BR112013020343B1

BR112013020343B1 - tinta para jato de tinta à base de solvente

Info

Publication number: BR112013020343B1
Application number: BR112013020343A
Authority: BR
Inventors: Khavari Mehrgan
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2011-03-07
Publication date: 2020-01-14
Also published as: EP2683780B1; WO2012121700A1; JP5758015B2; JP2014509341A; CN103403107B; BR112013020343A2; CN103403107A; US20130327247A1; EP2683780A1; US9017467B2; EP2683780A4

Abstract

tinta para jato de tinta à base de solvente tinta para jato de tinta à base de solvente que inclui um corante solúvel e aproximadamente de 0,1 a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter.

Description

TINTA PARA JATO DE TINTA À BASE DE SOLVENTE

Histórico da invenção

A impressão a jato de tinta é um método versátil para registrar imagens sobre várias superficies de mídia por várias razões, inclusive baixo custo, baixo ruído da impressora, capacidade de impressão em alta velocidade, e registro multicolorido. A impressão a jato de tinta pode depositar uma variedade de tipos de tinta, inclusive tintas aquosas à base de pigmento e tintas solventes à base de corante. As tintas solventes à base de corante podem ser particularmente úteis para impressão a jato de tinta sobre substratos não porosos.

Uma impressão a jato de tinta envolve forçar gotículas de tinta muito pequenas para fora de um bico com sincronização, velocidade e direção controladas. As gotículas de tinta impactam o substrato e o fluido portador é absorvido ou evapora deixando o corante sobre a superfície do substrato. Isso cria a imagem desejada sobre o substrato. Quando o bico não está em uso, a evaporação do fluido portador do bico pode resultar em acúmulo de corante no bico. Isso pode interferir com a ejeção apropriada das gotículas de tinta do bico. Adicionalmente, é desejável que as gotículas de tinta mantenham seu formato quando depositadas sobre o substrato e não se acumulem na placa do bico. As gotículas de tinta que se espalham após deposição sobre o substrato podem exercer impacto negativo sobre a resolução de impressão. 0 acúmulo de tinta nas proximidades dos bicos pode interromper a ejeção das gotículas ou deixar resíduos de corante.

Breve descrição dos desenhos

Os desenhos em anexo ilustram várias concretizações dos princípios aqui descritos e são parte do relatório. As concretizações ilustrativas são meramente exemplos e não restringem o escopo das reivindicações.

As Figuras IA e 1B são diagramas transversais de uma cabeça de impressão a jato de tinta térmico, de acordo com um exemplo de princípios aqui descritos;

As Figuras 2A-2D são diagramas transversais de tinta depositada sobre substratos, de acordo com um exemplo de princípios aqui descritos;

As Figuras 3A e 3B são gráficos de taxas de evaporação de misturas aquosas de acetona contendo perfluoropoliéter (PFPE), de acordo com um exemplo de princípios aqui descritos; e

A Figura 4 é um gráfico de taxas de evaporação de misturas de etanol acetona que contêm PFPE, de acordo com um exemplo de princípios aqui descritos.

Nos desenhos, números de referência idênticos designam elementos similares, embora não necessariamente idênticos.

Descrição detalhada

Uma impressão a jato de tinta envolve forçar gotículas de tinta muito pequenas para fora de um bico com sincronização, velocidade e direção controladas. As gotículas de tinta impactam o substrato e o fluido portador é absorvido ou evapora deixando o corante sobre a superfície do substrato. Isso cria a imagem desejada sobre o substrato. Quando o bico não está em uso, a evaporação do fluido portador do bico pode resultar em acúmulo de corante no bico. Isso pode interferir com a ejeção apropriada das gotículas de tinta do bico. Finalmente, o excesso de resíduo no bico pode causar entupimento. Adicionalmente, é desejável que as gotículas de tinta se rompam uniformemente e que não deixem resíduos de tinta na placa do bico. O acúmulo de tinta nas proximidades dos bicos pode interromper a ejeção das gotículas e prejudicar o desempenho do bico. Além disso, é também desejável que as gotículas de tinta que são depositadas sobre o substrato não se espalhem demais, já que isso pode influir negativamente sobre a qualidade da impressão.

Na descrição a seguir, para fins de explicação, vários detalhes específicos são citados para proporcionar um entendimento completo dos sistemas e métodos da presente invenção. Será, porém, evidente para um habilitado na técnica, que os aparelhos, sistemas e métodos da presente invenção podem ser praticados sem esses detalhes específicos. A referência no relatório a uma concretização, um exemplo ou linguagem similar significa que um atributo, estrutura ou característica específico descrito em relação à concretização ou exemplo, está incluído pelo menos em tal concretização, embora não necessariamente em outras concretizações. Os vários casos da expressão em uma concretização ou expressões similares em vários locais do relatório nem sempre se referem necessariamente à mesma concretização. Concentrações, quantidades e outros dados numéricos podem ser aqui apresentados na forma de faixa. Fica entendido que tal formato de faixa é utilizado meramente para fins de conveniência e concisão, devendo ser interpretado de forma flexível para incluir não somente os valores numéricos explicitamente citados como os limites da faixa, mas também todos os valores numéricos individuais ou subfaixas individuais abrangidos por aquela faixa, como se cada valor numérico e subfaixa fosse explicitamente citado. Por exemplo, uma faixa de peso de aproximadamente 1% em peso a cerca de 20% em peso deve ser interpretada como incluindo não somente os limites de concentração explicitamente citados de 1% em peso a cerca de 20% em peso, mas também concentrações individuais tais como 2% em peso, 3% em peso, 4% em peso, e subfaixas, tais como 5% em peso a 15% em peso, 10% em peso a 20% em peso, etc.

Conforme utilizado no relatório e nas reivindicações em anexo, o termo alcoóis monoídricos de cadeia curta refere-se a etanol e metanol. As porcentagens são fornecidas em peso, quando o termo % em peso for utilizado.

A Figura IA é um diagrama transversal de uma porção de cabeça de impressão a jato de tinta térmico 100 que inclui uma câmara de disparo 102, elemento de aquecimento 120 e bico 125. O jato de tinta opera enviando um pulso de corrente elétrica através do elemento de aquecimento 120. O calor gerado pelo elemento de aquecimento 120 vaporiza rapidamente uma pequena porção da tinta 105 adjacente ao elemento de aquecimento 120. Isso forma uma bolha de rápida expansão que força uma quantidade predeterminada de tinta 105 para fora do bico 125. 0 elemento de aquecimento 120 esfria rapidamente após o pulso elétrico e a bolha se rompe, arrastando tinta adicional 105 para dentro da câmara de disparo 102.

Períodos significativos de tempo podem decorrer entre os eventos de disparo para um determinado bico 125. Por exemplo, o bico 125 pode ficar exposto à atmosfera por vários minutos antes de ser disparado ou recoberto. Essa exposição à atmosfera pode causar evaporação de porções de solvente da tinta 105 através do bico 125. À medida que o solvente evapora, os corantes da tinta ou outros sólidos tendem a se acumular no e em torno do bico 125. A Figura 1B é um diagrama transversal de uma porção da cabeça de impressão de jato de tinta térmico 100 que inclui um bico 125 que foi parcialmente bloqueado pelo acúmulo 135 de corantes. Ao longo do tempo, esses acúmulos 135 podem ressecar e bloquear ou alterar o formato de abertura do bico. A quantidade de tempo durante o qual um bico 125 pode permanecer descoberto e inativo sem bloqueio ou entupimento é denominada tempo de decapagem, decapagem de bico ou simplesmente decapagem. Se o bico 125 ficar bloqueado, o disparo posterior do jato de tinta pode não resultar na ejeção de gotículas de tinta. Se o formato ou tamanho do bico for alterado, as gotículas de tinta ejetada poderão não ter o tamanho desejado ou a trajetória desejada. Isso pode resultar em defeitos na impressão que reduzem a qualidade da imagem produzida pela impressora a jato de tinta. Os acúmulos 130 podem também se formar na placa de orifício 110. Esses acúmulos 130 podem também resultar em encharcamentos 135 que são antiestéticos e que podem interferir com o mecanismo de capeamento da cabeça de impressão 100.

Tintas solvente, baseadas em compostos orgânicos voláteis, compreendem uma família de tintas que apresenta um desafio específico relacionado com a decapagem do bico. As tintas solvente com características de rápida secagem e compatibilidade com substratos baixos ou não porosos são usadas na área de impressão industrial. Por exemplo, as tintas à base de solvente são frequentemente usadas num segmento da impressão industrial denominado codificação de produto. Neste segmento, os produtos embalados acabados ou quase acabados recebem um código impresso com a finalidade de rastreamento. Esses códigos podem ser tão simples como o carimbo contendo data e hora baseado em texto ou tão complicado como os códigos de barra em 1D ou 2D. Impressoras especiais são projetadas para integração com uma linha de embalagem, onde o produto recebe seu código. As embalagens rodam sobre uma esteira transportadora e a impressora imprime o código desejado sobre os produtos à medida que as embalagens passam pela estação de impressão. A velocidade da linha e a frequência de impressão podem variar dependendo da natureza da tarefa e das necessidades operacionais. A vantagem de tintas à base de solvente torna-se evidente quando a tarefa de impressão requer tempos rápidos de secagem e a mídia de embalagem que recebe a impressão (substrato aka) é não poroso ou revestido. Outro segmento da indústria de impressão que pode utilizar tintas de secagem rápida são as aplicações de impressão e franqueamento de correio.

Porém, o uso de tintas de evaporação rápida numa caneta de jato de tinta térmico pode resultar em evaporação do solvente do bico, quando este não está disparando. Os sólidos ou corantes da tinta então se acumulam no e em torno do bico. Isso pode resultar em entupimento dos bicos e falha no jateamento da tinta. Um método para reduzir o efeito de bicos entupidos consiste em utilizar formulações de tinta com teor reduzido de corante. Essa redução no teor de corante produz tintas fracas com densidade óptica indesejavelmente baixa. Outros métodos incluem adicionar surfactantes que alterem as propriedades superficiais das tintas. Por exemplo, fluorosurfactantes baseados em cadeias alquila perfluoradas, tal como o ácido perfluorooctanóico (PFOA) ou o ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS) e vários derivados ou modificações são adicionados como aditivo na ajudar a definir a impressão sobre a midia e reduzir o acúmulo de tinta. A presença de fluorosurfactante produz pequenas melhoras na decapagem do bico. Adicionalmente ou alternativamente, pode-se adicionar umectantes à tinta. Os umectantes absorvem e retém os solventes para impedir a secagem dos acúmulos. Porém, os umectantes apresentam vários inconvenientes, inclusive retardo na secagem da tinta sobre o substrato e a redução do teor de corante na tinta.

Os desafios gerados pela evaporação da tinta pelo bico podem ser especialmente críticos quando o solvente da tinta é um composto orgânico volátil. O composto orgânico volátil é desejável para obter características de secagem rápida e compatibilidade com substratos baixos ou não porosos. Porém, as mesmas características que levam o solvente volátil a secar rapidamente sobre o substrato tornam, faz com que o solvente evapore rapidamente do bico exposto. O desafio de criar uma composição de tinta que seque rapidamente quando depositada sobre um substrato, mas que não evapore do bico exposto é uma questão que se arrasta há muito tempo na indústria de impressão. Reduzir a volatilidade do solvente reduz a evaporação do bico e reduz o acúmulo de sólidos de tinta no em torno do bico. Porém, um solvente menos volátil seca mais lentamente no substrato, levando a impressão mais lenta, borrões, espalhamento de tinta e outros problemas. De forma similar, aditivos para tinta que reduzem a evaporação do bico também aumentam o tempo de secagem da tinta.

O inventor descobriu inesperadamente que a adição de um perfluoropoliéter modificado (PFPE) melhora dramaticamente o desempenho de decapagem de jatos de tinta que entregam tintas à base de solvente. Em um exemplo, a cadeia principal do PFPE tem cada extremidade funcionalizada com grupos alquilamida. O PFPE modificado também melhora a definição de impressão sobre mídia revestida e não porosa e exerce um efeito positivo em relação à redução de acúmulo de tinta sobre a placa de orifícios da impressora a jato de tinta.

O espalhamento de gotículas sobre o substrato e o acúmulo sobre a placa de orifícios são funções da força de espalhamento da tinta sobre a mídia (ou placa de orifícios) com base na diferença da tensão superficial da tinta e da energia superficial do substrato. As Figuras 2A-2D são diagramas transversais de gotículas de tinta ilustrativas 205, 225 depositadas sobre substratos baixos ou não porosos 210. Quando uma gotícula de tinta é depositada sobre um substrato baixo ou não poroso 210, é desejável que o solvente ou fluido portador evapore de forma relativamente rápida e deixe os corantes dispostos sobre a superfície superior do substrato 210. Quando a gotícula de tinta 205 entra em contato com o substrato 210, o comportamento geométrico da gotícula de tinta 205 pode depender de vários fatores, inclusive da velocidade da gotícula, da diferença entre a energia superficial do substrato 210 e da tensão superficial da tinta 205 e de outros fatores. A Figura 2A mostra uma gotícula de tinta 205 que possui alta tensão superficial relativa depositada sobre o substrato 210. O ângulo de contato γ é o ângulo no qual a interface de vapor líquido encontra a superfície sólida do substrato 210. Neste exemplo, o ângulo de contato γ é de aproximadamente 90 graus. Pelo fato de a gotícula de tinta 205 não ter grande afinidade pelo substrato 210, sua tensão superficial tende a mantê la num formato hemisférico compacto. À medida que o solvente evapora, os corantes da tinta 215 são depositados sobre o substrato 210 em uma área que corresponde à área de goticula, conforme mostra a Figura 2B.

A Figura 2C mostra uma goticula com alta afinidade pelo substrato 210 que se espalha de uma posição inicial 220 e que possui um formato relativamente hemisférico a um formato maior e mais plano 225. Na impressão a jato de tinta, o espalhamento excessivo das goticulas de tinta pode levar à perda de resolução de impressão e outros problemas na qualidade da impressão. A Figura 2D é um diagrama transversal do padrão de tinta 230 depositada após a goticula 225 ter secado. Esse padrão de tinta 230 é maior e tem uma densidade óptica menor do que o padrão de tinta 215, Fig. 2B mostrado acima. Tintas contendo altas quantidades de etanol, em particular, tendem a se espalhar quando depositadas sobre um substrato, devido à baixa tensão superficial do etanol de 22 dinas/cm. A tendência de se espalhar também influi sobre o comportamento da tinta sobre a placa de orifícios 110, Fig. IA. As goticulas de tinta com tensões superficiais mais altas tendem a não aderir à placa de orifícios 110, Fig. IA e, consequentemente, não deixam sólidos sobre a placa de orifícios 110, Fig. IA.

Em face desses desafios, o inventor descobriu uma família de composições de tinta inéditas com evaporação dramaticamente reduzida dos bicos de jato de tinta, porém sem redução substancial no tempo de secagem da tinta sobre o substrato. Esse resultado surpreendente é obtido mediante adição de baixas concentrações de perfluoropoliéter modificado em combinação com solventes apropriados. Outras vantagens de tintas com perfluoropoliéter modificado incluem espalhamento reduzido sobre mídia revestida e não porosa e acúmulo de tinta minimizado sobre a placa de orifícios. Uma tinta, por exemplo, com 0, 1 a 1,0% em peso de perfluoropoliéter modificado ajuda a evitar o espalhamento demasiado do etanol, melhorando assim a definição de impressão.

Em uma implementação, o perfluoropoliéter modificado pode incluir uma cadeia principal de perfluoropoliéter com cada extremidade simetricamente funcionalizada com grupos alquilamida. Um exemplo ilustrativo de PFPE modificado tem um peso molecular médio numérico entre 1200 e 2000 daltons e, sua forma pura, é uma cera amarela clara inodora. A fórmula estrutural para este exemplo de perfluoropoliéter modificado é a seguinte: X-CF2-(O-CF₂CF₂)_m-(O-CF2)m-O-CF2-X onde X = -CONH-Ci₈H₃7 . Em algumas implementações, o peso molecular médio numérico do perfluoropoliéter modificado pode variar de 2100 a 2300 daltons. Em alguns exemplos, cadeias de PFPE mais curtas ou mais longas com um peso molecular médio numérico variando de 400 a 4000 e outras alquilamidas variando de C9 a C32 podem produzir melhorias similares na redução da evaporação dos bicos de jato de tinta com redução mínima no tempo de secagem da tinta sobre o substrato. Especificamente, os grupos com funcionalidade alquilamida podem variar de tamanho de -CONH-C9H19 a -CONH-C₃₂H₆5.

PFPE modificado é da familia Fluorolink comercializado pela Solvay-Solexis. Por exemplo, o Fluorolink A10 ou A10P (versão peletizada de A10), quando combinado com uma gama exclusiva de composições de solvente, demonstrou melhorar dramaticamente o tempo de decapagem de tintas solvente, a definição de impressão sobre mídia revestida e não porosa, e de exercer um efeito positivo sobre a redução de acúmulo de tinta sobre a placa de orifícios. Sem o PFPE modificado, o solvente tende a secar rapidamente, levando a tinta a entupir os bicos. A presença de 0,1 a 1,0% em peso de PFPE modificado reduz substancialmente o entupimento dos bicos e amplia o tempo de abertura para no máximo três minutos. Outro efeito indireto do PFPE é que, pelo fato de o tempo de abertura do bico ser agora ampliado, pode-ser utilizar mais corante na tinta. Isso resulta na deposição de uma tinta mais escura e impressão com densidades ópticas mais altas.

O PFPE modificado com grupos com funcionalidade alquilamida é solúvel em acetona em um grau maior, embora não seja tão solúvel em água ou alcoóis, tal como o etanol ou metanol. Por exemplo, o perfluoropoliéter modificado com grupos com funcionalidade alquilamida é solúvel em metanol até aproximadamente 2000 partes por milhão e em etanol até 1000 partes por milhão. Com a solubilização 0,1 a 1% em peso de PFPE modificado em tinta à base de solvente, as melhorias se tornam evidentes.

A tabela abaixo descreve uma gama de tintas que foram formuladas com PFPE modificado. 0 PFPE modificado é eficaz em tintas que incluem água deionizada, metanol, etanol, acetato de metila, acetato de etila, e acetona. Metanol e etanol podem ser usados como solventes únicos ou em combinação com acetona, dependendo da aplicação. Uma mistura de acetona e água deionizada pode também ser usada quando o teor de água deionizada for inferior a 15% em peso em relação a 85% em peso de acetona. O teste demonstrou que o PFPE modificado tem pouco ou nenhum efeito sobre a melhoria da decapagem de tintas compostas, em sua maior partes, por alcoóis de cadeia mais longa, como isopropilicos e n-butilicos. Da mesma forma, a adição de glicol éteres ou de acetatos de glicol éter não tem efeito nem positivo nem negativo sobre a solução solvente contendo PFPE, podendo, pois ser usados como cossolventes na formulação de tinta.

Componentes em porcentagem em peso de tinta acabada

Componentes	Tinta A	Tinta B	Tinta C	Tinta D	Tinta E	Tinta F	Tinta G
PFPE	0, 1-1	0, 1-1	0, 1-1	0,2-1	0,1-1	0,1-1	0,1-1
Acetona	1-80	1-80	1-10	até 10%	5-80%	5-80%	82-90
Corante	3-7,5	3-7,5	3-7,5	até 10%	até 10%	até 10%	Atél0%
Etanol	balanço	0	balanço	balanço	balanço	0	0
Metanol	0	balanço	0	0	0	balanço	0
Água DI	0	0	0	0	0	0	3-10%
Aditivo 1	0	0	0	0	10-20%	10-20%	0-15%
Total	100	100	100	100	100	100	100

Nos exemplos fornecidos acima, o Aditivo 1 é 1-metoxi2-propanol. Além dos componentes explicitamente citados acima, uma variedade de outros componentes podería ser adicionada às formulações de tinta. Por exemplo, aproximadamente 1 a 8% em peso de dietileno glicol butil éter pode ser adicionado a qualquer uma das formulações de tinta descritas acima.

Conforme utilizado no relatório e nas reivindicações em anexo, o termo corante solvente refere-se a qualquer corante que seja solúvel em tinta para jato de tinta à base de solvente. Por exemplo, o corante solvente pode ter uma solubilidade de 1% em peso a 20% em peso numa solução solvente específica. 0 corante solvente pode ser um corante simples ou uma combinação de corantes. Por exemplo, um corante solvente verde pode ser formado misturando-se um corante solvente amarelo e um corante solvente azul. A composição solvente pode ser selecionada para criar a solubilidade desejada para um corante solvente específico ou combinação de corantes solventes. As listagens de corantes solventes abaixo descrevem os corantes que utilizam os Nomes Genéricos de índice de Cor (Cl). Essas listagens são apresentadas apenas para fins de exemplo, sem a pretensão de serem abrangentes. Vários outros corantes solventes ou combinações de corantes solventes podem ser usados. Corantes solventes pretos podem incluir Preto Solvente C.I. 5, 7, 27, 28, 29, 34, 35, 45, 46 e 48. Corantes solventes azuis podem incluir Azul Solvente 4, 5, 6, 35, 38, 48, 59, 67, 70, 104 e 136.

Corantes solventes violeta podem incluir Violeta Solvente C.I. 8, 9, 11, 14 e 38. Corantes solventes marrons podem incluir Marrom Solvente C.I. 1, 3, 5, 20, 42, 43, 44, 48 e 52. Corantes solventes laranja podem incluir Laranja Solvente C.I. 3, 11, 20, 25, 54, 60, 62, 63, 86, 99 e 105. Corantes solventes vermelhos podem incluir Vermelho Solvente C.I. 1, 23, 29, 49, 119, 122, 125, 127, 130, 132, 135, 149, 160, 164, 168, 169, 172 e 233. Corantes solventes amarelos podem incluir Amarelo Solvente C.I.

10, 13, 14, 19, 25, 28, 33, 88, 89, 114, 146 e 163. Conforme discutido acima, os corantes solventes podem ser usados numa ampla variedade de combinações. Por exemplo, o Azul Solvente C.I. 70 e Vermelho C.I. 233 ou Violeta Solvente 9 e Marrom Solvente 52 podem ser usados em combinação.

As sete famílias de tintas descritas acima são formulações de tintas que melhoram os tempos de decapagem em relação a tintas solvente similares que não contêm PFPE modificado. A primeira família de tintas (Tinta A) descreve combinações solvente de acetona:etanol. A segunda família de tintas (Tinta B) descreve combinações solvente de acetona:metanol. A terceira família de tintas (Tinta C) é um subconjunto da primeira família de tintas (Tinta A) que contêm de 1 a 10% em peso de acetona e quantidades correspondentemente maiores de etanol. Por exemplo, tanto a primeira como a terceira família de tintas inclui uma tinta que contêm 5% em peso de acetona, 0,1 a 1% em peso de PFPE modificado, 7,5% de corante e etanol.

A quarta família de tintas (Tinta D) pode incluir até 10% acetona, embora não inclua necessariamente acetona. Essa família de tintas inclui uma tinta na qual é utilizado etanol como solvente principal sem quantidades significativas de acetona. Conforme discutido acima, até 1000 partes por milhão (0,1% em peso) de PFPE é solúvel em etanol. Os resultados de teste para esta e outras tintas são mostrados abaixo na Fig. 4.

A quinta e sexta famílias de tintas (Tinta E e Tinta F) descrevem formulações que são similares à Tinta A e Tinta B, mas também incluem de 10 a 20% em peso de 1metoxi-2-propanol. Por exemplo, a quinta família de tintas (Tinta E) inclui as combinações de tinta com relações de etanol:acetona:l-metoxi-2-propanol de: 60:20:20; 20:60:20; 60:30:10; 45:45:10; 10:80:10; 85:05:10; e 80:05:15. De forma similar, a sexta família de tintas (Tinta F) inclui as combinações de tinta com relações de metanol:acetona: l-metoxi-2-propanol de: 60:20:20; 20:60:20; 60:30:10; 45:45:10; 10:80:10; 85:05:10; e 80:05:15.

A sétima família de tintas (Tinta G) descreve várias tintas que contêm uma combinação de acetona e água deionizada (DI). Os resultados do teste para essa família de tintas e de outras tintas são mostrados nas Figuras 3A e 3B. Essa família de tintas inclui combinações de tinta com relações de água DI: acetona: l-metoxi-2-propanol de 10:80:10; 10:90:0; 05:80:15; 05:85:10; 03:82:15 e 03:87:10.

Assim, uma tinta para jato de tinta à base de solvente ilustrativa inclui um corante solvente e aproximadamente de 0,1% em peso a 1% em peso do peso da tinta de um perfluoropoliéter. Em alguns exemplos, o perfluoropoliéter é funcionalizado e tem um peso molecular médio numérico entre 400 a 4000 daltons. O perfluoropoliéter funcionalizado pode conter pelo menos um de um grupo com funcionalidade alquilamida. Em algumas implementações, o perfluoropoliéter funcionalizado é simetricamente funcionalizado. O grupo com funcionalidade alquilamida pode ter uma variedade de estruturas, inclusive -CONH-(CH₂)_X-CH₃ onde x = 8 a 32. Num exemplo específico, o perfluoropoliéter funcionalizado tem um grupo com funcionalidade alquilamida de -CONH-(CH₂) i₇-CH₃. Esse perfluoropoliéter funcionalizado pode ter um peso molecular médio numérico entre 2100 e 2300 daltons.

A tinta pode também incluir uma variedade de soluções solvente. As soluções solvente podem incluir pelo menos um de: alcoóis monoídrico de cadeia curta, acetona, acetato de etila, acetato de metila, l-metoxi-2-propanol e dietileno glicol butil éter. Quando o álcool monoídrico de cadeia curta for incluído, o álcool monoídrico de cadeia curta é pelo menos um de: etanol, metanol e misturas de etanol/metanol. Em uma implementação, a solução solvente inclui aproximadamente 10 a 20% em peso de l-metoxi-2-propanol, 10 a 85% em peso de álcool

monoídrico	de cadeia	curta e de	5	a 80%	em peso	de
acetona.
Uma tinta	para	j ato	de tinta	à	base	de solvente
ilustrativa	inclui	até	10% em peso	de	acetona	1, até 10%	em
peso de um corante,	e de 0,2	a	10%	em peso	de
perfluoropoliéter	f une	ionalizado.	A	acetona	neste e	em

outros exemplos pode ser parcial ou totalmente substituída com acetato de etila ou acetato de metila. Outra tinta para jato de tinta à base de solvente ilustrativa inclui um solvente que compreende até 10% em peso de acetona, até 10% em peso de um corante solúvel, e aproximadamente 0,2% em peso a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter funcionalizado.

Conforme acima discutido, o perfluoropoliéter funcionalizado pode incluir grupo com funcionalidade alquilamida de -CONH-(CH₂) 17-CH3, o perfluoropoliéter funcionalizado tendo um peso molecular médio numérico entre 2100 e 2300 daltons. Em outra implementação, a tinta à base de solvente inclui de 5 a 80% em peso de acetona, de 10 a 20% em peso de l-metoxi-2-propanol, de 10 a 85% em peso de álcool monoídrico de cadeia curta, de 1 a 10% em peso de um corante solúvel, até 20% em peso de água deionizada; e aproximadamente de 0,2% em peso a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter funcionalizado. Conforme acima discutido, o perfluoropoliéter funcionalizado pode ter uma variedade de grupos funcionais e de pesos moleculares.

As famílias de tintas e as formulações descritas acima não são exaustivas. Pode-se utilizar uma variedade de outras formulações de tinta solvente que implementem os princípios aqui descritos e que alcancem tempos de decapagem melhorados.

As figuras 3A, 3B e 4 mostram os resultados de teste de uma variedade de composições de tinta e de soluções controle. As Figuras 3A e 3B são gráficos de taxas de evaporação de misturas de água/acetona contendo PFPE modificado. Os resultados mostrados nas Figuras 3Λ e 3B são gerados a partir de testes para determinar quanto solvente da tinta evaporou ao longo de um determinado período de tempo. Esses testes medem a eficácia de várias formulações de tinta ao ampliar o tempo de decapagem da cabeça de impressão a jato de tinta. Na Figura 3A, o eixo horizontal mede o tempo em segundos, de um tempo inicial à esquerda a 600 segundos à direita. O eixo vertical mede o peso normalizado de uma gotícula de tinta durante um período de tempo. Todas as formulações de tinta continham até 1% em peso de PFPE modificado. As gotículas de tinta tinham um peso inicial de 5-8 miligramas. A composição de tinta que incluía aproximadamente 10% em peso de água deionizada (Dl) e 90% em peso de acetona (mostrado pela curva traço-ponto-ponto) mostrou a menor perda de peso de todas as composições de tinta constantes do gráfico. A pequena perda de peso corresponde a baixas taxas de evaporação e tempos de decapagem maiores. Para essa composição, a gotícula manteve aproximadamente 90% de sua massa original por um período de 600 segundos.

A composição de tinta que incluía aproximadamente 15% em peso de água deionizada e 85% de acetona mostrou desempenho similar, com aproximadamente 85% de sua massa original sendo mantida ao final dos testes de 600 segundos. Porém, a composição de tinta que incluía 5% em peso de água e 95% em peso de acetona não teve um desempenho tão bom, com 50% da massa original permanecendo no final do teste. As duas últimas composições mostraram perda de peso significativa nos primeiros 60 segundos do teste e então continuaram a perder peso no restante do teste. Os dados mostram que em aproximadamente 300 segundos, as duas formulações tinham menos de 20% de sua massa original remanescente. Esses tempos de evaporação rápidos podem estar correlacionados com tempos de decapagem mais curtos para essas formulações de tinta.

A Figura 3B mostra os dados obtidos no teste descrito acima, representado graficamente de forma diferente.

Nesse gráfico, a porcentagem em peso do teor de H₂O na composição de tinta é representada graficamente no eixo horizontal do gráfico e o peso normalizado como função de tempo é representado graficamente ao longo do eixo vertical do gráfico. Esse gráfico mostra que as soluções aquosas de acetona contendo entre 5% em peso e 15% em peso de água e até 1% em peso de PFPE modificado apresentaram evaporação muito pequena. Por exemplo, as soluções aquosas de acetona contendo entre 5% em peso e 15% em peso de água mantêm quase toda sua massa original durante os períodos de tempo de 5, 60, 120 segundos e mostram apenas perdas leves de evaporação a 300 e 585 segundos.

A Figura 4 é um gráfico de taxas de evaporação de misturas de etanol acetona contendo PFPE. O eixo horizontal do gráfico mostra o tempo em segundos, com o tempo de início do teste representado à esquerda e o final do teste em 600 segundos à direita. O peso normalizado das gotículas de tinta é mostrado no eixo vertical. Dois grupos diferentes de soluções são ilustrados no gráfico. Um primeiro grupo contém três soluções de etanol e acetona compreendendo até 1% em peso de PFPE modificado. A massa inicial das gotículas estava entre 5-7 miligramas.

Conforme mostra o gráfico, o primeiro grupo de soluções apresenta uma redução significativa na perda de peso quando comparado com o segundo grupo de soluções controle. As três soluções controle no segundo grupo incluem 100% em peso de etanol; 50% em peso de etanol; 50% em peso de acetona; e 100% em peso de acetona. As três soluções controle mostraram evaporação muito rápida com a gota completa evaporando antes de 60 segundos. Pelo contrário, o primeiro grupo de soluções que continha PFPE modificado mostrou um nível substancialmente reduzido de evaporação. A solução com aproximadamente 100% em peso de acetona e de até 1% em peso de PFPE mostrou o melhor desempenho neste grupo de soluções. Essa solução mostrou alguma evaporação prematura durante os primeiros 60 segundos, mas se manteve estável ao atingir mais de 60% do peso original da goticula no restante do periodo de teste. De forma similar, a solução com 50% em peso de etanol:50% em peso de acetona que incluia PFPE também mostrou uma taxa mais elevada de evaporação logo no inicio do periodo de teste, embora tenha se estabilizado ao atingir aproximadamente 50% da massa original da goticula. A solução contendo 100% em peso de acetona com PFPE não teve um desempenho tão bom, com queda acentuada no inicio do teste e evaporação continua até o final do teste. Essa solução terminou o teste com aproximadamente 10 a 15% de sua massa original.

Concluindo, os princípios e formulações descritos acima demonstram a eficácia de PFPE modificado quando se prolonga o tempo de decapagem de tintas à base de solvente. O PFPE amplia significativamente o tempo de decapagem de soluções de tinta que incluem alcoóis monoídricos de cadeia curta. Combinações de acetona, com uma solubilidade de PFPE relativamente alta, podem também ser eficazes quando combinadas com água deionizada ou alcoóis monoídricos de cadeia curta. Além disso, devido à ampliação do tempo de decapagem, pode-se utilizar mais corante na tinta. Isso resulta em tintas mais escuras e densidades ópticas mais elevadas em substratos baixos ou não porosos. Adicionalmente, o acréscimo de PFPE modificado ajuda a evitar espalhamento das tintas que contêm etanol. Isso melhora a definição de impressão.

A descrição acima foi apresentada apenas para ilustrar e descrever concretizações e exemplos dos princípios descritos. Essa descrição não pretende ser exaustiva ou restringir esses princípios a qualquer forma precisa descrita. Muitas modificações e variações são possíveis à luz dos ensinamentos acima.

Claims

1. Tinta para jato de tinta à base de solvente, caracterizada pelo fato de compreender:

um corante solvente; e de 0,1% em peso a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter funcionalizado contendo pelo menos um grupo com funcionalidade alquilamida tendo a estrutura CONH-(CH2)x-CH3, em que x = 8 a 32.

2. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o peso molecular médio numérico do perfluoropoliéter funcionalizado situar-se entre 400 a 4000 daltons.

3. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o perfluoropoliéter funcionalizado compreender grupo com funcionalidade alquilamida de CONH-(CH2)17-CH3, o perfluoropoliéter funcionalizado tendo um peso molecular médio numérico entre 2100 e 2300 daltons.

4. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um solvente, o solvente compreendendo pelo menos um de alcoóis monoídricos de cadeia curta, acetona, acetato de etila, acetato de metila, 1-metoxi-2-propanol, água deionizada, e dietileno glicol butil éter; em que o álcool monoídrico de cadeia curta é pelo menos um de etanol, metanol e misturas de etanol/metanol.

5. Tinta, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de compreender de 10 a 20% em peso de 1-metoxi-2-propanol, 10 a 85% em peso de álcool monoídrico de cadeia curta e de 5 a 80% em peso de acetona; em que o

Petição 870190060553, de 28/06/2019, pág. 8/10 álcool monoídrico de cadeia curta é pelo menos um de etanol,

metanol e misturas de etanol/metanol. 6 . Tinta, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de compreender de 1 a 8% em peso de dietileno glicol butil éter. 7 . Tinta, de acordo com a reivindicação 1,

caracterizada pelo fato de compreender:

até 10% em peso de acetona; até 10% em peso de corante solvente; e 0,2 a 1,0% em peso de perfluoropoliéter funcionalizado. 8. Tinta, de acordo com a reivindicação 7,

caracterizada pelo fato de a acetona ter sido pelo menos parcialmente substituída com pelo menos um de acetato de etila e acetato de metila.

9. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda 3 a 10% em peso de água deionizada, de 82 a 90% em peso de acetona e de 0 a 15% em peso de l-metoxi-2-propanol.

10. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender:

um solvente compreendendo até 10% em peso de acetona;

até 10% em peso de um corante solvente solúvel; e de 0,2% em peso a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter funcionalizado compreendendo grupo com funcionalidade alquilamida de -CONH-(CH2)17-CH3, o perfluoropoliéter funcionalizado tendo um peso molecular médio numérico entre 2100 e 2300 daltons.

11. Tinta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender:

Petição 870190060553, de 28/06/2019, pág. 9/10 de 5 a 80% em peso de acetona;

de 10 a 20% em peso de l-metoxi-2-propanol;

de 10 a 85% em peso de álcool monoídrico de cadeia curta;

5 de 1 a 10% em peso de um corante solvente solúvel;

até 20% em peso de água deionizada; e de 0,2% em peso a 1% em peso da tinta de um perfluoropoliéter funcionalizado compreendendo grupo com funcionalidade alquilamida de -CONH-(CH2)17-CH3, o

10 perfluoropoliéter funcionalizado tendo um molecular médio numérico entre 2100 e 2300 daltons;

em que o álcool monoídrico de cadeia curta é pelo menos um de etanol, metanol e misturas de etanol/metanol.