PT1081197E

PT1081197E - Papel de registo por jacto de tinta incorporando um novo pigmento de carbonato de cálcio precipitado

Info

Publication number: PT1081197E
Application number: PT00203834T
Authority: PT
Inventors: Robert Kenneth Resnik; Michael Gregory Mcfadden; Douglas Ward Donigian
Original assignee: Minerals Tech Inc
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2007-11-09
Also published as: WO1996029369A2; CN1094961C; IL117500A0; DE69612845D1; ES2291171T3; BR9607777A; AU707273B2; PL322273A1; IL117500A; CN1181774A; EP0815174B1; KR19980703089A; DE69612845T2; MY133751A; NO974248L; RU2141495C1; NZ305170A; PT815174E; AR005522A2; US5643631A

Description

ΡΕ1081197 1 DESCRIÇÃO "PAPEL DE REGISTO POR JACTO DE TINTA INCORPORANDO UM NOVO PIGMENTO DE CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO"

Domínio da invenção A presente invenção refere-se a pigmentos de carbonato de cálcio precipitado moído para uso em papéis para registo por jacto de tinta. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um papel de registo por jacto de tinta que incorpora esses pigmentos e pelo menos um ligante solúvel em água para conferir melhor qualidade de impressão. A invenção também se refere a métodos para aplicar estes componentes sobre papel, e a métodos de produzir os pigmentos.

Antecedentes da Invenção 0 processo térmico de jacto de tinta aplica uma tinta aquosa diluída sobre a superfície de um papel, aquecendo um pequeno volume da tinta numa pequena câmara com um orifício que está dirigido para o papel de registo. 0 pequeno volume de tinta que é aquecido atinge rapidamente o seu ponto de ebulição e a bolha de vapor que se forma projecta uma minúscula gota de tinta líquida sobre o papel, onde a gota produz um único ponto numa matriz de pontos que 2 ΡΕ1081197 forma um caracter ou imagem sobre a folha. Este processo exige uma tinta que tenha um reduzido teor em sólidos e componentes com um elevado ponto de ebulição, de maneira a poder atingir esse ponto de ebulição rapidamente sem deixar um resíduo que possa danificar o elemento de aquecimento e obstruir o orificio. Portanto, até 96 por cento da tinta usada nas impressoras por jacto de tinta é uma mistura de água e glicóis de baixo peso molecular. Embora essa tinta atinja rapidamente o seu ponto de ebulição quando é aquecida para assegurar uma impressão rápida, e não tenha tendência a provocar obstrução, resulta numa tinta aplicada que é muito móvel e lenta a secar. Portanto, uma boa qualidade de impressão só pode ser obtida se o corante da tinta se mantiver sobre ou próximo da superfície exterior do papel, e não se espalhar ou mover do ponto em que foi aplicado.

Também é importante que a secagem se faça rapidamente para evitar que o corante esborrate. Nas impressoras que não estão equipadas com elementos de aquecimento, os componentes de água e glicol da tinta devem penetrar no corpo do papel para uma secagem limpa do corante sobre a superfície. Se a fase colorida for transportada para dentro do papel com a fase líquida à medida que esta penetra no papel, ou se o corante migrar através da superfície do papel, a qualidade da impressão ou imagem resultantes será fraca. Também, o corante de tinta seca que não se fixar permanentemente sobre o papel irá esborratar ou escorrer se a superfície impressa ficar 3 ΡΕ1081197 molhada ou for marcada com um marcador. Portanto, a tinta seca deveria ter excelentes propriedades de resistência à água e ao marcador para um desempenho óptimo.

Na maioria das aplicações, os papéis de escritório para fins múltiplos proporcionam uma fraca ou inadequada qualidade de impressão numa impressora térmica por jacto de tinta, isto é particularmente verdade quando se utilizam impressões multicoloridas com concomitantes aplicações de tinta, sobrepostas. A fraca qualidade de impressão é reforçada em impressoras que aplicam as cores numa ordem quando a cabeça da impressora se desloca para a direita e na ordem inversa quando a cabeça da impressora se desloca para a esquerda. Os papéis de escritório para fins múltiplos permitem muitas vezes que o corante penetre no papel, o que resulta numa densidade óptica reduzida da imagem impressa, e numa maior aparência no reverso do papel. Os papéis de escritório para fins múltiplos contendo muito aglutinante impedem a penetração do liquido o que conduz a maior densidade óptica da tinta como também a plumosidade excessiva e alastramento.

Um método de melhorar a qualidade da impressão térmica por jacto de tinta é aplicar sobre a superfície do papel um material que ligue o corante da tinta à superfície mas que permita à fase liquida de água/glicol passar para o corpo do papel, o que apressa a secagem. Contudo, o corante da tinta é muitas vezes um composto orgânico insaturado ou aromático e, se o material superficial interagir demasiado 4 ΡΕ1081197 com o corante, a cor da tinta pode mudar. Portanto, deve obter-se um material de superfície que impeça a penetração do corante da tinta no papel mas que não interaja demasiado de maneira a afectar o corante e provocar uma alteração de cor.

Oshima et al., Patente U.S. No. 4.478.910, divulga uma matéria-prima à base de papel que é revestida com um pigmento de silica coloidal de área superficial altamente especifica e um ligante de álcool polivinilico, onde a área superficial especifica da silica coloidal é superior a 200 m2/g.

Migamoto, Patente U.S. No. 4.576.867, e Kojima et al., Patente U.S. No. 4.830.911, explicam que a aplicação de um polimero de amónio quaternário catiónico sobre uma matéria-prima de papel melhora a resistência à água do papel resultante. A aplicação desse polimero de amónio quaternário numa prensa de goma também é divulgado por Malhotra, Patente U.S. No. 5.223.338. Contudo, o papel comercial de registo térmico por jacto de tinta de elevada qualidade é produzido com revestimentos aplicados fora da máquina, ou seja, o papel não é tratado na prensa de goma da máquina de fabricar papel, mas tem de ser retirado e revestido num passo adicional usando um processo de revestimento separado. O carbonato de cálcio precipitado ("CCP") foi divulgado como sendo um pigmento ou enchimento útil em 5 ΡΕ1081197 papel para jacto de tinta, mas é tipicamente incluído numa longa lista de compostos que também incluem carbonato de cálcio natural moído, uma forma de composto que difere grandemente do CCP nas suas propriedades físicas e químicas; por exemplo, as partículas de carbonato de cálcio natural moído são muito maiores do que as que são encontradas no CCP e são normalmente aniónicas enquanto que o CCP é naturalmente catiónico.

Kondo et al., Patente U.S. No. 5.320.897, descreve o revestimento de papel de registo por jacto de tinta com pigmentos disponíveis no comércio e um ligante solúvel em água. Os pigmentos que são divulgados como sendo úteis têm uma gravidade específica aparente, na gama dos 0,10 a 0,50 g/cm3, e produzem um papel com um ângulo de contacto de água de 45° até 100°.

Taukisaka et al., Patente U.S. No. 5.007.964, divulga um método de precipitação genérico incorporando um agente de quelação para obter uma aglomeração porosa da cadeia como partículas de CCP com uma área superficial específica BET na gama dos 25 a 55 m2/g para uso num papel de registo. Partículas com uma área superficial específica superior a 55 m2/g, são divulgadas como sendo indesejáveis porque têm uma densidade superior, não são porosas, e exibem uma fraca capacidade para absorver óleo e água. É ainda divulgado que o CCP pode ser usado como uma pasta, ou como um pó obtido pela pulverização da pasta seca, que é divulgado como não afectando a aglomeração das partículas. 6 ΡΕ1081197

Kunesh et al., Patente U.S. No. 5.215.734, divulgam um processo de envelhecimento acelerado por meio de calor para o CCP que produz cristais com uma área superficial especifica de cerca de 3 a cerca de 15 m2/g e um discreto tamanho de partícula médio de cerca de 0,2 até cerca de 0,9 μιη. O CCP é usado para melhorar as propriedades ópticas do papel.

Em presença do que antecede, não há nada na técnica anterior que sugira como melhorar a qualidade de impressão do papel de registo por jacto de tinta. A presente invenção proporciona uma tal solução para este problema.

Sumário da Invenção A presente invenção refere-se a um papel de registo por jacto de tinta com melhores propriedades que incorpora pigmentos de carbonato de cálcio precipitado moído e um ligante. O papel de registo por jacto de tinta da presente invenção é produzido pelo revestimento de pelo menos um lado de uma matéria-prima à base de papel com um revestimento compreendendo CCP moído e um ligante para formar o papel de registo por jacto de tinta. O carbonato de cálcio precipitado moído é fabricado pela carbonatação de uma lama de carbonato de cálcio, eventualmente amadu- 7 ΡΕ1081197 recendo o CCP na presença de um composto de organofosfonato e moendo o CCP para produzir discretas partículas de CCP com uma morfologia e química superficiais que potenciem a capacidade do CCP para se ligar ao corante da tinta da impressora por jacto de tinta.

Descrição Pormenorizada da Invenção

Obteve-se um papel de registo por jacto de tinta que proporciona uma qualidade de impressão por jacto de tinta em todas as cores que se aproxima ou ultrapassa a do melhor papel especial para jacto de tinta a um preço muito reduzido. A selecção do tamanho de partículas de CCP, a área superficial, a química superficial e o grau de agregação, e a sua combinação com um ligante de formulação apropriada, permite que cada característica da impressão térmica por jacto de tinta seja individualmente ajustada e optimizada.

Os CCP catiónicos da presente invenção ligam os corantes de tinta sem o uso de resinas catiónicas dispendiosas e podem ser fabricados localmente na fábrica de papel de maneira que, contrariamente à sílica, não necessitam de ser secos, expedidos e, então, re-humedecidos para utilização. As presentes formulações estão concebidas para aplicação numa prensa doseadora de goma, como as que são instaladas em máquinas de papel de grandes dimensões e baixo custo de fabrico. Portanto, as composições de CCP da presente invenção podem ser aplicadas mais como parte da ΡΕ1081197 operação de fabrico de papel do que como um passo adicional, separado, depois de se completarem as operações normais do fabrico de papel, o que aumenta o custo do processo e do produto acabado. Como uma aplicação da prensa doseadora de goma é tipicamente bilateral, ambos os lados de um papel revestido numa prensa desse tipo podem ser impressos, em vez do revestimento de um só lado que se encontra nos dispendiosos papéis comerciais de elevada qualidade. Embora o álcool polivinilico seja um ligante preferido na presente invenção, o tratamento de um papel de registo por jacto de tinta com CCP moído proporciona uma melhoria significativa na qualidade de impressão com ligantes de custo inferior. Finalmente, as presentes formulações proporcionam um papel que é ainda adequado para fotocopiar, o que permite utilizações múltiplas do papel. 0 CCP é normalmente produzido fazendo borbulhar um gás contendo dióxido de carbono através de uma suspensão aquosa de hidróxido de cálcio. Outros materiais inorgânicos, em particular materiais inorgânicos contendo alumínio, como alúmen, podem ser co-precipitados com CCP ou podem ser precipitados sobre a superfície do precipitado de CCP. Contudo, foi inesperadamente descoberto que, quando esse CCP é moído, tratado com um ligante apropriado e depois usado numa composição para tratar papel de registo térmico por jacto de tinta, se obtém um papel de registo por jacto de tinta de elevada qualidade, que proporciona uma qualidade de impressão que é favoravelmente comparável à dos papéis comerciais de custo elevado, revestidos a sílica 9 ΡΕ1081197 para impressão térmica por jacto de tinta, mas a um custo muito mais reduzido.

Os processos de moagem produzem partículas discretas de CCP com uma morfologia e química superficiais que potenciam a capacidade do CCP se ligar ao corante da tinta para impressão por jacto de tinta sem ficar ligado de maneira tão forte que altere a cor da tinta. Os papéis de registo por jacto de tinta que incorporam o CCP e os ligantes da presente invenção têm provado que são superiores a papéis de escritório para fins múltiplos com reduzida plumosidade, alastramento e penetração ou aparência no verso, bem como melhores densidade óptica, tempo de secagem e resistência à água.

Os CCP da presente invenção são produzidos pelo método convencional de precipitação em que se introduz um gás contendo dióxido de carbono numa suspensão de hidróxido de cálcio. 0 precipitado de carbonato de cálcio é então eventualmente submetido a envelhecimento térmico e moído antes de ser usado. A qualidade de impressão de um papel de registo por jacto de tinta, incorporando esse tipo de CCP, é controlada pelo estado de agregação das partículas e pela química superficial do pigmento e do ligante. A natureza química da superfície do pigmento é controlada pela via sintética especifica e pelo tratamento do pigmento após a síntese.

Um CCP particularmente útil na presente invenção 10 ΡΕ1081197 é preparado por um processo que compreende a introdução de dióxido de carbono numa lama aquosa de hidróxido de cálcio, a uma temperatura entre cerca de 7o e cerca de 18°C. A lama contém entre cerca de 0,02 e 1 por cento em peso, baseado no equivalente de carbonato de cálcio do hidróxido de cálcio na lama de reacção, de um polielectrólito de organopolifosfonato aniónico (tipicamente, Briquest 221-50A, bis-(ácido metileno-fosfónico) de etanolamina, Albright & Wilson Américas, Inc., Richmond, VA) e entre 0 e 10 por cento em peso de octadeca-hidrato de sulfato de alumínio (A12SC>4-16H20) . A introdução de dióxido de carbono prossegue até a precipitação do carbonato de cálcio estar substancialmente completa. Tipicamente, isto ocorre quando a condutividade da lama carbonatada atinge um mínimo a um pH de cerca de 10 a 11.

Exceptuando a adição de octadeca-hidrato de sulfato de alumínio, o processo neste ponto é essencialmente o da Patente U.S. No. 4.367.207. A adição de octadeca-hidrato de sulfato de alumínio está divulgada na Patente U.S. No. 4.892.590.

Uma vez obtido um CCP de tamanho de partícula desejado e área superficial específica, o CCP é moído para se obterem as características de CCP necessárias a um papel de registo por jacto de tinta de elevada qualidade e baixo custo. A moagem divide os agregados de pigmento em 11 ΡΕ1081197 partículas individuais, o que expõe as superfícies de CCP que foram ligadas, e são quimicamente diferentes da superfície de agregado. A moagem é tipicamente efectuada num CCP com uma morfologia escalenoédrica, acicular, prismática ou romboédrica. 0 envelhecimento térmico é normalmente efectuado sobre um CCP romboédrico ou prismático, e não só separa agregados como também envolve mais precipitação sobre a superfície das partículas. Crê-se que o material recentemente precipitado pode ser quimicamente diferente do material de superfície original; por exemplo, a superfície de um CCP moído pode ter uma proporção de cálcio-magnésio mais elevada. 0 envelhecimento térmico convencional, também conhecido como amadurecimento de Ostwald, é um processo pelo qual cristais como os de carbonato de cálcio, inicialmente num estado energético interno superior e tendo solubilidades de fase relativamente elevada, sofrem uma transformação de fase pela dissolução e redeposição sobre cristais num estado energético interno inferior. 0 processo resulta num produto final cristalino caracterizado por maior perfeição da estrutura reticular dos cristais, uma distribuição de tamanho de partícula mais estreita, um maior grau de discrição de partícula e uma energia superficial inferior.

Na presente invenção, o envelhecimento térmico do CCP inicia-se ao terminar a reacção de dióxido de carbono e hidróxido de cálcio quando a condutividade da lama atinge um mínimo que está tipicamente a um pH de cerca de 10-11. O 12 ΡΕ1081197 CCP é então peneirado para remover impurezas e adiciona-se até cerca de 1 por cento em peso de um organofosfonato, baseado no peso do CCP, para controlar a extensão ou grau de envelhecimento térmico. Outros agentes químicos que sejam superficialmente activos relativamente ao carbonato de cálcio, assim como os organofosfonatos, também servirão para controlar a extensão ou o grau de envelhecimento térmico. Esses agentes incluem mas não se limitam aos seguintes: polifosfatos de sódio, silicatos de sódio, poliacrilatos de sódio, vários ácidos carboxílicos tais como ácidos mono, di, tri e policarboxílicos, e os seus sais, vários polissacrideos e várias gomas com repetidas funcionalidades de ácido carboxílico. A lama é então aquecida até uma temperatura de pelo menos cerca de 75°C e, preferivelmente, cerca de 80°C ou mais, para produzir o envelhecimento térmico das partículas de CCP. 0 passo de envelhecimento térmico é conduzido durante cerca de 10 horas ou mais, dependendo da temperatura. A temperaturas de cerca de 80 até 85°C, o aquecimento é conduzido durante cerca de 2 a 5 horas. O pH da lama aumenta até aproximadamente 10,5 devido à presença de hidróxido de cálcio não reagido. A reacção de envelhecimento é então monitorizada pela medição da área superficial do CCP a intervalos de uma hora. O CCP envelhecido por calor que é recuperado como produto final do processo tem uma morfologia romboédrica ou prismática e uma área superficial específica de cerca de 60 até cerca de 100 m2/g, preferivelmente cerca de 65 até cerca de 95 m2/g e, o mais preferivelmente, desde cerca de 80 até 90 m2/g. 13 ΡΕ1081197

Os organofosfonatos utilizados na presente invenção são organopolifosfonatos de vários pesos moleculares comummente usados como inibidores de incrustações, agentes sequestrantes, desfloculantes e promotores de detergente. Esses organofosfonatos incluem, mas não se limitam a tris-(ácido metileno-fosfónico) de nitrilo, etilenodiamino-tetra-(ácido metileno-fosfónico), dietilenotriamino-penta-(ácido metileno-fosfónico), hidro-xi-etano-1, 1-ácido difosfónico, etanolamina, bis-(ácido metilenofosfónico) de etanolamina, ácido N,N-dimetileno-fosfónico e hexametileno-diamino-tetra-(ácido metileno-fosfónico). 0 organofosfonato preferido é bis-(ácido metileno-fosfónico) de etanolamina. A moagem de um carbonato de cálcio pode ser efectuada quer num processo de moagem com humidade quer a seco em, por exemplo, um moinho de esferas convencional, moinho de jacto, micro-moinho, ou moinho de suporte. A moagem preferida é efectuada pela introdução de uma lama aquosa de CCP num moinho de suporte contendo um suporte de vidro de um tamanho desde cerca de 0,7 até 0,9 mm. O moinho de suporte está equipado com agitação mecânica e a percentagem preferida, em peso de sólidos da lama de CCP, é de cerca de 10 até 30 por cento, baseado no peso total do CCP e da água. Quando a moagem por suporte é tipicamente efectuada sobre CCP com uma morfologia escalenoédrica, é produzido um CCP com uma área superficial especifica entre cerca de 10 e cerca de 40 m2/g, preferivelmente entre cerca de 15 e cerca de 30 m2/g, e uma forma cristalina menos alongada. 14 ΡΕ1081197

Exemplos de ligantes úteis para revestir composições para papel de registo por jacto de tinta são aqueles que até aqui foram convencionalmente usados na técnica e incluem álcool polivinilico ("PVOH") e seus derivados, amido oxidado, amido eterificado, amido esterifiçado, dextrina e amidos afins, carboxi-metilcelulose, hidroxietil-celulose e derivados de celulose afins, caseína, gelatina, proteína de soja, resina de anidrido maleico, retículas de copolímero de estireno-butadieno usual, copolímero de metacrilato-butadieno de metilo e conjugados afins de polímeros ou copolímeros de dieno, e retículas de polímeros ou copolímeros de acrilato e metacrilato e polímeros acrílicos afins e látex. Quando necessário, a composição de revestimento pode ainda ter aí incorporada, numa quantidade convencionalmente usada na técnica dos dispersores de pigmento convencionais, promotores de pegajosidade, modificadores de fluidez, agentes para retirar a espuma, inibidores de espuma, agentes de libertação, agentes de coloração e afins.

Papéis de registo por jacto de tinta incorporando as formulações de CCP da presente invenção foram preparados e testados. 0 que se segue é um sumário dos processos e métodos de ensaio utilizados. Depois de se produzir um CCP, todo o processo de teste pode ser categorizado em quatro áreas: preparação do pigmento, formulação com ligante, revestimento do papel e processamento, e teste, indicam-se a seguir pormenores específicos para cada um destes processos. ΡΕ1081197 15

Preparação do Pigmento

Os pigmentos a serem testados são tipicamente na forma de uma lama ou de um bolo de filtração. Amostras na forma de uma lama são concentradas até ao desejado teor em sólidos por filtração a vácuo. Em certos casos, tais como com o CCP moido por suporte com uma área superficial especifica de cerca de 10 a 35 m2/g, os sólidos da lama não são mais alterados para se duplicarem as condições de ensaio. Uma vez determinados os sólidos da formulação alvo, o pigmento é diluido com água, se necessário, e é muito bem misturado. 0 pigmento é caracterizado pela distribuição do tamanho de partícula (Sedigraph 5100), pela área superficial especifica (Flowsorb), pela viscosidade (Brookfield) e pela morfologia por meio de microscopia electrónica por varrimento ("SEM"). A área superficial do produto foi obtida por meio de um "Micromeritics Flowsorb II 2300" que utiliza a teoria BET com azoto como o gás de absorção. O tamanho de partícula for determinado por uma técnica de sedimentação usando um "Micrometrics Sedigraph" Modelo 5100 numa dispersão aquosa do produto a cerca de 3 por cento e usando cerca de 0,1 por cento de poli-electrólito carboxilado (Daxad 30) como dispersante. ΡΕ1081197 16

Formulação

Ligantes típicos são amido catiónico (Filmcote-54©, National Starch), álcool polivinílico ou PVOH (Airvol 107®, Air Products Inc.), e látex (látex experimental para prensa de goma, da Dow) . Quando se usa um amido como ligante, o amido seco é disperso em água a cerca de 10-25 por cento de sólidos e, então, é cozido numa placa de cozedura automática de laboratório a cerca de 195°C durante 50-190 minutos. A resultante lama de amido viscoso é combinada com o pigmento que foi apropriadamente preparado para se atingir o teor em sólidos da formulação alvo, e é muito bem misturada num moinho Premier com uma palheta de roda imóvel do tipo Cowles. A formulação é misturada durante cerca de 5 minutos até se obter uma lama completamente homogénea e a formulação resultante é caracterizada pela viscosidade de Brookfield (10, 20, 50 e 100 r.p.m.) e pelo teor em sólidos. O álcool polivinílico é preparado de maneira similar à que foi usada para o amido. O PVOH é hidratado a cerca de 200°C numa placa de cozedura de laboratório durante 50-190 minutos a 10 por cento de sólidos. Para o ligante de látex (50 por cento de sólidos), não é necessária qualquer preparação antes do teste. A formulação destes ligantes com o pigmento é a mesma que para o amido.

Os sólidos de formulação para os testes estavam 17 ΡΕ1081197 na gama dos cerca de 20-28 por cento, com uma formulação de revestimento típica tendo cerca de 20 por cento de sólidos.

Revestimento de Papel

Geralmente, uma matéria-prima de base sem goma, com um peso de base de 81,3-83,0 g/m2 é usada nos testes. O papel é cortado em folhas de 12x17" e preso ao CSD Drawdown Apparatus, que consiste numa placa de vidro (12x17") montada numa base de metal com uma pinça de mola no topo. É aplicada uma formulação de revestimento com uma vareta de descida de nível CSD colocando a vareta que se desejar, o que depende do peso do revestimento alvo, por cima do papel, adicionando uma amostra de 10-15 ml da formulação, muito bem misturada, com uma seringa de 30 ml numa linha uniforme através da parte superior em relação ao papel, por baixo da vareta, e revestindo o papel puxando a vareta de descida de nível de cima para baixo usando pouca pressão e uma velocidade constante e regular durante cerca de 2 segundos. O peso do revestimento é determinado pelas varetas de descida de nível, em aço inoxidável, que são especificamente sulcadas para aplicar um volume de revestimento pré-determinado à superfície do papel. Varetas com menos sulcos aplicam um peso de revestimento superior, visto os espaços entre os sulcos serem mais largos. Por sua vez, as varetas com maior número de sulcos ou com um espaço entre sulcos mais apertado produzem pesos de revestimento 18 ΡΕ1081197 mais leves. Pesos de revestimento típicos são de cerca de 2 a 10 g/m2.

Depois de aplicada uma formulação, o papel é imediatamente seco com uma pistola térmica manual durante cerca de 30-60 segundos e, então, seca completamente a temperatura ambiente durante um período de cerca de 2-24 horas. Os papéis secos são então cortados em folhas de 8 1/2 x 11" para ensaio.

Teste do papel

As especificações da qualidade mínima de impressão por jacto de tinta foram determinadas pela Hewlett Packard Corporation ("HP"). Portanto, na maioria dos testes usam-se métodos HP para determinar as características de impressão que se seguem. A densidade óptica é uma medida da densidade de reflexão de uma imagem. Um padrão de teste específico é impresso sobre o papel e as densidades ópticas do negro puro, negro compósito, ciano, magenta e amarelo são medidas usando um densitómetro de reflexão (Macbeth RD918). As resultantes densidades ópticas são comparadas com as especificações mínimas da HP. O espalhamento da tinta e a plumosidade podem, ambos, diminuir a qualidade da impressão por jacto de tinta. O espalhamento da tinta é definido como o crescimento 19 ΡΕ1081197 ou alastramento das áreas impressas. A plumosidade é a absorção entrançada da tinta que resulta em imagens indistintas. Isto é medido pela análise de uma porção especifica do mesmo padrão impresso usado para medições de densidade óptica. A porção especifica é avaliada em função da área impressa, do espalhamento e do perímetro da tinta, da plumosidade. 0 resultante padrão digitalizado é quantificado e comparado a um papel comercial de primeira qualidade para jacto de tinta. 0 método de teste HP para o alastramento de tinta e plumosidade não foi usado nestes testes, porque o teste HP é mais subjectivo do que quantitativo. O "Ink Dry Time" (Tempo de Secagem da Tinta) é uma medida da velocidade de absorção da tinta na folha de papel. É impresso um padrão de teste específico, a imagem é seca com mata-borrão, e a densidade óptica resultante da tinta preta transferida é medida. Os resultados são inseridos num modelo exponencial de deterioração da HP e o tempo de secagem da tinta é calculado. Os tempos finais de secagem são comparados aos critérios mínimos estabelecidos pela HP.

A resistência à água é uma medida da quantidade de corante transferida a partir de uma área impressa para uma área não impressa quando se aplica água. 0 padrão do teste de resistência à água é impresso no papel, aplica-se 250 μΐ de água através da impressão, e deixa-se que escorra sobre a área impressa e área adjacente não impressa. A 20 ΡΕ1081197 densidade óptica da tinta preta transferida sobre as áreas não impressas é medida. As densidades ópticas resultantes são comparadas aos padrões HP. A resistência à mancha de marcador é a medida de corante transferido da área impressa para uma área não impressa quando contactada por dois tipos de marcadores. O padrão de teste especificado é impresso sobre o papel e, usando um marcador alcalino e um marcador ácido, é desenhada uma linha perpendicular através da área de teste. A densidade óptica da tinta preta transferida sobre as áreas não impressas é medida e comparada com os critérios mínimos da HP.

Uma avaliação de cor é efectuada com um sistema CIELAB que usa um colorimetro Elrephro Datacolor 2000 para determinar valores L*, a* e b* para marcar o aparecimento de cor nas áreas impressas a ciano, amarelo esverdeado, azul, magenta e vermelho. Os resultados são comparados com os diagramas da HP para a qualidade de cor. A adesão de "toner" é um teste xerográfico sem jacto de tinta, que mede o grau de adesão do "toner" ao revestimento. A adesão de toner é essencial para uso como um papel comercial para fins múltiplos, que será frequentemente usado como papel de cópia. Aqui, é copiado um padrão de teste para o papel usando uma copiadora Xerox, as áreas de teste são enrugadas com um rolo de 5 libras, e os resultantes padrões de perda de "toner" são comparados 21 ΡΕ1081197 com um conjunto de normas. 0 grau de perda de "toner" é avaliado a partir de 1, melhor ou nenhuma perda de "toner", até 10, pior ou grave perda de "toner".

No teste de luminosidade, o papel revestido é testado para determinar a luminosidade TAPPI usando o medidor de luminosidade Technidyne S-4. Os resultados são comparados com a matéria-prima de base não revestida.

EXEMPLOS

Os exemplos não limitadores que se seguem são meramente ilustrativos dos modelos de realização preferidos da presente invenção, e não devem ser considerados como limitando a invenção, cujo âmbito é definido pelas reivindicações em anexo.

Exemplo 1

Uma lama de carbonato de cálcio com um volume de 0,6 1 e uma concentração em sólidos de 20,2 por cento em peso, baseado no peso total de carbonato de cálcio e água, onde o carbonato de cálcio era um CCP escalenoédrico com uma área superficial especifica de 11,57 m2/g e um tamanho médio de partícula de 1,35 μιη, foi colocada num moinho de suporte de 1,5 1, em aço inoxidável, contendo 1,7 kg de contas de vidro de 0,7 a 0,9 mm. O moinho de suporte foi equipado com agitação mecânica de velocidade variável. A lama foi moida durante 10 minutos com uma velocidade de 22 ΡΕ1081197 agitação de 2450 rpm. O produto moído tinha uma área superficial específica de 15,59 m2/g e um tamanho médio de partícula de 0,35 microns.

Exemplo 2

Uma lama de carbonato de cálcio tendo um volume de 0,6 1 e uma concentração de sólidos de 18,7 por cento em peso, baseada no peso total do carbonato de cálcio e da água, onde o carbonato de cálcio era um CCP escalenoédrico com uma área superficial específica de 26,07 m2/g e um tamanho médio de partícula de 0,88 pm, foi colocada num moinho de suporte de 1,5 1, em aço inoxidável, equipado com agitação de velocidade variável e 1,7 kg de contas de vidro de 0,7 a 0,9 mm. A lama foi moída durante 10 minutos usando uma velocidade de agitação de 2450 rpm. O produto de CCP moído tinha uma área superficial específica de 30,11 m2/g e um tamanho médio de partícula de 0,26 μιη.

Os CCP moídos por suporte dos Exemplos 1 e 2 foram formulados com um ligante apropriado e as folhas de papel de teste foram revestidas com 6 g/m2 da formulação da maneira atrás descrita. Depois de secar, as folhas de papel de teste foram testadas para se avaliar a densidade óptica do negro puro, a densidade óptica do compósito, o alastramento, a penetração, o tempo de secagem e a solubilidade em água. Os resultados destes testes estão indicados na

Tabela 1. 23 ΡΕ1081197 TABELA 1

Exemplo No. 5 6 Ligante Amido Amido % em peso de ligante 30 30 Densidade óptica do negro compósito 1,02 1, 03 Densidade óptica do negro puro 1,53 1,4 Alastramento 101 103, 5 Penetração 19,1 23,3 Tempo de secagem 104 50 Solubilidade em água 0,45 0,32

Estes resultados demonstram uma melhoria significativa quando comparados com um papel comercial típico não revestido, o qual, tipicamente, tem uma densidade óptica de negro compósito de cerca de 0,9, uma densidade óptica pura de cerca de 1,28, alastramento de cerca de 108, uma percentagem de penetração de cerca de 38, um tempo de secagem de cerca de 38, e uma solubilidade em água de cerca de 0,17. Por comparação, o melhor papel comercial revestido, de preço elevado, tem uma densidade óptica de negro compósito de cerca de 1,2, uma densidade óptica de negro puro de cerca de 1,56, alastramento de cerca de 98, uma percentagem de penetração de cerca de 28, um tempo de secagem de cerca de 12, e uma solubilidade em água de quase 0. Portanto, um papel de registo por jacto de tinta produzido de acordo com a presente invenção é comparável em qualidade de impressão por jacto de tinta ao melhor papel comercial de preço elevado actualmente disponível.

Embora seja óbvio que a invenção aqui divulgada está bem calculada para preencher os objectos atrás indi- 24 ΡΕ1081197 cados, deverá ter-se em consideração que os especialistas na técnica podem conceber numerosas modificações e modelos de realização. Pretende-se que as reivindicações em anexo cubram todas essas modificações e modelos de realização como estando abrangidas pelo âmbito da presente invenção.

Lisboa, 26 de Outubro de 2007

Claims

ΡΕ1081197 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processo para fabricar um papel de registo por jacto de tinta, compreendendo: a) moer pigmento de carbonato de cálcio precipitado para produzir partículas tendo uma morfologia superficial e química que potencie a capacidade de as partículas se ligarem à tinta; b) revestir pelo menos um lado de uma matéria-prima à base de papel com um revestimento compreendendo as referidas partículas de pigmento de carbonato de cálcio precipitado e um ligante para formar o papel de registo por jacto de tinta.
2. 0 método da Reivindicação 1, em que as partículas são moídas para terem uma área superficial específica BET de 10 até 40 m2/g.
3. O método da Reivindicação 2, em que as partículas são moídas para terem uma área superficial específica BET de 15 até 30 m2/g.
4. O método de qualquer das Reivindicações anteriores, em que o carbonato de cálcio precipitado tem uma morfologia escalenoédrica, acicular, prismática ou romboédrica. 2 ΡΕ1081197
5. Um papel de registo por jacto de tinta compreendendo uma matéria-prima à base de papel, tendo sobre o mesmo um revestimento compreendendo um pigmento de carbonato de cálcio precipitado e um ligante.
6. 0 papel para jacto de tinta da Reivindicação 5, em que o pigmento de carbonato de cálcio precipitado moido tem uma área superficial especifica BET de pelo menos cerca de 15 m2/g.
7. 0 papel de registo para jacto de tinta da Reivindicação 5 ou Reivindicação 6, em que o ligante é álcool polivinilico ou um amido. Lisboa, 26 de Outubro de 2007 ι ΡΕ1081197 REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento da patente Europeia. Ainda que tenha sido tomado o devido cuidado ao compilar as referências, podem não estar excluídos erros ou omissões e a EPO rejeita quaisquer responsabilidades a esse respeito. Documentos de patentes citadas na Descrição US 4478810 A, Ostrâna * US 4576857 A,, RJjgaíiioío * US 4830911 A, KQjiina US 5223338 A. IMtós * US 5320887 A, Xoiwfo * US 5007964 A, Tsuxsaka * US 5215734 A. Kamsfc US 4367257 A * US 4882590 A