PT747235E

PT747235E - Papel adequado para impressao electrofotografica ou por jacto de tinta

Info

Publication number: PT747235E
Application number: PT96304148T
Authority: PT
Inventors: Mark Victor Watson
Original assignee: Arjo Wiggins Fine Papers Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 2000-12-29
Also published as: SG47150A1; CA2178013A1; AU5473896A; EP0747235A2; MY114712A; CN1139052A; DE69609899D1; AU697858B2; EP0747235A3; DE69609899T2; EP0747235B1; GB9511482D0; ATE195690T1; CN1086168C; ES2149429T3; ZA964596B

Description

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

DESCRICÀO “Papel adequado para impressão electrofotográfica ou por jacto de tinta”

Este invento refere-se a um papel versátil para impressão com jacto de tinta, ou seja a um papel que está especialmente adaptado a apresentar um bom desempenho de imagem quando usado com uma impressora de jacto de tinta, mas que também apresenta uma boa aderência do pó de impressão quando impresso com imagens através de processos electrofotográficos tais como os usados nas impressoras laser, fotocopiadoras e semelhantes.

As impressoras de jacto de tinta produzem uma imagem na maioria dos papéis, mas a qualidade de impressão varia de modo acentuado, dependendo da natureza do papel usado. Por “qualidade de impressão” querem referir-se factores tais como a nitidez, intensidade e uniformidade da imagem produzida e a sua susceptibilidade ao sujamento imediatamente ou pouco tempo após a tinta ter sido aplicada. No caso da impressão a cores, é importante também que as cores não se misturem umas com as outras e que sejam vivas, com bom brilho. A qualidade de impressão é influenciada por um certo número de factores, mas os dois mais importantes são a extensão com que as gotículas de tinta se espalham após contacto com o papel e a rapidez com que as gotículas de tinta são absorvidas no papel. Um excessivo espalhamento das gotículas resultante, por exemplo, de um fluxo de tinta ao longo do comprimento das fibras de papel, produz uma imagem que aparece suja, com os bordos indefinidos, as linhas espalhadas e uma falta de resolução geral (isto é frequentemente referido como dispersão do tipo pena ou mecha, e o efeito é de algum modo análogo ao obtido quando se escreve com uma caneta de tinta permanente sobre papel mata-borrão). Uma lenta absorção da tinta pelo papel pode resultar em sujamento da imagem e na junção da tinta proveniente de diferentes gotículas, gerando imagens imperfeitas e, se as gotículas de tinta são de cores diferentes, misturando as cores umas com as outras, muitas vezes designado por sangramento da tinta.

Até agora, tem-se verificado ser necessário aplicar um revestimento de pigmento ao papel de modo a conseguir-se uma qualidade óptima para as imagens de cor, i.e. cores vivas, brilhantes, que não se misturem umas com as outras. O revestimento de pigmento toma o papel altamente absorvedor do veículo de tinta aquoso, de modo que o veículo escorre rapidamente para o corpo do papel, deixando o corante colorido na superfície e deste modo dando origem a cores intensas brilhantes com um mínimo de sangramento da tinta. Embora

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 2 se tenha verificado que o revestimento de pigmento não era essencial para uma impressão a preto de boa qualidade (monocromática) de imagens, melhora geralmente a qualidade destas imagens em comparação com as obtidas com papéis não revestidos.

Em US-A-4732786 descreve-se um papel revestido ou um substrato de um filme para impressão com jacto de tinta, cujo revestimento compreende de 0 a 90 partes em peso de pigmento; de 0 a 95 partes em peso de ligante; e de cerca de 1 a 100 partes em peso de um polímero hidrófilo insolubilizado. O ligante pode consistir em um ligante hidrófilo ou uma combinação de ligantes hidrófilos e hidrófobos. Os ligantes típicos incluem látex de estireno butadieno, látex de acetato de polivinilo, amidos, álcool polivinílico, proteínas tais como proteína de soja, caseína e cola animal, derivados da celulose e emulsões acrílicas. O uso de um revestimento de pigmento é desvantajoso em certos aspectos, pois têm que ser adicionados custos de matérias primas e de processo, e tende a dar origem a problemas de “empoeiramento” na conversão subsequente das operações de impressão, ou seja partículas de pigmento podem desprender-se do revestimento e depositarem-se no equipamento de bobinagem e de corte.

Para papéis de uso geral em escritório, o custo do revestimento de pigmento muitas vezes não se justifica, e têm sido usados papéis comuns não revestidos. Estes têm geralmente sido tomado menos porosos para dar origem a uma boa “retenção da tinta”, o que produz cores brilhantes e minimiza a passagem da tinta para o outro lado da folha e a dispersão do tipo pena (quer sejam usadas tintas de cores ou monocromáticas). Contudo, a operação de diminuição de porosidade pode afectar inversamente a aderência do pó de impressão quando se fazem imagens no papel com impressoras laser, fotocopiadoras e outros do género. É importante apreciar a este respeito que a necessidade comercial é a de um papel versátil, que ofereça um bom desempenho não apenas no que respeita às impressões com jacto de tinta mas também às com impressoras laser, fotocopiadoras e outros do género. Muitos clientes utilizam uma variedade de tipos de impressoras e pretendem obter um papel que funcione bem em todas estas impressoras, em vez de estarem a ser forçados a usar um papel diferente para cada tipo de impressora.

Um bom desempenho com uma impressora laser ou similar requer que o papel deva possuir uma boa afinidade com os pós de impressão usados para efectuar a imagem, de modo a que pó de impressão adira bem ao papel. O efeito adverso da operação de tomar o papel menos poroso sobre a aderência do pó de impressão pode ser particularmente pronunciado quando esta operação se efectua através do uso de agentes para conferir diminuição de 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ porosidade de dímero de alquil-ceteno (AKD), possivelmente porque os agentes AKD são de natureza cerosa e podem produzir um efeito de libertação. Uma vez que os agentes de diminuição de porosidade AKD oferecem aos fabricantes de papel benefícios comparados com os agentes de diminuição de porosidade tradicionais de colofónia-alúmen, é importante que seja possível utilizar agentes de diminuição de porosidade AKD na produção de papel para uso em escritórios, e que seja encontrada uma solução para o problema de se conseguir um bom desempenho de impressão com jacto de tinta e uma boa aderência do pó de impressão no mesmo produto.

Uma boa aderência do pó de impressão é particularmente difícil de conseguir com papéis grosseiros que têm uma textura na superfície-perfil, por exemplo um padrão de linhas estriadas ou em quadrícula aplicado por meio de um rolo de filigrana ou outro padrão aplicado por marcação com feltros ou estampagem com relevo húmida ou seca. Isto deve-se provavelmente a que aderência do pó de impressão é normalmente conseguida por fusão por calor e/ou pressão do pó de impressão sobre o papel. Com papéis grosseiros ou com a superfície texturada, é difícil conseguir um contacto físico suficientemente bom para que esta fusão seja eficaz. E objecto do presente invento ultrapassar ou pelo menos reduzir os problemas descritos atrás e proporcionar uma melhor impressão por jacto de tinta em papel que origine boas imagens a cores e monocromáticas, sem a necessidade de um revestimento de pigmento completo do género convencional, e que, particulamiente quando o papel possui uma textura superficial com relevos, seja também capaz de uma boa qualidade de imagem por processos electrofotográficos tais como os usados em impressoras laser, fotocopiadoras e semelhantes.

Verificou-se agora que o objecto atrás mencionado pode ser alcançado tratando um papel base adequado com uma composição compreendendo uma mistura de: (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido; e (c) um polímero hidrófobo, com a condição de que, se a composição contém pigmento, a quantidade de pigmento presente não é superior a 5%, calculada como o peso seco de pigmento em relação ao agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo. 4 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

De acordo com isto, o presente invento proporciona, num primeiro aspecto, um papel para impressão com jacto de tinta no qual a superfície que recebe a impressão compreende um papel base tratado com uma composição compreendendo uma mistura de: (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido: e (c) um polímero hidrófobo, com a condição de que, se a composição contém pigmento, a quantidade de pigmento presente não é superior a 5%, calculada como o peso seco de pigmento em relação ao agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo.

Num segundo aspecto, o presente invento proporciona um método para produzir papel para impressão com jacto de tinta, compreendendo o passo de tratar pelo menos a superfície de um papel-base que recebe a impressão com uma composição compreendendo uma mistura de: (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido; e (c) um polímero hidrófobo, com a condição de que, se a composição contém pigmento, a quantidade de pigmento presente não é superior a 5%, calculada como o peso seco de pigmento em relação ao agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo.

Num terceiro aspecto, o presente invento proporciona a utilização definida através da reivindicação 12. A composição de tratamento é convenientemente aplicada ao papel por meio de uma prensa de encolagem, mas outras técnicas podem ser usadas, por exemplo pulverização ou revestimento. A expressão de '‘prensa de encolagem” neste contexto inclui prensas de encolagem modificadas ou cabeças de revestimento tal como fornecidas, por exemplo, pela Voith com a designação de “Speedsizer”, Valmet com a designação de “Sym-sizer”, Jagenberg com a designação de “Filmpress” e BSG com a designação de “Twin HSM”.

Os amidos cozidos e/ou quimicamente modificados são amplamente usados na indústria do papel e deste modo são muito bem conhecidos. São usados para se distinguirem dos amidos em partículas que se encontram nas plantas (tais amidos em partículas são a matéria-prima a partir da qual os amidos cozidos e/ou quimicamente modificados são

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 5 produzidos). As dextrinas, embora derivados de amidos, não sào consideradas como sendo “amidos cozidos d ou quimicamente modificados” neste contexto, uma vez que os processos de hidrólise envolvidos na sua produção resultam na perda do carácter essencial do amido.

Os amidos adequados para serem usados na composição do tratamento são geralmente os que são usados na indústria do papel, tais como os agentes de diminuição de porosidade de superfície, os ligantes de revestimento ou os aditivos de via húmida. Os amidos de diminuição de porosidade das superfícies sào usualmente preferidos. Os amidos podem ser de carácter aniónico, catiónico, anfotérico ou não iónico. Um amido de diminuição de porosidade preferido para ser usado no presente invento é um amido de batata oxidado aniónico. Outros amidos de diminuição de porosidade adequados são os amidos de milho ou de trigo oxidados. O polímero hidrófilo para ser usado na composição do tratamento é preferencialmente um álcool polivinílico, mais preferencialmente um álcool polivinílico de relativo baixo peso molecular, parcialmente hidrolisado com um grau de hidrolização de cerca de 88%, ou 87-89%, como é frequentemente expresso nos folhetos informativos do fabricante do produto. Outros polímeros hidrófilos que podem ser usados incluem dextrina, derivados da celulose tais como a carboximetilcelulose (CMC) e hidroxietilcelulose (HEC); gelatina; gomas vegetais tais como a goma arábica; polivinilpirrolidonas; e copolímeros de anidrido maleico, por exemplo copolímeros de anidrido maleico com etileno (EMA), ou éter metilvinílico (PVMMA). O polímero hidrófobo para ser usado na composição do tratamento é preferivelmente um látex, tipicamente um látex do tipo fornecido para ser usado como aditivo de ligante do revestimento de papel ou de diminuição de porosidade de superfície. Os látexes adequados incluem látexes de copolímero de estireno-acrílico de vários tipos (incluindo látexes de copolímero acrilonitrilo/acrilato de n-butilo/estireno); látexes de copolímero estireno-butadieno; e látexes de poliuretano.

As proporções relativas do amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo podem variar de modo bastante amplo, embora o amido seja normalmente o maior componente da composição, usualmente perfazendo pelo menos até 50% do seu peso total em base seca. A quantidade de polímero hidrófobo presente pode variar largamente, dependendo do grau de hidrofobicidade do polímero. Por exemplo, a quantidade de polímero hidrófobo requerida quando o polímero é um poliuretano é muito inferior à de quando o polímero é um material de estireno-acrílico ou estireno-butadieno carboxilado. Um guia detalhado das proporções

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 6 relativas adequadas dos vários componentes misturados pode ser deduzido dos exemplos específicos aqui dados a seguir, mas em termos gerais a composição de tratamento deve conter de cerca de 50 a cerca de 90% em peso de amido, de cerca de 5 a cerca de 50%, mais preferivelmente de 5 a 25% em peso de um polímero hidrófilo tal como u:m álcool polivinílico, e de cerca de 2 a cerca de 40% de polímero hidrófobo, sendo todas estas percentagens referidas a uma base seca. Embora a quantidade de álcool polivinílico usado possa variar muito largamente, tal como indicado, os factores de custo conduzirão normalmente à utilização da proporção inferior da gama referenciada. A quantidade de polímero hidrófobo usado dependerá em parte do seu grau de hidrofobicidade. Em geral a quantidade usada estará na gama de 2 a 30% em peso. Tipicamente a composição de tratamento é feita até um teor em sólidos de cerca de 5 a cerca de 15% em peso, embora se acredite que isto não seja crítico.

Se desejado, a composição do tratamento pode incluir uma pequena proporção de pigmento, de modo a que o peso do pigmento na composição seja inferior, normalmente muito inferior, ao peso seco do agregado do amido, o polímero hidrófilo e o polímero hidrófobo. A razão em peso de pigmento:peso seco de agregado de amido, polímero hidrófilo e hidrófobo pode ser, por exemplo, cerca de 1:20, embora se pense que a razão precisa não seja crítica. Contudo, no papel de acordo com as reivindicações 1-10 e no processo da reivindicação 11, a anterior razão em peso pode não ser mais do que 1:20. A inclusão de uma menor proporção de pigmento pode, deste modo, em alguns casos aumentar ainda mais o desempenho de impressão por jacto de tinta no papel. O uso de uma proporção menor de pigmentos para aumentar o efeito da presente composição deve ser contrastado com o uso de revestimentos de pigmentos convencionais, em que o pigmento predomina normalmente (uma razão pigmentoiligante típica para tais revestimentos pode ser na ordem de 4:1 a 8:1) A presente composição de tratamento pode ser usada para aumentar o desempenho de impressão por jacto de tinta de uma grande variedade de papéis para uso em escritório ou outros negócios. Contudo, o papel base é tipicamente um papel de base sem madeira, à volta de 80 a 100 g.m'2 em que foi intemamente feita de modo convencional a operação de diminuição de porosidade, por exemplo com um dímero de alquil-ceteno ou um sistema de redução da porosidade de colofónia/alúmen. Uma diminuição de porosidade forte é preferível, por exemplo até um valor de Cobb (60 segundos) na gama de 15 a 30. As pastas usadas e as suas proporções relativas podem variar grandemente, mas um fornecimento típico compreenderá 80% de pasta de folhosas e 20% de pasta de resinosas. As cargas para o fabrico de papel usuais e outros aditivos podem estar presentes.

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 7 A composição de tratamento está preferencialmente presente numa quantidade de 1 a 5%, mais preferencialmente 2 a 4%, em peso do papel base numa base seca. Deste modo, para um papel base de 100 g.m'2 em que seja aplicada a composição de tratamento por meio de uma prensa, o resíduo seco deve ser preferencialmente de cerca de 2 g.m'2 a 4 g.m'2, em base seca (i.e., 1 a 2 g.m"2 por lado). Maiores níveis de resíduo seco são tecnicamente aceitáveis mas podem ser economicamente desvantajosos. O papel pode ser preferencialmente calandrado após tratamento e subsequente secagem, por exemplo até um valor de rugosidade de Bendsten de 500 ml.min'1 ou menos. Altemativamente, o papel pode ser um papel que possua uma textura superfície-perfil tal como referido anteriormente.

As razões pelas quais o uso da presente composição de tratamento dá bons resultados ainda não são completamente compreendidas. Contudo, acredita-se que a presença do polímero hidrófobo faça com que a tinta, que é normalmente de natureza aquosa, seja melhor “retida” na superfície do papel - se o polímero hidrófobo for omitido, a tinta penetra na estrutura do papel muito rapidamente e são obtidas imagens foscas e indefinidas.

Por outro lado, o álcool polivinílico ou outro polímero hidrófilo promovem uma penetração controlada da tinta mas sem muito espalhamento lateral. Se o polímero hidrófilo for omitido, a penetração é pobre e o tempo de secagem da tinta toma-se muito longo e resulta um grau indesejado de manchamento. Deste modo, embora se possam obter cores brilhantes, as tintas diferentemente coradas permanecem na superfície do papel durante um tempo suficiente para se misturarem umas com as outras, i.e., ocorre o sangramento da impressão. Isto não é um problema com tintas monocromáticas, mas a tendência da tinta em permanecer na superfície do papel pode dar origem a um sujamento da imagem.

Assim, em resumo, pensa-se que os benefícios do presente invento são os de originar a presença de uma combinação equilibrada complementar dos elementos hidrófilos e hidrófobos. Pensa-se que o componente amido da composição contribui principalmente com os benefícios normais de um amido como agente de diminuição de porosidade, i.e. preenche os poros e espaços vazios na superfície da folha e deste modo proporciona um impedimento físico à penetração do líquido, cola as fibras soltas, e melhora a resistência do papel final. O invento irá agora ser ilustrado através dos Exemplos seguintes, em que um asterisco indica a primeira ocorrência de uma marca registada com proprietário, todas as

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 8 partes e percentagens são dadas em peso a não ser que mencionado em contrário, e que proporciona detalhes de benefícios específicos adicionais que foram conseguidos pelo invento com tipos particulares de papel.

Exemplo 1 55 partes de amido de batata oxidado aniónico (“Perfectamyl* P 255 SH” fornecido por Tunnel Avebe, de Ulcebv, South Humberside, Reino Unido) e 15 partes álcool polivinílico de relativo baixo peso molecular hidrolisado a 88% molar (“Mowiol* 8-88”, fornecido por Harlow Chemical Company Limited de Harlovv, Essex, Reino Unido) foram misturados sob a forma de pós secos. A mistura foi então transformada numa solução aquosa/dispersão de 10% de teor de sólidos, e cozida a cerca de 90°C durante 30 minutos. Após deixar a mistura a arrefecer até cerca de 50°C, 60 partes de um copolímero de látex de acrilonitrilo/acrilato de n-butilo/estireno com um teor de sólidos de 50% (i.e.. 30 partes em seco) (“Acronal* S 360 D”, fornecido por BASF) foram adicionadas com agitação, para dar origem a uma composição de tratamento com um teor de 15% de sólidos e uma viscosidade de cerca de 80 cps (medida a 20°C, viscosímetro Brookfíeld, Veio N° 2, velocidade 100 rpm).

Esta composição de tratamento foi então aplicada sobre uma folha de um papel base comum para escritório de lOOg.mbranco, não revestido, sem madeira, usando uma prensa de encolagem laboratorial. O papel base fora submetido intemamente à operação de diminuição de porosidade com um dímero de alquil-ceteno, mas não tinha tido sofrido esta operação à superfície. A folha tratada foi então seca usando um secador rotativo de laboratório. Verificou-se que o resíduo seco era de cerca de 5% (i.e., cerca de 2,5 g.m'2 por lado), com base no peso seco do papel base antes do tratamento. O papel tratado possui um valor de Cobb a 60 segundos de 18. A folha tratada foi então calandrada em laboratório. Após ter sido calandrada, a folha possuía uma rugosidade de Bendsten de 150 ml.min'1. A folha e uma folha de controlo que tinha sido tratada com uma composição de diminuição de porosidade de amido convencional foram então impressas numa impressora de jacto de tinta Hewlett Packard* Deskjet* 560c. As imagens impressas foram as de um cartão de teste padrão dando imagens, quer a cores quer monocromáticas (preto), e especificamente projectadas para avaliar a qualidade da impressão e revelar falhas na intensidade, nitidez, sujamento, sangramento da impressão e outros do género. 9 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

Verificou-se que ο papel de acordo com o invento dava origem a uma rápida secagem da tinta (i.e., penetração no papel), uma boa intensidade de cor, um baixo sangramento da tinta e caracteres a cores e monocromáticos definidos com nitidez, com pouco sujamento e poucas manchas, i.e. não uniformidade na intensidade de impressão em diferentes áreas do papel. Houve pouca ou nenhuma passagem da tinta para a superfície inversa (não impressa) da folha.

Por comparação, a folha de controlo mostrava mais sangramento da impressão e cores menos brilhantes nas áreas impressas a cores. A qualidade da imagem monocromática era bastante boa (provavelmente uma consequência da diminuição de porosidade interna do papel) mas possuía um maior “tempo de secagem'’. Isto poderia dar origem a sujamento na utilização diária.

Exemplo 2

Este Exemplo ilustra a utilização de três polímeros hidrófobos, alternativos ao usado no Exemplo 1. Estes são os seguintes:

Mix I - látex de poliuretano, fornecido com um teor de 20% em sólidos por Azko Nobel, sob a designação de “Cyclopal* AP”

Mix II - látex de copolímero de estireno/acrílico. fornecido com um teor de 27% em sólidos por Azko Nobel, sob a designação de “Bewopress* AE 27”

Mix III - látex de copolímero de estireno/butadieno, fornecido com um teor de sólidos de 50% por Dow Chemical, sob a designação de “Dow* DL 950”

Os outros componentes misturados foram o mesmo amido e álcool polivinílico, tal como usados no Exemplo 1. As composições de tratamento foram preparadas pelo mesmo procedimento geral que foi descrito no Exemplo 1, mas o teor de sólidos final foi um pouco inferior (cerca de 12%). A % de composição seca das composições foi como segue:

Componente Mix I Mix II Mix III Amido 77,5 55 55 Álcool polivinílico 20,0 15 15 Látex 2,5 30 30 O poliuretano possui um maior grau de hidrofobicidade que os outros dois polímeros, e como tal foi usado em muito menor quantidade. 10 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

Cada composição de tratamento foi aplicada numa folha respectiva de um papel base estacionário não revestido, sem madeira, do tipo premium de 95 g.m'2 a que tinha sido diminuída a porosidade intemamente com um dímero de alquil-ceteno, mas que não tinha sido sujeito a operação de diminuição de porosidade à superfície. Verificou-se que o resíduo seco era de cerca de 4% (i.e., cerca de 2 g.m'2 por lado). Após a secagem, as folhas foram cada uma calandradas em laboratório até se obter uma rugosidade de Bendsten de cerca de 150 ml.miri1.

As várias folhas, em conjunto com uma folha de controlo em que foi feita a diminuição de porosidade convencionalmente com amido, foram então impressas e analisadas de acordo com o descrito no Exemplo 1. Verificou-se que todos os três papéis de acordo com o invento davam origem ao mesmo bom desempenho, tal como descrito em detalhe no Exemplo 1, e aos mesmos benefícios em relação ao papel de controlo.

Exemplo 3

Este Exemplo ilustra o uso do presente invento numa máquina de papel à escala industrial, usando uma composição de tratamento com os mesmos ingredientes e proporções relativas, tal como apresentadas em detalhe no Exemplo 1 (55 partes de amido de batata oxidado aniónico, 15 partes de álcool polivinílico de baixo peso molecular hidrolisado a 88% molar, e 30 partes de látex, tudo em base seca). O teor de sólidos da composição foi de 12%.

Foi usada uma matéria de 80% de folhosa/20% de resinosa, com diminuição da porosidade intema com um dímero de alquil-ceteno e contendo as fibras e aditivos do fabrico de papel usuais para produzir um papel de escritório branco de uso geral sem madeira muito liso e de boa qualidade. A composição de tratamento descrita atrás foi aplicada na prensa e o papel foi convencionalmente calandrado após secagem. O papel final possuía uma gramagem de 105 g.m'2, com uma rugosidade de Bendsten no topo e no outro lado de 66 e 44 ml.min1 respectivamente, um valor de Cobb a 60 minutos de 25 e um teor em cargas de cerca de 15% (carga sintética de resina de ureia-formaldeído). O papel e um papel de controlo do mesmo tipo com diminuição de porosidade apenas com uma formulação de amido para prensa convencional, foram então avaliados globalmente no que respeita ao desempenho em impressão com jacto de tinta, tal como descrito nos Exemplos anteriores. 11 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ A aderência do pó de impressão foi também avaliada. O teste de aderência do pó de impressão, também conhecido como o teste do arranque de fita, envolveu a impressão de um bloco sólido de pó de impressão sobre cada folha, por meio de uma impressora laser Hewlett-Packard LASERJET* IV; medição da densidade de impressão por meio de um instrumento de medição da intensidade de imagem; aplicação de fita adesiva na folha sobre a imagem impressa; remoção cuidadosa da fita com a ajuda de um dispositivo de ensaio Instron de arranque da fita, para assegurar uma força de remoção uniforme e reprodutível; e voltar a medir a densidade de impressão. A razão da densidade de impressão após remoção da fita em relação à densidade da impressão antes da aplicação da fita é então expressa como um valor percentual designado por “aderência do pó de impressão”.

Os resultados dos ensaios foram os seguintes:

Propriedade Invento Controlo Aparência da cor boa manchada Brilho da cor (ver nota 1) 10,1 14,3 Intensidade da cor (ver nota 2) U 0,8 Sangramento da cor impressa bom fraco Esborratamento monocromático bom aceitável Densidade óptica monocromática L6 1,6 (ver nota 4) Tempo de secagem da tinta monocromática 39 s 68 s (ver nota 3) Aderência do pó de impressão (%) 93 74

Notas 1- Medida de acordo com um teste de reflectância óptica em que quanto mais baixo o número obtido, melhor é o brilho e em que qualquer valor superior a 12 é considerado inaceitável. 2- Medida de acordo com um teste padrão da Hewlett-Packard em relação a uma imagem preta composta obtida por impressão da mesma área com várias tintas de cores diferentes e em que quanto maior o número obtido, melhor é a intensidade, com um valor de 0,8 a ser o limite de aceitabilidade. 3- Medido de acordo com um teste padrão de Hewlett-Packard. 4- Medida usando um densitómetro óptico Gretag*. com um valor de 1,2 a ser um limite aproximado de aceitabilidade.

Ver-se-á que o papel de acordo com o invento era vincadamente melhor em muitos dos aspectos que o papel de controlo.

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 12

Num fabrico repetido posterior do mesmo tipo de papel, o amido usado foi um amido de batata cozido moído. Foram obtidos os mesmos benefícios para o produto.

Exemplo 4

Este Exemplo ilustra o uso do presente invento numa máquina de fabrico de papel à escala industrial, fabricando um papel menos liso do que no caso do Exemplo 3 anterior. O procedimento foi genericamente descrito no Exemplo 3, excepto que as condições de refinação foram diferentes, o teor de sólidos da composição de tratamento foi de 10% e foi usado carbonato de cálcio precipitado como carga, em vez do pigmento sintético de resina de ureia-formaldeído. O papel final possuía uma gramagem de 101 g.m'2, com uma rugosidade no lado de topo e no outro lado respectivamente de 195 e 132 ml.min'1, um valor de Cobb a 60 s de 27 e um teor de cargas de cerca de 11%.

Os resultados da avaliação do desempenho da impressão com jacto de tinta para o produto de acordo com o invento e um papel de controlo aproximado foram os seguintes:

Propriedade Invento Controlo Aparência da cor boa manchada Brilho da cor 9,7 8,3 Intensidade da cor 1,3 1,7 Sangramento da cor impressa bom muito pobre Sujamento monocromático bom bom Densidade óptica monocromática 1,8 1,8 Tempo de secagem da tinta monocromática 8 s 23 s Aderência do pó de impressão 73% 28%

Notar-se-á que o papel de acordo com o invento teve um desempenho melhor do que o papel de controlo em termos de aparência da cor, sangramento da cor impressa e tempo de secagem da tinta. O papel de controlo foi ligeiramente melhor em termos de brilho e intensidade da cor, provavelmente devido ao papel de controlo ter sofrido uma forte diminuição de porosidade, mas estes benefícios marginais são completamente ultrapassados pelo grande sangramento de impressão, a aparência manchada e o elevado tempo de secagem do papel de controlo. 13 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

Exemplo 5

Este Exemplo ilustra o uso de uma gama de diferentes polímeros hidrófilos na composição de tratamento (esta inclui álcool polivinílico hidrolisado 88% molar, tal como nos Exemplos anteriores). Em cada caso, a composição de tratamento em base seca foi a seguinte:

Amido (“Perfectamyr P 255 SH”) 85%

Polímero hidrófilo (ver a seguir) 9% Látex (“Bewopress AE 27”) 6%

Foram preparadas quatro composições de tratamento diferentes, sendo os polímeros hidrófilos usados os seguintes: aquosa

Mix I -Mix II -

Mix III -

Mix IV - álcool polivinílico hidrolisado a 88% molar (“Mowiol* 8-88”) polivinilpirrolidona (“Lumiten* Pr 8450”) fornecida em solução a 30% por BASF carboximetilcelulose de baixo peso molecular (“Finnfix* 5” fornecida por Metsa-Serla, Finlândia) álcool polivinílico completamente hidrolisado (“Mowiol* 10-98” fornecido por Harlow Chemical Company

Cada composição de tratamento foi aplicada nas folhas respectivas do papel de teste tal como usado no Exemplo 2, e então secas e calandradas, também como descrito no Exemplo 2. As várias folhas, em conjunto com a folha de controlo que foi convencionalmente tratada em diminuição de porosidade com amido, foram então impressas e avaliadas tal como descrito no Exemplo 3.

Os resultados foram os seguintes:

Propriedade Controlo Mix T Mix II Mix III Mix IV Sujamento monocromático A A A A A Densidade óptica monocromática 1,5 1,6 1,7 1,7 1,8 Tempo de secagem de tinta monocromática (s) 15 15 22 15 25 Aparência da cor B B B B B Brilho da cor 6,6 6,2 6,6 7,1 6,7 Sangramento da cor impressa A E E B B Aderência do pó de impressão (%) 58 86 67 74 78

Chave: A = Aceitável B = Bom E = Excelente 14 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

Notar-se-á que os papéis de acordo com o invento apresentavam melhor desempenho de sangramento da cor impressa e densidade óptica monocromática, e uma muito melhor aderência do pó de impressão quando comparada com a do papel de controlo.

Exemplo 6

Este exemplo ilustra o uso do presente invento para tratar um papel estacionário de escritório do tipo premium, com uma gramagem de 100 g.m'2, durante o seu fabrico numa máquina de fabrico de papel à escala industrial. O papel sofreu uma operação de diminuição da porosidade intemamente do tipo AKD e foi incorporado com cerca de 15% de carbonato de cálcio precipitado como carga. O procedimento foi genericamente descrito no Exemplo 3, e o papel final possuía um valor de Cobb a 60 segundos de 24.

Os resultados dos ensaios foram os seguintes:

Propriedade Invento Controlo Aparência da cor boa boa Brilho da cor 6.6 7,2 Intensidade da cor 1,6 1,4 Sangramento da cor impressa bom pobre Sujamento monocromático bom bom Densidade óptica monocromática 1,8 1,8 Tempo de secagem da tinta monocromática 13 s 24 s Aderência do pó de impressão (%) 92 51

Notar-se-á que o papel de acordo com o invento teve um desempenho melhor do que o papel de controlo em termos de aparência da cor e ao sangramento da cor impressa, um menor tempo de secagem da tinta e uma muito melhor aderência do pó de impressão, em comparação com o papel de controlo.

Exemplo 7

Este Exemplo ilustra o uso de um diferente tipo de amido na composição de tratamento, nomeadamente um amido de trigo (extracto de hidratos de carbono) fornecido como “Abrastarch” (com um teor de sólidos de 9%) por ABR Foods Limited, Corby, Inglaterra, em vez do amido “Perfectamyl P 255 SH” usado nos Exemplos antecedentes.

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ Ο procedimento foi genericamente ο descrito no Exemplo 3, excepto que a composição de tratamento foi a seguinte:

Amido 85% Álcool polivinílico (“Mowiol 8-88”) 9% Látex (“Bewopress AE 27”) 6% O resíduo seco total da composição era de cerca de 4 g.m’2 (4%) e o valor de Cobb a 60 minutos era de 24. A rugosidade Bendsten de ambas as superfícies do papel estava na gama de 50-60 ml.min'1,

Os resultados dos testes foram os que se seguem (não foram feitas medições da intensidade da cor para este e Exemplos subsequentes):

Propriedade Invento Controlo Aparência da cor não manchada manchada Brilho da cor 13 13 Sangramento da cor impressa bom pobre Sujamento monocromático bom bom Densidade óptica monocromática 1,7 1,7 Tempo de secagem da tinta monocromática 17 s 20 s Aderência do pó de impressão (%) 99 57

Notar-se-á que o papel de acordo com o invento possuía melhor aparência de cor, melhor sangramento da cor impressa e uma muito melhor aderência do pó de impressão em comparação com o papel de controlo.

Exemplo 8

Este Exemplo ilustra o efeito de omitir o polímero hidrófilo na composição de tratamento. Foram avaliadas três composições de tratamento, como se segue (base seca):

Invento: Amido (“Abrastarch”) 85% Álcool polivinílico (“Mowiol 8-88”) 9% Látex (“Bewopress AE 27”) 6% Controlo I: Amido (tal como em cima) 94% Álcool polivinílico (tal como em cima) 6% Controlo II: Amido (tal como em cima) 100% 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 16

Estas composições foram cada uma aplicada a um papel de revestimento e texto decorativo pintalgado de 100 g.m'2 durante a sua produção numa máquina de fabrico de papel à escala industrial. Os papéis resultantes foram testados como no Exemplo 7, e os resultados obtidos foram os seguintes:

Propriedade Invento Controlo I Controlo II Aparência da cor aceitável aceitável aceitável Brilho da cor 11 10 10 Sangramento da cor impressa excelente aceitável aceitável Sujamento monocromático aceitável aceitável aceitável Densidade óptica monocromática 1,5 1,6 1,6 Tempo de secagem da tinta 12 s 14 s 11 s monocromática Aderência do pó de impressão (%) 77 36 23

Notar-se-á que o papel de acordo com o invento possuía melhor sangramento da cor impressa e uma muito melhor aderência do pó de impressão em comparação com o papel de controlo. Uma comparação mais precisa das propriedades tais como aparência (mancha) e brilho da cor foi impedida pela aparência sarapintada do papel.

Exemplo 9

Este Exemplo ilustra o uso de uma proporção menor de pigmento na composição de tratamento. O pigmento usado foi carbonato de cálcio (“Hydrocarb* 90”, fornecido por Croxton & Garry, Dorking, Inglaterra) e estava presente na composição de tratamento numa quantidade de 5% calculada como peso seco de pigmento em relação ao peso de agregado seco de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo. Esta composição de tratamento e o procedimento geral foram tal como no Exemplo 3. Adicionalmente, foi produzido papel usando a mesma composição de tratamento sem pigmento e, separadamente, com uma composição de tratamento de 100% de amido.

Propriedade Invento Invento (s/ dí emento) (c/ dí emento) Controlo II Aparência da cor não manchado não manchado pouco manchado Brilho da cor 11,2 12,0 11,6 Sangramento da cor impressa bom aceitável fraco Sujamento monocromático bom bom bom Densidade óptica monocromática Tempo de secagem da tinta 1,7 1,6 1,6 monocromática (s) 23 s 36 s 43 s Aderência do pó de impressão (%) 90 90 60 17 84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ

Notar-se-á que ambos ο papéis de acordo com o invento melhoraram a aparência da cor, melhoraram o sangramento da cor impressa, diminuíram o tempo de secagem da tinta e melhoraram muito a aderência do pó de impressão em comparação com o papel de controlo.

Exemplo 10

Este Exemplo ilustra o uso do invento com um papel que sofreu diminuição de porosidade por via ácida (colofónia/policloreto de alumínio) produzido numa máquina de papel à escala industrial. O papel era um papel estacionário de escritório, branco, sem madeira, de alta qualidade, muito liso e com uma gramagem de 100 g.m'\ contendo uma carga de cerca de 15% de carbonato de cálcio precipitado. A composição de tratamento, com um teor de sólidos de 8%, era a seguinte: 82% 10%

Amido catiónico eterificado (“Amvlopak* 15, fornecido por Tunnel Avebe Limited, Inglaterra) Álcool polivinílico (“Mowiol 8-88”) Látex estireno-acrílico (“Bewopress AE 27”) 8% O papel final possuía um valor de Cobb a 60 segundos de 26, e valores de rugosidade no topo e parte inferior de 60 ml.min'1 respectivamente (Bendsten). O resíduo seco da composição de tratamento era de cerca de 4%, i.e. cerca de 2 g.m'2 por lado.

Lisboa, oq \qo. 7QQQ

Por ARJO WIGGINS FINE PAPERS LIMITED - O AGENTE OFICIAL -

Claims

84 677 ΕΡ Ο 747 235 / ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Papel para impressão com jacto de tinta em que a superfície que recebe a tinta compreende um papel base tratado com uma composição compreendendo uma mistura de (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido; e (c) um polímero hidrófobo, com a condição de que, se a composição contém pigmento, a quantidade de pigmento presente não é superior a 5%, calculada como o peso seco de pigmento em relação ao agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo.
2 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com a reivindicação 1. em que o amido perfaz até pelo menos 50% em peso da referida composição numa base seca.
3 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com a reivindicação 2, em que a composição de tratamento contém, numa base seca, de 50 a 90% em peso, preferencialmente 50 a 80% em peso, de amido; de 5 a 50% em peso, preferencialmente 5 a 25% em peso, de polímero hidrófilo; e de 2 a 40% em peso, preferencialmente 2 a 30% em peso, de polímero hidrófobo.
4 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a composição de tratamento está presente numa quantidade de 1 a 5% em peso, preferencialmente 2 a 4% em peso, do papel-base numa base seca.
5 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o amido é um amido para diminuição da porosidade da superfície.
6 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o polímero hidrófilo, que não amido, é um álcool polivinílico.
7 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com a reivindicação 6, em que o álcool polivinílico é um álcool polivinílico de peso molecular relativamente baixo, com um grau de hidrolização de 87 a 89% molar.
8 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o polímero hidrófobo é um látex.
9 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com a reivindicação 8, em que o látex compreende um látex de copolímero de acrilonitrilo/acrilato de n-butilo/estireno; um látex de copolímero de estireno/acrílico que não o antecedente; um látex de copolímero de estireno-butadieno; ou um látex de poliuretano.
10 - Papel para impressão com jacto de tinta de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a composição inclui um pigmento, numa proporção relativa em relação ao peso seco do agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo não superior a 5%.
11 - Método para produção de um papel para impressão com jacto de tinta, compreendendo um passo de tratar pelo menos a superfície de um papel-base que recebe a tinta, com uma composição compreendendo uma mistura de: (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido; e (c) um polímero hidrófobo, com a condição de que, se a composição contém pigmento, a quantidade de pigmento presente não é superior a 5%, calculada como o peso seco de pigmento em relação ao agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero hidrófobo.
12 - Utilização, com o fim de aumentar a qualidade de impressão obtida quando o papel é impresso por processos de impressão com jacto de tinta e por processos electrofotográficos, de uma composição de tratamento compreendendo uma mistura de: (a) um amido cozido e/ou quimicamente modificado (b) um polímero hidrófilo que não o amido; e (c) um polímero hidrófobo, (d) opcionalmente uma pequena proporção de pigmento, de tal modo que o peso do pigmento é inferior ao peso seco do agregado de amido, polímero hidrófilo e polímero 84 677 EPO 747 235 / PT 3/3 hidrófobo, e sendo pelo menos a superfície a ser impressa de um papel-base tratada com a referida composição de tratamento. Lisboa, 2.9. /ffl. ?000 Por ARJO WIGGINS FINE PAPERS LIMITED - O AGENTE OFICIAL - o

ENG." ANTÓNIO JOÃO DA CUNHA FERREIRA Ag. Of. Pr. Ind. das Flores, 74 - 4.* 1ECDQ LISBOA