ES2246209T3 - Material de registro para el procedimiento de impresion por chorro de tinta. - Google Patents

Material de registro para el procedimiento de impresion por chorro de tinta.

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Abstract

Papel base para un material de registro para el procedimiento de impresión por chorro de tinta caracterizado porque contiene del 5 al 55% en peso de una carga, el papel no contiene agentes de encolado en masa y está impregnado con un impregnante, en el que la absorción de la resina del impregnante se ha ajustado de modo que el papel base presenta una capacidad de absorción de líquidos en la cara posterior de 20 g/m2 como máximo.

Description

Material de registro para el procedimiento de impresión por chorro de tinta.
La invención se refiere a un material de registro para chorro de tinta (Ink-Jet) con un papel base novedoso para esta finalidad.
En el procedimiento de impresión por chorro de tinta se aplican gotas de tinta minúsculas sobre un material de registro que absorbe dichas gotas, mediante diversas técnicas que ya han sido descritas a menudo.
El material de registro ha de satisfacer distintas exigencias como una alta densidad de color de los puntos impresos, una rápida absorción de la tinta y con ello, suficiente resistencia al corrimiento, una difusión del color de los puntos impresos en dirección transversal que no exceda lo necesario, así como un moteado reducido y una alta resistencia al agua.
Los materiales de registro para chorro de tinta constan de un material soporte, una capa absorbente de tinta aplicada encima y, dado el caso, otras capas auxiliares.
Las impresoras de chorro de tinta para la preparación de impresiones de aspecto fotográfico emplean tintas con una alta proporción de agua como disolvente. Al emplear los papeles para chorro de tinta tradicionales se produce un arrugamiento en dirección transversal (cockle), debido al alto contenido en agua que penetra en la base de papel a través de la capa absorbente de tinta. Este arrugamiento ocasiona un contacto del material de registro con el cabezal de impresión y tiene como consecuencia un deterioro de la imagen impresa. Además, el contacto con el cabezal puede dañar el material receptor. Por lo tanto, para la preparación de impresiones de aspecto fotográfico por chorro de tinta es necesario el empleo de un material de registro en el que el papel base presente una alta estabilidad dimensional y, por ello, sea capaz de absorber una gran cantidad de agua sin mostrar el arrugamiento mencionado anterior-
mente.
Del documento JP 06-262845A se conoce un material receptor cuyo soporte de papel contiene una celulosa de madera de frondosas y presenta un encolado de almidón y dímero de alquilcetena. El papel sometido a prueba parece presentar una buena capacidad de absorción y una uniformidad de los puntos impresos. Sin embargo, una desventaja de este material receptor es la insuficiente estabilidad dimensional (arrugamiento) en caso de una elevada absorción de agua.
El mismo problema de insuficiente estabilidad dimensional en caso de elevada absorción de agua se observa en uno de los papeles de impresión descritos en el documento JP 08-258399A, que contiene un carbonato cálcico con partículas fusiformes y un agente de encolado neutro.
El problema del arrugamiento parece haberse resuelto en el documento JP 11-099737 mediante un papel para chorro de tinta que contiene, además de una capa absorbente de tinta, al menos otra capa adicional, llamada capa soporte, que consta de una resina insoluble en agua como polietileno o polipropileno. La desventaja es el largo tiempo de secado del papel impreso.
El documento JP 52053012A da a conocer una hoja de impresión para el procedimiento de chorro de tinta que no ha sufrido ningún encolado interno y que presenta una capa absorbente de tinta.
Objetivo de la invención es facilitar un material de registro para el procedimiento de impresión por chorro de tinta, que presente una buena estabilidad dimensional y una alta capacidad de absorción de agua y que además, aparte de una alta densidad de color, presente una excelente resistencia al corrimiento y una buena resistencia al agua.
Este objetivo se consigue mediante un papel base sin agentes de encolado en masa, con 5 a 55% en peso de una carga e impregnado con una resina de impregnación, en el que la absorción de la resina se ha ajustado de modo que el papel base presenta en la cara posterior una capacidad de absorción de líquidos de 20 g/m^{2} como máximo, preferentemente sin embargo de 3 a 6 g/m^{2}. La cara posterior del papel base es la cara opuesta a la que soporta la imagen.
Además es objeto de la invención un material de registro para chorro de tinta con el papel base descrito anteriormente como soporte y al menos una capa absorbente de tinta aplicada sobre la cara anterior. Otras capas adicionales pueden aplicarse entre el soporte y la capa absorbente de tinta o sobre la capa absorbente de tinta.
La carga que contiene el papel base puede ser un óxido de titanio, sulfuro de cinc, carbonato cálcico, caolín, talco, arcilla o mezclas de estas cargas. En una forma de realización preferida se emplea una mezcla de óxido de titanio y caolín en una relación de 1:10 a 10:1 (masa). Especialmente se consiguen buenos resultados con una relación de 1:1. La proporción de la carga supone del 5 al 55% en peso, preferentemente del 20 ó 25% al 50% en peso.
Para la fabricación del papel base según la invención pueden usarse celulosas de madera de coníferas (celulosas de fibra larga) o celulosas de madera de frondosas (celulosas de fibra corta). Se prefiere una celulosa o mezcla de celulosas con un volumen específico de 1,4 a 2,0 cm^{3}/g (para un índice de desgote de 20 a 35ºSR). La longitud de las fibras después del proceso de refinado debe ser preferentemente de 0,6 a 1,2 mm. En una configuración especial de la invención se emplea una celulosa de eucalipto o una mezcla de celulosas de eucalipto y coníferas.
Se pueden añadir además a la suspensión de celulosa agentes de resistencia a la humedad como resina de poliamida/poliamina-epiclorhidrina, coadyuvantes de retención como sales cuaternarias de poliamonio, antiespumantes, promotores de penetración como sacáridos y otros coadyuvantes. En comparación con los papeles base para materiales de registro por chorro de tinta tradicionales, los papeles base según la invención no presentan ningún agente de encolado que habitualmente se emplee para el encolado en masa.
Según una forma de realización de la invención, el material de registro contiene un, así denominado, papel base satinado por una cara. El papel base satinado por una cara se fabrica preferentemente en una máquina papelera Yankee, en la que la cara de la banda de papel del lado del tamiz largo se satina mediante un cilindro caliente. Debido al largo tiempo de contacto del papel con el cilindro puede generarse una superficie cerrada, con una lisura Bendtsen que no debe ser inferior a 1000 ml/s.
En otras configuraciones de la invención puede emplearse un papel base abierto por las dos caras, es decir, sin satinar que, una vez impregnado, puede satinarse por una o las dos caras en una calandria.
La resina (impregnante) es una resina usada habitualmente en la industria como resina de impregnación. Puede elegirse del grupo de los ftalatos de dialilo, resinas epoxídicas, resinas de urea-formaldehído, copoliéster de ácido úrico y éster de ácido acrílico, resinas de melamina-formaldehído, resinas de melamina-fenol-formaldehído, resinas de fenol-formaldehído, poli(meta)acrilatos o resinas insaturadas de poliéster. En una configuración especial de la invención, la masa de recubrimiento contiene una mezcla de un éster de ácido acrílico y una resina de urea-formaldehído. Especialmente se consiguen buenos resultados con una relación de mezcla (masa) éster de ácido acrílico / resina de urea-formaldehído de 1:10 a 10:1.
La impregnación con la resina puede realizarse en línea en la máquina papelera, en una cubeta de encolado, o fuera de línea, fuera de la máquina papelera, en una prensa de encolado o en una máquina impregnadora. El papel base puede impregnarse por la cara anterior o por la cara posterior o también por las dos caras, en lo que la resina penetra en el interior del papel base. La absorción de resina del papel se ha ajustado de modo que el papel base presente una capacidad de absorción de líquidos de 20 g/m^{2} como máximo, preferentemente de 3 a 6 g/m^{2}. La cantidad de resina (impregnante) puede ser de 2 a 25 g/m^{2}, preferentemente de 5 a 8 g/m^{2}.
Sobre el papel base según la invención puede aplicarse en principio cualquier capa absorbente de tinta. En este caso se trata en su mayor parte de recubrimientos hidrófilos, que contienen polímeros solubles en agua o dispersables en agua como, por ejemplo, alcohol polivinílico, alcohol polivinílico catiónico, polivinilpirrolidona, acetato de polivinilo, almidón, gelatina, caseína o carboximetilcelulosa. La capa absorbente de tinta puede contener pigmentos adicionales y sustancias catiónicas para la fijación de los colores de la tinta.
En una configuración especial de la invención la capa absorbente de tinta contiene un alcohol polivinílico o una mezcla de alcohol polivinílico y un homopolímero y/o copolímero de éster de ácido acrílico. En otra configuración de la invención, la capa absorbente de tinta puede contener un fijador de color catiónico y un pigmento. El peso de aplicación de la capa absorbente de tinta es de 2 a 20 g/m^{2}, especialmente de 6 a 15 g/m^{2}. La capa absorbente de tinta puede aplicarse por los procedimientos habituales y dosificación por aerógrafo o cuchillas rotativas.
En una forma de realización especial de la invención el papel de impresión puede contener una capa de polímero adicional aplicada sobre la capa receptora. El polímero contenido en dicha capa presenta una dureza Shore (D) >50 (norma ASTM D 2240). Especialmente adecuado es un homopolímero y/o copolímero de éster de ácido acríclico. El peso de aplicación de la capa es de 1 a 10 g/m^{2}, especialmente de 2 a 6 g/m^{2}.
La invención se explica con más detalle mediante los ejemplos siguientes.
Ejemplos 1 a 3
Una mezcla del 90% en peso de sulfato de celulosa de madera de frondosas y el 10% en peso de sulfato de celulosa de madera de coníferas se refinó para una densidad del 4% hasta un índice de desgote de 42ºSR. A continuación se añadió el 5% en peso de resina de poliamida/poliamina-epiclorhidrina y el 25% en peso de una mezcla de pigmentos de óxido de titanio (en forma de rutilo) y caolín en una relación de mezcla de 1:1. Los datos de peso de los coadyuvantes se refieren a la celulosa.
A partir de esta mezcla se preparó un papel base con un gramaje de 100 g/m^{2} y un grosor de 120 \mum. El papel, que presentó una porosidad de 8 segundos Gurley por cada 100 ml, se impregnó con los siguientes impregnantes:
copolímero de acrilato/estireno (dispersión acuosa al 47%) (Primal® E-2556): 33% en peso
urea-formaldehído (disolución acuosa al 50%) (Urecoll® TS) : 33% en peso
antiespumante (OEKOFOAM ®-E 190): 1% en peso
agua: 33% en peso
La impregnación se realizó en la máquina papelera mediante una cubeta de encolado. Los pesos de aplicación se exponen en la tabla 1 y se refieren a la masa seca. En la tabla 1 se menciona asimismo la capacidad de absorción de líquidos de la cara posterior del papel base impregnado, medida según la norma DIN 53132.
TABLA 1
Ejemplo Peso de aplicación g/m^{2} Absorción de líquidos g/m^{2}
B1 8 4
B2 12 3
B3 18 4
Los papeles base preparados según los ejemplos se recubrieron con una capa absorbente de tinta de la siguiente composición:
Alcohol polivinílico, disolución acuosa al 20% (Mowiol® 20-98) 760 g
Copolímero de estireno, dispersión al 20% (Basoplast® 265 D) 170 g
Butanol 70 g
El recubrimiento de los papeles se realizó mediante dosificación por rasqueta. El peso de aplicación de la capa absorbente de tinta fue en todos los papeles de 10 g/m^{2}.
En otra etapa del trabajo, los papeles provistos de la capa absorbente de tinta se recubrieron con una capa de barniz de la siguiente composición, respecto al peso de la capa seca, en una cantidad de 3 g/m^{2}:
\begin{minipage}[t]{113mm}Copolímero de acrilato de n-butilo / estireno (dispersión acuosa al 50%, Acronal\registrado S 305 D)\end{minipage} 95% en peso
Reticulante 5% en peso
Ejemplo de comparación C1
El papel base preparado según el ejemplo 1 se recubrió con la capa absorbente de tinta del ejemplo 1, sin haberse impregnado con la masa de recubrimiento según la invención.
Ejemplo de comparación C2
A partir de una suspensión de celulosa con fibras de celulosa de madera de frondosas, 25% en peso de carbonato cálcico, 0,8% en peso de almidón catiónico y 0,5% de dímero de alquilcetena se preparó un papel base con un gramaje de 100 g/m^{2} (cantidades respecto a la masa de celulosa). A continuación, el papel se encoló superficialmente con almidón y se le aplicó una capa absorbente de tinta con 80% en peso de ácido silícico y 20% en peso de alcohol polivinílico.
Examen de los papeles de impresión preparados según los ejemplos 1 a 3 y los ejemplos de comparación C1 y C2
Los papeles de impresión según la invención se imprimieron con una impresora de chorro de tinta HP Deskjet® 550C de la empresa Hewlett Packard. En los papeles impresos se examinó el arrugamiento, la densidad de color, la resistencia al corrimiento, la resistencia al agua y la capacidad de absorción de agua.
Densidad de color
La densidad de color se midió con un densitómetro Gretag por reflexión para los colores cian, magenta, amarillo y negro.
Comportamiento de arrugamiento (ondulado)
Para su determinación se colocó el papel de examen sobre un soporte plano y se valoró visualmente la planicie del papel con las notas 1 a 5 (muy bueno a muy malo).
Resistencia al agua
Los papeles impresos se introdujeron durante un minuto en agua a 25ºC y se secaron. Se midió la densidad de color antes y después del remojo. Los datos corresponden a la densidad de color restante en porcentaje.
Comportamiento de secado
Sobre el papel de impresión según la invención se imprimió una imagen en tamaño DIN-A5. Al terminar el proceso de impresión se frotó ligeramente con el dedo la superficie de la imagen en intervalos de 10 segundos y se examinó la presencia de rastros de corrimiento. El tiempo de secado se valoró para el intervalo de \leq10 segundos (muy bueno) a 20-30 segundos (malo).
Los resultados del examen se resumen en la tabla 2.
TABLA 2
Ejemplo Densidad de color Resistencia al agua Arruga- Secado
cian magenta amarillo negro cian magenta amarillo negro miento
1 2,4 2,0 1,9 2,1 98,6 81,5 98,1 98,0 1 <10 s
2 2,3 2,0 1,9 2,2 98,5 83,3 98,5 98,1 1 <10 s
3 2,4 2,0 1,9 2,1 99,5 82,0 98,5 98,5 1 <10 s
C1 0,8 0,7 0,6 0,8 - - - - 1 <10 s
C2 2,4 1,9 1,8 2,2 96,0 80,1 97,6 97,7 5 <10 s
Como se deduce de la tabla, con altas densidades de color, buena resistencia al agua y corto tiempo de secado se puede conseguir un comportamiento de arrugamiento del material de registro muy bueno.

Claims (10)

1. Papel base para un material de registro para el procedimiento de impresión por chorro de tinta caracterizado porque contiene del 5 al 55% en peso de una carga, el papel no contiene agentes de encolado en masa y está impregnado con un impregnante, en el que la absorción de la resina del impregnante se ha ajustado de modo que el papel base presenta una capacidad de absorción de líquidos en la cara posterior de 20 g/m^{2} como máximo.
2. Papel base según la reivindicación 1 caracterizado porque la capacidad de absorción de líquidos de la cara posterior es de 3 a 6 g/m^{2}.
3. Papel base según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la carga puede ser un dióxido de titanio, sulfuro de cinc, carbonato cálcico, caolín, talco, arcilla o mezclas de éstos.
4. Papel base según una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la carga es una mezcla de dióxido de titanio y caolín, en una relación de mezcla de 1:10 a 10:1.
5. Papel base según una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la cantidad de impregnante es de 2 a 25 g/m^{2}, preferentemente de 5 a 8 g/m^{2}.
6. Papel base según una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque el impregnante contiene una resina del grupo de los ftalatos de dialilo, resinas epoxídicas, resinas urea-formaldehído, resinas melamina-formaldehído, resinas melamina-fenol-formaldehído, resinas fenol-formaldehído o resinas insaturadas de poliéster.
7. Papel base según una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque el impregnante contiene una mezcla de acrilato y resina de urea-formaldehído.
8. Papel base según la reivindicación 7 caracterizado porque la relación de las cantidades de acrilato/urea-formaldehído es de 1:10 a 10:1.
9. Material de registro para el procedimiento de impresión por chorro de tinta que contiene un papel base según una de las reivindicaciones 1 a 8 con, al menos, una capa absorbente de tinta y, dado el caso, otras capas adicionales entre el papel base y la capa absorbente de tinta y sobre la capa absorbente de tinta.
10. Material de registro según la reivindicación 9 caracterizado porque sobre la capa absorbente de tinta se ha aplicado una capa de protección que contiene un polímero con una dureza Shore >50 (norma DIN 53505).
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