BRPI0822837B1

BRPI0822837B1 - mídia de impressão, método para formar uma imagem por jato de tinta pigmentada e método para produzir uma mídia de impressão

Info

Publication number: BRPI0822837B1
Application number: BRPI0822837A
Authority: BR
Inventors: Quang Tran Hai; Zhou Xiaoqi
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2019-01-22
Also published as: BRPI0822837A2; WO2010044795A1; EP2344341A4; EP2344341A1; US20110205287A1; CN102186678B; US8678543B2; EP2344341B1; CN102186678A; TW201026927A

Abstract

mídia de impressão composição de tratamento superficial método para formar uma imagem por jato de tinta pigmentada sobre um substrato tratado superficialmente e método para produzir uma mídia de impressão uma ou mais composições de tratamento superficial e mídias de impressão são divulgadas. as composições de tratamento superficial podem compreender pelo menos um agente de engomação superficial e pelo menos um sal metálico monovalente e pelo menos um multivalente. também são divulgados métodos para a produção da composição de tratamento superficial e mídia de impressão com a composição.

Description

MÍDIA DE IMPRESSÃO, MÉTODO PARA FORMAR UMA IMAGEM POR JATO

DE TINTA PIGMENTADA E MÉTODO PARA PRODUZIR UMA MÍDIA DE

IMPRESSÃO

Antecedentes

O desenvolvimento de tecnologia de impressão digital, tal como impressão térmica por jato de tinta, tem tornado o uso de impressoras de computador mais barato e, portanto, amplamente disponível para todos os usuários de computador. As impressoras correntemente disponíveis são capazes de 10 produzir imagens totalmente coloridas e altamente detalhadas. O uso amplamente difundido de tecnologia de impressão digital em ambientes residenciais e comerciais tem criado desafios com relação à mídia de impressão tradicional sobre a qual as imagens são formadas, 15 particularmente quando tinta pigmentada é utilizada. A mídia de impressão corrente quando usada em combinação com tintas de pigmentos, frequentemente sofrem de baixa densidade ótica de preto e colorida, drenagem e lambuzamento de tinta, tempos de secagem prolongados, e 20 imagem riscada.

Para superar estes problemas, sais de metal divalente, p.ex., cloreto de cálcio, têm sido recentemente adicionados, como um fixador de tinta, ao processamento de engomação da superfície da mídia de impressão para alcançar 25 propriedades melhoradas da mídia. Entretanto, para conseguir tais efeitos, o cloreto de cálcio necessita ser usado em uma grande concentração, p.ex., de 6 a 12 kg de sal por tonelada (t) de papel. Tal alta carga de compostos contendo cloreto promove drástica corrosão do equipamento 30 de moagem de papel usado para produzir a mídia de impressão, e reduz significativamente a vida útil das partes em contato com sal dos equipamentos de fabricação de papel, incluindo, por exemplo, cilindros de engomação.

Uma outra desvantagem comumente associada com o uso de sal 35 cloreto de cálcio surge a partir de sua dissolução exotérmica em água. Uma quantidade significativa de calor é produzida quando grandes bateladas de solução de sal cloreto de cálcio são preparadas, como é usual em processos

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 14/33 de fabricação de papel comercial. As temperaturas da solução podem facilmente alcançar acima de 90°C ou mais. Os vapores contendo cloreto a partir de tal solução aquecida podem provocar sérios problemas de saúde e segurança a trabalhadores envolvidos com o processo de mistura.

Adicionalmente, o cloreto de cálcio é muito absorvente de umidade. O uso deste tipo de sal pode mudar facilmente a rigidez do papel devido à absorção de água no papel. Isto inevitavelmente provoca alguns problemas relacionados com a deslizabilidade da mídia na impressão. Estes problemas podem provocar, por exemplo, emperramento do papel e/ou multicoleta das folhas a partir de uma bandeja de papel.

Em vista do anterior, existe uma necessidade na técnica de um papel ou mídia de impressão tendo qualidade de impressão e propriedades de impressão melhoradas quando impresso usando tinta pigmentada.

Descrição detalhada

Na descrição seguinte, para propósitos de explanação, numerosos detalhes específicos são registrados para prover uma compreensão completa de um ou mais aspectos da divulgação aqui. Pode ficar evidente, entretanto, que um ou mais aspectos da divulgação aqui podem ser praticados com um grau menor destes detalhes específicos.

A divulgação se relaciona com uma composição de tratamento superficial e uma mídia de impressão contendo a composição nela. A mídia de impressão tem uma densidade ótica e gama de cores melhoradas, tempo seco mais rápido, e drenagem reduzida. Aqui e em qualquer lugar na especificação e reivindicações, os limites de faixas e razões podem ser combinados.

A frase quantidade efetiva, como usada aqui, se refere à mínima de uma substância e/ou agente, que é conseguir um efeito desejado e/ou exemplo, uma quantidade efetiva de uma é a quantidade mínima requerida para criar de tratamento superficial tendo as quantidade suficiente requerido.

mistura de para

Por sal uma composição propriedades desejadas associadas com ela. A palavra exemplar é usada aqui para significar servindo como

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 15/33 exemplo, instância, ou ilustração. Qualquer aspecto ou design descrito aqui como exemplar não deve ser necessariamente interpretado como vantajoso em relação a outros aspectos ou designs. Pelo contrário, o uso da 5 palavra exemplar é intencionado a apresentar conceitos de um modo concreto. Como usado neste pedido de patente, o termo ou é intencionado a significar um ou inclusivo ao invés de um ou exclusivo. Em adição, os artigos um e uma como usados neste pedido de patente e nas 10 reivindicações anexas podem ser geralmente interpretados a significar um ou mais a menos que especificado de outra forma ou claro a partir do contexto a ser dirigido a uma forma singular.

Em uma configuração, a composição de tratamento superficial 15 é aplicada a um substrato ou mídia de impressão.

Substrato, papel base, matéria-prima de papel base ou mídia de impressão incluem qualquer material que possa ser tratado de acordo com uma configuração da divulgação aqui, incluindo mas não limitado a papel celulósico, 20 substratos a base de película, substratos poliméricos, substratos de papel convencional, papel livre de madeira, papel contendo madeira, papel revestido com argila, papel cristal, cartão, substratos de papel fotográfico, e similares. Adicionalmente, substratos pré-revestidos, tais 25 como substratos revestidos poliméricos ou mídia inchável, também podem ser revestidos em configurações da invenção.

Em uma configuração, a base de papel ou substrato compreende qualquer tipo de fibra de celulose, ou combinação de fibras conhecidas para uso na fabricação de 30 papel. Por exemplo, o substrato pode ser produzido a partir de polpa derivada de fibras de madeira dura, fibras de madeira macia, ou uma combinação de fibras de madeira dura e madeira macia preparadas para uso em fibras de fabricação de papel obtidas por operações conhecidas de digestão, 35 refino e alvejamento, tais como aquelas que são costumeiramente empregadas na produção de pasta de papel mecânica, termomecânica, química e semiquímica ou outros processos de produção de pasta de papel bem conhecidos.

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Para algumas aplicações, todas ou uma porção das fibras da polpa são obtidas de plantas herbáceas não lenhosas tais como kenaf, cânhamo, juta, linho, sisal e bananeira das Filipinas, por exemplo, Seja alvejada ou não alvejada a fibra de polpa pode ser utilizada na preparação de uma base de papel adequada para a mídia de impressão. Fibras de polpa recicladas também são adequadas para uso. Em certas aplicações, a base de papel é produzida combinando 30% a cerca de 100% em peso de fibras de madeira dura e de cerca de 0% a cerca de 70% em peso de fibras de madeira macia.

O substrato também pode incluir outros aditivos convencionais tais como, por exemplo, cargas, auxiliares de retenção, resinas de resistência úmida (engomação interna) e resinas de resistência seca (engomação superficial) que podem ser adicionados ao substrato durante o processo de fabricação de papel. Entre as cargas que podem ser usadas estão cargas inorgânicas e orgânicas, tais como, para fins de exemplo, minerais tais como carbonato de cálcio, sulfato de bário, dióxido de titânio, silicatos de cálcio, carbonato de magnésio, carbonato de bário, óxido de zinco, óxido de silício, sílica amorfa, hidróxido de alumínio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, hidróxido de zinco, mica, caulim e talco, e partículas poliméricas tais como poliestireno, látex de poli(metacrilato de metila) e seus copolímeros. Outros aditivos convencionais incluem, mas não estão restritos a, alume, pigmentos e tinturas para colorir o substrato para o matiz de cor desejado. Em uma configuração, o substrato compreenderá de cerca de 5% a cerca de 35% em peso de carga.

Uma mídia exemplar de impressão a jato de tinta compreende um substrato tal como um papel de celulose e uma composição de tratamento superficial aplicada sobre um lado único ou sobre ambos os lados do substrato. O papel de celulose tem um peso base variando a 35% em peso de de cerca de 35-250 g/m², com cerca de carga.

madeira tal como polpa papel base contém polpa de de madeira moída, polpa termomecânica adicionalmente ou polpa alternativamente, químio-termomecânica, contém polpa sem

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 17/33 madeira.

Para a maioria das aplicações pelo menos uma resina de resistência úmida ou agente de engomação pode ser adicionada à suspensão de polpa antes da conversão para uma trama ou substrato de papel para prover a engomação interna do substrato. O tratamento de engomação interna ajuda a desenvolver no substrato resultante uma resistência a líquidos durante o uso. Durante estágios adicionais do processamento de fabricação de papel, a engomação interna também impede qualquer engomação superficial aplicada subsequentemente de encharcamento na folha acabada, permitindo assim a engomação superficial permanecer sobre a superfície onde ela tem eficiência máxima. Agentes de engomação interna que são adequadamente usados para este propósito incluem quaisquer daqueles comumente usados na extremidade úmida de uma máquina de fabricação de papel, por exemplo, breu; breu precipitado com alume (A12(SO4)3); ácido abiético e homólogos de ácido abiético tais como ácido neoabiético e ácido levopimárico; ácido esteárico e derivados de ácido esteárico; carbonato de amônio de zircônio;

silicone e compostos contendo silicone;

fluoroquímicos da estrutura geral CF3(CF2)_nR, onde R é aniônico, catiônico ou um outro grupo funcional; amido e derivados de amido; metil celulose; carboximetilcelulose (CMC); poli(álcool vinílico); alginatos, ceras; emulsões de cera; dímero de alquilceteno (AKD); emulsão de dímero de alquenil ceteno (AnKD); anidrido alquil succínico (ASA); emulsões de ASA ou AKD com amido catiônico; alume incorporando ASA; e outros agentes de engomação interna conhecidos e combinações destes. Os agentes de engomação interna são geralmente usados em níveis de concentração conhecidos por aqueles que praticam a arte de fabricação de papel. Por exemplo, em uma configuração, a quantidade de agente de engomação interna está na faixa de cerca de 0,3 kg/t (quilograma por tonelada) de matéria-prima de papel base até 20 kg/t.

O grau de engomação interna pode ser caracterizado em termos de quanto a matéria-prima de papel absorve os

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 18/33 solventes aquosos e quão rapidamente o solvente aquoso penetra através da matéria-prima de papel. O teste de Cobb é usado para a medição de absorção de liquido, onde uma superfície da amostra de papel é exposta sob uma dada pressão hidrostática a água sob um tempo especificado, isto é, 60 segundos com a área circular da amostra sendo 100 cm². Após um tempo fixo de 60 segundos, a água é decantada e o excesso de água é removido. A água absorvida em termos de grama por metro quadrado (g/m²) é usada para avaliar a capacidade de absorção. Para obter resultados de impressão exemplares, os agentes de engomação interna devem ser aplicados em uma quantidade que produza um valor Cobb, em uma configuração, na faixa de cerca de 20 a cerca de 50 g/m². Em uma outra configuração, o agente de engomação interna pode ser aplicado em uma quantidade para produzir um valor Cobb na faixa de cerca de 25 a cerca de 40 g/m². A propriedade de penetração da amostra de papel é determinada pela taxa de absorção de tinta como medida pelo Testador de Sorção Dinâmica de Roda Bristow e varia de 10 ml/m²/segundo a 40 ml/m²/segundo, com uma velocidade de roda de 1,25 mm/ s .

Outros compostos poliméricos também podem ser usados na extremidade úmida da fabricação de papel, tais como vários amidos, poliacrilamidas, resinas de uréia, resinas de melamina, resinas epóxi, resinas de poliamida, poliamidas, resinas de poliamina, poliaminas, polietilenoimina, gomas vegetais, poli(alcoóis vinílicos) , látex, óxido de polietileno, dispersões de partículas de polímero reticulado hidrofílico e derivados ou produtos modificados dos mesmos.

Alume é um produto químico central para auxiliar de retenção e auxiliares de drenagem. Em uma configuração os aditivos de alume usados incluem sulfato de alumínio, cloreto de alumínio, aluminato de sódio; compostos de alumínio básico tais como cloreto de alumínio básico e polihidróxido de alumínio básico; compostos de alumínio solúveis em água tais como alumina coloidal prontamente solúvel em água; bem como compostos de metal polivalente

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 19/33 tais como sulfato ferroso e sulfato férrico; sílica coloidal, etc.

Em adição, aditivos de papel internos tais como tinturas, agentes de embranquecimento fluorescentes, materiais ajustadores de pH, agentes antiespumação, agentes de controle de depósitos [pitch], agentes de controle de limo ou similares também podem estar contidos como apropriado dependendo do propósito.

A composição de tratamento superficial em uma configuração compreende pelo menos um agente de engomação superficial. Os agentes de engomação superficial, em uma configuração, incluem um ou mais amidos e derivados de amido;

carboximetilcelulose (CMC); metil celulose; alginatos; ceras; emulsões de cera; dímero de alquilceteno (AKD); anidrido alquil succínico (ASA); emulsão de dímero de alquenil ceteno (AnKD) ; emulsões de ASA ou AKD com amido catiônico; alume incorporando ASA; e/ou um ou mais materiais poliméricos água. Os materiais solúveis em água ou dispersáveis em poliméricos solúveis em água e dispersáveis em água incluem, por exemplo, poli(alcoóis vinílicos) tais como poli(alcoóis vinílicos), poli(alcoóis vinílicos) vinílicos vinílicos) completamente saponifiçados, parcialmente saponifiçados), modificados com carboxila, poli(alcoóis poli(alcoóis poli(alcoóis vinílicos) modificados com silanol, poli(alcoóis vinílicos) modificados cationicamente, poli(alcoóis vinílicos) alquilados terminalmente, polímeros de acrilamida, polímeros ou copolímeros acrílicos, látex de acetato de vinila, poliésteres, látex de cloreto de vinilideno, estireno-butadieno, copolímeros de acrilonitrila-butadieno, copolímeros de estireno acrílico; gelatina; e celulose e derivados de celulose tais como carboximetil celulose, hidroxietil celulose, metil celulose. Estes são usados sozinhos ou em combinações de dois ou mais.

Em uma configuração, um amido é usado como o agente de engomação superficial. Exemplos de amidos adequados são amido de milho, amido de tapioca, amido de aveia, amido de arroz, amido de sagu e amido de batata. Estas espécies de

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 20/33 amido podem ser amido não modificado, amido modificado com enzima, amido modificado termicamente e termoquimicamente e amido modificado quimicamente. Exemplos de amido modificado quimicamente são amidos convertidos tais como amidos de fluidez ácidos, amidos oxidados e pirodextrinas; amidos derivatizados tais como amidos hidroxialquilados, amido cianoetilado, amido catiônico éteres, amidos aniônicos, amido ésteres, enxertos de amido, e amidos hidrofóbicos. Os agentes de engomação superficial são geralmente usados em níveis de concentração costumeiros na arte de fabricação de papel. Em uma outra configuração, o agente de engomação superficial inclui tanto um amido quanto, opcionalmente, um agente de engomação sintético. Por exemplo, a quantidade de amido aplicado sobre a superfície do substrato compreende, em uma configuração, de cerca de 2 a cerca de 25 kg/t de substrato de papel, e a quantidade de agente de engomação superficial sintético compreende, em uma configuração, até cerca de 6 kg/t de substrato de papel.

Em adição a um agente de engomação superficial, a composição de tratamento superficial inclui uma mistura de sais tendo pelo menos dois sais metálicos. Em uma configuração, os sais misturados compreendem pelo menos um sal monovalente e pelo menos um multivalente. Em uma configuração, os sais misturados compreendem um ou mais de sais monovalentes ou multivalentes solúveis em água. Espécies de cátions adequados podem incluir um ou mais de metais do Grupo I, metais do Grupo II, metais do Grupo III ou metais de transição, por exemplo, ions de sódio, potássio, cálcio, cobre, níquel, zinco, magnésio, bário, ferro, alumínio e cromo. Espécies de ânions também podem incluir um ou mais de cloreto, iodeto, brometo, nitrato, sulfato, sulfito, fosfato, clorato, e acetato. Em uma configuração, a mistura de sais compreende um sal metálico multivalente de um metal do Grupo II ou Grupo III e um sal metálico monovalente de um metal do Grupo I. Em uma configuração, o sal misturado compreende cloreto de magnésio e cloreto de sódio. Tanto cloreto de magnésio quanto cloreto de sódio mostram uma taxa de corrosão

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 21/33 relativa mais baixa que cloreto de cálcio (as taxas de corrosão relativa medida pela Norma TM-01-69 da Associação Nacional de Engenheiros de Corrosão para NaCl, MgC12 e CaC12 são 100, 80, 121 respectivamente, onde quanto mais alto o número, mais forte em tendência de corrosão) . Em uma outra configuração, os sais misturados compreendem cloreto de cálcio e cloreto de sódio. Em uma configuração adicional, os sais misturados compreendem cloreto de alumínio e cloreto de sódio. Foi descoberto que cada uma das soluções de sais misturados exibiu aumentos de temperatura mais baixos durante a preparação da solução de sal, bem como corrosão reduzida para as partes de máquina contatando a solução de sal por períodos prolongados de tempo, se comparadas com soluções de sal de cloreto de cálcio sozinho na mesma concentração e tempo de exposição.

A composição de tratamento superficial contém uma quantidade efetiva da mistura de sais de metal solúveis em contato com pelo menos uma superfície do substrato para prover qualidade de impressão melhorada do substrato incluindo, por exemplo, tempos secos de tinta, e densidade ótica de cor e preto. Em uma configuração, a composição de tratamento superficial pode conter de cerca de 1 kg até cerca de 15 kg da mistura de sais por tonelada de substrato de papel. A porcentagem em peso relativa de cada tipo de sal metálico na mistura de sais compreende, em uma configuração, pelo menos cerca de 20% em peso, e em uma configuração, de cerca de 30% em peso até cerca de 7 0% em peso da mistura de sais.

A mídia de impressão da invenção pode ser preparada usando técnicas convencionais conhecidas. Por exemplo, a mistura de sais de metal pode ser misturada com um ou mais amidos, e um ou mais componentes opcionais podem ser dissolvidos ou dispersados em um meio líquido apropriado, preferivelmente água, e pode ser aplicada ao substrato por qualquer técnica adequada, tal com um tratamento de prensa de engomar, revestimento por imersão, revestimento por rolo reverso, revestimento por extrusão ou similar.

A composição de tratamento superficial pode ser aplicada ao

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 22/33 substrato com equipamento de prensa de engomar convencional, por exemplo, uma prensa de engomar de película ou uma prensa de engomar de poça, tendo cilindros verticais, horizontais ou inclinados. A prensa de engomar 5 de película pode incluir um sistema de medição, por exemplo, medição por cilindro-portão, medição por lâmina, medição por haste Meyer ou medição por fenda. Em uma configuração, a prensa de engomar com um sistema de medição por lâmina de inchamento curta é utilizada. A velocidade de 10 revestimento na qual a composição de tratamento superficial é aplicada ao substrato não é especificamente limitada, mas será geralmente de cerca de 600 a cerca de 1.200 metros por minuto (m/min) para papéis de impressão de escritório.

Adotando uma velocidade de revestimento mais alta, a 15 composição de tratamento superficial permanece próxima à superfície para aumentar a imprimibilidade melhorando efeitos e melhora a maciez superficial.

Em tratamento por imersão, uma trama do material de substrato ao qual a composição de tratamento superficial 20 deve ser aplicada é transportada abaixo da superfície da composição por um único cilindro de maneira tal que o sitio exposto seja saturado, seguido por remoção de qualquer excesso de mistura de tratamento por cilindros de aperto e uma secagem a 120-200°C em um secador a ar. O método para 25 tratar superficialmente o substrato usando um revestidor resulta em uma folha continua de substrato com a composição de tratamento superficial aplicada, em uma configuração, primeiro a um lado e então ao segundo lado deste substrato.

Em uma outra configuração, a composição é aplicada ao 30 substrato tal que ambos os lados do substrato sejam revestidos simultaneamente, onde duas estações de revestimento são providas, com uma em cada lado. O substrato também pode ser tratado por um processo de extrusão de fenda, onde uma matriz plana é situada com os 35 lábios da matriz em vizinhança próxima à trama de substrato a ser tratado, resultando em uma película continua da composição distribuída uniformemente através de uma superfície da folha.

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Independente do método de aplicação da composição de tratamento superficial ao substrato a composição será aplicada ao substrato para um peso total de revestimento, em uma configuração, de cerca de 0,6 g/m² a cerca de 8 g/m²por lado de substrato. Em uma outra configuração, o peso total de revestimento pode ser de cerca de 0,8 g/m² a cerca de 5 g/m² por lado de substrato. O total de sais misturados na composição aplicada ao substrato pode ser, em uma configuração, de cerca de 2 kg a cerca de 15 kg/t do substrato, e em uma configuração de cerca de 4 kg a cerca de 10 kg/t do substrato. Para alcançar resultados de impressão exemplares, o teor total de sais misturados é pelo menos cerca de 0,16 g/m² por lado de substrato.

Seguindo à aplicação da composição de tratamento superficial sobre o substrato, o substrato pode ser submetido a etapas de processamento adicionais. Por exemplo, o substrato pode ser secado passando por um secador infravermelho ou secador de ar quente, ou uma combinação de ambos. Adicionalmente, o substrato pode ser calandrado para melhorar adicionalmente brilho ou maciez e outras propriedades dos papéis. Por exemplo, o substrato é calandrado passando o substrato por um cunhamento formado por um cilindro de calandra a temperatura ambiente.

A mídia de impressão pode ser impressa gerando imagens sobre uma superfície da mídia usando processos e aparelhos convencionais de impressão como por exemplo processos e aparelhos de impressão por jato de laser, jato de tinta, ofsete e flexo. A mídia de impressão, em uma configuração, é impressa com processos de impressão a jato de tinta equipado com tinta pigmentada e aparelho tal como, por exemplo, impressão a jato de tinta de mesa e impressão de trama a jato de tinta comercial de alta velocidade. Quando gotas de tinta são ejetadas sobre a mídia contendo a mistura de sais metálicos, os sais quebram as dispersões de pigmento a partir das soluções de tinta, e cátions interagem com partículas aniônicas de corantes tal que o corante pigmentado fique na camada superficial mais externa da mídia.

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As mídias de impressão tratadas resultantes são empregadas adequadamente com qualquer impressora a jato de tinta usando tintas pigmentadas para qualquer tecnologia de jato de tinta de gota sob demanda ou contínua, tal como tecnologia de jato de tinta térmico ou jato de tinta piezelétrico. Tintas de jato de tinta pigmentadas são bem conhecidas na técnica e tipicamente contêm um veículo líquido, corantes pigmentados, e componentes adicionais incluindo uma ou mais tinturas, umectantes, detergentes, polímeros, tamponadores, conservantes, e outros componentes. Um pigmento ou qualquer número de misturas de pigmentos podem ser providos na formulação de jato de tinta para impor cor à tinta resultante. O pigmento pode ser qualquer número de pigmentos desejados dispersados através de toda a tinta de jato de tinta resultante.

Os exemplos seguintes ilustram várias formulações para preparar as composições da invenção. Os exemplos seguintes não devem ser considerados como limitações da divulgação aqui, mas são meramente fornecidos para ensinar como produzir as composições e mídia de impressão baseado em dados experimentais correntes.

Exemplos

Exemplo 1

Uma série de mídias de impressão a jato de tinta foram preparadas usando o seguinte procedimento:

(A) Os substratos de papel usados neste experimento foram produzidos em uma máquina de papel a partir de um suprimento de fibras consistindo de 30% de fibras de madeira macia e 50% de madeira dura e 12% de carbonato de cálcio precipitado com goma interna de anidrido alquenil succínico (ASA) . O peso base do papel de substrato era cerca de 75 g/m².

(B) A composição de engomação superficial foi preparada em laboratório usando um tanque de processamento de aço inoxidável com camisa de 55 galões (A&B Processing System Corp., Stratford, WI). Um agitador Lighthin (Lighthin Ltd. Rochester, NY) com uma relação de transmissão de 5:1 e uma velocidade de 1.500 rpm foi usado para agitar a formulação.

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Um amido modificado quimicamente foi primeiro pré-cozido a 95°C por 2 horas e resfriado para temperatura ambiente. O amido pré-cozido foi adicionado ao recipiente de agitação seguido pela adição de água, e então os outros aditivos tais como agente de engomação sintético; agentes de branqueamento fluorescentes (FWA) e tamponador de pH. Os sais metálicos solúveis em água foram pré-dissolvidos e filtrados, e então agitados juntos com a mistura de amido a 500-1.000 rpm.

Uma formulação típica da composição de tratamento superficial pode incluir (como um exemplo não limitante): Amido catiônico: 12,5 kg/t de substrato de papel

Cloreto de cálcio e cloreto de sódio misturados em razão diferente, e a utilização total de mistura de sais foi: 7,3 kg/t de substrato de papel;

Agentes de branqueamento fluorescentes (FWA): cerca de 7,5 kg/t de substrato de papel;

Agente de engomação superficial sintético: 4,0 kg/t de substrato de papel.

(C) Uma mídia de impressão foi preparada usando uma prensa de engomar aplicando a composição de engomação superficial resultante seja por espalhamento à mão usando uma haste Mayer, ou uma prensa de engomar contínua de laboratório com uma haste para medição. Controlando os sólidos da formulação, viscosidade, tamanho da haste, e velocidade operacional da máquina, um peso de captura de cerca de 0,4 a 2,0 g/m² por lado foi alcançado. As folhas tratadas foram secadas em um forno de ar quente a uma temperatura de cerca de 80-200°C por um período de cerca de 10-20 min.

Exemplo 2

As amostras de mídia de impressão preparadas como descrito no Exemplo 1 foram testadas para mostrar as diferenças em termos de gama de cores, densidade óptica de preto e a aspereza de linha entre amostras com diferentes carregamentos de sais misturados. As amostras foram impressas usando HP PhotoSmart® Pro B9180 com tintas preta e coloridas pigmentadas, fabricadas por Hewlett-Packard Co. A gama de cores de cada imagem impressa foi registrada, e

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 26/33 os resultados são fornecidos como um gráfico de barras na fig. 1, com o eixo geométrico dos y mostrando medidas de quantidades crescentes de CIE L*a*b*volume, uma medida de gama de cores. As medições de gama de cores foram executadas em quadrados de cor primária (ciano, magenta, e amarela) e cores secundárias (vermelha, verde, e azul) mais branco (folhas sem imagens) e cor preta. Valores de L*a*b* foram obtidos a partir da medição e depois disto foram usados para calcular a gama de cores de 8 pontos, onde o valor mais alto de gama de cores indica que as impressões mostraram cores mais ricas ou mais saturadas.

Como mostrado na fig. 1, as medições de gama de cores indicaram um aumento em termos de gama de cores nas amostras com cloreto de cálcio em um sal misturado fixo de 7,3 kg/t de matéria-prima de papel seco. Estes resultados indicam que cloreto de cálcio tem um efeito mais forte que cloreto de sódio ao promover a gama de cores. Quando a porcentagem de cloreto de cálcio foi reduzida para 50% ou mais baixa, o valor da gama de cores foi ainda maior que a maioria dos papéis de impressão de escritório comerciais, que normalmente exibem a gama de cores de 100.000 a 140.000 sob as mesmas condições de impressão.

A aspereza de linha é a média da aspereza da borda guia e borda guiada e mede a aparência de distorção geométrica em uma borda a partir de sua posição ideal. Nesta avaliação, amostras de midia tiveram imagens formadas como linhas pretas usando HP PhotoSmart® Pro B9180 com tintas preta e coloridas pigmentadas, fabricadas por Hewlett-Packard Co. As amostras foram então deixadas a secar ao ar. A acuidade de borda da drenagem de preto para amarelo foi medida com um Sistema de Análise de Imagem Pessoal QEA (Quality Engineering Associates, Burlington, MA) . Valores menores são indicativos de melhor qualidade de borda da imagem impressa. Como mostrado na fig. 2, o eixo dos y mostra medidas de quantidades crescentes de aspereza de linha como medida em micrômetros. As amostras contendo diferentes razões de mistura de cloreto de cálcio e cloreto de sódio em um carregamento total fixo de 7,3 kg/t de matéria-prima

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 27/33 de papel seco mostram claramente menos aspereza de linha (valor de aspereza de linha mais baixo) que o papel comercial que normalmente apresenta um valor de aspereza de linha de 16-25 mícrons sob as mesmas condições de impressão. Este resultado implica que a mídia contendo a composição de sais misturados produzirá uma impressão de uma imagem nítida. Foi descoberto que quando a porcentagem em peso de cloreto de cálcio estava acima de 40%, a aspereza de linha não era mais reduzida com um aumento na 10 quantidade de cloreto de cálcio. Uma redução na utilização de cloreto de cálcio não sacrifica a qualidade da imagem, mas reduz a possibilidade daquelas desvantagens associadas com o uso de cloreto de cálcio, tais como corrosão e poluição para o ambiente.

A densidade ótica de preto (KOD) é um dos atributos mais importantes para impressão de escritório onde a maioria dos documentos produzidos são em preto e branco. É desejável ter uma impressão com um valor KOD similar àqueles produzidos a partir de uma impressora LaserJet, por 20 exemplo, um valor KOD ao redor de 1,2 a 1,3. Nesta invenção, medições de KOD foram executadas nas mesmas amostras preparadas como descrito no Exemplo 1, usando densitômetro X-Rite para medir o negrume da área preenchida. Os resultados são fornecidos na fig. 3, com o 25 eixo geométrico dos y mostrando medidas de quantidades crescentes de KOD. Independente da razão de cloreto de cálcio e cloreto de sódio na composição de tratamento superficial, a mídia de impressão tratada com o sal da composição de tratamento superficial teve uma melhoria 30 significativa em densidade ótica de preto em relação à maioria das mídias de impressão de escritório comerciais, produzindo uma imagem preta mais evidente. O valor KOD médio da maioria das mídias de escritório comerciais é 0,7 a 1,0, enquanto a mídia contendo a composição de tratamento superficial tinha uma faixa KOD de 1,28 a 1,35. Similar à aspereza de linha, um aumento da porcentagem em peso de cloreto de cálcio, até 20% promoveu o KOD, e o KOD foi menos dependente da porcentagem de cloreto de cálcio. Este

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 28/33 resultado provê a possibilidade de limitar as desvantagens a partir de cloreto de cálcio.

Exemplo 3

Neste exemplo, o tempo seco de tinta das amostras da mídia de impressão tratada superficialmente como produzida pelos métodos descritos no Exemplo 1, bem como a mídia de impressão de escritório comercial foram medidos. O tempo seco de tinta se refere ao tempo que leva para a tinta secar tal que ela não lambuze ou se transfira para outras superfícies. O tempo seco de tinta é determinado testando a quantidade de tinta transferida para uma folha em um tempo constante. Uma série de quadrados pretos foram impressos sobre as folhas de mídia descritas acima usando uma HP PhotoSmart® Pro B9180 equipada com tinta pigmentada preta, fabricada por Hewlett-Packard Co. Após esperar por 10 segundos seguindo a impressão, as amostras foram cobertas com o mesmo tipo de papel e laminadas com um cilindro de borracha de mão de 4,5 libras, modelo HR-100, fabricado por Cheminstruments, Inc. As amostras foram então deixadas a secar ao ar. As densidades óticas (ODt) das imagens transferidas sobre as folhas de cobertura bem com a densidade ótica da referência (OD_r, original não transferida) foram medidas com um densitômetro X-Ríte para determinar a densidade antes e após a laminação. Uma área não impressa também foi medida para obter um valor para o fundo de papel, ODb. A porcentagem de tinta transferida (%IT) para os vários papéis foi então calculada usando a seguinte equação:

%IT = 1 - (ODt - (ODt - ODb) )/ODr x 100%

Quanto mais alto o valor de %IT, mais tinta transferida, o que é uma indicação de tempo seco mais longo e fraca fixação de tinta à mídia. Em resultados de teste exemplares, a porcentagem de tinta transferida na mídia de impressão comercial, que foi usada como o controle e continha somente uma composição superficial de tipo de amido sem mistura de sais, tinha a tinta transferida na faixa de 15-30%, enquanto a transferência foi reduzida para 2-10% com o uso de tintas de jato de tinta impressas sobre

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 29/33 midia contendo a composição de tratamento superficial da invenção.

Exemplo 4

Uma série de mídias de impressão a jato seguinte procedimento: base usada é a mesma preparadas usando o (A) A matéria-prima Exemplo 1.

(Β) A composição de laboratório usando inoxidável com camisa

Corp., Stratford, WI) . Rochester, NY) com uma velocidade de 1.500

Um amido modificado de que foi tinta foram descrita no engomação superficial processamento de aço (A&B Processing System Lighthin preparada no de um tanque de de 55 galões

Um agitador relação de transmissão foi usado para agitar (Lightin Ltd.

de 5:1 e uma rpm quimicamente foi primeiro pré-cozido a resfriado para temperatura ambiente. O foi adicionado a formulação.

95°C por 2 horas e amido pré-cozido foi adicionado ao recipiente de mistura seguido pela adição de água, e então os outros aditivos tais como agente de engomação sintético, agentes embranquecimento fluorescentes (FWA) e tamponador de pH. sais metálicos solúveis em água foram pré-dissolvidos filtrados, e então misturados juntos com a mistura de amido a 500-1.000 rpm. Uma formulação superficial pode Amido catiônico:

de

Os típica da composição de tratamento incluir (como um exemplo não limitante): 12,5 kg/t de substrato de papel;

Cloreto de magnésio e cloreto de sódio misturados em uma razão de 60:40 em peso, e a utilização total de mistura sais foi: 7,5 kg/t de substrato de papel;

Agentes de

7,5 kg/t de

Agente de substrato de papel (C) Uma mídia de impressão foi preparada usando uma prensa de engomar aplicando a composição por espalhamento à mão usando uma de engomar sólidos da embranquecimento fluorescentes (FWA): cerca substrato de papel;

engomação superficial sintético: 4,0 kg/t de de de de engomação superficial haste Mayer, ou um prensa medição. Controlando da haste ou pressão cunhamento, com uma haste para formulação, tamanho e velocidade operacional da máquina, um peso os do de

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 30/33 captura de cerca de 0,5 a 2,0 g/m² por lado foi alcançado.

As folhas tratadas foram secadas em um forno a ar quente a uma temperatura de cerca de 808-200°C por um período de 1020 min.

Os métodos de teste usados para testes de impressão e caracterização da qualidade de imagem são os mesmos que exibidos no Exemplo 2 e Exemplo 3. Os resultados estão resumidos na Tabela 1.

Tabela 1

Amostra	OD de preto	Gama de cores	Aspereza de linha (micro)	Tempo seco (em % de transf. de tinta)
Ex. 4 (c/sais de cloreto de magnésio/cloreto de cálcio	1,38	151.200	7,24	6, 4%
Controle (Papel de impressão de escritório comercial, 75 g/m²)	0,96	102.500	21,72	26,5%

Como pode ser visto na Tabela 1, as amostras tendo uma composição de tratamento superficial contendo a mistura de sais cloreto de magnésio/cloreto de sódio teve performance melhorada em todos os itens de qualidade de imagem testados em relação à mídia de impressão de escritório comercial. A composição de tratamento superficial provê a vantagem adicional de ocorrência diminuída de corrosão de partes da máquina exposta à mistura de sais após operação prolongada. Tal vantagem é ainda mais predominante quando comparada com o uso de somente cloreto de cálcio.

Embora a divulgação tenha sido mostrada e descrita com relação a uma ou mais configurações e/ou implementações, alterações e/ou modificações equivalentes ocorrerão a outros experientes na técnica baseadas em uma leitura e compreensão desta especificação. A divulgação é intencionada a incluir todas tais modificações e alterações e está limitada somente pelo escopo das reivindicações seguintes. Em adição, embora uma particular característica

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 31/33 possa ter sido divulgada com relação a somente uma de várias configurações e/ou implementações, tal característica pode ser combinada com uma ou mais outras características das outras configurações e/ou 5 implementações que podem ser desejadas e/ou vantajosas para qualquer dada ou particular aplicação. Adicionalmente, até o ponto em que os termos inclui, tendo, tem, com, ou variantes dos mesmos são usados na descrição detalhada ou nas reivindicações, tais termos são intencionados a 10 serem inclusivos de uma maneira similar ao termo compreendendo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um agente de engomação interna.

1, caracterizado pelo fato de o teor misturados na mídia de impressão compreender pelo menos 0,16 g/m².

1, caracterizada superficial compreender um ou amido e/ou um ou água ou solúveis

1, caracterizada pelo fato de o mais de um papel celulósico, substrato polimérico, um papel madeira, argila, papel cristal, cartão, um papel fotográfico, ou um substrato pré-revestido.

1. Mídia de impressão, caracterizada pelo fato de compreender:

um substrato; e uma composição de sobre uma superfície compreendendo pelo menos e uma mistura de sais tratamento superficial aplicada do substrato, a composição um agente de engomação superficial metálicos de pelo menos um sal metálico monovalente e pelo menos um sal a porcentagem em peso relativa de menos de 20% em peso tratamento de 0,6 g/m² muitivalente, de sal metálico sendo pelo de sais, e a composição de peso total de revestimento substrato.

metálico cada tipo na mistura superficial tendo um a 5 g/m² por lado de com a reivindicação substrato compreender um ou uma base de acordo convencional, um papel contendo madeira, um papel película, um papel revestido um sem com

2, de 35 g/m² a 250 peso de carga.

2. Mídia de impressão, de

3. Mídia de impressão, de acordo com a reivindicação caracterizado pelo fato de o substrato ter um peso base g/m² e um teor de carga de 5% a 35% em

4. Mídia de

5 8. Mídia de impressão, de acordo com a reivindicação

5. Mídia de impressão, de acordo com a pelo fato de o agente mais amidos reivindicação de engomação derivados de mais materiais poliméricos dispersáveis em acordo com a reivindicação total de sais em água.

impressão, de

6, caracterizado pelo fato de o sal monovalente compreender cloreto de sódio e o sal multivalente compreender cloreto de alumínio, cloreto de magnésio, ou cloreto de cálcio.

6. Mídia de impressão caracterizado pelo fato metal do Grupo I e o metal do Grupo II ou um do um , de acordo com a reivindicação de o sal monovalente compreender sal multivalente compreender um

Grupo III.

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7. Mídia de impressão, de acordo com a reivindicação

8, caracterizado pelo fato de o agente de engomação interna 10 ser aplicado em uma quantidade para produzir um valor Cobb de 20 a 50 g/m².

9. Mídia de impressão, de acordo com a reivindicação

10. Mídia de impressão, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a mídia de impressão ser um substrato de papel, o agente de engomação superficial

15 compreende um amido na quantidade de 2 a 25 kg/t do substrato de papel e um agente de engomação sintético em uma quantidade até 6 kg/t do substrato de papel.

11. Método para formar uma imagem por jato de tinta pigmentada sobre um substrato tratado superficialmente,

20 caracterizado pelo fato de compreender:

aplicar a composição aquosa de tratamento superficial conforme definido na reivindicação 1 a pelo menos uma superfície do substrato;

jatear uma tinta baseada em pigmentos sobre o 25 substrato tratado superficialmente para formar uma imagem sobre ele.

12. Método para produzir uma mídia de impressão, caracterizado pelo fato de compreender:

misturar pelo menos um agente de engomação superficial 30 e uma mistura de sais compreendendo pelo menos um sal metálico monovalente e pelo menos um sal metálico multivalente para formar uma composição de tratamento superficial, a porcentagem relativa em peso de cada tipo de sal metálico sendo pelo menos 2 0% em peso na mistura de 35 sais; e aplicar a composição de tratamento superficial sobre uma superfície de um substrato, a composição de tratamento superficial tendo um peso total de revestimento de 0,6 g/m²

Petição 870180160376, de 07/12/2018, pág. 12/33 a 5 g/m² por lado de substrato.