MX2013009542A - Medio de registro brillante para la impresion de inyeccion de tinta. - Google Patents

Abstract

Un medio de impresión de inyección de tinta y una composición de recubrimiento para formar un medio de impresión de inyección de tinta. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se da a conocer un medio de impresión de inyección de tinta que comprende un recubrimiento receptor de inyección de tinta, sobre un sustrato de papel. El recubrimiento receptor de inyección de tinta, contiene una combinación sinérgica de pigmentos, aglutinantes y una sal de metal multivalente de tal manera que el medio de impresión de inyección de tinta exhibe propiedades mejoradas de impresión de inyección de tinta, particularmente cuando se imprime con una impresora de inyección de tinta de alta velocidad utilizando tintas pigmentadas.

Description

MEDIO DE REGISTRO BRILLANTE PARA LA IMPRESIÓN DE INYECCIÓN DE TINTA REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de EE.UU. N ° 61/444,498 presentada el 18 de febrero de 20 1 , la solicitud provisional de EE.UU. N 0 61/470,810 presentada el 1 de abril de 201 1 y la solicitud provisional de EE.UU. N ° 61/567,181 presentada el 6 de diciembre de 201 1 , los contenidos de las cuales se incorporan en el presente documento por referencia.

ANTECEDENTES La presente solicitud se refiere a un medio de impresión de inyección de tinta y una composición de recubrimiento para formar un medio de impresión de inyección de tinta. Más específicamente la composición de recubrimiento de inyección de tinta descrita en este documento contiene una sal multivalente y el medio de impresión resultante es particularmente útil para la impresión en alta velocidad de múltiples colores, tal como la impresión de inyección de tinta de alta velocidad.

Tradicionalmente, las imprentas comerciales imprimen catálogos, folletos y correo directo con la impresión offset. Sin embargo, los avances en la tecnología de inyección de tinta han provocado un aumento de la penetración en las imprentas comerciales. La tecnología de inyección de tinta ofrece una alternativa de alta calidad a la impresión en offset para mejorar las tasas de respuesta, reduciendo los costos y aumentando la demanda de productos. Además de imprimir imágenes variables de alta calidad y texto, estas impresoras incorporan un sistema de transporte de papel alimentado mediante un rollo que permite la impresión rápida y de gran volumen. La tecnología de inyección de tinta se utiliza actualmente para la producción bajo demanda de revistas locales, periódicos, lotes pequeños de impresión, libros de texto y la impresión transaccional en el mundo entero.

Se están desarrollando sistemas de inyección de tinta continuos que permiten calidad, productividad, fiabilidad y costo, de categoría offset, con todas las ventajas de la impresión digital para aplicaciones comerciales de gran volumen. Estos sistemas continuos permiten que la impresión de inyección de tinta se expanda más allá de la base central de impresoras transaccionales y de impresión secundaria, y dentro de aplicaciones comerciales de alto volumen. PROSPER la tecnología de inyección de tinta de Kodak es un ejemplo de un sistema así.

De acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención se describe un medio de impresión el cual ofrece tiempos de secado rápidos, alto brillo y una excelente calidad de imagen cuando se imprime utilizando dispositivos de inyección de tinta de alta velocidad utilizados en aplicaciones de impresión comercial.

La patente EE.UU. N 0 7,803,224, titulada "Papel y Medio de Recubrimiento para múltiples funciones de impresión" (Schliesman et al.) da a conocer un medio de impresión de inyección de tinta que es compatible con la impresión offset, de inyección de tinta, y láser. Si bien la formulación descrita funciona bien con muchas impresoras de inyección de tinta comerciales, se desempeña mal con la impresora KODAK PROSPER. El contenido de la patente '224 se incorpora aquí por referencia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente solicitud describe un medio de impresión de inyección de tinta y una composición de recubrimiento para formar un medio de impresión de inyección de tinta. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se da a conocer un medio de impresión de inyección de tinta brillante que comprende un recubrimiento de inyección de tinta-receptiva sobre un sustrato de papel. El recubrimiento de inyección de tinta-receptiva contiene una combinación sinérgica de pigmentos, aglutinantes y una sal multivalente de tal manera que el medio de impresión de inyección de tinta exhibe propiedades mejoradas de impresión de inyección de tinta, particularmente cuando se imprime con una impresora de inyección de tinta de alta velocidad utilizando tintas pigmentadas o basadas en colorantes.

De acuerdo con ciertas modalidades, el recubrimiento de papel incluye una combinación de un pigmento primario y un pigmento secundario. El pigmento primario incluye típicamente partículas finas que tienen un tamaño promedio de partícula inferior a 1 miera. El pigmento secundario puede ser un pigmento grueso que tiene un tamaño medio de partícula de aproximadamente 2 a 5 mieras. El revestimiento también incluye un aglutinante y, opcionalmente, un co-aglutinante. Típicamente, una sal multivalente que también está incluida en la composición de revestimiento.

El carbonato de calcio fino es particularmente útil como el pigmento primario. El carbonato de calcio fino proporciona un alto lustre, brillo y opacidad.

Otra modalidad se refiere a una hoja recubierta que incluye un sustrato de papel al que el revestimiento anterior se ha aplicado. La hoja recubierta es altamente absorbente para muchos tipos de tinta. Rápidamente absorbe la tinta de varios pases de una impresora de inyección de tinta.

El recubrimiento y papel recubierto de la presente invención son particularmente útiles con tintas de inyección de tinta tanto de colorantes y pigmentadas.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método de impresión que comprende un depósito de tinta de inyección de tinta sobre un sustrato recubierto tal como se describe en este documento. De acuerdo con ciertos aspectos, la tinta de inyección de tinta se deposita a partir de una impresora de inyección de tinta y la tinta de inyección de tinta incluye al menos un colorante con base de pigmento en una composición acuosa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El revestimiento para la producción del medio de impresión de inyección de tinta incluye típicamente al menos dos pigmentos, un pigmento primario y un pigmento secundario. El pigmento primario puede ser un pigmento de tamaño de partícula fino, tal como el carbonato de calcio. El pigmento secundario puede ser un pigmento grueso. Los pigmentos primarios y secundarios típicamente son pigmentos inorgánicos. Además, el revestimiento incluye típicamente un aglutinante y, opcionalmente, un co-aglutinante. Los pigmentos típicamente comprenden la mayor parte de la composición de recubrimiento sobre una base de peso en seco. A menos que se indique lo contrario, las cantidades de materiales de los componentes se expresan en términos de partes del componente por cada 100 partes de pigmento total sobre la base del peso.

El componente principal del recubrimiento puede ser un pigmento fino que tiene un tamaño medio de partícula (d50) de menos de 1 miera, más particularmente de aproximadamente 0.4 a 0.8 y aún más particularmente de aproximadamente 0.5 a 0.8 mieras. De acuerdo con ciertas modalidades, el pigmento primario puede tener una distribución de tamaño de partícula con un d98 de aproximadamente 0.7 a 5 mieras, más particularmente de aproximadamente 2 a 3.5 mieras. El porcentaje de una miera puede ser de aproximadamente 60 a 80%, más particularmente de aproximadamente 35 a 75%.

Los pigmentos primarios que son particularmente útiles pueden tener un área superficial BET en el intervalo de cerca de 5 - 20, más particularmente cerca de 8 - 12 m2 / g. De acuerdo con ciertas modalidades, el pigmento primario puede ser al menos 35 partes, más particularmente desde aproximadamente 40 a aproximadamente 90 partes, y aún más particularmente de aproximadamente 45 a aproximadamente 85 partes, por 100 partes de pigmento total en peso. Se puede utilizar una combinación de pigmentos para proveer el pigmento primario de la composición.

Un carbonato de calcio molido fino particularmente útil es el COVERCARB ® HP disponible de Omya AG, Oftringen, Suiza. El COVERCARB ® HP tiene típicamente un tamaño medio de partícula de aproximadamente 0.4 a aproximadamente 0.8 mieras. El HYDROCARB ® 90 es un ejemplo de otro pigmento disponible comercialmente que puede servir como el pigmento primario en la presente solicitud.

El pigmento secundario normalmente es un pigmento más grande en tamaño que el pigmento primario. El tamaño medio de partícula del pigmento secundario tiene típicamente un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 2 a 5 mieras, más en particular acerca de 2.5 a 4 mieras. De acuerdo con ciertas modalidades, el pigmento secundario puede tener una distribución de tamaño de partícula con un d98 de aproximadamente 10 a 20 mieras, más particularmente de aproximadamente 12 a 17 mieras. El porcentaje de una miera puede ser de aproximadamente 10 a 30%, más particularmente aproximadamente de 15 a 25%. Los pigmentos secundarios que son particularmente útiles pueden tener un área superficial BET en el intervalo de aproximadamente 2 - 4 más particularmente de aproximadamente 2.5 a 3.5 m2 / g. Las cantidades de pigmento secundario son típicamente no más de aproximadamente 50 partes basado en 100 partes en peso del pigmento total. El pigmento secundario puede estar presente en cantidades mayores que 5 partes de pigmento por 100 partes de pigmento total. De acuerdo con ciertas modalidades, el pigmento secundario puede estar presente en cantidades de aproximadamente 5-30 partes, más particularmente de aproximadamente 8-12 partes. De acuerdo con otras modalidades, el pigmento secundario puede estar presente en cantidades de aproximadamente 5-55 partes, y más particularmente de aproximadamente 10-50 partes. Ejemplos de los pigmentos secundarios incluyen carbonatos, silicatos, sílices, dióxido de titanio, óxidos de aluminio y trihidratos de aluminio. Los pigmentos secundarios particularmente útiles incluyen carbonato de calcio molido grueso, tal como el CARBITAL ® 35 (Imerys, Ros ell, Georgia) y el HYDROCARB ® PG-3. Al igual que con el pigmento primario, el pigmento secundario puede comprender más de un pigmento o tipo de pigmento.

De acuerdo con ciertas modalidades, el tamaño de partícula promedio (mediana) del pigmento secundario es de aproximadamente 4 a 6, más particularmente de aproximadamente 5 veces el tamaño medio de partícula del pigmento primario.

Los pigmentos suplementarios son opcionales y pueden incluir pigmentos utilizados en la formulación según sea necesario para mejorar el brillo, blancura u otras propiedades de revestimiento. De acuerdo con ciertas modalidades, hasta un máximo de 20 partes en peso adicionales del pigmento seco de recubrimiento puede ser un pigmento suplementario. Hasta 15 partes, y más en particular menos de 10 partes, del pigmento puede ser un pigmento suplementario, tal como otro pigmento de carbonato, pigmento plástico, Ti02, o mezclas de los mismos. Otro pigmento complementario es dióxido de titanio aniónico, tal como el disponible de Productos Químicos Itochu América (White Plains, NY). Las esferas huecas son pigmentos plásticos particularmente útiles para el abrillantado del papel. Los ejemplos de los pigmentos de esfera hueca incluyen Ropaque 1353 y Ropaque AF-1055 (Rohm & Haas, Filadelfia, PA). Se pueden obtener Papeles de mayor brillo cuando se utilizan los pigmentos finos que tienen un tamaño de partícula pequeño. Las cantidades relativas de los pigmentos suplementarios se pueden variar dependiendo de la blancura y los niveles de brillo deseados. Los pigmentos de plástico útiles de acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención tienen un volumen de huecos de aproximadamente 40 - 70%, un tamaño promedio (mediana) de partícula de aproximadamente 0.9 a 1 .4 mieras y una temperatura de transición vitrea (Tg) de alrededor de 90 ° - 1 10 ° C.

Un aglutinante primario se añade al recubrimiento para lograr adherencia. El aglutinante primario es compatible con la incorporación de una sal multivalente. De acuerdo con ciertas modalidades, el aglutinante puede ser un biopolímero tal como un almidón o proteína. De acuerdo con las modalidades particularmente útiles, el polímero puede comprender partículas de biopolímero, más particularmente micropartículas de biopolímero y de acuerdo con ciertas modalidades, nanopartículas de biopolímero. De acuerdo con aspectos particularmente útiles, las partículas de biopolímero comprenden partículas de almidón y, más particularmente, nanopartículas de almidón que tiene un tamaño promedio de partícula de menos de 400 nm. Las composiciones que contienen un conjugado de látex biopolímero, que comprende un complejo aditivo de biopolímero, hecho reaccionar con un agente de reticulación tal como se describe en el documento WO 2010/065750 son particularmente útiles. Los aglutinantes basados en biopolímeros y, en particular los aglutinantes que contienen partículas de biopolímero, se ha encontrado que son compatibles con la inclusión de una sal multivalente en la formulación del recubrimiento y que facilitan la producción y el procesamiento del recubrimiento. Por ejemplo, en algunos casos las composiciones de recubrimiento se pueden preparar con un alto contenido de sólidos, mientras que el mantienen una viscosidad aceptable para la composición de recubrimiento. Los aglutinantes de biopolímeros que pueden encontrar uso en la presente solicitud se describen en la Patente de EE.UU. Nos. 6,677,386; 6,825,252; 6,921 ,430; 7,285,586 y 7,452,592, y el documento WO 2010/065750, la divulgación relevante en cada uno de estos documentos" se incorpora aquí por referencia. Un ejemplo de un aglutinante adecuado que contiene nanopartículas de biopolímero es Ecosphere ® 2240 disponible en Ecosynthetix Inc.

El aglutinante también puede ser un aglutinante polimérico sintético. De acuerdo con ciertas modalidades, el aglutinante es compatible con la incorporación de una sal multivalente. El aglutinante puede ser un látex sintético no iónico o puede ser un látex aniónico sintético, tal como el estireno-butadieno, que se ha vuelto estable a las formulaciones o recubrimientos que contienen sales multivalentes. Estos aglutinantes que de otro modo serían incompatibles con la presencia de sales multivalentes pueden ser modificados para hacerlos compatibles a través de diversas modificaciones, tales como mediante el uso de tensioactivos particulares. En algunas modalidades, el aglutinante puede ser una mezcla de aglutinante de látex polimérico sintético y aglutinante de látex natural de (biopolímero). De conformidad con las mezclas particularmente útiles, el aglutinante sintético puede representar al menos el 50% del aglutinante total en peso, más particularmente al menos aproximadamente 75% y en algunos casos al menos aproximadamente 90%. Un ejemplo de una combinación particularmente útil de los aglutinantes es Ecosphere® 2240 disponible en Ecosynthetix Inc. y XL-2800 (látex SBR aniónico disponible en OMNOVA Solutions Inc.). Las composiciones que contienen aproximadamente 25% a 50% de Ecosphere® en peso basado en el peso total de aglomerante son particularmente útiles.

La cantidad total de aglutinante primario típicamente es de aproximadamente 2 a aproximadamente 15, más particularmente de aproximadamente 5 a aproximadamente 13, partes por 100 partes del total de pigmentos. De acuerdo con ciertas modalidades, un aglutinante que contiene partículas de biopolímero puede ser el único aglutinante en la composición de recubrimiento.

El recubrimiento también puede incluir un co-aglutinante que se utiliza además del aglutinante primario. Los ejemplos de co-aglutinantes útiles incluyen el alcohol de polivinilo y los aglutinantes de proteínas. El co-aglutinante, cuando está presente, típicamente se usa en cantidades de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 partes de co-aglutinante por cada 100 partes de pigmento en una base de peso seco, más particularmente desde aproximadamente 2 a 7 partes de co-aglutinante por 100 partes de pigmento seco. Otro co-aglutinante que es útil en algunas modalidades es el almidón. Tanto almidones catiónicos y aniónicos se pueden usar como un co-aglutinante. El almidón ADM Clineo 716 es un almidón de maíz etilado (Archer Daniels Midland, Clinton, lowa). Penford PG 260 es un ejemplo de otro almidón co-aglutinante que se puede utilizar. De acuerdo con algunas modalidades, el recubrimiento está sustancialmente libre (por ejemplo, no más de 0.2 partes) de cualquier aglutinante de látex SBR que no sea de calcio estable. Los niveles de aglutinantes deben ser controlados cuidadosamente. Si se utiliza muy poco aglutinante, la estructura de recubrimiento puede carecer de integridad física, mientras que si se utiliza demasiado aglutinante, el recubrimiento puede llegar a ser menos poroso lo que resulta en tiempos de secado de tinta más largos.

La composición de recubrimiento también incluye una sal multivalente. En ciertas modalidades de la invención, el metal multivalente es un catión divalente o trivalente. Más particularmente, la sal de metal multivalente puede ser un catión seleccionado a partir de Mg +2, Ca +2, 2 Ba, Zn 2, 3 y Al, en combinación con los contraiones adecuados. Los cationes divalentes tales como Ca +2 y Mg +2 son particularmente útiles. También se pueden utilizar combinaciones de cationes.

Ejemplos específicos de la sal utilizados en el recubrimiento incluyen (pero no se limitan a) cloruro de calcio, acetato de calcio, nitrato de calcio, cloruro de magnesio, acetato de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de bario, nitrato de bario, cloruro de cinc, nitrato de cinc, cloruro de aluminio, hidroxicloruro de aluminio, y nitrato de aluminio. Sales similares serán apreciadas por el experto en la técnica. Las sales particularmente útiles incluyen CaCI2, MgCI2, MgS04, Ca (N03) 2, y Mg (N03) 2, incluyendo versiones hidratadas de estas sales. También se pueden utilizar combinaciones de las sales. La sal puede estar presente en el recubrimiento en una cantidad de alrededor de 2.5 a 15 partes, más particularmente aproximadamente 3 a 10 partes basadas en el peso por 100 partes totales de pigmento.

También se puede incluir un auxiliar de retención de agua en el recubrimiento para mejorar la retención de agua. Los recubrimientos que contienen iones multivalentes pueden carecer de suficiente capacidad de retención de agua para aplicaciones comerciales. Además de aumentar la retención de agua, una ventaja secundaria es que inesperadamente mejora la fuerza de unión del biopolímero. Los tirones de cinta indican una mejor resistencia en las formulaciones de recubrimiento que incluyen un auxiliar de retención. Los ejemplos de auxiliares de retención de agua para uso en esta invención incluyen, pero no se limitan a, óxido de polietileno, hidroxietil celulosa, alcohol de polivinilo, almidones, y otros productos disponibles comercialmente se venden para tales aplicaciones. Un ejemplo específico de un auxiliar de retención adecuado es Natrosol GR (Aqualon). De acuerdo con ciertas modalidades, el agente de retención de agua puede estar presente en una cantidad de alrededor de 0.1 a 2 partes, y más en particular alrededor de 0.2 a 1 parte por 100 partes de pigmentos totales.

Otros aditivos opcionales se pueden utilizar para variar las propiedades del recubrimiento. Se pueden utilizar agentes abrillantadores, tales como el agente abrillantador óptico Clariant T26, (de Clariant Corporation, McHenry, IL). Los ¡nsolubilizadores o reticulantes pueden ser útiles. Un agente de reticulación particularmente útil es el Sequarez 755 (RohmNova, Akron, Ohio). Los tintes de color pueden ser añadidos para ajustar el tinte. Un lubricante se añade opcionalmente para reducir la resistencia cuando el recubrimiento se aplica con un recubridor de cuchilla. Los lubricantes diglicéridos son particularmente útiles de acuerdo con ciertas modalidades. Estos aditivos opcionales, cuando están presentes, están presentes típicamente en una cantidad de alrededor de 0.1 a 5 partes, y más en particular aproximadamente 0.2 a 2 partes por 100 partes del total de pigmentos.

Las composiciones de recubrimiento producidas de acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención, implican una combinación sinérgica de componentes para proporcionar las calidades de impresión y de imágenes deseadas, así como proporcionar una composición de recubrimiento que puede ser adecuadamente mezclada, bombeada y recubierta. En consecuencia, la composición de recubrimiento se puede obtener por el tamaño de partícula de los pigmentos de equilibrio, el nivel de pigmento inorgánico, y el nivel de pigmento plástico para proporcionar una composición de recubrimiento capaz de ser calandrada para producir un papel recubierto con un grado de brillo 75 de alrededor de 50 - 75, más particularmente de alrededor de 55 - 70. Aunque la presente solicitud se dirige principalmente a recubrimientos de alto brillo, los recubrimientos y las condiciones de revestimiento se pueden modificar para producir los grados de brillo mate o bajo. Por ejemplo, reduciendo el pigmento plástico y el aumento de la cantidad de carbonato de grueso puede dar como resultado un recubrimiento adecuado para la producción de un papel opaco grado con un brillo de aproximadamente 25 -40, más particularmente de aproximadamente 30 - 35.

Las composiciones de recubrimiento producidas de acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención, implican una combinación sinérgica de componentes para proporcionar las calidades de impresión y de imágenes deseadas, así como proporcionar una composición de recubrimiento que puede ser adecuadamente mezclada, bombeada y recubierta. En consecuencia, la composición de recubrimiento se puede obtener por el tamaño de partícula de los pigmentos de equilibrio, el nivel de pigmento inorgánico, y el nivel de pigmento plástico para proporcionar una composición de recubrimiento capaz de ser calandrada para producir un papel recubierto con un grado de brillo 75 de alrededor de 50 - 75, más particularmente de alrededor de 55 - 70. Aunque la presente solicitud se dirige principalmente a recubrimientos de alto brillo, los recubrimientos y las condiciones de revestimiento se pueden modificar para producir grados mate o de brillo bajo. Por ejemplo, reduciendo el pigmento plástico y aumentando la cantidad de carbonato grueso puede dar como resultado un recubrimiento adecuado para la producción de un papel de grado opaco con un brillo de aproximadamente 25 -40, más particularmente de aproximadamente 30 - 35.

Para facilitar la manipulación y el recubrimiento de la formulación, puede ser beneficioso mantener la viscosidad Brookfield (90 ° F/20RPM) de la formulación a menos de aproximadamente 12,000 cps, más particularmente menos de aproximadamente 10,000 cps y aún en otros casos menos de aproximadamente 5000 cps. De acuerdo con ciertos aspectos, la viscosidad puede estar entre aproximadamente 2,500 hasta 4,500 cps. Las composiciones de recubrimiento que son estables al corte son particularmente útiles. Los recubrimientos estables al corte, exhiben poco o ningún aumento de la viscosidad cuando se somete a esfuerzo cortante significativo. La estabilidad al corte se puede medir sometiendo un revestimiento a cortante en un mezclador tal como un Eppenbach en el ajuste más alto de corte que no da lugar a arrastre de aire y luego medir la viscosidad del recubrimiento en comparación con una composición de control que no fue sometido a corte alto. Los dispersantes pueden ser un factor en la estabilidad al corte de una composición de recubrimiento.

De acuerdo con ciertas modalidades, puede ser beneficioso mantener el porcentaje de sólidos del recubrimiento a un nivel mayor que aproximadamente 35%, típicamente mayor que 40%, en algunos casos mayor que aproximadamente 50%, y en otros casos mayor que aproximadamente 55%. Las composiciones de recubrimiento que tienen un alto contenido de sólidos en el intervalo de aproximadamente 55 - 65% pueden ser particularmente útiles. La producción de una formulación de recubrimiento que cumpla con estas propiedades es aún más difícil debido a la presencia de la sal en la formulación que puede interactuar con otros componentes de la formulación para aumentar la viscosidad a un punto en el que el recubrimiento se ve comprometido.

De acuerdo con algunos aspectos, la composición de recubrimiento puede contener un dispersante que permite que la composición sea formulada con un alto contenido de sólidos y sin embargo mantenga una viscosidad aceptable. Sin embargo, debido a los componentes particulares utilizados para preparar los recubrimientos de alto contenido de sólidos, los dispersantes utilizados típicamente pueden no ser adecuados, ya que pueden dar lugar a viscosidades inaceptables. Los dispersantes, cuando se incluyen en la formulación, se utilizan típicamente en cantidades de aproximadamente 0.2 - 2 piezas, más particularmente de aproximadamente 0.5-1.5 partes por 100 partes del total de pigmentos. Los dispersantes que se ha encontrado que son adecuados para esta aplicación particular de la composición de recubrimiento, incluyen dispersantes que contienen polímeros con grupos afines a los pigmentos, sales de policarboxilato de poliéter y sales de polioxialquileno. Los ejemplos específicos incluyen, sin limitación, los siguientes: Los ejemplos de otros dispersantes útiles incluyen DISPERBYK-199 (solución de un copolímero con grupos afines a los pigmentos), Disperbyk-2015 (copolímero de acrilato con grupos afines a los pigmentos) y Anti-Terra 250 (solución de una sal de alquilamonio de un polímero ácido de alto peso molecular), todos fabricados por BYK.

Las técnicas de mezclado convencionales pueden ser utilizadas en la fabricación de este revestimiento. Si se utiliza almidón, por lo general se cuece antes de preparar el recubrimiento usando una olla de cocción para almidón. De acuerdo con ciertas modalidades, el almidón puede estar hecho de hasta aproximadamente 35% de sólidos. Por otra parte, todos los pigmentos, incluyendo el pigmento primario, secundario y cualesquier pigmentos suplementarios, se pueden mezclar durante varios minutos para garantizar que no se ha producido sedimentación. En el laboratorio, los pigmentos se pueden mezclar en un mezclador de taladro de columna usando un mezclador de paletas. El aglutinante primario se añade a continuación al mezclador, seguido por el coaglutinante 1 -2 minutos más tarde. Si se usa almidón, se añade típicamente a la mezcladora mientras todavía está caliente de la olla de cocción, a aproximadamente 190 ° C. El recubrimiento final se hace mediante la dispersión de los componentes mezclados en agua. El contenido de cuerpos sólidos de la dispersión es típicamente de aproximadamente 35% a aproximadamente 60% en peso. Más particularmente, los sólidos pueden ser de aproximadamente 45% a aproximadamente 58% de la dispersión en peso.

Sin embargo, otra modalidad se refiere a un papel de impresión mejorado que tiene un sustrato de papel al que se le ha aplicado el recubrimiento sobre al menos una superficie. Cualquier método de recubrimiento o aparato puede ser utilizado, incluyendo, pero no limitados a, recubridores de rodillo, recubridores de chorro, recubridores de hoja o recubridores de varilla. El peso de recubrimiento es típicamente de aproximadamente 2 a aproximadamente 10, más particularmente aproximadamente 5 a alrededor de 9, libras por cada 3300 pies2 por lado, a papeles de base de prensa de recubrimiento, pre-recubiertos, recubiertos o sin recubrir. Los papeles recubiertos típicamente oscilarían entre 30 Ib hasta aproximadamente 250 lb/3300 pies2 de superficie del papel. El papel recubierto a continuación se súper satina opcionalmente, usando métodos convencionales para el brillo deseado. De acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención, el papel acabado tiene un valor de brillo de 75° de al menos 55%, más particularmente entre aproximadamente 58% a 75%. El brillo se puede medir de acuerdo a la norma TAPPI, "Brillo especular de papel y cartón a 75 grados," Método de prueba T 480 om-09.

El sustrato o la hoja base puede ser un papel base convencional utilizado en los grados offset convencionales. El peso base/calibre puede variar de aproximadamente Texto 60# a 9 puntos. De acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención, la hoja base puede tener una o más de las siguientes propiedades: suavidad Sheffield de menos de 230, más particularmente de aproximadamente 80 a 150, una porosidad Gurley de aproximadamente 10 - 20 segundos, un valor de prueba de Formación MK mayor que 50 y una densidad de materia prima de base de más de 13 libras / puntos de calibre para un tamaño de resma de 3,300 pies2.

El papel recubierto acabado es útil para la impresión. La tinta se aplica al recubrimiento para crear una imagen. Después de la aplicación, el vehículo de la tinta penetra en el recubrimiento y se absorbe en el mismo. El número y la uniformidad de los poros del recubrimiento resultan en una absorción de tinta uniforme y rápida, incluso cuando se aplican múltiples capas de tinta. Este papel recubierto también puede ser muy adecuado para la impresión multifuncional, con lo que una imagen en un medio de papel recubierto se crea a partir de combinaciones de los tintes o las tintas pigmentadas de impresoras de inyección de tinta, tóner de impresoras láser y las tintas de prensas de rotograbado o flexografía.

Otro aspecto de la presente solicitud se refiere a un método de impresión en el que el medio de impresión de inyección de tinta descrito anteriormente se imprime con una impresora de inyección de tinta. De acuerdo con ciertas modalidades, la impresora emplea al menos un colorante con base de pigmento en una composición de tinta acuosa. Los colorantes a base de pigmentos se pueden estabilizar utilizando los dispersantes aniónicos. Estos dispersantes pueden ser poliméricos, que contienen sub-unidades repetidoras, o pueden ser monoméricos en la naturaleza. El método de impresión puede emplear una impresora de inyección de tinta comercial de alta velocidad continua, por ejemplo, en el que la impresora aplica imágenes en color a partir de al menos dos cabezales de impresión diferentes, preferiblemente cabezales de impresión de ancho completo con respecto a los medios, en la secuencia en la que las diferentes partes coloreadas de las imágenes están registradas.

Un tipo de tecnología de impresión, conocida comúnmente como "flujo continuo" o impresión "continua" de inyección de tinta, utiliza una fuente de tinta a presión, que produce una corriente continua de gotas de tinta. Las impresoras de inyección de tinta continuas convencionales utilizan dispositivos de carga electrostática que se colocan cerca del punto en el que un filamento de fluido de trabajo se rompe en gotitas de tinta individuales. Las gotas de tinta están cargadas eléctricamente y luego son dirigidas a un lugar adecuado mediante electrodos de deflexión que tienen una gran diferencia de potencial. Cuando no se desea ninguna impresión, las gotitas de tinta son desviadas dentro de un mecanismo de captura de tinta (colector, interceptor, canal, etc.) y, o bien recicladas o desechadas. Cuando se desea la impresión, las gotitas de tinta no son desviadas y se permite que encuentren un medio de impresión. Alternativamente, a las gotas de tinta desviadas se les puede permitir alcanzar el medio de impresión, mientras que las gotas de tinta que no sean desviadas se recogen en el mecanismo de captura de tinta.

Normalmente, los dispositivos de impresión continua de inyección de tinta son más rápidos que los dispositivos de gotita bajo demanda y producen imágenes y gráficos impresos de mayor calidad. Sin embargo, cada color impreso requiere un sistema de formación, desviación, y captura de gotas individuales. Los ejemplos de las impresoras continuas de inyección de tinta convencionales se describen en la patente de EE.UU. N 0 1 ,941 ,001 expedida a Hansell el 26 de diciembre de 1933; la patente de EE.UU. N 0 3,373,437 expedida a Sweet et al. el 12 de marzo, 1968; la patente de EE.UU. N 0 3,416,153 expedida a Hertz et al. el 6 de octubre, 1963; la patente de EE.UU. N 0 3,878,519 expedida a Eaton el 15 de abril 1975, y la patente de EE.UU. N 0 4,346,387 expedida a Hertz el 24 de agosto de 1982. Otro tipo de impresora de inyección de tinta de flujo continuo se divulga en la patente de EE.UU. N 0 6,554,410 a Jeanmaire, et al. El aparato incluye un mecanismo de formación de gota de tinta operable para crear selectivamente una corriente de gotitas de tinta que tienen una pluralidad de volúmenes. Además, un deflector de gota que tiene una fuente de gas está posicionado en un ángulo con respecto a la corriente de las gotas de tinta y es operable para interactuar con la corriente de gotitas con el fin de separar las gotitas que tienen un volumen, de gotas de tinta que tienen otros volúmenes. Una corriente de gotitas de tinta se dirige para alcanzar un medio de impresión y la otra está dirigida a un mecanismo recogedor de tinta. El contenido de las patentes antes identificadas se incorpora aquí por referencia.

Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran aspectos específicos de la presente invención.

Las formulaciones siguientes se recubrieron sobre papel de base 80 # fabricado en el molino NewPage, Wickliffe, KY, por medio de un recubridor de cuchilla con 6.5 libras (por cada 3,300 pies2). El papel base usado para este ejemplo contiene típicamente una mezcla de fibras de madera dura y madera blanda. Las fibras de madera blanda típicamente están presentes en una cantidad de aproximadamente 0 - 25%, y las fibras de madera dura están presentes en una cantidad de alrededor de 100 - 75%. De acuerdo con un papel de base particularmente útil, las fibras de madera blanda y las fibras de madera dura están presentes en una proporción de 15% a 85% respectivamente. El papel de base incluye típicamente desde aproximadamente 40 - 50 Ib / tonelada de almidón de prensa de recubrimiento, y en modalidades particulares aproximadamente 45 libras / tonelada de almidón de prensa de recubrimiento.

Los recubrimientos receptores de inyección de tinta se recubrieron sobre un aplicador de recubrimiento de cuchilla de banco y satinado a 1200 PLI/100 ° F utilizando 3 líneas de contacto/lado. Un blanco de prueba se imprime en el papel resultante con una impresora Kodak 5300 que contiene tintas pigmentadas Kodak estándar. Se midió un parche Dmax cian o negro para el moteado utilizando un sistema de análisis de imagen IAS Personal fabricado por QEA. El moteado es una falta de uniformidad de densidad que se produce a una frecuencia espacial baja (es decir, el ruido en una escala basta). Un valor de moteado bajo indica un mejor rendimiento.

La Tabla 1 proporciona los rangos no limitantes para diversos componentes de una formulación de recubrimiento de inyección de tinta de acuerdo con ciertos aspectos de la presente invención.

Tabla 1 : Rangos de formulación de recubrimiento no limitativos La Tabla 2 proporciona una formulación representativa de acuerdo con un aspecto particular de la presente invención. La formulación proporciona un excelente tiempo de secado y calidad de imagen cuando se imprime con una impresora Kodak 5300. Esta impresora simula el comportamiento observado con la impresora de alta velocidad Kodak PROSPER.

Tabla 2: Se prepararon varias composiciones de recubrimiento y se aplicaron con un aplicador de recubrimiento de cuchilla con banco. El peso de recubrimiento deseado fue de 6.5 # C2S aplicado sobre una Base Wickliffe 80 #. Las muestras con viscosidades de más de 10,000 cps no se recubrieron. Las muestras se ensayaron con respecto a los sólidos, el pH, Brookfield @ 20 rpm, Hércules @ 4400 rpm, y AA-GWR. Las muestras recubiertas se trataron en las siguientes condiciones de refuerzo: 1200 PLI, 25 FPM, 100°F, 3 líneas de contacto/lado.

Los resultados se proporcionan a continuación en la Tabla 3. Los datos muestran que existe un delicado equilibrio entre la relación de pigmento de recubrimiento, la fabricación, y el brillo. Si el nivel de pigmento plástico es demasiado alto, se puede conseguir un alto brillo, pero la viscosidad es demasiado alta haciendo que el recubrimiento no se pueda recubrir. Si el nivel de pigmento plástico es demasiado bajo, la viscosidad se puede reducir, pero el brillo es demasiado bajo. De los tres pigmentos, el carbonato grueso tiene la menor interacción con la sal. Mediante la incorporación de carbonato grueso, se puede conseguir un buen brillo, al mismo tiempo que se reduce la viscosidad.

Tabla 3A: Los efectos de las relaciones de pigmento se evaluaron mediante la preparación de composiciones que contienen diferentes proporciones de tres pigmentos y la medición de la viscosidad (viscosidad Brookfield a 90 ° F) como se expone en la Tabla 4.

Tabla 4: Resumen de los datos de las Tablas 3A y 3B El Ultra brillante Sterling no tiene sal y en consecuencia tiene una calidad de imagen muy pobre.

Se prepararon diversas composiciones de recubrimiento y se recubrieron con un aplicador de recubrimiento de cuchilla con banco, utilizando una mayor cantidad de pigmento secundario. El peso de recubrimiento deseado fue de 6.5 # C1 S aplicado a una Base Wickliffe 80 #. Las muestras se ensayaron con respecto a los sólidos, el pH, Brookfield @ 20 rpm, Hércules @ 4400 rpm, y AA-GWR. Las muestras recubiertas se trataron en las siguientes condiciones de refuerzo: 1200 PLI, 25 FPM, 100 ° F, 3 líneas de contacto/ lado. Los resultados se proporcionan a continuación en la Tabla 5.

Tabla 5A: Tabla 5B: Los efectos de las relaciones de pigmento se evaluaron mediante la preparación de composiciones que contienen diferentes proporciones de tres pigmentos y la medición de la viscosidad (viscosidad Brookfield a 90 ° F) como se expone en la Tabla 6.

Tabla 6: Resumen de los datos de las Tablas 5A y 5B Los efectos de la incorporación de un dispersante en la formulación se evaluaron mediante la preparación de composiciones que contienen diferentes dispersantes y la medición de la viscosidad (viscosidad Brookfield a 90 ° F) como se expone en las Tablas 7 y 8.

Tabla 7 Como se ilustra en la Tabla 7, las composiciones con alto contenido de sólidos sin un dispersante o con un dispersante estándar (Dispex N-40, sal de sodio de un polímero acrílico, BASF) exhiben viscosidades inaceptablemente altas que hacen que las composiciones sean inadecuadas para las operaciones de recubrimiento convencionales.

Las composiciones que contienen los dispersantes según se describe en este documento presentan viscosidades aceptables y son adecuadas para operaciones de recubrimiento convencionales. La estabilidad al corte proporciona alguna indicación de la idoneidad de una composición de revestimiento para las operaciones de recubrimiento típicas. La estabilidad al corte se puede medir mediante someter el revestimiento a corte en un mezclador de Eppenbach (30 minutos a cortante máximo sin arrastre de aire (típicamente a una velocidad de corte de aproximadamente 3,000 a 30,000, más especialmente de aproximadamente 8,000 a 25,000 y aún más especialmente de aproximadamente 9,000 a 12,000 s-1 )) y a continuación, la medición de la viscosidad. Preferiblemente, la viscosidad de la composición de recubrimiento después de ser sometido a corte intenso está dentro de aproximadamente 35%, más particularmente aproximadamente 25% y aún más particularmente aproximadamente 10% de la viscosidad inicial. Las composiciones de recubrimiento que presentan viscosidades de corte después de que son significativamente diferentes de las viscosidades de partida pueden no ser estables al corte y pueden dar lugar a problemas de producción. Las composiciones expuestas en los ejemplos 7-1 a 7-4 exhiben una viscosidad aceptable después de ser sometidas a corte intenso y se considera que son estables al corte. Los dispersantes particularmente útiles incluyen aquellos que proporcionan viscosidades Brookfield inferiores, al mismo tiempo que exhiben un cambio mínimo en la viscosidad después de que se aplica esfuerzo cortante.

Tabal 8 Como se ¡lustra en la Tabla 8, las composiciones con alto contenido de sólidos que contienen los dispersantes establecidos en estos ejemplos, exhiben viscosidades y estabilidad al esfuerzo cortante aceptables. En consecuencia, estas composiciones serían adecuadas para operaciones de recubrimiento convencionales. En algunos casos, puede ser deseable reducir el contenido de sólidos de los recubrimientos para reducir la viscosidad del recubrimiento a un rango que sea adecuado para una operación de recubrimiento en particular.

Aunque esta invención ha sido descrita en detalle con referencia a ciertas modalidades, se debe apreciar que la presente invención no se limita a estas modalidades precisas. Más bien, en vista de la presente descripción, muchas modificaciones y variaciones se presentarían por los expertos en la técnica sin apartarse del alcance y espíritu de esta invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1 . Un medio de impresión de inyección de tinta que comprende: un substrato de papel; y un recubrimiento que reciba inyección de tinta que comprende un pigmento primario y que tiene un tamaño de partícula promedio de menos de 1 miera; un pigmento secundario que tiene un tamaño de partícula promedio de 3 a 5 mieras; una sal multivalente; y un aglutinante caracterizado porque dicho aglutinante es compatible con la sal multivalente y está presente en una cantidad de aproximadamente 2 a 15 partes por peso de base de 100 partes de pigmentos totales.

2. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque el medio de impresión de inyección de tinta tiene un brillo TAPPI de 75 ° de aproximadamente 55 a 75%.

3. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque el medio de impresión de inyección de tinta tiene un brillo TAPPI de 75 ° de aproximadamente 25 a 40%.

4. El medio de registro de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho aglutinante comprende un aglutinante de látex natural, que comprende nanopartículas de almidón que tiene un tamaño de partícula promedio de menos de 400 nm.

5. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 4 caracterizado además porque dicho aglutinante comprende un conjugado de látex de biopolímero que comprende un complejo de biopolímero-aditivo reaccionado con un agente de reticulación.

6. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho aglutinante comprende un aglutinante de látex butadieno sintético de estireno aniónico estabilizado.

7. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada uno de dichos pigmentos primarios y secundarios comprenden carbonato de calcio.

8. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho recubrimiento comprende una mezcla de un aglutinante de látex sintético y un aglutinante de látex natural.

9. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque se selecciona la sal de metal multivalente de entre el grupo que consiste en cloruro de calcio, acetato de calcio, nitrato de calcio, cloruro de magnesio, acetato de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio, cloruro de bario, nitrato de bario, cloruro de zinc, nitrato de zinc, cloruro de aluminio, hidroxicloruro de aluminio, nitrato de aluminio y mezclas de los mismos.

10. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 9 caracterizado además porque la sal de metal multivalente comprende cloruro de calcio.

1 1. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 que comprende además un pigmento plástico presente en una cantidad de aproximadamente 5 a 15 partes por 100 partes totales de pigmentos.

12. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque dicho pigmento primario comprende carbonato de calcio presente en una cantidad de aproximadamente 45 a 85 partes basado en 100 partes totales de pigmentos y dicho pigmento secundario comprende carbonato de calcio presente en una cantidad de aproximadamente 10 a 50 partes basado en 100 partes de los pigmentos totales.

13. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque el sustrato de papel tiene una suavidad Sheffield de entre aproximadamente 80 y 150.

14. El medio de impresión de inyección de tinta de la reivindicación 1 caracterizado además porque el recubrimiento receptor de inyección de tinta, comprende un dispersante seleccionado del grupo que consiste de dispersantes que contienen polímeros con grupos afines a los pigmentos, sales de policarboxilato y sales de poliéter de polioxialquileno.

15. Una composición de recubrimiento receptora de inyección de tinta que comprende: un pigmento primario que tiene un tamaño de partícula inferior a 1 miera; un pigmento secundario que tiene un tamaño de partícula promedio de 3 a 5 mieras; una sal multivalente, y un aglutinante caracterizada además porque dicho aglutinante está presente en una cantidad de aproximadamente 2 a 15 partes por peso de base de 100 partes de los pigmentos totales.

16. Una composición de recubrimiento receptora de de inyección de tinta de acuerdo con la reivindicación 15 caracterizada además porque dicho recubrimiento comprende un dispersante seleccionado del grupo que consiste de dispersantes que contienen polímeros con grupos afines a los pigmentos, sales de policarboxilato y sales de poliéter de polioxialquileno.

17. Una composición de recubrimiento receptora de de inyección de tinta de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizada además porque dicho recubrimiento tiene un contenido de sólidos de aproximadamente 45 a 65% en peso y una viscosidad de Brookfield de aproximadamente 2,500 a aproximadamente 12,000 cps (90 0 F/20 rpm).

18. Una composición de recubrimiento receptora de de inyección de tinta de acuerdo con la reivindicación 17 caracterizada además porque dicho recubrimiento presenta una viscosidad de alto esfuerzo cortante que es no más de 35% mayor o menor que la viscosidad inicial.

19. Un método de impresión que comprende: proporcionar un medio de impresión de inyección de tinta que comprende: un sustrato de papel; y un recubrimiento receptor de inyección de tinta, que comprende un pigmento primario que tiene un tamaño de partícula inferior a 1 miera; un pigmento secundario que tiene un tamaño de partícula promedio de 3 a 5 mieras; una sal multivalente; y un aglutinante caracterizado además porque dicho aglutinante es compatible con la sal multivalente y está presente en una cantidad de aproximadamente 2 a 15 partes en peso de base de 100 partes de los pigmentos totales; y la aplicación de una tinta de inyección de tinta a dicho medio de impresión de inyección de tinta caracterizada además porque dicha tinta comprende una composición de tinta acuosa que comprende un colorante con base de pigmento

20. El método de la reivindicación 19 caracterizado además porque la tinta de inyección de tinta se aplica al medio de impresión utilizando un cabezal de impresión continua de inyección de tinta.