BRPI0707424A2 - método e aparelho para imprimir uma imagem - Google Patents

Abstract

METODO E APARELHO PARA IMPRIMIR UMA IMAGEM Esta invenção é um processo de impressão ou formação de uma camada protetora sobre uma área de um meio de transferência impresso que tem ligantes ou outros materiais neste mas não é coberto por uma imagem impressa. A camada impede a transferência ao substrato final dos materiais ligantes e outros materiais do meio de transferência que não são cobertos com a imagem impressa.

Description

"MÉTODO E APARELHO PARA IMPRIMIR UMA IMAGEM"

O requerente reivindica o benefício do Pedido N2: 60/765.446depositado em 3 de fevereiro de 2006.

O requerente reivindica o benefício do Pedido Na: 60/790.886depositado em 11 de abril de 2006.

O requerente reivindica o benefício do Pedido N2: 11/413.734depositado em 28 de abril de 2006.

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito no geral, aos métodos de impressão,e é mais especificamente direcionada aos materiais e a um processo deimpressão em meio de transferência e subseqüentemente à transferência deuma imagem a partir do meio de transferência a um substrato.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Os meios de transferência são receptores para meios deimpressão a partir dos quais a imagem é subseqüentemente transferida. Osmeios de transferência são, comumente, chapas retangulares, de tamanhos,tais como A4 em que um ou mais materiais são revestidos. Os meios detransferência podem incluir uma camada de liberação que encoraja a liberaçãoda imagem ao substrato durante a transferência. Os materiais revestidos nomeio de transferência podem ser materiais aglutinantes que aglutinam aimagem ao substrato final no qual a imagem torna-se visível, os quais podemser têxteis.

O meio de transferência, tal como papel de transferênciatérmico, pode transferir uma imagem fundida a quente a um substrato final talcomo algodão, com os materiais aglutinantes a partir da chapa detransferência mantendo a camada da imagem no substrato final. Os materiaisaglutinantes da chapa inteira são transferidos, e não somente os materiaisaglutinantes que são associados com a imagem. O material aglutinantetransferido que é aplicado ao substrato final além da área da área com aimagem é muito firme ao toque, e é visível ao olho nu.

O uso da tecnologia do computador permite substancialmentea impressão instantânea das imagens. Por exemplo, as câmeras de vídeo ouscaners 30 podem ser usados para capturar uma imagem à cores em umcomputador 20. As imagens criadas ou armazenadas em um computadorpodem ser impressas sob um comando, sem considerar o tamanho daimpressão. A imagem pode ser impressa em substratos a partir do computadoratravés de qualquer meio de impressão adequado capaz de imprimir emmúltiplas cores, incluindo ás impressoras mecânicas térmicas, impressora dejato de tintas 24 e impressoras eletrofotográficas ou eletroestáticas.

Os computadores e impressora digitais são baratas, e astransferências de fotografias e imagens geradas por computador podem serfeitas para camisetas e outros artigos. Estas transferências podem serproduzidas para usos finais domésticos, bem como em estabelecimentoscomerciais. Por exemplo, a imagem digital é impressa no meio térmico detransferência por uma impressora de jato de tinta. A imagem é transferida dopapel de transferência térmico pela aplicação de calor, usando um ferro depassar roupa ou uma prensa quente com a intenção de efetuar taistransferências.

A cobertura total do meio de transferência com os materiaisaglutinantes não iguala a cobertura da imagem a ser impressa nestes. Omaterial ou materiais são aplicados ao substrato do meio de transferência naárea geral à qual a camada de imagem formada pelas tintas deve ser aplicada.A aplicação do material aglutinante neste substrato é tipicamente realizadadurante o processo de fabricação, tal como pulverizando-se o material nachapa a qual forma o substrato para o meio de transferência.

Para obter a cobertura suficiente dos materiais aglutinantes nomeio de transferência, a área da chapa coberta que é coberta com o materialde revestimento de superfície é maior do que a área que será coberta pelacamada de tinta que forma a imagem. Os materiais aglutinantes estendendo-sea partir e além das margens da imagem após a imagem ser aplicada aosubstrato e serem transferidos ao substrato final. Os materiais aglutinantespodem ser vistos no substrato final com o olho nu assim como estescircundam a imagem, usualmente aparecendo como um retângulo que estáalém das bordas da imagem. O excesso de material aglutinante reduz aqualidade estética da imagem impressa no substrato. Além disso, os materiaissem imagem que são transferidos tendem a amarelar com o tempo, o que éindesejável, particularmente no branco e outros substratos coloridos claros. Oamarelento é acelerado com a lavagem (às vezes chamado de re-deposição) eoutras exposições ao calor, produtos químicos ou luz do sol.

A imagens transferidas a partir das chapas de transferênciatérmica para tecidos depreciam-se com o tempo. A tecnologia de papel detransferência térmico somente cria uma ligação temporária entre os materiaisde transferência e o substrato final. Esta ligação não é durável quandorepetidamente lavada. Um melhoramento na durabilidade desta imagem énecessário.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Esta invenção é um processo de impressão ou formação deuma camada protetora sobre uma área de um meio de transferência impressoque é coberto com aglutinantes ou outros materiais, mas não é coberto com aimagem impressa. A camada impede a transferência ao substrato final dosmateriais aglutinantes e outros materiais do meio de transferência que não sãocobertos com a imagem impressa.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 é exemplar de um sistema de hardware que podeser usado para praticar o método da invenção.

A Figura 2a é o meio de transferência que pode ser usado parareceber a imagem impressa de acordo com a invenção.A Figura 2b apresenta o meio de transferência da Figura 2arecebendo a imagem impressa.

A Figura 2c apresenta o meio de transferência da Figura 2brecebendo a camada protetora que é impressa nas áreas sem imagem do meiode transferência.

A Figura 2d apresenta a imagem sendo transferida a partir domeio de transferência da Figura 2a ao substrato final, com as áreas semimagem do meio de transferência restando com o substrato.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Em uma forma de realização preferida da presente invenção,uma imagem projetada em computador é em primeiro ligar impressadivinalmente para um meio de transferência, que pode ser um papel detransferência térmico. Após a camada de protetora ser impressa, a porção dopapel de transferência que é coberto com os aglutinantes ou outros materiais,mas sem imagem, é impressa com uma camada protetora. Após a imagem serimpressa, uma alta temperatura é aplicada por trás do meio de transferência,preferivelmente sob pressão, para transferir a imagem do meio detransferência para um substrato final. O calor pode de modo simultâneo ativara imagem, e/ou reagir os componentes e ligar e/ou reticular o substrato final eos colorastes. A imagem é aglutinada ao substrato, e uma durabilidadeexcelente pode ser obtida para a imagem do projeto final que aparece nosubstrato final. Uma pressão apropriada é aplicada durante o processo detransferência para assegurar o próprio contato de superfície entre o meio e osubstrato final. Os materiais aglutinantes que estão presentes no meio detransferência que não são cobertos com uma imagem não são transferidos aosubstrato final, visto que a camada protetora previne a transferênciasubstancial, ou aglutinação destes materiais, ao substrato final.

Em uma forma de realização, a camada protetora é formada demateriais inorgânicos. A camada protetora pode ser formada do material quecompreende sílica ou alumina (AI2O3) e álcool isopropílico. A camadaprotetora é formada em uma forma de realização imprimindo-se os materiaisnas áreas sem imagem do meio de transferência que tem os aglutinantes e/oumateriais presentes, usando uma impressora de jato de tinta. A impressão dacamada protetora pode ser realizada enquanto a chapa de transferência está naimpressora e substancialmente ao mesmo tempo em que a imagem é impressano meio de transferência. A camada protetora e a imagem são deixadas secarse úmidas, e o meio de transferência é posicionado com a imagem contra osubstrato final. A imagem é transferida ao substrato final. A camada protetoradetêm a película polimérica ou outro material aglutinante previamenterevestida ou impressa ou de outro modo aplicada ao meio de transferênciaatravés da ligação mecânica ao substrato final, tal como uma camiseta dealgodão. A imagem é presente no substrato final. Os materiais no meio detransferência que servem para liberar a imagem a partir do meio detransferência ou para ligar a imagem ao substrato final, e são sem imagem,não são transferidos ao substrato final.

Quando um dispositivo de visualização digital único é usadopara a aplicação tanto dos materiais de visualização em cores quanto nacamada protetora, o meio de transferência recebe a camada protetora impressae os materiais de visualização sem alterar sua posição física relativa para odispositivo, e a qualidade da imagem de alta resolução pode ser obtida. Emuma forma de realização, os dois tipos de tinta ou toner são aplicados atravésde diferentes cartuchos de tinta/toner ou canais de impressão do mesmodispositivo, produzindo uma excelente resolução da imagem e permitindo ouso de software de mistura de cores complexo ou controle de firmware emtais aplicações. As linhas de imagem extremamente finas, por exemplo, domaterial aglutinante, junto com a tinta ou toner de cor, podem ser produzidasas quais são limitadas em qualidade somente pela resolução do dispositivo devisualização, e que não podem ser tipicamente unidas por métodos análogosde impressão convencionais.

Em uma forma de realização, o meio de transferência é o papelde transferência térmico que compreende uma papel de base de liberação oucamada de liberação protetora. O meio de transferência é impresso ourevestido com polímeros acrílicos de temperatura de transição vítrearelativamente baixa, um pó de poliéster fino e/ou um toner claro quecompreende hidrogênio ativo e materiais que reagem com o hidrogênio ativo,e que podem ser bloqueados, como pensado no Pedido de Patente U.S.10/638,810 (que é aqui incorporado por referência), um plastificante líquido epolímeros semelhantes a cera. O meio de transferência também podecompreender polímeros têxteis, polímeros para o controle de sangria,materiais absorventes de tinta e polímeros semelhantes a cera.

Como apresentado na Figura 2a, o meio de transferência é opapel de transferência térmico que compreende a folha base 8, em umacamada de liberação protetora opcional 6, a camada ligante 4 e uma superfícieopcional que condiciona a camada 2, que pode ser usada para aumentar aqualidade da imagem. O revestimento posterior opcional 10 pode ser umpolímero que controla a tensão do substrato. A folha base pode ser uma chapade celulose, papel, ou plástico do material. A camada de liberação protetoraopcional inibe os componentes líquidos da tinta sendo absorvidos pela folhabase. A camada de liberação protetora opcional pode ser formada revestindo-se uma resina polimérica, uma resina de auto-reticulação, ou um material deliberação de silicone, cera ou um material semelhante a cera, com ou semmaterial de carga inorgânica, que pode ser talco, caulim, ou outros pigmentos.A camada ligante é formada como aqui descrito.

Em uma forma de realização, uma imagem 12 é formada poruma impressora de jato de tinta. Figura 2b. A tinta impressa pela impressorade jato de tinta que forma uma imagem pode compreender tinta ou pigmento,pigmento de superfície modificada tais como pigmento de Cabot, corante desublimação, isocianato, hidroxila polímeros funcionais e outros aditivos. Atinta pode ser preparada em C, Μ, Y e K, e tornada disponível para quatrocanais de uma impressora de jato de tinta para o propósito de preparar umaimagem de todas as cores que pode ser transferida a um substrato final. Atinta pode ser preparada como mais completamente descrito no Pedido dePatente U.S. 11/113,663, e a referência é necessária para isso e osensinamentos destes são aqui incorporados.

Quando a camada protetora 14 é divinalmente impressa nomeio de transferência, através de, por exemplo, um computador 20 jato detinta dirigido 24 ou impressora eletrofotográfica, um contorno exato da áreacom imagem 12 pode ser obtido sem ter erros de alinhamento. Figura 2c. Oserros de alinhamento freqüentemente ocorrem com os processos devisualização análogos convencionais tais como impressão de tela,particularmente onde o alinhamento é visualmente realizado pelo operador. Aimpressão digital da camada protetora fornece uma cobertura total da camadaligante sem imagem 4, sem a camada protetora cobrindo qualquer porção daárea de imagem 12, exceto para talvez uma pequena margem de cobertura naborda entre a área de imagem e sem imagem. A impressão digital tanto daimagem colorida quanto da camada protetora permite transferências deimagem de qualidade extremamente alta. A etapa de impressão da imagem e aetapa de impressão da camada protetora podem ser realizadas pela mesmaimpressora digital se a impressora tiver capacidade suficiente, ou os processospodem ser realizados em dispositivos de visualização digital separados emque o posicionamento relativo da imagem e da camada protetora é obtidoatravés de comandos do computador para a impressora digital.

O meio de transferência visualizado com a camada protetoraimpressa neste é posicionado com a imagem 12 adjacente ao substrato final16. Figura 2d. A imagem e a camada ligante 18 associada é transferida aosubstrato final através da aplicação de calor ou energia para o meio detransferência, e tipicamente, ao substrato final. O aquecimento pode seraplicado através da prensagem de calor 26. A camada protetora previne atransferência desta porção da camada ligante 4 que não tem imagem.

O material que forma a camada protetora é preparado comoum líquido que pode ser impresso por uma impressora de jato de tinta seusado com parte de um processo de jato de tinta líquido. O material éfornecido para uma impressora tendo pelo menos cinco canais se usado emum processo de jato de tinta de todas as cores, com os outros quatro canaisfornecendo C, Μ, Υ, K. Por exemplo, em uma impressora colorida de oitocanais, o material incolor para a camada protetora pode ser colocado emquatro canais, e a tinta CMYK nos outros quatro canais.

Outros materiais ou produtos químicos podem ser usados paraformar a camada protetora. Dependendo da impressora que é usada paraaplicar a camada protetora, materiais fundidos a quente líquidos ou sólidos,ou uma combinação podem ser usado, contanto que a tinta ou toner finaispodem ser aplicados através da impressora. Por exemplo, cera, ou materiaispoliméricos semelhantes a cera podem ser usados se a impressora detransferência térmica é usada para gerar a camada protetora; ou materiais deresinas poliméricas não aglutinantes podem ser usados se um dispositivo devisualização electrofotográfico (raio laser) é usado. O pó do toner pode serusado nas formas sólidas com impressão eletrográfica.

Quando um dispositivo de jato de tinta é usado para imprimir acamada protetora, os materiais de liberação ou os produtos químicos podemcompreender resinas poliméricas com base em silicone, tensoativos ou outros.

Solventes ou umectantes de alta temperatura de ebulição, ou, especialmenteaqueles que são solúveis em água, são preferidos visto que estes solventesimpedem e/ou previnem o contato dos materiais aglutinantes no meio detransferência com o substrato final durante o processo de transferência decalor. Os solventes ou umectantes que são sólidos na temperatura ambientepodem ser usados em uma forma de realização. Estes solventes ouingredientes umectantes solidificam na evaporação do carregador da tinta, quepode ser água, formando uma película de "bloqueio" no meio detransferência, sem ser absorvido no meio.

Em uma forma de realização, o meio de transferência daimagem compreende compostos de grupos químicos reativos, para ajustar areação com o outro grupo, que é contido na tinta. Em uma forma derealização, a camada ligante do meio de transferência compreende oscompostos de isocianato. A camada ligante pode compreender umplastificante, tais como ftalatos ou adipatos, para comunicar a flexibilidadeaumentada para o substrato. A camada ligante pode compreender o materialpolimérico. Na forma de realização preferida, a camada de liberaçãoprotetora, que pode compreender as ceras ou polímeros, pode estar presenteentre a camada ligante e a base do meio de transferência.

Em uma outra forma de realização, a imagem que recebe omeio de transferência compreende uma corante branco ou um corante brancoencapsulado, que pode ser inorgânico, tais como TiO2, ZnO2, CaCO3 ouorgânico, ou o meio de transferência da imagem pode compreender o materialde imagem latente, ou um material sinalizador eletrônico, tal como um micro-ou nano-material de um Dispositivo de Identificação de Freqüência de Radio(RFID). Após a camada protetora ser gerada, uma imagem de sinal eletrônicobranca, latente pode depois ser produzida no substrato final com ou sem omaterial de imagem de tinta ou toner coloridos.

Quando a camada ligante compreende materiais reativos ouprodutos químicos tais como epóxi, epóxido, isocianato/poliisocianato, sejanão bloqueado ou bloqueado (incluindo internamente bloqueado), a tinta outoner ou a camada protetora também podem compreender um co-reagente quereage com os materiais reativos na camada ligante. Durante o processo detransferência a calor, a camada protetora, tinta ou toner reagem com osmateriais reativos na camada ligante e previne outra reação ou aglutinaçãocom o substrato final. Os ingredientes ou produtos químicos na camadaprotetora, tinta ou toner podem ter uma taxa de reação mais rápida do que ataxa de reação do material de substrato e dos ingredientes ativos na camadaligante. Por exemplo, os produtos químicos de amina primária tais comocertas resinas de polietilenimina usados na camada protetora podem reagircom os ingredientes de epóxido na camada ligante em uma taxa mais rápidaquando a poliamida é usada como o substrato final.

Quando um dispositivo de impressão de jato de tinta digital éusado, a viscosidade do material da camada protetora deve ser apropriadopara permitir que a tinta seja impressa pela impressora de jato de tinta. Aviscosidade da tinta é preferida ser na faixa de 1 a 50 centípoise, e pode ser de3 a 20 centipoise. A tinta viscosa fora da faixa preferida pode resultar emdificuldades de impressão, formação e controle do tamanho/forma da gotículade tinta pobre, e/ou orifícios de impressão danificados para a impressora dejato de tinta.

Outros aditivos tais como tensoativos podem ser usadostambém para ajustar as propriedades das tintas tais como energia dasuperfície, energia da interface, capacidade de umectação, controle de sangria,formação de gotícula da tinta, e capacidade de secagem. Os dispersantespoliméricos ou produtos químicos emulsificantes também podem ser usadospara além disso, aumentar a estabilidade na estocagem ou a vida de prateleirada tinta. Os ingredientes de radiação ativa e os produtos químicoscorrespondentes que iniciam a radiação, ou sensibilizadores de radiação,também podem ser usados tanto em uma tinta de camada ligante quanto naque forma uma camada protetora. Preferivelmente, a energia da superfície datinta de jato de tinta final deve ser entre 20 a 65 dina/cm.

Ainda em uma forma de realização da invenção, a folha base e acamada ligante podem ser combinadas como uma película plástica moldada,contanto que a força mecânica do material seja suficiente para as necessidadesdo processo de visualização. Os corantes, incluindo o pigmento branco, várioscorantes e pigmentos, sensores eletrônicos microscópicos, corantes latentes,materiais refletores de radiação tais como pérolas de vidro microscópicas,também podem ser incluídas na película moldada. Os materiais termoplásticostais como etileno-acetato de vinila, cloreto de polivinila, resina poliacrílica,resina de poliéster termoplástico, poliamida termoplástica, e seus copolímeros,terpolímero, ou uma combinação destes materiais, podem ser usados como omaterial de película. Os composto quimicamente reativos tais como isocianato,poliisocianato, epóxi, anidrido, na forma de polímeros ou pré-polímeros,podem ser incluídos como uma porção de ingredientes da película. A camadaprotetora, portanto, pode ser impressa em um ou ambos os lados da película,adicionando um aspecto de visualização complexo. Por exemplo, uma películade transferência de imagem com pigmentos brancos com tintas coloridasimpressas na frente mas a camada protetora impressa atrás pode criar umaimagem colorida com o segundo plano branco em um substrato final escuro. Asimagens deste modo geradas melhoram a capacidade de "esconder" dosubstrato escuro, e uma imagem colorida intensa na superfície, que é isenta daimpressão sobreposta em qualquer área sem imagem. Outros aditivos,aglutinantes, ingredientes não termoplásticos, reagentes ou co-reagentes podemser incluídos na formação do substrato da película. Opcionalmente, as camadasque condicionam a superfície em um ou ambos ou lados da película podem serrevestidas ou aplicadas para uma melhor qualidade e desempenho da imagem.

O substrato final pode ser materiais de substrato têxteis quecontêm grupos hidroxila e/ou grupos amino primários ou secundários quereagem com o isocianato livre. Tais materiais incluem algodão, acetato decelulose secundário, seda artificial, lã, seda, e poliamidas tais como náilon 6,náilon 6,6 ou náilon 12.

Claims (13)

1. Método para imprimir uma imagem, caracterizado pelo fatode que compreende,imprimir uma imagem em um meio de transferência, em que odito meio de transferência compreende uma camada ligante para ligar a ditaimagem a um substrato na transferência da dita imagem ao dito substrato e emque a dita imagem é impressa sobre a dita camada ligante na dita imagemcobre uma porção da dita camada ligante mas não cobre toda a dita camadaligante;imprimir uma camada protetora no dito meio de transferênciapara cobrir substancialmente toda a dita camada ligante que não é coberta peladita imagem etransferir a dita imagem ao dito substrato, em que a ditacamada protetora inibe a transferência ao dito substrato da dita camada liganteque não é coberta pela dita imagem.

2. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita camada protetora éimpressa por uma impressora digital.

3. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita imagem é impressa poruma impressora digital.

4. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada protetoracompreende um material solúvel em água.

5. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada protetoracompreende um material solúvel em água e material granular.

6. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita imagem é formada poruma tinta que é impressa no dito substrato e em que a dita tinta compreendecorante de sublimação.

7. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita imagem é formada poruma tinta que é impressa no dito substrato e em que a dita tinta compreendecomponentes reativos que reagem quando a dita imagem é transferida ao ditosubstrato.

8. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita imagem é formada poruma tinta que é impressa no dito substrato e em que a dita tinta compreendecomponentes reativos que reagem quando energia é aplicada à dita imagem.

9. Método para imprimir uma imagem de acordo com areivindicação I5 caracterizado pelo fato de que a dita camada protetora éimpressa por uma impressora de jato de tinta.

10. Método para imprimir uma imagem de acordo comqualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que adita camada protetora cobre substancialmente toda a dita camada ligante quenão é coberta pela dita imagem.

11. Aparelho para imprimir uma imagem caracterizado pelofato de que compreende:meios para imprimir uma imagem em um meio detransferência, em que o dito meio de transferência compreende uma camadaligante para ligar a dita imagem a um substrato na transferência da ditaimagem ao dito substrato e em que a dita imagem é impressa sobre a ditacamada ligante na dita imagem cobre uma porção da dita camada ligante masnão cobre toda a dita camada ligante emeios para imprimir uma camada protetora no dito meio detransferência para cobrir pelo menos parte da dita camada ligante que não écoberta pela dita imagem.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que o dito aparelho é uma impressora digital.

13. Método ou aparelho, caracterizado pelo fato de que é comosubstancialmente descrito neste com referência aos desenhos anexos.