BR112020019764A2

BR112020019764A2 - composições e métodos para tratar um substrato e para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado

Info

Publication number: BR112020019764A2
Application number: BR112020019764-5A
Authority: BR
Inventors: Daniel F. Varnell
Original assignee: Solenis Technologies, L.P.
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2021-01-26
Also published as: CN112166161B; US10613449B2; EP3775074A1; US20190302636A1; CA3095444A1; EP3775074A4; WO2019191289A1; TWI820108B; KR20200139727A; CN112166161A; TW202003694A; RU2020135028A

Abstract

COMPOSIÇÕES E MÉTODOS PARA TRATAR UM SUBSTRATO E PARA MELHORAR A ADESÃO DE UMA IMAGEM A UM SUBSTRATO TRATADO. Um método para tratar um substrato é fornecido aqui. O método inclui fornecer um substrato e aplicar uma composição ao substrato para formar o substrato tratado. A composição inclui um aglutinante, um aditivo aglutinante, e um sal de alumínio. Um método para melhorar a adesão de uma imagem ao substrato tratado também é fornecido aqui. O método inclui fornecer o substrato, aplicar a composição ao substrato para formar o substrato tratado, e aplicar um toner líquido ao substrato tratado para formar a imagem no substrato tratado. Um material impresso que exibe adesão melhorada da imagem ao substrato tratado também é fornecido aqui. O material impresso inclui um substrato tratado. O substrato tratado inclui o substrato e um revestimento disposto no substrato e formado a partir da composição. O material impresso inclui ainda a imagem disposta no substrato tratado e formada a partir do toner líquido.

Description

“COMPOSIÇÕES E MÉTODOS PARA TRATAR UM SUBSTRATO E PARA MELHORAR A ADESÃO DE UMA IMAGEM A UM SUBSTRATO TRATADO” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido dos EUA Nº 15/940,659, depositado em 29 de março de 2018, que é aqui incorporado em sua totalidade por referência.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente divulgação se refere de modo geral a composições e métodos para tratar um substrato e para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado e, mais particularmente, se refere a sistemas e métodos que utilizam um sal de alumínio para tratar um substrato e para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado.

ANTECEDENTES

[0003] A impressão eletrofotográfica líquida (LEP) usa uma tinta líquida para impressão em substratos em vez de usar um toner em pó seco. Exemplos comuns de máquinas de impressão LEP são as impressoras digitais HP® Indigo™. As partículas de toner na tinta líquida usada na impressão LEP são suficientemente pequenas para que as imagens impressas com LEP não mascarem a rugosidade/brilho da superfície subjacente de, por exemplo, substratos de papel. A tinta líquida (também referida aqui como “tinta”, “toner líquido” ou “tinta LEP”) usada na impressão LEP é uma suspensão de pequenas partículas de pigmento na faixa de cerca de 1 a 2 mícrons em um líquido não aquoso. HP® ElectroInk® é uma tinta líquida comumente usada para impressão eletrofotográfica líquida. A impressão LEP é considerada a fonte de algumas das melhores imagens de qualidade de impressão digital a uma velocidade relativamente rápida.

[0004] No entanto, verificou-se que as imagens impressas por LEP não aderem a substratos, bem como as imagens impressas usando métodos de impressão eletroreprográfica que utilizam um processo de toner seco. Embora as composições convencionais tenham sido aplicadas aos substratos para tentar melhorar a adesão da imagem formada a partir do toner líquido, outras melhorias são necessárias devido a (1) inconsistências no desempenho de adesão, dependendo do grau de papel utilizado como substrato e (2) a dificuldade na obtenção de uma adesão quase perfeita (100%) das imagens impressas da impressão LEP conforme testado pelos procedimentos padrão da HP, independentemente do tipo do papel.

[0005] Por conseguinte, é desejável fornecer sistemas e métodos para tratar um substrato e para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado. Além disso, outros recursos e características desejáveis se tornarão evidentes a partir do sumário subsequente e da descrição detalhada e das reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos e o campo técnico e antecedentes.

BREVE SUMÁRIO

[0006] Várias modalidades não limitativas de composições para tratar um substrato e para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado, e várias modalidades não limitativas de sistemas e métodos para o mesmo, são divulgadas aqui.

[0007] Em uma modalidade não limitativa, um método para tratar um substrato é fornecido aqui. O método inclui, mas não está limitado a, fornecer um substrato. O método inclui ainda, mas não está limitado a, aplicar uma composição ao substrato para formar o substrato tratado. A composição inclui, mas não está limitada a, um aglutinante, um aditivo aglutinante e um sal de alumínio.

[0008] Em outra modalidade não limitativa, um método para melhorar a adesão de uma imagem ao substrato tratado é fornecido aqui. O método inclui, mas não está limitado a, fornecer o substrato. O método inclui ainda, mas não está limitado a, aplicar a composição ao substrato para formar o substrato tratado. O método inclui ainda, mas não está limitado a, aplicar um toner líquido ao substrato tratado para formar a imagem no substrato tratado.

[0009] Em outra modalidade não limitativa, um material impresso exibindo adesão melhorada da imagem ao substrato tratado é fornecido aqui. O material impresso inclui, mas não está limitado a, um substrato tratado. O substrato tratado inclui, mas não está limitado a, o substrato e um revestimento disposto no substrato e formado a partir da composição. O material impresso inclui ainda, mas não está limitado a, a imagem disposta no substrato tratado e formada a partir do toner líquido.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] A seguinte descrição detalhada é meramente exemplificativa por natureza e não se destina a limitar os sistemas e métodos descritos aqui. Além disso, não há intenção de se limitar a qualquer teoria apresentada nos antecedentes ou na descrição detalhada a seguir.

[0011] Composições e métodos para tratar um substrato e/ou melhorar a adesão de um toner líquido ao substrato são fornecidos aqui. Em modalidades, um método para melhorar a adesão de uma imagem formada a partir do toner líquido utilizando impressão eletrofotográfica líquida (impressão LEP) é fornecido aqui. Conforme usado aqui, “impressão eletrofotográfica líquida” pode ser usada alternadamente com “impressão LEP”, “impressão eletroreprográfica com partículas de toner líquido” ou “impressão xerográfica com partículas de toner líquido”; tudo isso engloba, por exemplo, processos e prensas de impressão digital HP® Indigo™. Além disso, tal como aqui utilizado, a impressão eletrofotográfica líquida não se refere a ou abrange o processo de impressão do tipo offset conhecido como litografia e discutido em mais detalhes em Alex Glassman, Printing Fundamentals, TAPPI Press, 1985, que é aqui incorporado em sua totalidade.

[0012] A composição para melhorar a adesão do toner líquido ao substrato inclui um aglutinante, um aditivo aglutinante e um sal de alumínio. A composição é à base de água. O método para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado inclui as etapas de fornecer o substrato, aplicar a composição ao substrato para formar o substrato tratado e aplicar o toner líquido ao substrato tratado para formar a imagem no substrato tratado. Em modalidades, o toner líquido inclui uma suspensão de pigmento ou partículas contendo pigmento em um líquido não aquoso. O toner líquido é aplicado ao substrato tratado utilizando impressão eletrofotográfica líquida.

[0013] Em algumas modalidades, o aglutinante inclui um polímero hidroxil funcional solúvel em água. O aglutinante pode incluir um álcool polivinílico, um amido, por exemplo, um amido oxidado, um amido cationizado, um amido etilado, um amido esterificado e um amido enzimaticamente desnaturado, uma gelatina, uma caseína,

uma proteína (por exemplo, uma proteína de soja), uma carboximetilcelulose, uma hidroxietilcelulose, uma emulsão acrílica, uma emulsão de acetato de vinila, uma emulsão de cloreto de vinilideno, uma emulsão de poliéster, uma emulsão de estireno- butadieno, um látex de acrilonitrila-butadieno ou combinações dos mesmos. Deve ser apreciado que qualquer aglutinante conhecido na técnica para tratar substrato pode ser utilizado, desde que o aglutinante seja apropriado para o método de aplicação usado para aplicar o tratamento. Em certas modalidades, o aglutinante inclui um amido e o amido pode ser selecionado do grupo de um amido oxidado, um amido cationizado, um amido etilado, um amido esterificado, um amido enzimaticamente desnaturado e combinações dos mesmos. A composição pode incluir o aglutinante em uma quantidade de cerca de 3 a cerca de 50% em peso, alternativamente de cerca de 3 a cerca de 18% em peso, ou alternativamente de cerca de 6 a cerca de 18% em peso, ou alternativamente de cerca de 6 a 12% em peso com base no peso total da composição. No entanto, o que é mais importante é que a viscosidade da composição seja adequada para aplicação pelo método selecionado e que forneça o nível de aplicação da composição que se deseja. Além disso, as proporções do aglutinante, aditivo aglutinante e sal de alumínio são mais importantes do que as concentrações individuais de qualquer um dos componentes. As proporções estão listadas abaixo.

[0014] O aditivo aglutinante pode incluir um polímero (doravante referido como “polímero aditivo aglutinante”) com o polímero aditivo aglutinante incluindo pelo menos uma unidade de repetição. A menos que especificado de outra forma aqui, o termo “polímero”, conforme utilizado aqui, refere-se a um polímero incluindo uma ou mais unidades monoméricas diferentes, que podem abranger, por exemplo, copolímeros e terpolímeros. Em modalidades, a unidade de repetição tem um dipolo fortemente carregado negativamente localizado (como um grupo carbonila) e nenhum dipolo fortemente carregado positivamente. Conforme usado aqui, “dipolo fortemente carregado negativamente localizado” significa que há na estrutura da unidade de repetição um grupo funcional, tal como um grupo carboxila, e aqui “forte” é definido como tendo um momento de dipolo local maior do que 2 dinas, onde um grupo carbonila é conhecido por ter um dipolo de cerca de 2,4 dinas em magnitude, o dipolo local surgindo das diferenças na eletronegatividade dos átomos ligados entre si. Aqui, tendo “nenhum dipolo fortemente carregado positivamente” significa que não há dipolo localizado (como de um grupo hidroxila) que tem um dipolo maior do que 0,8 dinas em magnitude. A unidade de repetição pode incluir, mas não está limitada a, um grupo carbonila.

[0015] Em modalidades, a pelo menos uma unidade de repetição inclui um grupo amida terciária. Pelo menos um dos átomos de carbono ligados ao átomo de nitrogênio do grupo amida terciária pode ter dois ou três átomos de hidrogênio a ele ligados, e o grupo carbonila do grupo amida terciária pode ser ligado a um grupo – CH, –CH2 ou –CH3. Em certas modalidades, a pelo menos uma unidade de repetição do polímero aditivo aglutinante é formada a partir de um monômero selecionado do grupo de vinilpirrolidona, um monômero contendo oxazolina, N-vinilpiperidinona, N- vinilcaprolactama, N,N-dimetilacrilamida, e combinações dos mesmos. Em modalidades exemplares, a pelo menos uma unidade de repetição do polímero aditivo aglutinante é formada a partir de um monômero selecionado do grupo de 2-etil-2- oxazolina, 2-metil-2-oxazolina, e uma combinação dos mesmos.

[0016] O polímero aditivo aglutinante pode ser um homopolímero. Em certas modalidades, o aditivo aglutinante pode incluir poli(2-etil-2-oxazolina), poli(2-metil-2- oxazolina), ou uma combinação dos mesmos. Em outras modalidades, o aditivo aglutinante pode incluir polivinilpirrolidona.

[0017] O polímero aditivo aglutinante pode ser adicionalmente formado a partir de um ou mais monômeros não iônicos. Por exemplo, o polímero aditivo aglutinante pode ser formado a partir de (i) um ou mais monômeros selecionados do grupo de vinilpirrolidona, um monômero contendo oxazolina, -vinilpiperidinona, N- vinilcaprolactama, N,N-dimetilacrilamida, ou combinações dos mesmos e (ii) um ou mais monômeros não iônicos. A terminologia “monômero não iônico”, conforme utilizada aqui, é aquele que não tem uma funcionalidade aniônica ou catiônica sob as condições de uso. Exemplos de monômeros com uma funcionalidade aniônica ou catiônica nas condições de uso incluem, mas não estão limitados a, um ácido acrílico, ácido metacrílico e monômeros contendo amina quaternária.

[0018] O polímero aditivo aglutinante pode ser adicionalmente formado a partir de um ou mais monômeros que não conduzem fortemente à ligação de hidrogênio com ele mesmo, seja com ele mesmo na mesma cadeia polimérica ou com ele mesmo para outra cadeia polimérica do aditivo aglutinante. Em outras palavras, o aditivo aglutinante pode ser substancialmente livre de monômeros que são capazes de levar a um forte grau de autoassociação dos polímeros aditivos aglutinantes. A terminologia “substancialmente livre”, tal como aqui utilizada com relação aos monômeros que são capazes de levar a um forte grau de autoassociação, significa que o polímero aditivo aglutinante é formado a partir de menos de 1% em peso de monômeros que, quando polimerizados, são capazes de conduzir a um forte grau de autoassociação. A terminologia “forte grau de autoassociação”, tal como aqui utilizada, significa ligação de hidrogênio significativa do polímero aditivo aglutinante consigo mesmo ou um alto grau de interações dipolo-dipolo do polímero aditivo aglutinante consigo mesmo. Para uma discussão sobre as interações entre unidades monoméricas em um polímero e um polímero com outro polímero ou com um solvente, consulte o Capítulo 12 do trabalho clássico de Paul Flory “Principles of Polymer Chemistry”, publicado pela primeira vez em 1953 pela Cornell Press. Ele definiu um parâmetro de interação que expressava “a energia livre de interação do primeiro vizinho”. Outros expandiram muito o conceito desde o trabalho de Flory. Aqueles familiarizados com o conceito reconhecerão que o ponto que está sendo feito aqui é que os aditivos poliméricos desta invenção têm a característica de ter pouca autoassociação, em uma base relativa, em comparação com outros polímeros e mais importante (embora não signifique estar vinculado por teoria), são polímeros que irão interagir em um nível molecular mais fortemente com o polímero do toner líquido do que com eles próprios.

[0019] O polímero aditivo aglutinante pode ser dispersível em água ou solúvel em água. Em certas modalidades, o polímero aditivo aglutinante é solúvel em água. Solúvel em água é definido geralmente como indicando que o material é principalmente ou pelo menos 90% solúvel em água à temperatura ambiente, embora o calor possa ser usado para auxiliar na obtenção do polímero em solução. Solúvel em água também pode significar que o polímero pode ser dissolvido a pelo menos uma concentração de 5% em água. A solubilidade em água também pode ser definida como um certo nível de hidrofobicidade. A solubilidade também implica que o material não seja reticulado a ponto de evitar que as cadeias moleculares se separem na água.

[0020] O polímero aditivo aglutinante pode ter um peso molecular médio em número maior que cerca de 40.000 Daltons, alternativamente maior que cerca de

80.000 Daltons, alternativamente maior que cerca de 190.000 Daltons, ou alternativamente maior que 450.000 Daltons, em que o limite superior é um peso molecular que impediria a formação de uma solução incluindo o polímero aditivo aglutinante, como seria reconhecido por um versado na técnica.

[0021] A composição pode incluir o polímero aditivo aglutinante em uma quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 20% em peso, alternativamente de cerca de 0,1 a cerca de 20% em peso, ou alternativamente de cerca de 0,1 a cerca de 6% em peso, ou alternativamente de cerca de 0,3 a 6% em peso, ou alternativamente de cerca de 0,3 a 3% em peso com base no peso total da composição.

[0022] Conforme introduzido acima, a composição inclui ainda um sal de alumínio. Deve ser apreciado que a composição pode incluir mais de um sal de alumínio. O sal de alumínio pode incluir, mas não está limitado a, sulfato de alumínio, cloridrato de polialumínio, cloridrato de alumínio, cloreto de polialumínio, cloreto de alumínio, clorossulfato de polialumínio, aluminato de sódio ou combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o sal de alumínio inclui cloridrato de polialumínio. A basicidade do sal de alumínio pode ser maior do que cerca de 35%, alternativamente maior do que cerca de 50% ou, alternativamente, maior do que cerca de 60%. O sal de alumínio é solúvel em água, conforme a solubilidade é definida acima.

[0023] A inclusão do sal de alumínio na composição fornece melhorias inesperadas para a adesão do toner líquido ao substrato em comparação com uma composição livre do sal de alumínio. Sem estar limitado à teoria, acredita-se que esta melhoria inesperada é pelo menos em parte devida ao sal de alumínio limitar a distribuição do tratamento de papel para baixo na estrutura do papel e, assim, tornar uma quantidade aumentada dos componentes da composição em direção a uma superfície do substrato. O papel dos sais de alumínio é afetar a eficácia do aditivo de polímero aglutinante e esta é a natureza dos resultados surpreendentes, mas os sais de alumínio por si só não alteram significativamente a adesão das imagens de toner líquido. O mecanismo, sem ser limitado por esta teoria, pode estar relacionado a um arranjo molecular do aditivo de polímero aglutinante ou mesmo uma aglomeração localizada de aditivo de polímero aglutinante que leva o mesmo a ter interações aumentadas com o polímero no toner líquido, tal como usado em impressoras HP® Indigo™.

[0024] A composição pode incluir o sal de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,01 a cerca de 20% em peso, alternativamente de cerca de 0,1 a cerca de 20% em peso, ou alternativamente de cerca de 0,1 a cerca de 6% em peso, ou alternativamente de cerca de 0,1 a cerca de 6% em peso, cerca de 0,3 a 6% em peso ou, alternativamente, de cerca de 0,3 a 3% em peso com base no peso total da composição.

[0025] A composição compreende o aditivo aglutinante e o sal de alumínio em uma razão em peso de cerca de 4:1 a cerca de 1:2, alternativamente de cerca de 3:1 a cerca de 1:2, ou alternativamente de cerca de 3:1 a cerca de 1:1. Deve ser apreciado que a razão de aditivo aglutinante para sal de alumínio pode variar com base no substrato, de modo que cada um pode ser utilizado separadamente nas faixas fornecidas independentemente umas das outras, como descrito acima.

[0026] A viscosidade desejada da composição dependerá do método usado para aplicar a composição a um substrato. Dependerá também da concentração dos componentes da composição e do nível final desejado da composição. No caso de tratamento de papel na prensa de colagem de uma máquina de papel, a composição pode ter uma viscosidade de cerca de 100 cps a cerca de 700 cps, mas, novamente, isso depende do equipamento de prensa de colagem particular e outros fatores, como a velocidade da máquina de papel.

[0027] A composição pode ainda incluir aditivos adicionais para melhorar a adesão do toner líquido impresso em um substrato via impressão LEP. Exemplos não limitativos dos aditivos adicionais incluem poli(ácido acrílico etileno) e polietilenoimina e polímeros à base de ou contendo esses materiais. A quantidade de polímero contendo ácido carboxílico e a quantidade de sal de alumínio devem ser tais que a composição permaneça uniforme. É bem conhecido que os sais multivalentes podem coagular dispersões, especialmente aquelas com polímeros de ácido carboxílico, e também podem precipitar a solução de polímeros contendo ácido carboxílico.

[0028] A composição pode ainda incluir aditivos adicionais, conforme conhecido na técnica, incluindo, mas não se limitando a, enchimentos, antiespumantes, ceras, pigmentos, corantes, agentes de colagem de papel, biocidas, modificadores de reologia, derivados de resina, surfactantes, solventes, plastificantes, ou combinações dos mesmos. Modificadores de reologia que podem ser usados podem incluir quase qualquer material conhecido para modificar a reologia de uma solução à base de água, como um espessante de base celulósica como carboximetilcelulose ou hidroxietilcelulose hidrofobicamente modificada ou espessantes à base de alginato ou espessantes à base de amido ou polímeros de alto peso molecular, pectinas, espessantes associativos e semelhantes. O modificador de reologia pode ser soluções ou pode ser uma dispersão, como um amido modificado, por exemplo, materiais Ecosphere da Ecosynthetix. As dispersões podem atuar nas superfícies do papel para bloquear a natureza porosa do papel e, assim, reter os aditivos intensificadores do adesivo ativo na superfície do papel. A reologia de soluções de revestimento e tratamento também pode ser modificada por combinações de materiais que podem formar ligações de hidrogênio ou complexos iônicos. A limitação dos modificadores de reologia é ditada pela capacidade da composição de ser aplicada a um substrato de maneira consistente. Por exemplo, existem limitações de viscosidade para composições de prensa de colagem a serem usadas em uma prensa de colagem de máquina de papel.

[0029] Em modalidades, a ordem de adição do aglutinante, do aditivo aglutinante e do sal de alumínio para formar a composição, que pode ser ainda definida como uma composição de prensa de colagem, pode impactar o desempenho da composição. Para este fim, os materiais podem ser adicionados um de cada vez, com mistura, ao aglutinante. Por exemplo, pode-se começar com uma solução de amido e adicionar o aditivo aglutinante e, em seguida, adicionar separadamente o sal de alumínio. Os materiais podem ser adicionados como soluções de água ou dispersões à base de água para ajudar na mistura, encurtar o tempo de mistura e reduzir a ocorrência de interações desfavoráveis de soluções concentradas.

[0030] Conforme introduzido acima, um método para tratar o substrato é fornecido aqui. O método inclui as etapas de fornecer o substrato e aplicar a composição ao substrato para formar o substrato tratado. Em uma modalidade, a etapa de aplicação da composição ao substrato inclui as etapas de transferir a composição como uma solução ou dispersão à base de água ou ambas para a prensa de colagem de uma máquina de papel, onde trata um substrato de papel. Em outra modalidade, a etapa de aplicação da composição ao substrato inclui a etapa de fornecer um rolo aplicador, aplicar a composição ao rolo aplicador e contatar o substrato e o rolo aplicador para formar o substrato tratado. Deve ser apreciado que a composição pode ser aplicada ao substrato utilizando qualquer método adequado, como seria conhecido por um versado na técnica, desde que o método resulte em um tratamento substancialmente uniforme em toda a superfície do substrato. Tais métodos incluem, por exemplo, mas não estão limitados a, usar o equipamento de prensa de colagem tipicamente utilizado com máquinas de papel, revestimento por pulverização, revestimento por espuma, revestimento por cortina, revestimento por rolo, impressão, revestimento por transferência de um substrato ou combinações dos mesmos.

[0031] O tratamento do substrato pode ser pelo menos uma porção de pelo menos uma superfície de um substrato. O revestimento pode se referir ao tratamento do papel em uma prensa de colagem ou algum outro mecanismo, conforme descrito. Para o que a indústria de papel define como papel não revestido, o tratamento da prensa de colagem do papel é normalmente referido como um tratamento da prensa de colagem. O revestimento na indústria de papel pode se referir aos materiais e processos classicamente definidos na indústria de papel para a preparação de “papel revestido” e a terminologia “revestimento”, conforme utilizada aqui, pode referir-se a tratamentos para papel ou substratos tecidos ou não tecidos que seria referido como papel revestido e pode incluir pelo menos uma composição incluindo o aglutinante, o aditivo aglutinante e o sal de alumínio. Também pode incluir um ou mais componentes, como seria conhecido por um versado na técnica como benéfico no revestimento de um substrato (por exemplo, um substrato de papel) para melhorar o substrato e/ou a qualidade de impressão de uma imagem impressa no mesmo. Por exemplo, “papel revestido” é tipicamente um papel com uma camada de cargas inorgânicas particuladas, como carbonato de cálcio ou argila, mantida na superfície por um aglutinante. Assim, papel revestido é uma categoria de papel que possui cargas retidas em um “revestimento” na superfície por um aglutinante. O termo é bastante conhecido na arte relacionada à indústria de papel e impressoras. Ver David Saltman, et al., Pulp & Paper Primer, 2ª Edição, TAPPI Press (1998) em, por exemplo, mas sem limitação, páginas 24-25, que é aqui incorporado por referência na sua totalidade.

[0032] O substrato pode ser selecionado do grupo de um produto de papel, um material fibroso tecido, um material fibroso não tecido e suas combinações. No entanto, deve ser apreciado que qualquer substrato conhecido na técnica compatível com a impressão LEP pode ser utilizado. Três tipos principais de substratos impressos com impressoras LEP são bem conhecidos e incluem: 1) papel não revestido; 2) papel revestido; e substratos poliméricos. Papel não revestido e papel revestido são termos bem definidos na indústria de papel, embora possa haver variações nessas e em outras superfícies de papel que podem ser impressas em LEP. Em certas modalidades, o substrato é um produto de papel e o produto de papel não é revestido.

[0033] O produto de papel pode estar em qualquer orientação como seria conhecido por um versado na técnica, tal como um ou mais rolos, folhas cortadas e/ou várias formas e configurações capazes de serem impressas por uma impressora LEP digital. O substrato pode ser papel não revestido, como o normalmente usado em escritórios para impressão eletrorreptrográfica. O substrato pode ser papel revestido, como o usado em itens impressos de qualidade superior. O substrato pode ser tipos de papel usados em embalagens, e esses tipos podem ser papéis não revestidos ou revestidos. O substrato pode ser um substrato tecido ou substrato não tecido e estes podem ser de materiais à base de celulose, outros produtos naturais ou produtos fabricados. O substrato também pode ser qualquer outro substrato compatível com o processo de impressão LEP, como seria conhecido por um versado na técnica. No entanto, a formulação para cada tipo de substrato pode variar à medida que o aglutinante pode ser significativamente diferente. É significativo em como a composição penetra no substrato, pois isso irá influenciar os níveis necessários de aglutinante, aditivo aglutinante polimérico e sal de alumínio, bem como possivelmente o uso de outros componentes, como modificadores de reologia. Por exemplo, para um substrato muito poroso, a composição pode exigir um nível mais alto de sal de alumínio do que para um substrato não poroso e a viscosidade da composição pode precisar ser maior.

[0034] A natureza do substrato também pode afetar a etapa de aplicação da composição ao substrato. Além disso, qualquer tratamento do substrato antes da aplicação da composição pode ter um efeito sobre os métodos de aplicação da composição, a quantidade da composição e/ou a razão do aditivo aglutinante e sal de alumínio. Por exemplo, se o substrato for poroso, como para papel não tratado não revestido, a composição pode ser absorvida no substrato, possivelmente completamente, mas pelo menos parcialmente, e a quantidade da composição pode precisar ser aumentada conforme mais material é absorvido na folha. Ou seja, a quantidade da composição (em particular, a quantidade do aditivo aglutinante e do sal de alumínio) aplicada a um substrato para resultar na melhoria desejada na adesão pode ser dependente das propriedades do substrato. Além disso, a natureza do aglutinante e outros aditivos da composição e a viscosidade da composição também podem impactar a quantidade de composição que pode ser absorvida no substrato. Mesmo com um papel não revestido, uma composição viscosa pode penetrar minimamente no papel. Para o tratamento de um substrato revestido não poroso, a composição pode ser parte de uma composição de revestimento incluindo cargas ou partículas de pigmento e a composição de revestimento pode ser aplicada à superfície do papel para formar uma camada no substrato. Para papel revestido, a composição também pode ser aplicada à superfície do papel após o papel ter sido tratado para torná-lo menos poroso. Independentemente da natureza do substrato, a composição pode formar uma camada de recepção de tinta com a qual a tinta entrará em contato durante o processo de impressão e à qual a imagem da tinta pode aderir.

[0035] O método no qual a composição é aplicada ao substrato pode impactar a distribuição e a quantidade da composição necessária para obter a melhoria desejada de adesão à imagem. Em modalidades em que a composição é absorvida substancialmente no substrato, a quantidade da composição aplicada ao substrato é geralmente descrita em termos de porcentagem em peso do substrato. No entanto, para casos, tais como substratos não porosos ou onde a composição permanece substancialmente na superfície do substrato, como em modalidades que incluem papel revestido onde a composição não é absorvida substancialmente no substrato, a quantidade de composição aplicada ao substrato é geralmente descrita como a quantidade de composição aplicada à superfície do substrato em termos de peso da composição por área de superfície tratada (tal como gramas por metro quadrado).

[0036] Em uma modalidade, o substrato é um produto de papel e a quantidade de aditivo aglutinante aplicada ao produto de papel está em uma quantidade de cerca de 0,02 a cerca de 1% em peso, alternativamente de cerca de 0,03 a cerca de 0,5%, alternativamente de cerca de 0,04 a cerca de 0,25%, ou alternativamente de cerca de 0,04 a cerca de 0,1% com base no peso total do produto de papel em uma base de peso seco. Da mesma forma, a quantidade de sal de alumínio com base no óxido de alumínio (não incluindo a água complexada com o sal) estará na mesma faixa. Para este fim, a quantidade de sal de alumínio aplicada ao produto de papel pode ser em uma quantidade de cerca de 0,02 a cerca de 1% em peso, alternativamente de cerca de 0,03 a cerca de 0,5%, alternativamente de cerca de 0,04 a cerca de 0,25%, ou alternativamente, de cerca de 0,04 a cerca de 0,1% com base no peso total do produto de papel com base no peso seco. No entanto, a proporção de aditivo aglutinante polimérico para sal de alumínio pode variar, pois cada um pode ser usado separadamente nas faixas fornecidas independentemente umas das outras, como descrito acima. A quantidade de sal de alumínio com base no óxido de alumínio significa que o nível de alumínio é expresso como o nível de óxido de alumínio. Ou seja, um grama de alumínio seria realmente 1,92 g de óxido de alumínio. Esta é uma definição comum na técnica para se referir aos níveis de sais de alumínio ou ao teor de alumínio de um sal.

[0037] Em outra modalidade, o substrato tratado é um produto de papel, ou um substrato não poroso ou um substrato para a produção de papel revestido ou um substrato onde a aplicação do tratamento permanece significativamente na superfície do substrato ou onde o substrato tratado tem um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, e cada um do primeiro lado e do segundo lado, de forma independente. Cada superfície tratada com substrato inclui o aditivo aglutinante em uma quantidade de cerca de 0,0075 g/m2 a cerca de 0,375 g/m2, alternativamente de 0,0115 g/m2 a cerca de 0,165 g/m2, alternativamente de cerca de 0,015 g/m2 a cerca de 0,095 g/m2, ou alternativamente de cerca de 0,015 g/m2 a cerca de 0,04 g/m2 com base no peso total do substrato com base no peso seco. Da mesma forma, a quantidade de sal de alumínio com base no óxido de alumínio, e não incluindo a água complexada com o sal, estará na mesma faixa. Para este fim, cada um do primeiro lado e do segundo lado pode, independentemente, incluir o sal de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,0075 g/m2 a cerca de 0,375 g/m2, alternativamente de 0,0115 g/m2 a cerca de 0,165 g/m2, alternativamente de cerca de 0,015 g/m2 a cerca de 0,095 g/m2, ou alternativamente de cerca de 0,015 g/m2 a cerca de 0,04 g/m2 com base no peso total do substrato em uma base de peso seco. No entanto, a proporção de aditivo aglutinante polimérico para sal de alumínio pode variar, pois cada um pode ser usado separadamente nas faixas fornecidas independentemente umas das outras, como descrito acima.

[0038] Em modalidades quando a composição é aplicada à superfície do substrato na forma de um revestimento de recepção de impressão, tal como conhecido na técnica para fazer um tipo de papel revestido. Em uma modalidade, o revestimento de recepção de impressão no substrato inclui o aditivo aglutinante em uma quantidade de cerca de 0,8 a cerca de 50% em peso, alternativamente de cerca de 1 a cerca de 10% em peso, ou alternativamente de cerca de 1 a cerca de 4% em peso com base no peso total do revestimento de recepção de impressão. Da mesma forma, a quantidade de sal de alumínio em uma base de alumínio, óxido, e não incluindo água complexada com o sal, estará na mesma faixa. Para este fim, o revestimento de recepção de impressão no substrato pode incluir o sal de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,8 a cerca de 50% em peso, alternativamente de cerca de 1 a cerca de 10% em peso, ou alternativamente de cerca de 1 a cerca de 4% em peso com base no peso total do revestimento de recepção de impressão. No entanto, a proporção de aditivo aglutinante para sal de alumínio pode variar, pois cada um pode ser usado separadamente nas faixas fornecidas independentemente umas das outras, conforme descrito acima.

[0039] Um material impresso exibindo adesão melhorada da imagem ao substrato tratado também é fornecido aqui. O material impresso inclui o substrato tratado e a imagem disposta no substrato tratado e formada a partir do toner líquido. O substrato tratado inclui o substrato e o revestimento. O revestimento é disposto no substrato e formado a partir da composição.

[0040] Em modalidades, qualquer imagem, uma imagem 100% preta ou uma imagem preta 290% compósita (como usado para o teste da HP) no substrato impresso tem uma retenção de adesão ao substrato tratado em uma quantidade superior a cerca de 80%, alternativamente superior a cerca de 85%, alternativamente superior a cerca de 90%, ou alternativamente superior a 95% de acordo com o Teste de Retirada de Fita usando fita 3M™ 230, que é descrito em mais detalhes abaixo. Em uma modalidade, a imagem formada a partir de um toner líquido 100% preto tem uma retenção de adesão ao substrato tratado relatada como sendo superior a 90% de acordo com o Teste de Retirada de Fita como testado pelo Rochester Institute of Technology usando um procedimento padrão HP para a impressora HP® Indigo™

5500. Atualmente, o teste exige o uso de fita 3M™ 234. Ele substitui o uso da fita 3M™ 230 e contém correções de procedimento para a mudança no tipo de fita. Em outra modalidade, a adesão relatada pela RIT é superior a 95%. Em outra modalidade, a imagem formada a partir de um toner líquido preto 290% tem uma retenção de adesão ao substrato tratado relatada como sendo maior que 80% de acordo ou relatada como sendo maior que 90% ou relatada como sendo maior que 95% pela RIT, pelo mesmo teste de fita HP.

EXEMPLOS MÉTODO DE TESTE PARA MEDIR ADESÃO

[0041] O método de teste usado foi o método padrão para determinar a adesão de imagens impressas HP® Indigo™ digitais a substratos, conforme definido pela HP para qualificação de papel para suas impressoras Indigo™. Mais especificamente, imagens retangulares pretas de toner líquido 100% preto foram impressas usando uma impressora HP® Indigo™ 5500 em um modo de 4 fotos usando configurações de temperatura padrão para fornecer o padrão de teste. Imagens retangulares pretas também foram impressas usando a mesma impressora e configurações, mas o toner líquido preto era composto de 52 partes de amarelo, 66 partes de magenta, 72 partes de ciano e 100 partes de toner preto, que são comumente referidos como imagens fotográficas 290%. O último teste é o teste mais severo.

[0042] Dez minutos após a impressão das imagens descritas acima, as imagens foram testadas por RIT, usando o teste HP padrão e uma impressora Indigo™ 5500, para adesão a um substrato com um teste de fita usando fita 3M™ 230 ou 234 e uma rolo pesado para aplicar a força de maneira uniforme e consistente. A porcentagem da imagem não removida pela remoção da fita foi medida. Em qualquer exemplo, apenas uma das fitas (3M™ 230 ou 234) foi usada e apenas um procedimento padrão da HP foi usado pela RIT. Os valores de adesão relatados nesta patente foram os valores de adesão relatados pela RIT.

[0043] Os testes foram realizados pelo Rochester Institute of Technology (o local de teste norte-americano para tratamentos de papel de qualificação para impressão Indigo™) em conformidade com os procedimentos de teste padrão estabelecidos pela HP para testar a adesão de tinta revestida com uma de suas impressoras Indigo™. Para esses testes, foi usada a impressora HP® Indigo™ 5500. EXEMPLO 1

[0044] Materiais impressos exemplares e comparativos foram formados e avaliados para determinar o efeito na adesão de impressão LEP (adesão de imagem) de aditivos de papel adicionados ao papel em uma prensa de colagem usando um revestidor Dixon. Os revestidores Dixon ainda são feitos hoje, como mostrado no site da Emerson & Remwick. Eles são aceitos há muito tempo como um meio de trabalho piloto em tratamentos de superfície de papel. As quantidades de materiais utilizadas foram ajustadas com base na absorção das soluções de amido. Os amidos usados para tratar o papel estavam entre 50 e 55ºC no momento do tratamento.

[0045] Um rolo de papel fino não revestido adequado para impressão offset ou LEP foi pré-fabricado. Este papel base foi feito em uma máquina de papel comercial e foi feito sem tratamento de prensa de colagem. Para o exemplo atual, o papel tinha colagem interna de anidrido alquilsuccínico e continha cerca de 25% de carga de carbonato de cálcio precipitado. O papel foi alimentado através do revestidor Dixon com um modo de prensa de colagem de poça de modo que o papel foi tratado em ambos os lados com uma solução de amido. No processo, o papel continuou a passar pelo revestidor Dixon para ser seco e enrolado em um real. Aditivos para o tratamento do papel foram adicionados a uma solução de amido. O amido usado foi o Ethylex 2020 da Tate & Lyle. Foi cozido em batelada para dissolvê-lo e aplicado a uma concentração de solução de 11,6% para dar uma quantidade final de amido seco ao papel seco final de 3,0%. Para cada corrida, o amido continha um agente de branqueamento óptico hexassulfonato e cloreto de sódio. A quantidade de OBA e NaCl no papel seco final foi de 0,5% e 0,3%. Para o OBA foi de 0,5% do produto OBA recebido para um peso de papel seco. Essa é a quantidade de OBA no papel que foi de 0,5% da solução de OBA recebida para secar o peso do papel. Uma pequena quantidade (0,02% em uma base como recebida para peso de papel seco) do produto antiespumante foi adicionada à solução de amido. É comum que uma pequena quantidade de antiespumante seja usada em soluções de prensa de colagem. À solução de amido foi adicionado um poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) de peso molecular médio de 500.000 que foi pré-dissolvido em água. A quantidade de solução de PEOx adicionada ao amido foi tal que deu 0,2% de PEOx em uma base seca no papel seco final. Em duas amostras, alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) também foi adicionado à solução de amido. A quantidade de alúmen listada na tabela é baseada na quantidade de Al2SO4*14H2O para o peso final do papel seco – ou seja, como uma porcentagem do peso final do papel. A quantidade de aditivo, como alúmen para fabricantes de papel, que é adicionada ao amido é determinada sabendo-se quanto da solução de amido úmido é absorvido (aplicado) ao papel nas condições usadas. Tabela 1 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Preta Exemplo Descrição (% em peso com Imagem Compósita base no peso Preta 100% 290% seco do papel) (% aderido) (% aderido) Sem aditivo C1 aglutinante e sem 0 83 57 sal de alumínio Aditivo aglutinante, C2 mas sem sal de 0 97 73 alumínio Aditivo aglutinante E1 0,05 99 75 e sal de alumínio I Aditivo aglutinante E2 0,3 100 77 e sal de alumínio I O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente.

[0046] A adição de PEOx melhorou a adesão das imagens (57% a 73% de adesão com as imagens pretas compósitas 290%, também conhecidas na impressão em preto fotográfico). A adição de alúmen para fabricantes de papel na solução de prensa de colagem de amido e, portanto, no papel, levou a uma adesão ainda melhor das imagens impressas com a impressora HP® Indigo™ versus o uso de PEOx sem a adição de alúmen (73% para 75% a 0,05% em peso de alúmen para fabricantes de papel ou 75% a 77% a 0,3% em peso de alúmen para fabricantes de papel). A maior quantidade de alúmen proporcionou mais melhorias do que a menor quantidade de alúmen. A melhoria foi observada em ambas as imagens em tinta preta 100% e as imagens em preto compósito com cobertura 290%, as imagens que a HP especifica para teste de adesão. EXEMPLO 2

[0047] Materiais impressos exemplares e comparativos foram formados e avaliados utilizando o mesmo processo e condições do Exemplo 1, exceto que o amido etilado usado foi da ADM (Archer Daniels Midland Company). A quantidade de amido aplicada foi de 4% em base seca para papel seco. A quantidade de OBA hexafuncional foi de 0,75%. A quantidade de PEOx aplicada foi de 0,3%. O alúmen para fabricantes de papel foi novamente usado como sal de alumínio para aumentar a adesão. A folha de base era novamente um papel fino adequado para impressão offset ou LEP. Foi feito em uma máquina de papel comercial, mas não foi tratado com prensa de colagem na máquina de papel. Mais uma vez, foi tratado para fins de teste usando um revestidor Dixon com uma configuração do tipo de prensa de colagem de poça. A folha de base foi dimensionada com dímero de alquil ceteno em vez de anidrido alquil succínico. Ele novamente continha enchimento de PCC. A porosidade Gurley era mais alta do que a do papel no Exemplo 1. Uma porosidade Gurley mais alta (estrutura de papel mais fechada) pode levar a uma maior parte do tratamento da prensa de colagem na superfície do papel. Os resultados de adesão da imagem são mostrados na Tabela 2. Tabela 2 Quantidade de Indigo™ Indigo™ sal de alumínio Adesão de Adesão de (% em peso Imagem Preta Exemplo Descrição Imagem Preta com base no Compósita 100% peso seco do 290% (% aderido) papel) (% aderido) Sem aditivo C3 aglutinante e sem 0 87 58 sal de alumínio Aditivo aglutinante, C4 mas sem sal de 0 100 88 alumínio

Aditivo aglutinante e E3 0,3 100 99 sal de alumínio I Aditivo aglutinante e E4 0,6 91 76 sal de alumínio I O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente.

[0048] A adição de PEOx mais uma vez se mostrou benéfica para a adesão de imagens impressas com uma impressora Indigo™. A adição de 0,3% de alúmen ao papel final melhorou significativamente a adesão das imagens de cobertura 290%. No entanto, a adição de muito alúmen teve um efeito negativo. Para algumas folhas de base, como neste exemplo, o nível de adição de sulfato de alumínio pode ser limitado. Em geral, nenhuma limitação é observada, exceto na medida em que a quantidade de sulfato de alumínio ou outro sal de alumínio pode afetar a composição a ponto de não poder ser aplicada uniformemente a um substrato ou a própria composição não ser uniforme. EXEMPLO 3

[0049] Materiais impressos exemplificativos e comparativos foram formados e avaliados utilizando o mesmo processo e condições do Exemplo 1, exceto o amido Ethylex 2015 da Tate & Lyle que foi usado em um sólido de 10% para dar uma quantidade de amido seco no papel seco final de 2,2%. O agente de branqueamento óptico, NaCl e antiespumante não foram adicionados com o amido. Amido sozinho, amido com o aditivo de polímero PEOx e amido com PEOx e alúmen para fabricantes de papel foram testados. Como nos exemplos acima, o alúmen para fabricantes de papel era Al2SO4*14H2O e a quantidade adicionada é relatada com base na quantidade de Al2SO4*14H2O adicionado ao peso do papel seco. A quantidade de PEOx foi de 0,3% em uma base seca para papel seco. A Tabela 3 apresenta os resultados.

Tabela 3 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Exemplo Descrição (% em peso com Imagem Preta Preta base no peso 100% Compósita seco do papel) (% aderido) 290% (% aderido) Sem aditivo C5 aglutinante e sem 0 82 62 sal de alumínio Aditivo aglutinante, C6 mas sem sal de 0 92 76 alumínio Aditivo aglutinante E5 0,6 95 90 e sal de alumínio I O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente.

[0050] A adição de PEOx melhorou a adesão da imagem e a adição de alúmen com o PEOx melhorou ainda mais a adesão das imagens. O nível de alúmen a 0,6% em peso foi o mesmo que no Ex. 4 do Exemplo 2. No Exemplo 2, o alto nível de alúmen não foi útil, mas no Ex. 3 deste exemplo, foi. Para cada configuração do método e características do papel final, existe um nível ótimo de sal de alumínio. EXEMPLO 4

[0051] Processos e condições semelhantes ao Exemplo 1 foram usados novamente para avaliar materiais impressos exemplares e comparativos formados a partir da adição de uma variedade de sais de alumínio. Tal como no Exemplo 1, OBA, NaCl e antiespumante foram adicionados à solução de amido usada para tratar o papel. Quantidades de 0,4% de OBA, 0,25% de NaCl e 0,01% de antiespumante estavam no papel seco final. Para todos os experimentos, o nível de OBA foi conforme recebido. Ou seja, o nível de OBA no papel foi de 0,4% da solução de OBA recebida para secar o peso do papel. O mesmo aconteceu com o antiespumante. Para todas as amostras com PEOx, o nível de PEOx foi de 0,3% de uma base seca para o papel seco final.

Vários sais de alumínio foram utilizados.

A variedade de aditivos e os resultados são apresentados na Tabela 4. Tabela 4 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Exemplo Descrição (% em peso com Imagem Preta Preta base no peso 100% Compósita seco do papel) (% aderido) 290% (% aderido) Sem aditivo aglutinante e C7 0 87 59 sem sal de alumínio Aditivo aglutinante, mas C8 0 100 78 sem sal de alumínio Aditivo aglutinante e sal E6 de alumínio I em 0,25 100 88 pH de cerca de 3,5 Aditivo aglutinante e sal E7 0,25 100 84 de alumínio I em pH 5,5 Aditivo E8 aglutinante e sal 0,10 100 81 de alumínio II Aditivo E9 aglutinante e sal 0,25 100 83 de alumínio II Aditivo E10 aglutinante e sal 0,10 100 95 de alumínio III Aditivo E11 aglutinante e sal 0,25 100 100 de alumínio III

O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio II é um aluminato de sódio que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio III é cloridrato de polialumínio (PAC) que está comercialmente disponível na Solenis sob o nome comercial Auxiliar de Retenção Perform™ PB9007, é um PAC de alta basicidade de 83% de basicidade e também é comumente referido como cloridrato de alumínio.

[0052] A adição de alúmen para fabricantes de papel junto com PEOx no tratamento da prensa de colagem no revestidor Dixon levou a uma melhoria da adesão das imagens impressas Indigo™. Nenhuma melhoria pôde ser detectada com a cobertura de tinta preta 100% porque o PEOx sozinho deu adesão perfeita. No entanto, a melhoria foi observada facilmente com a imagem de cobertura de tinta 290%. A adição de alúmen melhorou a quantidade de adesão de 78 para 88%.

[0053] A adição de alúmen diminui o pH de uma solução de amido de prensa de colagem. Usar a mesma combinação de PEOx e alúmen, mas com um aumento de pH para 5,5 com hidróxido de sódio, ainda melhorou a adesão das imagens da impressora Indigo™. A adesão melhorou de 78 para 84%.

[0054] O uso de aluminato de sódio em vez de alúmen deu maior adesão à imagem. A adição de cloreto de polialumínio (cloridrato de alumínio) proporcionou uma grande melhoria na adesão à imagem. EXEMPLO 5

[0055] Em uma continuação do Exemplo 4, a solução de amido de prensa de colagem foi alterada para conter amido etilado e catiônico, e a esta mistura foi adicionado PEOx e o alúmen para formar materiais impressos exemplares e comparativos. A quantidade de amido etilado no papel final permaneceu a mesma e o amido catiônico, que era um produto denominado Topcat™ 98 da Ingredion, foi adicionado para que o nível no papel seco final em uma base seca fosse de 0,3%. Os resultados da adição de PEOx, ainda a 0,3% como no Exemplo 4, e alúmen são mostrados na Tabela 5.

Tabela 5 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Preta Exemplo Descrição (% em peso com Imagem Preta Compósita base no peso 100% 290% seco do papel) (% aderido) (% aderido) Sem aditivo C9 aglutinante e sem 0 87 59 sal de alumínio Aditivo aglutinante, C10 mas sem sal de 0 100 78 alumínio Aditivo aglutinante e amido catiônico, E12 0 100 87 mas sem sal de alumínio Aditivo aglutinante, E13 amido catiônico e 0,10 100 89 sal de alumínio I Aditivo aglutinante, E14 amido catiônico e 0,25 100 91 sal de alumínio I O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente. O amido catiônico é um amido catiônico comercialmente disponível na Ingredion sob o nome comercial Topcat™ 98.

[0056] Sem o amido catiônico, mas com o PEOx, a adesão de uma imagem de cobertura de tinta 290% foi de 78%. Com o amido catiônico e ainda com a adição de PEOx essa adesão foi de 87%. A adição de amido catiônico, PEOx e 0,1% e 0,25% de alúmen no papel final deu valores de adesão de 89% e 91%, respectivamente. EXEMPLO 6

[0057] Em uma continuação adicional do Exemplo 4, metade do amido etilado foi substituída por um amido catiônico (Cato 233) e novamente PEOx e alúmen foram adicionados para formar materiais impressos exemplares e comparativos. Os resultados estão na Tabela 6. Tabela 6 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Preta Exemplo Aditivo Aglutinante (% em peso com Imagem Preta Compósita base no peso 100% 290% seco do papel) (% aderido) (% aderido) Sem aditivo C11 aglutinante e sem 0 87 61 sal de alumínio Aditivo aglutinante, C12 mas sem sal de 0 100 78 alumínio Aditivo aglutinante e E15 0,25 100 85 sal de alumínio I O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio I é alúmen para fabricantes de papel (Al2SO4*14H2O) que está disponível comercialmente.

[0058] A mistura de amido sem o PEOx ou alúmen levou a adesão de imagem 290% de 61%. A adição de PEOx, novamente a 0,3% em base seca, levou a 78% de adesão e a adição posterior de alúmen levou a 85% de adesão. EXEMPLO 7

[0059] Outro experimento foi executado para formar materiais impressos exemplares e comparativos semelhantes ao do Exemplo 4 com o mesmo papel de base tratado em um revestidor Dixon em modo de prensa de colagem de poça com amido etilado, OBA, NaCl e antiespumante nos mesmos níveis como no Exemplo 4. Mais uma vez, o nível de PEOx adicionado ao amido foi tal que obteve 0,3% no papel em base seca. Vários sais de alumínio e compostos relacionados foram usados com o PEOx, os materiais foram adicionados à solução de amido contendo o PEOx. A Tabela 7 fornece os resultados do teste de adesão das áreas impressas em preto e preto compósito (290%) do papel final.

Tabela 7 Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Aditivo Imagem Preta Exemplo (% em peso com Imagem Preta Aglutinante Compósita base no peso 100% 290% seco do papel) (% aderido) (% aderido) Sem aditivo aglutinante e C13 0 86 65 sem sal de alumínio Aditivo aglutinante, mas C14 0 100 84 sem sal de alumínio Sem aditivo aglutinante, mas C15 0,20 88 65 incluindo sal de alumínio III Aditivo aglutinante e sal E16 0,05 100 86 de alumínio III em pH 5,1 Aditivo aglutinante e sal E17 0,10 100 93 de alumínio III em pH 4,7 Aditivo aglutinante e sal E18 0,20 100 99 de alumínio III em pH 4,2 Aditivo aglutinante e sal E19 0,10 100 85 de alumínio III em pH 5,5 Aditivo E20 aglutinante e sal 0,10 100 84 de alumínio IV Aditivo E21 aglutinante e sal 0,10 100 81 de alumínio V Aditivo E22 aglutinante e 0,1 100 77 aditivo I

Aditivo E23 aglutinante e 0,1 100 75 aditivo II Aditivo E24 aglutinante e 0,1 100 78 aditivo III Aditivo aglutinante e sal E25 0,15 100 75 de alumínio III pré-misturado O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio III é cloridrato de polialumínio (PAC) que está comercialmente disponível na Solenis sob o nome comercial de Auxiliar de Retenção Perform™ PB9007, tem uma basicidade de 83% de basicidade, e é também comumente referido como cloridrato de alumínio. O Sal de Alumínio IV é cloridrato de polialumínio (PAC) que está comercialmente disponível na Aluminium Chemical Specialties sob o nome comercial ACS 2030, tem uma basicidade de 30% de basicidade, e é também comumente referido como cloridrato de alumínio. O sal de alumínio V é polialumínio cloridrato (PAC) que está comercialmente disponível na GEO Specialty Chemicals sob o nome comercial Ultrapac 1692, tem uma basicidade de 20% de basicidade, e também é comumente referido como cloridrato de alumínio. O aditivo I é carbonato de amônio e zircônio que está disponível comercialmente. O aditivo II é o Bórax que está disponível comercialmente. O aditivo III é o cloreto de zinco que está disponível comercialmente.

[0060] A maioria das diferenças foram observadas com as imagens de cobertura de tinta 290%. Observou-se novamente que a adição de PEOx com o amido proporcionou adesão melhorada - 84% versus 65%. A adição de PAC (PB9007 de Solenis com 83% de basicidade), etiquetado como PAC #1, deu 86, 93 e 99% de adesão para níveis de PAC seco no papel seco final de 0,05, 0,1 e 0,2%,

respectivamente. No entanto, a adição de PAC a 0,2% sem a presença de PEOx não deu nenhuma melhoria na adesão de imagem 290%.

[0061] PAC, assim como alúmen, irá diminuir o pH de uma solução de amido. Quando 0,1% de PAC (% final do papel seco) foi usado com PEOx e o pH da solução de amido foi aumentado para 5,5 com hidróxido de sódio, houve apenas uma ligeira melhora na adesão em relação ao uso de apenas PEOx. Duas outras químicas de PAC foram testadas: ACS 2030 de Alumínio Chemical Specialties com 30% de basicidade (Sal de Alumínio IV) e Ultrapac 1692 com 20% de basicidade (Sal de Alumínio V). O PAC com a basicidade superior de 83% (Sal de Alumínio III) proporcionou adesão melhorada nas condições do teste atual. A adição de carbonato de amônio e zircônio (AZC), um conhecido agente de reticulação de amido, não melhorou a adesão das imagens da impressora Indigo™. Nem a adição de bórax ou cloreto de zinco, nas condições do experimento, proporcionou maior adesão das imagens. Também a pré-mistura do PEOx com o primeiro PAC testado levou a uma falta de melhoria na adesão da imagem. Ou seja, havia uma limitação na formulação da composição da patente em que quando o aditivo aglutinante de polímero era PEOx e o sal de alumínio era cloridrato de polialumínio PB9007, a adição de PB9007 e PEOx não era tão boa quanto a adição de alúmen PEOx. Conforme observado no corpo da patente, é melhor adicionar o aditivo aglutinante polimérico e o sal de alumínio separadamente ao aglutinante porque o aglutinante dilui as concentrações dos componentes e reduz a possibilidade de interações entre o aditivo aglutinante polimérico puro e o sal de alumínio. EXEMPLO 8

[0062] Em uma continuação do Exemplo 7, o amido etilado foi substituído completamente por amido oxidado ou amido catiônico em materiais impressos exemplares e comparativos. O amido oxidado era D28F da Grain Processing Corp. e o amido catiônico era Catosize 240. A Tabela 8 mostra os efeitos de PEOx e PAC (PB9007) quando diferentes amidos foram usados.

Tabela 8

Indigo™ Quantidade de Indigo™ Adesão de sal de alumínio Adesão de Imagem Exemplo Aditivo Aglutinante (% em peso com Imagem Preta base no peso Preta 100% Compósita seco do papel) (% aderido) 290% (% aderido) Amido Oxidado Aditivo aglutinante, C17 mas sem sal de 0 100 82 alumínio Aditivo aglutinante E26 0,10 100 91 e sal de alumínio III Amido Catiônico Aditivo aglutinante, C18 mas sem sal de 0 100 81 alumínio Aditivo aglutinante E27 0,10 100 98 e sal de alumínio III O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio III é cloridrato de polialumínio (PAC) que está comercialmente disponível na Solenis sob o nome comercial de Auxiliar de Retenção Perform™ PB9007, tem uma basicidade de 83% de basicidade, e é também comumente referido como cloridrato de alumínio.

[0063] Com o amido oxidado adicionando PEOx e PAC melhorou a adesão de 82% com apenas o amido para 91%. O nível de PEOx e PAC no papel seco é de 0,3 e 0,1%, respectivamente. Com o uso do amido Catosize 240, o amido sozinho deu ao papel e nível de adesão de imagens de tinta 290% de 81%. A adição de 0,3 e 0,1% de PEOx e PAC, respectivamente, levou a 98% de adesão. EXEMPLO 9

[0064] Materiais impressos exemplares e comparativos foram avaliados quanto à eficácia do aditivo aglutinante com base em várias folhas de base variando pela porosidade Gurley e pela necessidade de adição de um sal de alumínio. A porosidade

Gurley é um método padrão da indústria de papel para medir a porosidade do papel. Quanto maior o valor, mais fechada é a estrutura da folha. Diferentes tipos de papel foram tratados com um revestidor Dixon. Os tratamentos combinaram amido etilado e PEOx com o nível de adição de amido etilado sendo cerca de 3,5% do papel em uma base de peso seco. Ambos os lados das amostras de papel foram tratados com uma configuração do tipo prensa de colagem de poça. As folhas de base não foram previamente tratadas com uma prensa de colagem quando fabricadas. A tabela a seguir lista a porosidade da folha de base, o nível de PEOx adicionado, em uma base seca para peso de papel seco, e a adição de sal de alumínio. A tabela também lista os resultados dos testes de adesão da impressora de imagens com uma impressora HP® Indigo™. Os valores são para imagens fotográficas em preto 290%. Tabela 9 Folha Porosidade Quantidade de Quantidade de Indigo™ de Base Gurley da aditivo sal de alumínio Adesão de Folha de aglutinante III adicionado Imagem Preta Base adicionado (% em peso) Compósita (% em peso) 290% (% aderido) C19 33 0 0 57 E28 33 0,1 0 96 E29 33 0,2 0 98 E30 33 0,4 0 99 C20 14 0 0 65 E31 14 0,3 0 84 E32 14 0,3 0,1 93 O aditivo aglutinante é poli(2-etil-2-oxazolina) (PEOx) com um peso molecular médio ponderal de 500.000 que está disponível comercialmente. O Sal de Alumínio III é cloridrato de polialumínio (PAC) que está comercialmente disponível na Solenis sob o nome comercial de Auxiliar de Retenção Perform™ PB9007, tem uma basicidade de 83% de basicidade, e é também comumente referido como cloridrato de alumínio.

[0065] A eficácia de (PEOx) para aumentar a adesão à imagem de um toner líquido foi para uma folha de base com uma porosidade Gurley de 14 foi menor do que uma folha de base com uma porosidade Gurley de 33. Portanto, para atingir níveis mais elevados de adesão de imagem, tal como mais de 90% com imagens em preto fotográfico 290%, a folha de base com porosidade Gurley mais baixa requer cloreto de polialumínio adicional como parte do tratamento de amido.

[0066] Qualquer uma das modalidades acima descritas pode ser usada durante a formação ou o tratamento do substrato, incluindo o tratamento imediatamente antes da impressão usando toner líquido no substrato usando uma impressora LEP. Por exemplo, o aditivo aglutinante e o sal de alumínio podem ser aplicados por uma estação de revestimento na impressora ou mesmo impressos na superfície. Em várias modalidades, a presente divulgação é direcionada a uma composição, a um método para fazer um substrato imprimível por LEP, a um substrato imprimível, a um substrato impresso exibindo adesão melhorada de imagens impressas por LEP produzidas por qualquer um dos métodos citados acima. Em outras modalidades, a presente divulgação é direcionada a um substrato impresso produzido por qualquer um dos métodos LEP citados acima, que pode incluir ainda uma ou mais imagens impressas no substrato antes e/ou após os métodos LEP citados acima. Em uma modalidade, uma ou mais imagens adicionais impressas no substrato podem ser impressas usando qualquer método/processo de impressão como seria conhecido por um versado na técnica, incluindo, por exemplo, mas sem limitação, impressão a jato de tinta.

[0067] Embora pelo menos uma modalidade exemplar tenha sido apresentada na descrição detalhada anterior da divulgação, deve ser apreciado que existe um grande número de variações. Também deve ser apreciado que a modalidade exemplar ou modalidades exemplares são apenas exemplos e não se destinam a limitar o escopo, aplicabilidade ou configuração da invenção de qualquer forma. Em vez disso, a descrição detalhada anterior fornecerá aos versados na técnica um roteiro conveniente para a implementação de uma modalidade exemplar da invenção. Deve ser entendido que várias mudanças podem ser feitas na função e arranjo dos elementos descritos em uma modalidade exemplar, sem se afastar do escopo da divulgação conforme estabelecido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para melhorar a adesão de uma imagem a um substrato tratado, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um substrato; aplicar uma composição à base de água ao substrato para formar um substrato tratado, a composição compreendendo; aglutinante, um aditivo aglutinante compreendendo um polímero, o polímero compreendendo pelo menos uma unidade de repetição, e a pelo menos uma unidade de repetição compreendendo um grupo amida terciária, e um sal de alumínio; e aplicar um toner líquido ao substrato tratado para formar a imagem sobre o substrato tratado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma unidade de repetição do polímero é formada a partir de um monômero selecionado do grupo de vinilpirrolidona, um monômero contendo oxazolina, N-vinilpiperidinona, N-vinilcaprolactama, N,N-dimetilacrilamida, e combinações dos mesmos.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma unidade de repetição do polímero é formada a partir de um monômero selecionado do grupo de 2-etil-2-oxazolina, 2-metil-2-oxazolina, e uma combinação dos mesmos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sal de alumínio compreende sulfato de alumínio, cloroidrato de polialumínio, cloroidrato de alumínio, aluminato de sódio, ou combinações dos mesmos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aglutinante é escolhido a partir de um álcool polivinílico, um amido, uma gelatina, uma caseína, uma proteína, uma carboximetilcelulose, uma hidroxietilcelulose, uma emulsão acrílica, uma emulsão de acetato de vinila, uma emulsão de cloreto de vinilideno, uma emulsão de poliéster, uma emulsão de estireno-butadieno, um látex de acrilonitrila-butadieno, ou combinações dos mesmos; um polímero hidroxil-funcional solúvel em água; ou um amido selecionado do grupo de um amido oxidado, um amido cationizado, um amido etilado, um amido esterificado, um amido enzimaticamente desnaturado, e combinações dos mesmos.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o substrato é selecionado do grupo de um produto de papel, um material fibroso tecido, um material fibroso não tecido, e combinações dos mesmos.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a composição compreende o aditivo aglutinante e o sal de alumínio em uma razão em peso de cerca de 4:1 a cerca de 1:2.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o substrato tratado tem um primeiro lado e um segundo lado oposto ao primeiro lado, e em que cada um do primeiro lado e do segundo lado, independentemente, compreende: o aditivo aglutinante em uma quantidade de cerca de 0,0075 a cerca de 0,375 g/m2 com base no peso total do substrato em uma base de peso seco; o sal de alumínio em uma quantidade de cerca de 0,0075 a cerca de 0,375 g/m2 com base no peso total do substrato em uma base de peso seco; ou uma combinação dos mesmos.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que: o aditivo aglutinante é aplicado ao substrato em uma quantidade de cerca de 0,02 a cerca de 1% em peso com base no peso total do substrato em uma base de peso seco; o sal de alumínio é aplicado ao substrato em uma quantidade de cerca de 0,02 a cerca de 1% em peso com base no peso total do substrato em uma base de peso seco; ou uma combinação dos mesmos.

10. Material impresso que exibe adesão melhorada de uma imagem a um substrato tratado, caracterizado pelo fato de que compreende: um substrato tratado, compreendendo; um substrato, e um revestimento disposto no substrato e formado a partir de uma composição à base de água compreendendo um aglutinante, um aditivo aglutinante e um sal de alumínio em que o aditivo aglutinante compreende um polímero, o polímero compreende pelo menos uma unidade de repetição, e a pelo menos uma unidade de repetição compreende um grupo amida terciária; e uma imagem disposta no substrato tratado e formada a partir de um toner líquido.