ES2826405T3 - Papel de transferencia mejorado para la impresión por chorro de tinta - Google Patents

Abstract

Papel de transferencia adecuado para la impresión por chorro de tinta de alta velocidad que comprende una capa base y una capa de película adecuada para recibir tinta viscosa y liberar el tinte disperso de dicha tinta viscosa al tener una porosidad de 150 a 300ml/min, en donde la película comprendematerial formador de película, en donde la capa base comprende un papel base que tiene una porosidad de más de 1000 ml/min.

Description

DESCRIPCIÓN

Papel de transferencia mejorado para la impresión por chorro de tinta

El campo de la invención es el papel de transferencia. En particular, la presente invención se refiere al papel de transferencia que puede usarse para la impresión por chorro de tinta en la impresión de transferencia por sublimación digital.

El papel de transferencia se usa en la impresión de transferencia por sublimación digital para transferir una imagen de una impresora a un sustrato. Esta imagen se imprime primero sobre el papel de transferencia, después de lo cual la imagen se transfiere al sustrato al aplicar calor y presión. La imagen puede imprimirse sobre el papel de transferencia mediante impresión por contacto, por ejemplo, mediante serigrafía giratoria o mediante impresión sin contacto, tal como la impresión por chorro de tinta. En las últimas décadas, la impresión por chorro de tinta ha ganado popularidad por su versatilidad y bajo costo en la impresión de pequeños lotes o muestras. Debido al desarrollo de papel de transferencia especializado para la impresión por chorro de tinta, como se describe, por ejemplo, en el documento EP1102682, puede obtenerse una excelente calidad de impresión en términos de eficiencia de transferencia, brillo de colores, nitidez de impresión (sin sangrado), uniformidad de impresión y/o densidad de imagen.

Sin embargo, un inconveniente de la impresión por chorro de tinta es que, para lograr la misma calidad de impresión, la impresión debería ser típicamente más lenta que la impresión por contacto. Este problema es inherente a la impresión por chorro de tinta en general. Para la impresión por chorro de tinta regular, es decir impresión por chorro de tinta donde el papel en sí es el sustrato (es decir, no impresión de transferencia), se han realizado mejoras considerables mediante la introducción de nuevos tipos de tinta que permiten una impresión más rápida, por ejemplo, hasta 100 m/min. Esto se logra mediante una mayor frecuencia de dosificación de gotas (,por ejemplo, 40 kHz). Estas tintas, comercializadas para cabezales de impresión producidos por, por ejemplo, Xaar, Kyocera y Ricoh, tienen composiciones que evitan la obstrucción de las toberas del cabezal de impresión por chorro de tinta durante la impresión rápida (o de alta velocidad) y permiten que la tinta penetre más rápidamente en el sustrato de papel, de manera que se desplace o se produzca un efecto fantasma por la adhesión de la tinta a los rodillos guía de descarga.

Los documentos US8795424 y EP2551305 describen ejemplos de las tintas mencionadas anteriormente para impresión por chorro de tinta de alta velocidad. Estas tintas se caracterizan típicamente por el alto contenido de glicerol o dioles o derivados de los mismos, tal como glicol o derivados del mismo y 1,3-propanodiol o derivados del mismo de hasta aproximadamente 50 % en peso, cuyos compuestos se usan como humectantes (también denominados agentes hidratantes) o como agentes penetrantes. La presencia de estos humectantes o agentes penetrantes da como resultado una mayor viscosidad y tiempos de secado más largos concomitantes de la tinta después de la impresión. Las tintas tradicionales para la impresión por chorro de tinta tradicional más lenta tienen, por ejemplo, viscosidades típicas de alrededor de 3 a 5 m Pas a 25 °C, mientras que las nuevas tintas para impresión por chorro de tinta de alta velocidad suelen tener viscosidades de 7 a 15 mPas o incluso hasta 100 mPas a 25 °C (ver, por ejemplo, el documento WO2011079402 con respecto a esto).

Los presentes inventores encontraron que cuando se usan tintas viscosas para impresión de alta velocidad en impresión de transferencia por sublimación, el período de secado más largo de la tinta es problemático ya que se reduce la calidad de la impresión. Este problema se encuentra en particular con el papel de transferencia actual mencionado anteriormente para impresión por chorro de tinta como se describe , por ejemplo, en el documento EP1102682. Una desventaja del secado más lento es , por ejemplo, el desplazamiento de la imagen de impresión sobre la parte posterior del papel al enrollar el rollo. Esto puede provocar imágenes fantasmas en la transferencia y dañará la imagen impresa sobre el lado de impresión del papel. También puede provocar la contaminación de los rodillos guía de la impresora.

El documento WO2014095762 describe un papel de transferencia compuesto por un sustrato que tiene una porosidad de 0-1000 ml/min que se recubre con un líquido acuoso, que después del secado da como resultado una capa de recubrimiento que tiene una porosidad superior a 100 ml/min. Se requiere la baja porosidad del papel base para reducir la cantidad efectiva de líquido acuoso que se aplica.

El documento DE2710230A1 describe un papel de transferencia que comprende capas de película con porosidades de 50, 70 o 380 ml/min sobre el papel base que tiene una porosidad de 1200-1500 ml/min. El documento EP2418090A2 describe un papel de transferencia que comprende capas de película con porosidades de 110-500 ml/min sobre papel base que tiene una porosidad de 50-800 ml/min. La presente invención está dirigida a un papel de transferencia mejorado para la impresión por chorro de tinta de alta velocidad, preferentemente con las tintas viscosas mencionadas anteriormente. Este objetivo se ha cumplido al proporcionar un papel de transferencia que comprende una capa base y una capa de película adecuada para recibir y liberar tinta viscosa al tener una porosidad de 100 a 500 ml/min, en donde la película comprende material formador de película, en donde la capa base comprende un papel base que tiene una porosidad de más de 1000 ml/min. Sorprendentemente, el papel de transferencia de acuerdo con la presente invención permite que la tinta penetre en el papel rápidamente, lo que acorta el tiempo de secado, sin ningún deterioro de la calidad de impresión debido, por ejemplo, a sangrado o efecto fantasma. Esto es sorprendente debido a que la mayoría de las tintas viscosas comprenden potenciadores de la penetración (ver, por ejemplo, el documento EP2551305) y es de esperar que esto conduzca a una pérdida de calidad de impresión cuando se aplica a una capa porosa que la que se usa típicamente en la impresión de transferencia.

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que la alta porosidad del papel base de más de 1000 ml/min contribuye al secado rápido del papel de la presente invención, ya que se cree que esta alta porosidad permite la absorción de cualquier humectante o agente penetrante que esté presente en la tinta. La capa base de la presente invención se forma típicamente por un papel base. El papel base tiene preferentemente una porosidad de más de 2000 ml/min, con mayor preferencia de 2500-3000 ml/min. El papel base puede hacerse de pulpa tradicional, es decir material fibroso lignocelulósico procedente de la madera. Esta capa proporciona un soporte a la capa de película y la estructura del papel de transferencia para su manipulación durante el proceso de impresión.

La capa de película es adecuada o se adapta para recibir la tinta durante el proceso de impresión. Esto significa que la capa de película está sobre el lado del papel en el que se debe imprimir. La porosidad de la capa de película es de 150 a 300 ml/min según se determina mediante el documento ISO 5636-3 en, por ejemplo, un Probador L&W Bendtsen de AB Lorentzen & Wettre, Kista, Suecia.

Los inventores encontraron que la porosidad de la capa de película de acuerdo con la presente invención es ventajosa, ya que da como resultado un tiempo de secado más bajo mientras que la eficiencia de transferencia permanece alta. Se cree que, debido a que la capa de película no sella por completo (es decir, la porosidad no es inferior a 100 ml/min), se facilita la absorbancia de, en particular, los componentes viscosos tal como el glicol. Sin embargo, la capa de película se sella suficientemente (es decir, la porosidad es suficientemente alta de acuerdo con la presente invención) para retener el tinte disperso en la parte superior de la capa de película, lo que da como resultado una alta eficiencia de transferencia. Debido a que la porosidad de la capa base es generalmente muchas veces mayor (es decir, más de 1000 ml/min, preferentemente alrededor de 2000 a 3000 ml/min), la porosidad de la capa de película puede determinarse mientras la capa de película está sobre la capa base.

La porosidad de la capa de película de acuerdo con la presente invención es óptima para la tinta viscosa en términos de calidad de imagen y tiempos de secado. Por lo tanto, en particular, la capa de película permite periodos de secado cortos al tiempo que evita el sangrado de la tinta, de manera que diferentes colores de tinta se mezclan entre sí, lo que provoca una pérdida de contraste y uniformidad de color. El secado más rápido de las tintas da como resultado imágenes más nítidas y sin desplazamiento de tinta sobre la parte posterior del papel cuando el papel se enrolla después de la impresión por chorro de tinta.

Típicamente, se prefieren tiempos de secado de menos de 2 min para impresiones con un grado de carga del 100 %. Con mayor preferencia, el tiempo de secado es menos de 1 min, con la máxima preferencia menos de 30 segundos, para impresiones con un grado de carga del 100 %, por ejemplo de 1 a 25 segundos. El grado de carga es la cantidad de tinta que se imprime sobre el papel. Por ejemplo, un grado de carga del 300 % significa que se imprimen tres colores uno sobre otro con una densidad/intensidad de color máxima. Un grado de carga del 100 % significa que se aplica un color con una densidad/intensidad de color máxima.

Además de la funcionalidad de recepción de la capa de película, esta capa también es adecuada o se adapta para liberar el tinte disperso de la tinta durante la transferencia sobre el sustrato. Puede apreciarse que después de la impresión de la imagen sobre el papel de transferencia, la tinta se secará y el tinte disperso de la tinta puede transferirse al sustrato por calor y/o presión. La porosidad de la capa de película de acuerdo con la presente invención evita que los tintes de la tinta penetren demasiado profundo en el papel. Esto da como resultado típicamente altas eficiencias de transferencia de hasta el 80 % o más del papel de transferencia. La eficiencia de transferencia es la cantidad relativa de tinte disperso que se transfiere al sustrato durante el proceso de transferencia.

En el contexto de la presente invención, por tinta viscosa se entiende típicamente cualquier tinta que tiene una viscosidad de más de aproximadamente 5 mPa s a 25 °C según lo determinado por ASTM D445 o una técnica equivalente.

La capa formadora de película comprende material formador de película que típicamente comprende material polimérico hidrófilo tal como carboximetilcelulosa (CMC), alcohol polivinílico (PVA), alginato, gelatina, almidón o mezclas de los mismos. Típicamente, se prefiere CMC. En una modalidad preferida de la presente invención, se usa CMC con un grado de sustitución de 0,2 a 0,3.

Sin embargo, para los tipos de tintas viscosas que comprenden una gran cantidad de glicol (derivados) (, por ejemplo, 30 a 50 % en peso) y, por lo tanto, son ligeramente más hidrófoba en comparación con las tintas tradicionales que contienen más agua, puede preferirse que el grado de sustitución sea menor, por ejemplo, de 0,05 a 0,15. Alternativa o adicionalmente, un material polimérico más hidrófobo tal como etilcelulosa, (metil) hidroxilpropilcelulosa o acetato de celulosa puede estar presente en el material formador de película para obtener las propiedades hidrofílicas deseadas de la capa de película. La selección cuidadosa del carácter hidrófilo de la capa de película acelerará la penetración y, por lo tanto, acortará el tiempo de secado de la tinta.

Sin desear ceñirse a ninguna teoría, los inventores creen que el tiempo de secado largo típico de la tinta viscosa cuando se usa papel de transferencia que tiene una baja porosidad de la capa de película (por ejemplo, inferior a 100 ml/min) puede ser el resultado de un desajuste en la hidrofilicidad del material formador de película y la tinta viscosa. Por lo tanto, el término tinta viscosa puede cubrir cualquier tinta que contiene más del 25 % en peso, preferentemente más del 40 % en peso, de glicol (derivados), tales como éteres de glicol. Sin embargo, las tintas con las mismas propiedades de secado (secado lento) pero con un contenido más bajo de glicol (derivados) también pueden estar cubiertas por el término tinta viscosa.

El material formador de película puede comprender además un relleno, tal como minerales. Son particularmente adecuados los minerales filosilicatos tal como la mica; minerales arcillosos, tales como caolín, talco o esmectita; o combinaciones de los mismos. Preferentemente, se usa caolín y/o talco como relleno. La cantidad de relleno puede ser de hasta el 20 %, con base en el peso en seco total de la capa de película, por ejemplo, 0-15 % en peso, preferentemente 1-10 % en peso. Se cree que el relleno mejora aún más la absorción de los humectantes o agentes penetrantes presentes en la tinta.

El material formador de película puede comprender además aditivos tales como sales que influyen en la hidrofilicidad de la capa de película.

El grosor de la capa de película expresado por el peso en seco por área es típicamente de 1 a 10 g/m2 En una modalidad preferida de la presente invención, la capa de película tiene un grosor o peso en seco de entre 2 y 4 g/m2.

Preferentemente, la capa de película cubre homogéneamente la capa base. Con la película que cubre homogéneamente la capa base, se entiende que la capa de película cubre las capas base de manera que, tras la inspección con un microscopio electrónico de barrido, el número de huecos que son visibles en la capa base cubierta por la capa de película se reduce uniformemente en comparación con la capa base descubierta (sobre un área de 1 cm2) de manera que la calidad de impresión en esta área sea prácticamente uniforme. La variación relacionada en el grosor de la capa de película es típicamente ± 100 %, preferentemente ± 50 % del peso en seco por área de la película.

Puede apreciarse que, debido a que la capa de película es adecuada para recibir la tinta, esta capa se ubica en el lado del papel de transferencia en el que se pretende imprimir. Por tanto, el uso del papel de transferencia para la impresión por chorro de tinta sobre la capa de película es un aspecto particular de la presente invención.

Preferentemente, la capa de película se ubica en el lado del alambre de la capa base. Debido a que el lado del alambre es más liso que el lado del fieltro, la aplicación de la capa de película en el lado del alambre facilita el recubrimiento homogéneo de la capa base. Sin embargo, al aplicar más material formador de película en el lado de fieltro de la capa base, también puede lograrse un recubrimiento homogéneo de la capa base en este lado.

La capa base tiene preferentemente un peso en seco de entre 20 y 150 g/m2, con mayor preferencia de entre 40 a 70 g/m2.

En una modalidad preferida, el peso en seco del papel de transferencia está entre 30 y 150 g/m2, con mayor preferencia entre 50 a 70 g/m2, con la máxima preferencia alrededor de 66 g/m2. Sin embargo, debido al desarrollo continuo de papel base con resistencias incrementadas, el peso en seco del papel de transferencia puede ser incluso menor siempre que las propiedades no se vean afectadas negativamente de esta manera. El papel de transferencia de acuerdo con la presente invención puede producirse al formar una capa de película sobre la capa base al aplicar material formador de película sobre la capa base y posteriormente extender el material formador de película sobre al menos parte de la capa base de manera que la capa de película cubre homogéneamente al menos parte de la capa base. El material formador de película se aplica típicamente como una solución acuosa al 10-25 % en peso. Este material formador de película se aplica preferentemente como un gel viscoso de manera que se facilite la extensión del material sobre la capa base. Una cobertura homogénea se consigue típicamente mediante un revestidor de rodillo, un revestidor de barra Meyer o un revestidor de cuchilla y el posterior secado de la capa de película.

La porosidad de la capa de película puede verse influenciada por el tipo, cantidad y/o concentración del material formador de película que se aplica sobre la capa base, la porosidad de la capa base y la presencia de rellenos.

En otra modalidad particular, el material formador de película se pulveriza sobre la capa base de manera que se formen pequeñas gotas del material formador de película sobre la capa base. Luego, la gota se fusiona para formar la cubierta homogénea.

La porosidad deseada de la capa de película puede obtenerse al seleccionar la cantidad apropiada de material formador de película que se aplica sobre la capa base.

Puede apreciarse que el papel de transferencia puede comprender capas adicionales además de la capa base y la capa de película.

Alternativamente, la capa barrera puede colocarse entre la base y la capa de película.

Además, la capa de película puede ser, por ejemplo, dos capas, presentes a cada lado de la capa base. Estas capas de película pueden ser idénticas o pueden tener diferente composición y/o porosidad.

El papel de transferencia de acuerdo con la presente invención es muy adecuado para su uso en la impresión por chorro de tinta de alta velocidad con tinta viscosa. La invención puede ilustrarse con los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Se usó una mezcla de fibras largas y cortas blanqueadas y un 4 % de material de relleno para formar pulpa de papel. A partir de esta pulpa de papel se formó una capa base que tiene una porosidad de 2500 ml/min.

A continuación, un exceso de una solución del 15 % en peso de carboximetilcelulosa (CMC, es decir, el material formador de película) en agua se aplicó sobre la capa base. Se usó una barra Meyer para eliminar parte del exceso de la solución de CMC aplicada, de manera que una capa de CMC húmeda de un peso en húmedo de 16,6 g/m2 permaneció en la capa base. Después del secado, se formó una capa de película que tiene un peso en seco de 2,5 g/m2 y una porosidad de 170 ml/min según lo determinado por la ISO 5636-3. El papel de transferencia obtenido tenía un peso en seco de 64 g/m2. Ejemplo 2

Se produjeron varios papeles de transferencia adicionales mediante un método comparable como se ilustró en el Ejemplo 1.

Todos los papeles de transferencia se usaron en una prueba para determinar el tiempo de secado. Con este fin, se usó tinta Sensient, Elvajet SY 370 comercialmente disponible para imprimir un patrón de prueba con una impresora adecuada para imprimir tintas Kyocera y se determinó el tiempo de secado del patrón (ver Tabla 1).

Tabla 1: Tiempos de secado de los papeles de transferencia

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Papel de transferencia adecuado para la impresión por chorro de tinta de alta velocidad que comprende una capa base y una capa de película adecuada para recibir tinta viscosa y liberar el tinte disperso de dicha tinta viscosa al tener una porosidad de 150 a 300 ml/min, en donde la película comprende material formador de película, en donde la capa base comprende un papel base que tiene una porosidad de más de 1000 ml/min.

2. Papel de transferencia de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material formador de película comprende carboximetilcelulosa, alcohol polivinílico, alginato, gelatina y/o almidón.

3. Papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material formador de película comprende 0-15 % en peso de uno o más rellenos.

4. Papel de transferencia de acuerdo con la reivindicación anterior, en donde dichos uno o más rellenos se seleccionan entre minerales filosilicatos, preferentemente mica; minerales arcillosos, preferentemente caolín, talco o esmectita; o combinaciones de los mismos.

5. Papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho papel base tiene una porosidad de más de 2000 ml/min, preferentemente de 2500-3000 ml/min.

6. Papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa de película tiene un peso en seco de entre 1 a 10 g/m2, preferentemente de entre 2 a 4 g/m2

7. Papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la capa base tiene un peso en seco de entre 20 a 150 g/m2, preferentemente de entre 40 a 70 g/m2.

8. Método para la producción de papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende formar una capa de película sobre la capa base al aplicar material formador de película sobre al menos parte de la capa base y posteriormente esparcir el material formador de película sobre la capa base de manera que la capa de película cubre homogéneamente la capa base.

9. Método para la impresión de transferencia por sublimación, en donde una imagen se imprime mediante una impresora de chorro de tinta sobre la capa de película del papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la imagen se imprime con tinta viscosa que tiene una viscosidad de más de 5 mPas a 25 °C.

11. Método para la impresión de transferencia por sublimación, en donde una imagen que se imprime sobre la capa de película del papel de transferencia de acuerdo con las reivindicaciones 7 u 8, se transfiere a un sustrato al aplicar presión y/o calor.

12. Uso de un papel de transferencia de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7 para impresión por chorro de tinta a alta velocidad con tinta viscosa que tiene una viscosidad de más de 5 mPa s a 25 °C.