BR112017026826B1 - Papel de transferência adequado para impressão a jato de tinta de alta viscosidade, método para a produção de papel de transferência, método para a impressão de trasferência de sublimação e uso de um papel de transferência - Google Patents

Abstract

PAPEL DE TRANSFERÊNCIA APRIMORADA PARA IMPRESSÃO A JATO DE TINTA. A invenção se relaciona a um papel de transferência adequado para impressão a jato de tinta de alta velocidade compreendendo uma camada de base e uma camada de película adequada para receber tinta viscosa e liberando um corante disperso da referida tinta viscosa tendo uma porosidade de 100 a 500 ml/min, em que o filme compreende material formador de película.

Description

[0001] A invenção é no campo do papel de transferência. Em particular, a presente invenção refere-se a papel de transferência que pode ser utilizado para impressão a jato de tinta em impressão por transferência por sublimação digital.

[0002] O papel de transferência é usado na impressão de transferência por sublimação digital para transferir uma imagem de uma impressora para um substrato. Essa imagem é impressa primeiro no papel de transferência, após o qual a imagem é transferida para o substrato pela aplicação de calor e pressão. A imagem pode ser impressa no papel de transferência por impressão por contato, ex. por impressão de tela rotativa, ou por impressão sem contato, como impressão a jato de tinta. Nas últimas décadas, a impressão a jato de tinta ganhou popularidade por sua versatilidade e baixo custo na impressão de pequenos lotes ou amostras. Devido ao desenvolvimento de papel de transferência especializado para impressão a jato de tinta, como descrito por exemplo na EP1102682, que é aqui incorporado em sua totalidade, excelente qualidade de impressão em termos de eficiência de transferência, brilho de cores, nitidez de impressão (sem sangramento), uniformidade de impressão e/ou densidade de imagem pode ser obtida.

[0003] No entanto, uma desvantagem da impressão a jato de tinta é que, para obter a mesma qualidade de impressão, a impressão normalmente deve ser mais lenta do que a impressão por contato. Este problema é inerente à impressão a jato de tinta em geral. Para a impressão de jato de tinta regular, isto é, a impressão a jato de tinta em que o próprio papel é o substrato (em outras palavras, impressão sem transferência), melhorias consideráveis têm sido feitas com a introdução de novos tipos de tinta que permitem impressão mais rápida, por exemplo, até 100 m/min. Isto é conseguido por uma frequência de dosagem de gotículas mais elevada (por exemplo, 40 kHz). Estas tintas, como as comercializadas para cabeças de impressão produzidas por, por exemplo, Xaar, Kyocera e Ricoh, têm composições que evitam o entupimento dos bocais da cabeça de impressão a jato de tinta durante a impressão rápida (ou de alta velocidade) e permitem que a tinta penetre mais rapidamente no substrato de papel, de tal modo que o deslocamento ou fantasmas por adesão de tinta aos rolos de chumbo de descarga são evitados.

[0004] US8795424 e EP2551305, que são aqui incorporados nas suas totalidades, descrevem exemplos das tintas acima mencionadas para impressão a jato de tinta de alta velocidade. Estas tintas são tipicamente caracterizadas pelo elevado teor de glicerol ou dióis ou seus derivados, tais como glicol ou seus derivados e 1,3-propanodiol ou seus derivados até cerca de 50% em peso, compostos esses que são usados como umectantes (também referidos como agentes hidratantes), ou como agentes penetrantes. A presença destes umectantes ou agentes penetrantes resulta numa viscosidade mais elevada e, concomitante, em tempos de secagem mais longos da tinta após a impressão. Tintas tradicionais para a impressão a jato de tinta tradicional mais lenta têm, por exemplo, viscosidades típicas de cerca de 3 a 5 mPa-s a 25 °C, enquanto as novas tintas para impressão a jato de tinta de alta velocidade geralmente têm viscosidades de 7 a 15 mPa-s ou até 100 mPa-s a 25 °C (ver, por exemplo, o documento WO2011079402 a esse respeito).

[0005] Os presentes inventores verificaram que, quando se utilizam tintas viscosas para impressão a alta velocidade em impressão por transferência por sublimação, o período de secagem mais longo da tinta é problemático, uma vez que a qualidade da impressão é reduzida. Este problema encontra-se em particular com o papel de transferência atual acima mencionado para impressão a jato de tinta, como por exemplo descrito no EP1102682. Uma desvantagem da secagem mais lenta é, por exemplo, o deslocamento da imagem impressa na parte de trás do papel no rolo ocupado. Isso pode levar a imagens fantasmas na transferência e danificar a imagem impressa no lado de impressão do papel. Também pode levar à contaminação dos rolos de chumbo na impressora.

[0006] WO2014095762 descreve um papel de transferência composto por um substrato tendo uma porosidade de 0-1000 ml/min que é revestido com um líquido aquoso, que após a secagem resulta numa camada de revestimento que tem uma porosidade que é maior que 100 ml/min. A baixa porosidade do papel base é necessária para reduzir a quantidade efetiva de líquido aquoso que é aplicado.

[0007] A presente invenção é dirigida a um papel de transferência aperfeiçoado para impressão a jato de tinta de alta velocidade, de preferência com as tintas viscosas acima mencionadas. Este objetivo foi atingido pelo fornecimento de um papel de transferência compreendendo uma camada de base e uma camada de filme adequada para receber e liberar tinta viscosa, por ter uma porosidade de 100 a 500 ml/min, em que o filme compreende material de formação de filme, em que a camada de base compreende um papel de base com uma porosidade superior a 1000 ml/min. Surpreendentemente, o papel de transferência de acordo com a presente invenção permite que a tinta penetre no papel rapidamente, encurtando assim o tempo de secagem, sem qualquer deterioração da qualidade de impressão devido a, por exemplo, sangramento ou formação de fantasmas. Isto é surpreendente porque as tintas mais viscosas compreendem intensificadores de penetração (ver, por exemplo, EP2551305) e é de esperar que isto conduza a perda da qualidade de impressão quando aplicada a uma camada porosa como é tipicamente utilizada na impressão por transferência.

[0008] Sem querer estar limitado pela teoria, acredita-se que a elevada porosidade do papel de base de mais de 1000 ml/min contribui para a secagem rápida do papel da presente invenção, uma vez que se acredita que esta elevada porosidade permite a absorção de quaisquer umectantes ou agentes penetrantes que estão presentes na tinta. A camada de base da presente invenção é tipicamente formada por um papel de base. O papel de base tem preferivelmente uma porosidade superior a 2000 ml/min, mais preferivelmente 2500-3000 ml/min. O papel de base pode ser feito de polpa tradicional, isto é, material fibroso de lignocelulose originário da madeira. Essa camada fornece um suporte para a camada de filme e a estrutura do papel de transferência para seu manuseio durante o processo de impressão.

[0009] A camada de filme é adequada ou adaptada para receber a tinta durante o processo de impressão. Isso significa que a camada de filme está no lado do papel que deve ser impresso. A porosidade da camada de filme é de 100 a 500 ml/min, preferivelmente de 150 a 300 ml/min, conforme determinado através da ISO 5636-3 em, por exemplo, L&W Bendtsen Tester of AB Lorentzen & Wettre, Kista, Suécia.

[00010] Os inventores descobriram que a porosidade da camada de filme de acordo com a presente invenção é vantajosa, uma vez que resulta em um menor tempo de secagem enquanto a eficiência de transferência permanece alta. Acredita-se que, uma vez que a camada de filme não é totalmente vedante (isto é, a porosidade não é inferior a 100 ml/min), a absorbância, em particular dos componentes viscosos como o glicol, é facilitada. No entanto, a camada de filme é suficientemente vedante (isto é, a porosidade é suficientemente elevada de acordo com a presente invenção) para reter o corante disperso no topo da camada de filme, o que resulta numa elevada eficiência de transferência. Uma vez que a porosidade da camada de base é geralmente muitas vezes maior (em outras palavras, maior que 1000 ml/min, preferivelmente cerca de 2000 a 3000 ml/min), a porosidade da camada de filme pode ser determinada enquanto a camada de filme está na camada de base.

[00011] A porosidade da camada de filme de acordo com a presente invenção é ótima para a tinta viscosa em termos de qualidade de imagem e tempos de secagem. Assim, notavelmente, a camada de filme permite curtos períodos de secagem enquanto evita o sangramento da tinta, de tal forma que diferentes cores de tinta entram umas nas outras, causando perda de contraste de cor e uniformidade. A secagem mais rápida das tintas resulta, assim, em imagens mais nítidas e nenhum deslocamento de tinta no verso do papel quando o papel é enrolado após a impressão a jato de tinta.

[00012] Tipicamente, os tempos de secagem de menos de 2 min são preferidos para impressões de um grau de carregamento de 100%. Mais preferivelmente, o tempo de secagem é inferior a 1 minuto, mais preferivelmente inferior a 30 segundos, para impressões de um grau de carga de 100%, por exemplo de 1 a 25 segundos. O grau de carregamento é a quantidade de tinta impressa no papel. Por exemplo, um grau de carregamento de 300% significa que três cores são impressas uma sobre a outra com densidade/intensidade de cor máxima. Um grau de carregamento de 100% significa que uma cor com densidade/intensidade de cor máxima é aplicada.

[00013] Além da funcionalidade de recepção da camada de filme, esta camada é também adequada ou adaptada para liberar o corante disperso da tinta durante a transferência para o substrato. Pode ser apreciado que após a impressão da imagem no papel de transferência, a tinta secará e o corante disperso da tinta pode ser transferido para o substrato por meio de aquecimento e/ou pressão. A porosidade da camada de filme, de acordo com a presente invenção, evita que os corantes da tinta penetrem profundamente no papel. Isso resulta tipicamente em altas eficiências de transferência de até 80% ou mais do papel de transferência. Eficiência de transferência é a quantidade relativa de corante disperso que é transferida para o substrato durante o processo de transferência.

[00014] No contexto da presente invenção, com tinta viscosa entende-se tipicamente qualquer tinta que tenha uma viscosidade superior a cerca de 5 mPa-s a 25 °C, como determinado por ASTM D445 ou uma técnica equivalente.

[00015] A camada formadora de filme compreende material de formação de filme que tipicamente inclui um material polimérico hidrofílico tal como carboximetilcelulose (CMC), álcool polivinílico (PVA), alginato, gelatina, amido ou misturas dos mesmos. Normalmente, o CMC é preferido. Numa forma de realização preferida da presente invenção, utiliza-se CMC com um grau de substituição de 0,2 a 0,3.

[00016] No entanto, para os tipos de tinta viscosa que compreendem uma quantidade particularmente elevada de glicol (derivados) (por exemplo, 30 a 50% em peso) e assim sendo são ligeiramente mais hidrofóbicos em comparação com as tintas tradicionais que contêm mais água, pode ser preferível que o grau de substituição seja menor, por exemplo 0,05 a 0,15. Alternativamente ou adicionalmente, um material polimérico mais hidrofóbico tal como etilcelulose, (metil) hidroxipropilcelulose ou acetato de celulose pode estar presente no material formador de filme para obter as propriedades hidrofílicas desejadas da camada de filme. A seleção cuidadosa do caráter hidrofílico da camada de filme irá acelerar a penetração e, assim, encurtar o tempo de secagem da tinta.

[00017] Sem pretender estar limitado pela teoria, os inventores acreditam que o tempo de secagem longo típico da tinta viscosa quando se utiliza papel de transferência que tem uma baixa porosidade da camada de filme (por exemplo, inferior a 100 ml/min) pode ser o resultado de um desajuste na hidrofilicidade do material formador de filme e da tinta viscosa. Assim, o termo tinta viscosa pode cobrir qualquer tinta que contenha mais de 25% em peso, preferivelmente mais de 40% em peso, de glicol (derivados), tais como glicol éteres. No entanto, as tintas com as mesmas propriedades de secagem (secagem lenta) mas com um teor mais baixo de glicol (derivados) podem também ser cobertas pelo termo tinta viscosa.

[00018] O material formador de filme pode ainda compreender material de enchimento, tal como minerais. Particularmente adequados são os minerais de filossilicatos tais como mica; minerais argilosos, tais como caulim, talco ou esmectite; ou combinações dos mesmos. De preferência, caulim e/ou talco são utilizados como enchimento. A quantidade do material de enchimento pode ser até 20%, com base no peso seco total da camada de filme, por exemplo 015% em peso, preferivelmente 1-10% em peso. Crê-se que o material de enchimento aumenta ainda mais a absorção dos umectantes ou agentes penetrantes presentes na tinta.

[00019] O material formador de filme pode ainda compreender aditivos, tais como sais que influenciam a hidrofilicidade da camada de filme.

[00020] A espessura da camada de filme, expressa pelo peso seco por área, é tipicamente de cerca de 1 a 10 g/m2. Numa forma de realização preferida da presente invenção, a camada de filme tem uma espessura ou peso seco entre 2 e 4 g/m2.

[00021] Preferivelmente, a camada de filme cobre de forma homogênea a camada de base. Com o filme cobrindo homogeneamente a camada de base pretende-se dizer que a camada de filme cobre as camadas de base de tal forma que - após inspeção com um microscópio eletrônico de varrimento - o número de vazios visíveis na camada de base coberta pela camada de filme é uniformemente reduzido em comparação com camada de base descoberta (sobre uma área de 1 cm2) de forma que a qualidade de impressão sobre esta área seja praticamente uniforme. A variação relacionada na espessura da camada de filme é tipicamente ± 100%, preferivelmente ± 50% do peso seco por área de filme.

[00022] Pode ser apreciado que, uma vez que a camada de filme é adequada para receber a tinta, esta camada está localizada no lado do papel de transferência no qual se destina a ser impresso. Assim, o uso do papel de transferência para impressão a jato de tinta na camada de filme é um aspecto particular da presente invenção.

[00023] Preferivelmente, a camada de filme está localizada no lado do fio da camada de base. Como o lado do fio é mais liso que o lado do feltro, a aplicação da camada de filme no lado do fio facilita a cobertura homogênea da camada de base. Contudo, a partir da aplicação de mais material de formação de filme no lado de feltro da camada de base, pode também ser conseguido um revestimento homogêneo da camada de base deste lado.

[00024] A camada de base preferivelmente tem um peso seco entre 20 e 150 g/m2, mais preferivelmente entre 40 e 70 g/m2.

[00025] Numa forma de realização preferida, o peso seco do papel de transferência é entre 30 a 150 g/m2, mais preferivelmente entre 50 a 70 g/m2, mais preferivelmente cerca de 66 g/m2. No entanto, devido ao desenvolvimento contínuo de papel de base com resistências aumentadas, o peso seco do papel de transferência pode inclusive ser menor contanto que as propriedades não sejam adversamente afetadas deste modo. O papel de transferência de acordo com a presente invenção pode ser produzido por formação de uma camada de filme sobre a camada de base por meio de aplicação de material de formação de filme sobre a camada de base e, subsequentemente, espalhando o material formador de filme sobre pelo menos parte da camada de base de forma que a camada de filme cubra de forma homogênea pelo menos parte da camada de base. O material formador de filme é tipicamente aplicado como uma solução aquosa a 10-25% em peso. Este material formador de filme é preferencialmente aplicado como um gel viscoso de tal modo que o espalhamento do material sobre a camada de base é facilitado. Uma cobertura homogênea é tipicamente conseguida por um aplicador de rolo, um revestidor de barra Meyer ou um revestidor de lâmina e subsequente secagem da camada de filme.

[00026] A porosidade da camada de filme pode ser influenciada pelo tipo, quantidade e/ou concentração do material formador de filme que é aplicado na camada de base, a porosidade da camada de base e a presença de enchimento.

[00027] Em outra forma de realização particular, o material formador de filme é pulverizado sobre a camada de base, de tal modo que pequenas gotículas do material formador de filme são formadas na camada de base. As gotículas então se fundem para formar a cobertura homogênea.

[00028] A porosidade desejada da camada de filme pode ser obtida selecionando a quantidade apropriada de material de formação de filme que é aplicada na camada de base.

[00029] Pode ser apreciado que o papel de transferência pode compreender camadas adicionais além da camada de base e da camada de filme.

[00030] Alternativamente, a camada de barreira pode ser posicionada entre as camadas de base e de filme.

[00031] Além disso, a camada de filme pode, por exemplo, ser duas camadas, presentes em ambos os lados da camada de base. Estas camadas de filme podem ser idênticas ou podem ser diferentes em composição e/ou porosidade.

[00032] O papel de transferência de acordo com a presente invenção é muito adequado para utilização em impressão a jato de tinta de alta velocidade com tinta viscosa. A invenção pode ser ilustrada com os seguintes exemplos. Exemplo 1

[00033] Utilizou-se uma mistura de fibras longas e curtas branqueadas e 4% de material de enchimento para formar polpa de papel. Desta polpa de papel foi formada uma camada de base com uma porosidade de 2500 ml/min.

[00034] Em seguida, aplicou-se um excesso de uma solução de 15% em peso de carboximetilcelulose (CMC, isto é, o material formador de filme) em água na camada de base. Utilizou-se uma barra Meyer para remover parte do excesso da solução de CMC aplicada de tal modo que uma camada de CMC úmida com um peso úmido de 16,6 g/m2 permaneceu na camada de base. Após a secagem, formou-se uma camada de filme com um peso seco de 2,5 g/m2 e uma porosidade de 170 ml/min, conforme determinado pela norma ISO 5636-3. O papel de transferência obtido tinha um peso seco de 64 g/m2. Exemplo 2

[00035] Uma série de papéis de transferência adicionais foram produzidos por um método comparável como ilustrado no Exemplo 1.

[00036] Todos os papéis de transferência foram utilizados em um teste para determinar o tempo de secagem. Para este fim, a tinta Sensient Elvajet SY 370 disponível comercialmente foi usada para imprimir um padrão de teste com uma impressora adequada para imprimir tintas Kyocera, e o tempo de secagem do padrão foi determinado (ver Tabela 1). Tabela 1: Tempos de Secagem dos Papéis de Transferência

Claims (12)

1. Papel de transferência adequado para impressão a jato de tinta de alta velocidade caracterizado pelo fato de que compreende uma camada de base e uma camada de película adequada para receber tinta viscosa e liberando um corante disperso da referida tinta viscosa por uma porosidade de 150 a 300 ml/min, em que a película compreende material formador de película, em que a camada de base compreende um papel de base tendo uma porosidade superior a 1000 ml/min.

2. Papel de transferência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material formador de película compreende carboximetilcelulose, álcool polivinílico, alginato, gelatina e / ou amido.

3. Papel de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o material formador de película compreende 0 a 15% em peso de uma ou mais cargas.

4. Papel de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o referido um ou mais enchimentos são selecionados a partir de minerais de filossilicato, de preferência mica; minerais de argila, de preferência caulim, talco ou esmectite; ou suas combinações.

5. Papel de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido papel de base tem uma porosidade superior a 2000 ml/min, de preferência 2500-3000 ml/min.

6. Papel de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a camada de película tem um peso seco entre 1 a 10 g/m2, de preferência entre 2 a 4 g/m2.

7. Papel de transferência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a camada de base tem um peso seco entre 20 a 150 g/m2, de preferência entre 40 a 70 g/m2.

8. Método para a produção de papel de transferência, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende a formação de uma camada de película sobre a camada de base, aplicando material formador de película sobre pelo menos parte da camada de base e subsequentemente espalhando o material formador de película sobre a camada de base tal que a camada de filme cobre homogeneamente a camada de base.

9. Método para a impressão de transferência de sublimação caracterizado pelo fato de que uma imagem é impressa por uma impressora a jato de tinta na camada de filme do papel de transferência, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a imagem é impressa com tinta viscosa.

11. Método para impressão por transferência de sublimação caracterizado pelo fato de que uma imagem que foi impressa na camada de película do papel de transferência, conforme definido nas reivindicações 7 ou 8, é transferida para um substrato aplicando pressão e / ou calor.

12. Uso de um papel de transferência, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de ser para impressão a jato de tinta de alta velocidade com tinta viscosa.