BR112013010260A2

BR112013010260A2 - composição de colagem superfícial, método para fazer uma composição de colagem superfícial, meio de impressão para impressão digital direta, método de fazer o meio de impressão e sistema de impressão digital

Info

Publication number: BR112013010260A2
Application number: BR112013010260-8A
Authority: BR
Inventors: Xiaoqi Zhou; Gracy Apprisiani Wingkono; David Edmondson
Original assignee: Hewlett-Packard Development Company, L.P.
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2020-09-01
Also published as: EP2640894B2; EP2640894B1; US9328463B2; JP5828003B2; EP2640894A1; WO2012067615A1; JP2013545903A; CN103201428A; EP2640894A4; US20130235118A1

Abstract

  COMPOSIÇÃO DE COLAGEM SUPERFICIAL, MÉTODO DE FAZER UMA COMPOSIÇÃO DE COLAGEM SUPERFICIAL, MEIO DE IMPRESSÃO PARA IMPRESSÃO DIGITAL DIRETA, MÉTODO DE FAZER O MEIO DE IMPRESSÃO E SISTEMA DE IMPRESSÃO DIGITAL. Uma composição de colagem superficial por prensa de colagem (PC) proporciona uma colagem superficial PC (120) para um meio de impressão (100) que seja utilizado em um sistema de impressão digital (200). A composição de colagem superficial inclui urna mistura aquosa contendo um material macromolecular em uma quantidade que varia entre cerca de 25% e cerca de 75% em peso seco; um sal metálico inorgânico em uma quantidade que varia entre cerca de 3% à cerca de 20% em peso seco; e uma quantidade de pigmento inorgânico que varia entre pelo menos 16% e cerca de 60% em peso seco, de forma que o total em peso seco seja igual à cerca de 100%.

Description

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W "COMPOSIÇÃO DE COLAGEM SUPERFICIAL, MÉTODO DE FAZER UMA "Y COMPOSIÇÃO DE COLAGEM SUPERFICIAL, MEIO DE INIPRESSÃO PARA IMPRESSÃO DIGITAL DIRETA, MÉTODO DE FAZEROMEIO DE IMPRESSÃO E SISTEMA DE IMPRESSÃO DIGITAL" g 5 Histórico da invenção

Y .' " As técnicas de impressão podem ser amplamente categorizadas " emdoisgrupos: analógicasedigitais. Astécnicas analógicas comuns são a impressão offset, litográfica, flexográfica, gravura e serigráfica. Impressão a jato de tinta e impressão 10 eletrofotográfica são as tecnologias digitais mais dominantes. Aimpressãodigitalpossuiumavantagemsobresua contraparte analógica, no fato de que o resultado impresso pode ser digitalmente alterado, significando que cadapágina impressa pode ser diferente. Para alterar o resultado 15 impresso de urna impressora analógica, um novo conjunto de chapas de imagemou estênceis deve ser produzido. Os métodos de impressão digitais são mais eficientes com relação ao custo, em volumes de pequena escala (número de págirias), sendoque emvolumesmaiores depáginas a impressãoanalógica 20 pode ser mais econômica. A qualidade de impressão é outro vetordecomparaçãoentreosmétodosdeimpressão. Impressões analógicas geralrrtente apresentam superior qualidade de imagem e normalmente forarn operadas a velocidades de impressão rnais altas, mas a irnpressão digital vem se 25 aproximando da qualidade e velocidade de impressão da % impressão analógica, com o avanço dos hardwares de impressora, tintas de impressão e meios de impressão.

9 Desdemeados dos anos 80, aimpressãoeletrofotográfica (EF), . comúmente conhecida como impressão a laser, tem sido uma "g 30 escolha popular entre consumidores que exigem comunicações impressas de alta qualidade e aparência profissional. As impressoras EFcomerciais do estadoda técnica agorapossuern qualidade de imagem que rivaliza com as das impressoras offset litográficas. 35 Impressoras a jato de tinta agora são cornuns e acessíveis, e permitem a obtenção de qualidade fotográfica, embora a uma velocidade de impressão mais baixa. São utilizadas para

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L m: impressão caseira, irnpressão em escritórios e, mais V recentemente, para impressão comercial. As principais vantagens da tecnologia de jato de tinta, no rriercado da impressão comercial, é que a amplitude da impressão pode ser g 5 facilmente medida e altas velocidades de irnpressão são possíveis. " n· ' Osmeiosdeimpressãoutilizadosnaimpressãodigitalexercem diferentes efeitos nos atributos de impressão, tal como qualidade de impressão, durabilidade de impressora e 10 confiabilidade e velocidade de impressão, que são atributos importantes para os fabricantes de impressoras. e usuários finais. O desafio para os fabricantes de meios de impressão é produzir produtos de impressão capazes de manter tais atributos de impressão sob condições ótimas. 15 Breve descrição dos desenhos As diferentes características aqui descritas podem sermais rapidamenteentendidas, comreferênciaàdescriçãodetalhada abaixo, se vistas em conjunto com os desenhos anexos, onde referências numéricas semelhantes designam elementos 20 estruturais semelhantes, e onde: A figura 1 ilustra uma visão lateral de umexemplo de ummeio de impressão de acordo com os princípios aqui descritos; A figura 2 ilustra um diagrama de bloco de um exemplo de um sistemade impressãodigital deacordocomosprincípios aqui 25 descritos; A figura 3 ilustra um fluxograma de um exemplo de um inétodo de fazer uma composição de colagem superficial de acordo com - "U' os princípios aqui descritos; E A figura 4 ilustra um fluxograma de um exemplo de um método íy 30 de fazerummeiode impressãodeacordocomosprincípios aqui descritos. Determinados exemplospossuemoutras característicasque são adicionais e alternativas às características ilustradas nas figuras acima referidas. Estas e outras características são 35 detalhadas abaixo, com referência aos desenhos precedentes. Descrição detalhada da invenção Exemplos de uma composição de colagem superficial, um ineio /'j

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N a" d de impressão que inclui a composição de colagem superficial í e urn sistema de impressão digital que inclui o meio de impressão são aqui descritos. Além disso, exemplos de urrí método para fazer a composição de colagem superficial e um e 5 método para fazer o meio de irnpressão são aqui descritos. A composição de colagem superficial é uma mistura aquosa "' formulada que inclui ummaterialmacromolecular, umpigmento inorgânico e um sal inorgânico, caracterizado em que uma quantidade do pigmento inorgânico substitui uma quantidade 10 do material macromolecular relativo às composições de colagem superficiais comercialmente disponíveis. O meio de impressão inclui um papel com base em celulose colado com a composição de colagem superficial para impressão digital e o sistema de impressão digital inclui uma das seguintes 15 tecnologias: jato de tinta, eletrofotografia (EF) seca e EF líquida. A composição de colagem superficial é também referida aqui como composiçãode colagemsuperficial porprensa de colagern (PC). Por definição, a 'composição de colagem superficial em 20 PC' ou 'colagem superficial PC' é aplicada ou destinada à aplicação direta sobre a superfície de umatramadepapel com base em celulose durante um processo de colagem superficial online, utilizando a prensa de colagem de um equipamento de fabricação de papel (ou seja, uma máquina de papel). Em uin 25 processode colagemsuperficial online, durante a fabricação de papel, uma solução que compreenda pelo menos um material com grande peso molecular (ou seja, 'um 'rnaterial c macromolecular') é aplicado a uma superfície da trama de papel com a prensa de colagem. Exemplos da corríposição de 'S n colagem superficial em PC e o método de fazer um meio de impressão de acordo com os princípios aqui descritos são diferenciados de um revestimento de papel, que geralmente é adicionado a um papel fabricado por meio de uin revestidor off-line, em um processo de revestimento de papel. Por 35 exemplo, revestimentos de papel são aplicados off-line, com um revestidor separado, a uma velocidade de revestimento de menos de 800 metros/minuto (m/min.}, possuindo um peso de

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W revestimento seco de pelo menos 5 gramas por metro quadrado 4- (GSM), ou mais, por lado de papel e uma viscosidade maior do .

que aproximadamente 1000 centipoise {cP). Em contraste, a composição de colagem superficial em PC de acordo com os

L -. * 5 princípios aqui descritos é aplicada online, coma prensa de colagern da máquina ou equipamento de fabricação de papel, a velocidades de fabricação de papel de no mínirrto 800 rn/min., e no máximo 3,500 m/min., por exemplo, com um menor peso de revestimentoseco, demenosde 5 gsrnporladodatramadepapel 10 e uma baixa viscosidade de menos que aproximadamente 200 CP. Alémdisso, exemplos da composição de colagem superficial em PC e do método de produção de ummeio de impressão de acordo com os princípios aqui descritos são diferenciados do material de preenchimento interno e colagem interna durante 15 a fabricação de papel descrita abaixo. Atrama de papel de celulose pode ser feita de qualquer polpa adequada, de madeira ou não. Exernplos não limitativos de composições depolpa adequadas incluem, semlimitação, polpa mecânica de madeira, polpa triturada mecanicamente, polpa 20 químico-mecânica, polpatermomecânica (PTM) ecombinaçõesde um ou mais dos acima. Em alguns exemplos, a trama de papel de celulose compreende a celulose Kraft de fibra curta branqueada química. A celulose Kraft de fibra curta branqueada química contémmais de 70% de peso, por exemplo, 25 de fibras curtas, em um conteúdo total de fibras, que possui uma estrutura de fibra mais curta (cerca de 0,3 à cerca de 0,6 mm de comprimento) do que a celulose de madeira macia. m' + A estrutura de fibras mais curtas contribui para a boa formação do produto de papel, em formato de rolo ou folhas, \é'

W

G 30 por exemplo. Alémdisso, ummaterialdepreenchimentopode serincorporado à celulose, por exemplo, para controlar substancialmente as propriedades físicas do produto de papel em formato de rolo ou folhas. Partículas do material de preenchimento 35 preencherão os espaços vazios da trama de fibra, o que resultará substancialmente em uma folha mais densa, mais macia, mais brilhante e opaca do que sem um material de /' I

.!i 5 b ~ preenchimento.

O material de preenchimento poderá também ." : — "k # reduzir substancialmente os custos, visto que material de preenchimento geralmente é mais barato do que a polpa.

Exemplos de materiais de preenchimento que podein ser 5 incorporados à polpa incluem, sem limitação, carbonato de cálcio natural, carbonato de cálcio precipitado, dióxido de titânio, argila caulim, silicatos, pigmento plástico, trihidrato de alumina e cornbinações de quaisquer dos citados acima.

A quantidade de materiais de preenchimento na polpa 10 pode incluir nomáximo 20 por cento (%) do peso, por exemplo.

Emalgunsexemplos, aquantidadedematerialdepreenchimento na polpa varia de cerca de 0% à cerca de 20% do produto de papel em formato de rolo ou folhas.

Em outro exemplo, a quantidade de material de preenchimento varia de cerca de 5% 15 à cerca de 15% do produto de papel em formato de rolo ou de folhas.

Em alguns exemplos, caso a porcentagem de material de preenchimento sejamais do que 20% do peso, a adesão fibra a fibra da polpa poderá ser reduzida, o que poderá subsequentemente reduzir a rigidez e resistência do produto 20 de papel em formato de rolo ou de folhas resultante.

Além disso, uma colagem interna pode ser incluída, por exemplo.

Acolageminterna pode aprimorar a força de ligação interna das fibras da polpa e podem também controlar a resistência do produto de papel em formato de rolo ou de 25 folhas à umidade, penetração e absorção de líquidos aquosos.

O processamento de colagem interna pode ser feito por meio da adição de um agente de colagem a urna massa de fibra (ou = W fonte da fibra de polpa) na extremidade úrnida de uma máquina de fabricação de papel.

Exemplos não limitativos de agentes L"l u 30 de colagem interna adequados incluem agentes de colagem com base em resina, agentes de colagem com base em cera, agente de colagem reativo a celulose e outros agentes de colagem sintéticos, e combinações ou misturas dos mesmos.

O grau de colagem interna pode ser caracterizado pelo valor do Teste 35 Hércules {Hercules Sizing Test, HST}. Em alguns exemplos, a trama depapel combase emcelulosepossui uma colageminterna combaixo valor HSÍ, variando de 1 a 50 {ou seja, uma colagem

) 6 .t R'

W internamole). Emalguns exemplos, o valorHST varia de cerca "r

J de 1 à cerca de 10. Uma colagem interna excessiva pode afetar a qualidade de impressão do produto de papel, causando, por exemplo, sangrarnentocoracordetintas impressasnoproduto q W 5 de papel. Como utilizado aqui, é pretendido que o artigo "um" tenha o ± significado comurrt utilizado nas técnicas de patentes, ou seja, "um ou mais". Por exernplo, 'um material de preenchimento' geralmente significará um ou mais materiais 10 de preenchimento e, da mesma forrna, "o material de preenchimento" significará"os materiais de preenchimento", neste documento. A frase "pelo menos", como utilizada aqui, significa que o númeropode ser igual oumaior do que o número recitado. O termo "cerca de", conforme utilizado aqui, 15 significa que o núrnero recitado pode diferir, para menos ou paramais de 20%, por exemplo, e 'cerca de 5' significará uma escala de 4 a 6. Otermo"entre" quando utilizado emconjunto com dois numerais, tal como, por exemplo, "entre cerca de 2 e cerca de 50", incluirá ambos os números recitados. 20 Quaisquer gamas de valores aqui providos incluirão valores dentro ou entre as faixas providas. O termo "substancialmente", da formautilizadaaqui, significaráuma maioria, ou quase todo, ou todo, ou um valor dentro de uma faixa de cerca de 51% a 100%, por exemplo. Também, qualquer 25 referência a "topo", "base", "superior", "inferior", "acima", "abaixo", "esquerda" ou "direita" não deve ser entendido como uma limitação. Além disso, exemplos aqui encontrados são apenas para ilustração, sendo apresentados para fins de discussão e não como limitações. g' 30 A composição de colagem superficial, de àcordo com os princípios aqui descritos, compreende um material macromolecular, quer seja natural ou sintético, em uma quantidade de cerca de 25% à cerca de 75% de peso seco; um sal metálico inorgânico em uma quantidade de cerca de 3% à 35 cerca de 20% de peso seco; e uma quantidade de um pigmento inorgânico variando de no mínimo 15% à cerca de 60% de peso seco em uma mistura aquosa, de forma que o peso seco total

.. b 7 — m % chegue à cerca de 100%. Amistura aquosa é uma composição de 'T-P colagern superficial aplicada em prensa de colagem (PC) de » fabricação de papel online. Em particular, a composição de colagem superficial em PC, de acordo com os princípios aqui a ~ 5 descritos possui umoumais dos seguintes: umteormais baixo de material rnacromolecular, um teor mais baixo de sal e urrt teor mais alto de pigmento inorgânico (material de

I preenchimento) do que uma colagern superficial de papel de impressão em escritório comercialmente disponível no 10 mercado. Ern alguns exemplos, a composição de colagem superficial em PC, de acordo com os princípios aqui descritos, possui cada um dos seguintes: um teor mais baixo de material macromolecular, um teor rnais baixo de sal e um teor mais alto de pigmento inorgânico (material de 15 preenchirnento) do que o papel de impressão errt escritório comercialmente disponível. O material macromolecular é um material de alto peso molecular, tal como um material polimérico de alto peso molecular, que funciona tanto como agente de colagem e como 20 aglutinante para a composição de colagem superficial em PC. Em alguns exemplos, o material macromolecular inclui um ou ambos dos seguintes: polímeros sintéticos e polímeros naturais. Em particular, por definição, um ou mais dos materiais macrornoleculares são solúveis em água ou 25 dispersíveis em água, possuem forte capacidade de formação de filme epodemunirpartículas depigmento inorgânico, para formar uma camada contínua. Além disso, por definição, o materialmacromolecular é inerte ao salmetálico inorgânico. O termo "formação de filme", como aqui utilizado, significa ~'

Ü 30 que, durante a secagem, ou seja, quando o solvente aquoso é removido da trama de papel com base em celulose, as macromoléculas podemformaruma rede contínua, oupartículas de látex podem se agregar para formar urn filme contínuo, ou uma camada de barreira contínua ao solvente aquoso ou à 35 umidade, a um nível macroscópico. O termo "inerte", como utilizado aqui, significa que o materiaí macromolecular não irá interagir com materiais fixadores, de modo a fazer com

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G

W 4' k4 que os políineros sejain precipitados, tornados gelatinosos, y ou venham a formar qualquer tipo de partícula sólida, o que poderia reduzir .a capacidade de aglutinação do material macromolecular e a capacidade de alastramento da composição 2 5 de colagem superficial em PC. Exemplos de polímeros sintéticos úteis no material " macromolecular incluem, sem limitação, o álcool polivinílico, pirrolidona polivinílica, látex acrílico, látex de estireno butadieno, látex de acetato de polivinila, 10 e um látex de copolímero de qualquer um dos monôrneros acima nomeados, e combinações das respectivas misturas. Exemplos de polímeros naturais úteis para o material macromolecular incluem, sem limitação, a caseína, proteína de soja, polissacarídeos, éteresdecelulose, algiriatos, amidospuros 15 e amidos modificados, e combinações de quaisquer dos polímeros acim'a mencionados. As espécies de amido incluem, sem limitação, amido de milho, fécula de batata, amido de trigo e amidos derivados e modificados, incluindo, sem limitação, amidos etilados, amidos oxidados, amidos 20 aniônicos earnidos catiônicos. Porexemplo, umamidoetilado, tal como o K96F da Grain Processing Corp., Muscatine, IA, ou um amido de milho derivatizado de éter de hidroxietil, tal como o Penford® 280 Gum {ou seja, éter de amido de 2-hidroxietil, amido de hidroxietil ou arnido etilado) da 25 Penford Products Co., Cedar Rapids, IA, pode ser utilizado. Emalguns exemplos, a quantidade dornaterialmacromolecular, empeso seco, namistura aquosa varia de cerca de 25% à cerca · 'C de 70%, ou cerca de 30% à cerca de 60%, ou cerca de 30% à cerca de 55%, ou cerca de 30% à cerca de 50%, ou cerca de 30% à cerca Y 30 de 45%, ou cerca de 35% à cerca de 60%, ou cerca de 40% à cerca de 60%, ou cerca de 45% à cerca de 60%, ou cerca de 50% à cerca de 60%, ou cerca de 55% à cerca de 75%, ou cerca de 30% à cerca de 55%, ou cerca de 35% à cerca de 55%, ou cerca de 40% à cerca de 55%, ou cerca de 45% à cerca de 55%. Em alguns exemplos, 35 a quantidade de material macromolecular, em peso seco, é de cerca de 33%, ou cerca de 41%, ou cerca de 45%, ou cerca de 54%, ou cerca de 72%. Em alguns exemplos, a quantidade do /"j r .& 9 $

W % ! material macromolecular é substancialmente igual à 'y quantidade de pigmento inorgânico na mistura aquosa. Em alguns exemplos, a quantidade de pigmento inorgânico é maior do que a quantidade de material macromolecular, na mistura € 5 aquosa. O pigmento inorgânico pode ser qualquer tipo de material de %' preenchimento branco inorgânico. Exemplos de pigmentos inorgânicos quepodemserutilizados incluem, semlimitação, o silicato de alumina, argila caulim, carbonato de cálcio, 10 sílica, alurnina, boemita, mica e talco, e combinações das respectivas misturas. Em alguns exemplos, o pigmento inorgânico inclui uma argila oumistura de argila. Em alguns exemplos, opigmento inorgânicoincluiumcarbonatodecálcio ou uma mistura de carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio 15 pode serumoumaisdos seguintes: carbonatodecálcionatural (CCN), carbonato· de cálcio precipitado (CCP), CCN modificado, eCCPmodificado, porexemplo. Alémdisso, outras combinações de quaisquer dos pigmentos inorgânicos aqui descritos podem ser utilizadas. Por exemplo, o pigmento 20 inorgânicopode incluirumamistura de umcarbonatode cálcio e urna argila. Em outro exemplo, o pigmento inorgânico pode incluir dois carbonatos de cálcio diferentes (p. ex.: CCN e CCP). Emumexemplo, umcarbonato de cálcio, p. ex.: OMYAJET® C440 {CCN) da Omyajet Z\GAktiengesellschaft, Suíça, pode ser 25 utilizado. Em outro exemplo, um carbonato de cálcio, p. ex.: ALBAGLOS® S (umCCP de 0,6 mícron) da Minerals Technologies, Inc., NY, pode ser utilizado. Ern outro exemplo, uma argila ·. de aluminossilicato, p. ex.: ZEOCROS® PF/S da INEOS Silicas, joliet, IL, pode ser utilizada. " 30 Em alguns exemplos, os materiais de pigmento inorgânico da composiçãode colagemsuperficial emPC são substancialmente os mesmos do que os do material de preenchimento interno descritoaciina, utilizadonaextremidadeúmidadeumamáquina de fabricação de papel. Quando o pigmento inorgânico da 35 composição de colagem superficial em PC é substancialmente o mesmo do que c) do material de preenchimento interno, é possível obter-se economia de custo e/ou baixa complexidade

. C. 10 de fabricação.

Por exemplo, o uso de CCN e/ou CCP coino V" pigmento inorgânico na composição de colagem superficial em PC na prensa de colagem e também como material de preenchimento interno na extrernidade úmida da máquina de £' 5 fabricação de papel poderá reduzir custos, por meio da alavancagem do volume e/ou dos sistemas de armazenagem e fornecimento.

O pigmento inorgânico compreende partículas do respectivo material depreenchimento.

Umtamanho departículamédiodas 10 partículas de pigmento inorgânico na composição de colagem superficial em PC varia de cerca de 0,1 à cerca de 3 micra, porexemplo.

Emalguns exemplos, otamanhodepartículamédio variadecercade 0,5àcercade 1,5rnicra.

Emalgunsexemplos,

as partículas de pigmento inorgânico possuem uma 15 distribuição de tamanho de partícula representada por um índice de distribuição de tamanho de partícula (I), uma proporção de tamanho de acordo com a seguinte fórmula: I = (D85/D15)'/'

onde D85 é o tamanho de partículamédio emmicrômetros{m) com

20 relação ao qual 85% daspartículas dopigmento inorgânico são menores em tamanho do que este valor, de acordo com a curva de distribuição, e onde D15 é o tamanho de partícula médio com relação ao qual cerca de 15% das partículas do pigmento inorgânico são menores em tamanho, do que este valor.

Por 25 exemplo, o índice de distribuiçãode tamanhodepartícula (I) pode variar de cerca de 1 à cerca de 10. Errt outros exemplos, o índice de distribuição de tamanho de partícula (I) pode variar de cerca de 1 à cerca de 9, cerca de 1 à cerca de 8, ou cerca de 1 à cerca de 7, ou cerca de 1 à cerca de 6, ou Y 30 cerca de 1 à cerca de 5, ou cerca de 1 à cerca de 4, ou cerca de 1,5 e cerca de 4. Em alguns exemplos, a quantidade de pigmento inorgânico, em peso seco, na mistura aquosa varia de cerca de 8°0 à cerca de 60%, ou cerca de 9% à cerca de 60%, ou cerca de 10% à cerca 35 de 50%, ou pelo menos 16% à cerca de 60%, ou cerca de 20% à cerca de 602, ou cerca de 25% à cerca de 50%, ou cerca de 30% à cerca de 50%, ou cerca de 35% à cerca de 50%, ou cerca de

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Y 40% à cerca de 50%, ou cerca de 45% à cerca de 50%, ou cerca T. de 45% à cerca de 60%. Em alguns exemplos, a quantidade de pigmento inorgânico, empeso seco, é de cerca de 9%, ou cerca de 27%, ou cerca de 41%, ou cerca de 45%, ou cerca de 49% do ú 5 peso seco. Em alguns exemplos, o pigrnento inorgânico compreende uma G' pluralidade de materiais de preenchimento de pigmento. Por exemplo, o pigmento inorgânico pode cornpreender umprimeiro material depreenchimento de pigrnento, tal como urncarbonato 10 de cálcio, e um segundo material de pigmento, diferente do primeiromaterialdepreenchimentodepigmento. Porexemplo, o segundo material de preenchimento de pigmento pode ser qualquer pigmento orgânico ou inorgânico com estrutura microporosa, ou que possa formar uma estrutura rnicroporosa 15 durante a solidificação sobre uma superfície do papel com base em celulose, durante a fabricação de papel. Em particular, uma estrutura rnicroporosa solidificada no papel com base erri celulose torna-se uma camada ou superfície receptora de imagem. "Camada ou superfície receptora de 20 imagem" significa uma superfície de um meio de impressão adaptada para receber tinta de uma impressora digital, por exemplo. Exemplos representativos de materiais de preenchimento de pigmento (p. ex.: que facilitam a camada receptora de imagem) incluem carbonato de cálcio, zeólita, 25 sílica, talco, alumina, trihidrato de alumínio (ATH), silicato de cálcio, caulim, argila calcinada e combinações ou misturas de quaisquer destes.

£ O primeiro material de preenchimento de pigmento pode ser provido emuma proporção de cerca de 3:1 à cerca de 20:1, com y 30 relação a um segundo material de preenchimento de pigmento. Porexemplo, oprimeiromaterialdepreenchimentodepigrnento pode ser provido em uma quantidade, em peso seco, que varie de cerca de 24% à cerca de 36% e o segundo material de preenchimentodepigmentopode serprovidoemumaquantidade, 35 empeso seco, quevarie de cerca de 8% à cerca de 12%. Emoutro exemplo, o primeiro material de preenchimento de pigmento pode ser provido em uma quantidade, em peso seco, gue varie r'

£ », 12 de cerca de 25% à cerca de 35% e o segundo material de preenchirnentodepigmentopode serprovidoemumaquantidade, empeso seco, que varie de cerca de 5% à cerca de 7%. Emoutro exemplo, o primeiro material de preenchirnento de pigmento 5 pode ser provido em urna quantidade, em peso seco, que varie de cerca de 30% à cerca de 40% e o segundo material de preenchimentode pigmentopode serprovido emuma quantidade que varie de cerca de 3% à cerca de 4%. Em alguns exemplos, o primeiro rnaterial de preenchimento de pigmento é um 10 material de carbonato de cálcio e o segundo material de preenchimento de pigmento é, ou ummaterial de carbonato de cálcio diferente, ou um material de argila de aluminosilicato.

Em alguns exemplos, o sal metálico inorgânico é um sal de 15 metal multivalente de metais do Grupo 2 ou 3 da Tabela PeriódicadosElementospadrão, solúvel emumamisturaaquosa com pH entre cerca de 7 e cerca de 12. Em alguns exemplos, um sal de metal halóide, tal como, por exemplo, um sal metálico de cloreto ou sal metálico de brometo, pode ser 20 utilizado.

Em outros exemplos, um sal metálico de nitrato pode ser utilizado.

Exemplos não limitativos de salmetálico inorgânico incluem cloreto de cálcio (CaC12), cloreto de magnésio (MgCl2), cloreto de alumínio, cloreto de berilo, nitrato de cálcio, nitrato de magnésio, nitrato de alumínio 25 e nitrato de berilo, e combinações ou misturas dos mesmos.

Emalguns exemplos, a quantidade de sal metálico inorgânico, em peso seco, na mistura aquosa varia de cerca de 5% à cerca de 20%, ou cerca de 6% à cerca de 20%, ou cerca de 7% à cerca de 20%, ou cerca de 8% à cerca de 20%, ou cerca de 9% à cerca 30 de 20%, ou cerca de 9% à cerca de 19%, ou cerca de 9% à cerca de 15%, ou cerca de 10% à cerca de 20%, ou cerca de 12% à cerca de 20%, ou cerca de 15% à cerca de 20%, ou cerca de 17% à cerca de 20%, ou cerca de 18% à cerca de 20%, ou cerca de 18% à cerca de 19%, ou cerca de 9% à cerca de 17%, ou cerca de 10% à cerca 35 de 15%. Em alguns exemplos, a quantidade de sal metálico inorgânico, empeso seco, fica entre 9% e 9,5%, ou entre 18% e 18,5%, ou entre 18,5% e 19%, ou entre 19"% e 19,5%. Emalguns

,0 13 q ! exemplos, um sal metálico monovalente pode ser utilizado em V vez de uma mistura, ou dentro de uma mistura, com o sal multivalente. Contudo, pelomenos quando utilizado emvez do sal rnultivalente, o sal monovalente é provido em uma 5 quantidade rrtaior do que as quantidades providas acima para o sal multivalente, para obtenção de uma qualidade de impressão semelhante (o tópico qualidade de impressão será discutido abaixo), porque o sal monovalente apresenta menor eficiência do que o sal multivalente. Por exerríplo, um sal 10 halóidedeummetalmonovalentedoGrupo 1daTabela Periódica padrão pode ser utilizado. Amistura aquosa da composição de colagemsuperficial possui umpHquevariadecercade 7 àcercade 12. Emalgunsexemplos, opHdamisturaaquosa ficaentre cercade 7,5 e cercade 12,5, 15 ou entre cerca de 8 e cerca de 11, ou entre cerca de 8.5 e cerca de 11,5, ou entre cerca de 9 e cerca de 10,5, ou entre cerca de 9,5 e cerca de 12,5, ou entre cerca de 10 e cerca de 12, porexemplo. Emalguns exemplos, opHdamisturaaquosa fica em cerca de 8,5 à cerca de 12, ou cerca de 9 à cerca de 20 11, ou cerca de 9,5 à cerca de 10,5, ou cerca de 10 à cerca de 11. Amistura aquosa da composição de colagernsuperficial possui um teor de sólidos alvo que varia de cerca de 10% à cerca de 25% do peso seco. Em alguns exemplos, o teor de sólidos real 25 no peso seco varia de cerca de 11% à cerca de 23%, ou cerca de 12% à cerca de 22%. Em alguns exemplos, o teor de sólidos real ficaentre 12% e 12,5%, ouentre 13% e 14%, ouentre 13,5% e 14%, ou entre 22% e 22,5%. Além disso, a mistura aquosa da composição de colagern .<'

J 30 superficial possui uma viscosidade que varia de cerca de 10 CP à cerca de 200 CP, conforme medida por um viscosímetro , Brookfield, da Brookfield Engineering Laboratories, MA, a uma velocidade de rotação de 100 rpm, em temperatura ambiente. Em alguns exemplos, a viscosidade varia de cerca 35 de 15 CP à cerca de 190 CP, ou cerca de 20 CP à cerca de 180 CP, ou cerca de 25 CP à cerca de 170 CP, ou cerca de 30 CP à cerca de 160 CP, ou cerca de 35 CP à cerca de 170 CP, ou /

Z! 14 cerca de 40 CP à cerca de 160 CP, ou cerca de 45 CP à cerca - de 150 CP, ou cerca de 50 CP à cerca de 140 CP, ou cerca de 55 CP à cerca de 130 CP, ou cerca de 60 CP à cerca de 120 cP. Em alguns exemplos, a viscosidade é mais baixa ou igual à 3 5 cerca de 100 CP, ou mais baixa ou igual à cerca de 75 cP, ou mais baixa ou igual à cerca de 50 CP, ou entre cerca de 50 ·¥ CP e cerca de 100 CP. Em alguns exemplos, outros aditivos químicos funcionais podem também ser adicionados a uma cornposição de colagem 10 superficial em PC. Estes produtos químicos incluem, sem limitação, agentes clareadores ópticos (OBA), surfactantes, agentes de alavancagem, biocidas e agentes de dispersão poliméricos. Umexemplodeummeiodeimpressãodeacordocomosprincípios 15 aqui descritÓs é ilustradona figura 1, emumavisão lateral. O rneio de impressão 100 compreende um papel com base em celulose 110 e uma prensa de colagem {PC) para colagem superficial 120 no papel combase em celulose 110. A colagem superficial PC 120 é substancialmenteacomposiçãodecolagem 20 superficial em PC descrita acima, com remoção de substancialmente toda a água {isto é, seca na superfície do meio de impressão) que foi aplicada online durante a fabricação de papel, por meio da prensa de colagem, e então seca. A colagem superficial PC 120 no meio de impressão 100 25 possui umpeso seco que varia de cerca de 1,0 gramapormetro quadrado {gsm) à cerca de 3,0 gsm por lado do meio de impressão. Em alguns exemplos, o peso seco da colagem ¥ superficial PC 120 é menos do que cerca de 3,0 gsmpor lado, tal como, por exemplo, menos do que cerca de 2,8 gsmpor lado. " 30 Emalguns exemplos, opeso seco da colagemsuperficial PC 120 varia de cerca de 1,2 gsrnà cerca de 3,0 gsmpor lado, ou cerca de 1,4 gsm à cerca de 2,8 gsm por lado, cerca de 1,5 gsm à cerca de 2,7 gsm por lado, ou 1,7 gsm à cerca de 2.6 gsm por lado, ou cerca de 1,8 gsmà cerca de 2,5 gsmpor lado, ou cerca 35 de 2 gsmà cerca de 3 gsmpor lado, ou cerca de 1,5 gsmà cerca de 2,5 gsm por lado, ou cerca de 1 gsm à cerca de 2 gsm por lado.

/

..

.

¥ tt 15

L ¶ 3 A trama de papel com base em celulose 110 possui um valor de ê TesteHércules (Hercules SizingTest, HST) quevaria de cerca de 1 segundo à cerca de 50 segundos. Em alguns exemplos, o valor HST varia de cerca de 1 segundo à cerca de 25 segundos, ' 5 ou cerca de 1 segundo à cerca de 15 segundos. Opapel combase em celulose 110 possui um valor de Teste Hércules (Hercules . Sizing Test, HST) de menos do que cerca de 20 segundos, por exemplo. Valores de HST mais baixos podem ser traduzidos em aprimorada absorção e penetração da composição de colagem 10 superficial emPCnatramadepapel combaseemcelulose. Além disso, valores de HST mais baixos podem ser traduzidos em aprimorada impressão EF seca e menos sangramento cor-a-cor em impressão a jato de tinta com base em corantes. Por exemplo, o meio de impressão 100 compreendendo uina trama de 15 papel com base em celulose 110 com um valor de HST maior do que cercade 20 segundos, quando impressocomtinta, começará a apresentar efeitos de feathering ou sangramento ao longo dos limites cor-a-cor, visíveis a um observador comum. Contudo, quando a trama de papel com base em celulose 110 20 possui um HST de menos do que cerca de 20 segundos, por exemplo, tais efeitos de feathering ou sangramento do meio de impressão 100 não serão visíveis para o observador comum. Um exemplo de um sistema de impressão digital de acordo com os princípios aqui descritos é ilustrado na figura 2, em um 25 diagrama de blocos. O sistema de impressão digital 200 é um sistemade impressãodotipodireto, quecompreendemeios 210 para deposição de material de imagem e um rneio de impressão ' 220 para receber o material de imagem diretamente dos rneios de deposição 210. É pretendido aqui que o termo"material de ' 30 imagem" signifique tinta ou toner, podendo ser aqui referido como "tinta", apenas para simplicidade de discussão. O meio de impressão220 que recebeatintaé substancialmenteomesmo que o meio de impressão 100 descrito acima. O sistema de impressão digital 200 do tipo direto exclui impressão 35 analógica, tal como, porexemplo, irnpressãotipooffset, onde uma tinta é deposítada em uma superfície de recepção intermediária e então transferida da superfície r, 0

Q jg 16 è a - r c intermediária ao meio de impressão. Em alguns exernplos, os -, rneios 210 para deposição do materia'l de imagem incluern uma impressora a jato de tinta 210, uma impressora EF seca {ou seja, umaimpressoraalaser) 210ouurnalmpressoraEFlíquida 2 5 (LEP) 210. O material de imagem depositado a partir dos meios de " deposição 210 inclui tintas a base de corante e tintas a base de pigmento, incluindo cores como Ciano (C), Magenta {M), Amarelo {y) e Preto {K), que são precisamente misturadas 10 entre si, ern forma de pontos, para criar milhares de outras cores. Em alguns exemplos, as tintas com bases em pigmento incluem partículas de pigmento que podem ser revestidas com um polímero orgânico, ou encapsuladas em urrí polímero orgânico. O polímero orgânico pode aprimorar a adesão entre 15 o pigmento e o meio de impressão 220. Exemplos de pigmentos orgânicos que podemestarpresentes na tinta incluem, sem limitação, os perilenos, pigmentos de ftalocianina {por exemplo, ftalo verde, ftalo azul), pigmentos de cianina (Cy3, Cy5 e Cy7), pigmentos de 20 naftalocianina, pigmentos nitrosos, pigmentos monoazo, pigmentosdizaso, pigmentosdizasodecondensação, pigmentos corantes básicos, pigmentos alcalinos azuis, pigmentos lago azul, pigmentos de floxina, pigmentos de quinacridona pigmentos, pigmento lago amarelo ácido 1 e 3, pigmentos de 25 isoindolinona, pigmentos de dioxazina, pigmentos violeta de dioxazina carbazol, pigmento lago alizarina, pigmentos vat, pigmentos de ftalocianina, pigmento lago carmim, pigmentos .z de tetracloroisoindolinona, pigmentos perinone, pigmentos tioíndigo, pigmento de antraquinona e pigmentos de " 30 quinoftalona, emistura dedois oumais dos acimamencionados e derivativos dos mesmos. Pigmentos inorgânicos que podem estar presentes na tinta incluem, sem limitação, óxidos metálicos (tal como, por exemplo, dióxido de titânio, óxidos de ferro (p. ex.: óxido 35 de ferro vermelho, óxido de ferro amarelo, óxido de ferro preto e óxidos de ferro transparentes), óxidos de alumínio, óxidos de silício), pigmentos preto carvão (p. ex.: negros lj

.

P + .-S. 17 - & de fumo de fornalha), sulfetos metálicos, cloretos metálicos, e misturas de dois ou mais dos acima mencionados. Um exemplo de ummétodo para fazer uma composição de colagem superficial de acordo com os princípios aqui descritos é 5 ilustrado na figura 3, como uin fluxograma. O método 300 para fazer a composição compreende a combinação 310 de um valor variando de cerca de 25% à cerca de 75% do peso seco de um material macrornolecular com um pigrnento inorgânico e água, para formar uma combinação aquosa. Por exemplo, o material 10 macromolecular é colocado em um tanque misturador, e uma quantidadevariandode ummínimo de 15% à cerca de 60% dopeso seco do pigmento inorgânico é adicionada ao tanque, com o material macromolecuiar. Em alguns exemplos, pelo menos 16% à cerca de 50% do pigmento inorgânico são adicionados ao 15 tanque, com cerca de 30% à cerca de 55% do material macromolecular. Também é adicionado água. Em alguns exemplos, omaterial macromolecular é um amido. O amido pode serpré-cozido antes de ser adicionado ao tanquemisturador. Por exemplo, entre cerca de 25% à cerca de 75% do peso seco 20 do amido pode ser pré-cozido por aquecimento à cerca de 90 °C por cerca de 30 minutos para formar uma solução. A solução de amidopré-cozido é então adicionada ao tanquernisturador, com o pigmento inorgânico e água. O método 300 para fazer a composição compreende ainda 25 misturar (320) a combinação aquosa por um primeiro período de tempo. Por exemplo, a combinação aquosa é misturada (320) à temperatura ambiente pelo primeiro período de tempo, variando cerca de 15 à cerca de 45 minutos. Em alguns exemplos, o primeiro período de tempo varia de cerca de 20 30 minutos à cerca de 40 minutos, ou cerca de 25 minutos à cerca de 35 minutos. Por exemplo, o primeiro período de tempo pode ser de cerca de 30 minutos. Ométodo30Opara fazeracomposiçãocompreendeaindaaadição 330 de umsalmetálico inorgânico à combinação aquosa, depois 35 do primeiro período de tempo, para formar uma mistura. Por exemplo, uma quantidade variando de cerca de 3°5 à cerca de 20% do peso seco do sal metálico inorgânico é adicionado 330 /

.% 18

='

e

3 ~ à combinação aquosa, enquanto a mistura aquosa é misturada r ouagitada.

Porexemplo, umaquantidadede cercade 9% à cerca de 19% de um sal multivalente é adicionado 330 à combinação aquosa.

Ométodo 300 compreende ainda misturar 340 amistura

' 5 por um segundo período de tempo, para formar uma composição de colagem superficial.

Por exemplo, a mistura é misturada " 340 à temperatura ainbiente por um segundo período de tempo variandodecercade 5minutos àcercade20minutos.

Emalguns exemplos, o segundo período de tempo varia de cerca de 10 10 minutos à cerca de 20 minutos, ou cerca de 10 minutos à cerca de 15 minutos.

Por exemplo, o segundo período de tempo pode ser de cerca de 10 minutos.

Enquanto mistura-se 340 a mistura, o pH, o teor sólido e a viscosidade da mistura são verificados e ajustados durante 15 a mistura, até que um ou mais dos pH fique entre 7 e cerca de 12, o conteúdo sólidoalvo fique entre cercade 10% àcerca de 25%, e a viscosidade varie de cerca de 10 CP à cerca de 200 cP, por exemplo.

Em alguns exemplos, c) ajuste do pH compreende a adição de hidróxido de sódio (NaOH) e 20 verificação do pH.

Em alguns exemplos, o ajuste do conteúdo sólidoe oajustedaviscosidade compreendema adiçãode água e/ouoaumentodotempodemisturae/oupotênciaouvelocidade de mistura, por exempio.

Em alguns exemplos, a mistura é misturada 340 até que todo o pH, o teor de sólidos alvo e a 25 viscosidade da corrtposição de colagem superficial fiquem dentro das faixas determinadas.

Um exemplo de urn método de fazer um rneio digital para è impressão de acordo com os princípios aqui descritos é ilustrado na figura 4, como um fluxograma.

O rnétodo 400 para ' 30 fazer o meio de impressão compreende a adição 410 de uma composição de colagem superficial a uma trama de papel com base em celulose durante a fabricação de papel online, utilizandoumaprensa de colagem.

Emparticular, a adição 410 da composição de colagem superficial em PC à trama de papel 35 aqui referida é integral e contemporânea com o processo e equipamento de fabricação de papel.

Não é uma etapa de revestimento independente ou separada, ou aplicada com uma

/

,CE, 19 8

H parte separada do equipamento, tal como, por exemplo, um revestidor ou semelhante, após a seção de extremidade úmida damáquina de fabricaçãodepapel, ouapós a secagemdopapel. O método 400 para fazer urn meio de impressão digital 5 compreende ainda a secagern 420 do papel colado para formar , o meio de impressão. Em alguns exemplos, o peso da colagem superficial nomeio de impressão varia de cerca de 1,5 gramas porrnetro quadrado (gsm) à cerca de 3,0 gsmpor lado do papel seco. A composição de colagem superficial em PC aquosa é 10 adicionada 410 à trama de papel, errt uma quantidade que varia de cerca de 15 gsmà cerca de 30 gsrnde pesomolhado por lado, para atingir cerca de 1,5 gsm à cerca de 3,0 gsm de peso seco por lado, após a secagem 420 do papel colado para formar o meio de impressão, por exemplo. A secagem 420 é feita pelo 15 equipamentode fabricaçãodepapel, utilizando-separârnetros padrão para o equipamento. Definições: Abaixo são providas definições para termos e frases utilizados neste documento, que não são definidos de outra 20 forma no mesmo. "Extremidade úmida" da máquina de fabricação de papel refere-se à seção de formação de trama de uma máquina de papel, onde umapasta de fibras, materiais de preenchimento, e outros aditivos são combinados e formados em uma trama 25 fibrosa contínua, úmida. "Extremidade seca" da máquina de fabricação de papel refere-se, aqui, à seção da prensa e à seção de secagem da máquina de papel, ambas localizadas depois da extremidade úmida. A seção da prensa inclui a "prensa de colagem" onde 30 a trama fibrosa contínua passa entre os rolos da prensa de colagem, sobpressão, paraespremeraágua. Aseçãode secagem inclui cilindros de aquecirnento por onde a trama fibrosa colada contínua passa, para ser posteriormente seca. Uma colagem superficial é aplicada com a prensa de colagem, na 35 extremidade seca da máquina de fabricação de papel. Exemplos Uma variedade de amostras de composição de colagem

À 20 ã ~ superficial foram preparadas e avaliadas no meio de impressão. Cada amostra compreende uma mistura aquosa de um -. " material macromolecular, um sal metálico inorgânico e um pigmento inorgânico de acordo com os princípios aqui í 5 descritos. As amostras diferiram pelo uso de quantidades diferentes de materiais e/ou diferentes materiais de $ pigmentos inorgânicos. A Tabela 1 relaciona as amostras de composição de colagem superficial preparadas, seus respectivos ingredientes e quantidades, assim como o valor 10 do teor de sólidos alvo e o conteúdo real de sólidos. Amenos queindicadode formadiferente, asparteseporcentagens são por peso e a temperatura é a temperatura ambiente, a menos que indicado de forma diferente. AMOSTRAS: PC-l PC-2 PC-3 PC-4 PC-5 DP-l DP-2 INGREDIENTES: Amido Penford® 71,75 54,13 40,77 32,69 45,35 40,77 40,77 280 Cloreto de Cálcio19,28 18,81 18,45 18,27 9,30 18,45 18,45 Albaglos® S CCP 8,97 27,06 40,77 49,04 45,35 30,58 30,58 Argila Zeocros® 10,19 PF/S Omyajet® C4440 10,19

CCN TOTAL (aprox.) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Sólidos alvo (%) 12,0 12,0 12,0 12,0 22,0 13,0 13,0 Sólidos reais (%) 12,4 12,6 12,4 12,4 22,3 13,7 13,8 Tabela 1: Amostras de colagem superficial preparadas. As 15 amostras são relacionadas em colunas, com os ingredientes e suas quantidades relacionados nas linhas. Todas as quantidades são em percentagens (%) de peso seco. w Asamostrasdecolagernsuperficial forampreparadasdeacordo com um exemplo do método 300 de fazer uma cornposição de " " 20 colagemsuperficial descritoacima. Emparticular, para cada amostra da Tabela 1, ummaterial macromolecular, tal como p. ex.: Amido Penford®280, na quantidade indicadapara cadauma das respectivas amostras da Tabela 1 foi pré-cozido e a solução de amido foi adicionada ao tanque misturador. A(s) 25 respectiva(s) quantidade(s) de pigmento(s) inorgânico{s) da Tabela 1, tal comopasta oupó, foramconibinadas coma solução de amido pré-cozido, no tanque, seguido pela adição de água.

e

P " ,E 21 .t 0

Ó

W A combinação aquosa foi misturada por umprimeiro período de , tempo de cerca de 30 minutos. A respectiva quantidade de sal metálico inorgânico de cloreto de cálcio (CaCl2) da Tabela 1, fornecido pela Hydrite Chemicals, Brookfield, Wisconsin, 3 5 foi então adicionada ao tanque e misturada com a combinação aquosa, por um segundo período de tempo de cerca de 10 ' minutos, para formar uma composição de colagem superficial. Amostras de meios de impressão foram feitas a partir das amostras de colagem superficial da Tabela 1, utilizando-se 10 um exemplo do método 400 de fazer um meio digital para impressão de acordo com os princípios aqui descritos. As amostras foram testadas ern uma variedade de testes de qualidade de impressão e testes de durabilidade de impressora, e todos tiveram umbom e substancialmente mesmo 15 desempenho. Por exemplo, as amostras de colagem superficial foramseparadamente aplicadas aumpapel combase emcelulose apresentando um HST baixo rnenor ou igual à cerca de 5 segundos, parafazerasAmostrasdeMeiodeimpressão. Atrama de papel com base em celulose compreendeu celulose Kraft de 20 fibra curta branqueada química da Glatfelter, York, PA. Uma prensa de colagem medida, modelo Optisizer da Metso Corp., Finlândia, foi utilizada para aplicar as arnostras de colagem superficial ao meio de papel base. Imediatarnente depois de subrnetido à prensa de colagem, o papel colado foi seco na 25 seção de secagem. A seção de secagem incluiu um air-turn, , um seguido de um secador infravermelho (IV), e seguido por secador de secagem em túnel de ar quente. A composição . ±· aplicada em uma quantidade de cerca de 15 à cerca de 30 gsm de peso molhado foi suficiente para fornecer uma quantidade " 30 de cerca de 1,5 gsrri à cerca de 3,0 gsm de peso por lado do papel com base em celulose, para formar as amostras de meio de impressão. As Amostras de Meios de impressão são identificadas em grupos, na Tabela 2. Por exemplo, os dados e resultados para as Amostras de Meios de impressão 35 preparadas apartirde cada composiçãode colagemPC-l, PC-2, PC-3 e PC-4 são agrupados juntos como EXP-l, para simplicidade de discussão. Os dados, e resultados para a á ?& 22 e

6 =

Amostra de Meios de impressão PC-5 são identificados como EXP-2 e, para as Amostras de Meios de impressão DP-l e DP-2, como EXP-3. Amostras comparativas também foram providas.

A Tabela 2 5 relaciona ainda quatro tipos de amostras comparat,ivas utiiizadas para comparar as Amostras de Meios de impressão.

As cargas dos respectivos ingredientes de colagem superficial são indicadas em quilos de ingrediente por tonelada métrica (kg/T), que representa a quantidade dos 10, respectivos ingredientes absorvidos pelas amostras de papel {ou colocados nas mesmas). Os ingredientes foram normalizados a partir de uma quantidademedida de íons de sal na composição, utilizando-se análise cromatográfica de íons {método padrão). A Amostra Comparativa CP-l representou 15 rneios de papel disponíveis comercialmente, tal como, por exemplo, umpapel de impressão de escritório, disponível nas lojas de suprimento de materiais de escritório {tal como, p. ex., da Staples, CA), caracterizadosporpossuirumaltoteor de material macromolecular, nenhumpigmento inorgânico e um 20 alto teor de sal inorgânico, em sua colagem superficial, com relação às Amostras de Meios de impressão.

A Amostra Comparativa CP-4 também representou um meio de papel comercialrnente disponível, um papel de impressão para escritório disponível emlojas de suprirnento demateriais de 25 escritório (tal como, p. ex.

Staples, CA), caracterizadopor possuir alto teor de material macromolecular, nenhum pigmento inorgânico e nenhum teor de sal errí sua colagem superficial.

A Amostra Comparativa CP-4 funcionou corrío uma amostra de controle ("Controle") par ao teste que estava 30 sendo executado.

As Amostras Comparativas CP-2 e CP-3 foram preparadas de maneira similar às Amostras de Meios de impressão.

AcolagemdaAmostraCornparativaCP-2 teveumalto teor de material macromolecular (amido), um baixo teor de pigmento inorgânico e um alto teor de sal em sua colagem 35 superficial, comparado às Amostras de Meios de impressão A colagem da Amostra Comparativa CP-3 apresentou um teor moderado dematerial macromolecular (amido), umalto teor de

.

?

P ã 23 »m « i - pigmento inorgânico e um alto teor de sal em sua colagem superficial, com relação às Amostras de Meios de impressão As Amostras Comparativas CP-2 e CP-3 representaram amostras acima do limiar e abaixo do limiar de vários ingredientes da g 5 colagem superficial, para comparação.

AMOSTRAS t INGREDIENTES EXP-l EXP-2 EXP-3 CP-l CP-2 CP-3 CP-4 (carga ern kg/l'): Amido Modificado 13 34 13 40 38,5 18,5 47,5 Sal de Cloreto de 7 7 6 7,5 7,5 7,5 Cálcio Pigmento inorgânico: Albaglos® S CCP 19 34 10 Argila Clmyajet® 3 1,5 20 C440 CCN ou Zeocros® PF/S OBA: 2 2 2 2 2 2 2 Outros aditivos: 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Tabela2: Preparadas amostrasdemeiode impressãoeamostras . comparativas e seus respectivos ingredientes. Todas as quantidades são cargas no papel em quilos de ingrediente/tonelada métrica de papel. 10 As Amostras de Meios de impressão EXP-l, EXP-2 e EXP-3 foram testadas emuma variedade de testes e comparadas às amostras comparativasCP-l, CP-2, CP-3eCP-4daTabela2, paraavaliar odesempenhodaqualidade de impressão. Porexemplo, umteste de esforço de qualidade de impressão (QI) EF a alta 15 temperatura /alta umidade (H/H) foi executado a uma umidade relativa de cerca de 30 °C e cerca de 80%. Este teste de G esforço de QI expôs as Amostras de Meios de impressão a condições relativamente severas ou extremas durante a Z impressão a laser colorida. O teste de esforço de qualidade 20 de impressão EF avaliado para defeitos de transferência utilizando Impressoras a Laser HP Coloridas Modelos CP4525 e CP5220, da Hewlett-Packard Co., Palo Alto, CA. A qualidade de impressão EF foi classificada por meio de referência visual, para verificar pontos faltantes sobre áreas 25 impressas das Amostras de Meios de impressão e das Amostras Comparativas, devido a defeitos na transferência de toner.

F %H 24 As classificações incluíramA= nenhumdefeito; B = defeitos menores; C=defeitoperceptívelpelo consumidor; D=defeito grave; e E = defeito muito grave. ATabela 3 resumeos resultadosdequalidadedeirnpressãopara 5 o teste de esforço de qualidade de impressão EF a alta temperatura/alta umidade {H/H) para as Amostras de Meios de impressão, que são agrupadas na Tabela 3, para simplicidade de discussão, pois tiveram desempenhos substancialmente iguais, easAmostrasComparativasCP-1 eCP-4 (representando 10 o papel comercial existente e o Controle). Classificação Impressora Tipo de Meio Vtsual de Defeito EF Amostra Comparativa, CP-l E HP CP4525 Amostras de Meios de B HP CP4525 impressão Amostra Comparativa, CP-4 B HP CP4525 Amostra Comparativa, CP-l E HP CP5220 Amostras de Meios de C HP CP5220 impressão Amostra Comparativa, CP-4 C HP CP5220 Tabela3: ResumodoTestedeEsforçodeQualidadedelmpressão aLasera 30 °Ce 80% deUR. ClassificaçãoVisual de Defeitos: A = nenhum defeito; B = defeitos menores; C = defeito perceptívelpelo consumidor; D=defeito grave; e E =defeito 15 muito grave. Em particular, as Amostras de Meios de impressão mostraram uma QI superior para impressão EF sob condições H/H, em comparação à Amostra Comparativa CP-l e Amostra Comparativa CP-4 (controle). Ambas as Amostras CP-l e CP-4 representam 20 papéis existentes no mercado. Embora não pretenda ser

G

G limitada a esta razão, a Amostra Comparativa CP-l pareceu mostrar o efeito de umalto teor de sal no papel de impressão a laser, o que acredita-se afetar as propriedades elétricas dopapel eassim, atransferênciadetoner, resultandonopior 25 defeito de transferência de toner utilizando-se as impressoras HP CP4525 e HP CP5220, em comparação à Amostra Comparativa CP-4 de controle, que não tinha teores de sal. Além disso, as Amostras de Meios de impressão mostraram um

E 0 , =h 25 m

M *

Ê - desempenhonomesmonível daAmostrade ControleCP-4, apesar da presença de sal nas Amostras de Meios de impressão (ver « - Tabelas 1 e 2, para teores de sal). A Tabela 4 abaixo também resume os resultados do teste de esforço de qualidade de i 5 impressão EF em termos relativos para todas as amostras comparativas e para as Amostras de Meios de impressão, assim - Lr comoproporciona resumospara os testes adicionais descritos abaixo. Em outro exemplo, o teste de qualidade de impressão 10 utilizando uma impressora a jato de tinta foi executado nas arnostras comparativas e Amostras de Meios de impressão da Tabela 2. Tintas de pigmento colorido foram impressas em amostras de papel utilízando uma impressora a jato de tinta tipo de laboratório de teste (TIJ) a uma umidade relativa 15 entre 23 °C e 50% com condições ambientais TAPPI. Um padrão de áreas de preenchimento sólidas foi impresso com tintas de diferentes cores, para avaliar o volume da faixa de cores, densidade de impressão e sangramento entre áreas limítrofes cor-a-cor. Os resultados do Teste de QI a jato de tinta são 20 fornecidos na Tabela 4, em termos relativos. Uma classificação "Ótimo" significa substancialmente nenhum defeito visível menor, uma classificação "Born" significa defeitos visíveis pequenos, uma classificação "Razoável" ' significa um nível aceitável de defeitos visíveis e uma 25 classificação "Ruim" significa um nível inaceitável de defeitos visíveis. A qualidade de impressão a jato de tinta das Amostras Comparativas CP-l, CP-2 e CP-3, cada uma com um ' « alto teor de sal, foi boa, comparada à qualidade de impressão a jato de tinta ruim da Amostra de Controle, CP-4, que não " 30 tinha teor de sal. Em cornparação, as Amostras de Meios de impressão, que apresentavamteormédio de sal, errtcomparação às amostras comparativas, apresentou a melhor qualidade de impressão a jato de tinta. Cada uma das Amostras de Meios de impressãoapresentouumdesempenhosubstancialmente iguale, 35 desta forma, as Amostras são referidas como um único grupo na Tabela 4, também para simplicidade de discussão. Embora nãopretendendolimitar-seaesta razão, acredita-sequeeste

^ -: 26 +Ê

P

J desempenho da qualidade de impressão é devido à moderada X presença de sal nasAmostras deMeios de impressão, tal como, por exemplo, com relação às amostras comparativas. Alérn disso, com relação à Amostra Comparativa de Controle, CP-4, ' 5 as Amostras de Meios de impressãomostrammelhor a qualidade de impressão a jato de tinta e, substancialmente, a mesma *

4.

qualidade de impressão EF (resultados do teste de esforço). Em outro exernplo, a presença de pó é avaliada para as amostras. Por exemplo, cerca de 50 folhas de cadaAmostra são 10 impressas com a impressora a laser e o pó acumulado dentro da impressora a laser é rnonitorado por observação visual, após a impressão de cada Amostra. A Tabela 4 resume os resultados da avaliação de acúmulo de pó. Apenas a Amostra Comparativa CP-3, que apresentavaumteorrelativamente alto 15 depigmentoinorgânicoe sal, apresentouumaquestãorelativa apó, capazdeafetarodesempenhodaimpressora, porexemplo.

AMOSTRAS CP-l CP-2 CP-3 CP-4 Psmostras de I Meios de TESTE e RESULTADO: I impressão QI com impressão a Bom Bom Bom Ruim Ótimo jato de tinta QI corrt impressão EF Ruim Ruirn RuimRazoável Razoável sob condições H/H Acúmulo de pó enhu Nenhum SIM Nenhum Nenhum ' KOD com impressão a 1,54 1,53 1,56 1,05 1,55 jato de tinta Tabela 4: Resumo dos resultados de qualidade de impressão (QI) utilizando impressão a jato de tinta, versus impressão EF, Densidade Óptica Preta K (KOD), assim como a presença de b. ·µ 20 pó para as Amostras Comparativas e as Amostras de Meios de 7 impressão da Tabela 2. Em outro exemplo, medições da Densidade Ótica Preta K (KOD) foramfeitasnasAmostrasdeMeiosde impressãoenasAmostras Comparativas. O KOD mede a densidade óptica preta da tinta 25 de pigrrtento do respectivo meio de impressão, utilizando a impressoraTIj. OKODfoimedidoporumespectrodensitrômetro modelo 938, fornecido pela X-rite, Green Rapids, MI. A configuração utilizada foi ANSI status A e os resultados n q $ ..

+ .

comparativos são relatados para uma média de três medições.

. m As medições KODinostraram que cargas mais baixas de material macromolecular nas amostras resultamemumamedição KOOmais alta (Ver a Tabela 2, para carga de amido). Os resultados KOD k 4 .5 também inostram que as Amostras de Meios de impressão (coino urn grupo) apresentaram melhor qualidade de impressão com e impressão a jato de tinta utilizando tinta pigmentada, conforme demonstrado por uma densidade óptica preta {KOD) maisalta, emcomparaçãoàsAmostrasComparativasCP-1, CP-2, 10 CP-3 e CP-4. É esperado que tanto o volume da faixa de cores quanto o de saturação de cores sigarn os resultados KOD. Em outro exemplo, testes de operacionalidade do laser foram executados para comparar os níveis de carga de material de preenchimento (ou seja, pigmento inorgânico) nas amostras 15 comparativas e nas amostras de meio de impressão para aplicaçõesde impressãoEFseca. Porexemplo, cercade 50.000 páginas de cada Amostra de Meios de impressão foram rodadas por meio de uma impressora a laser HP Modelo CP3525. Nenhum dano prematuro foi observado no rolo fusor da impressora 20 CP3525 enenhumproblemadeoperacionalidade, incluindo, serri limitação, atolamento de papel, foram observados nas Amostras de Meios de impressão. Este resultado de operacionalidade das Amostras de Meios de impressão foi comparávelaodas 50.000 folhasdeAmostrasComparativasCP-1 25 e CP-4, que são de papel cornercialmente disponível no mercado, rodados, por exemplo, na mesma impressora a laser. O desempenho substancialmente igual entre as Amostras de Meios de impressão na variedade de testes descritos acima demonstra a robustez dos muitos exemplos da composição de # - 30 colagem PC e domeio de impressão de acordo comos princípios do presente documento. O pigmento inorgânico na composição de colagem superficial em PC possivelmente substitui parcialmente urn dos mais altos çustos com materiais em colagem superficial na prensa de colagem, que é o material 35 macromolecular, comparado ao papel comercialmente disponível no mercado. Além disso, a redução do teor de sal metálico inorgânico, enquanto ainda mantendo o nível de

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r - qualidade de impressão descrito acima, pode também reduzir a os custos de matéria prima, reduzir o risco de corrosão e - aprimorar a qualidade de impressão em impressão EF seca H/H. Sal em excesso pode causar maior corrosividade em água _r 4 € 5 branca, por exemplo, que pode afetar negativamente a vida útil esperada ou o tempo de serviço do equipamento de

E fabricação de papel, tarnbém. O sal é tido como higroscópico, edesta formaaumidadeexcessivaatraídapelo salpodecausar alterações significativas nas propriedades elétricas do 10 papel, assim como pode afetar a transferência de toner, durante a impressão, conforme demonstrado pelos resultados providosacima. Comareduçãodosal, aqualidadedeimpressão EF seca sob condições H/H pode ser significativamente aprimorada, comoposteriormente demonstradopelas presentes 15 Amostras de Meios de impressão. Assim, foram descritos vários exemplos de uma composição de colagem superficial, um meio de impressão que inclui a composição de colagem superficial e um sisterna de impressão digital que inclui o meio de impressão. Além disso, vários 20 exemplosdométodode fazeracomposiçãoeomeiode impressão são descritos. Deve ser entendido que os exemplos acima descritos são meramente ilustrativos de alguns dos muitos exemplos específicos que representam os princípios aqui descritos. Claramente, as pessoas comexperiênciana técnica 25 poderão prontamente perceber numerosos outros arranjos, sem se afastar do escopo dos diferentes exemplos, conforme definido pelas reivindicações abaixo. m "W' m 4

Claims

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REIVINDICAÇÕES - ± 1. Composição de colagem superficial, caracterizada pelo fato de cornpreendendo: - uma mistura aquosa que cornpreende um material i 5 macromolecular emuma quantidade variando entre cerca de 25% e cerca de 75% em peso seco; sal metálico inorgânico em uma - €. quantidadevariandodecercade3%àcercade20%empesoseco; uma quantidade de pigmento inorgânico variando de pelomenos 16% à cerca de 60% empeso seco, de forma que o total empeso 10 seco seja igual à cerca de 100%, a rnistura aquosa sendo uma composiçãodecolagemsuperficialporprensade colagem (PC).
2. Composição de colagem superficial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a quantidade do materialmacromolecularvariar de cerca de 30% à cerca de 55% 15 por peso, a quantidade de sal metálico inorgânico variar de cercade 9% àcercade 19%porpeso, eaquantidadedepigmento inorgânico variar de cerca de 25% à cerca de 50% por peso.
3. Composição de colagem superficial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a quantidade do 20 materialmacromolecular variar de cerca de 40% à cerca de 45% por peso, a quantidade de sal metálico inorgânico variar de cercade 9% àcercade 19%porpeso, e aquantidadedepigmento inorgânico variar de cerca de 40% à cerca de 50% por peso.
4. Composição de colagem superficial, de acordo corn a 25 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a quantidade do material rnacromolecular ser substanciaimente igual à quantidade de pigmento inorgânico, a quantidade de sal £. metálico inorgânico variando de cerca de 9% à cerca de 18,5% por peso. í 30 5. Composição de colagem superficial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a quantidade do material macromolecular ser menor do que a quantidade de pigmento inorgânico, a quantidade de salmetálico inorgânico variando de cerca de 9% à cerca de 19% por peso. 35 6. Composição de colagem superficial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o pigmento inorgânico compreender uma pluralidade de materiais de
,è 2 d
W $ ¥ -. preenchimento de pigmento, um primeiro material de ~: d preenchimento de pigmento sendo um carbonato de cálcio, urn segundo material de preenchimento de pigmento sendo um dos seguintes: urncarbonatode cálciodiferente,e umaargila, uma -5 Eu 5 proporção do primeiro material de preenchimento de pigmento comrelação ao segundomaterial depreenchimento depigmento b' variando de cerca de 3:1 à cerca de 20:1.
7. Composição de colagem superficial, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o pigmento 10 inorgânico possuir um índice de distribuição de tamanho de partícula variando de cerca de 1 à cerca de 10 e um tamanho de partícula médio que varia de cerca de 0,1 mícron à cerca de 3 micra.
8. Composição de colagem superficial, de acordo com a 15 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de amistura aquosa possuir um teor de sólidos variando de cerca de 12% à cerca de 22% em peso seco, um pH variando entre cerca de 8 e cerca de 11, e urna viscosidade entre cerca de 10 centipoise (CP) e cerca de 200 CP. 20 9. Composição de colagem superficial, de acordo corn a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material macromolecular ser selecionado entrê um amido etilado, um amido aniônico e um amido catiônico, e sendo que o sal metálico inorgânico ser selecionado de umhaleto de ummetal 25 do Grupo 2 ou 3 da Tabela Periódica dos Elementos padrão, e sendo que o pigmento inorgânico ser selecionado a partir de um ou mais dos seguintes: uma argila, um carbonato de cálcio .
« + e uma argila de silicato de alumínio.
10. Método de fazer uma composição de colagem superficial, e -= 30 conforme definhada na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender: - combinar (310) do material macromolecular, quantidade de pigmentoinorgânicoeáguapara formarurnacombinaçãoaquosa; -misturar (320) da combinação aquosaporumprimeiroperíodo 35 de tempo; - adicionar {330) de uma quantidade de sal metálico inorgânico à combinação aquosa após o primeiro período de

A =

V B' 6 ! tempo, para formar uma mistura; e ü - misturar (340) da mistura por um segundo período de tempo para formar uma composição de colagem superficial apresentando um ou rnais dos seguintes: urri pH entre cerca de

R » 5 7 e 12, um teor de sólidos alvo de cerca de 10% à cerca de 25%, e uma viscosidade variando entre cerca de 10 centipoise ..

W (CP) e cerca de 200 CP.
11. Meio de impressão para impressão digital direta, caracterizado pelo fato de o meio de impressão (100) 10 compreender papel com base em celulose {110) e colagem superficial (120) porprensadecolagem (PC) dopapel combase em celulose, a colagem superficial PC (120) compreendendo: - material macromolecular; - pigmento inorgânico em quantidade substancialmente igual 15 ou maior do que a quantidade de material macromolecular; e - sal metálico inorgânico em uma quantidade variando entre cerca de 3% e cerca de 20% empeso seco, de forma que o total em peso seco seja igual à cerca de 100%, onde o peso da colagem superficial PC (120) no meio de 20 impressão (100) varia de cerca de 1,5 gramas por metro quadrado {gsm) à cerca de 3 gsm por lado.
12. Meio de irnpressão para impressão digital direta, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o papel combase emcelulose (110) compreende polpa demadeira 25 dura e material de preenchimento interno e/ou colagem interna, opapel combaseemcelulose (110) possuindoumvalor de Teste de Colagem Hércules (Hercules Sizing Test, HST) = ·. rnenor do que cerca de 20 segundos.
13. Método de fazer o meio de impressão, de acordo com a A 30 reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender: - adicionar (410) a colagem superficial PC ao papel combase em celulose durante a fabricação de papel, utilizando a prensa de colagem online do equiparnento de fabricação de papel; e 35 secar (420) do papel colado da superfície PC na seção de secagem do equipamento de fabricação de papel.
14. Sistema de impressão digital, caracterizado pelo fato

L ^ " = 4 6' ? 0' + d

W de compreender:

E m - uma impressora digital (210) para depositar ummaterial de imagem; e - um meio de impressão (220), (100) para receber o material

G P 5 de imagemdiretamente da impressora digital (210), omeio de impressão (220), (100) compreendendoumacolagemsuperficial t· (120) por prensa de côlagem (PC) sobre um papel corn base em celulose (110), a colagem superficial PC compreendendo: - um material macromolecular em uma quantidade variando de 10 cerca de 25% a 75°õ eín peso seco; - salmetálico inorgânicoemuma quantidadevariandode cerca de 3% à cerca de 20% em peso seco; e - pigmento inorgânico em uma quantidade variando de pelo menos 16% à cerca de 60% em peso seco, de forma que o total 15 em peso seco seja igual à cerca de 100%, onde o peso da colagern superficial PC (120) no meio de impressão (220), (100) varia de cerca de 1,5 gramas pormetro quadrado {gsm) à cerca de 3 gsm por lado do papel com base em celulose. 20
15. Sistema de impressão digital, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a impressora digital {210) ser uma impressora a jato de tinta ou uma impressora a laser.

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I t Impressora l Ç' l I a< appu t 'Pdtr f 'ftr í 'fffp d'PCé P ' r í r y l ¶ 4 ·'r"".{'r'(°"' 'LZ J ¶ ¶ , 220, 100 Ltt:t$(ft,'t¥ç,ff,'tdt FlG.2

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Y T' 6,<_ 300 310 4 Combinar Material com Pigmento Macromolecular Inorgânico e Água 320 _"i Misturar um a Combinação Primeiro por Período de tempo 330 A Adicionar Sal Metálico lnorgânico 340 _"! Misturar Período Segundo a Mistura depor um Tempo FlG.3 K— 400 Adicionar Composição de 410 —"| Colagem Superficial ao Papel Base 420 + Secar Papel colado FlG.4