristályibolya laktonból keletkezõ festék elhalványulása
után is megmaradjon a szín, a halványulás lassításához
pedig gyantás alsó rétegeket kísérleteztek
ki.
A színképzõ anyagokat eleinte poliklórozott bifenilekben oldották. Ma már több szerves oldószer keverékét használják. Színtelen oldószereket választanak, amelyek nem reagálnak a színképzõ anyaggal, kicsi a gõznyomásuk (hogy a papír szárításakor a mikrokapszulák ne repedjenek szét), kicsi a viszkozitásuk (hogy a színképzõ anyag gyorsan reagálhasson a vegyszerrel), kicsi a felületi feszültségük (hogy a reagenssel bevont papírt jól nedvesítsék), nem támadják meg a mikrokapszulák falát. A gyártás során elsõdleges szempont a biztonságos és olcsó anyagok alkalmazása. Ma elsõsorban diizopropil-naftalin és fenil-etil-tetralin oldószert használnak.
Az indigómentes másolópapírok mechanikai úton kiváltott kémiai reakciókon alapulnak. A termékek kidolgozása és továbbfejlesztése a bevonatok, a szerves kémiai reakciók, a polimerek, az agyagok és gyanták, a mikrokapszulázás, a fotokémia, a kolloidok, az oldatkémia tanulmányozásán alapszik.
Vissza | http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/ |