PT1490549E

PT1490549E - Composição para tratamento de superfície de papel

Info

Publication number: PT1490549E
Application number: PT03712158T
Authority: PT
Inventors: Geoff Mason; Tomi Kimpimaeki; Kenneth Sundberg
Original assignee: Ciba Sc Holding Ag
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2007-08-16
Also published as: CA2480825A1; US20050119391A1; DE60314608T3; FI20020521A0; EP1490549B1; ES2289268T3; EP1490549B2; EP1490549A1; CA2480825C; DE60314608T2; ATE365830T1; US7285182B2; AU2003216939A1; ES2289268T5; WO2003078734A1; DE60314608D1

Description

DESCRIÇÃO

COMPOSIÇÃO PARA TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE DE PAPEL A presente invenção refere-se a uma composição para tratamento superficial de papel, papelão ou similar definido no preâmbulo da reivindicação independente apresentada a seguir, a um método para fabricação da dita composição, a uma composição obtenível pelo dito método, a um método para tratamento superficial de papel, papelão ou similares, a um uso da dita composição para tratamento superficial e a um papel tratado superficialmente, papelão ou similar.

Durante a última década o uso de papel impresso por impressoras de jacto de tinta tem aumentado regularmente juntamente com o uso crescente de computadores quer em casa como no trabalho. Ao mesmo tempo a necessidade de um razoável papel impresso por impressoras de jacto de tinta de baixo preço e alta qualidade tem crescido. Utilizadores de computadores estão interessados em imprimir em impressoras normais de escritório assim como impressoras de casa documentos sempre mais exigentes, tais como fotografias, em que as propriedades de impressão do papel, como boa resolução e uma mínima fuga de tinta, são de extrema importância. Isto, assim como também o desenvolvimento da tecnologia de impressão, tem posto uma exigência nas propriedades de impressão do papel impresso por impressora de jacto de tinta.

Devido a estas exigências do mercado, fabricantes de papel desejam melhorar a qualidade do seu papel impresso por impressoras de jacto de tinta. Papéis impressos por impressoras de jacto de tinta convencionais podem ser aproximadamente divididos em dois grupos principais, nomeadamente em papel de impressão colado na superfície e 1 papel de impressão revestido. 0 objectivo, quer da colagem superficial quer do revestimento, é para afectar as propriedades do papel, tais como a sua porosidade, impermeabilidade, macieza e brilho. 0 papel de impressão por impressora de jacto de tinta com uma textura de superfície, tal como papel de escritório normal, é relativamente barato de produzir, mas as suas propriedades de impressão são pobres porque a tinta facilmente penetra no papel, causando fuga e perda da densidade e brilho da tinta. A colagem superficial é normalmente levada a cabo on-line num dispositivo de colagem ajustado na secção de secagem da máquina de papel, mas pode também ser levado a cabo por meio de uma unidade de revestimento separada, i.e. quando a máquina de papel não tem uma unidade de colagem superficial.

As composições de colagem superficial são normalmente baseadas em amido, carboximetilcelulose (CMC), álcool polivinílico, glucomannane, ou proteínas solúveis em água. Misturas das substâncias acima mencionadas podem também ser usadas. 0 amido pode ser amido natural, degradado e/ou modificado quimicamente. Glucomannane pode ser em forma natural ou modificado quimicamente. Exemplos de proteína que podem ser usadas são por exemplo gelatina e caseína, que podem estar na forma natural, ou degradadas e/ou modificadas quimicamente.

Papel de impressão por impressoras de jacto de tinta revestido convencional tem normalmente melhores propriedades de impressão que o papel de impressão por impressoras de jacto de tinta com uma textura de superfície. Composições de revestimento de cor compreendem normalmente pimentos, aglutinantes e aditivos. O revestimento é normalmente levado 2 a cabo por meio de uma unidade de revestimento separada, e os custos de produção são relativamente altos.

Partículas nano, tais como partículas de sílica de metal em camadas sintéticas coloidais, têm sido usadas como pigmento no revestimento das cores para papel de impressão por impressoras de jacto de tinta. Infelizmente partículas nano são tão pequenas que elas podem facilmente fluir para o papel base, quando aplicadas no papel em cores de revestimento convencionais. Quando partículas nano entram e acumulam o papel base, elas são incapazes de funcionarem como requerido, sendo reduzido o seu efeito nas propriedades da superfície do papel. Também, quando uma significativa porção de aplicadas partículas nano é absorvida para o papel base, é necessário aumentar a quantidade de partículas nano aplicadas para alcançar as propriedades de superfície desejadas. Isto resulta num aumento inaceitável dos custos de revestimento. A acumulação de partículas nano podem também ter um impacto negativo nas propriedades do papel, por exemplo destruindo a colagem interna que pode ser vista como rápida penetração de liquido para o papel. 0 documento EP 655 346 especifica uma composição de revestimento para papel, contendo a dita composição sílica coloidal catiónica, que é preferivelmente não esférica e um aglutinante que é preferivelmente álcool polivinílico. Pigmentos inorgânicos ultra finos podem ser incluídos adicionalmente à sílica coloidal catiónica não esférica. Pigmentos orgânicos ou inorgânicos podem ser usados juntamente com os pigmentos inorgânicos, ultra finos. Este documento contudo não especifica uma fracção portadora separada. 3 0 documento ΕΡ 759 365 apresenta uma composição de revestimento para papel, contendo a dita composição uma dispersão de silica coloidal e um aglutinante solúvel em água tal como álcool polivinilico. Silica coloidal tendo um diâmetro de partícula de 10 nm a 300 nm pode ser usada. Também outros pigmentos podem ser adicionados e uma pequena quantidade de látex de um nível molecular alto. Este documento contudo também não especifica uma fracção portadora separada. O documento JP 03199491 especifica a produção de papel de impressão, onde um papel base é feito de pasta compreendendo fibras de polpa e um enchimento. O papel base é revestido com uma composição compreendendo pigmentos e aglutinantes. Sílica coloidal, tendo preferivelmente um tamanho de partícula médio de 1-20 nm, é adicionada à composição numa quantidade, que é no máximo 20 partes por peso a 100 partes do pigmento. O documento EP 524635 especifica uma folha de gravação em impressora de jacto de tinta, onde o primeiro lado da folha é revestido com uma camada de revestimento traseiro contendo um pigmento laminar e um aglutinante. O segundo lado da folha é revestido com uma camada de recepção de tinta contendo partículas de amido e um aglutinante. O tamanho das partículas do pigmento usadas, assim como as partículas de amido, está na área do micrómetro. As partículas de pigmento laminares e partículas de amido são aplicadas em lados diferentes da folha de suporte. O documento JP 60219084 especifica um material de gravação em impressora de jacto de tinta compreendendo pelo menos uma camada compreendendo sílica coloidal catiónica e um 4 enchimento. A sílica coloidal é convertida a um tipo catiónico usando resina a câmbio iónico. 0 documento JP 11302998 especifica revestimento de papel com uma composição compreendendo carbonato de cálcio precipitado e caolino não laminado em quantidades pré determinadas. O documento JP 63028689 especifica uma camada de revestimento compreendendo pigmento contendo partícula de sílica fina, aglutinante e polímero catiónico. Esta camada de revestimento é arranjada numa folha à base de papel sintética poliolefina tendo uma estrutura de multi camadas, que contém pó fino inorgânico com um tamanho de partícula médio em mais de 20 ym.

Nesta aplicação, o tratamento superficial inclui tanto revestimento de papel como colagem superficial de papel, papelão ou similares. A composição de colagem superficial, significa uma composição de tratamento superficial, em que o conteúdo da matéria seca é abaixo de 4 0%, a quantidade de aglutinante solúvel em água é mais de 50% da matéria seca, a viscosidade da composição é relativamente baixa e é usada numa quantidade que é mais baixa que 5 g/m2, calculada como seca, por lado. Tipicamente o conteúdo da matéria seca de uma composição de colagem superficial é abaixo de 25%, a quantidade do aglutinante solúvel em água é para cima de 70% ou até acima de 80% e é usado numa quantidade tão baixa como 2,5 g/m2. O objectivo da presente invenção é de fornecer uma composição melhorada para tratamento superficial de papel, papelão ou similares, por meio do qual os acima mencionados problemas podem ser minimizados ou eliminados. 5 0 objectivo é assim de fornecer uma composição de tratamento superficial para papel, papelão ou similares, por meio da qual as propriedades de impressão, especialmente as propriedades de impressão por impressoras de jacto de tinta, podem ser melhoradas. Um objectivo é também de fornecer uma composição do tratamento superficial útil para tratamento de papéis específicos tais como papel anti-aderente e papel para envelopes.

Outro objectivo da presente invenção é de fornecer uma composição de colagem superficial para papel, papelão ou similares, por meio da qual especialmente as propriedades de impressão por impressora de jacto de tinta podem ser melhoradas.

Para alcançar os acima mencionados objectivos, a presente invenção é caracterizada no que está definido nas partes de caracterização das reivindicações independentes apresentadas à frente.

Uma composição típica para tratamento superficial de papel ou papelão ou similares, de acordo com a presente invenção compreende como definido na reivindicação 1 - uma fracção de partícula nano e - uma fracção portadora compreendendo -partículas de pigmento laminares e -pelo menos um aglutinante.

Como foi mencionado acima, o termo tratamento superficial envolve colagem superficial. De facto, de acordo com a presente invenção, uma composição típica para a colagem 6 superficial do papel, papelão ou similares compreende uma fracção de colagem superficial compreendendo um componente principal solúvel em água, tal como amido, álcool polivinilico, carboximetilcelulose, glucomannan, proteína ou misturas destes, e ainda como definido na reivindicação 1 - uma fracção de partícula nano, e - uma fracção portadora compreendendo - partículas de pigmento laminares, e - pelo menos um aglutinante.

Agora foi encontrado surpreendentemente que papel de impressão por impressora de jacto de tinta com boas propriedades de impressão pode ser obtido quando o papel tem superfície tratada, ex. superfície colada com uma composição compreendendo partículas nano e uma fracção portadora. Fracção portadora ajudará a reter as partículas nano na camada superficial do papel com superfície tratada e inibe absorção e acumulação das partículas nano no papel base. Enquanto as partículas nano são capturadas na camada superficial formada durante o tratamento superficial do papel, elas podem dar boas propriedades superficiais para o papel, que é tratado. Isto permite a produção de papel de impressão por impressora de jacto de tinta, que tem excelentes propriedades de impressão, a um custo razoavelmente baixo.

Enquanto o tratamento superficial de acordo com a presente invenção pode ser levado a cabo por meio de uma unidade de colagem superficial, não são necessários investimentos avultados para unidades de revestimento separadas. Fábricas de papel, que hoje em dia produzem papel de impressão por 7 impressora de jacto de tinta com textura de superfície, podem usar o seu equipamento existente de tratamento da textura de superfície para tratamento superficial do papel de acordo com a presente invenção. A presente invenção pode portanto permitir a produção de papel de impressão por impressora de jacto de tinta de alta qualidade com custos de investimento baixos. A presente invenção pode ser usada para tratamento superficial, ex. colagem superficial de papel, papelão ou outros materiais tipo teia correspondentes produzidos de polpa. Na descrição, a palavra "papel" tem sido usada por razões de elegibilidade, mas deveria entender-se que a palavra papel diz respeito também a papelão e/ou outros materiais tipo teia correspondentes produzidos da polpa. 0 termo "partícula nano", quando usado no contexto da presente invenção, inclui todos tipos de pigmentos e/ou partículas minerais com tamanhos de 5 a 500 nm. O tamanho da partícula mostra aqui a dimensão maior da partícula. O tamanho da partícula nano é preferivelmente de 10 a 100 nm, mais preferivelmente de 15 a 50 nm. Em algumas estruturas da invenção o tamanho da partícula nano varia entre 10 a 200 nm, preferivelmente de 15 a 75 nm. De acordo com uma preferida estrutura da presente invenção, as partículas nano utilizadas são partículas sílicas sintéticas, tais como silicatos acamados sintéticos coloidais, partículas nano de carbonato de cálcio precipitado (PCC) ou outras correspondentes partículas nano.

Partículas nano são preferivelmente usadas como uma pasta aquosa. Partículas nano podem ter a forma de um grupo de partículas, cuja dimensão é tipicamente de tamanho micrómetro. Estes grupos desintegram-se em partículas nano quando o produto é misturado com água. 0 conteúdo da matéria seca da pasta está tipicamente entre 10-20%. A pasta pode também compreender aditivos tais como agente de dispersão e/ou agente de controlo pH. A proporção da fracção da partícula nano à fracção portadora na composição do tratamento superficial de acordo com a presente invenção é de 20/80-80/20, tipicamente 20/80-60/40, calculada como matéria seca.

Como as partículas nano são pequenas, uma grande quantidade delas pode existir numa camada fina. A presente invenção possibilita a detenção das partículas nano na camada superficial do papel com superfície tratada. Portanto a quantidade de partículas nano na camada superficial pode tornar-se alta, mesmo se a camada da composição do tratamento superficial na superfície do papel for fina. Isto pode permitir a colagem ou revestimento de camadas de superfície finas, i.e. usando uma quantidade mais pequena da composição do tratamento superficial por metro quadrado de papel. Boas propriedades de superfície podem ainda ser obtidas para papel com superfície tratada devido a partículas nano arrumadas densamente.

As partículas de pigmento laminares ou tipo ardósia na fracção portadora da presente invenção podem ser partículas minerais, tais como partículas de silicato, partículas mica, partículas caolino, partículas bentonite, partículas trihidrato de alumina, partículas de filosilicato, tais como partículas de talco ou partículas de pigmento orgânico, tais como partículas de pigmento plástico. Preferivelmente as partículas de pigmento laminares são partículas caolino ou partículas filosilicato, tais como talco. O tamanho das 9 partículas de pigmento na fracção portadora normalmente varia entre 1-100 ym, sendo tipicamente abaixo de 50 ym, sendo tipicamente acima de 1 ym. Frequentemente o tamanho das partículas do pigmento na fracção portadora varia entre 1-10 ym.

As partículas de pigmento laminares, podem conter as partículas nano na camada superficial do papel sendo de superfície tratada, quer por interacções mecânicas quer por interacções físicas, ou ambas. O tamanho das partículas laminares pode ser suficientemente grande para bloquear os espaços entre as fibras no papel, i.e. elas podem reduzir a porosidade do papel, deste modo reduzindo a absorção de partículas nano no papel base. As partículas de pigmento laminares podem também conter partículas nano por outras interacções, tais como interacções físicas e/ou interacções químicas, por exemplo por forças eléctricas.

Como as partículas de pigmento laminares podem capturar as partículas nano na camada superficial, a presente invenção pode também reduzir a quantidade total das partículas nano, que são aplicadas no papel. Com a presente invenção desejadas propriedades de superfície podem ser obtidas usando quantidades mais pequenas de partículas nano, dado, elas permanecerem na camada superficial, e não serem tão altamente absorvidas no papel base. A proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora da composição de tratamento superficial é entre 20 a 80% do conteúdo de sólidos, mais tipicamente entre 35 e 75%, ainda mais tipicamente entre 40 e 70%. 10 A fracção portadora compreende também pelo menos um aglutinante, tal como látex polímero e/ou outro aglutinante correspondente. Preferivelmente o aglutinante é um látex polímero, tal como butadieno de estireno, acrilato, acrilato de esterino ou látex acetato polivinílo ou misturas destes. 0 aglutinante pode também ser um aglutinante solúvel em água, ou um derivativo de polímeros naturais, tal como amido, proteína, carboximetilcelulose ou outro derivativo de celulose, ou um polímero totalmente sintético tal como álcool polivinílico, ou uma mistura de diferentes aglutinantes solúveis em água. A proporção do aglutinante é preferivelmente entre 5-75% do conteúdo sólido, mais preferivelmente entre 15-45%, mais preferivelmente entre 20-40%. A quantidade do aglutinante é normalmente abaixo de 60%.

De acordo com uma outra forma de realização da invenção a composição de tratamento superficial pode também compreender um componente solúvel em água, tal como amido, álcool polivinílico, carboximetilcelulose (CMC), glucomannan, proteína, ou suas misturas.

De acordo com outra forma de realização da invenção, a composição para tratamento superficial do papel, pode compreender, em adição às partículas nano e fracção portadora também um ou mais componentes adicionais, tal como agentes hidrofóbicos, agentes anti espuma ou agentes anti espumantes e/ou sais, agentes de tensão de superfície, modificadores de reologia, agentes plasticizantes, lubrificantes, agentes abrilhantadores ópticos, agentes colorantes e/ou agentes de ligação cruzada.

De acordo com uma das formas de realização preferidas a fracção de partícula nano da composição do tratamento 11 superficial compreende partículas nano de sílica sintética ou partículas nano de carbonato de cálcio precipitado, e a fracção portadora compreendendo talco e/ou caolino como partículas de pigmento e látex butadieno estireno como um aglutinador. A composição de tratamento superficial de acordo com uma forma de realização da presente invenção, compreende uma fracção de colagem superficial, conhecida per se, e uma fracção de partícula nano e uma fracção portadora para deter as partículas nano na camada superficial. A fracção portadora compreende partículas de pigmento laminares ou partículas de pigmento tipo laminar e um aglutinador. Nesta composição de tratamento superficial a proporção da fracção de colagem superficial à soma das fracções de partícula nano e portadoras, calculada como matéria seca, é 20/80-80/20, tipicamente 20/80-50/50. A composição de tratamento superficial de acordo com uma forma de realização da presente invenção pode ser preparada simplesmente misturando a partícula nano e as fracções portadoras, para que elas formem uma mistura relativamente homogénea. Esta mistura é então adicionada à fracção de colagem superficial, conhecido per se, para formar uma composição de colagem superficial.

De acordo com uma outra forma de realização da invenção as fracções de partícula nano e portadoras podem ser misturadas independentemente com a fracção de colagem superficial. Neste caso, não é necessário misturar primeiro a fracção de partícula nano com a fracção portadora antes de adicionar à fracção de colagem superficial. A fracção portadora compreendendo partículas de pigmento laminares pode ser 12 misturada em primeiro lugar à fracção de colagem superficial e depois a fracção de partícula nano pode ser adicionada a esta mistura contendo fracção de colagem superficial e fracção portadora. Fracções portadoras e fracções de partículas nano podem também ser adicionadas à fracção de colagem superficial alternadamente, ou separadamente e independentemente ao mesmo tempo.

De acordo com a presente invenção, um método para fabricar uma composição de acordo com a presente invenção tipicamente compreende as seguintes etapas como definido na reivindicação 19: - a fracção portadora é preparada misturando as partículas de pigmento laminares e pelo menos um aglutinante, - a dita fracção portadora é misturada com a fracção de partícula nano

Um método para fabricação de uma composição de colagem superficial de acordo com a presente invenção é tipicamente caracterizada em que - a fracção portadora é preparada misturando as partículas de pigmento laminares e pelo menos um aglutinador. - dita fracção portadora, a fracção de partícula nano e a fracção da colagem superficial são misturadas.

De acordo com uma forma de realização da invenção, a partícula nano é misturada com um solvente, antes de misturar com pelo menos uma outra fracção para formar uma pasta. 0 solvente é preferivelmente água. 13

De acordo com outra forma de realização da invenção, a fracção de partícula nano e a fracção portadora são misturadas antes da adição à fracção da colagem superficial. Além disso, a fracção de partícula nano e a fracção portadora podem ser misturadas independentemente à fracção da colagem superficial. Na verdade, na condição da fracção portadora ser preparada separadamente, as fracções podem ser adicionadas umas às outras em qualquer ordem, simultaneamente ou não, como será aparente para qualquer um com conhecimentos na matéria. É do conhecimento geral que, na condição dos componentes da fracção portadora serem misturados, para que o conteúdo dos sólidos da mistura seja elevado, uma boa dispersão é facilmente obtida. Uma tal boa dispersão pode ser alcançada, quando o conteúdo dos sólidos é baixo, somente quando a mistura é feita durante um período consideravelmente mais longo ou usando uma força de mistura maior. Na verdade, quando o conteúdo de sólidos é elevado, os componentes interagem fisicamente mais uns com os outros, do que quando o conteúdo dos sólidos é baixo.

De acordo com a presente invenção num método de tratamento superficial típico de papel, papelão ou similares, o papel é tratado aplicando à superfície do papel uma composição compreendendo uma fracção de partícula nano, e uma fracção portadora, que compreende partículas de pigmento laminares e pelo menos um aglutinante de acordo com a reivindicação 25. A fracção portadora ajudará a deter as partículas nano na camada do papel com superfície tratada.

Tratamento superficial de papel de acordo com a presente invenção é preferivelmente levado a cabo por meio de unidade 14 de colagem superficial convencional, tal como prensa de colagem, prensa de filme ou similar. Se unidades de revestimento estão disponíveis, tratamento superficial pode ser levado a cabo nelas. Unidades de revestimento podem ser ou separadas ou integradas a uma máquina de papel, i.e. unidades de revestimento on-line.

De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção a composição de tratamento superficial é aplicada à teia de papel, quando a matéria seca da teia é de ^75%, preferivelmente á85%, mais preferivelmente á90%.

Como determinado acima, o tratamento superficial do papel, papelão ou similar, de acordo com a presente, invenção envolve colagem superficial, revestimento e outros tratamentos superficiais similares do papel. De acordo com uma preferida estrutura da presente invenção a composição de tratamento superficial é usada para colagem superficial do papel. As composições de acordo com a presente invenção podem também ser usadas para outro tratamento superficial, por exemplo para revestimento de papel. A composição de tratamento superficial de acordo com a presente invenção, pode também ser usada na fabricação de outros papeis de impressão além de papel impresso por impressora de jacto de tinta, e também para papéis específicos tais como papel antiaderente e papel para envelopes, em que a porosidade da superfície do papel é decrescida.

Preferivelmente a composição para tratamento superficial do papel de acordo com a presente invenção pode ser aplicada por meio de máquinas já existentes para tratamento superficial do papel. A quantidade aplicada é tipicamente 0,5-15 g/m2 da composição de tratamento superficial, calculado quando seco, por lado. A quantidade pode ser seleccionada por exemplo das 15 áreas 0,5-5 g/m2, 1,5-10 g/m2, 5-15 g/m2, 10-15 g/m2, 7-12 g/m2. Para uma composição de colagem superficial, é usada uma quantidade tipicamente menor que 5 g/m2, mais tipicamente menos que 3 g/m2, calculada quando seca, por lado. Também maiores ou menores quantidades podem ser aplicadas se necessário.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, as propriedades de impressão do papel que foi submetido a tratamento de superfície, por ex. a textura de superfície corresponderá às propriedades de impressão de papel de impressão por impressora de jacto de tinta de revestimento mate. Uso de uma composição de acordo com a presente invenção, revestimento de papel, pode também realçar as propriedades de papel revestido quando comparado a papeis revestidos com cores de revestimento convencionais.

De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção, a composição de tratamento superficial é aplicada na superfície do papel de impressão ou papel anti aderente. A presente invenção possibilita a produção de superfície de papel macia e põe em destaque as propriedades de impressão de papel de escritório. Em papel anti aderente a superfície macia e de baixa porosidade podem ajudar a minimizar a quantidade de silício usado na siliconização. A composição de tratamento superficial de acordo com a presente invenção pode também ser usada para tratamento superficial de outro material de gravação por impressora de jacto de tinta, tais como filmes plásticos. Também pode ser usado para tratamento superficial de outros materiais tipo papel ou papelão. 16 A presente invenção é para além disso ilustrada pelos os seguintes exemplos não limitativos. Os materiais são dados como quantidades de conteúdo sólido, se não determinado de outro modo. As proporções usadas, são também como quantidades de conteúdos sólidos.

Exemplo 1

Uma fracção portadora foi preparada misturando 64,4% de granulados de talco, 34,8% látex estireno butadieno, 0,5% de agente anti espumante e 0,3% de agente de dispersão e água num misturador. Depois da mistura o conteúdo sólido da fracção portadora foi ajustado para 45% com água. A fracção portadora foi depois para além disso misturada num misturador com uma fracção de partícula nano (numa forma de pasta, conteúdo de sólidos 15%) em proporção 50/50 de forma a obter uma composição para tratamento superficial de papel. Como partículas nano foram usadas partículas de silicato sintéticas, tendo tamanho médio de partícula à volta de 25 nm. O conteúdo de sólido foi ajustado a 20% com água. A composição de tratamento superficial obtida foi então adicionada a uma solução de amido (conteúdo de sólidos 15%) . A proporção da solução de amido à composição de tratamento superficial foi de 50/50. Esta mistura foi então aplicada numa superfície de papel numa quantidade de 6 g/m2 numa unidade de revestimento.

Exemplo 2

Uma fracção portadora foi preparada misturando 67,5% de pasta de talco (conteúdo de sólidos 60%), 30% látex estireno- 17 acrilato, 2% de agente plasticizante, 0,4% de agente anti espumante e 0,1% de agente de dispersão numa mistura. Depois de misturar o conteúdo de sólidos secos da fracção portadora foi ajustado a 55% com água. A fracção portadora foi então para além disso misturada num misturador com uma fracção de partículas nano (na forma de pasta, conteúdo de sólidos 10%) em proporção 70/30 para obter uma composição para tratamento superficial do papel. Como partículas nano foram usadas partículas de silicato sintéticas tendo um tamanho médio de partícula à volta de 25 nm. O conteúdo do sólido foi ajustado a 20% com água. A composição de tratamento superficial obtida foi então adicionada a uma solução álcool polivinílico (PVA) (conteúdo de sólido 20%) . A proporção da solução PVA à composição de tratamento superficial foi de 80/20. Esta mistura foi então aplicada numa superfície de papel numa quantidade de 2,5 g/m2,usando uma unidade de transferência de filme.

Exemplo 3

Uma fracção portadora foi preparada misturando 65% de álcool polivinílico, 20% de caolino, 10% de CMC e 5% de agente endurecedor num misturador. Depois de misturar, o conteúdo de sólidos da fracção portadora foi ajustada para 15%. A fracção portadora foi então para além disso misturada num misturador com uma fracção de partícula nano (numa forma de pasta, conteúdo de sólidos 18%) na proporção de 93/7 para obter uma composição para tratamento superficial de papel. Como partículas nano, foram usadas partículas de silicato 18 sintéticas tendo um tamanho médio de partícula à volta de 25 nm. 0 conteúdo sólido foi ajustado em 15% com água. A composição de tratamento superficial obtida foi então aplicada directamente na superfície do papel numa quantidade de 2 g/m2 numa unidade de prensa de colagem.

Exemplo comparativo 1

Os componentes da fracção portadora do exemplo 1, foram adicionados uns a trás dos outros à fracção de partícula nano, i.e. nenhuma fracção portadora foi preparada separadamente. A composição obtida foi usada como no exemplo 1.

Exemplo comparativo 2

Os componentes da fracção portadora do exemplo 2 foram adicionados uns a trás dos outros à fracção de partícula nano, i.e. nenhuma fracção portadora foi preparada separadamente. A composição obtida foi usada como no exemplo 2.

Exemplo comparativo 3

Os componentes da fracção portadora do exemplo 3 foram adicionados uns a trás dos outros à fracção de partícula nano, i.e. nenhuma fracção portadora foi preparada separadamente. A composição obtida foi usada como no exemplo 3.

Além disso, Exemplos 1 e 2 foram repetidos mas a fracção portadora e componentes portadores não foram usados de forma 19 nenhuma. Estes estão denotados como Exemplos sem portador na Tabela 1 em baixo.

Papéis que foram de superfície tratada de acordo com exemplos 1-3 e exemplos comparativos 1-3, foram avaliados quer por avaliação visual quer usando tempo de voo de espectrometria de massa por iões secundários (TOF-SIMS). Os resultados estão indicados na tabela 1, em que as figuras dão o número de contagens de iões específicos à partícula nano.

Tabela 1 1 2 3 Exemplo 4319 2497 873 Exemplo Comparativo 1714 1099 780 Exemplo sem portador 103 27

Na avaliação visual foi descoberto que as propriedades de impressão por impressora de jacto de tinta da superfície do papel, tratada com composições de tratamento superficial de acordo com exemplos 1-3, foi muito melhor que as propriedades de impressão de papeis por impressora de jacto de tinta de escritório convencionais. A qualidade de impressão foi muito mais uniforme e as cores foram mais brilhantes.

Usando o TOF-SIMS, alguns elementos químicos que originam de partículas nano foram detectados na superfície do papel. Foi descoberto que em papéis de superfície tratada de acordo com exemplos 1-3 a quantidade destes elementos foi significativamente mais alta que em papéis revestidos com partículas nano sem fracção portadora, fracção portadora sendo como definida na presente invenção, i.e. preparadas 20 separadamente. Isto indica que a fracção portadora na composição superficial de acordo com a presente invenção detêm efectivamente as partículas nano na camada superficial do papel.

As composições para tratamento superficial e para colagem superficial de papel, de acordo com a presente invenção, possibilitam portanto a produção de papel de impressão por impressora de jacto de tinta com excelentes propriedades de impressão em impressora de jacto de tinta. Estas superiores propriedades de impressão podem ser obtidas a relativo baixo custo, quando a composição de tratamento superficial pode ser aplicada em unidades de colagem de superfície convencionais.

Quando usando a presente invenção para revestimento de papel, a quantidade de cor de revestimento necessária por unidade quadrada do papel é reduzida, dado as partículas nano serem retidas na camada superficial e não absorvidas pelo papel base. Isto ajudará a reduzir os custos de revestimento, porque uma quantidade mais pequena de cor de revestimento é necessária de forma a ainda obter boas propriedades de superfície.

Nesta especificação, excepto onde o contexto requer de outro modo, as palavras "compreendem", "compreende" e "compreendendo" significa "incluem", "inclui" e "incluindo" respectivamente. Isto é quando a invenção é descrita ou definida como compreendendo características especificadas, várias estruturas da mesma invenção podem também incluir características adicionais.

Deve considerar-se que a essência da presente invenção como reivindicado, pode ser concretizada na forma de uma variedade 21 de estruturas, sendo só algumas aqui divulgadas. Será aparente para o especialista na área, que outras estruturas existem e não se afastam da invenção como reivindicada. Deste modo, as estruturas descritas são ilustrativas e não deveriam ser interpretadas como restritivas. 03-08-2007 22

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Composição para tratamento superficial de papel, papelão ou similar, caracterizada por a composição compreender - uma fracção de partícula nano compreendendo partículas com uma dimensão na área dos 5 a 500 nm, e - uma fracção portadora compreendendo - partículas pigmento laminares, e - pelo menos um aglutinante, a proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora sendo entre 20 e 80% do conteúdo de sólidos, e a proporção da fracção de partícula nano à fracção portadora é de 20/80-80/20, calculada como matéria seca.
2. Composição de acordo com reivindicação 1, caracterizada por esta para além disso compreender uma fracção de colagem superficial compreendendo um componente principal solúvel em água.
3. Composição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por ser seleccionado o dito componente principal solúvel em água do grupo consistindo de amido, álcool polivinílico, carboximetilcelulose, glucomannan, proteína e misturas das mesmas.
4. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as partículas de pigmento na fracção portadora compreenderem partículas minerais, partículas de pigmento orgânicas ou misturas destas. 1
5. Composição de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as ditas partículas de pigmento serem seleccionadas do grupo consistindo de partículas de silicato, partículas de mica, partículas de caolino, partículas de betonite, partículas de trihidrato de alumina, partículas de filosilicato, partículas de talco, partículas de pigmento de plástico e misturas destas.
6. Composição de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por as partículas de pigmento na fracção portadora serem seleccionadas de um grupo consistindo de partículas de caolino, partículas de talco e misturas destas.
7. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o aglutinante na fracção portadora ser seleccionado de um grupo consistindo de látexes de polímero, aglutinantes solúveis em água e misturas destas.
8. Composição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o aglutinante na fracção portadora ser um látex de polímero seleccionado de um grupo consistindo de butanieno estireno, acrilato, acrilato estireno, acetato de polivinilo e misturas destes.
9. Composição de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por o aglutinante na fracção portadora ser seleccionado do grupo consistindo de amido, proteína, carboximetilcelulose, álcool polivinílico e misturas destes.
10. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as partículas nano compreenderem partículas de sílica sintéticas, partículas de carbonato de cálcio precipitado ou misturas destas. 2
11. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o tamanho de partícula nano ser de 10-100 nm, mais preferivelmente 15-50 nm.
12. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a proporção da fracção da partícula nano à fracção portadora ser de 20/80-60/40, calculada como matéria seca.
13. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora ser entre 35 a 75% de conteúdo de sólidos, mais tipicamente entre 40 a 70%.
14. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a proporção do aglutinante na fracção portadora ser tipicamente 5-75%, mais tipicamente 15-45%, ainda mais tipicamente entre 20-40% do conteúdo de sólidos.
15. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a composição compreender adicionalmente um ou mais componentes adicionais.
16. Composição de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por o dito componente adicional ser seleccionado de um grupo consistindo de agentes hidrofóbicos, agentes anti espumantes, sais anti espumantes, agente anti espuma, sais anti espuma, agentes de tensão da superfície, modificadores reologia, agentes plasticizantes, lubrificantes, agentes abrilhantadores ópticos, agentes de coloração e agentes de ligação cruzada. 3
17. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por - a fracção de partícula nano compreende partículas de sílica sintética, e - a fracção portadora compreende - partículas de talco, e - látex butadieno estireno.
18. Composição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a proporção da fracção de colagem superficial à soma de partícula nano e fracções portadoras, calculadas como matéria seca, ser tipicamente de 20/80-80/20, mais tipicamente de 20/80-50/50.
19. Método para fabricar uma composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fracção portadora ser preparada misturando as partículas de pigmento laminares e pelo menos um aglutinante, sendo a proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora entre 20 e 80% de conteúdo de sólidos, - a dita fracção portadora ser misturada com a fracção de partícula nano compreendendo partículas com a dimensão na área de 5 a 500 nm, sendo a proporção da fracção de partícula nano à fracção portadora de 20/80-80/20, calculada como matéria seca.
20. Método para fabricar uma composição de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por 4 a fracção portadora ser preparada misturando as partículas de pigmento laminares e pelo menos um aglutinante, - a dita fracção portadora, a fracção de partícula nano e a fracção de colagem superficial serem misturadas.
21. Método de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado por a fracção de partícula nano ser misturada com água antes de misturar com pelo menos um outra fracção.
22. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a fracção de partícula nano e a fracção portadora serem misturadas antes de adicionar à fracção de colagem superficial.
23. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por a fracção de partícula nano e a fracção portadora serem misturadas independentemente à fracção de colagem superficial.
24. Composição para tratamento de superfície do papel, papelão ou similares, compreendendo - uma fracção de partícula nano compreendendo partículas com uma dimensão na área de 5 a 500 nm, e - uma fracção portadora compreendendo - partículas de pigmento laminares, e - pelo menos um aglutinante, a proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora sendo entre 20 e 80% de conteúdo de sólidos, a proporção da fracção de partícula nano à fracção portadora 5 sendo entre 20/80-80/20, calculada como matéria seca, obtenível pelo método de acordo com quaisquer das reivindicações 19-22.
25. Método para tratamento de superfície do papel, papelão ou similares, caracterizado por o papel, papelão ou similares, ser tratado aplicando à superfície do papel, papelão ou similares uma composição compreendendo - uma fracçâo de partícula nano compreendendo partículas com uma dimensão abrangendo 5 a 500 nm, e - uma fracção portadora compreendendo - partículas de pigmento laminares, e - pelo menos um aglutinante, a proporção das partículas de pigmento laminares na fracção portadora sendo entre 20 e 80% de conteúdo de sólidos, a proporção da fracção da partícula nano à fracção portadora sendo 20/80-80/20, calculada como matéria seca.
26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a composição ser aplicada por meio de uma unidade de tratamento superficial.
27. Método de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por a dita unidade de tratamento ser uma prensa de colagem ou prensa de filme ou uma unidade de revestimento.
28. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a composição ser aplicada na teia do papel, papelão ou similar, quando a matéria seca da teia é ^75%, preferivelmente >85%, mais preferivelmente >90%. 6
29. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por a quantidade de composição de tratamento de superfície aplicada, ser preferivelmente 0,5-15 g/m2, mais preferivelmente 3-6 g/m2, calculada como matéria seca por lado.
30. Uso de uma composição de acordo com quaisquer das reivindicações 1-18 para tratamento de superfície do papel, papelão ou similar.
31. Papel de superfície tratada, papelão ou similar, caracterizado por ser usado na composição de tratamento da superfície de acordo com quaisquer das reivindicações 1-18. 03-08-2007 7