Medio revestido para impresión de chorro de tinta.

Un medio revestido para impresión de chorro de tinta, que comprende:

un sustrato de soporte; y

una capa de revestimiento formada sobre al menos una cara del sustrato de soporte, comprendiendo dicha capa de revestimiento al menos un aglutinante y al menos dos pigmentos inorgánicos diferentes: carbonato de calcio modificado (MCC) y carbonato de calcio precipitado (PCC) o bien arcilla,

en donde dicho carbonato de calcio modificado (MCC) está compuesto de minerales de calcio estructurados, que comprenden carbonato de calcio [CaCO3], y al menos uno de fosfato de calcio y silicato de calcio [Ca2SiO4].

Medio revestido para impresión de chorro de tinta Antecedentes

Algunas tendencias recientes en la tecnología de chorro de tinta digital incluyen el avance de colorantes en las tintas, desde moléculas de tinte hasta partículas de pigmento, e impresión digital de alta velocidad en el negocio de la impresión comercial o industrial. Los papeles revestidos tradicionales para impresión offset y otras industrias de impresión analógica no pueden ofrecer buena calidad de imagen, calidad de impresión y/o durabilidad cuando son impresos con impresoras de chorro de tinta digitales. El medio o papel usado en una impresora de chorro de tinta determina la calidad de la imagen impresa sobre el mismo.

Descripción detallada

Las tintas usadas en las impresoras de chorro de tinta son típicamente tintas acuosas, que contienen una pequeña cantidad de tinte o colorantes de pigmento y una cantidad grande de agua y co-disolventes como vehículo de la tinta. Así, la propiedad de absorción de los papeles afecta en gran medida a la calidad de impresión. Los papeles para chorro de tinta tienen convencionalmente un papel base revestido con una capa receptora de tinta, es decir, la capa sobre la que se depositan las gotitas de tinta, para mejorar las propiedades receptivas de tinta de los papeles. La capa receptora de tinta contiene típicamente partículas de pigmento con alta área superficial o alta porosidad incorporadas en la misma como pigmento principal. Los pigmentos usados comúnmente incluyen sílice, alúmina y otros óxidos metálicos. Estos pigmentos pueden proporcionar una capa de revestimiento con absorción rápida y capacidad suficiente para impresión de chorro de tinta. Por otra parte, estos pigmentos son más caros, y como resultado, los papeles revestidos basados en estos pigmentos no son muy competitivos cuando se comparan con productos de grado similar en industrias de impresión analógica tradicionales o medios revestidos para impresión digital con tecnologías electrofotográflcas. Otra desventaja es que, cuando las formulaciones de revestimiento están basadas en estos pigmentos con alta área superficial, su contenido de sólidos total es usualmente bajo, debido a la alta cantidad de agua o disolvente requerida para la dispersión del pigmento. Como consecuencia, durante la fabricación del medio revestido, se requiere mucha energía para retirar el agua o disolvente de la capa de revestimiento, por tanto, la velocidad de revestimiento está limitada por la capacidad de secado. Esto conduce a altos costes de funcionamiento de máquinas y a un aumento en el coste total de los productos finales.

Para competir con la Impresión analógica tradicional o la impresión fotográfica digital, un papel revestido de bajo coste es uno de los elementos clave para ayudar a la tecnología de chorro de tinta a disminuir su coste total por página y ampliar sus aplicaciones en la impresión industrial. En la industria del papel revestido actual, los pigmentos de revestimiento de bajo coste incluyen carbonato de calcio precipitado, carbonato de calcio molido, arcillas de caolín y otros. Las formulaciones de revestimiento basadas en estos pigmentos tradicionales tienen bajos costes de materias primas. Las formulaciones de revestimiento basadas en estos pigmentos de bajo coste tienen generalmente un alto contenido de sólidos, usualmente en el intervalo de 6 a 7% en peso. Con un contenido de sólidos tal, estas formulaciones requieren mucha menos energía para retirar el agua después del revestimiento, y permiten altas velocidades de revestimiento. Como resultado, los gastos totales de operación en la fabricación pueden ser mantenidos a un nivel bajo. Sin embargo, los papeles revestidos basados en estos pigmentos de bajo coste tienen usualmente una estructura de revestimiento relativamente densa, especialmente cuando se comparan con papel revestido para chorro de tinta basado en pigmentos de sílice con alta área superficial. Como resultado, la velocidad de absorción de tal papel revestido es lenta, y su capacidad de absorción no es lo suficientemente alta para cumplir los requisitos de la Impresión de chorro de tinta. Cuando tal papel revestido es impreso usando una Impresora de chorro de tinta, el papel impreso sufre varias deficiencias, que incluyen tiempo de secado lento, alto nivel de coalescencia y granulación en imágenes, patrones plumosos Indeseables, moteado de impresión, escasa resistencia al roce y resistencia al agua, por nombrar unos pocos.

El documento US26162884 describe pigmentos minerales que contienen un producto formado por la reacción de un carbonato de calcio y con otros materiales, y sus usos en aplicaciones de fabricación de papel.

Esta descripción proporciona una composición de revestimiento pigmentada, nueva, para medios de chorro de tinta. Cuando el medio de impresión revestido con esta nueva composición de revestimiento se usa en impresión de chorro de tinta, el medio de Impresión comunica alta velocidad de absorción de tinta (es decir, absorción rápida del componente líquido en la tinta, p.ej. agua) y exhibe mejoras en calidades de Imagen después de imprimir, incluyendo un granulado reducido y un brillo de Imagen mejorado. Al mismo tiempo, la composición de revestimiento no está basada en el uso de pigmentos de alto coste, tales como sílice o alúmina. La presente descripción proporciona adlclonalmente un método para preparar un medio de impresión revestido, que Incluye: proporcionar un sustrato de soporte; revestir una o ambas caras del sustrato con la nueva composición de revestimiento; secar el sustrato revestido; y opcionalmente calandrar el sustrato revestido.

La nueva composición de revestimiento de la presente descripción es una dispersión acuosa pigmentada que contiene al menos dos pigmentos Inorgánicos diferentes, uno de los cuales es un carbonato de calcio modificado (MCC, por sus siglas en inglés), y al menos un aglutinante hidrófilo o soluble en agua. El otro pigmento inorgánico es

carbonato de calcio precipitado (PCC) o bien arcilla. Los materiales de arcilla adecuados incluyen arcilla calcinada, arcilla de caolín, u otros filoslllcatos apropiados para revestimientos. En una realización, la nueva composición de revestimiento contiene tres pigmentos inorgánicos diferentes: MCC en combinación con PCC y arcilla. El "carbonato de calcio modificado" usado en la presente memoria se refiere a carbonato de calcio preexistente (molido o precipitado) que ha sido post-tratado con ácido fosfórico y gas CO2, así como diversos otros aditivos tales como silicatos solubles, con el fin de alterar tanto la estructura como la composición química de la partícula original. Este post-tratamiento da como resultado una partícula de pigmento constituida por una corteza de diversos compuestos de calcio que rodea a un núcleo de la molécula de carbonato original. El material de MCC adecuado puede tomar la forma de una dispersión en suspensión de minerales de calcio estructurados, que comprenden principalmente carbonato de calcio [CaCOs], fosfato de calcio y/o silicato de calcio [Ca2S¡4]. El fosfato de calcio Incluye compuestos que contienen Iones calcio junto con Iones fosfato, y puede Incluir, pero no se limita a, fosfato de octacalcio [Ca8H2(P4)6-5H2]. Un ejemplo no limitante de esta forma de MCC es Omyajet 51, disponible en Omya Inc. La cantidad total de pigmentos Inorgánicos presentes en la composición de revestimiento está entre 2% en peso y 5% en peso. "% en peso" se refiere a porcentaje en peso seco en base al peso seco total de la composición de revestimiento.

Para ser compatible con la Impresión de chorro de tinta, los medios revestidos deben tener una rápida velocidad de absorción y una alta capacidad de absorción. Los PCC convencionales no pueden satisfacer estos requisitos, porque tienden a formar una estructura de empaquetado relativamente densa en la capa de revestimiento, debido al pequeño tamaño de partícula y la orientación regular de las partículas. Las arcillas son usualmente más laminares y planas, y cuando son incorporadas en un revestimiento, tienden a orientarse en el revestimiento de una manera que da como resultado un revestimiento muy cerrado y menos permeable. El MCC solo tampoco proporciona la calidad de impresión deseada, debido a su gran tamaño de partícula y su propiedad de absorción muy rápida. El revestimiento con sólo MCC como pigmento inorgánico acaba siendo usualmente casi demasiado poroso, lo que da como resultado un impacto de tinta y un sangrado de tinta significativos en el medio impreso. Además, el MCC puede ser también muy desmenuzable si se requiriera un calandrado significativo. Un calandrado significativo da como resultado la trituración de las partículas, lo que a su vez da como resultado una imagen impresa moteada. Se ha... [Seguir leyendo]

1. Un medio revestido para impresión de chorro de tinta, que comprende:

un sustrato de soporte; y

una capa de revestimiento formada sobre al menos una cara del sustrato de soporte, comprendiendo dicha capa de revestimiento al menos un aglutinante y al menos dos pigmentos inorgánicos diferentes: carbonato de calcio modificado (MCC) y carbonato de calcio precipitado (PCC) o bien arcilla,

en donde dicho carbonato de calcio modificado (MCC) está compuesto de minerales de calcio estructurados, que comprenden carbonato de calcio [CaCC>3], y al menos uno de fosfato de calcio y silicato de calcio [Ca2S¡4

2. El medio revestido de la reivindicación 1, en donde dicho medio revestido comunica una velocidad de absorción Bristow de 15 ml/m2 en base a un método de ensayo de absorción Bristow Wheel.

3. El medio revestido de la reivindicación 1, en donde dicha arcilla se selecciona del grupo que consiste en arcilla calcinada, arcilla de caolín, y filosilicatos.

4. El medio revestido de la reivindicación 1, en donde dicho aglutinante se selecciona del grupo que consiste en aglutinantes solubles en agua e hidrófilos.

5. El medio revestido de la reivindicación 1, en donde dicha capa de revestimiento comprende dos aglutinantes diferentes.

6. El medio revestido de la reivindicación 1, en donde dicha capa de revestimiento comprende además un co- pigmento polimérico en una cantidad de 1 parte a 1 partes en base a 1 partes de pigmentos inorgánicos totales.

7. El medio revestido de la reivindicación 1, que comprende:

un sustrato de soporte; y

una capa de revestimiento formada sobre al menos una cara del sustrato de soporte, comprendiendo dicha capa de revestimiento al menos un aglutinante y tres pigmentos inorgánicos diferentes; carbonato de calcio precipitado (PCC), arcilla, y carbonato de calcio modificado (MCC),

en donde dicho carbonato de calcio modificado (MCC) está compuesto de minerales de calcio estructurados, que comprenden carbonato de calcio [CaCOs], y al menos uno de fosfato de calcio y silicato de calcio [Ca2S¡4

8. El medio revestido de la reivindicación 7, en donde dicha arcilla se selecciona del grupo que consiste en arcilla calcinada, arcilla de caolín, y filosilicatos.

9. El medio revestido de la reivindicación 7, en donde dicha capa de revestimiento comprende dos aglutinantes diferentes seleccionados del grupo que consiste en aglutinantes solubles en agua e hidrófilos.

1. El medio revestido de la reivindicación 7, en donde dicha capa de revestimiento comprende además un co- pigmento polimérico en una cantidad de 1 parte a 1 partes en base a 1 partes de pigmentos inorgánicos totales.

11. Un método para formar un medio revestido para impresión de chorro de tinta, que comprende:

(a) preparar una composición de revestimiento acuosa que comprende al menos un aglutinante y al menos dos pigmentos inorgánicos diferentes: carbonato de calcio modificado (MCC) y carbonato de calcio precipitado (PCC) o bien arcilla, en donde dicho carbonato de calcio modificado (MCC) está compuesto de minerales de calcio estructurados, que comprenden carbonato de calcio [CaCOs], y al menos uno de fosfato de calcio y silicato de calcio [Ca2S¡4

(b) aplicar la composición de revestimiento a una superficie de un sustrato de soporte; y

(c) secar el sustrato revestido para formar una capa receptora de tinta sobre el sustrato.