Os novos processos de impressão têm exigido novas características do papel. Entre os novos processos encontram-se as impressões digitais, em especial, a impressão por jato de tinta. Este tipo de impressão é baseado na ejeção de uma gota de tinta por um orifício em uma cabeça de impressão, que atinge o substrato formando um pixel. A definição das imagens formadas neste tipo de impressão é, portanto, dependente das características da tinta e, principalmente, do substrato. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as propriedades do papel que são importantes para a impressão por jato de tinta, desde o momento em que a tinta atinge a superfície do papel até a sua absorção. As propriedades consideradas neste estudo foram: a rugosidade, a porosidade e as propriedades químicas da superfície. A rugosidade foi avaliada pelos métodos tradicionais da área de papel e celulose (baseados em vazão de ar), por método perfilométrico e, qualitativamente, por imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para a porosidade foi utilizado um método tradicional, além de porosimetria de intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X, e a composição química da superfície foi avaliada por espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. A partir dos resultados obtidos, as propriedades do papel foram qualificadas e as suas influências no espalhamento e absorção de líquidos em geral foram identificadas. Além da caracterização das propriedades superficiais e porosimétricas do papel, as correlações entre as propriedades e os diferentes métodos utilizados na sua determinação foram discutidas. Os métodos de análise tradicional não conseguem caracterizar os papéis em níveis de resolução capazes de fornecer informações sobre a influência das propriedades estudadas na impressão por jato de tinta. Ao mesmo tempo, a caracterização do papel para este tipo de impressão e a compreensão das influências das propriedades do papel no espalhamento e absorção de tinta e líquidos em geral só é possível quando as propriedades são analisadas em conjunto. / The new printing processes have required new features of the paper. Among the new printing processes are the digital printing, in particular, the inkjet printing. This type of printing is based on the ejection of an ink drop through a hole in a print head, which reaches the substrate forming a pixel. The resolution of the images formed in this type of printing is therefore dependent on the characteristics of the ink, and especially of the substrate. The present work aims to characterize the properties of paper that are important to the inkjet printing, from the moment the ink hits the paper surface to its absorption. The properties considered in this study were: roughness, porosity and chemical properties of the surface. The roughness was evaluated by traditional methods in pulp and paper sector (based on air flow), by profilometry and qualitative using images obtained by scanning electron microscopy (SEM). For the porosity, a traditional method was used, and also mercury intrusion porosimetry and X-ray microtomography. The chemical composition of the surface was evaluated by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. From the results obtained, the paper properties were described and their influence on the spreading and absorption of liquids in general have been identified. Besides the characterization of the paper surface properties and porosity, the correlations between the properties and the different methods used for measurement were discussed. The traditional analysis methods can not characterize the paper in levels of resolution capable of providing information about the influence of the properties studied in inkjet printing. At the same time, to characterize paper for this printing process and to understand the influences of the paper properties on the spreading and absorption of inks and liquids in general the paper properties have to be analyzed together.

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2017-11-28T15:54:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 klem_ms_me_bauru.pdf: 4012228 bytes, checksum: f1af56b8b0b9f5e19934e197b4755874 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T15:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 klem_ms_me_bauru.pdf: 4012228 bytes, checksum: f1af56b8b0b9f5e19934e197b4755874 (MD5) Previous issue date: 2017-09-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Realizou-se primeiramente neste trabalho o estudo de um supercapacitor padrão utilizando coletores de aço inox e eletrodos de grafite Aquadag®. Este dispositivo apresentou uma capacitância máxima de 22 F/g, e seu espectro de impedância foi modelado por um circuito do tipo R(C(RW))(RC)(RC). Com este dispositivo foi possível testar os métodos de produção dos supercapacitores, e identificar as características desejáveis no supercapacitor impresso. Foram testadas duas técnicas de impressão distintas visando o preparo de eletrodos e coletores de corrente impressos em papel para aplicação em supercapacitores. O material ativo utilizado nos eletrodos foi basicamente o PEDOT:PSS, com a adição de óxido de grafeno, grafite aquadag® e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWNT) para a formação compósitos condutores. Foram realizadas caracterizações morfológicas e elétricas nas superfícies dos eletrodos impressos em papel filtro, vegetal e sulfite. Os eletrodos produzidos por serigrafia utilizando o compósito de PEDOT:PSS com MWNT impressos em papel filtro apresentaram os menores resultados de resistência de folha (17 Ω/sqr), sendo assim utilizados na produção dos supercapacitores. O supercapacitor impresso em papel apresentou um bom comportamento capacitivo através de medidas de espectroscopia de impedância e voltametria cíclica. A curva de impedância foi modelada através de um circuito do tipo R(RC)(C(RQ))(RC), evidenciando uma alta capacitância de dupla camada. Foi encontrada uma capacitância específica máxima de 20,3 F/g.para uma corrente de carga/descarga de 1 mA, e uma resistência equivalente em série de 60 Ω. Estes valores levaram a densidades de energia e potência de 3,1 Wh/kg e 420 W/kg, respectivamente. Realizaram-se também simulações e ajustes a partir das análises em corrente contínua, usando um circuito equivalente RC paralelo com uma resistência em série. Através destes ajustes foi possível extrair parâmetros de grande importância na utilização prática dos supercapacitores. / In this study, we first produced a standard supercapacitor using stainless steel collectors and Aquadag® graphite electrodes. The device exhibited a maximum capacitance of 22 F/g, and an R(C(RW))(RC)(RC) circuit modeled its impedance spectrum. With this device was possible to test the production methods of supercapacitors, and identify its desirable characteristics. Two different printing techniques were tested to produce electrodes/current collectors. The active material used in the electrodes was PEDOT: PSS, with addition of graphene oxide, Aquadag® graphite and multi-walled carbon nanotubes (MWNT), in order to obtain conductive composites. Morphological and electrical characterizations were performed over the surfaces of printed electrodes onto filter, vegetable and bond paper. The electrode produced by screen-printing using the PEDOT: PSS/MWNT composite printed onto filter paper exhibited low sheet resistance (17 Ω /sqr), being used in the production of supercapacitors. Printed supercapacitor showed good capacitive behavior through impedance spectroscopy and cyclic voltammetry measurements. An R(RC)(C(RQ)(RC) circuit modeled the impedance spectrum, evidencing a high double layer capacitance. A maximum specific capacitance of 20.3 F / g was found for a charge/discharge current of 1 mA, and an equivalent series resistance of 60 Ω. These values led to energy and power densities of 3.1 Wh / kg and 420 W / kg, respectively. Simulations and curve fitting were also performed from DC analyzes, using a parallel RC circuit coupled with a series resistance, obtaining important parameters for the practical use of supercapacitors. / FAPESP: 2015/18091-8

Os novos processos de impressão têm exigido novas características do papel. Entre os novos processos encontram-se as impressões digitais, em especial, a impressão por jato de tinta. Este tipo de impressão é baseado na ejeção de uma gota de tinta por um orifício em uma cabeça de impressão, que atinge o substrato formando um pixel. A definição das imagens formadas neste tipo de impressão é, portanto, dependente das características da tinta e, principalmente, do substrato. O presente trabalho tem por objetivo caracterizar as propriedades do papel que são importantes para a impressão por jato de tinta, desde o momento em que a tinta atinge a superfície do papel até a sua absorção. As propriedades consideradas neste estudo foram: a rugosidade, a porosidade e as propriedades químicas da superfície. A rugosidade foi avaliada pelos métodos tradicionais da área de papel e celulose (baseados em vazão de ar), por método perfilométrico e, qualitativamente, por imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para a porosidade foi utilizado um método tradicional, além de porosimetria de intrusão de mercúrio e microtomografia de raios X, e a composição química da superfície foi avaliada por espectroscopia por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia Raman. A partir dos resultados obtidos, as propriedades do papel foram qualificadas e as suas influências no espalhamento e absorção de líquidos em geral foram identificadas. Além da caracterização das propriedades superficiais e porosimétricas do papel, as correlações entre as propriedades e os diferentes métodos utilizados na sua determinação foram discutidas. Os métodos de análise tradicional não conseguem caracterizar os papéis em níveis de resolução capazes de fornecer informações sobre a influência das propriedades estudadas na impressão por jato de tinta. Ao mesmo tempo, a caracterização do papel para este tipo de impressão e a compreensão das influências das propriedades do papel no espalhamento e absorção de tinta e líquidos em geral só é possível quando as propriedades são analisadas em conjunto. / The new printing processes have required new features of the paper. Among the new printing processes are the digital printing, in particular, the inkjet printing. This type of printing is based on the ejection of an ink drop through a hole in a print head, which reaches the substrate forming a pixel. The resolution of the images formed in this type of printing is therefore dependent on the characteristics of the ink, and especially of the substrate. The present work aims to characterize the properties of paper that are important to the inkjet printing, from the moment the ink hits the paper surface to its absorption. The properties considered in this study were: roughness, porosity and chemical properties of the surface. The roughness was evaluated by traditional methods in pulp and paper sector (based on air flow), by profilometry and qualitative using images obtained by scanning electron microscopy (SEM). For the porosity, a traditional method was used, and also mercury intrusion porosimetry and X-ray microtomography. The chemical composition of the surface was evaluated by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Raman spectroscopy. From the results obtained, the paper properties were described and their influence on the spreading and absorption of liquids in general have been identified. Besides the characterization of the paper surface properties and porosity, the correlations between the properties and the different methods used for measurement were discussed. The traditional analysis methods can not characterize the paper in levels of resolution capable of providing information about the influence of the properties studied in inkjet printing. At the same time, to characterize paper for this printing process and to understand the influences of the paper properties on the spreading and absorption of inks and liquids in general the paper properties have to be analyzed together.