ES2574209T3

ES2574209T3 - Uso de una composición para mejorar las propiedades de impresión por inyección de tinta y una hoja para impresión por inyección de tinta

Info

Publication number: ES2574209T3
Application number: ES11788542.6T
Authority: ES
Inventors: Juha Lindfors; Sami Puttonen
Original assignee: Kemira Oyj
Current assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2031-11-08
Also published as: FI20106170A0; CN103201119A; US20130243978A1; CA2814338C; PT2637874E; EP2637874A1; FI20106170A; WO2012062967A1; CN103201119B; PL2637874T3; CA2814338A1; EP2637874B1; FI123692B

Abstract

Uso de una composición que comprende - pigmento, que es sulfato de calcio dihidratado, - solución de almidón, y - compuesto de polialuminio para la obtención de una hoja para impresión por inyección de tinta que comprende madera o material de fibra lignocelulósica y que tiene al menos un valor de densidad de tinta > 1,1, seleccionada entre densidad de tinta de color negro, densidad de tinta de color magenta y densidad de tinta de color cian, medida usando los métodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, por revestimiento o aplicación de dicha composición sobre la hoja para impresión por inyección de tinta.

Description

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DESCRIPCION

Uso de una composicion para mejorar las propiedades de impresion por inyeccion de tinta y una hoja para impresion por inyeccion de tinta

La invencion se refiere al uso de una composicion para mejorar las propiedades de impresion por inyeccion de tinta, y una hoja para impresion por inyeccion de tinta.

La impresion por inyeccion de tinta es uno de los metodos de impresion digital y es una tecnologfa ampliamente usada en impresoras de oficina y del hogar, asf como para la impresion comercial. En la impresion digital el documento impreso se produce directamente a partir de un archivo electronico de datos, con lo que cada impresion puede ser diferente entre sf puesto que no se requiere ningun original permanente. Debido a que el interes en la impresion digital es cada vez mayor, tambien cabe esperar que aumente la demanda de sustratos de impresion adecuados rentables para prensas de impresion por inyeccion de tinta de alta velocidad.

En la impresion por inyeccion de tinta, gotitas de tinta son expulsadas a alta velocidad a traves de una boquilla hacia una hoja para impresion. La impresion por inyeccion de tinta tiene demandas espedficas en cuanto al sustrato de impresion, que por lo general es una hoja para impresion de papel o carton. Por ejemplo, la densidad de color de la impresion de tinta, la absorcion de la tinta, el tiempo de secado de la tinta, los valores Cobb60, la resistencia al agua y el manchado de impresion son variables importantes que se han optimizado en la fabricacion de hojas para impresion por inyeccion de tinta. Preferentemente, una hoja para impresion por inyeccion de tinta proporcionara una alta calidad de imagen al tiempo que se usan materias primas baratas.

Las hojas de impresion, tales como el papel, que comprenden fibras lignocelulosicos generalmente son de superficie revestida o recubierta con el fin de satisfacer las demandas de impresion por inyeccion de tinta. Se conoce el uso de revestimientos a base de sflice, que son caros en comparacion con los revestimientos convencionales usados en la industria del papel. El documento EP 1775141 desvela una hoja para impresion en la que se aplica una sal de metal divalente, particularmente cloruro de calcio, sobre la superficie del sustrato.

El aluminio puede formar compuestos de polialuminio con diferentes aniones. Ejemplos de dichos compuestos son el cloruro de polialuminio (PAC) y el sulfato de polialuminio (PAS).

El cloruro de polialuminio es un polfmero inorganico que tiene una formula general Aln(OH)mCl(3n-m). En una solucion, normalmente esta presente como complejo de aluminio altamente cargado Ali3O4(OH)24(H2O)i27+ o AlO4Ali2(OH)24(H2O)247+. Se puede producir por la adicion de Na2CO3 a AlCh o por reaccion de hidrato de aluminio con acido clorhndrico. El cloruro de polialuminio se usa en la fabricacion de papel como agente de retencion o para encolado interno.

El sulfato de polialuminio se puede producir mediante la adicion de hidroxido o carbonato de sodio, magnesio o calcio a sulfato de aluminio lfquido. Tambien se puede producir mezclando material que contiene aluminio, tal como un hidroxido de aluminio, con un compuesto acido, tal como acido sulfurico o una mezcla de acidos que comprende acido sulfurico, y el calentamiento de dicha mezcla a una temperatura de 150-250 °C y despues el enfriamiento de la mezcla a 130 °C o inferior.

Se conoce el uso de compuestos de aluminio en composiciones de revestimientos de papel con el fin de mejorar las propiedades ffsicas del papel. Por ejemplo, el documento US 6.232.395 desvela un revestimiento de papel para inyeccion de tinta con una composicion que comprende tres componentes especiales de latex, glicerol y cloruro de aluminio hidratado.

El documento FR 2343082 desvela el uso de una dispersion de pigmento que comprende sulfato de calcio hemi- hidratado e hidroxido de aluminio en presencia de almidon despolimerizado. Se afirma que la dispersion de pigmento es mas facil de dispersar mecanicamente y se obtiene una mejor blancura.

En los documentos US 2009/017235, WO 03/104336 y US 2005/107254 se describen diferentes composiciones que se pueden aplicar sobre la superficie de la hoja de papel. Un objeto de esta invencion es reducir al mmimo o incluso eliminar los inconvenientes existentes en la tecnica anterior.

Tambien es un objeto proporcionar un uso de una composicion que mejore, o al menos mantenga las propiedades de inyeccion de tinta, especialmente la gama cromatica (riqueza de color) del papel o carton, mientras se usan materiales de partida menos costosos y composiciones de revestimiento simples.

Un objeto adicional de esta invencion es proporcionar una hoja de inyeccion de tinta, que ha mejorado las propiedades para la impresion por inyeccion de tinta, especialmente la gama cromatica (riqueza de color).

Estos objetos se consiguen con la invencion que tiene las caractensticas que se indican a continuacion en las partes caracterizadoras de las reivindicaciones independientes.

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El uso tipico de acuerdo con la presente invencion de una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y solucion de almidon para mejorar las propiedades de impresion por inyeccion de tinta de una hoja para impresion por inyeccion de tinta es mediante revestimiento o aplicacion de la composicion sobre la hoja para impresion por inyeccion de tinta, la hoja para impresion por inyeccion de tinta que comprende madera o material de fibra lignocelulosica.

La hoja para impresion por inyeccion de tinta tfpica de acuerdo con la presente invencion comprende un sustrato laminado que comprende madera o material de fibra lignocelulosica, el sustrato laminado que tiene al menos una superficie, que se ha recubierto con o sobre la que se ha aplicado una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon.

Ahora sorprendentemente se ha descubierto que el uso de una composicion que comprende el compuesto de polialuminio, preferentemente cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla, y el almidon proporciona propiedades mejoradas para la impresion por inyeccion de tinta cuando se aplica o se recubre la composicion sobre un sustrato laminado para impresion que comprende madera y/o fibras de celulosa. La hoja para impresion que se obtiene usando la composicion ha mejorado especialmente la riqueza de color, es decir, la gama, que es una propiedad importante en la impresion por inyeccion de tinta y en la reproduccion de la imagen. La mejora que se consigue en el resultado de impresion es inesperada y proporciona muchas ventajas. Tambien es sorprendente que la mejora obtenida se pueda lograr usando materiales de partida simples, tales como cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio y almidon, que hace que la composicion de revestimiento empleada sea facil y barata de producir.

La hoja para impresion obtenida tiene tambien propiedades de impresion por inyeccion de tinta de sustratos similares o incluso mejores, que afectan a la capacidad de impresion de la inyeccion de tinta, tal como la gama, el angulo de contacto, Cobb60, HST, la resistencia al agua y los valores de la densidad de impresion de color negro, cian, magenta y/o amarillo de las que se han conseguido previamente con pigmentos y composiciones de revestimiento especiales caros. La presente invencion por lo tanto sorprendentemente proporciona una hoja de impresion alternativa para la impresion por inyeccion de tinta buena y barata, especialmente para la reproduccion de imagenes.

En esta solicitud, el termino gama cromatica o simplemente gama, es decir, la riqueza de color, se entiende como la gama total de colores que se reproducen con un determinado conjunto de tintas, dispositivo de impresion y pasta de papel dada. Para una medida de la gama se imprime determinado diseno de impresion con una combinacion definida de tinta-papel-dispositivo de impresion. El requisito mmimo para este diseno de impresion es incluir campos de color solido de colores primarios y secundarios. En el modelo sustractivo de colores, el cian, magenta y amarillo son los colores primarios y el rojo, verde y azul son los colores secundarios. De acuerdo con una realizacion de la invencion, la hoja para impresion por inyeccion de tinta tiene un valor de gama cromatica > 7500.

Para las mediciones de CIE L*, a*, b* (mas adelante L*, a*, b*) se debe emplear el dispositivo de medicion espectrofotometrico. Para las mediciones se usa el dispositivo Techkon SpectroDens. Los valores de L*, a*, b* se miden a partir de muestras de colores primarios y secundarios solidos y los valores a*, b* se usan como valores (x, y) para las coordenadas X, Y. Estos seis valores (x, y) crean un hexagono plano irregular y dentro de este hexagono se describe un area como area de color reproducible, que es la gama cromatica.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, el compuesto de polialuminio es el cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla. Por cloruro de polialuminio se entiende en esta solicitud una sustancia de aluminio pre- polimerizada, que puede presentarse tambien por la formula general Al2(OH)xCl6-x, en la que 0 < x < 6. El grado de neutralizacion, es decir, la sustitucion de iones de Cl con iones OH, se puede expresar usando la unidad de basicidad. La basicidad del compuesto de polialuminio generalmente se puede expresar por la siguiente formula

% de Basicidad = 100 * [OH]/3[Al]

Cuanto mayor sea la basicidad, mayor sera el grado de neutralizacion. Dependiendo de la basicidad del cloruro de polialuminio, menos iones tienen una carga 3+, y mas iones estan muy cargados, con un promedio de 5+ a 7+. La basicidad del cloruro de polialuminio normalmente es del 36 al 85 %.

Normalmente el cloruro de polialuminio se puede usar como solucion acuosa al 20-40 % en peso, mas habitualmente al 30-40% en peso. Asf, la solucion puede tener un contenido de aluminio del 4,5-11,8% y su contenido de AhO3 es del 8,5-22,3 %. El pH de una solucion de cloruro de polialuminio normalmente es de 0,5-4,2 y su peso espedfico (25 °C) normalmente es de 1210-1370 kg/m3.

El sulfato de polialuminio se puede usar como solucion o en forma de partfculas. El contenido de solidos en una solucion de sulfato de polialuminio puede ser del 50 % aproximadamente. La solucion puede tener un contenido de aluminio del 4,0-4,5 % aproximadamente y su contenido de A^O3 es del 7,5-9 %. El pH de una solucion (solucion al 1 % a 25 °C) de sulfato de polialuminio puede ser de pH 4 aproximadamente y su peso espedfico (25 °C) puede ser

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de 1200-1300 kg/m3 aproximadamente. La basicidad del sulfato de polialuminio puede ser del 15-25% aproximadamente.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, la cantidad de compuesto de polialuminio, tal como cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla, preferentemente cloruro de polialuminio, en la composicion es > 0,01 partes, por lo general de 0,05-20 partes, mas habitualmente de 0,1-15 partes, todavfa mas habitualmente de 0,2-10 partes, preferentemente de 0,2-8 partes, mas preferentemente 2-7 partes. La cantidad de compuesto de polialuminio, tal como cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla, preferentemente cloruro de polialuminio, en la composicion es > 0,01 % en peso, normalmente del 0,05-16,7 % en peso, mas habitualmente del 0,1-13 % en peso, todavfa mas habitualmente del 0,2-9,0 % en peso, preferentemente del 0,2-7,4 % en peso, mas preferentemente del 2-6,5 % en peso, los porcentajes que se calculan con respecto al total del peso en seco de compuesto de polialuminio y almidon. De acuerdo con una realizacion de la invencion, la composicion opcionalmente contiene una pequena cantidad de aditivos, menos del 5 % en peso, normalmente del 0,5-3 % en peso, tales como conservantes, biocidas, agentes dispersantes, agentes antiespumantes, lubricantes y/o endurecedores.

De acuerdo con la invencion, la composicion ademas comprende un pigmento. El pigmento es sulfato de calcio dihidratado. La composicion tambien puede comprender una pluralidad de diferentes pigmentos, organicos o inorganicos, o ambos. Normalmente, cuando la composicion comprende tanto compuesto de polialuminio, tal como cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla, como pigmento, es decir, sulfato de calcio dihidratado, la cantidad del compuesto de polialuminio puede ser > 0,01 partes, por lo general de 0,05-20 partes, mas habitualmente de 0,1-15 partes, todavfa mas habitualmente de 0,2-10 partes, preferentemente de 0,2-8 partes, y mas preferentemente de 2-7 partes y la cantidad de pigmento puede ser de 0,1-80 partes, normalmente de 10-80 partes, mas habitualmente de 10-70 partes, preferentemente de 10-60 partes, mas preferentemente de 10-50 partes. En consecuencia, la cantidad de compuesto de polialuminio en la composicion puede ser > 0,01 % en peso, normalmente del 0,05-16,7 % en peso, mas habitualmente del 0,1-13 % en peso, todavfa mas habitualmente del 0,2

9,0 % en peso, preferentemente del 0,2-7,4 % en peso, mas preferentemente del 2-6,5 % en peso, los porcentajes que se calculan con respecto al total del peso en seco del compuesto de polialuminio, almidon y pigmento.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, la composicion comprende sulfato de calcio dihidratado, CaSO4 x 2 H2O, que posee una estructura cristalina monoclmica. El uso de una composicion que comprende tanto el compuesto de polialuminio, tal como cloruro de polialuminio, sulfato de polialuminio o su mezcla, como sulfato de calcio dihidratado mejora las propiedades de inyeccion de tinta de una hoja para impresion, especialmente los valores de gama cromatica.

En general, se puede usar cualquier sulfato de calcio dihidratado. El tamano de partfcula D50 del sulfato de calcio dihidratado en la composicion generalmente es < 50 pm y normalmente > 0,7 pm. Habitualmente el sulfato de calcio dihidratado tiene un tamano de partfcula D50 que es 0,1 pm < D50 < 5,0 pm, mas preferentemente de 0,1 pm < D50 <

4.0 pm, aun mas preferentemente de 0,5 pm < D50 < 4,0 pm. Preferentemente, la anchura de la distribucion del tamano de partfculas WPSD del sulfato de calcio dihidratado es inferior a 2,5, mas preferentemente inferior a 2,0, aun mas preferentemente inferior a 1,5. La anchura de la distribucion del tamano de partfculas se da como WPDS = (D75-D25)/D50, y describe la homogeneidad de la distribucion del tamano de partfculas. Un valor pequeno de WPDS indica una distribucion de tamano de partfculas estrecha, lo que mejora las caractensticas de dispersion de luz y de opacidad del sulfato de calcio dihidratado.

Las partfculas de sulfato de calcio dihidratado usadas en la presente invencion pueden tener cualquier forma. Preferentemente, las partfculas de sulfato de calcio dihidratado tienen una relacion de forma SR, que es de al menos 1,0, mas preferentemente de 2,0 a 50, aun mas preferentemente de 2,0 a 40. La relacion de forma SR se da como la relacion entre la longitud maxima de las partfculas al espesor maximo de las partfculas. Preferentemente, las partfculas de sulfato de calcio dihidratado usadas tienen una relacion de aspecto AS, que es de 1,0 a 10, mas preferentemente de 1,0 a 5,0. La relacion de aspecto de una partfcula describe la relacion entre la longitud de la partfcula y la anchura de la partfcula, es decir, la relacion de aspecto se puede dar como la relacion entre las dimensiones mas larga y mas corta de la partfcula y se define mas espedficamente como la relacion de los radios mas largo y mas corto de la partfcula que pasan por el centro geometrico de la partfcula. Las relaciones de forma y aspecto describen la forma y la geometna de las partfculas. Se ha descubierto que la forma de las partfculas puede tener un impacto en las propiedades de la capa de revestimiento receptora de tinta final. En otras palabras, preferentemente las partfculas de sulfato de calcio dihidratado son pequenas, planas y de igual tamano. Naturalmente se pueden emplear partfculas de sulfato de calcio dihidratado de cualquier forma y cualquier tamano adecuado.

El sulfato de calcio dihidratado puede comprender aditivos, tales como dispersantes, tensioactivos o biocidas. Por ejemplo, la cantidad de agente dispersante usado puede ser del 0,01 al 5,0 % en peso, preferentemente del 0,05 al

3.0 % en peso, en base al peso del sulfato de calcio dihidratado. El sulfato de calcio dihidratado se puede preparar por molienda, cristalizacion o precipitacion. Preferentemente las partfculas de sulfato de calcio dihidratado se obtienen por cristalizacion o precipitacion. El sulfato de calcio dihidratado tambien puede ser una mezcla de diferentes sulfatos de calcio dihidratados preparados por diferentes procesos mencionados anteriormente. Un posible proceso para la preparacion de sulfato de calcio dihidratado adecuado se ha descrito en la publicacion WO

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2008/092991. El sulfato de calcio dihidratado se puede obtener mediante un proceso, en el que sulfato de calcio hemihidrato y/o sulfato de calcio anhidro se ponen en contacto con agua de modo que se obtiene un sulfato de calcio dihidratado como producto de reaccion, y en que el contenido de materia seca de la mezcla de reaccion es del 34 al 84 % en peso, preferentemente del 40 al 84 % en peso, mas preferentemente del 50 al 80 %, y lo mas preferentemente del 57 al 80 % en peso con el fin de obtener un sulfato de calcio dihidratado, que comprende cristales que son pequenos, planos y de un tamano tan igual como sea posible. Es posible obtener cristales de un tamano de cristal y un factor de forma diferentes ajustando el contenido de materia seca del proceso.

Durante la preparacion de sulfato de calcio dihidratado la temperatura del agua en la mezcla de reaccion puede ser de 0 °C a l00°C, preferentemente de 0 °C a 80 °C, mas preferentemente de 0 °C a 50 °C, incluso mas preferentemente de 0 °C a 40 °C, a veces incluso de 0 °C a 25 °C. El agua tambien se puede anadir a la mezcla de reaccion en forma de vapor de agua. El pH inicial de la mezcla de reaccion normalmente esta entre 3,5 y 9,0, preferentemente entre 4,0 y 7,5. El pH se puede regular usando la adicion de una solucion acuosa de NaOH y/o H2SO4, normalmente una solucion al 10 % de NaOH y/o H2SO4.

El material de partida para la preparacion de sulfato de calcio dihidratado normalmente es hemihidrato de sulfato de 13-calcio, que se puede preparar calentando materia prima de yeso a una temperatura de entre 140 °C y 300 °C, preferentemente de 150 a 200 °C, preferentemente tan rapido como sea posible usando calcinacion subita, por ejemplo, calcinacion de lecho fluido. Tambien se pueden usar como material de partida las formas solubles de sulfato de calcio anhidro, que se obtienen por calcinacion de materia prima de yeso.

En el proceso de produccion de sulfato de calcio dihidratado se puede usar un modificador de habito cristalino, pero no es obligatorio. El modificador de habito cristalino se puede anadir al agua antes de que entre en contacto con el material de partida que comprende hemihidrato y/o la anhidrita. El modificador de habito cristalino preferentemente es un compuesto que tiene en su molecula uno o varios grupos de acido carboxflico o sulfonico, o una de sus sales; o un acido, oxido, base o sal inorganicos; o un compuesto organico, tal como un alcohol, un acido o una sal; o un fosfato; o un tensioactivo cationico o no ionico. El modificador de habito cristalino preferentemente se usa en una cantidad del 0,01 al 5,0 %, lo mas preferentemente del 0,02 al 1,78 %, en base al peso del hemihidrato de sulfato de calcio y/o de anhidrita de sulfato de calcio. El modificador de habito cristalino tambien se puede obviar totalmente.

De acuerdo con una realizacion, la composicion comprende sulfato de calcio dihidratado, tanto en forma disuelta en la solucion de almidon como en forma de partfculas solidas. En otras palabras, parte del sulfato de calcio en la composicion se disuelve en la fase lfquida de la composicion, mientras que parte del sulfato de calcio permanece en forma solida. Normalmente, la fase lfquida de la composicion es una solucion saturada en relacion al sulfato de calcio dihidratado. El sulfato de calcio dihidratado se puede anadir a la composicion en una cantidad que es igual o superior a 2,5 g por 1 litro de solucion de almidon que tiene un contenido de materia seca del 15% en peso, cantidad que asegura la formacion de una solucion saturada de sulfato de calcio dihidratado. Normalmente, la cantidad de sulfato de calcio dihidratado, que se disuelve en la solucion de almidon, es > 400 ppm, preferentemente > 500 ppm, mas preferentemente > 600 ppm, aun mas preferentemente > 700 ppm. La cantidad de sulfato de calcio disuelto naturalmente depende de la cantidad total de sulfato de calcio dihidratado que se usa en la preparacion de la composicion, y tambien de otros componentes de la composicion, tales como almidon, el compuesto(s) de polialuminio y otros pigmentos. Se ha observado que cuando existe sulfato de calcio dihidratado, tanto en forma disuelta como solida, se mejoran las propiedades asociadas a la porosidad en el sustrato de papel de impresion recubierto con la composicion. Por ejemplo, la permeabilidad al aire de la hoja para impresion se reduce claramente, haciendo que la hoja para impresion sea mas adecuada para la impresion por inyeccion de tinta.

El almidon usado en la composicion puede ser cualquier almidon nativo adecuado, tal como almidon de patata, arroz, mafz, mafz ceroso, trigo, cebada o tapioca. Son ventajosos los almidones que tienen un contenido de amilopectina > 80 %, preferentemente > 95 %. La solucion de almidon puede comprender almidon no ionico o cationico. El almidon cationico comprende grupos cationicos, tales como grupos de amonio cuaternizados. El grado de sustitucion (GS), que indica el numero promedio de grupos cationicos en el almidon por unidad de glucosa, normalmente es de 0,01-0,20. El almidon no ionico, es decir, almidon anfotero, puede comprender tanto grupos anionicos como cationicos, pero no tiene una carga global. El almidon degradado se obtiene sometiendo el almidon a degradacion oxidativa, termica, acida o enzimatica, siendo preferida la degradacion oxidativa. Como agentes oxidantes se pueden usar hipoclorito, sulfato de peroxido, peroxido de hidrogeno o sus mezclas. El almidon degradado normalmente tiene un peso molecular promedio (Mn) de 500-10.000, que se puede determinar por metodos conocidos de cromatograffa en gel. La viscosidad intrmseca normalmente es de 0,05 a 0,12 dl/g, determinada, por ejemplo, por metodos viscosimetricos conocidos.

En otra realizacion de la invencion, la solucion de almidon comprende almidon anionico. Por ejemplo, el almidon anionico se puede usar cuando la composicion se use para el encolado superficial o para reemplazar parte de las composiciones de encolado superficial convencionales.

La cantidad de solucion de almidon en la composicion es < 95, normalmente de 5-95 partes, normalmente de 10-95 partes, y mas habitualmente de 20-95 partes, preferentemente de 30-95 partes, y mas preferentemente de 40-95

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partes. La solucion de almidon es una solucion acuosa de almidon que se ha cocinado de acuerdo con metodos que son como aquellos muy conocidos para un experto en la materia.

Tambien es posible emplear almidones modificados qmmicamente, tales como almidones de hidroxietilo o hidroxipropilo y derivados de almidon. Tambien se pueden usar otros polisacaridos, por ejemplo, dextrina, para sustituir total o parcialmente el almidon.

La composicion tambien puede comprender aditivos de revestimiento de papel o de encolado de superficie convencionales. Los posibles aditivos son, por ejemplo, conservantes, biocidas, agentes dispersantes, agentes antiespumantes, lubricantes y/o endurecedores. La cantidad de otros aditivos es de 0-20 partes, normalmente de 0,1-3 partes.

El contenido de solidos de la composicion de revestimiento puede ser del 6-25 % en peso, preferentemente del 820 % en peso, mas preferentemente del 10-15 % en peso, incluso mas preferentemente del l3-15 % en peso.

El sustrato de impresion en forma de hoja que se usa para la impresion por inyeccion de tinta y recubierto con la presente composicion comprende madera o material de fibra lignocelulosica. El sustrato puede comprender fibras de arboles de madera dura o de arboles de madera blanda o una combinacion de ambas fibras. Las fibras se pueden obtener por cualquier tecnica adecuada de fabricacion de pasta o de refinado empleada habitualmente en la fabricacion de papel, tales como la fabricacion de pasta termomecanica (TMP), quimiomecanica (CMP), la fabricacion de pasta quimio-termomecanica (CTMP), la fabricacion de pasta triturada, la fabricacion de pasta con sulfato alcalino (kraft), la fabricacion de pasta con sulfito acido, y la fabricacion de pasta semiqmmica. El sustrato puede comprender unicamente fibras vfrgenes o fibras recicladas o una combinacion de ambas. El peso del sustrato de la hoja para impresion es de 30-800 g/m2, normalmente de 30-600 g/m2, mas habitualmente de 50-500 g/m2, preferentemente de 60-300 g/m2, mas preferentemente de 60-120 g/m2, incluso mas preferentemente de 70-100 g/m2.

De acuerdo con una realizacion de la presente invencion la composicion que comprende el compuesto de polialuminio, por ejemplo cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla, y almidon se puede aplicar a la superficie del sustrato en una cantidad de 0,1-7 g/m2/lado, preferentemente de 0,2-6 g/m2/lado, mas preferentemente de 0,3-5 g/m2/lado. La composicion se aplica o se recubre en al menos una de las dos grandes superficies del sustrato.

De acuerdo con una realizacion, la hoja para impresion por inyeccion de tinta revestida con una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y el almidon tiene un angulo de contacto (0,05 s) > 50°, > 70°, preferentemente > 80°, mas preferentemente > 85°, a veces incluso > 90°, medido mediante el metodo convencional de Tappi 565 pm-96. Un aumento en el angulo de contacto indica un aumento en las propiedades hidrofobas de la superficie medida. La mayona de las tintas que se usan en la impresion por inyeccion de tinta son de base acuosa y un aumento de la hidrofobicidad de la hoja para impresion mejora la capacidad de control del comportamiento de la tinta en el proceso de impresion por inyeccion de tinta.

De acuerdo con una realizacion, la hoja para impresion por inyeccion de tinta recubierta con una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon tiene un valor de permeabilidad al aire < 600 ml/min, preferentemente < 500 ml/min, mas preferentemente < 400 ml/min, a veces incluso < 300 ml/min o < 200 ml/min, medido mediante el metodo de la norma ISO 5636-3: 1992. Los valores de permeabilidad al aire indican la porosidad del sustrato. Para el sustrato de impresion por inyeccion de tinta destinado a la impresion se prefiere un pequeno valor de permeabilidad al aire, ya que indica baja porosidad del sustrato, lo que evita la propagacion de la tinta en el interior del sustrato.

De acuerdo con una forma de realizacion la hoja para impresion por inyeccion de tinta revestida con una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon tiene un valor de absorcion de tinta < 300 s, normalmente < 200 s, mas habitualmente < 100 s. El valor de absorcion de tinta se mide usando un probador de encolado Hercules (HST), usando el metodo convencional de TAPPI T530 pm-89.

La resistencia al agua indica la cantidad de tinta impresa que se extiende cuando entra en contacto con agua. Se mide mediante la impresion de una muestra de la hoja para impresion con la impresora de inyeccion de tinta de gota variable HP Business Inkjet 2800, equipada con cartuchos de tinta HP11 (codigo de producto HP: cian C4836A, magenta C4837A) y cabezales de impresion HP11 (codigo de producto HP: cian C4811A, magenta C4812A). Se imprimen parches de prueba de colores solidos cian y magenta, de un tamano de 50 mm x 50 mm, en la hoja para impresion, y la hoja se deja reposar durante un minuto. Se miden las densidades de los parches impresos. Despues la muestra se pone verticalmente en un bano de agua, donde se empapa durante un minuto. Despues de la inmersion, la muestra se saca, se drena el exceso de agua y se pone en una camara de calentamiento hasta que este totalmente seca. La temperatura de la camara de calentamiento se establece en 45 °C y el tiempo de secado es de 15 minutos como maximo. Las densidades de las impresiones de prueba se vuelven a medir despues del secado y la diferencia entre el valor de densidad medido antes de la inmersion y el valor de la densidad despues de la inmersion y el secado se presenta como la perdida de densidad, dada como porcentajes del valor de la densidad original.

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Se ha observado que las propiedades de resistencia al agua de la presente hoja para impresion que se ha recubierto usando la composicion que comprende un compuesto de polialuminio y almidon se pueden mejorar en comparacion con las hojas para impresion por inyeccion de tinta convencionales. Las hojas para impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con una forma de realizacion pueden tener un valor de perdida de tinta normalmente < 55 %, preferentemente < 45 %, mas preferentemente < 40 %.

La densidad de tinta de color negro, la densidad de tinta de color magenta y la densidad de tinta de color cian se miden usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995 e ISO 5-4: 1995. Las densidades de tinta se miden con el densitometro TECHKON SpectroDens, fabricado por Techkon GmbH. Para las pruebas de la densidad y manchado, las muestras se imprimen con una impresora de inyeccion de gota variable HP Photosmart Pro B8850 equipada con cartuchos de tinta HP Pigment Ink Cartridges C9412A-C9419A. Las muestras para pruebas de impresion a su traves se imprimen en una impresora de inyeccion de tinta continua Kodak Versamark VX5000 y para la impresion se usan tintas Kodak F3001 para cian, FV3002 para magenta, FV3003 para negro y FV3005 para amarillo. La hoja para impresion por inyeccion de tinta, que se ha recubierto usando una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon, puede tener al menos un valor de densidad de tinta > 1,1, mas habitualmente > 1,2, preferentemente > 1,3, seleccionado de una densidad de tinta de color negro, densidad de tinta de color magenta y densidad de tinta de color cian, y se mide usando metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, cuando se imprime con una HP Photosmart Pro B8850 y con las tintas como se ha descrito anteriormente. La hoja para impresion por inyeccion de tinta, que se ha recubierto usando una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon, preferentemente tiene un valor de densidad de tinta de color negro > 1,7, preferentemente > 1,8, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, cuando se imprime con una HP Photosmart Pro B8850 y con tintas como se ha descrito anteriormente. La hoja para impresion por inyeccion de tinta, que se ha recubierto usando una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon, preferentemente tiene un valor de densidad de tinta de color magenta >1,1, preferentemente > 1,2, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, cuando se imprime con una HP Photosmart Pro B8850 y con tintas como se ha descrito anteriormente. La hoja para impresion por inyeccion de tinta, que se ha recubierto usando una composicion que comprende el compuesto de polialuminio y almidon, preferentemente tiene un valor de densidad de tinta de color cian > 1,2, preferentemente > 1,3, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, cuando se imprime con una HP Photosmart Pro B8850 y con tintas como se ha descrito anteriormente. Aun mas preferentemente, la hoja para impresion por inyeccion de tinta muestra todos los valores de densidad de tinta de color negro, magenta y cian descritos anteriormente de forma simultanea.

El manchado de impresion es un termino usado para describir las irregularidades en la cantidad de tinta y el brillo de la impresion, que dan lugar a un aspecto de impresion manchado. El manchado de impresion se mide usando un analizador de imagenes y una transformada wavelet, usando equipos TAPIO® PapEye fabricados por Only Solutions, TAPIO Technologies, Espoo, Finlandia. En primer lugar se escanea el campo a medir y se determina el grado de imperfeccion de acuerdo con siete etapas de resolucion: 0,17 mm; 0,34 mm; 0,67 mm; 1,34 mm; 2,54 mm; 5,10 mm; 10,2 mm. Los valores entre las etapas de resolucion se interpolan y se presenta el manchado de impresion como una suma de estos valores. El mdice de manchado tiene un rango de 0 a 100, pero en la practica se encuentra entre 1 y 10. Se realizan cinco replicas de cada punto de ensayo. El metodo no es sensible a la orientacion de la muestra. Una hoja para impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con una realizacion puede tener un mdice de manchado para tonos claros < 5, preferentemente < 4,5, mas preferentemente < 4,3 unidades arbitrarias, el tono claro que comprende una sobreimpresion de pantalla cian al 40 % junto con pantalla magenta al 40 %. Una hoja para impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con una realizacion puede tener un mdice de manchado para tonos oscuros < 8, preferentemente < 7, mas preferentemente < 6 unidades arbitrarias, el tono oscuro que comprende una sobreimpresion de pantalla cian al 80 % junto con pantalla magenta al 80 % de sobreimpresion.

Los valores de impresion a su traves describen la aparicion no deseada de una imagen impresa en el reverso de la hoja para impresion impresa. La impresion a su traves se analiza con el metodo siguiente, que se basa en la evaluacion de CIELAB (AE*) o diferencias de color CIE94 (AE94) entre areas de estudio y de referencia. El area de estudio se obtiene con la ayuda de un escaner de superficie plana del reverso de la impresion, y la zona de referencia se obtiene de una superficie no impresa del papel en cuestion. Los valores de la gravedad de la impresion a su traves se calculan con un programa Matlab mantenido por MathWorks. Se calculan las diferencias de color AE* o AE94 punto por punto, y el valor medio de las diferencias de color expresa la intensidad de la impresion a su traves. La hoja para impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con una realizacion puede tener un valor de impresion a su traves < 9, preferentemente < 8, mas preferentemente < 7, dado en unidades arbitrarias. Para hojas para impresion por inyeccion de tinta el valor preferentemente es lo mas bajo posible.

De acuerdo con una realizacion de la invencion, la hoja para impresion por inyeccion de tinta revestida con un revestimiento que comprende el compuesto de polialuminio tiene un valor Cobb60 < 70 g/m2, preferentemente < 65 g/m2, mas preferentemente < 60 g/m2, medido mediante el uso del metodo de la norma ISO 535: 1991. El valor Cobb60 da un valor para la absorcion de agua de la hoja para impresion. Cuanto menor sea el valor de Cobb 60, menor es la cantidad de agua absorbida por la hoja. Para hojas de impresion por inyeccion de tinta a veces es una ventaja un valor Cobb60 pequeno a fin de obtener buenos resultados de impresion con tintas solubles en agua. Los valores Cobb60 obtenidos usando la composicion de acuerdo con la presente invencion se pueden comparar con los valores que se obtienen convencionalmente por encolado hidrofobo.

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En esta solicitud la composicion de una mezcla de revestimiento se obtiene al proporcionar el valor de 100 a la cantidad total de almidon y pigmento(s), y el calculo de las cantidades de otros componentes en relacion con la cantidad total de almidon y de pigmento(s) (pph). Las proporciones de todos los componentes se dan como sustancias activas.

Parte experimental

La composicion de revestimiento se prepara usando un agitador magnetico caliente y un decantador. En primer lugar se cocina el almidon, con lo que se anade una cantidad definida de agua y almidon (Stabilys A020, Roquette) al decantador. Despues de esto la mezcla se calienta hasta el punto de ebullicion y se cocina durante 30 minutos en un agitador magnetico caliente. Despues de cocinar el almidon se anaden otros componentes con una accion de cizallamiento adecuado que garantiza la mezcla completa de los componentes entre sf. Las composiciones se preparan de acuerdo con la siguiente Tabla 1. El contenido de solidos deseado de la composicion de revestimiento es del 13-15 % en peso.

En las composiciones se usa KemiraPAC A18 como cloruro de polialuminio y se usa Kemira Kemwhite CG80 como sulfato de calcio dihidratado.

Tabla 1. Componentes de la composicion de referencia (Ref.) y diferentes composiciones de ensayo (S1-S8).

Componente: Ref. S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

Almidon: 100 100 100 100 100 70 70 70 70

Sulfato de calcio dihidratado: 0 0 0 0 0 30 30 30 30

Cloruro de polialuminio: 0 2 4 6 8 2 4 6 8

El sustrato de la hoja para impresion es de papel de base libre de madera de 75 g/m2 que incluye tanto pastas de madera dura como madera blanda y carga. Las composiciones de revestimiento a analizar se aplican al papel base usando una prensa de encolado de laboratorio (fabricante Mathis, tipo SP 5607) a una velocidad de 2 m/min con 200 kPa de presion de contacto. Usando esta combinacion de contenido solido en la composicion, velocidad de funcionamiento de la prensa de encolado y presion de contacto, se consigue un aumento de peso para las muestras por cada lado de 2,5 g/m2. Despues del revestimiento, las hojas se secan y se someten a calandrado. La temperatura de secado para las muestras es de 60 °C durante 90 segundos. El calandrado se realiza mediante el denominado calandrado suave a temperatura ambiente a 25 °C con una carga de contacto de 75 kN/m.

Se llevan a cabo experimentos con el fin de evaluar las muestras para su uso en la impresion por inyeccion de tinta. Las propiedades seleccionadas para la evaluacion son la gama cromatica, la densidad (negro), la densidad (magenta) y la densidad (cian). Las impresiones de pruebas se imprimen con una HP Photosmart Pro B8850 equipada con tintas HP Vivera 38. Las densidades de color se miden con TECHKON SpectroDens. Los resultados se dan en la Tabla 2.

Tabla 2. Resultados de los experimentos para la composicion de referencia (Ref.) y diferentes composiciones de ensayo (S1-S8).

Propiedad: Ref. S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8

Gama: 7199 8487 9273 9546 9660 9022 9355 9710 9539

Densidad, negro: 1,66 1,79 1,91 1,93 1,88 1,98 1,96 2,00 1,95

Densidad, magenta: 1,00 1,11 1,29 1,29 1,32 1,35 1,35 1,40 1,37

Densidad, cian: 1,10 1,24 1,38 1,43 1,47 1,30 1,37 1,55 1,46

De los resultados obtenidos se puede concluir que una cantidad creciente de cloruro de polialuminio en la composicion aumenta los valores de la gama cromatica y de densidad de color. La mejora es aun mas pronunciada cuando se usa una composicion de acuerdo con la presente invencion que comprende tanto cloruro de polialuminio como sulfato de calcio dihidratado.

Incluso a pesar de que la invencion se ha descrito con referencia a lo que en la actualidad parece que son las realizaciones mas practicas y preferidas, se apreciara que la invencion no se limita a las realizaciones descritas anteriormente, sino que esta previsto que la invencion tambien cubra diferentes modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Uso de una composicion que comprende

- pigmento, que es sulfato de calcio dihidratado,

- solucion de almidon, y

- compuesto de polialuminio

para la obtencion de una hoja para impresion por inyeccion de tinta que comprende madera o material de fibra lignocelulosica y que tiene al menos un valor de densidad de tinta > 1,1, seleccionada entre densidad de tinta de color negro, densidad de tinta de color magenta y densidad de tinta de color cian, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995, por revestimiento o aplicacion de dicha composicion sobre la hoja para impresion por inyeccion de tinta.
2. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el compuesto de polialuminio es cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla.
3. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la cantidad de compuesto de polialuminio en la composicion es > 0,01 partes, por lo general de 0,05-20 partes, preferentemente de 0,2-8 partes, y mas preferentemente 2-7 partes.
4. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la cantidad de compuesto de polialuminio en la composicion es > 0,01 % en peso, normalmente del 0,05-16,7 % en peso, preferentemente del 0,2-7,4 % en peso, mas preferentemente del 2-6,5% en peso, los porcentajes que se calculan respecto al total del peso en seco de compuesto de polialuminio y almidon.
5. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado por que la cantidad de solucion de almidon en la composicion es < 95 partes, normalmente de 5-95 partes, preferentemente de 30-95 partes, y mas preferentemente de 40-95 partes.
6. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la cantidad de pigmento en la composicion es de 0,1-80 partes, preferentemente de 10-60 partes, mas preferentemente de 10-50 partes.
7. Uso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que la composicion comprende sulfato de calcio dihidratado, tanto en forma disuelta en la solucion de almidon como en forma de partfculas solidas.
8. Uso de acuerdo con la reivindicacion 7, caracterizado por que la cantidad de sulfato de calcio dihidratado disuelto en la solucion de almidon es > 400 ppm, preferentemente > 500 ppm.
9. Una hoja para impresion por inyeccion de tinta que comprende un sustrato laminado que comprende madera o material de fibra lignocelulosica, caracterizada por que el sustrato laminado tiene al menos una superficie, que se ha recubierto con o sobre la que se ha aplicado una composicion que comprende

- pigmento, que es sulfato de calcio dihidratado,

- almidon y

- compuesto de polialuminio,

y por que la hoja para impresion tiene al menos un valor de densidad de tinta > 1,1, seleccionada entre densidad de tinta de color negro, densidad de tinta de color magenta y densidad de tinta de color cian, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995.
10. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada por que el compuesto de polialuminio es cloruro de polialuminio o sulfato de polialuminio o su mezcla.
11. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9-10, caracterizada por que tiene al menos un valor de densidad de tinta > 1,2, preferentemente > 1,3, seleccionada entre densidad de tinta de color negro, densidad de tinta de color magenta y densidad de tinta de color cian, y medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995.
12. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada por que tiene un valor de densidad de tinta de color negro > 1,7, preferentemente > 1,8, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995.
13. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada por que tiene un valor de densidad de tinta de color magenta > 1,2, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995.
14. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizada por que tiene un valor de densidad de tinta de color cian > 1,2, preferentemente > 1,3, medida usando los metodos de la norma ISO 5-3: 1995, ISO 5-4: 1995.

5 15. Hoja para la impresion por inyeccion de tinta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9-14,

caracterizada por que tiene un valor de gama cromatica > 7500.